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国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 科研进展 自抗扰控制理论研究取得新进展 文：信息技术部 信息技术部郭雷等针对单输入单输出非线 同时， 黄一等科研人员将自抗扰控制中扩张 性不确定系统，研究了将线性扩张状态观测器 状态的思想引入非线性滤波器设计中，即将系统 （LESO）与投影梯度算法结合对控制通道的增益 中通常相对于噪声变化较慢的非线性动态作为 进行在线估计， 并对这一方法的闭环系统性能进 一个状态进行实时估计， 并利用估计值在滤波器 行了分析，突破了传统自抗扰控制（ADRC）框架 设计中对这些不确定动态进行实时补偿，在此基 下需要控制通道增益的先验知识的局限，有关论 础上利用最小均方差等经典方法优化滤波参数， 文 2015 年发表在国际自动控制联合会旗舰杂志 从而使得滤波器稳定且状态估计的精度提高。他 Automatica 上（Jiang T, Huang C, Guo L. 2015. 们的工作为非线性不确定系统滤波设计提出了 Control of uncertain nonlinear systems 新方法。 based on observers and estimators. 59:35-47.） 在数学机械化方面取得重要突破，建立微分稀疏结式理论 文：先进制造部 方程求解的消去理论是数学机械化的主要 适用范围，是数学机械化的重要突破。 研究内容，也是数学机械化方法诸多应用的基 结式给出超定方程组有公共解的充分必要 础。先进制造部高小山等科研人员将稀疏结式 条件，是代数几何的基本概念和消去理论的主 这一数学机械化的核心理论与算法推广到了微 要工具之一。代数稀疏结式由著名学者 Gelfand 分、差分方程系统，扩大了数学机械化方法的 等于上世纪 90 年代提出，构成了稀疏消去理论 1 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 的基石。 结式理论， 发表在符号计算主要杂志 JSC2015。 他们建立了 Laurent 微分多项式系统的稀 部分成果获美国计算机协会(ACM)符号与代数 疏结式理论和计算这一微分稀疏结式的单指数 计算专业委员会(SIGSAM)颁发的 ISSAC 2011 唯 算法。通过引进 Laurent 微分的符号指数矩阵， 一杰出论文奖。授奖词称： “微分结式是微分代 给出了用矩阵的秩来刻画稀疏微分结式存在的 数和结式理论中一个重要、困难与全新 充要条件，从而将微分关系转化成代数关系。 （original）的问题。结式是基本(fundamental) 证明了微分稀疏结式阶的上界是 Jacobi 界，这 的数学对象。作者一举严格定义了稀疏微分结 是关于微分消元理想的阶的最好上界。给出微 式，证明了稀疏微分结式的一些重要的性质， 分稀疏结式次数的估计，以此为基础给出了计 并设计了一个基于矩阵运算计算稀疏微分结式 算 Laurent 微分多项式系统的稀疏结式的单指 的单指数算法。该高效算法将会对应用数学和 数时间复杂度的算法。 计算科学领域中若干问题起到影响。预计这篇 论文发表在计算理论顶尖杂志 FoCM(2015， 文章将会阐明并开启微分代数、结式理论、复 67 页)。他们还进一步发展了差分方程的稀疏 杂性理论、线性代数和组合学中新问题的研究。” 素数判定问题研究取得进展 文：信息技术部 素数判定问题是计算数论的核心问题之一， 到数学家和计算机科学家的注意和研究。早期 特别在密码学领域素数判定问题有重要应用。信 Gauss、Fermat 等人就研究过它。在著名的公钥 息技术部研究人员在素数判定问题最近有一系 密码体制 RSA 中就使用了大素数。为了确保这 列工作，包括：给出了以前 9、10、11 个素数为 些数的确是素数，就需要使用素数判定算法。故 基的最小强伪素数的精确值，证明了张振祥教授 素数判定方法对于 RSA 公钥密码的安全性有 的猜想；给出了广义 Fermat 数、形如 Ap^n+w_n 重要的影响。目前素数判定方法有确定性算法以 的特殊数的素数判定的二次确定性多项式时间 及概率性算法。确定性算法由于其计算量过大而 算法。 不实用。在概率性算法中，比较简单实用而快速 素数判定是计算数论的重要问题，一直就受 的是著名的 Miller-Rabin 算法。它基于强伪素数 2 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 的性质。 如果我们知道以前几个素数为基的最小 性的素数判定的概率算法。是否存在对于一般数 强伪素数的精确值，则判定小于这个精确值的数 的二次时间复杂性的素数判定的确定性算法？ 是否为素数的方法可以由概率性算法变为确定 这个问题如果有一个肯定的答案，那么素数判定 性算法，因为只需要用前几个素数作基，看它是 这个问题才画上了一个完满的句号。所以说，素 否通过了 Miller-Rabin 判别法。通过前 8 个素数 数判定问题还没有彻底终结，还没有死！事实上， 为基的最小强伪素数的精确值早在 1993 年便已 对于特殊数存在二次时间复杂性的确定性的素 经知道。当时 Jaeschke 还给出了以前 9、10、 数判定方法，这方面经典的例子有对于 11 个素数为基的强伪素数的上界。而后张振祥 Mersenne 素数的 Lucas-Lehmer 判别法和对于 几次改进了上界并最后猜测了这些强伪素数的 Fermat 素数的 Pépin 判别法。信息技术部研究人 精确值。 信息技术部研究人员证明了张振祥的猜 员在特殊数的更快速的素数判定方面有一些工 测，即给出了通过前 9、10、11 个素数为基的 作，即给出了广义 Fermat 数、形如 Ap^n+w_n 最小强伪素数的精确值。 论文发表在计算数学杂 的特殊数的素数判定的二次确定性多项式时间 志《Mathematics of Computation 》上。 算法，其中使用了代数数论中的高次互反律。这 素数判定问题在 2004 年被三个印度学者 些 工 作 发 表 在 数 论 或 算 法 专 门 杂 志 《 Acta Agrawal- Kayal- Saxena 证明是 P 问题，但他们 Arithmetica》与《Journal of Discrete Algorithms》 给出的 AKS 算法由于复杂性太高仅具理论意义 上。 而没有实际价值。另一方面，存在二次时间复杂 量子信息与控制课题研究取得进展 文：信息技术部 信息技术部研究人员在量子信息与控制 量子信息论中经典关联和量子关联的若干 课题研究方面取得进展。 概念、理论和应用。 骆顺龙应邀在第八届国际工业与应用数 李楠与 Carlton M. Caves 等合作提出了关于纯 学大会做了题为“Correlations: From 态的 Fisher-对称信息完全测量的新概念。相关结 Classical to Quantum”的大会报告，阐述了 果 见 N. Li, C. Ferrie, and C. M. Caves, Fisher-symmetric 3 informationally complete 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） measurements for pure states, submitted to Physical 量子隐形传态框架，将纠缠态的制备与贝尔基联 Review Letters. 合测量的任务集中到两个转移算子的制备上，而 齐波等在原子自旋破坏碰撞弛豫对超高灵敏 且仅需两步随机游走及仅局部测量就能实现任务。 磁场测量的影响方面取得进展。相关结果见 L. 给出了基于离散变量量子随机游走的通用量子计 Liu, S. Cheng, B. Qi, Z. Xi and D. Dong, Precision 算框架。相关结果见 Yun Shang and Yu Wang, limit of atomic magnetometers in the presence of Universal quantum computing by discrete quantum spin-destruction collisions, Journal of Physics B, 48 walk，Preprint.Yu Wang and Yun Shang, Quantum (2015), 035502. teleportation by quantum walk. Preprint. 尚云等提出了一个新的基于量子随机游走的 曲面蓝噪声网格生成算法研究取得进展 文：先进制造部 目前， 先进制造部高档数控研究课题组在曲 形学以及数字几何处理领域的研究热点。 面蓝噪声网格生成算法方面取得进展。 现有的高质量三角网格生成方法的研究主 随着计算机技术和三维扫描技术的发展, 要针对如何提高三角形的质量，而忽略了网格顶 网格模型已成为具有复杂几何的三维形体在计 点的整体分部。而在许多领域的应用中，都要求 算机中表示的主要方法之一。常见的网格模型包 采样点的整体分布既满足随机性又满足均匀性， 括三角网格、四边网格及多边形网格。其中，三 这些性质统称为蓝噪声性质。蓝噪声性质和人类 角网格因其简单的结构及易于操作性受到了更 的视觉感知系统密切相关，在图像合成，真实感 加广泛的关注及应用。 常见的三角网格数据的获 绘制，机器人路径规划等领域有着大量应用。现 取有三种途径：(1)通过激光扫描仪扫描；(2)通 有的蓝噪声采样方法大致分成三类：(1)泊松圆 过对连续曲面离散化; (3)通过等值面提取得到 盘采样方法及其变种；(2) 基于 Lloyd 迭代的优 网格数据。 通过这些直接手段得到的网格数据通 化方法；(3) 基于样本或者某些规则的生成方法。 常有数据量大、三角形网格质量差等缺点，不能 虽然蓝噪声采样以及网格生成分别都有几十年 直接应用于几何建模、有限元模拟或计算机动画 的研究历史，但很少有工作将两者结合起来同时 中。因此，高质量的三角网格生成方法已成为图 研究。先进制造部高档数控研究课题组与沙特 4 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） KAUST 可视化中心合作，已成功研究了系列基 对比。图中各列从左至右依次为：最大化泊松圆 于最大化泊松圆盘采样(Maximal Possion Disk 盘 Sampling--MPS)及最远点优化（Farthest Point Sampling--MPS)、最远点优化法（Farthest Point Optimization--FPO）的曲面蓝噪声采样算法，并 Optimization--FPO）、经典 CVT 方法（Centroidal 利用优化的采样点重新生成高质量三角网格，极 Voronoi Tessellation）、容积限制下的 CVT 方法 大程度上克服了现有的网格生成方法生成的网 (capacity-constrained 格顶点分布差、不适于物理模拟、且不易控制最 Tessellation)、及我们新的最优输运法(optimal 小角度的缺点。 transport)。 第一行图示为各种方法的曲面采样 采 样 法 (Maximal Possion Centroidal Disk Voronoi 近日， 课题组进一步将三维曲面的蓝噪声采 结果；第二行是在该采样结果下的限制权图 样问题诠释为在容积限制(capacity constraint)下 (restricted Power Diagram), 不同颜色代表该权 的最优输运(optimal transport)问题。容积限制是 图对偶的三角化中相应的三角型的不同度数 控制曲面采样点局部的疏密程度的重要手段。在 （valence = 3，4，5，6，7）；第三行代表实际 此前涉及容积限制的曲面采样方法中，容积限制 容积与期望容积的相差情况，从蓝至红代表差值 仅 做 为 重 心 Voronoi 图 （ Centroidal Voronoi 由小变大； 第四行是代表采样均匀性的频谱图 ， Tessellation--CVT）能量函数的正则化子，因而 震荡越大代表与期望差值越大；最后一行是各方 不能得到准确满足。 他们的方法可以保证生成的 法的各向异性图（即不均匀性，震荡越大表示均 采样数据精确满足容积限制，从而保证蓝噪声网 匀性越差）。可以看出，他们的新方法生成的采 格（基于密度函数的）均匀性。 样点集及网格数据比已有的经典方法具有更好 下图为各种曲面采样方法与他们的新方法 的蓝噪声性质。 在密度函数（density-adaptive）指导下的均匀性 5 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 可控精度计算机实验的优化研究取得进展 文：先进制造部 基于数学模型的计算机实验是科学工作者 摸底实验。 摸底实验的实验点要求在空间中均匀 了解复杂物理系统的有力工具。给定了若干输入 分布，并使用较低的精度值。剩余三分之二的时 值后，计算机实验会通过计算得到若干输出值。 间进行追加实验， 追加实验集中在输出值较小的 对于计算时间较长的计算机实验， 需要通过统计 区域，分两种类型，包括精细搜索，即在已知较 实验设计的方法，减少实验次数，节省时间。由 优的区域加作实验，以及全局探索，即在不确定 于同样的输入值会导致同样的输出值，针对计算 性大的区域加作实验。追加实验的精度总体应高 机实验的设计有别于传统的实验方法。计算机实 于摸底实验，且精细搜索的精度应高于全局探索。 验设计的一个核心问题是优化。即，找到最佳的 具体地，他们使用一个非平稳的高斯过程模 输入值，使得计算机实验的输出值尽量小。本工 型来进行计算机建模。该模型将精度参数作为一 作的主题就是通过序贯设计的方法进行计算机 个连续、非平稳的参数，可以综合多精度信息建 实验寻优。 模。他们关心的响应，是所谓精确解，即方格直 通常而言， 计算机实验是对数学模型的近似。 径无限小时的输出值。我们发展了传统的预期提 许多计算机实验的近似精度可以通过精度参数 高判据(EI)，得到了预期分位数提高判据(EQI)及 控制。比如，金属铸造领域的计算机实验是对金 预期分位数提高效率判据(EQIE)，并用这些判别 属液体在模具中流动、冷却、凝固过程的模拟。 来指导追加实验的输入值及精度参数选取。 模拟需要使用有限元方法， 即将铸件依据空间位 下图中他们通过数值结果来比较使用 EI、 置切成大量的小方格，以便于计算。方格划分越 EQI 及 EQIE 的方法。 EI 方法使用单精度的实验， 细，计算精度越高，计算时间越长。此时方格的 其中 EI-1 使用低精度实验，EI-2 使用中精度实验， 边长就是精度参数。而这个精度参数是可控的。 EI-3 使用高精度实验。EQI 则综合使用三种精度 传统的计算机实验寻优方法使用固定精度 的实验，其中摸底实验采用 80%的低精度实验及 的计算机实验。这样做有几个缺点。一是如果精 20%的高精度实验，追加实验则为高精度实验。 度参数选择得不好，则事倍功半。二是随着实验 EQIE 的摸底实验精度与 EQI 相同，其追加实验 不断深入，计算机实验的精度理应提升。先进制 的精度由 EQIE 判据得出，包含低、中、高、极 造部的科研人员提出一套使用多种精度计算机 高四种精度的实验。所有五种方法中，摸底实验 实验的方法。首先使用三分之一左右的时间进行 都消耗 9 个单位的时间。随着追加实验不断增 6 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 加，他们纪录由各个方法得到的推荐的输入 值。根据这些输入值，他们计算出相应的精 确解输出值。输出值越低，说明方法更好。 下图中的五条曲线，即对应采用了五个方法 后的输出值。图中的横坐标值，为已经使用 的时间的总值。 可以看出，25 个单位时间消耗后，EQIE 是最好的方法，EQI 其次，而三种 EI 方法均 表现不佳。从 EQI 优于 EI 可以得到，追加实 验的精度应高于摸底实验。从 EQIE 优于 EQI 多精度实验，可以定量分析各种精度输出值与精 看出， 局部搜索实验的精度应高于全局探索性实 确解的差距，从而采用整体合理的精度值。 验。此外，EI-2 优于 EI-1 及 EI-3，说明选取合理 他们将 EQI 及 EQIE 方法应用于某合金铸造 精度的重要性。采用 EQIE 方法后，由于使用了 模拟实验中，验证了方法的有效性。 PT-对称(非)破缺的非线性波研究取得进展 文：先进制造部 先进制造交叉研究部闫振亚与合作者在 子也可以保证其能量谱是实数。美国著名的数学 物理学家 Bender 教授等人 1998 年首次提出了一 PT-对称的非线性波研究方面取得新进展。 在近百年发展的量子力学(或量子物理)理 类非厄米 PT(parity-time)-对称的 Hamilton 算子 , 论中，一个公理是要求 Hamilton 算子的能量谱 且证明当时，该算子的能量谱全部是实数， 特 是实数。因此, 通常要求量子力学中的 Hamilton 别是自从 2009 年，PT-对称的系统已经被实验证 算子是厄米性的。事实上，Dirac 厄米性是一个 实存在于光学、材料等领域中，人们开始更加关 充分但非必要条件保证 Hamilton 算子的能量谱 注该领域的研究。PT-对称的 Hamilton 算子只是 是实数, 也就是说，有些非厄米的 Hamilton 算 非厄米的 Hamilton 算子的其中一部分，Hamilton 7 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 算子的厄米性和 PT-对称性的关系见下图。 excitation of stable nonlinear modes in a system withPT-symmetric potential, where the linear PT-symmetry is broken.” 该结果发表于 Z. Yan, C. Wen, V. Konotop, Phys. Rev. A 92, 023821 (2015). 他们也研究了非线性光学中具有 PT-对称 Hamilton 算子厄米性和 PT-对称性的关系 的广义 Scarff-II 势(包括 k-波 Scarff-II 势，拟周 先进制造交叉研究部闫振亚与合作者设计 期多阱 Scarff-II 势以及三维 Scarff-II 势)作用下 了 Bose-Einstein 凝聚态中具有 PT-对称的单阱调 光亮孤子的动力学演化规律,特别是对于 PT-对 和外势及双阱广义调和外势的框架， 提出了相应 称的 k-波 Scarff-II 势, 我们给出了线性问题的对 的具有 PT-对称外势的 GP 方程，首先研究了线 称破缺和非破缺以及非线性问题的亮孤子解存 性问题的 PT-对称的 Hamilton 算子的对称破缺 在条件在参数半平面内的完全分割问题，审稿人 和非破缺两种不同情况下的参数范围，然后发现 认为：“The results are original and promise to be 了它的很多 PT-对称的非线性波解,并且研究了 of interest to the solitonphysicists community, as 它们随时间变换的线性稳定性。另外，还考虑了 well as to the researchers interested inapplication PT-对称的非线性波解在系数绝热调控下的激发 of soliton methods in various areas of physics”。该 问题,将 PT-对称破缺作用下的态稳定地激发到 结果发表于 Z. Yan, Z. Wen, C. Hang, Phys. Rev. PT-对称非破缺的态，审稿人认为：“The novelty E 92, 022913 (2015)。 of this work consists in that, it suggests amethod of 特征值问题的多重校正算法研究取得进展 文：材料环境部 在科学与工程计算中存在着大量的特征值 第一原理电子结构计算的关键也是要求解特征 问题。比如，在偏微分方程的数值计算和微分系 值问题（或其等价形式）。第一原理电子结构计 统的稳定性分析中经常碰到特征值问题的求解； 算能够为人们理解物质的微观结构、 探究材料的 8 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 物理和化学性质、 研发和利用材料提供科学依据。 存的需求（因为特征值求解需要额外的存储量）； 最近提倡的“材料基因组计划”使越来越多的人 同时，也不用担心这些特征值算法的收敛速度， 们关注第一原理和特征值问题的计算。如何快速 并且求解这些小规模特征值问题的算法选择也 求解特征值问题变得越来越重要。 是自由的。 第三个优点是多水平校正算法和直接 材料环境部谢和虎等研究人员基于对 特征值求解所得解之间只相差一个高阶项， 具有 Aubin-Nitsche 技巧的理解设计了求解特征值问 超逼近的性质。 题的有限元离散的一类多水平校正方法，并且研 他们还根据这种多水平校正算法设计出了 发了相应的程序包。这种多水平校正方法能将特 一种求解线性和非线性特征值问题具有最优效 征值问题的求解转化成一系列相应边值问题的 率的多重网格算法，同时利用这种多水平校正的 求解和最粗空间小规模特征值问题的求解， 从而 思想也设计了求解特征值问题的一类自适应有 可以利用已有求解边值问题的高效算法来设计 限元算法。 求解特征值问题的高效算法。该算法的第一个优 他们的研究表明， 这种多水平校正方法可以 点是需要求解的边值问题可以直接利用已经发 直接应用于求解如控制问题、反问题和变分不等 展很好的高效算法。第二个优点是由于需要真正 式等非线性问题， 并构造出相应的多重网格算法。 求解的特征值问题规模很小，所以可以减少对内 纵向数据半参数模型的平均估计研究取得进展 文：经济金融部 纵向数据或面板数据是经济管理和生物医 序列模型中残差项有时会存在序列相关性， 他们 学中经常遇到的复杂数据类型，对于这种数据， 也利用 LsoCV 准则为时间序列模型平均选择权 一种常见的拟合方式是采用半参数模型，经济金 重，同样证明了准则的渐近最优性。大量的模拟 融部的研究人员利用模型平均方法对模型进行 结果显示，在残差序列高度相关时，LsoCV 方 估计，提出了删组交叉验证准则（LsoCV）选择 法比同方差假设下的 MMA 方法和异方差假设 估计量中的权重，并证明了其渐近最优性，从而 下的 JMA 方法有明显的优势。进一步，他们将 解决了残差项组内相关带来的问题。 考虑到时间 该方法用于预测我国的 CPI，预测效果比其它方 9 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 法更好。 existing literature on estimation of panel data 该论文 2015 年被国际顶级计量经济学杂志 models by using model averaging method, and by Journal of Econometrics 接 受 发 表 “Gao, Y., allowing for a more general (non iid) error Zhang, X., Wang, S. and Zou, G. (2015). Model processes ； 第 一 位 审 稿 人 : The current paper averaging makes a nice contribution to the literature by based on leave-subject-out cross validation.”。副主编和两位审稿专家较好的评价。 proving optimality of model averaging based on 副主编: I also read the paper and believe that the LsoCV method,…；第二位审稿人: The paper is paper makes a significant contribution to the interesting,…。 复杂数据统计研究取得重要进展 文：先进制造部 大数据与数据科学的研究与应用已引起产 在质量科学的试验设计方法中许多计算机 业界、政府部门和科技界的高度关注。数据科学 模型包含一些未知参数， 需要利用真实的观察数 的数学理论与方法的主要目标是为大数据研发 据通过统计估计方法进行校准。针对带有随机真 与使用提供支撑性理论与方法， 而网络演化博 实数据的校准问题，先进制造部研究人员庹睿与 弈与高维复杂数据统计的分析方法是数据科学 美国工程院院士吴建福教授提出了一种巧妙的 的数学理论与方法的重要组成部分。 L2-校准方法，并证明了该方法的合理性即半参 10 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 数有效性， 并用数值实验证明了他们提出的新方 际中经常出现的带荷粒子的荷函数， 他们证明了， 法对所有已有方法的优越性。另外，在给定背景 该新型空间填充设计方法可以渐近生成任何符 势能场中一群带荷粒子的分布构型计算机模拟 合实际的带荷粒子分布构型的概率密度函数。相 问题是一类特别重要的计算机建模试验设计问 关论文发表在统计学和质量科学的国际顶级杂 题， 涉及其设计空间中未知区域的探测这一困难 志 Ann. Statist. 和 Technometrics 上，且后一个成 问题。 针对这一问题他们与合作者提出了被称为 果是 2015 年举办的第 5 届 IMS-China 统计与概 能量设计最小化的新型空间填充设计方法。 对实 率国际会议上吴建福教授特邀大会的主要内容。 11 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 综合新闻 第八届国际工业与应用数学大会成功举办 第八届国际工业与应用数学大会（ICIAM 2015）于 2015 年 8 月 10-14 日在北京国家会议中心 成功召开。国际工业与应用数学大会是国际工业与应用数学联合会（ICIAM）的旗舰会议，是这一 领域层次最高、规模最大、影响最广的国际盛会。自 1987 年首次大会召开以来，每四年举办一次， 这次是首次在亚洲，也是首次在发展中国家举行。对我国数学特别是应用数学的发展具有重要意义， 极大地促进数学与科学技术及国民经济的密切结合与相互推动，而且在国际同行及朋友面前很好地 展示了我国改革开放以来的飞速发展和精神面貌。 李源潮副主席致辞 在为期五天的大会中，国家副主席李源潮出席了开幕式并作了鼓舞人心的重要讲话。他在致辞 中指出数学对科技的发展具有根本性意义，数学的应用是中国现代化建设的重要动力，在经济发展 和科技进步中发挥了基础性作用。当前中国人民正在为实现中华民族伟大复兴的中国梦而奋斗，我 们比以往任何时候都更加需要强大的科技创新力量。面对正在孕育兴起的新一轮世界科技革命和产 业变革，中国大力实施创新驱动发展战略，走新型工业化道路，建设创新型国家，这为包括数学在 内的科学技术发展提供了难得机遇。科学研究没有国界，中国的科技发展需要向国际同行学习并密 12 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 切合作。中国高举和平、发展、合作、共赢的旗帜，积极支持和参与国际科技交流合作。中国愿同 世界各国一道，推进工业与应用数学发展，促进数学与多学科、多领域交叉、融合和创新；鼓励中 国科学家与国际同行开展学术交流，进行科研合作，共攀科学高峰，为世界科技发展和人类文明进 步作出更大贡献。 大会开幕式现场 在大会开幕式前，李源潮副主席听取了大会筹备情况汇报。本届大会主席、交叉中心主任郭雷 院士，指导委员会主席李大潜院士，程序委员会主席马志明院士和大会秘书长、交叉中心副主任高 小山研究员参加了汇报。随后，李源潮在郭雷的陪同下，会见了国际工业与应用数学联合会（ICIAM） 主席 Barbara Lee Keyfitz、国际工业与应用数学联合会当选主席 Maria J. Esteban, 五位 ICIAM 奖的 获奖人、大会公众报告人曾庆存院士、大会程序委员会委员 John Ball、Martin Grötschel、Douglas Arnold 等 10 多位中外著名应用数学家。 在大会开幕式上，应国际工业与应用数学联合会主席 Barbara Keyfitz 的邀请，李源潮向获奖者 颁发了国际工业与应用数学联合会设立的科拉兹奖、拉格朗日奖、麦克斯韦奖、先驱奖和苏步青奖 五大奖项，以表彰他们在工业与应用数学领域做出的杰出贡献。获奖人分别为意大利应用数学与信 息技术研究所的 Annalisa Buffa、美国纽约大学的 Andrew J. Majda、法国巴黎第六大学的 Jean-Michel Coron、美国德克萨斯大学奥斯汀分校的 BjörnEngquist 以及复旦大学的李大潜院士。其中，ICIAM 苏步青奖是第一个以我国数学家命名的国际性数学大奖，旨在奖励从事应用数学研究并对新兴经济 与人文发展，特别是对发展中国家经济与文化，做出杰出贡献的科学家。 13 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 李源潮副主席为获奖者颁奖 五位获奖人报告 14 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 本届大会主席、交叉中心主任郭雷院士在开幕式致辞中对所有参会者表示热烈欢迎，对中国政 府及学术界对本届大会给予的大力支持表示衷心感谢。他说，六年多前，北京接过了举办第八届国 际工业与应用数学大会的接力棒，这是国际工业与应用数学大会首次在亚洲和发展中国家召开。经 过六年的不懈努力和多方准备，这届大会终于如期召开了，大会注册代表超过 3100 人。参会人员 中不仅有来自应用数学以及其他领域的专家学者和研究生，也有工业界代表；报告涵盖了应用数学 的各个方面，还将展现数学与科学、工程及工业领域交叉应用的最新进展及发展趋势，是这一领域 难得的学术盛会。 大会主席郭雷院士在开幕式上致辞 国际工业与应用数学联合会主席 Barbara Keyfitz 在开幕式上致辞。她代表与会者向中国主办方为成 功举办此次大会所付出的辛苦表示感谢。她说，国际工业与应用数学大会具有很强的包容性，由计算科 学家、统计学家、数据分析师、数学生物学家以及计算机科学家等组成，本届大会向活跃在应用数学各 个方向的研究工作者提供切磋、提高和合作的机会，并向全世界证明他们所从事的数学研究是足以影响 数学之外的世界，并为之带来益处。 国际工业与应用数学联合会主席 Barbara Keyfitz 致辞 15 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 大会执委会秘书长高小山研究员主持开幕式 教育部部长袁贵仁、中国科学院副院长李静海、清华大学党委书记陈旭等领导人出席了开幕式。 开幕式由大会执委会秘书长，交叉中心副主任高小山研究员主持。 在大会闭幕式上，大会执委会副主席、交叉中心副主任王跃飞研究员对本届大会作了总结性发 言，并对所有参会代表、工作人员、志愿者及赞助单位等对大会的成功召开所付出的不懈努力和辛 勤劳动表示衷心感谢。 大会执委会副主席王跃飞在闭幕式上致辞 本届大会学术活动包括邀请报告和获奖报告 31 个、公众报告 1 个、分组报告 2549 个、展板报 告 273 个等，参会人员来自 70 余个国家与地区，人数多达 3400 余人。会议论文报告数与参会人数 均为历届大会之最。 本届大会由中国工业与应用数学学会主办，联合中国数学会、中国计算数学会、中国运筹学会、 中国现场统计学会、中国系统工程学会等共同主办，得到了教育部、科技部、中科院、国家自然科 学基金委员会的大力支持与指导。 16 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 大会主席郭雷在闭幕式上将象征着主办权的大会旗帜移交给 下届主席 TomásChacón 李启寨研究员、刘志新副研究员获 CSIAM 青年学者奖 近日于北京举行的第八届国际工业与应用 瑞典、澳大利亚、 美国等地进行学术访问和交流。 数学大会（ICIAM2015）上，刘志新副研究员获 2007 年至今在数学与系统科学研究院工作， 得第二届 CSIAM 青年学者奖，以表彰她在大规 2009 年入选数学与系统科学研究院首届“陈景 模群体系统的涌现行为分析、干预等方面的研究 润未来之星”优秀人才计划。 成果。颁奖仪式之前，刘志新副研究员做了题为 CSIAM 青年学者奖是由中国工业与应用数 “Analysis, Intervention and Distributed Estimation 学学会设立的，每两年评选一次。主要是为了表 of Multi-Agent Systems”的报告。 彰和奖励优秀的工业与应用数学青年工作者（不 刘志新，副研究员，2007 年于中国科学院 超过 35 岁），促进数学青年人才的培养。此次获 数学与系统科学研究院获得博士学位，曾多次赴 奖的还有李启寨研究员。 中心博士后娄有成入选 2015 年度“香江学者计划” 文：王璐璐 日前，全国博士后管委会办公室正式发文公 娄有成榜上有名， 近日将赴港开展相关研究工作， 布 2015 年度“香江学者计划”获选结果，博士后 这也是数学院在该项青年人才计划中零的突破。 17 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） “香江学者计划”是国家层面开展内地与香 选人，涉及近 60 个一级学科。经过北京和香港 港高层次青年人才交流的品牌项目， 由全国博士 专家组两轮评审，最终确定 55 名资助人员及 7 后管委会和香港学者协会共同组织实施，每年选 名候补人选。 派约 50 名 35 周岁以下的内地优秀博士后和青年 娄有成博士 2013 年毕业于数学院复杂系统 科研人员赴香港部分知名高校开展合作研究，不 与控制专业，同年入选中国科学院国家数学与交 仅为内地培养具有全球视野的高端人才，同时有 叉科学中心冠名博士后， 进入数学院管理科学与 力地推动了香港科技的发展。2015 年度“香江学 工程博士后流动站工作， 合作导师是汪寿阳研究 者计划”竞争激烈，共有来自中国科学院、全国 员。娄有成博士主持的科研项目《分布式决策环 “985”、“211”高校、国家重点实验室及全国优秀 境下的多目标优化问题研究》获得全国博士后科 博士后科研流动站等 122 家单位推荐的 608 名候 学基金第 55 批面上一等资助。 18 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 学术动态 综合报告四十八：Tom Hales 教授谈 “The Formal Proof of the Kepler Conjecture” 文:先进制造研究部 图: 交叉中心办公室 式验证在数学研究中的应用前景。1998 年 Hales 教授宣称他证明了这一著名猜想。他的证明包括 数学证明部分和计算机验证部分。数学证明部分 于 2005 年发表于 Annals of Mathematics，而计 算部分由他和 Fuguson 在后续文章中给出。2014 年 8 月，Hales 和他的合作者形式验证了证明中 计算机程序的正确性。 7 月 22 日，美国匹兹堡大学数学系 Mellon Tom Hales 教授为 Langlands 计划的基本引 教授 Tom Hales 应邀作题为“The Formal Proof of 理的证明做出了重要贡献，获得多项数学奖励， the Kepler Conjecture”的讲座。Hales 教授介绍 2012 年成为 AMS Fellow。 了 Kepler 猜想，和形式验证的方法，讨论了形 综合报告四十九：Martin Hairer 教授谈 “Taming Infinities” 文:生物/医学研究部 图: 交叉中心办公室 8 月 14 日上午，2014 菲尔茨奖获得者，英 国 Warwick 大学 Martin Hairer 教授教授应邀做 了题为“Taming Infinities”的公众报告，报告由 马志明院士主持。数学院学术院长席南华院士， 19 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 执行院长王跃飞研究员，副院长高小山研究员， 报告。 副院长巩馥洲研究员， 院长助理潘建中研究员以 报告结束后，王跃飞院长为 Martin Hairer 及严加安院士、李邦河院士等出席了报告会，包 教授颁发了交叉中心杰出演讲奖牌。 括兄弟院校在内的 100 余位师生聆听了精彩的 综合报告五十： Jean-Michel Coron 教授谈“用非线性控制系统的一些方法” 文：廖娴 8 月 20 日 上 午 ， 巴 黎 第 六 大 学 教 授 主要工具（即迭代 Lie 括号方法）很难应用于很 Jean-Michel Coron 教授应邀作了题为“Some 多重要的由偏微分方程描述的控制系统。Coron methods to use the nonlinearities in order to 教授接着主要介绍了一些避免用到 Lie 括号的 control a system”的报告。在讲座中，Coron 教 方法，并给出了这些方法在不同物理控制模型中 授首先简单介绍了何为可控系统， 在控制理论中 的应用。 一个主要问题是控制问题， 即如何采用某些合适 Jean-Michel Coron 教授 2006 年获 SIAM 的依赖于时间的控制使得系统从给定的状态到 outstanding paper 奖，2010 年受邀作 ICM 一小 达指定的目标状态。在报告中 Coron 教授主要考 时报告， 2011 年获法国科学院 Leonid Frank 奖， 虑非线性起决定性作用的模型。对此，Coron 教 2014 年当选为法国科学院院士， 2015 年获 授首先回顾在有限维控制系统中这类问题的经 ICIAM 麦 克 斯 韦 奖 。 所 作 《 Control and 典结果， 然后解释为何这些应用于有限维系统的 nonlinearity》是控制理论领域中开创性著作。 20 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 数学文摘 ICIAM 2015：齐聚北京 共襄盛事 ICIAM 2015：齐聚北京 共襄盛事 原因，主要发达国家都把推动数学科学发展作为 2015 年 8 月，北京。 提高其核心竞争力的战略措施之一。 这是四年一度的盛事，也是全世界工业界与 举例说明：美国国家科学基金会组织出版的 应用数学领域最杰出的学者们期盼已久的再聚 《2025 年的数学科学》研究报告认为：数学对 首。这个国际工业与应用数学领域层次最高、规 一国的经济竞争力、国家安全影响巨大，数学攸 模最大、影响最广的盛会在全球兜兜转转近 30 关一国经济社会乃至国家安全的现实利益。 2010 年后，终于来到中国。在这个夏天，活跃在工业 年欧洲科学基金会《数学与产业》研究报告认为： 与应用数学各个领域的研究工作者将齐聚北京， 如今，学术界和产业界所面临的挑战是如此严峻， 见证工业与应用数学重要奖项的颁发报告工业 以至于只有在数学科学的帮助和参与下才能得 与应用数学的最新进展， 展望工业与应用数学的 以解决。英国工程与物质科学研究理事会的评估 未来。 报告认为，2010 年，数学研究对英国经济的贡 对于全球工业与应用数学家而言，四年一届 献，约占英国所有工作岗位的 10％和 GDP 增加 的国际工业与应用数学大会（ICIAM）就如同体 值总额的 16％。 育界的奥运会一般，重要而值得期待。作为国际 顺应应用数学快速发展以及重要性日益增 工业与应用数学领域水平最高的盛会，本次 加这一趋势，国际工业与应用数学联合会作为工 ICIAM 是首次在亚洲以及在发展中国家召开。可 业与应用数学的国际性学术组织于 1984 年应运 以预计的是，届时将有超过 3000 名工业与应用 而生，并于 1987 年举办了第一届国际工业与应 数学家汇聚北京，共襄盛事。 用数学大会。 四年一度的盛事 国际工业与应用数学会议委员会由 4 个世 近几十年来，数学科学发展的主要趋势之一 界上主要的应用数学学会——德国应用数学与 是： 数学与工程技术更加密切的结合与更加直接 力学学会、英国数学及应用研究所、美国工业与 的应用，应用数学得到快速发展。正是由于这一 应用数学学会、法国的数学与工业应用学会联合 21 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 创立，直到 1999 年才发展成为今天的国际工业 Buchin Prize）五大奖项。而这五大奖项又分别 与应用数学联合会。 有自己清晰而明确的定位。 国际工业与应用数学联合会不设个人会员， 拉格朗日奖从 1999 年开始颁发，由法国、 只有机构会员，除非洲和南极洲外，其会员遍布 意大利和西班牙工业与应用数学学会共同资助 世界各大洲。它的会员包括两种，即正式会员与 设立，它对国际公认的、一生为工业与应用数学 非正式会员。其中，正式会员专注于工业与应用 做出杰出贡献的数学家进行奖励； 数学的研究，而非正式会员并不以此为其主要研 科拉兹奖从 1999 年开始颁发，由德国工业 究内容。目前国际工业与应用数学联合会拥有 与应用数学学会资助设立，它专门奖励国际公认 22 个正式会员和 16 个非正式会员。作为一个专 的、在工业与应用数学中做出杰出工作的 42 岁 业性应用数学学会的国际性组织， 特别是工业与 以下的年轻数学家； 应用数学学会的国际性组织，国际工业与应用数 先驱奖从 1999 年开始颁发，由美国工业与 学联合会肩负着促进国际工业与应用数学发展 应用数学学会资助设立， 它奖励将应用数学和科 的任务。其主要职责包括：组织召开 ICIAM 国 学计算技术引入工业和科学新领域的先驱性的 际会议，在会议期间颁发 ICIAM 各类奖项，资 工作； 助发展中国家的数学家， 推动会员国之间交流互 麦克斯韦奖从 1999 年开始颁发，由英国应 动以及为数学界服务。 用数学学会和麦克斯韦基金会资助设立，它奖励 其中，举办 ICIAM 国际会议就是国际工业 国际公认的、在应用数学方面做出的重大原创性 与应用数学联合会最重要的一项职责。这个创始 工作； 于 1987 年的盛会每四年举办一次，参加人员包 苏步青奖从 2007 年开始颁发，由中国工业 括国际著名或资深学者、决策者、工业界代表以 与应用数学学会设立，旨在奖励从事应用数学研 及年轻学者和研究生。每一届 ICIAM 会议议程 究并对新兴经济与人文发展，特别是对发展中国 均包括：颁奖典礼、邀请报告、公众报告、小型 家经济与文化做出杰出贡献的数学家。 研讨会、 工业小型研讨会、 论文报告、 展板报告、 特别需要一提的是，这也是以我国数学家命 卫星会议等，旨在为活跃在应用数学各个方向的 名的第一个国际性数学大奖。 研究工作者提供切磋、提高和合作的机会。 1987 年，首届 ICIAM 在法国巴黎拉开帷幕， 在每届大会开幕式上，最受关注和期待的一 之后相继辗转美国华盛顿（1991 年）、德国汉 个环节就是国际工业与应用数学联合会将会颁 堡（1995 年）、英国爱丁堡（1999 年）、澳大 发拉格朗日奖（Lagrange Prize）、科拉兹奖 利亚悉尼（2003 年）、瑞士苏黎世（2007 年）、 （Collatz Prize）、先驱奖（Pioneer Prize）、 加拿大温哥华（2011 年）。 麦克斯韦奖（Maxwell Prize）和苏步青奖（Su 2015 年，它终于“落户”中国北京。 22 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 应用数学在中国 到目前为止，CSIAM 已在全中国 17 个省（市、 此次中国迎来国际工业与应用数学大会的 自治区，包括澳门特别行政区）先后成立了工业 主办权，有其深刻原因与深远意义。随着中国经 与应用数学学会， 为工业与应用数学在全国发展 济地位在全球范围内不断提高，一方面，中国日 奠定组织上的可靠保证的同时，取得的成绩也可 益成为全球瞩目的焦点；另一方面，中国工业与 见一斑。 应用数学的发展也取得了长足的进步，国际地位 自 1992 年起，在中国教育部的大力支持与 不断提升。这一切都吸引着 ICIAM 的到来。 鼓励下， CSIAM 每年举办一次中国大学生数学建 1956 年，我国制定科学发展规划，提出重 模竞赛，这一竞赛为培养学生的创造精神和解决 视应用数学，指出要重点发展计算数学、概率统 实际问题的能力，为促进学生的团队协作精神， 计、微分方程等学科，应用数学在全国范围内得 提供了良好的机遇和舞台。 到快速发展。我国老一代著名数学家华罗庚、苏 为了在整个数学教学中体现数学建模思想 步青、吴文俊、冯康、谷超豪、关肇直、王元等 的引领作用，从 2002 年开始，在中国教育部的 都在应用数学的不同领域做出了杰出贡献。 华罗 支持和资助下，CSIAM 开始执行一个名为“将数 庚先生在全国普及两法的工作在我国产生了重 学建模的思想与方法融入数学类主干课程”的 要而深远的影响。我国数学家关肇直先生、秦元 教改项目，目前已经取得可喜的进展。 勋先生等在两弹一星工程中也发挥了重要作用。 自 2000 年以来，由学术界与产业界联合， 改革开放以来，愈来愈多的中国应用数学工 CSIAM 每年在中国（包括香港）举办一次 Study 作者认识到：一定要强调数学与工业的结合，强 Group with Industry。通过这一活动，可以让 调数学与其他学科的交叉与融合， 强调数学的实 参与者感受产业界的迫切需求，加深对现实世界 际应用并坚信在应用中可以有力地推进数学学 的了解，也可以了解学术界对求解这些现实问题 科本身的发展。 的理论储备程度和潜在优势，有力促进学术界与 正是在这样认识的基础上，1990 年，中国 产业界的结合，推进数学与工业间的密切联系。 工业与应用数学学会（CSIAM）应运而生，开始 此外，为推进数学建模的教学与研究，《数 了在中国大力发展工业与应用数学的新篇章。 学建模及其应用》杂志也于 2013 年正式出版。 25 年来，CSIAM 作为国际工业与应用数学 所有这一切，构成了 30 多年来在中国国内历时 联合会的一个大会员单位， 团结和带领中国广大 最长、规模最大、也是最成功的数学教学改革实 的工业与应用数学工作者， 做了一系列卓有成效 践，得到社会各界和广大学生的广泛认可、热情 的工作， 努力推进了工业与应用数学在中国的发 欢迎与大力支持，并且一直方兴未艾，不断向前 展，并在国际舞台上做出了积极的贡献。 发展。 23 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 在中国国内近年来先后设立的一些重要数 切结合与相互推动，为中国数学的发展带来更多 学机构中，应用数学，包括工业与应用数学，也 的机会。 成了其中不可或缺、甚至主要的组成成分。有了 “我们同样衷心感谢国际工业与应用数学 这些思想上、行动上及组织上的保证，开展问题 联合会给我们提供了向国际同行汇报自己成果 驱动的应用数学研究，必然能够持之以恒、蔚然 的舞台和机遇，我们更特别感谢国际工业与应用 成风， 进而为中国的工业与应用数学开拓一个崭 数学联合会及广大的国际工业与应用数学界的 新的面貌。 同行，感谢大家的信任和支持。”中国工业与应 中国的工业与应用数学是国际工业与应用 用数学会名誉理事长、中国科学院院士，同时也 数学的一个重要的组成部分，中国的学者也一直 是 ICIAM2015 指导委员会主席的李大潜表示。 积极学习其他国家的经验， 努力为国际工业与应 ICIAM 2015 用数学的发展做出自己积极的贡献。 2015 年 8 月，ICIAM 2015 将在坐落于国家 2003 年，国际工业与应用数学联合会设立 会议中心举办。国家会议中心紧邻 2008 年北京 了以我国数学家命名的苏步青奖； 复旦大学李大 奥运会主会场鸟巢和水立方，是目前中国条件最 潜院士荣获 2015 年度国际工业与应用数学联合 好的会议中心之一，足以显示中国工业与应用数 会苏步青奖，北京大学、普林斯顿大学鄂维南院 学界对于此次盛会的高度重视。 士荣获 2003 年国际工业与应用数学家大会科拉 本届 ICIAM 2015 由中国工业与应用数学学 兹奖;在 ICIAM 大会（包括 ICIAM2015）中，已 会主办，联合中国数学会、中国运筹学会、中国 有 8 位代表中国的工业与应用数学家被邀请在 计算数学会、中国现场统计学会、中国系统工程 大会上作报告。 这些都是对中国的工业与应用数 学会等共同主办， 并得到了国家自然科学基金委 学及对广大中国工业与应用数学工作者的极大 员会、教育部、科技部、中国科学院的大力支持 鼓励和支持。 与指导。 根据中国科学院文献情报中心的研究报告， 其中，中国工业与应用数学会名誉理事长、 我国数学在论文产出与重要成果贡献率方面已 中国科学院院士李大潜担任大会指导委员会主 经稳居世界第二，已经是世界大国，在部分领域 席，中国工业与应用数学会现任理事长、中国科 已经取得居世界前列的成果。ICIAM 首次在中国 学院院士郭雷担任大会主席，中国数学会现任理 举办，既是对我国工业与应用数学发展的肯定， 事长、中国科学院院士马志明担任大会程序委员 也会对我国数学， 特别是应用数学的发展产生巨 会主席。 大深远的影响，加快我国迈向数学强国的步伐， 国际程序委员会成员由 21 位国际著名数 并极大地促进数学与科学技术及国民经济的密 学家组成，其中包括国际数学联盟前主席 John Ball 和美国工业与应用数学会前主席 Douglas 24 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） Arnold，德国数学会前主席 Martin Gröetschel， 关系，本次会议还专门提出了工业小讨论会的学 以及中国科学院院士鄂维南和袁亚湘。 术形式，计划在航空航天、生物、环境、财务分 本次大会的学术活动预计包括 7 个获奖报 析与预测、纳米材料和 IT 等方面组织专题小讨 告，27 个邀请报告，1 个公众报告， 2900 余 论会，邀请来自企业的代表共同组织并讨论。 个分组报告，200 余个展板报告，以及嵌入会议、 令公众翘首企盼的 5 位大会奖项获奖人目 卫星会议等，参加人数预计超过 3000 名。参加 前也已揭开神秘的面纱。 人数与学术报告数为历届之最。 2015 年 ICIAM 拉格朗日奖授予纽约大学 经过程序委员会全体成员历时一年多的邮 的 Andrew J. Majda，以表彰他在应用数学、波 件讨论以及两次现场会议讨论，最终拟定了 前传播和燃烧、大气散射理论、流体动力学和大 ICIAM 2015 的 27 人邀请报告名单，并一次性 气气候学等领域做出的突破性、原创性、奠基性 通过国际工业与应用数学联合会理事会的批准。 和开拓性贡献； 该名单成员来自 16 个国家，更有 ICIAM 历 2015 年 ICIAM 科拉兹奖授予意大利应用 史上首位来自非洲的邀请报告人， 包括女性学者 数学与信息技术研究所的 Annalisa Buffa，以 6 位，工业界代表 5 位。不论从地理分布、性别 表彰她将深奥和复杂的数学技术应用于科学和 比例还是学术工业界代表比例等各方面分析，都 工业领域的计算机模拟取得根本性突破所做出 是一份出色且令人期待的邀请报告人名单。 邀请 的杰出贡献； 报告人大都是各领域的知名专家，其中包括 2015 年 ICIAM 先驱奖授予美国得克萨斯 2014 年菲尔茨奖获得者、英国的 Martin Hairer 大学奥斯汀分校的 Björn Engquist，以表彰他 教授，以及我国的彭实戈和骆顺龙教授。 在应用数学、数值分析和科学计算领域做出的突 此次，担当 ICIAM 2015 公众报告重任的是 出贡献，他的研究对这些领域产生了深远影响， 中国科学院大气物理研究所研究员、 中国科学院 并在科学、工程和工业领域得到了成功应用； 院士曾庆存。曾庆存是国际上全面推进大气科学 2015 年 ICIAM 麦克斯韦奖授予巴黎第六 和地球流体力学发展并使之成为现代先进学科 大学的 Jean-Michel Coron，以表彰他在偏微分 的关键人物之一，他融通地球科学和数理科学， 方程的变分方法和非线性偏微分方程的非线性 贯通大气科学和地球流体力学各分支，在动力学 控制做出的奠基性贡献； 基础理论、高性能计算、大气遥感、数值天气预 2015 年 ICIAM 苏步青奖授予中国复旦大 报、 气候和环境预测与调控等都有奠基和开创性 学数学系李大潜， 以表彰他对应用数学及对数学 的杰出成就和卓越贡献，在国际享有崇高声誉。 科学在发展中国家的传播所做出的杰出贡献。李 另外，与往届会议相比，为了突出工业与应 大潜主要从事偏微分方程的理论及应用研究。他 用数学的特殊， 更好地介绍这门学科与产业界的 对一般形式的二自变量拟线性双曲型方程组的 25 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 自由边界问题和间断解的深入研究， 对非线性波 数学特别是应用数学的发展产生巨大深远的影 动方程经典解的整体存在唯一性及生命跨度的 响，极大地促进数学与科学技术及国民经济的密 完整结果， 以及对一维拟线性双曲系统的精确能 切结合与相互推动，而且将在国际同行及朋友面 控性及能观性的系统成果， 均得到国际上的高度 前更好地展示我国改革开放以来的飞速发展和 评价。他坚持数学理论和生产实际相结合，对各 精神面貌。 种电阻率测井方法建立了统一的数学模型， 提出 全世界工业与应用数学工作者的共同努力， 了高效的数值求解方法， 已成为电阻率测井领域 正在不断地改写工业与应用数学的历史，工业与 的基本理论框架， 据此制作的微球形聚焦测井仪 应用数学蓬勃发展走向成熟，也必将在数学的辉 器作为该领域的主流产品，20 多年来一直在大 煌史册中留下绚丽而动人的篇章。 庆等众多油田使用至今。 而 4 年后，ICIAM 将如中国工业与应用数 值得一提的是，ICIAM 2015 将在历史上首 学发展进程一样，马不停蹄地赶往 2019 年西班 次加入 5 个奖项的获奖人报告， 这不仅将对我国 牙瓦伦西亚。 光明日报:每一分钱都要用在科研的刀刃上 采访人物： “刀刃”？如何确保每一分钱都用在刀刃上？ 方新 代表 全国人大常委会委员、中国科学 两会上，一些代表委员纷纷对此建言。 院党组副书记 找准科学问题，改善科研文化环境 郭雷 代表 中国科学院国家数学与交叉科 ●记者：我们国家实施创新驱动发展战略， 学中心主任、中国科学院院士 将科技创新摆在国家发展全局的核心位置。 大家 刘忠范 代表 北京大学纳米科技中心主任、 都希望能把每一分钱都用在科研的刀刃上。 那么， 中国科学院院士 什么是科研的刀刃？ 李克强总理在今年的政府工作报告中提出， 刘忠范：高水平的科研取决于很多方面，一 提高创新效率重在优化科技资源的配置。但一直 定要说出刀刃是什么，我觉得有三点。一是硬件 以来，我国科研经费的分配问题频遭吐槽：管得 条件，巧妇难为无米之炊。二是人，必须有高水 太死，重复低效，见物不见人„„常言道，花钱 平的人才才能做出高水平的科研。三是文化环境， 要花在刀刃上。那对于科学研究而言，什么是 这也是最重要的一点。我回国工作已经 22 年了， 目睹了中国科研的巨大进步，从当初的跟踪到今 26 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 天的并行，甚至有些领域已经处于国际前列，科 ●记者：去年以来，我国陆续发布了一系列 研投入上升了，硬件已经不是问题。但在科研文 国家财政支持的科研经费申请、管理和使用的规 化环境改善上，还做得很不够。比如，我们的学 定，比如国务院《关于改进加强中央财政科研项 生、可能包括很多老师，很少是以兴趣出发从事 目和资金管理的若干意见》《关于深化中央财政 科研的，科研的功利性太强。人是一切事业成功 科技计划（专项、基金等）管理改革的方案》等。 的根本，但人必须植根于文化环境的土壤中。如 这些文件的出台，是为了解决哪些问题？ 果文化环境得不到改善，就很难有质的变化。 方新：这两个文件，一个是对经费管理的改 方新：不同层次、不同领域的科研机构，有 革；一个是对项目管理的改革。我想，改革的目 不同的刀刃。对中国科学院而言，刀刃就是要找 的是要提高经费的使用效率和效力。 过去很长一 准科学问题。习近平总书记对科技创新发展提出 段时间，我们科研工作面临的问题是经费不足。 了明确要求：面向世界科技前沿、面向国家重大 现在情况已经发生了很大的变化，那么在国家大 需求、 面向国民经济主战场。 这是一个价值要求。 幅度增加科研经费的情况下，当前的问题是怎样 科研人员要找到国家需求和科学前沿的结合点， 用好钱。包括这两个文件在内的一系列文件的出 选准科学问题。 我们对科技原来长期是处于跟踪 台，就是要改变科研资源配置中重复、分散、低 水平，跟着国外已发表的文章找选题。现在，中 效的问题。 国发展进入新常态，实施创新驱动发展战略，要 刘忠范：我在科研一线工作，在经费的使用 求科技实现由“跟着走”到“领着走”的转变。 上，深感有些地方的确不合理。比如在经费使用 要想“领着走”，就必须选准科学问题。但是很 上缺乏自由度，材料费多少、人工费多少都规定 多科研工作者还不太适应这种转变。 得死死的，而且材料费、设备费等占了大头，反 郭雷：我认为，科研的刀刃有二：一是物， 而人工费比例很小。再比如科研预算，我们是做 是指关键而又重要的科研项目或科研问题； 一是 基础研究的，不是工程项目，很难预测什么时间 人，是指有水平有潜力的科研人才。不过，从基 点会发生什么情况、需要什么东西。今年出台相 础研究到技术研究再到应用转化， 在整个科研链 关文件，对这些问题都有所涉及。但它们还是原 条上有许多环节，每个环节都很重要。即使针对 则性方案，我很期待相关细则尽快出台。 其中的某个环节来讲，如基础研究，其本身也有 郭雷：这些文件对建立公开统一的国家科技 不同的层次，也有它的刀刃。此外，科学研究是 管理平台，优化科技计划布局，推进科技资源的 面向未来、探索未知的，特别是基础研究工作， 统筹优化配置，提高资金的使用效率，推进项目 有较强的探索性， 因此在管理上也需有必要的包 和资金的科学管理和规范使用等方面，都具有重 容性。 要意义。 用好科研经费 避免重复低效 规矩要明确，激励须适度 27 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） ●记者：李克强总理在今年的政府工作报告 程，要防止有些“改革”的“药方”不但不能 中提出，提高创新效率重在优化科技资源配置， “治病”，还可能会带来明显的副作用。 要改革中央财政科技计划管理方式， 建立公开统 刘忠范：把钱用在刀刃上，必须制定合理的 一的国家科技管理平台。 为了确保每一分钱都能 经费使用规范。一方面要尊重科研规律，另一方 用在刀刃上，您有哪些建议？ 面，该严格的地方必须严格。管理不能寄希望于 郭雷：要使钱花得有效率，最终还得回到 个人道德和觉悟，必须靠规矩。最重要的是，一 “什么是刀刃”这个根本问题上。对科研刀刃的 定要花大力气改善科研文化环境，培育推崇科学 具体理解和判断，涉及我们的科研评价体系。评 精神、适合创新创造的氛围。比如要建立诚信体 价体系是一个指挥棒，它指向哪儿，哪儿很可能 系、信用制度，每个人的所作所为都会影响终身， 就成为吸引并鼓励大家的“刀刃”。因此，确保 提醒大家时刻自律。 科研经费用在刀刃上， 首先要确保科研评价体系 方新：必须树立尊重知识、尊重创新的理念， 及管理体制机制的科学性与有效性。 李克强总理 特别是要把落脚点放到如何激励和调动人的创 在政府工作报告中提出要改革科技评价、职称评 造性上。正在审议中的促进科技成果转化法修正 定和国家奖励制度等，我完全赞同。其次，提高 案草案规定，国家设立的研究开发机构、高校转 科研经费的使用效率， 还需要相关政府部门进一 化科技成果获得的收入全部归留本单位，对完成、 步做好职能转化，把不该管的尽快放手，把应该 转化职务科技成果作出重要贡献的人员给予奖 管的切实负起责任来认真管好。此外，管理部门 励和报酬。 这与原来“收支两条线”的规定相比 对科研人才的激励政策和措施，不能一味地做 是巨大的进步，但还不够。我认为，收入应该归 “加法”， 也要科学地做好“减法”，也就是说， 单位、主要发明人，包括其团队。这不是奖励， 对科研人才采取的激励政策和措施也要适度，不 而是发明人包括其团队应得的权益。 能过多过频，减少分散他们时间和精力的管理举 (文章来源: 《光明日报》 发表时间:2015年03 措， 使科研人员对科研环境和条件有稳定的预期。 月07日 本报记者：齐芳 陈海波 ) 最后， 科技管理改革是以问题为导向的系统性工 28 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 徐宗本院士：探寻数学的交叉之美 这位从秦岭大山深处走出来的数学家，以坚 二是西安交大成立“数学与统计学院”，数学学 持不懈的精神、 坚忍不拔的毅力和坚定不移的信 科终于迎来实现跨越式发展机遇。 念，攀登在将数学变成数学技术的蜿蜒道路上。 最让徐宗本欣喜不已的是数学与统计学院 2015 年春日的一天，西安交通大学校园里 的成立，因为这意味着：数学学科将在西安交通 百花争艳， 绽放的樱花让师生们流连于花间树道。 大学这样一所具有传统工科优势的综合性研究 在该校学习工作近 40 年的徐宗本院士，此刻正 型大学中，得到优先发展和重点建设。 安静地坐在办公室推导演算数学公式，直到《中 在探索数学与应用相结合的路上，徐宗本已 国科学报》记者的来访，才将他从深奥的数学世 经跋涉了 30 多年。这不仅要有对研究方向的足 界拉回到樱花盛开的美丽校园。 够自信，最重要的是要能耐得住长期的寂寞和一 其实，这位从秦岭大山深处走出的数学家， 次次的失败。“长期从事这件事情，你会冒很大 其人生经历所折射出的光彩，更比樱花绚丽 的风险，那就是有可能不成功，整个过程充满着 ——1987 年获西安交通大学理学博士学位，成 常人难以理解的煎熬。”徐宗本体会颇深。 为我国“文革”后第一批培养的计算数学专业 因为始终伴随着“失败”的风险，他曾经认 博士；2008 年获中国应用数学的最高奖——苏 为自己也有可能“死在”坚持的路上。“我坚持 步青应用数学奖；2010 年，他应邀在世界数学 的价值在于，让那些一直坚持走在科学研究路上 家大会上作 45 分钟特邀报告，成为继华罗庚、 的人看到了希望， 特别是让数学领域一批坚持做 吴文俊、陈景润、冯康、张恭庆、马志明、田刚、 应用的人看到了成功。”徐宗本说，“其实，在 彭实戈、郭雷之后，我国为数不多的被邀请的大 数学领域有许多人依然坚持走在应用的路上，无 陆数学家；2011 年当选中国科学院院士；2014 论成败，只要坚持自己的研究方向并为之付出努 年， 以他的理论为基础的全球首部稀疏微波成像 力，他们都是成功者。” 论证原理样机试飞成功。 1987 年，徐宗本长达 200 多页的博士论文 坚持不懈，将纯数学带进应用之门 《单调映像方程解的近似和构造可解性理论》以 2011 年冬，在西安交通大学执教 35 年的徐 严密的推理、独特的创意、精妙的算法在泛函分 宗本迎来了他人生中的两大“盛事”： 一是当选 析领域引起轰动， 当时被认为无论在思想方法上， 中国科学院院士， 成为西安交大理科的首位院士； 还是在理论构架上，都超越了国内外同行的同类 工作。这些深刻卓越的理论研究基础为他后来在 29 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 相关数学理论、机器学习领域的厚积薄发，并取 因此，能够学习对他来说已成为一件最轻松愉快 得系统性创新成果夯实了基础。 的事情。 基于对基础数学的深入研究和敏锐感悟，徐 1973 年，18 岁的徐宗本进入西北大学学习 宗本发现并证明了机器学习的“徐-罗奇”定理， 数学，三年后被分配到西安交通大学任教。在此 解决了神经网络与模拟演化计算中的一些困难 后的青春岁月里，徐宗本虽为大学教师，却依然 理论问题。 像学生一样约束自己，坚持学习数学专业的本科 20 多年来，“徐-罗奇”定理被持续广泛应 课程。 用于数学分析、机器学习、逼近论和控制论等， 1978 年，徐宗本参加我国第一批研究生考 已被 117 篇 SCI 论文作为引理应用， 成为在非欧 试，报考“数学王子”陈景润的研究生，结果却 框架下机器学习研究的基本分析工具之一。 未能如愿。这一挫折对他影响极大，他深刻地认 他还在相关数学理论、机器学习领域取得一 识到：“搞研究是一个厚积薄发的过程，尤其是 系列创新成果，如提出稀疏信息处理的 L(1/2) 数学这门基础学科，如果没有坚实的积累，在科 正则化理论，为稀疏微波成像新体制提供了重要 研中是很难出成果的。”为此他痛下决心，给自 基础，被应用于雷达数据采集，被国家安全重大 己定了“五项铁律”：一是坚忍不拔地学习、研 基础研究项目采用，及在军事侦测、地球遥感等 究；二是与学习无关的事一律不想；三是坚持锻 国家重大需求应用中发挥重要作用等。 炼身体，保持旺盛精力；四是调节营养，活跃生 坚忍不拔，让人生磨砺成为精神源泉 活；五是注意思想修养，不放弃也不骄傲。 在通往数学王国的道路上，徐宗本坎坷的人 这五项“铁律”，徐宗本一坚持就是数十年。 生磨砺成为他攻克数学难关的精神源泉。 在日复一日的坚持中，他体味到了一个个人生感 1955 年，徐宗本出生在秦岭深处柞水县凤 悟：“只要有坚定的毅力，知道远方的彼岸是什 凰镇三里峡，是家里的第五个孩子。父亲是一位 么，就一定有能力到达彼岸。”“播种行为，可 老中医，母亲是一位大家闺秀，非常注重子女的 以收获习惯；播种习惯，可以收获性格；播种性 教育。然而，这个原本幸福的家庭在“文革”时 格，可以收获命运。”“一个人在努力的过程中 却遭遇了冤假错案，家人经历了抄家、批斗、歧 也可能失败，但不意味着永远失败，只要坚持， 视等痛苦折磨。在磨难中，徐宗本学会了自立， 就能成功。” 5 岁就开始给长期卧病在床的母亲做饭，并进入 坚定不移，用言传身教打造团队精神 村办小学读书，每天上学单程要赶 3 里山路，而 徐宗本做学问有自己的“性格”，带领团队 早餐则是柿饼撕开后泡在水里吃。11 岁时他开 也有自己的“方式”。他时常说：“同样是做科 始替父亲誊抄要求平反落实政策的申诉书。 童年 学研究，为什么不做到最有价值？那就要与国家 的艰辛，造就了徐宗本吃苦耐劳的非凡毅力。也 需求相结合，科学研究需要高质量、高素质。” 30 国家数学与交叉科学中心简讯 2015 年第 2 期 （总第 18 期） 因此，他以“立志、方向、素质、卓越”来鼓励 “面目全非”的论文放在学生面前时，学生感触 研究团队和学生如何走向成功。 颇深，暗下决心要勤奋学习，严格要求自己。 目前，徐宗本所在的团队信息与系统科学研 徐宗本以这种方式向学生表明了自己的治 究所，是一个拥有 40 多名成员的“大家庭”。 学态度：坚持职业道德，绝不为任何学生“放 作为团队带头人， 他认为最根本的是要更多地关 水”。“论文作为学生的产品，一定要保质保量。 注别人的成长，要给别人更多发展机会。在徐宗 教育如果就这样一个个‘放水’，那么我们的国 本周围因此形成了无数个“精神团队”：做科研 家今后会走向何方？”徐宗本说。 有一支过硬的交叉学科团队，做管理有一支志同 从秦岭大山深处走出的徐宗本，满怀感恩之 道合的行政团队。 心，时刻不忘回报社会。当他当选院士时，遍布 不过，在徐宗本的团队工作和学习可并不轻 天下的弟子们难言欣喜，纷纷集资祝贺，他却将 松。因为这个团队不仅有着严明的纪律，而且 这些资金如数捐给学校设立“西安交大应用数 “能容忍愚钝、决不能容忍懒惰”。徐宗本自己 学论文奖”以激励创新研究。在 60 岁生日之际， 说到做到，也以身作则，用言传身教严格要求自 他又做了一件有意义的事情——号召家人和学 己的学生。 生，组织并设立“希望之翼助学基金”，每年帮 学生交来的论文，无论再忙，他都反复认真 助两名没钱上大学的“山里娃”实现大学梦。他 修改，一篇论文从头到尾修改五六遍都算少的， 期望以这种方式回馈秦岭家乡的养育，让更多像 据说最多的还有改 30 多遍的。为了避免不合格 他这样的“山里娃”依靠知识改变命运。 的论文因某种原因侥幸过关，他往往通宵达旦地 (文章来源： 《中国科学报》 2015-05-15 第 5 为学生修改论文。第二天当一份改得密密麻麻 版人物 通讯员 谢霞宇 吴民义 本报记者 张行 勇） 31