鄂维南院士谈北大应用数学

发布时间:2015-10-22

北大应用数学历史悠久,从1952年院系调整时期设立我国第一个力学专业开始,到1955年成立计算数学教研室、1956年成立概率统计教研室,再到1997年成立的金融数学系,都开国内之先河,是我国应用数学发展的一面旗帜。目前,北大从事应用数学教学研究的主要机构有数学科学学院,统计科学中心和北京国际数学研究中心等。这些机构在应用数学的各个方向互相促进,使得北大在应用数学领域不断攀登高峰、创造辉煌。

今年恰逢北京国际数学研究中心成立十周年。这十年间,北京国际数学研究中心在人才引进、教学科研、体制创新、与旧有体制的融合和发展、国内外交流合作等方面取得杰出成绩,在基础数学领域和应用数学领域都取得丰硕成果。在数学中心成立十周年之际,我们有幸采访了鄂维南院士,听他讲述北大应用数学的现状和发展。

 

    鄂维南院士于2005年加盟北京国际数学研究中心。作为国际著名的应用数学家,鄂维南院士一直非常关心北大应用数学学科建设,并做了大量的工作。在采访中,鄂维南院士精力充沛、侃侃而谈,详细地回答了我们从学科现状、到人才培养再到学科发展等多方面的问题,既讲理论又谈应用,既讲现实又谈未来,既讲国内又谈国际字字句句都折射出一个国际著名应用数学家对北大应用数学发展现状的清晰认知,对北大应用数学发展未来的殷切期盼和对推动北大应用数学发展方面做出的努力贡献。

人才强校

北大的应用数学学科经过几十年的发展,已经取得了丰硕的成果。上个世纪七八十年代在石油勘探、汉字激光照排、指纹识别、正交试验设计等领域的研究,为我国经济发展做出了巨大贡献。进入新世纪,北大的应用数学研究在深度和广度方面都有了大幅提升,在服务国防建设、服务社会方面,获得了一系列有影响力的成果,赢得同行的广泛赞誉。北大应用数学取得的成绩离不开老一辈数学家的忘我奉献,当然也需要新的人才进行巩固与发扬。鄂维南院士指出,拥有一批在国际上非常活跃的青年教师是北大应用数学的一大优势。这些青年教师的研究领域覆盖了计算数学、图像处理、生物数学、统计、机器学习、算法等诸多领域,并且都产生了积极的影响。

优秀的青年教师主要来自两个方面,一方面是内部培养,李若教授、李铁军教授等就是北大自己培养出的应用数学人才中的杰出代表,另一方面,人才引进也是补充青年教师队伍的重要手段。近年来,北京国际数学研究中心引进了文再文副教授、葛颢副教授、张磊副教授、董彬副教授等在本专业具有一定影响力的青年教师。在提及青年教师的引进问题时,鄂维南院士专门提到了董彬副教授。董彬副教授作为国际上图像处理领域青年学者中的佼佼者,在当初引进时,只对北大感兴趣,这充分说明了北大对于青年人才还是具备相当的吸引力。

鄂维南院士认为,以前中国的应用数学界存在理论和应用分化的情况,北大亦不例外。一部分数学家专事应用,但缺乏理论深入,而大部分数学家,尤其是具有一定成绩的数学家,主要从事比较理论的研究工作,和应用联系不紧。在中青年学者的带动下,最近十几年来,理论与应用分化的局面在北大已经大大改善,北大的应用数学进入了发展的快车道。目前,北大有了一批具备理论功底,了解应用背景并且在应用领域具有积极影响的中青年应用数学家。从事液晶和复杂流体研究的张平文教授的研究成果在化工、高分子等领域都有很大影响;从事生物数学研究的葛颢副教授,其与生物动态成像中心谢晓亮教授合作的一系列工作不仅在数学上有所建树,而且解决了一些生物中的理论问题;还有不少中青年学者,他们在生物数学、图像处理、算法和计算物理等领域都做出了具有应用价值的工作。除了在应用上取得不俗成绩,鄂维南院士同时表示北大应用数学近年在基础性的研究上也取得突破,比如胡俊教授提出了一个理论上最直接、内蕴的设计弹性力学问题混合有限元方法的全新框架,是有限元基础研究领域的重大进展。可以说,北大应用数学已经基本做到了实际应用和基础理论研究的平衡发展,并且二者都取得了不俗的影响力。

教学改革

    对于应用数学的学科建设而言,除了科研队伍的充实,科研人才的培养也是相当重要的一环。没有了科研人才的持续培养,学科发展便会成为无源之水,无本之木。北大一直注意应用数学人才的培养,除了不定期举办各类讨论班、研讨会、学术报告,北大还于2002年开始举办应用数学暑期学校,至今已经连续举办了14届,在社会上取得了广泛的影响力。鄂维南院士任职北大后,更是在数学科学学院推行了“应用数学拔尖人才培养计划”(以下简称“拔尖计划”)。“拔尖计划”是一套应用数学本科生培养方案,该计划为同学们设置一系列应用数学前沿课程、暑期学校、学术报告和讨论班等,帮助同学们开拓自己的眼界,充分汲取应用数学各个方面的知识。当被问及设立“拔尖计划”的初衷时,鄂维南院士表示,一直以来,北大发展应用数学一个很大的障碍就是应用数学专业分为了四个系,科学与工程计算系、概率统计系、信息科学系和金融数学系,各系的培养相对封闭,对应用数学人才培养产生了限制,而“拔尖计划”设立的初衷就是为了解决这样的障碍,培养具有开阔视野的应用数学人才。“拔尖计划”为同学设立了四门课程,即应用偏微分方程、随机模拟方法、数据科学的数学基础和数据中的算法,鄂维南院士认为这四门课程从应用数学课程体系建设而言十分重要,它们帮助同学树立了一个重要理念,即应用数学也是一个整体,就像纯数学不能分成代数、几何、分析等不同的系一样。鄂维南院士认为,这样的理念在应用数学的学习和研究中是十分重要的,如同基础数学的研究者不可能只学习代数或几何,应用数学的学生也应该广泛涉猎,这是未来应用数学研究的一个必然趋势。为了进一步的阐明该理念的重要性,鄂维南院士列举了大数据的例子。数据科学是近年来一个比较热门的应用数学研究领域,也是鄂维南院士当前的主要研究方向之一。鄂维南院士表示,数据科学的研究既需要算法上的知识,同时也需要对统计的理解,有时还需要一定的计算机知识,单一方向的人才已经很难满足数据科学的发展要求。

春去秋来,如今已经有两届“拔尖计划”的同学毕业,毕业生中有不少同学去了斯坦福,库朗研究所等顶级大学和研究机构攻读博士学位,也有一些同学继续在北大深造。对于“拔尖计划”的实施效果,鄂维南院士非常满意。他表示,不同于纯数学,当今国际上并没有一个应用数学的培养方案,即使是库朗研究所和普林斯顿大学,其学术研究和研究生培养都成绩斐然,但是对于应用数学本科生的培养方案也没有形成体系与模式。北大的“拔尖计划”摸着石头过河,仅仅经过两年就取得不俗成绩,培养出一批优秀的应用数学毕业生,着实不易。

展望未来

可以说,在这十几年的快速发展下,现在北大的应用数学学科不仅有了一批以中青年教师为代表的在国际上较为活跃的科研队伍,而且正逐渐通过教学改革,培养出一批面向未来的应用数学人才。然而一个学科的建设并不是一朝一夕可以完成的,北大应用数学学科现阶段仍然有发展的空间。鄂维南院士提出了北大应用数学学科目前的三点不足之处:首先在金融数学等领域,人才较为缺乏,与学生人数并不匹配;其次,与本科生相比,研究生培养水平还需要提高;最后,对青年教师的培养和关怀还需要加强,这三个方面在今后将是北大应用数学学科改进和提高的重点。

采访的最后,鄂维南院士说出了对北大应用数学发展的期望,他希望北大应用数学有宽松、包容的环境,希望给予每一位老师、同学最好的发展空间,同时表示这也是北大应用数学一直以来的努力方向。我们也祝愿北大应用数学可以发展得更好,祝愿鄂维南院士的研究更上一层楼。

 

/蒋雨辰 北大数院2014级硕士研究生

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