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      田剛 | 從追隨到引領:廿載數學強國夢之路

      發布時間:2022-07-11

      作者:韓揚眉 來源:中國科學報

      2002年,數學家田剛作為中國大陸首位國際數學家大會1小時報告人,在北京舉辦的第24屆國際數學家大會上分享最新研究成果,同時呼吁更多年輕人投身到基礎科學研究中,希望有更多的中國數學家邁入國際數學前沿領域,作出更多重要的研究成果。

      20年后的2022年,作為中國科學院院士、國際數學聯盟執委會委員的田剛欣喜地看到,當年參會的學生們不少已成為了青年領軍數學家?!?0年來,我國數學取得了前所未有的成績,進步巨大,這是所有中國數學家的努力,以及積極融入國際合作的結果?!?/span>

      接受《中國科學報》采訪時,田剛正在海外參加國際數學聯盟執委會,在交流中,他感受到了國際數學界對我國數學家工作越來越多的認可和關注。

      國際數學家大會素有國際數學“奧運會”之稱,是國際數學界最重要的學術盛會。今年7月6日至14日,全球的數學家們“云聚”由國際數學聯盟主辦的第29屆國際數學家大會。

      20年來,中國數學“群星閃耀”,數學家們不懈努力,活躍在國際最前沿,正在努力推動從跟隨者到引領者的蛻變。

      走向國際前列的數學研究

      本次大會將有約200位學界公認的領袖級數學家受邀作學術報告,其中有14位中國數學家在大會上分享他們在各自領域取得的成果與進展。中國數學家(包括海外中國籍學者)受邀報告人數或為歷屆最多。

      在國際數學家大會的所有受邀報告中,備受關注的是“一小時報告”,這是組委會特別邀請,由做出重大貢獻的數學家介紹最重要的成就,代表了近期數學的最重大成果與進展,每屆僅有21人。

      時隔10年,7月8日晚,中國科學院院士、北京大學國際機器學習研究中心主任鄂維南作“一小時報告”,分享了他從數學視角看待機器學習的思考。他也是繼田剛和彭實戈院士之后,中國大陸的第三位“一小時報告人”。

      “基于神經網絡的機器學習,背后的魔法究竟是什么?”“我們應如何利用深度學習,來解決科學和科學計算中具有挑戰性的問題?”“我們可以搭建更普通的、或者數學上講更自然的機器學習模型嗎?”報告中,鄂維南作出了自己的解釋。

      鄂維南是機器學習與應用數學相結合的先驅者和主要推動者,他在國際上最早提出”AIforScience”的概念并系統推動其在化學、材料科學、生物學、流體力學等多個科學領域的發展應用。

      這些成就源于鄂維南幾十年來對應用數學的追求和思考。2004年前后,當時主要從事應用數學研究的鄂維南前瞻性地看到,未來,大數據將非常重要,尤其是新的數據分析算法將是未來數據科學發展的關鍵。幾經呼吁和推動,2014年,鄂維南下定決心全身心投入到這項“陌生”的事業中。

      經過多年的堅持與摸索,2020年,鄂維南與他的學生們組成的團隊借助機器學習,實現了上億原子的第一性原理精度的分子動力學模擬,獲得了當年的“戈登·貝爾”獎,邁出了中國機器學習與應用數學融合的重要一步。

      鄂維南常把自己看作是“鋪路石”的角色,他也很欣慰地看到國際同行對我國機器學習、數學、科學交叉科學領域的關注,他告訴《中國科學報》,“在機器學習和數學、科學的交叉融合領域,目前中國正在走在前列,尤其是有相當一批年輕人在做著比較好的工作,活躍在國際舞臺上?!?/span>

      除此之外,我國基礎數學和應用數學的諸多領域也均有重要突破。此次受邀報告領域包括科學計算、控制理論與優化、概率統計、幾何、拓撲、數論、李理論、偏微分方程等當前國際數學前沿領域。

      “我國數學進步顯著的標志之一,就是高水平的前沿研究和在國際頂尖雜志發表的研究成果大幅增加,從20年前的幾年一兩篇,到如今每年多篇?!碧飫偢嬖V《中國科學報》。

      年輕一代正在走向新的高度

      20年前,“微分幾何之父”、92歲高齡的數學家陳省身在北京再次表達了自己的心愿:讓中國成為數學強國。

      新生代的數學家們沒有辜負他的期望,青年人才已成為數學強國建設的中堅力量。

      作為數論界的領軍人代表,今年,中國科學院數學與系統科學研究院研究員田野將在國際數學家大會上作45分鐘報告,講述他近年來在數論領域有關橢圓曲線算術理論的新進展。

      田野第一次對BSD猜想的同余數問題這個“千禧問題”給出了接近最終答案的線索,被國際同行評價為“中國繼陳景潤之后最好的工作”“將會是鼓勵很多中國青年數學家的典范”,那時,他41歲,他也因此獲得了“拉馬努金獎”。

      “橢圓曲線的算術理論,是這個時代數論研究的一個重要領域?!碧镆案嬖V《中國科學報》,我國在該領域的一些重要問題上取得了領先的成果,諸多年輕人的研究呈現很好的態勢。

      在田野心中,數學研究是一門藝術,充滿樂趣和挑戰,可傾盡全力。在做同余數問題的關鍵階段,田野每天只睡4、5個小時,常常在凌晨四點起床,打個車到香山,邊爬山邊思考問題,有時突然產生一些新想法,也會立刻和美國普林斯頓大學教授張壽武電話討論,這種狀態持續了近一個月,他終于想明白了所有的細節。

      好奇心是驅動數學家們執著向前的動力,經過多年潛心鉆研,以田野等為學術帶頭人的“算術代數幾何卓越創新國際團隊”現已是國際上很有影響的團隊之一。

      如今,更年輕的一代數學家們正在崛起,他們正朝氣蓬勃地走向未來,走向新的高度。

      在此次國際數學家大會上作45分鐘報告的13位數學家中,孫斌勇是當年新增選中國科學院院士中最為年輕的一位,“80后”數學家在一半以上,其中包括北京大學數學科學學院講席教授丁劍,北京大學北京國際數學研究中心教授劉毅、副教授董彬,復旦大學上海數學中心副教授王國禎等。

      這讓田剛回顧起20年前在北京舉辦的那場國際數學家大會,他說,這對當時還是學生的那批年輕人來說有著或多或少的影響,激勵了一批年輕人愿意學習數學、潛心數學研究,把數學當作一生的事業,他們如今作出了很突出的工作。

      “人才是建設數學強國的根本,中國數學的‘新一代’的能力越來越強,大有潛力?!碧飫傉f,青年數學家自身開闊的視野和活躍的思維,加之與國際數學界密切往來,對提高我國數學綜合研究水平、培養更多后備數學人才大有裨益。

      追求更高的目標

      如果說20年中國已經進入了數學大國行列,那么20年后的今天,國家加大對數學的重視和投入,越來越多的優秀年輕人投身數學研究,中國距離數學強國的距離已更近了一步。

      “學術界要以一種真正負責任的態度發展好學科,真正地關注原始創新和應用落地問題?!倍蹙S南表示。

      對于“菲爾茲獎”等數學大獎依然缺乏中國學者的身影,田剛表示,中國數學家是很具有競爭力的,一些人已作出非常突出的成果,達到被認真考慮的水準?!拔覀儜硇钥创勴?,被認可的方式多種,并非獎項一種,最關鍵是同行的認可和贊譽?!?/span>

      “我們要有信心,追求更高的目標?!痹谔飫偪磥?,比起獲獎,更重要的是,獨立思考去做一些大問題,做一些更具創新性、前沿性的數學問題,引領數學學科的發展,爭取更大的成就?!暗锚勈沁t早的事兒?!?/span>

      數學最需要“沉浸式”鉆研,需要安靜的治學環境和科研人員全身心地投入。

      田野認為,建立合理的評價體系,讓科研人員能夠專注潛心于重要問題。他還建議,從中學階段就該加強的對數學人才的培養,使得學生較早能掌握數學大家的思想和了解當前研究的前沿問題。

      田剛表示,要加強國際數學交流,這對于“靈感”產生、刺激新想法非常重要。要給年輕人營造寬松自由學術環境,鼓勵他們在未知領域大膽探索,減少不必要的考核評價,讓他們不急于追求文章的數量,而是放遠眼光,更自信、更安心地挑戰大問題。

      數學會獎項

      華羅庚獎

      華羅庚先生是我國著名數學家

      華羅庚先生是我國著名數學家,他熱愛祖國,獻身科學事業,一生為發展我國的數學事業和培養人才做出了卓越貢獻。

      陳省身獎

      陳省身教授是一位國際數學大師

      國際數學大師陳省身教授是美籍華裔數學家、中國科學院外籍院士。他非常關心祖國數學事業的發展,幾十年來在發展我國數學事業、培養數學人才等方面做了大量工作。

      鐘家慶獎

      鐘家慶教授生前對祖國數學事業的發展極其關切

      鐘家慶教授生前對祖國數學事業的發展極其關注,并為之拚搏一生。為了紀念并實現他發展祖國數學事業的遺愿,數學界有關人士于1987年共同籌辦了鐘家慶基金,并設立了鐘家慶數學獎,委托中國數學會承辦。

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