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张磊 (ZHANG Lei, English version)

长聘副教授/研究员,博士生导师,
北京大学北京国际数学研究中心 (BICMR),
定量生物学中心 (CQB),
国际机器学习中心 (CMLR)

办公室:镜春园78号院78409
电话:010-62744126; 传真: 010-62744134
Email: pkuzhangl_at_pku.edu.cn
通信地址:
北京市海淀区颐和园路5号,北京大学北京国际数学研究中心,100871

个人简历


研究方向

  • 科学计算,稀有事件,解景观的算法和应用;
  • 数学与生命科学的交叉,计算系统生物学;
  • 材料科学,软物质,相变与成核问题;
  • 机器学习的理论与应用。

课题组新闻动态

  • 2022/6, 祝贺乔灵霞博士在《Science Advances》发表论文“Coactivation of antagonistic genes stabilizes polarity patterning during shoot organogenesis"。器官形态建成过程中经常需要维持相互拮抗的基因同时表达,相邻分布的基因之间经常存在相互抑制的拮抗作用,维持二者表达区域的互斥。二者又需要共同存在,不能由一方完全抑制对方。本研究提出了一个“跷跷板” 模型—生长素信号同时激活 REV和 KAN1的表达以稳定维持两个区域的共存,从而在理论上可以维持发育斑图。此项工作与北大生命科学学院焦雨铃教授合作完成。《北大新闻网》
  • 2022/4, 祝贺郭晓露的文章“The Nonequilibrium Mechanism of Noise Enhancer synergizing with Activator in HIV Latency Reactivation"被iScience顺利接受。此项工作与北大北京国际数学研究中心葛颢教授合作完成。
  • 2022/4, 祝贺韩雨岑博士的文章“Elastic anisotropy in the reduced Landau-de Gennes model"被Proceedings of the Royal Society A顺利接受。此项工作与英国Strathclyde大学Apala Majumdar教授合作完成。
  • 2022/4, 祝贺姚小妹的文章“Transition pathways in Cylinder-Gyroid interface"被Commun. Comput. Phys.顺利接受。此项工作与中科院计算数学所徐劼研究员合作完成。
  • 2022/3, 祝贺姚小妹的文章“Defect patterns of two-dimensional nematic liquid crystals in confinement"被Physical Review E顺利接受。此项工作与加拿大Waterloo大学陈征宇教授合作完成。
  • 2022/3, 祝贺殷鉴远和黄桢的文章“Constrained high-index saddle dynamics for the solution landscape with equality constraints"被Journal of Scientific Computing顺利接受。我们在原有的鞍点动力学基础上发展了受限鞍点动力学,从而构建带约束的能量景观。
  • 2022/01, 祝贺匡翔宇在《PLOS Computational Biology》发表论文“Computable early Caenorhabditis elegans embryo with a phase field model"。细胞是生命的最小活动单位。不同物种、器官、组织的细胞具有不同的形态,而形态表征了细胞的力学属性和功能。什么样的数学物理方程能够准确描述细胞形态的动力学特征,对于生物力学、细胞生物学和发育生物学都是一个重要问题。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)拥有单细胞的发育精度,即每个细胞的分裂时间、分裂方向、运动路径、命运身份等属性在不同个体间保持高度一致。我们的工作利用线虫胚胎形态数据构建了一个相场模型,可以准确计算真实胚胎的形态变化并且反推底层的细胞力学属性,并利用该模型解析线虫胚胎的早期发育过程。此项工作与汤超院士合作完成。
  • 2021/12, 祝贺殷鉴远博士在《PNAS》发表论文“Transition pathways connecting crystals and quasicrystals"。自1984年准晶被发现以来,尽管人们对准晶的研究已取得了巨大的成就,但准晶的成核问题,即如何从晶体中涌现出准晶,仍然是凝聚态物理学中一个长久以来尚未解决的问题。这里的困难主要来自于准晶和晶体结构是非公度的,因此它们之间没有明显的外延关系。我们将发展的鞍点动力学应用到Landau相变理论来探求准晶的成核。通过计算Lifshitz-Petrich 模型,我们获得了连接6方晶体和12转准晶的精确临界核和相变转移路径,发现了晶体和准晶相之间的相变可以遵循两种可能的路径,分别对应于单步相变和“晶体-层状准晶-准晶”的两步相变。此项工作与张平文院士、加拿大McMaster大学史安昌教授、湘潭大学蒋凯教授合作完成。《北大新闻网》
  • 2021/11, 祝贺殷鉴远博士在《Physica D: Nonlinear Phenomena》发表论文“Solution Landscape of the Onsager Model Identifies Non-axisymmetric Critical Points"。该论文从计算上回答了之前液晶Onsager模型的一些公开问题,验证了极小解的轴对称性,找出了一系列Onsager模型的非轴对称解,以及完整刻画了Onsager模型的解景观。此项工作与张平文院士合作完成。
  • 2021/09, 欢迎张鹤博士加入我们课题组!张鹤博士毕业于美国宾州州立大学。
  • 2021/8, 祝贺张雨泽博士的文章“Construction of a minimum energy path for the VT flash model by the string method coupled with the exponential time differencing scheme"被Commun. Comput. Phys.顺利接受。此项工作与沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)孙树瑜教授合作完成。
  • 2020/08, 我们与张平文院士、王伟研究员合作在《Acta Numerica》发表综述论文“Modelling and Computation of Liquid Crystals”。液晶是一种介于液体和晶体之间的软物质,具有广泛的工业应用价值。论文首先介绍了液晶分子三类不同层次的数学模型:分子模型、张量模型和向量模型,及其相互联系;接下来介绍了计算液晶稳态缺陷和流体动力学模型的数值方法以及近年来提出的解景观方法;论文最后给出了总结并提出了一些新的展望。《北大新闻网》
  • 2021/8, 祝贺韩雨岑博士和殷鉴远博士的文章“Solution Landscapes of the Simplified Ericksen-Leslie Model and its Comparison with the Reduced Landau-de Gennes Model"被Proceedings of the Royal Society A顺利接受。此项工作与英国Strathclyde大学Apala Majumdar教授和首师大胡煜成教授合作完成。
  • 2021/6, 祝贺徐真博士的文章“Solution landscapes of the diblock copolymer-homopolymer model under two-dimensional confinement"被Physical Review E顺利接受。此项工作与Hokkaido University的Yasumasa Nishiura教授合作完成。
  • 2021/6, 祝贺赵伟博士的文章“Modeling of histone modifications reveals formation mechanism and function of bivalent chromatin"被iScience顺利接受。此项工作与UC Irvine大学聂青教授合作完成。
  • 2021/06, 热烈祝贺殷鉴远、李若泰同学顺利通过博士论文答辩,闫诗宇、谢地同学顺利通过硕士论文答辩!
  • 2020/10, 祝贺韩雨岑和殷鉴远的文章“Solution landscape of a reduced Landau-de Gennes model on a hexagon"被Nonlinearity顺利接受。此项工作与张平文院士、英国Strathclyde大学Apala Majumdar教授合作完成。
  • 2020/10, 热烈祝贺课题组17本王浩然、黄桢在2020丘成桐大学生数学竞赛上取得佳绩!王浩然1金(个人全能)2银(应用与计算数学、分析与微分方程),黄桢1铜(应用与计算数学)[Link]
  • 2020/10, 欢迎姚小妹博士加入我们课题组!姚小妹博士毕业于北京师范大学。
  • 2020/09, 热烈祝贺韩雨岑博士获得英国皇家学会“Newton International Fellowship",她将与英国Strathclyde大学Apala Majumdar教授一起合作研究。
  • 2020/08, 祝贺李若泰的文章“Numerical discretization of variational phase field model for phase transitions in ferroelectric thin films"被Commun. Comput. Phys.顺利接受。此项工作与哥伦比亚大学杜强教授合作完成。
  • 2020/07, 欢迎张东航博士加入我们课题组!张东航博士毕业于中科院数学与系统科学研究院。
  • 2020/07, 祝贺俞炳和殷鉴远合作的文章“Searching the solution landscape by generalized high-index saddle dynamics"被SCIENCE CHINA Mathematics顺利接受。我们提出了普适的高阶鞍点动力学方法来构建解景观。
  • 2020/06, 热烈祝贺乔灵霞、郭晓露、韩雨岑、赵伟四位同学顺利通过博士论文答辩!他们将分别在UCSD,UCLA,U. of Strathclyde, UCI做博士后。
  • 2020/04, 祝贺陶宽的文章“Tuning cell motility via cell tension with a mechanochemical cell migration model”被Biophysical Journal接受。此项工作与北大定量生物学中心刘峰课题组合作完成。
  • 2020/04, 祝贺李若泰的文章“Variational Phase Field Formulations of Polarization and Phase Transition in Ferroelectric Thin Films”被SIAM Journal on Applied Mathematics接受。此项工作与哥伦比亚大学杜强教授合作完成。
  • 2020/04, 祝贺韩雨岑的文章“A Reduced Study for Nematic Equilibria on Two-Dimensional Polygons”被SIAM Journal on Applied Mathematics接受。此项工作与英国Strathclyde大学Apala Majumdar教授合作完成。
  • 2020/03, 祝贺俞炳的文章“Global optimization-based dimer method for finding saddle points”被Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B接受。
  • 2020/03, 祝贺殷鉴远在《Phys. Rev. Lett.》发表论文“Construction of a pathway map on a complicated energy landscape”。该论文发展了一种在复杂能量景观上构建“路径图”的计算方法,为解决多解问题提供了一个高效的工具。此项工作与张平文院士、加拿大滑铁卢大学陈征宇教授合作完成。《北大新闻网》
  • 2019/12, 祝贺韩雨岑和徐子睿同学合作在《Soft Matter》发表论文“Pathways connecting two opposed bilayers with a fusion pore: a molecularly-informed phase field approach”。该论文利用分子信息构建的相册模型揭示了完整的生物双层膜的融合过程,此项工作与加拿大McMaster大学史安昌教授合作完成。
  • 2019/11, 祝贺殷鉴远在《SIAM Journal on Scientific Computing》发表论文“High-index Optimization-based Shrinking Dimer Method for Finding High-Index Saddle Points”。该论文发展了一种计算高阶鞍点的高效算法,在此算法基础上,我们开展了一系列后续工作。此项工作与张平文院士合作完成。
  • 2019/09, 欢迎张雨泽博士 (香港理工大学) 加入我们课题组!
  • 2019/09, 我们课题组在《Cell》子刊《Cell Systems》发表题为“Network topologies that can achieve dual function of adaptation and noise attenuation”的研究论文。该工作通过数学与生命科学的交叉研究,利用理论分析与大规模科学计算,揭示了生物网络实现适应-抗噪双功能的设计原理。祝贺乔灵霞和赵伟,他们为论文的共同第一作者。《北大新闻网》
  • 2019/07, 欢迎曹露博士(悉尼大学)、徐真博士(北京师范大学)加入我们课题组!
  • 2019/06, 祝贺韩雨岑同学在《Journal of Computational Physics》发表论文“Transition Pathways between Defect Patterns in Confined Nematic Liquid Crystals”。该论文利用Landau-de Gennes模型研究了受限在三维圆柱内向列相液晶缺陷构型的过渡态和转移路径,此项工作与张平文院士和清华大学胡煜成助理教授共同合作完成。
  • 2019/06, 热烈祝贺陶宽同学通过博士论文答辩!他将入职北京体育大学体育工程学院。
  • 2019/05, 我们在北京大学北京国际数学研究中心成功举办了第四届中日韩数学生命科学研讨会(A3 Workshop on Mathematical Life Science)
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招收优秀博士后、博士研究生、硕士研究生

  • 博士、硕士:我们课题组每年招收1-2名博士生和硕士生,数学专业或交叉学科背景的同学均欢迎加入!
  • 博士后:我们课题组目前需要计算与应用数学专业或交叉学科背景的优秀博士后。我们将提供25+万年薪(税前)的工资及北大的住房与医疗等待遇。
  • 本科生科研:每年级招2-3名本科生科研,无先修课程要求,数学基础扎实,科研要求积极主动,每周可以投入固定时间做课题,参加讨论班并积极参与讨论。
  • 感兴趣的同学欢迎email联系本人,请附个人简历。

 

 

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