第二十九期（点击阅读）.pdf

国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）目录科研进展人工心脏流固耦合模拟研究进展………………………………………………………………………材料环境部 2 基于嵌套高斯混合模型的图像或点云中的椭圆拟合研究进展………………………………………先进制造部 5 调控网络数学建模揭示干细胞分化关键转录因子……………………………………………………生物医学部 6 随机化调度程序的负载均衡博弈的效率研究进展…………………………………….……… 先进制造部 8 攻破 NIST 后量子密码标准候选算法 Compact-LWE 研究进展………………………………………..信息技术部 10 综合新闻郭雷院士被 IEEE 控制系统学会授予 2019 年 Hendrik W. Bode Lecture Prize…………………...........信息技术部 12 吴文俊学术思想国际研讨会---纪念吴文俊先生百年诞辰在京召开…..………………………….王翠斌 13 田野研究员荣获 2018 中国科学院年度创新人物荣誉称号………………………………….………魏蕾 16 李雷研究团队成果入选 2018 年度―中国生物信息学十大进展‖………………......………………生物医学部 17 学术动态综合报告七十九“Optimal energy-conserving discontinuous Galerkin methods for wave equations”….材料环境部 18 第七届数学、计算机与生命科学交叉研究青年学者论坛在京成功举行…………………… …………生物医学部 19 数学交叉文摘中国科学院 2018 年度创新人物—数学家田野………………………………………………………………人民日报 21 重返数学史的黄金时代，由数学推动诞生的人工智能，一部人类智慧形成的历史……………………..数学中国 24 纪念数学家、系统与控制学家关肇直院士百年诞辰………………………………………......中科院数学院微信号 27 1 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）科研进展人工心脏流固耦合模拟研究取得进展文：材料环境部在很多实际应用中，多个物理场（如温度性都出现了明显恶化。心力衰竭一方面会导致心场、应力场、速度场等）叠加在一起，这些物理脏的力学性能恶化、心肌供血减少，另一方面还场之间的相互作用给理论研究、实验以及数值模会导致心脏的耗氧量增加、心脏负担加重。血流拟带来了巨大的挑战。多物理场耦合问题就是要动力学与自主调节系统的这种恶性循环使得心分析多个物理场之间的交互作用，例如:流固耦衰病程会逐渐加重，也使心衰成为难治性心脏病合分析、热应力问题、压电分析等等。多物理耦之一。人工心脏（LVAD）作为打破心衰的恶性合问题的数值模拟不仅需要求解多个不同物理循环的有效治疗方法，近年来引起了广泛的关注。场（不同模型、不同尺度、不同特性），还需要中国每年有 800 万左右患者等待心脏外科治疗，解决它们之间的非线性耦合。设计适合多物理耦其中等待心脏移植的患者每年超过一万人，这些合问题的高效数值求解方法、高效地使用并行计患者中的大多数不适合做心脏移植或需要等待算机进行大规模数值模拟、提高算法的可扩展性移植，只能靠人工心脏维持生命。和计算效率等是求解复杂耦合问题的重点。流固研究发现，长期使用人工心脏辅助治疗会耦合问题是多物理场研究的热点问题之一，它是产生一系列心脏形态功能、循环系统血流动力学、一类典型的高性能科学计算问题，其应用涵盖了自主调节系统活性以及人体内环境方面有利的许多重要的高性能计算领域，其数值模拟亦涉及改变。但研究也发现不适当的 LVAD 辅助水平到大的共性计算方法，如网格变形、多网格匹配、和辅助时间会损伤心脏与血管的结构与功能。目界面问题、非线性耦合求解等。前，在 LVAD 对循环系统血流动力学影响机理心力衰竭（心衰）是血管疾病的最终阶段，方面，血流动力学数值模拟与循环系统流固耦合高血压、动脉狭窄、缺血性心肌病等各种心血管模拟起到至关重要的作用。但是，由于循环系统疾病都可能导致心衰的发生。研究表明，心衰患的几何结构复杂性、生物组织材料的非线性、以者的心脏力学特性与循环系统的血流动力学特 2 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）及流固耦合算法的复杂性，对人工心脏泵及心血台，完成了相应算法的数值实验并进行了实验验管的数值模拟还存在着很多困难。证。项目组完成了一套流固耦合模拟并行软件平流固耦合模拟是解决临床心血管系统的血台、发表学术论文 45 篇、实验报告 1 份、获得流动力学问题的重要方法之一，然而心血管系统专利 6 项、毕业博士生 7 人、培养博士后 2 人、模型的复杂性导致现有流固耦合计算软件不能举办流固耦合数值模拟国际学术会议 2 次和国满足临床需求。首先，心血管系统的空间具有不内学术会议 2 次。规则、非对称以及血管壁分层等特点。为了获得可靠的计算结果，需要增加血管壁的网格数，使用较小的网格尺寸。这样做就导致模型网格数急剧增多，增加了流固耦合的计算量。其次，血管壁的力学特性复杂，目前研究认为血管壁是一种各向异性的超弹性材料。这种复杂的本构关系会极大增加流固耦合的计算量并增大流固耦合算法收敛的难度。最后，由于在一个心动周期内，血管会发生较大形变，传统的流固耦合算法不能很好地解决模型大形变的问题，常会计算不收敛。图 1 利用流固耦合数值模拟人工心脏优化设计交叉中心能源环境部的张林波、郑伟英、张晨松和冷伟与北京大学、北医三院、北京工业通过动物实验确定了 BJUT-II 型人工心脏大学的研究人员合作，对人工心脏泵的流固耦合的血流动力学特性达到临床应用水平，从而验证模拟进行研究，针对流固耦合问题进行了高效并了项目所设计的人工心脏流固耦合模拟算法的行数值算法研究，所取得的研究成果被应用于一有效性，为后续人工心脏的快速迭代优化奠定了些心血管疾病的预测和治疗。由于心血管系统模型的复杂性高和计算规模大，传统算法的稳定性、坚实的基础。项目组成功地进行了六例人工心脏动物实验（实验对象为羊、猪等大型哺乳动物），收敛性以及计算效率难以满足需要，项目组从建全部实验动物均健康、长期存活，人工心脏目前模、离散、求解、并行等几个方面对心血管环境已经达到临床应用水平。北京工业大学团队在下的人工心脏泵问题和动脉瘤问题开展共性数 2015 年北京科技周期间，对参观的民众进行了值方法研究，设计并实现了流固耦合并行软件平科普宣传，讲授人工心脏的原理和治疗效果。 3 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）项目组通过开展流固耦合的并行数值算法脉瘤的预测与治疗，并利用实验数据对数值算法研究，研发一批共性的高效计算方法和程序，解进行了检验和调优，这些结果对制定心衰、动脉决流固耦合并行模拟中的一些共性瓶颈问题。这瘤等疾病的治疗策略、提高患者的术后生存率与些数学模型和数值方法的研究对大规模流固耦生活质量有重要意义。本项目所取得的成果与经合系统的模拟可以发挥重要作用。在此基础之上，验也会对其它多物理耦合数值模拟（如水轮机、本项目与应用紧密结合，特别是针对心血管疾病发动机的优化设计、评估和预测等）产生借鉴意诊断和治疗这个关系民生的应用领域，将流固耦义。合数值模拟应用于人工心脏泵的设计和腹主动图 2: 人工心脏的动物实验图 3: 在北京科技周的科普介绍 4 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）基于嵌套高斯混合模型的图像或点云中的椭圆拟合研究进展文：先进制造部从图像或散乱点云数据中识别椭圆是计算结果也未必是椭圆。高斯混合模型起初用于点集机视觉和模式识别领域的基本重要问题，在不同配准问题，后来被用作椭圆检测，表现出一定的领域都有大量应用。如位姿估计、相机校准、卫鲁棒性，然而初始位置的随机选取，仅仅依赖欧星定位、生物细胞检测、人脸识别等。但是，由式范数优化目标函数会造成真值的偏离。于获取的数据往往存在噪声，野点等的干扰，准先进制造部贾晓红、赵明阳等科研人员针确快速地识别椭圆仍是一个困难的问题，尤其对对现有高斯混合模型算法的缺陷，提出一种基于于需要高精度椭圆参数的任务，如航天飞行器的嵌套高斯混合模型的椭圆拟合方法，该方法采用对接等。因此，鲁棒高精的椭圆检测及拟合算法自外向内的嵌套拟合方法，通过设计新的基于距一直是计算机视觉和模式识别领域的基本问题，离密度的误差度量，在模拟退火过程中使用最小在过去的几十年中得到了广泛的研究。化代价函数的优化手段，给出了高精度的椭圆拟目前常用的两种拟合方法是参数估计法和合结果，在相机校准，位姿估计等领域有很好的最小二乘法。参数估计法一般指霍夫变换和随机应用价值。采样一致性法，这两种方法需要提前设置合理的相关论文: 参数阈值，这在实际中很难做到，而且对计算机 M. Zhao1, X. Jia*, D. Yanand L. Fan.Robust Ellipse Fitting Using Nested Gaussian Mixture 的内存需求较大。最小二乘法包括代数距离和几 Models. Submitted to IEEE Transactions on 何距离的拟合准则，对野点都非常敏感，而且基 Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2019. 于几何距离的拟合方法需要好的初值，最终拟合 5 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）调控网络数学建模揭示干细胞分化关键转录因子文：生物医学部国际权威学术期刊《细胞—干细胞》（Cell 干细胞为人类疾病治疗带来了希望，然而如 Stem Cell）最近在线发表了由中国科学院数学与美国国家卫生研究院国立普通医学科学研究所系统科学研究院和美国斯坦福大学科研人员合干细胞生物学基金监管人 Marion Zatz 说：―干细作的干细胞分化的基因调控网络建模成果。这一胞研究中面临的最大挑战之一就是如何调控干成果提出了利用匹配的基因表达和染色质可及细胞转变为一种特异的细胞类型‖。针对这一重性数据刻画转录因子和调控元件结合调控下游要的科学问题，王勇研究员与斯坦福大学统计系基因表达的数学模型，构建了描绘细胞状态转化 Wing Hung Wong 教授、医学院皮肤系 Anthony 的染色质调控网络，通过网络分析鉴定出 Oro 教授，Howard Chang 教授，李令杰博士等 TFAP2C 和 p63 分别为表面外胚层起始和角质形紧密合作，设计实验获取了从全能性干细胞向表成细胞成熟的关键因子，并揭示了谱系定型过程皮角质细胞分化期间的匹配的染色质可及性和中 TFAP2C-p63 对表观遗传转换的反馈调节机基因表达时间序列数据，提出了针对转录因子- 制。可及调控元件-靶基因三元组的网络推断模型， 6 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）揭示了干细胞分化过程中的两个关键的过渡期：控元件 RE 相互作用网络推断的新方法 PECA。表面外胚层起始阶段和角质形成细胞成熟阶段， PECA 重点对转录调控的三个关键环节进行建并分别将 TFAP2C 和 p63 鉴定为谱系起始和成模：一，基于 CR 与序列特异性 TF 的相互作用熟的关键转录因子。通过功能实验发现 TFAP2C 推断 CR 在 RE 上的结合位点；二，基于 CR 的而非 p63 足以启动表面外胚层分化，TFAP2C 启结合和 RE 的可及性，预测 RE 的激活状态；三，动的祖细胞能够成熟为功能性角质形成细胞。机基于激活 RE 上结合的 TF 预测目标基因的表达。制上，TFAP2C 引发表面外胚层染色质状态变化 PECA 应用到 “ DNA 元件百科全书 ” 计并诱导 p63 表达，从而允许成熟因子 p63 正向自划 (Encyclopedia of DNA elements ，简称动调节其表达并关闭 TFAP2C 早期启动的部分 ENCODE）中的多细胞类型的匹配的染色质状原始基因，推动分化过程的完成。该工作提供了态和基因表达数据上，构建了细胞特异的调控网一个总体建模框架来推断控制染色质状态转换络。此次针对干细胞分化的时间序列数据的建模，的调控网络，有望促进未来再生医学的进步。发现重要转录因子及其反馈调控机制，是该建模王勇研究员长期关注对基因表达水平进行框架的又一成功应用。用数学模型来解读这些重精准控制的调控网络的数学建模，之前与合作者要的数据，将极大地促进我们对后基因组时代基发展了转录因子 TF，染色质调控因子 CR 和调因调控网络的理解。图 4：基于干细胞分化过程的转录因子 -可及调控元件-靶基因三元组的网络推断模型图 5：表皮角质细胞分化起始和成熟阶段的调控网络 7 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）这项研究得到中科院 B 类先导专项、国家 Zhen, Fengqin Fang, Zhana Duren, Jingxue Xin, 自然基金委的经费资助。中科院数学与系统科学 Sadhana Gaddam, Sandra P. Melo, Samantha N. 研究院的研究生都仁扎那、信晶雪、陈浪参与了 Piekos, Jiang Li, Eric J. Liaw, Lang Chen, Rui Li, 数据建模与计算。 Marius Wernig, Wing H. Wong, Howard Y. 原文信息： Chang, Anthony E. Oro. Cell Stem Cell, TFAP2C- and p63-Dependent Networks VOLUME 24, ISSUE 2, P271-284.E8, 2019. 原文链接: Sequentially Rearrange Chromatin Landscapes to Drive Human Epidermal Lineage Commitment. https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934 Lingjie Li, Yong Wang, Jessica L. Torkelson, -5909(18)30602-7 Gautam Shankar, Jillian M. Pattison, Hanson H. 随机化调度程序的负载均衡博弈的效率研究进展文：先进制造部纳什均衡是一个关于理性行为的解的重要设施，还依赖于他在这个排序中的位置。粗略地概念，它指的是这样一种状态：没有局中人有动说，对于一个局中人而言，排在他前面的人越多，机单方面背离他的选择。为了评估均衡的效率，他所产生的费用就越多。这个模型刻画了实际生通常使用的一种标准度量是无政府代价(price of 活中的很多事例。它可以被看作是对一种分层系 anarchy)，它等于最坏纳什均衡下的社会费用与统的改进，在这种系统中，高等级的人被赋予优最优解对应的社会费用之比。先接受服务的权利。值得注意的一点是，虽然局在负载均衡博弈(load balancing game)中，中人的费用既依赖于他的策略（选择）又依赖于一个随机化调度程序随机地选取一个对所有局所有局中人的排序，但是社会费用只取决于局中中人的排列，并将它作为在所有设施上局中人们人的选择，而与他们的排序无关。一旦所有人都的排序。一个局中人的费用不仅依赖于他选择的做出了选择，无论他们的排序是怎样的，社会费 8 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）用都是确定的——它等于所有在其所选设施上每个局中人都力求选择一个最小化其成为输家排在末位的局中人的费用的最大值。可能性的设施，输家即产生费用最多的那个人。在带有随机化调度程序的负载均衡博弈中，与之相反，‗赢或者回家（win-or-go-home）‘准人们可能更想要优化某些其他的目标，而不是如则代表了另一种极端的态度：最大化成为赢家的上所述的最小化各自的（随机）费用。例如，一可能性，赢家即产生费用最少的那个人。另外两个热门节目的购票渠道即将开启，人们可以通过个比较温和的准则分别是‗平均案例分析电话订票、网上订票或在售票处排队等不同渠道（average-case-analysis）‘和‗最小化最大后悔值购票。一方面，主办方希望各个渠道可以均衡分（minimax-regret）‘。当局中人都遵循‗平均案例担流量，以免某些渠道因过于拥塞而崩溃，并且分析‘准则时，每个人都假设自己会排在所选设这样门票也能够尽快售罄。另一方面，人们根据施上的所有局中人的中间位置（无论随机化调度以往的信用、消费水平或一些随机因素被分为不程序选择了哪种排序），并且想要最小化其平均同的等级，等级越高的人会越早被接待。每个人费用。而当局中人都遵循‗最小化最大后悔值‘准都想成为所有人中第一个接受服务的人，这样他则时，每个人的目标都是最小化他在所有可能排就可以从尽可能多的可选座位中进行选择。因此，序中的最大后悔值，其中，局中人在一个排序中此时每个人的目标都是最大化其成为第一个被的最大后悔值等于他当前的费用和他在这个排接待顾客的可能性。这其实就是‗赢或者回家序下选择另一个设施可能产生的最小费用之间（win-or-go-home）‘准则的一个示例。给定任意的差值。一个负载均衡博弈的实例（由局中人、设施以及她们的研究结果可有助于确定在上述博弈各设施的费用函数组成），不同的准则通常定义模型中的表现良好的准则。当局中人按照‗末位了不同的纳什均衡集，并将由此对无政府代价的出局‘的准则保守地选择设施时，所有纳什均衡值产生影响。的效率都是令人满意的。而当他们遵循‗赢或者信息技术部陈旭瑾的研究小组最近研究了回家‘准则时，所有人都争当第一，此时某些纳一类带有随机化调度程序的对称负载均衡博弈，什均衡可能效率非常低，这意味着就负载均衡而其中，局中人带有单位权重。她们研究了该问题言，过度竞争并不是一件好事。在‗平均案例分的无政府代价（即所有实例中无政府代价的最大析‘准则下，纳什均衡是高效率的，这说明一种值），其中，所有局中人都遵循以下四个决策准既不保守也不激进的态度是有利于负载均衡的。则之一。在‗末位出局（bottom-out）‘准则下，而若局中人采用‗最小化最大后悔值‘准则，那么 9 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）当局中人数量远远超过设施数量时，纳什均衡的 Optimization and Applications (COCOA'2019)接效率是很高的。受。她们的研究论文已经被 The 13th Annual International Conference on Combinatorial 攻破 NIST 后量子密码标准候选算法 Compact-LWE 研究进展文：信息技术部近年来，量子计算机技术发展迅速，它对标准，并于 2017 年底完成了首轮候选算法的征传统公钥密码算法的安全性带来了潜在的巨大集工作。威胁。因此，美国、中国、欧盟等世界主要国家在所有候选算法中，基于格的密码算法是和地区纷纷开始研制抗量子计算机攻击的密码数量最多的一类，其基于的主要数学问题是带错算法。其中，美国国家标准与技术研究院学习问题(LWE)及其变种、NTRU 求逆问题等。（National Institute of Standards and Technology， Compact-LWE 算法由澳大利亚联邦科学与 NIST）于 2016 年面向全球征集抗量子密码算法工业研究组织（CSIRO）的 Liu，Li，Kim 和 Nepal 10 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）所提交，其本质上是基于 LWE 的密码算法的推话密钥对明文进行对称加密，而解密时，首先恢广。LWE 问题由于其取自离散高斯分布的错误复该内积，然后利用其进行解密。设计者认为在项比较小，易遭受来自格算法的攻击。因此，在唯密文攻击模型下，从密文恢复 l 是不可行的，构造 Compact-LWE 的时候，设计者试图将错误因而不可能有效地从密文恢复明文。然而，解密项增大，使得格攻击失效，从而仅需要较小的参真正需要的是 l 和 u 的内积，而不是 l。从而，数，就可以在保证算法效率的同时获得足够的安可以利用格基约化算法恢复出向量 l'，虽然 l'和全性。然而，LWE 问题中较小的错误为构造基 l 可能不同，但其和 u 做内积后得到的 d 与之前于 LWE 的密码算法提供了非常便利的条件。如完全相同，因此，利用 d 就可以恢复出相应的明果将错误项增大，Compact-LWE 势必需要引入文。另外，他们同时考虑了对 Compact-LWE 的特殊的结构来保证解密的正确性。而这些特殊的私钥恢复攻击。该攻击主要利用正交格、格基约结构，恰恰成为了 Compact-LWE 的弱点所在。化、交格等技术，充分利用公私钥之间的代数关虽然设计者认为 Compact-LWE 能完美抵系，一步步地恢复出等价私钥。针对抗格算法的攻击，但信息技术部潘彦斌等研究人 Compact-LWE 的参数选取，实验表明，他们的员[1]发现，通过格基约化技术，可以在唯密文攻击总能成功。因此，Compact-LWE 加密算法攻击模型下有效地恢复出其明文。实际上，并不安全。 Compact-LWE 在加密过程中首先加密一个秘密由于他们的攻击，Compact-LWE 加密算法向量 l，然后将 l 和公钥 u 的内积 d 作为临时会未能进入 NIST 后量子密码标准化的第二轮。 11 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）综合新闻郭雷院士被 IEEE 控制系统学会授予 2019 年 Hendrik W. Bode Lecture Prize 文：信息技术部近日，在美国迈阿密举行的第 57 届 IEEE 控制科学家，是目前国际自动控制领域最有声望决策与控制大会（The 57th IEEE Conference on 和影响的学术荣誉之一。获奖者被邀请在当年召 Decision and Control）的颁奖仪式上，IEEE 开的国际控制系统领域影响最大的年度会议控制系统学会（IEEE Control Systems Society） “IEEE 决策与控制大会”上作获奖大会报告主席 Francesco Bullo 教授宣布：郭雷院士被授 Bode Prize Lecture。郭雷院士将应邀出席 2019 予“2019 年 IEEE 控制系统学会 Hendrik W. Bode 年 12 月在法国尼斯举行的 IEEE 决策与控制大会、 Lecture Prize”。郭雷院士成为历史上获此殊参加颁奖仪式，并在其获奖报告（Bode Prize 荣的首位华人科学家。 Lecture）中介绍其重要研究成果。该奖以著名的现代控制理论与电子通信先郭雷，我国著名系统与控制科学家，现任驱——Hendrik W. Bode 的名字命名，每年由中国科学院数学与系统科学研究院特聘研究员、 IEEE 控制系统学会在世界范围内遴选颁发给系中科院国家数学与交叉科学中心主任。1982 年统控制领域的一位杰出学者，以表彰其对控制系毕业于山东大学数学系，1987 年在中科院系统统科学或工程的重大贡献。自 1989 年该奖设立科学所获博士学位。1993 年因解决了著名自校以来，曾先后颁发给 David Luenberger, Petar 正调节器的稳定性与收敛性这一长期悬而未决 V. Kokotovic，Brian D.O. Anderson，Graham C. 的理论难题，被国际自动控制联合会世界大会授 Goodwin，Alberto Isidori，Eduardo D. Sontag，予青年作者奖。1998 年当选美国 IEEE 会士， Lennart Ljung, Tamer Basar 等 30 位国际著名 2001 年当选中国科学院院士，2002 年当选发展 12 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）中国家科学院院士，2007 年他因为“在随机系皇家理工学院（KTH）授予荣誉博士学位。他曾统的自适应估计与自适应控制理论、以及反馈机经先后两次应邀在国际自动控制联合会（IFAC）制的最大能力研究方面所做出的根本性贡献” 三年一度的世界大会上作一小时大会报告，是而当选国际自动控制联合会会士，2007 年当选 IFAC 成立 60 年来迄今唯一中国大陆学者。瑞典皇家工程科学院外籍院士，2014 年被瑞典吴文俊学术思想国际研讨会---纪念吴文俊先生百年诞辰召开文：王翠斌/ 图：王林 13 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期） 2019 年 5 月 12 日是吴文俊先生百年诞辰纪念日，吴文俊学术思想国际研讨会---纪念吴文俊先生百年诞辰在京召开。来自国内外拓扑学、数学机械化、人工智能与数学史领域院士专家、吴文俊先生的亲朋好友及社会各界人士齐聚中国科学院数学与系统科学研究院（以下简称“数学院”），共同深切缅怀吴文俊先生的卓越成就化和中国数学史上都有突出的高度原创成果，背及其献身祖国科学事业的崇高精神。后则是深邃的精神思想留给后人。同时，他特别本次纪念大会是由数学院主办，数学机械化指出吴先生有一颗单纯的心，不论对数学还是人重点实验室承办。数学院院长席南华院士，中国生，尤为可贵。吴先生为大家树立楷模，在此深数学会理事长袁亚湘院士，中国工业与应用数学深地感激他。学会理事长张平文院士，中国人工智能学会理事长李德毅院士，中国科学技术大学校长包信和院士，中国科学院前沿局王永祥研究员，国家自然科学基金委数理学部赵桂萍，北京大学教授姜伯驹院士，数学院陈翰馥院士、林群院士，广州大学计算科技研究院名誉院长张景中院士，数学院李邦河院士，中科院国家数学与交叉科学中心主任郭雷院士，南开大学张伟平院士，首都师范大高小山研究员向大家介绍了吴文俊先生的学副校长方复全院士，欧洲科学院院士、北京航生平介绍。同时，他指出，为了纪念吴文俊先生，空航天大学王东明教授，数学院党委书记兼副院《吴文俊全集》已获得国家出版基金的资助并顺长武艰，数学院常务副院长高小山研究员等 260 利出版。余人出席了会议。会议由高小山研究员主持。接着，袁亚湘院士、张平文院士、李德毅院席南华院士首先代表数学院向前来参加纪士和包信和院士分别代表中国数学会、中国工业念会的嘉宾朋友表示感谢，他指出吴先生的一生与应用数学学会、中国人工智能学会和中国科学是色彩丰富的，给大家留下丰富的遗产。吴先生技术大学致辞。袁亚湘院士指出吴先生在担任中在学术上坚持走自己的路，在拓扑学、数学机械国数学会理事长期间，领导中国数学成功地加入 14 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）国际数学联盟，大大提高了我国数学界在国际的发言的最后一位嘉宾是吴先生的女儿吴星地位。另外，吴先生为天元数学基金的发展、国稀女士，她回忆了父亲给予子女及年轻后辈的关家数学学科战略发展以及我国数学人才培养等心指导，并和家人一起为吴文俊计算机数学青年很多方面都起了重要作用。张平文院士指出吴先学者奖捐款，以纪念珍惜吴先生对数学、对年轻生高瞻远瞩，弘扬历史，感恩报国，是真正的学人的关爱。者。他为学术发展和学科建设，支持年轻科研和嘉宾发言结束之后，Jean-Paul Brasselet，经费方面，做出了数学界公认的贡献。李德毅院方复全院士，李邦河院士，高小山研究员和李文士感谢吴文俊院士对人工智能做出的贡献，并希林研究员给大家带来了精彩的学术报告，分别为望能和中科院一起，把数学、拓扑学等更好地提 “ On the Contribution of Wu Wen-Ts ün to 升到人工智能领域。包信和院士感谢吴文俊先生 Algebraic Topology”、“吴文俊对拓扑学的伟对中国科技大学学科建设发展做出的贡献，并表大贡献”、“希尔伯特第 15 问题和 Ritt-吴方示希望与数学界同仁一起共建世界一流的数学法”、“吴文俊与数学机械化”和“吴文俊与中学科，培养世界一流的数学人才。国数学史”。与会人员更加深了对吴先生学术贡中科院前沿局王永祥分别从吴先生的学术献的认识。成就、爱国情怀以及如何应对数学卡脖子问题三下午，在余有成教授、李邦河院士、李文林方面进行了发言，指出后人要好好学习吴学派及研究员和刘卓军研究员的召集下，相关人员分别他这一代的学者精神。国家自然科学基金委数理围绕人工智能、拓扑学及中科大“吴龙班”、数学部赵桂萍指出吴先生对天元数学基金做出了学史和数学机械化四个方向进行了座谈。与此同的重要贡献，并表示他的学术思想和崇高精神值时，为纪念吴文俊先生诞辰 100 周年，赋能未来：得后人学习。吴文俊人工智能科学技术奖获奖者学术报告会随后，出席纪念会的北京大学教授姜伯驹院也在数学院举行。清华大学的唐杰教授、孙富春士、广州大学张景中院士、数学院林群院士、南教授、马惠敏副教授和李刚研究员分别作了“图开大学张伟平院士、Erich Kaltofen 教授、北神经网络算法及其应用”、“后深度学习的 AI 京航空航天大学王东明院士分别与大家分享了做什么”、“三维场景图像认知与多模态学习” 与吴先生交往的经历，回忆了吴先生的学术贡献和“雷达人体行为感知”的报告。和思想。 15 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）田野研究员荣获 2018 中国科学院年度创新人物荣誉称号文：魏蕾/ 图：王林进“讲爱国奉献、当时代先锋”主题活动的一项重要内容。目的是通过大力挖掘选树身边人的先进事迹，激励更多的科技工作者开拓进取，争当先锋，让爱国奋斗精神成为全院的时代风尚、价值追求。本次活动于 2018 年 9 月开始， 20 个人物与团队获得提名，经会议初评、网上投票、中科院党建工作领导小组审定等多个环节的严格遴选，最终评选出 2 名“年度创新人 1 月 21 日下午，中国科学院召开“讲爱国奉物”、2 名“年度感动人物”和 2 名“先锋人物”。献、当时代先锋——2018 中国科学院年度人物及团队发布会”，中科院系统共 6 名个人、2 个团队获得这一荣誉，这也是中国科学院首次评选表彰这一殊荣。田野研究员荣获 “年度创新人物” 荣誉称号。本次年度人物及团队评选活动是中国科学院贯彻落实《中共中央组织部中共中央宣传部关于在广大知识分子中深入开展“弘扬爱国奋斗精神、建功立业新时代”活动的通知》，深入推 16 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）李雷研究团队成果入选 2018 年度“中国生物信息学十大进展” 文：生物医学部近日，李雷研究团队发表于《生物信息学》究团队原创的 SEME 映射算法实现。BAUM 通期刊的文章 ―BAUM: improving genome 过调整映射唯一性准则，量化基因组中由重复序 assembly by adaptive unique mapping and local 列导致的不确定性。该方法被成功地运用到了高 overlap-layout-consensus approach‖，经《基因组原鼢鼠、鼠兔等基因组的拼接。由于采用逐步逼蛋白质组与生物信息学报》，简称 GPB 近方法，BAUM 可以成为整合不同测序平台数（Genomics, Proteomics and Bioinformatics）评审，据的工具。入选 2018 年度“中国生物信息学十大进展”。原文信息：高质量的基因组是进化与遗传研究、精准 Wang A, Wang Z, Li Z, Li LM. BAUM: 医疗的基石。基因组拼接是以高通量测序技术为 improving genome assembly by adaptive unique 基础的核心计算生物学问题。李雷研究团队将计 mapping 算数学中的迭代、逐步逼近方法用于基因组拼接， approach. 研发了新方法 BAUM。BAUM 拼接方法的核心 and 17 overlap-layout-consensus Bioinformatics PMID: 29346504 是以不同的准则反复映射序列，这可以通过该研 local 2018;34:2019–28. 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）学术动态综合报告七十九：舒其望教授谈“Optimal energy-conserving discontinuous Galerkin methods for wave equations” 文/图：材料环境部的保能量格式——中心格式在数值上通常不能达到最优的收敛阶。舒其望教授及其合作者通过引进对偶问题，设计了一类不多于两倍自由度的保能量格式。这类格式在数值上表现出了最优收敛阶，并且对于一维的半离散格式等特殊情况，该最优收敛阶也有理论的保证。最后舒其望教授 2019 年 3 月 27 日下午，美国布朗大学舒其展示了若干数值实验以证明这类保能量格式的望教授应国家数学与交叉科学中心邀请在数学优良表现。院南楼作了题为 ―Optimal energy-conserving 舒其望教授简介：美国布朗大学 Theodore wave B. Stowell 应用数学讲座教授，中国科学院数学 equations‖ 的综合报告。包括石钟慈院士、袁亚科学卓越创新中心杰出访问学者。舒其望教授现湘院士、陈志明院士在内的多位来自数学院及周任计算数学国际期刊 Journal of Scientific 边高校、研究所的科研人员、访问学者及研究生 Computing 主编，同时还担任多个国际学术期刊参加了本次报告会。报告会由计算数学与科学工的编委，其中包括 Journal of Computational 程计算研究所所长、交叉中心材料环境交叉研究 Physics 和 Mathematics of Computation。他曾获部副主任周爱辉研究员主持。第一届冯康科学计算奖（1995 年）和 SIAM/ACM discontinuous Galerkin methods for 舒其望教授首先指出在使用间断有限元计算科学与工程奖（2007 年）。现任美国工业（DG）方法求解许多含时偏微分方程时，数值与应用数学学会会士（2009 年首届当选）及美格式的保能量性具有很重要的意义。但是，传统国数学学会会士（2012 年首届当选）。 18 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）第七届数学、计算机与生命科学交叉研究青年学者论坛在京举行文/图：生物医学部 2019 年 5 月 18 日至 19 日，第七届―数学、在为期两天的论坛中，21 位科学家与 8 位计算机与生命科学交叉研究‖青年学者论坛在北青年博士或教师分别作了学术报告，论坛主题着京成功召开。该论坛由中国科学院数学与系统科眼于数学理论、计算算法与重要生物问题的交叉。学研究院/国家数学与交叉科学中心张世华研究论坛的报告内容涵盖了基因组数据组装与分析员和中国科学院遗传与发育生物学研究所王秀技术、染色体高级结构数据解析、单细胞测序数杰研究员共同发起和组织，论坛的指导委员会包据分析技术、进化机制及功能基因组研究等前沿括陈润生院士、郭雷院士和马志明院士等领域内研究领域，论坛的特邀报告人包括中国农业科学资深专家。来自国内外 200 余家科研院所与高校院农业基因组研究所所长黄三文研究员、北京大的专家学者和学生以及中国科学院青年创新促学定量生物学中心汤超教授、哈尔滨医科大学生进会会员等共 600 余人出席了会议。物信息科学与技术学院院长李霞教授、清华大学 -北京大学生命科学联合中心汤富酬研究员、中 19 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）国科学院昆明动物所宿兵研究员、宾夕法尼亚大本届论坛的组织单位包括中国科学院数学学费城儿童医院邢毅教授等领域内知名专家。论与系统科学研究院与国家数学与交叉科学中心、坛报告精彩纷呈、高潮迭起，吸引了与会代表的中国科学院遗传与发育生物学研究所分子系统热烈提问和讨论。此外，八位青年教师和博士生生物学研究中心、中国运筹学会、中国细胞学会也进行了简短的墙报报告交流。在论坛最后的互功能基因组信息学与系统生物学分会、中国科学动交流环节中，宾夕法尼亚大学费城儿童医院邢院青年创新促进会，论坛感谢贝瑞基因、果壳生毅教授、中国科学院昆明动物研究所宿兵研究员、物、并行科技、诺禾致源、JGG 与 GPB 杂志社香港科技大学王吉光教授和北京大学国家数学的大力支持。中心张磊研究员一起同会议现场的青年教师和学生们分享如何发表高质量论文的宝贵经验。 20 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）数学交叉文摘中国科学院 2018 年度创新人物数学家田野 —— “感谢坐冷板凳的那六年”（治学）文章来源: 人民日报作者: 吴月辉时间: 4 月 11 日中科院数学与系统科学研究院研究员田野被授予了年度创新人物，鲜少出现在媒体和公众视野的他，在数学方面的成就却在中国乃至国际数学界堪称斐然。其中，最为人称道的是他对著名七大数学―千禧问题‖之一的 BSD 猜想给出了接近最终答案的线索。想为祖国数学的发展贡献心力他是中国科学院年度创新人物，对著 2000 年，美国克雷数学研究所公布名的数学难题给出了接近最终答案的了千禧年七大数学难题，著名的 BSD 线索。在他看来，兴趣和热爱才是最好的猜想就位列其中。这个猜想与同余数问老师，他从小就对数学有浓厚的兴趣，题（即是判断哪些整数是同余数）有紧学成归国后甘坐冷板凳，最终确定了自密联系，最早源于公元 972 年的一份阿己的研究领域和方向。拉伯手稿。这恰好是田野一直以来关注和研他相信，当积累和思考达到一定程究的数论领域。2012 年，田野证明出了度，灵感迸发便能水到渠成。存在无穷多个素因子个数为任何指定不久前，2018 中国科学院年度人物正整数的同余数，这是在同余数问题上和年度团队在京发布。 21 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）的一个里程碑式的突破，数学界有观点兴趣和热爱，是他最大的动力认为这个工作为解决 BSD 猜想提供了 ―兴趣，兴趣，还是兴趣！‖田野觉崭新的思路。成果发表在世界四大著名得，发自内心的兴趣是他研究数学的最学术期刊之一的《美国科学院院报》，大动力，也是他一直保持旺盛精力的秘并被国际同行评价为―中国继陈景润之密源泉。―我认为天赋当中很重要的部后最好的工作‖。分，是对数学的痴迷和喜好，这样才能获得如此高的赞誉，田野非常开心。真正成就一个数学家。‖田野说，―而且，从小就对数学有浓厚兴趣的他，一直视很多伟大的数学家也并不像大家想象陈景润为偶像。因此，当田野从美国哥的那样能解决任何数学问题，无所不伦比亚大学博士毕业时，拒绝了国外优能。‖ 越的工作邀请，选择回到偶像曾工作过对此田野深有体会。在美国的那几的中科院数学与系统科学研究院。更重年，他接触到了不少著名数学家。―他要的原因，还有挥之不去的家国情怀，们也会有找不到思路、演算不出结果的他想 ―为祖国数学的发展贡献一份心时候。但这并不影响他们的伟大，反而力‖。让人觉得更真实和亲切。我们去认识一回国后的前 6 年里，田野一直在坐个数学家时，更重要的应该是去发现其 ―冷板凳‖。―这是每个数学家都会经历思想中的闪光点。而不是关注他是否每的阶段，这个摸索阶段如何度过？‖田道题都解答得很完美。‖ 野说，―保持兴趣。‖ 在跟数学大师们的交流互动中，田功夫不负有心人，6 年后田野终于野对数学的认识和理解也更为深刻。在 BSD 猜想上取得了重大突破。回头 ―创新是数学的灵魂。数学家要敢于怀看，田野―很感谢坐冷板凳的那 6 年‖，疑‗公认的‘真理，敢于向传统观点发起也坦言这 6 年是他研究状态上最愉快的挑战，这是推动数学发展的关键力量。‖ 6 年。―这无关荣誉，我找到了更感兴趣、在很多人的印象当中，数学家的工更加深入的研究领域和方向。‖ 作场景就是每天埋头在草纸堆里演算，自由思考、厚积薄发，一直是田野枯燥且乏味。喜欢的学术氛围，他所追求的不是多发田野说，演算的确要做，但思考也表文章，而是能攀登科学高峰，对人类是非常重要的工作方式。他喜欢在爬山文明作出贡献。或散步时思考数学问题。在思考比较紧 22 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）张的时候，他一天只睡三四个小时。―那 ―评价数学强国的一个基本标准，就是时脑袋是停不下来的，经常是凌晨 4 点这个国家的数学发展是否能够推动一多钟就醒了，然后打车到香山，边爬山门分支的发展，或者有没有几个真正的边想问题。‖田野说。数学大师出现。‖ 灵感有时也会突然降临，获得 BSD 要成为数学强国，对年轻人才的培猜想的线索就是这样。当时田野在加拿养尤为重要，数学家的思维活动往往都大英属哥伦比亚大学的图书馆看书，就是在很年轻的时候非常活跃。―一个国在拉开椅子坐下的那一瞬间，灵光乍现，家的年轻人应该是数学发展的核心，能 BSD 猜想就这样找到了线索。够给他们一个好的科研环境以及长久听起来似乎很神奇，但当积累和思稳定的支持，这是关键。‖田野说。考到一定程度时，这样的灵感迸发其实这些年来，田野也在中国科学院大是水到渠成。学任教，为培养青年人才付出了大量时除了对数学家的生活好奇，人们对间和精力。在他的精心培养下，短短几数学本身也充满着各种疑问。田野最常年已有 8 位博士、46 位硕士毕业。让田被人问到的就是 ―数学究竟有啥用？ ‖ 野欣慰的是，如今越来越多的年轻人加跟许多基础学科一样，数学的作用并不入到数学研究的队伍中来。在他的带领会立马显现。但事实上，生活中数学的下，一个充满活力的优秀青年数学家团应用无处不在。田野举了个例子：―我队正在蓬勃发展。们日常生活中经常用到的信用卡、银行对于―奥数热‖，田野也有自己卡等，它们的加密功能算法就是椭圆曲的思考。―奥数对数学思维的培养训练线理论的应用。‖ 是有帮助的。我小时候也很喜欢做奥数给年轻人良好的科研环境题，每次想出答案后都会觉得很有成就近些年来，中国数学不断发展进步，感。但我发现现在有些培训机构就是让取得了很多重量级的成果。田野说：―目学生们背解题秘诀，遇到题直接套用，前，中国的数学呈现出越来越好的趋势。这种模式并不好。‖田野说，把奥数作在很多前沿领域、重要课题上，我们已为衡量孩子数学才能的唯一方式是不经走在前列了。‖ 对的，―要尊重孩子们的兴趣，让他们如何再进一步向数学强国迈进？真正享受学习数学的快乐。‖ 田野认为，光有点上的突破还远远不够。 23 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）重返数学史的黄金时代，由数学推动诞生的人工智能，一部人类智慧形成的历史文章来源：数学中国数学至少在认知、测量、记录和时间：2 月 7 日数学的作用预测四个方面满足了人类的需求。现数学 ——特别是西方数学 ——起在的人工智能在测量和记录上取得源于非常实际的目的，从土地测量到极大的成就，而在认知和预测上被限灌溉系统再到推理演绎体系，数学至制。少在四个方面满足了人类的需求：知识就是一个奇迹，从埃及到巴 1，认知 ——认识物质世界的构成；比伦最后到希腊，毕达哥拉斯亚里士 2，测量 ——分配和调配资源，制定各多德柏拉图阿基米德到欧几里得，都种标准；是奇迹， 3，记录 ——数据和财富积累； 4，预测 ——改进生活条件。公理体系一旦建立，人类的意识水平都上升到一个高度了。现在的人工智能 2， 3 上取得极大的随着计算机的逐步强大，人们成就，而在 1， 4 上被限制。把人类文明形成的公理体系赋予给无论是哪个人种，哪个文明，对计算机，创造和演化出人工智能。科学都有类似的领悟能力，这和个体今天我们所看到的人工智能，从某的领悟能力类似，非常的神奇。个程度上就是人类几千年文明的结越抽象，越接近本质，应用越广晶。泛。这就是智能科学的推动力。这个 BBC 的一部纪录片： the 精确是不平凡的开始，牛顿利用 story of math.非常向往巴比伦和希数学这个工具来精确的描述物理世腊的那种态度，崇尚科学，让文明界的规律，取得了非凡的成就，类似绽放。的数学是万能的工具，在任何一个行业都是，缺少的是发现模式的心灵。 24 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）最强的数学家 ,思考的是还是存人类历史上有几次系统的回顾，在的哲学问题 ,采用数学作为解释世 1900 年的数学大会就是一个。界的工具而已 (无论是数字的产生欧文明的发展，来自个体的思想突式几何代数数形结合 ,实分析 ,复分析 , 破，比如对无穷的理解，高维空间，变分还是 , 非欧几何 ,黎曼几何等 ). 这相对论，量子力学，弦论。是高斯黎曼这类人的高度。每打开一扇门，就会收获许许多人工智能，为解决复杂性问题为多的精神果实，比如对无穷的理解，其核心功能。他需要具备更高纬度的比如伽利略的望远镜，比如 Wolfram 数学思维。智慧因为他的思考维度的的元胞自动机，比如对分类理解产生不同，而有不同的力量和色彩。的支持向量机。从图形到数目，从几何论证到代康托的一生很惨淡，和许多其它数消解，从特殊求解到寻找通式，…… 穷困潦倒的数学家一样，思想超出这你可能无法感受每一次飞跃带个时代，就要懂得等待和放弃，像高给发现者的惊喜，但想想你从 Cantor 斯，自知之明的把非欧几何封藏起来。那学来的对无穷的理解，那就是古人庞加莱针对 n 体问题的探索，简发现零时的心情。介导致了混沌的发现，一想到混沌，透过三角学，几何被翻译成了代就感到无奈。混沌，不确定性正式西数；透过映射，我们在无穷间看出了方理性发展到困境时的一个闪现的大小；透过群，方程变得像某种对称曙光。结构般美妙 …… 了解一门学科的未来，就要从这每每一把利剑撕开未知的阴霾，门学科的历史和现状入手。对待任何那片少有人知的黑白就被抹上了色一个知识体系，都必须有这种意识。彩。比如计算机科学，只有了解了动机，虽然自求解高次方程之后我就初生和逐步发展的过程，才能更好的变成了过客，可我知道了：数学真的理解现在的一切，才能更好的把握未源于自然，源于生活，就好像来的发展动向，把有限的精力，投入 n^2-(n+1)(n-1) = 1 不是来自代数变换，到无尽的推动中去。而是源于某个染缸前的起舞。数学的故事是一个生动的数学史教材，把许多书上看到的文字和图 25 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）片变成了实在的影响，这种真实淡化停机问题，可计算性，混沌，自由意了数学的神秘，更贴近现实的生活。识，人工智能和决定论，无穷大和超历史不仅仅是一个童话故事，每一个越是一个迷人的论题。人都身在其中。哥德尔在获得最大突破之后，不理解人工智能就要去理解人类久精神出了问题，就像牛顿晚年寄托的智慧形成的历史，理性发展的历史，与神学类似，即便是坚定的唯物论者，理性带来的困境，现代性语义的突破。最终也不得不承认，无论是数学物理数学早已深入到生活之中，只是还是哲学，都不可能获得终极答案。没有足够的修养和慧眼，无法看的到这个身处的世界，归根结底，是不可看的清而已。数学源自实际问题，得知的。到更高级的抽象，用来作为解决更复 "在奥地利和德国，数学即将死杂实际问题的武器，拓扑学就是一个亡 "，很喜欢这一句，我一直这么认例子，从简单的七桥问题开始，欧拉为，即便是数学这种可能是柏拉图实启动了这次飞跃。提到拓扑学，就提在的理论体系，也不是永恒的。到了庞加莱猜想，然后就提到了俄罗希尔伯特和欧洲的主导地位和斯的传奇数学家佩尔曼，这个解决了 500 年的世界数学中心，悲剧的离开百年难题却拒菲尔兹奖的奇才，就想了。想起希尔伯特的失落绝望和无奈，到了，国人的闹剧。不禁一阵酸楚，眼眶湿润。找到佩尔曼和理解他的证明一科恩对康托连续统假设的研究样困难，很喜欢这句话，真正的数学成果震撼了我一下，在所有人怀疑的家，就是要纯粹才能走的更远，中国时候，哥德尔投了赞成票，再然后，的数学界，逐渐被感染的失去希望了。人们普遍的接受了，有两个不同的数希尔伯特是一个有雄心壮志的学世界，同一个命题的真假可以是不数学家，和牛顿欧几里得高斯类似，同的。这是再一次的对数学本身的一坚信通过自己的努力，可以解开一切次反省，就像对存在的反思。谜题。迄今为止，数学依旧是探寻世界提到希尔伯特公理体系，就不得本质的最有力工具，正如毕达哥拉斯不提到哥德尔，提到不确定性，我至说信仰的，上帝使用数学创造了这个今仍有阅读其证明的兴趣。结合图灵世界。到这里，我似乎有了一个感悟， 26 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）对我所渴望的，有了更进一步的认识，近代数学为计算机增加了智能，并不是研究和推动数学，而是了解，现代数学给计算机赋予了灵魂，借助这个工具来武装自己求索的心。这就是数学赋予计算机的智能。古典数学为计算机装载了大脑，开疆拓土贻范古今 ——纪念数学家、系统与控制学家关肇直院士百年诞辰文章来源：中科院数学院微信号作者：韩扬眉、黄一、程代展时间：4 月 4 日勇于开拓、站在国家需求最前线 ―开疆拓土，而不安于一城一邑的治理。‖关肇直的一生涉足多个领域，在中国基础数学、应用数学、控制理论、系统科学，以及国防科研事业等方面都作出了卓越的贡献。 3 月 30 日，春寒料峭，近百位数关肇直 1919 年 2 月出生于广东省学和系统控制领域的院士、学者聚集在南海县的一个书香世家。1941 年毕业于中国科学院数学与系统科学研究院会燕京大学，后留法在著名数学家 Fréchet 议室。指导下研究泛函分析。1949 年新中国成参会者许多人已白发苍苍，有的甚立，他毅然中断学业，回到百废待兴的至坐着轮椅、拄着拐杖。他们从全国各祖国。他参加筹建了中国科学院，任第地而来，只为纪念他们的恩师、前辈一届科学院党组成员。1962 年，在数学 ——中国控制理论的开拓者与传播者、所组建我国第一个控制理论研究室。著名泛函分析学家关肇直的百年诞辰。 1979 年，与吴文俊、许国志等先生共同 27 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）创建了中国科学院系统科学研究所。化的重要性，扛起了在中国发展现代控 1981 年当选中科院学部委员，1982 年制理论和系统科学的大旗，组建了我国 11 月 12 日因病与世长辞。第一个控制理论研究室，创建了中国科大家感念的，是关肇直的学术思想学院系统科学研究所，成为中国现代控和他所开创的研究领域、奠定的研究基制理论的开拓者，并用余生全部精力致础，时至今日还产生着深远影响。力于其研究和应用。―钱公（钱学森）１９４９年以前我国从事泛函分倡导，关公领队‖，中国的系统控制科析研究的学者不多，关肇直归国后挑起学从此起步，快速发展。了在我国发展泛函分析的重任，在中科他奔走于国内许多高校，与国防科院数学所建立了泛函分析研究室，研究研单位间―对接需求‖，带出了一支以青室还接受了国内各高校派来的进修教年科研人员为骨干的、高水平的系统与师，关肇直亲自指导他们，他还先后在控制理论研究队伍，在我国第一颗人造北京大学和中国科技大学讲授泛函分卫星轨道设计和测定、导弹制导、潜艇析。他培养了一批研究骨干，后来都活惯性导航等研究中做出了一系列重要跃在泛函分析的各研究领域。贡献。他主持的研究工作多次受到奖励关肇直在泛函分析方面的贡献是和表彰，―我国第一颗人造卫星轨道计多方面，他开创性地提出泛函分析中算方案的制定‖获 1978 年全国科学大会 ―单调算子‖的思想，证明了求解希尔伯奖，―飞行器弹性控制理论研究‖获 1982 特空间中非线性方程的最速下降法的年国家自然科学二等奖，―尖兵一号通收敛性；为了原子能科学发展的需要，用型卫星和东方红一号卫星‖获 1985 年他应用抽象空间中线性算子的谱扰动首届国家科技进步特等奖（关肇直负责理论，给出平板几何情形的中子迁移算该项目中轨道设计和轨道测定两个课子的谱的确切结构，并指出本征广义函题）。数组的完整性；他用线性算子紧扰动的关肇直学识渊博，有着很好的文史理论处理了弹性振动问题；他证明了一哲素养，擅长赋诗填词，深得同窗好友类非对称核线性积分方程非零本征值和年轻人钦佩，被称为―老关‖、―关圣的存在性，为激光理论奠定了数学基础。人‖。他形成了一套对于理论与实践的 20 世纪 60 年代，他敏锐地意识到辨证关系的哲学思想，他把纯粹数学与现代控制理论对国家，特别是国防现代应用数学看作一个整体，并形象地解释 28 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）说，这有如经纬交织，相辅相成，偏废陈景润完成他的哥德巴赫猜想哪一方面都是错误的。他强调数学在发 ―1+2‖证明后，已是―文革 ‖前夕，关肇展我国经济和国防建设方面的重要意直顶住当时的极左思潮，坚决支持这项义并且身体力行，也强调数学的理论研工作的发表，说：―这是一项世界冠军，究。他指出正因为要与实际联系，才更同乒乓球世界冠军一样重要‖，并努力需要加强理论研究，没有理论拿什么联促成这项工作发表在 1966 年 5 月 15 日系实际？的―科学记录‖上，赶上了―文革‖前的最谦谦学者、青年人的良师益友后一班车。关肇直曾帮助、指导过的年轻人如 1957 年夏天以后，极左的势力很今有的已成为了享誉全球的数学家、系强，关肇直顶住压力，到北大讲授泛函统控制学家。分析，给学生鼓了气。由于他的威望，北京大学数学科学学院教授、中国学生们敢于理直气壮地学习和钻研理科学院院士张恭庆曾在北京大学听过论。―文革‖中，研究工作受到很大干扰关肇直讲授的《泛函分析》课程。他对和冲击，但关肇直仍坚持尽可能开展一关肇直的教诲历历在目，早年的几篇文些工作。早在 1969 年，他就以―抓革命，章都是在关肇直的指导、帮助和关怀下促生产‖为契机，提出―每周二、三为数发表的。关肇直把华罗庚广义函数方面学所业务时间‖，使科研工作得到部分的工作介绍给他，并让他参加自己领导恢复。他尽量使控制理论的研究与当时的讨论班。当他处在―低落期‖时，关肇受冲击较小的军工及国防科研结合，使直鼓励他，有机会还是要做（科研），研究室的工作得以继续和发展。数学所要有独创精神，哪怕最困难的时候，也在 1971 年正式恢复业务工作，正因为不要跟着别人走，要走自己的路。张恭关肇直已查阅了大量现代控制论的文庆一直牢记恩师嘱托，后来作出了许多献，掌握了国际上的发展情况、最新成独创性的科研成果。果，他马上组织现代控制论的讨论班， 77 岁的中国科学院院士李邦河拿使年轻人尽快走上科研轨道。中国科学出关肇直晚年写给他的信并再次诵读，院系统科学研究所原所长、中国科学院 ―他不仅为我制定了方向，还推荐了书院士陈翰馥是控制理论研究室首批成籍，我一直牢记关先生在信中的期盼，员，他说，―关先生不仅在业务上给予我还要继续努力落实他对我的期盼。‖ 指导，我第一篇用英文发表的论文就是 29 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）关先生帮我翻译并打字。以后我的英文不少人后来都成长为科研骨干。59 届关论文就试着自己写，但关先生都帮我修龙班学生孙家昶回忆 ―80 年代，‗关龙改把关。‖ 北京大学工学院教授、中国班‘70 多人中有 30 多个同学都在国外留科学院院士黄琳和东北大学信息科学学，绝大部分都回到祖国。我们出国都与工程学院教授、青岛大学复杂性科学有关老师的推荐信，当时关老师明确跟研究所所长、中国科学院院士张嗣瀛都我说‗一定要回来，送你出去的目的就是在这个过程中被关肇直的远见卓识是回来报效祖国‘‖。62 届关龙班学生余和人格魅力所吸引而与关肇直成为忘德浩毕业后曾因长期脱离数学专业而年之交。苦闷，关老师不断给他寄资料，鼓励他 1981 年，病榻上的关肇直仍心系不要忘记数学，1978 年国家恢复研究生年轻人的成长，他给中科院成都数理室制度，关老师马上建议他报考研究生，年轻人写了 40 余封信谈思想、情操和终于重回科研道路。中国科学院院士、理想。―我们要有创立学派在国际上争 59 届关龙班学生严加安赋诗怀念恩师：鸣的气概，不要对自己的同志盛气凌人，六轶春秋逝若风，同窗岁月不朦胧对外国人卑躬屈膝，我们要有自信心又关公讲课全神注，弟子聆听耳目聪要谦虚谨慎。‖―科学家不等于读书人...... 端肃仪容常忆及，慈祥笑貌驻心中前者唯一强调的是创造、洞察、发现科百年冥寿更怀念，铭记恩师培育功学的真理，提出新概念、新理论，解决承袭风骨、告慰“老关” 问题。‖ 先生已去 37 载，但他的话却仍萦中国科大 1959 和 1962 两届―关龙绕在后辈们的耳畔。纪念会上，昔日弟班‖的 20 多位学生参加了纪念会，―关子及受到关肇直影响和指导的科研人龙‖班大学三年的各种基础课（分析、员都感慨：―‗老关‘走得太早了。‖ 代数、几何、函数论、微分方程等）由如今，关肇直创建的控制理论研究关肇直统一设计、亲自教学。―关龙班‖ 室，已发展为现在的中国科学院系统控的同学们回忆关老师的教材强调理论制重点实验室（简称控制室），控制室与实际的联系，有时还从哲学高度评判现有科研人员 29 人，其中包括中国科一些数学理论，十分精彩。同学们在―关学院院士 2 人，国际自动控制联合会会龙班‖把基础数学应用数学融合在一起士（IFAC Fellow） 4 人，美国电气和电完整的念了三年，打下了扎实的基础，子工程师协会会士（IEEEFellow）6 人， 30 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）国家杰出青年基金获得者 7 人。控制室等奖、国家科技进步特等奖等，以及很在几代学术带头人的共同努力下，迸发多国际重要奖项，如吴文俊院士获得邵出经久不衰的创新活力，呈上一份又一逸夫奖，刘源张院士获得首届费根堡终份具有原创性、突破性和关键性的成绩身荣誉奖，郭雷院士获得美国电气和电单，并且活跃在国际控制领域的各学术子工程师协会控制系统学会（IEEE CSS）组织中，受到国际控制界的高度重视和波德讲座奖（Bode Lecture Prize）等。赞誉，控制室已经成为中国系统控制领无论数学界、系统控制界还是系统域向世界开放、与国际接轨的一个窗口。工程界都不会忘记关肇直对我国科学关肇直发起的控制理论及应用学事业发展所作的巨大贡献，他的名字永术年会，已发展为现在的中国控制会议，远与中国的系统科学与现代控制理论是国内外控制领域具有重要影响力的融成一体。系列学术会议，近５年每年投稿和参会今天这么多数学家和系统控制学人数都在两千以上。为纪念关肇直、鼓家能聚会在一起纪念关肇直院士诞辰励从事系统控制理论及其应用的青年 100 周年，本身就说明他的人格极具魅科技人员做出国际一流的成果，中国控力，他开创的事业有很强的生命力，以制会议关肇直奖于 1994 年设立，每次此可以告慰我们敬重的‗老关‘了。 ―他既是一位优秀的科学家，又是奖励不超过 2 篇优秀论文，迄今已颁发 24 届，共 37 篇论文获关肇直奖。一个值得尊敬的爱国者。‖中科院院士、关肇直亲手建立的系统科学研究中国科学院数学与系统科学研究院院所，经过 40 多年的发展，沉淀了深厚长席南华指出，―追忆先生风范，继承的文化氛围，凝聚了一批杰出的科学家，优良传统，弘扬以关肇直先生为代表的成为一个生机勃勃的系统科学的前沿研究院精神。我们纪念缅怀先生的最好阵地。这些科学家执着于开辟新的研究方法是努力培养和造就系统科学方面方向，努力攻克挑战性难题，既面向原的青年人才，将优良的学术传统发扬传创性、突破性、关键性的重大基础理论，承下去。‖ 又面向国家重大需求；既重视科学研究关肇直院士的一生经历了许多社又重视学科的发展和人才的培养。 40 会变迁，时代的风云激荡，陶冶着每个年来累计获得 300 余项奖励，包括首届人的情怀，也让人们展示着自我。关肇国家最高科学技术奖、国家自然科学一直始终站在时代前沿，他用自己的品学、 31 国家数学与交叉科学中心简讯 2019 年第 1 期（总第 29 期）才干和为人，表现了自己以天下为己任正直博学而富有开拓精神的学者和一的思想境界。几十年后，当我们重新审位赤诚无私的爱国者，一位贻范古今的视当年的往事时，在我们面前的是一位先哲。 32