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袁亚湘院士:执“数”之手,攀登高峰

2021-08-12

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以下文章来源于中国科学报 ,作者韩扬眉

中国科学报.

关注科教重要事件,网罗学术新鲜趣闻。

1988年,袁亚湘在其科研事业蒸蒸日上之时,从英国回国,入职中国科学院数学与系统科学研究院,成为当时中科院最年轻的正研。

当时,国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)刚成立不久,袁亚湘成为自然科学基金委首批资助的科研人员。

尽管仅有1.3万元,但对刚回国不久从事数学研究的袁亚湘来说,这成为他心无旁骛攀登科学高峰的“后盾”之一。

“稳定、长期的支持对数学研究非常重要。数学研究通常很难得到其他横向课题的支持,国家的支持对于数学工作者不可或缺。”现在已是中国科学院院士的袁亚湘告诉《中国科学报》。

自立自强 走向世界


上世纪七八十年代,我国优化领域科研实力还很弱。

1982年11月,袁亚湘作为中科院挑选的30多位尖子生之一,被派往英国剑桥大学攻读博士,师从优化领域专家M.J.D.Powell。

1988年,袁亚湘回国,从事优化领域中“非线性规划”相关理论方法研究。

经过连续多年的深入研究,袁亚湘与学生、如今的中国科学院数学与系统科学研究院研究员戴彧虹合作提出了“戴—袁方法”,这被认为是非线性共轭梯度法4个主要方法之一,收录于优化百科全书。

该成果及相关工作获得了国家自然科学奖二等奖。

袁亚湘在信赖域方法领域取得的成就,被国内外专家称为基石性的成果,对最优化领域至关重要;首创性地提出了用信赖域方法和传统线搜索方法结合来构造新的计算方法;开创了利用非二次模型信息构造二次模型子问题的方法,提出了非拟牛顿方法;最早系统研究优化的子空间方法……

从非线性规划的方法和理论,到大规模优化算法构造和应用……袁亚湘与诸多数学家持之以恒地推动中国应用数学走向国际前列,这背后离不开国家自然科学基金的支持。

由于袁亚湘取得的杰出科研成绩,他被国际同行推选为国际工业与应用数学联合会主席,这是中国科学家首次在国际主要数学组织中担任正职。

他还获“美国工业与应用数学学会杰出贡献奖”,成为该奖项设立以来30多年首位获此殊荣的华人。

袁亚湘曾应邀在第四届国际工业与应用数学大会、国际数学家大会上作大会报告等,这不仅使他的科研成就被国际公认,更印证了中国应用数学在国际上话语权日益强大。

一张纸、一支笔,独自一人伏案演算推理,早已不是今天数学家研究的全部状态,充分而广泛的学术交流对数学研究至关重要。

袁亚湘曾与美国科学家合作证明了一类拟牛顿方法的全局收敛性,成为非线性规划算法理论在上世纪80年代最重要的成果之一。

“上世纪80年代末90年代初,我们与国外的交流还比较少,不交流就难以了解国际研究动态和前沿,而我们的成果也不为国际所知。从国外好的大学回来以后,能够继续保持国际交流,对于留住优秀留学归国的人才也非常重要。”袁亚湘说。

在国内,在多项国家自然科学基金项目的支持下,袁亚湘集结全国优势力量开展优化的理论和算法研究,推动了我国优化算法领域的发展与人才培养。

数学“出圈” 迎来“春天”


袁亚湘今年61岁了,在人生的前几十年,他沉醉于纯粹的数学世界。

然而近几年,数学家袁亚湘“出圈了”,他做了很多似乎与数学研究无关的事情:录电视节目、接受采访、参加非学术座谈。

他还用扑克变魔术、跟学生打桥牌、到各地爬山……更多时间,他“泡”在年轻人和小孩子的圈子中。

与年轻人在一起,袁亚湘不厌其烦地一遍遍传播科学知识,传播科学精神、方法,他希望改变人们对数学枯燥无味的“刻板印象”。

在他看来,激发孩子们对数学的兴趣,进行数学科普,意义重大。

今年年初,袁亚湘受邀参加央视节目录制之前,临时进行了一次“街头采访”。

受访者从小学生到成年人,采访结果令他感到意外——大家对数学有着不同程度的误解或不全面的理解,他更觉得科普势在必行。

袁亚湘坦承,包括数学研究在内的科学研究肯定会有困难,他的科研人生也曾遇到过无数困难。

但是,要正确对待困难,一是不能放弃,二是找对策解决。

“做研究碰到困难是开心的事情,最怕没有困难,简单的问题十有八九价值不高。”袁亚湘笑着说。

红绿灯、漂亮的大楼、5G……其背后都是数学在“控制”,袁亚湘再次强调数学的重要意义。

“很多变革性工程技术、‘卡脖子’问题看起来是技术难题,但根源还是数学基础。”他说,数学是所有自然科学和工程的基础,也日益成为社会科学的基础,它也是许多新兴领域不可或缺的重要组成部分。

从传统的与数学关系密切的物理、天文学、大气科学等领域,到化学、材料科学、生命科学、医学等和数学关系不断加强的领域,数学在建模和求解中的应用日趋平常,在人工智能、计算机模拟、海量数据分析等新兴研究领域,数学起着基石性的作用。

“加强数学研究是国家发展基础科学战略的重要组成部分,对科学和工程的整体发展乃至整个国家的发展起着重要作用。”袁亚湘说。

可喜的是,“数学的春天”已然来临。

“十四五”期间,自然科学基金委加大“数学天元基金”投入,致力于数学科学人才培养、学科建设和环境的改善,支持国内数学在21世纪率先赶上世界先进水平……

创新“生态”  青年可期


今年是中国共产党建党100周年,袁亚湘在英国剑桥大学留学期间便光荣地加入了中国共产党。

“我是一个农民,感谢党对我的培养,才有了我的今天。科技报国是广大科技工作者爱党、爱国的具体表现。”

对于袁亚湘来说,今天,科技报国有了更多的内涵。

近年来,袁亚湘在政协提案、媒体采访、科学家座谈会等多个场合为年轻人呼吁呐喊,反对给数学青年科研人员强行定指标,提出应鼓励他们专心攀登数学科学高峰。

“与过去相比,我们的科研经费、条件提高了很多,甚至比其他国家都好。但我们与世界先进数学水平的差距不在于投入少、能力差,而在于‘环境’。”

袁亚湘话锋一转,提高数学水平,最重要的还是要为青年人才营造纯粹、安静的研究环境。

在他看来,青年科研人员的健康成长关系到国家整个科技的发展,理应引起高度重视。

目前青年科研人员依然面临许多压力和对其成长不利的因素。

“年轻人申请基金的目的,是希望自己能长期稳定、安心地做研究,没有后顾之忧。”袁亚湘说,科学基金可在稳定长期支持优秀青年科研人员方面发挥更大的作用。

如今,袁亚湘从基金的受益人成为了基金的“把关人”——作为自然科学基金委数学天元基金学术领导小组组长,他身体力行地推动着研究环境的改变。

在云南昆明,一个比肩德国“黑森林数学研究所”的数学小镇正在建设。

它远离尘嚣,静谧、古朴,将以优美的环境、深厚的学术氛围、广泛的交流、丰富的资源等成为全球最大的3个数学学术交流中心之一,也成为全球顶尖数学家思想碰撞、青年数学人才攀登数学高峰的“圣地”。

“在当前国际竞争日益激烈的环境下,我们要向老一辈科学家学习,学习他们胸怀祖国、服务人民的爱国精神;学习他们勇攀高峰、敢为人先的创新精神;学习他们追求真理、严谨治学的求实精神;学习他们淡泊名利、潜心研究的奉献精神;学习他们甘为人梯、奖掖后学的育人精神。让年轻一辈超越自己,才是成功。”袁亚湘说。