站在前人的肩膀上,新一代数学家正在崛起

2018-12-25 中国科学报

  在中国科学院数学与系统科学研究院(以下简称“数学院”),各个研究方向的新一代数学家站在前人的肩膀上正在崛起。他们活跃在国际最前沿,正在完成从跟随者到引领者的转变。

  “璀璨团队”

  “偏微分方程卓越创新国际团队”璀璨闪耀,这里集聚了该领域最优秀的青年人才,他们共同攻关流体力学方程(纳维—斯托克斯方程)中的重大难题。

  流体力学中的数学问题是当代数学研究中的核心问题之一。其中纳维—斯托克斯方程式被视为是了解难以捉摸的力学湍流现象的第一步,该方程解的整体正则性也是美国克雷数学研究所在2000年提出的7个千禧年大奖难题中的问题之一。

  张平研究员在不可压缩纳维—斯托克斯方程的适定性和正则性准则、非线性薛定谔方程的半经典极限等著名数学问题上开展了系统研究,取得了国际领先的成果,相关工作在国内外被广泛引用,并引发了大量后继研究工作。2011年,张平获得国家自然科学奖二等奖。

  2005年,美国纽约大学库朗研究所以高薪邀请张平访问该所两年, 并希望他入职库朗研究所担任副教授。但张平考虑到数学院学科建设的需要,以及在国内的工作刚刚起步,拒绝了这份难得的入职邀请,并在两年访问结束后如期回国。

  与张平并肩作战的还有数学院研究员黄飞敏,他与合作者证明了在黎曼解情形下,波兹曼方程到可压缩欧拉方程的流体动力学极限,被国际同行认为“在这个众所周知的难题中,取得了一个非常重要的进展”。

  2003年,年仅31岁的黄飞敏就完满解决了35年来悬而未决的等温气体动力学弱解的整体存在性问题,从助理研究员破格提升为正研究员。次年,这项成果获得了美国工业与应用数学学会2004年度杰出论文奖,这是中国科学家第一次获得该奖项。

  记者在采访中获悉,数学院在科研人员晋升和考核中从不论资排辈,主要参考国际同行的意见,考虑科研人员研究方向的学术意义和发展前景。数学院每年进行的成果评价不看发表论文数量、承担项目数量、头衔和奖项,针对不同学科方向,只重视标志性成果的质量、贡献和影响。

  这也是吸引张平回国,以及黄飞敏等一批杰出青年人才迅速在国际上崭露头角的重要原因。

  2017年,数学院在接受国际评估时,九位著名数学家(其中六位是欧美科学院院士)组成的专家组,对数学院作出了高度评价:“世界一流数学与数学科学中心之一”“在基础数学、应用数学与数学交叉方面都有高水平的研究人员”。

  “新成果 新突破”

  历经20年发展,数学院已经成为国内乃至世界上数学分支最齐全的研究机构,使其具备组织高水平前沿交叉研究团队的坚实基础,可对数学中一些跨学科的重大难题发起攻关。

  目前,数学院通过各个学科的交叉融合,形成了综合实力强、在国内领先、在国际上有重要影响的若干研究团队,已经承担了8个基金委优秀群体项目。

  现任数学机械化重点实验室主任的高小山,被数学机械化研究的开创者中国科学院院士吴文俊称为数学机械化研究的学术带头人,在36岁时就成为当时全国最年轻的国家“973”计划项目首席科学家。他与合作者提出了“消点法”,首次实现了自动生成几何定理可读证明,被著名学者称为几何自动推理领域的“主要成就”与“里程碑”。他还带领研究生,将数学机械化核心理论推广到微分/差分情形,将数学机械方法由定理机器证明开拓到自动作图新方向并得到重要应用。

  数学院研究员汪寿阳基于多目标决策的权衡分析,提出了解决多派冲突的分析方法。国外环境专家给予了高度评价:“它可被用来形成国际环境谈判的一个平台,在众多的冲突方法中,外国专家选择了他的方法作为主要方法去解决实际问题,是很说明问题的。”他提出的不少政策建议被中央政府所采纳,成为了政府的政策。近年来,他又带领团队,建立了区间数据建模理论与分析方法新方向,并应用于我国国际收支风险预警和决策支持。

  巩馥洲研究员与人合作证明了与弦论的统计物理密切相关的环路空间上加权一阶Sobolev空间的Poincaré不等式与带位势项的Log—Sobolev不等式,被美国艺术与科学院院士L. Gross称为“激动人心的发展”“这一长时间阻碍解决的问题,最近被最终解决”;张纪峰研究员与合作者一起开启了集值系统的参数辨识与适应控制研究,相关成果被意大利控制系统学会前主席Vicino教授等称为是“先驱性工作(pioneering work)”“种子论文(seminal paper)”;戴彧虹研究员和中国科学院院士袁亚湘提出一个新的非线性共轭梯度法,已被国际同行广泛称为Dai-Yuan方法;明平兵研究员提出了一种新的跨尺度杂交耦合方法,证明了其稳定性并得到了最优收敛阶,是第一个被严格证明稳定性的三维多尺度耦合方法……

  优秀人才的成长、重大成果的突破,背后是数学院“服务科研 以人为本”的管理体制,以及符合数学学科规律的成长环境。一位科研人员向记者提到了一个细节,他们从不会被跑经费、争项目等“杂事琐事”占用太多时间,数学院会解决所有“后顾之忧”,而他本人只需在必须露面的场合出现即可。

  “心无旁骛,没有任何外在压力,所有的压力来自热爱和内在驱动。”这是数学院科研人员和学生的共同感受。也正是这份潜心和内在驱动力,使他们在不急不躁中创造着奇迹。

  人才的“离骚”

  数学被认为是年轻人的事业,在今天的数学院里,涌现出了一大批很有潜力的青年学者以及优秀学子,他们继承老一辈数学家的精神和传统,跟随师长的步伐,延续着数学院的传奇,在国际舞台上唱响“中国数学之声”。

  两年前,数学院计算数学与科学工程计算研究所助理研究员常向科在加拿大萨斯喀彻温大学数学与统计系结束博士后学习,毫不犹豫地又回到了这个熟悉并热爱的地方,亦如当年坚定地选择到数学院读博士一样。

  如今,他所从事的可积系统与相关领域的交叉研究初见起色。最近他与合作者的一项工作获得国际顶级数学物理期刊《数学物理通讯》审稿人的高度评价——“第一流的工作”“真正的新思路”。

  青年研究员万昕在Kato、张伟等知名学者先后证明了正规情形下秩为0与1时的BSD公式后,潜心研究,证明了更为一般的非正规情形下秩为0与1时的BSD公式,被法国学者称为是这一重大数学问题发展历程中的“皇冠性成果”。

  二十载风雨兼程,诸多数学成果举世瞩目,数学院开始思考如何培养有国际影响力的中国数学家,并有了一系列的举措。

  从本科教育抓起的“华罗庚科技英才班”,数学院与中国科大、山东大学、北京航空航天大学和大连理工大学合办各具特色的“华罗庚班”,提高学生对数学研究的兴趣,也为数学院输送了高水平研究生,培养了一批具有国际视野和创新精神的一流科学家和杰出人才。

  数学院在全国率先提出了数学学科学位对发表论文数不做具体要求的规定,引导学生研究具有重要意义、原创性大、涉及面广泛的大问题,避免急功近利。每年数学院院长特别奖获得者中,都有研究工作十分优秀而没有正式发表论文的同学。

  此外,他们还用心遴选研究生和青年学者赴国际一流高校和研究机构访学,让他们开阔眼界,尽快开展世界最前沿领域的研究……

  在一位数学家看来,有影响力的数学家不仅要有扎实的学问,更要有深厚的学术思想。数学院作为中国数学最高学术和教育殿堂,有责任也有能力担此重任。

  在中国数学的天空中,数学院是一颗耀眼的“明星”。20岁的数学院正年轻,一群年轻的数学痴迷者在这个被称为“数学的乐园”中从事着年轻的科学事业,他们朝气蓬勃地走向未来,走向从未有过的高度。

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