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“層層深入,抽絲剝繭,抓住問題的本質。”袁亞湘履職與從事數學研究的態度十分相似,“要帶著批判的眼光看世界,不被條條框框束縛,通過不斷實踐,最終找到解決問題的好方法。”
◆袁亞湘簡介
全國政協委員,中科院數學與系統科學研究院研究員。中科院院士、發展中國家科學院院士,中國科協副主席、中國數學會理事長。主要研究最優化計算方法的構造、理論分析以及應用。曾獲首屆馮康科學計算獎、中國青年科學家獎、中國十大傑出青年稱號、國家自然科學二等獎、中國數學會陳省身獎、何梁何利獎、中國工業與應用數學會蘇步青應用數學獎。
沉浸在孤獨的思考中,詮釋數學的奧秘,不厭其煩地鑽研、探索……
一頭微微的自來卷,說起話來總是笑眯眯的,愛交朋友,喜歡熱鬧……
這都是袁亞湘。
熟悉袁亞湘的朋友都說他“不像一個數學家”,倒是“頗有偶像範兒”。
他眼中的自己又是什麼樣的呢?“一個普通人”,當過農民,夢想成為詩人卻缺少天賦……優點是“愛講真話,隨性”,自嘲對應的缺點就是“工作比較急躁、固執,不重視方式方法”。
此般的自我點評,流露出的實乃真性情。
跟母親學打算盤
在袁亞湘的辦公室裡,有一幅他的臉部輪廓畫像:從數碼照片中截取出來13173個點,然後運用數學裡的優化方法,將這些點用最短的長度一筆連起來。
袁亞湘很喜歡朋友送他的這幅畫,因為看似簡單的構圖中暗示了他的研究方向——非線性最優化。它在航空航天、生命科學、水利科學、工程技術、金融經濟、管理科學等自然和社會科學領域有著廣泛和重要的應用。
何謂“非線性最優化”?袁亞湘喜歡用直觀的例子來展現數學的魅力:爬到山頂的路有很多條,怎麼走才是最快的?一個四合院的人接自來水,提桶的、拎壺的、拿杯的,怎麼排隊效率最高……簡言之,這項研究就是在眾多的可能中挑選出最好的方案,為決策提供參考。
雖然說袁亞湘的研究有“運籌帷幄”的意思,但他為自己做的選擇卻顯得有些隨意甚至讓人不解:47歲時,在仕途一帆風順的上升期,他辭去了所有的行政職務,要專心做科研、教學生。
從湖南資興的農村娃到數學家,袁亞湘一路走來並不容易,是什麼讓他說放下就放下,一心只想“帶帶學生,想想數學,寫寫文章(數學的,非數學的)”。
性格使然。“我就是一個普通人。”袁亞湘坦言自己從小就不是那種胸懷大志的人,即使在學術上有所成就,也說不出什麼“豪言壯語”。其實他內心的想法一直很簡單,“數學是我的事業也是愛好,能夠從事與數學相關的事兒,我已經很幸運了。”
“踏踏實實做自己喜歡的事兒。”正是母親對袁亞湘的教育。
母親是袁亞湘的啟蒙老師。袁亞湘4歲半剛過,母親就買了小學一年級的課本,讓他去找隔壁大兩三歲的堂哥們學;記憶最深的還是趴在床上跟母親學打算盤,這是他與計算最初的接觸……
“母親並沒有多少文化”,卻激發了袁亞湘對學習的興趣,引導他感覺讀書是最好、最美、最充實的事。“母親很善於教育,但真要總結教了什麼時又好像沒有什麼。”
從小學到高中,袁亞湘的學習成績一直很好。後來趕上了“文革”,他高中畢業就回鄉當了農民。不知道未來會怎樣,袁亞湘也沒有覺得委屈,“天還能塌下來啊”,他整天樂呵呵的,該幹什麼就幹什麼,幹過各種農活,還先後兼任過生產隊的出納、會計。
農活之餘,袁亞湘唯一的愛好就是讀書,《豔陽天》、《金光大道》、《烈火金鋼》……他看的書很雜,“三等分任意角、費爾馬大定理等著名數學問題也是那時候在煤油燈下接觸到的。”
1977年,國家恢復高考。袁亞湘報考了當地的湘潭大學數學系計算數學專業,他最大的願望就是工作後能在父母膝前盡孝。
大學四年是袁亞湘人生成長中很關鍵、也是他很懷念的時期,因為湘潭大學是他夢想開始的地方。
袁亞湘進校時,湘潭大學覆校還沒多久,正處於建設初期,“只有一個食堂和6棟學生宿舍。”他還記得從湘潭火車站坐大巴到學校後,一下車就踩到了黃泥巴里,“第一次遠離農村老家,我特意穿的一雙新‘解放’鞋,馬上就變成了泥巴鞋。”
就是在這個四周都是莊稼的“世外桃源”,袁亞湘和老師同學們參與、見證了這所大學的“成長”。也是在這裡,袁亞湘真正愛上了數學。
大學老師入門的引領,使數學成為了袁亞湘畢生的追求。袁亞湘和他的同班同學、數學家許進超直到現在都認為,李壽佛老師講的《數學分析》和唐佑華老師講的《線性代數》引人入勝,“聽課是一種享受。”
大學時代的袁亞湘獲得的榮譽無數。除了成績好,他有兩個優點也是出了名的:一是抗干擾能力強,在12個大小夥子一間的宿舍,不管有人大聲說話或者打撲克,他都可以照常躺在床上看書、睡覺;二是有毅力,每天早上長跑5000米,晚飯之前還要打半小時的排球,“身高都從1米69長到1米77。”
畢業30多年,袁亞湘一直以湘潭大學為傲。他一直參加湘潭大學校友會的各種活動,就連到湖南做學術交流的空隙也會回到學校與學弟學妹交流,他稱之為“回家的誘惑”,他心中的湘大情結如同一罈老酒,時間越久越發醇香!
回國就是回家
在國際數學舞臺上,頻現袁亞湘的身影。今年5月,袁亞湘當選國際工業與應用數學聯合會主席(任期2019—2023),這是中國科學家首次出任這一職務。
袁亞湘將這次當選歸功於“中國數學研究水平的迅速上升,以及我國科技整體影響力的提高”。
撇開取得的學術成就不說,袁亞湘笑言自己比較“勇敢”,“雖然18歲才學ABC,到現在英語發音還帶著濃厚的湖南腔”,但參與國際學術交流和合作,他屬於敢說話的那一類人。
其實,這與袁亞湘出國的經歷也有關。
22歲時,袁亞湘以研究生入學考試第一名的成績考上了中科院計算數學所,當時名為“中科院計算中心”,師從我國計算數學的奠基人和開拓者、中科院院士馮康。
當時,馮老說的3句話在某種意義上為袁亞湘未來的發展定了方向———
“小袁,組織上決定派你出國,你怎樣考慮?”
“如果選擇出國,你就別學有限元,你學有限元就別出國。”
“有限元”是馮康在20世紀五六十年代獨立於西方創造的求解偏微分方程的計算方法,是國際公認的當代計算數學的一項重大成就。袁亞湘認為馮老這麼說很自信、氣派。
最後一句話是:“你應該轉攻非線性優化。”
當時,在“非線性優化”領域,我國與世界先進水平有較大差距。馮老為袁亞湘選了一條更富有挑戰性的路。
出於對老師的尊重,更因為了解馮老的良苦用心,袁亞湘聽從了馮老的建議。“馮先生是一個真正的科學家,是一個帥才,他希望能為國內的數學弱項培養人才。”在袁亞湘看來,馮老是他的指路人,他與馮老之間的感情,有點像爺爺和孫子之間的“隔代親”。
1982年11月,到北京剛剛9個月的袁亞湘,作為中科院挑選的30多位尖子生之一,被派往英國劍橋大學攻讀應用數學與理論物理系博士,師從優化領域專家M.J.D.Powell教授。
袁亞湘所在的應用數學與理論物理系,留下了牛頓等許多科學家的足跡,大師們治學嚴謹的態度,對科學的痴迷、純粹的熱愛與激情,深深地影響了袁亞湘。
在劍橋,袁亞湘也深感自己的好壞已不再是單純的袁亞湘的好壞了。“系裡大多數人記不住我的名字,有些人記住了也發不準音。”袁亞湘知道別人只會用“那個中國人學得好壞”來評價他。
人一到國外,民族感、愛國心自然就湧現出來了。留學的日子,被袁亞湘自嘲是學生時代最賣命的一段時間。
從事計算數學研究,很重要的一點是要進行數值計算。為了方便使用學校的電腦,袁亞湘常常在實驗室待到下半夜,有時一不留神就到了清晨。“對於中國學生來說,是沒有工作日、休息日之分的。”週末對於他來說,也就是要去一趟超市,把一個星期所需要的東西一次採購回來。
有付出就有收穫。在劍橋的幾年裡,袁亞湘斬獲了無數獎項:劍橋大學數學部的研究生論文競賽一等獎;國際上青年數值分析學者的最高獎L.Fox獎二等獎;和美國科學家合作證明了一類擬牛頓方法的全局收斂性,這是非線性規劃算法理論在上個世紀80年代最重要的成果之一……
畢業後,袁亞湘在劍橋大學菲茨威廉姆學院做了3年專職科研人員。在劍橋大學近6年時間裡,他參加了七次國際會議,在非線性規劃的方法和理論的研究方面取得了一系列成果,得到了國際非線性優化界的公認。
如果覺得袁亞湘是一個“書呆子”就錯了,他是一個閒不住的人。他是劍橋大學第一屆和第三屆中國學生學者聯誼會的主席。不管是接待中國新的留學生或訪問學者還是組織學術報告會、各種晚會,袁亞湘都是大家的“勤務員”,“那時在系裡,我的電話多,導師秘書說我是系裡最忙的人。”
在科研事業蒸蒸日上時,1988年8月,袁亞湘回國,到中科院計算中心工作。還不到29歲的他,成了中科院當時最年輕的正研究員。
在中科院,袁亞湘在信賴域方法領域取得的成就,被國內外專家稱為是基石性的成果,對最優化領域至關重要:他和學生戴彧虹合作提出的“戴—袁方法”被認為是非線性共軛梯度法四個主要方法之一;給出了雙球信賴域子問題的最優性條件,證明了截斷共軛梯度法的“1/2猜想”;首創性地提出了用信賴域方法和傳統的線搜索方法的結合來構造新的計算方法;開創了利用非二次模型信息構造二次模型子問題的方法,提出了非擬牛頓方法;最早系統研究優化的子空間方法……
不少人問起過袁亞湘為什麼回國。“我從未想過這個問題。回國對我來說是再自然不過的事情。一個人回家哪有什麼道理?”
為學生把握方向
袁亞湘一直很喜歡“研究”的英文表述———“research”。“re”是反覆,“search”是尋找。他認為選題是研究的第一步,應放手讓學生不斷探索。
自1988年回國以來,袁亞湘始終堅持在科研教學第一線工作。培養學生,他的理念是:培養興趣、鼓勵獨立,讓學生愛學、肯學、敢學。
為什麼這麼說,因為袁亞湘發現科研領域有個“怪現象”:有些研究生在實驗室裡很優秀,而一旦離開實驗室,甚至比不上原來不那麼優秀的學生。他認為,這種典型的“乖學生”沒有掌握獨立開展科學研究的能力。
與手把手地教相比,袁亞湘認為導師應該做“扶車後座的人”,如果教人騎車一直緊緊扶著後座不鬆手,一旦鬆手,學車的人很可能會摔跟頭。他認為好的方法是,巧妙地鬆手,讓學生領悟到騎車的真諦。
何時“鬆手”?袁亞湘有自己的一套方法。
“學生問我問題時,我一般不會把我所知所想的全部告訴他們。”令袁亞湘驚喜的是,有的學生思考後發現的問題或產生的新思路,有時甚至比自己原來“保留”的還要好。
這麼做是為了讓學生獨立地找到興趣點。引導不同階段的學生,袁亞湘有不同的方法:對研一學生,唯一的要求就是好好上課,不會給論文給任務;對研二的學生,會拋出幾個大的熱門的研究方向,讓他們查閱文獻後獨立進行選擇。
碩博連讀、今年博一的學生王小玉,師從袁亞湘已經三年了,她從導師的教誨中感受到的是“嚴謹求實、創新、自由”的治學態度:“不要總是自己覺得,搞計算數學的,你要算”“不要看別人做什麼你就做什麼,修修補補,你要和別人不一樣,要有創新”……
這是很多學生的同感。走出實驗室,袁亞湘豁達、開朗的生活態度也影響了他的學生們。
在已經畢業的博士生孫聰眼中,導師是一個“特別有生活氣息的人”,有時會讓有駕照的學生開車,導師坐在副駕上指點;甚至會教學生們,什麼溫度的水能煮出什麼樣的雞蛋……
袁亞湘一直希望學生能多發現生活中的樂趣,這樣才能以好的心情做科研。他經常與學生一起爬山,據袁亞湘曾經的博士生、現在的同事劉歆介紹,導師與學生們把北京郊區的山都爬遍了,“導師也經常對我們說,做科研要有創新意識,不要總爬一座山。”
在袁亞湘的影響下,一批批優秀的畢業生走向了各個科研和教學崗位。他指導的研究生中有的獲得了中國青年女科學家獎,有的獲得了國家傑出青年基金、國家優秀青年基金,有的入選了長江講座教授、國家拔尖人才計劃。
此外,袁亞湘還積極行走至國內各大高校宣講“數學之美”,是出了名的“段子手”:他的經典科普報告“瞎子爬山與優化方法”把達·芬奇與黃金分割、孫悟空與信賴域、恐龍是如何滅絕的等等,這些帶有“袁氏幽默”的數學故事,講得通俗易懂,讓學文科的同學都能有興趣聽下去。
“數學是美好的,是有趣的。”這是袁亞湘想傳遞給年輕人的一個信息。他認為從事科學研究靠的是自覺、愛好、熱情,寫文章、出成果只是水到渠成的事。
這也是袁亞湘教育女兒的理念。女兒小時候,袁亞湘鼓勵她學習,卻從沒給她報過課外補習班,倒是每週末騎著自行車馱著女兒到處玩兒。
“培養興趣很重要,只要學進去,成績就不會太差。”袁亞湘很不認同“不要讓孩子輸在起跑線上”的說法。
為科技發展建言獻策
1985年,袁亞湘在劍橋大學地下室宣誓加入中國共產黨,是一名有著32年黨齡的老黨員。
回國後,袁亞湘多次被評為“中央國家機關優秀共產黨員”、“中國科學院優秀共產黨員”。今年,經中央國家機關黨代表會議選舉,袁亞湘當選黨的十九大代表。
作為一名基層黨員,能參加黨的十九大,袁亞湘感到很光榮,“聽了十九大報告,為我黨在過去5年取得的成就而驕傲,對我國未來的發展充滿信心。”他也很自豪,十九大報告中提到“創新型國家建設成果豐碩”時所提及的多項成果,是由中科院完成的。
“全場響起71次熱烈掌聲,報告使人精神振奮,展現的是大視野,確立的是大方略,謀劃的是大事業。”作為一名一線科研人員,袁亞湘對十九大報告感觸頗深:“我將以老一輩科學家為榜樣,不忘初心,為祖國的科學事業貢獻自己的一生!”
作為一名全國政協委員,袁亞湘近年來也一直關注著我國科技發展,在科技體制改革、人才政策、科普、科技學術團隊、科技期刊等方面積極建言獻計。
2016年全國兩會上,袁亞湘提交的《關於進一步寬鬆國際學術交流環境的建議》提案,與他和學者們遇到的一件頭疼事有關:在參加純粹的學術交流需要出國時,有時受到簽證、審批等事務的影響以及受制於出國次數、天數、人數等的限制。“2014年在韓國舉辦的國際數學大會,4000多人的規模,本來我們單位應該去50多人,最後參會人數是個位數。”袁亞湘表示很無奈。
“學術交流和公務訪問的規律不同,很多重要的科研成果是通過國際學術交流產生的。”為此,袁亞湘建議科研人員出國參加學術活動以會議通知為準,不要硬性規定人數、次數和天數;建立鼓勵國內科學家全面參與國際競爭的機制,如爭取國際獎勵、榮譽、任職等。
令袁亞湘欣慰的是,他反映的部分問題在有關部委的關注下,得到了解決。其實,這些問題的產生與科研體制機制沒有適應“我國科技地位穩步上升,國際影響日益增強”的喜人趨勢有關。
今年全國兩會上,袁亞湘關注的是我國科技學術團體發展的問題。對於科技學術團體數量少、辦理一些免稅手續複雜等問題,他建議“對基礎學科方面的全國性學會的國際化提供政策和經費支持,並出臺相應指導性文件。”
同樣在今年全國兩會上,袁亞湘和科協界別委員還討論了有關科普的問題。
對於科普,袁亞湘的態度是:再偉大的科學家也有進行科普宣傳的責任;做科普不是簡單地傳播科學知識,主要是要傳播科學精神、方法、觀念,讓大家講科學。他還舉例說,“我是搞數學的,科普不是為了僅僅教大家數學知識,就好像我喜歡跑步,並不是為了拿冠軍,而是要通過跑步愉悅心情,更加熱愛體育。”
袁亞湘呼籲,“科普做得好會影響一代人,必須加大科普力度。”
袁亞湘也一直為青年學者的發展而擔憂,“現在有各種各樣的人才工程,關注更多的是高端人才,卻沒有花更多力氣去培養青年人才,去關注最普通的科研工作者。”
對於青年學者的學術和生活狀況,袁亞湘不吐不快,“一個普通的博士畢業生,在北京工作的工資並不高,有的付了租房就沒剩什麼錢了”“工作上的壓力大,各種各樣的考核評價體系,主要是每年要發多少篇文章,這種量化的、急功近利的評價體系,捆綁了青年人才。”
實現中國夢,人才是關鍵。談及自己所在的基礎研究領域,袁亞湘希望有關部門重視隊伍建設的重要性。“重心一定要下沉,創造好的科研環境,想辦法把現在的年輕人變成國際一流人才,打造基礎研究“國家隊”!
袁亞湘用最樸實的比喻表達了自己的期待:“我是農民出身,種地也不能老看著幾根高苗,應該把整塊地都耕耘好。”
轉自：人民政協報
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