□ 杜月嬌 范佳樂
2000年5月24日,美國克雷數(shù)學(xué)研究所公布了7個數(shù)學(xué)猜想,按照規(guī)則,任何一個猜想的解答,只要發(fā)表在數(shù)學(xué)期刊上,并經(jīng)過兩年的驗(yàn)證期,解決者就會被頒發(fā)一百萬美元的獎金。消息甫出,便迅速席卷全球。世界各地有志于攀登數(shù)學(xué)高峰的研究者們,相繼向這“千禧年大獎難題”發(fā)起了沖鋒。北京市重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“應(yīng)用數(shù)學(xué)”學(xué)科負(fù)責(zé)人、北京工業(yè)大學(xué)教授王術(shù)就是其中之一,他所研究的領(lǐng)域正是七大難題中的經(jīng)典不可壓流體力學(xué)方程與相關(guān)的復(fù)雜流體力學(xué)方程。
“這個問題確實(shí)很難,也是世界公開的難題,但越是這樣才越有挑戰(zhàn),數(shù)學(xué)的樂趣就在其中。”王術(shù)說道。
在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,天賦很重要,但腳踏實(shí)地更重要。在回顧30多年的求學(xué)、工作生涯時(shí),王術(shù)說得最多的一句就是“腳踏實(shí)地”。
1968年2月出生的王術(shù),生長于豫西南的一個小鄉(xiāng)村。對于動亂時(shí)代下的求學(xué)時(shí)光,王術(shù)一直記憶猶新。令他感到慶幸的是,盡管家中生活困苦,父母都是農(nóng)民,但不管何時(shí),他們對子女的要求都是好好讀書。
“我們家培養(yǎng)了兩個大學(xué)生,我和我哥哥還是同一年考上大學(xué)的。對于一個普通農(nóng)民家庭來說,真是非常不容易?!蓖跣g(shù)感嘆。
許多人可能聽說過,20世紀(jì)80年代是知識分子的黃金年代,但其實(shí)那也同樣是千軍萬馬過獨(dú)木橋的年代。彼時(shí),盡管國家已恢復(fù)了全國高考,但由于招生有限,各地高考競爭非常激烈,人口大省河南尤其如此?!?0年代高考錄取率非常低,一所省重點(diǎn)大學(xué)也就招一千余名大學(xué)生,要想從如此激烈的競爭中脫穎而出,必須付出比常人更多的努力。”王術(shù)說道。
切身體會過父母為他們爭取的讀書機(jī)會有多難得,王術(shù)比誰都更加珍惜。盡管從小在讀書上就有天分,尤其是數(shù)學(xué),但他也不敢有絲毫放松,總是抓住一切時(shí)間努力學(xué)習(xí)。這樣的堅(jiān)持終于在1986年首次迎來了曙光:兄弟倆同時(shí)考上了大學(xué),王術(shù)被河南大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)錄取,而他的兄長則考入了中國石油大學(xué)。
在那樣貧困的小鄉(xiāng)村,一門雙學(xué)士的消息傳出后,王術(shù)的家庭立刻被引為傳奇。“知識改變命運(yùn)”這句話,用在王術(shù)身上毫不為過。
誰也沒想到,王術(shù)就這樣一路從小鄉(xiāng)村念到了城市,之后又念到了國外:1990年于河南大學(xué)數(shù)學(xué)系獲學(xué)士學(xué)位;1993年于北京理工大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系獲碩士學(xué)位;1998年7月于南京大學(xué)數(shù)學(xué)系獲博士學(xué)位;1999年7月—2001年7月,在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院數(shù)學(xué)研究所做博士后;2001年9月—2003年9月,在奧地利維也納大學(xué)數(shù)學(xué)研究所做博士后;2009年到美國加州理工學(xué)院做高級訪問學(xué)者。
2003年從海外歸國后,王術(shù)加入了北京工業(yè)大學(xué)應(yīng)用數(shù)理學(xué)院,從院長助理開始做起,肩負(fù)使命,踏實(shí)干事,先后擔(dān)任副院長、院長等職務(wù)以及北京市重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“應(yīng)用數(shù)學(xué)”學(xué)科負(fù)責(zé)人。
外人看來一帆風(fēng)順的人生,其實(shí)處處充滿了困難與挑戰(zhàn)。與解答數(shù)學(xué)方程一樣,中間如果有任何一個地方偏離軌道都將得到不同的結(jié)果,只有堅(jiān)守初心與原則才能得到正解?!耙宦纷邅砥鋵?shí)并沒有別的秘訣,就是腳踏實(shí)地,一步一步堅(jiān)持不懈的努力?!蓖跣g(shù)說道。
在剛加入北京工業(yè)大學(xué)時(shí),他就遇到了難題。“剛出來工作那幾年,很多工科大學(xué)基本都有這樣一個概念,覺得理學(xué)是給工科服務(wù)的,不太重視這門學(xué)科?!蓖跣g(shù)介紹,就像早期的北京工業(yè)大學(xué),很難想象那時(shí)學(xué)校的數(shù)學(xué)學(xué)科只有一個本科專業(yè)——信息和計(jì)算科學(xué),數(shù)理學(xué)院也是一個教學(xué)型的學(xué)院。而且很明顯,這一專業(yè)也是因計(jì)算機(jī)的興起而誕生的,純粹的數(shù)學(xué)研究不見蹤影。
不管是從學(xué)科還是學(xué)校發(fā)展而言,單一的專業(yè)顯然無法承擔(dān)重任。為了改變現(xiàn)狀,作為數(shù)學(xué)學(xué)科負(fù)責(zé)人,王術(shù)四處奔波調(diào)研,尋找解決辦法。后來,在專業(yè)設(shè)置方面,他提出了“數(shù)學(xué)類”方案,并從學(xué)校招生、人才培養(yǎng)的角度成功說服學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)同意并通過:一方面,通過設(shè)置多個數(shù)學(xué)相關(guān)專業(yè)的方法,擴(kuò)大學(xué)生選擇專業(yè)的知識面;另一方面,加強(qiáng)國際交流與合作,與世界名校澳大利亞國立大學(xué)等共同聯(lián)合培養(yǎng)本科生,實(shí)施雙學(xué)位制辦學(xué)。
同時(shí),為了更好地發(fā)展數(shù)學(xué)學(xué)科,他還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極建設(shè),在老學(xué)科帶頭人的支持下和教師們的努力下,先后通過北京工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)一級學(xué)科碩士點(diǎn)、數(shù)學(xué)一級學(xué)科博士點(diǎn)和數(shù)學(xué)一級學(xué)科博士后流動站申請,不僅帶動了北京工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科的整體發(fā)展,同時(shí)也擴(kuò)大了學(xué)校的國際影響力。在最新世界QS學(xué)科排名前350強(qiáng)中,北京工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科赫然其中。對比10多年前落后且寥寥無幾的數(shù)學(xué)學(xué)科團(tuán)隊(duì),這樣的成績幾乎不敢想象。
“數(shù)學(xué)是一個非常容易被忽視的學(xué)科,但想要發(fā)展起來其實(shí)也很快,最關(guān)鍵的因素就在于人?!蓖跣g(shù)說道。
如今,北京工業(yè)大學(xué)數(shù)理學(xué)院已經(jīng)發(fā)展成為具有四個一級學(xué)科博士點(diǎn)的教學(xué)研究型學(xué)院,有全國優(yōu)秀博士論文指導(dǎo)教師2人,有北京市科學(xué)技術(shù)獎等省部級科研教學(xué)獎勵7項(xiàng),主持承擔(dān)2項(xiàng)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目。
2003年剛加入北京工業(yè)大學(xué)之時(shí),在看到整個學(xué)科寥寥無幾的教研人員之后,王術(shù)就知道,他要做的第一件事就是建立起一支高水平的人才隊(duì)伍,由此才能為學(xué)科培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀人才。
為此,他建議并帶領(lǐng)學(xué)院積極引進(jìn)國內(nèi)外優(yōu)秀人才,先后聘請到中國科學(xué)院院士郭柏靈為雙聘院士、歐洲科學(xué)院院士Peter Deuflhard教授為兼職教授等,引進(jìn)多名北京市海聚工程教授和國家千人加盟學(xué)院,吸納國外先進(jìn)理念辦學(xué),為學(xué)科逐漸建立起一支年齡梯次合理、學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域配置合理的人才隊(duì)伍。
“引進(jìn)的這些人才其實(shí)也分為兩方面,一方面引進(jìn)國內(nèi)外資深、知名教學(xué)科研人才,為我們的學(xué)科發(fā)展指引方向;另一方面引進(jìn)青年優(yōu)秀人才,通過學(xué)院自己再培養(yǎng)成為未來的頂梁柱。這樣一來,我們學(xué)科的發(fā)展才能得以延續(xù)?!蓖跣g(shù)說道。
為了更好地培養(yǎng)青年人才和支持基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展,王術(shù)反復(fù)向?qū)W校闡述設(shè)立“數(shù)理基金”的重要性,讓學(xué)院教師能夠在教學(xué)之余從事科學(xué)研究。“其實(shí)像我們數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)這類學(xué)科,也不需要購買太多設(shè)備,只要提供一些基礎(chǔ)的支持就可以很快發(fā)展起來。最初學(xué)校針對基礎(chǔ)學(xué)科設(shè)立的‘?dāng)?shù)理基金’項(xiàng)目,就對我們學(xué)院青年教師的發(fā)展起到了非常大的幫助?!蓖跣g(shù)說道。為了調(diào)動教職工的工作積極性,積極完善績效合理化分配方案,經(jīng)過近一年的調(diào)研,出臺了學(xué)院績效分配方案,該方案也為學(xué)校績效方案的改革提供了經(jīng)驗(yàn)和借鑒。
不僅如此,作為傳道授業(yè)的教師,王術(shù)從未忘記自己的使命,引進(jìn)海內(nèi)外名師加入北工大教師隊(duì)伍的目的也是為了培養(yǎng)更多的人才,將事業(yè)薪火相傳;同時(shí),不管再忙,王術(shù)也長期堅(jiān)持在教學(xué)第一線,主講本科生核心基礎(chǔ)課和研究生專業(yè)基礎(chǔ)課。
“經(jīng)常有許多人產(chǎn)生疑問,數(shù)學(xué)到底在研究什么?其實(shí)我們大方向就分為兩類,一個是理論方面的基礎(chǔ)研究,另一個就是應(yīng)用數(shù)學(xué)研究?!蓖跣g(shù)介紹道。
為了更加快速、科學(xué)地推進(jìn)數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展,針對基礎(chǔ)研究和應(yīng)用數(shù)學(xué)研究兩個方向,王術(shù)將所培養(yǎng)的研究生團(tuán)隊(duì)分為兩類:一類是讓基礎(chǔ)扎實(shí)、想法靈活的人去做理論研究;另一類是讓擁有多學(xué)科背景知識的人去做應(yīng)用研究。不過,這一切也都是在興趣的基礎(chǔ)之上。
在他看來,數(shù)學(xué)的發(fā)展,尤其是理論方面的基礎(chǔ)研究,首先需要的就是真正對數(shù)學(xué)感興趣、喜歡數(shù)學(xué)的人才,因?yàn)椴皇钦嬲裏釔蹟?shù)學(xué)的人很難耐得住寂寞,“坐得板凳十年冷”,所以興趣至關(guān)重要。而應(yīng)用數(shù)學(xué)研究就需要更多知識的交融,對多學(xué)科知識的掌握更有考驗(yàn)性。
“現(xiàn)在許多應(yīng)用領(lǐng)域都涉及到多個學(xué)科背景,要解決其中的數(shù)學(xué)難題,不僅需要扎實(shí)的數(shù)學(xué)積累,同時(shí)還需要深入了解多方面的知識,非常復(fù)雜?!蓖跣g(shù)說道。
圍繞三尺講臺數(shù)十年的王術(shù),也由此獲得了多項(xiàng)榮譽(yù)與獎勵:2004年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才,2008年入選北京市學(xué)術(shù)創(chuàng)新人才,2011年入選北京工業(yè)大學(xué)京華人才,2013年入選北京市長城學(xué)者,2016年獲得國務(wù)院政府津貼。2012年獲得北京市科學(xué)技術(shù)獎二等獎1項(xiàng),2018年獲得北京市高等教育教學(xué)成果獎一等獎1項(xiàng)。
“其實(shí)榮譽(yù)對于我們來說意義不大,最重要的就是大家可以做自己喜歡做的事。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,能夠自由地探索知識就已經(jīng)很滿足了?!泵鎸s譽(yù)與獎勵,王術(shù)這樣說道。
與指導(dǎo)的博士生姜利敏和李新留影
20世紀(jì)70年代,一篇轟動全國的報(bào)告文學(xué)《哥德巴赫猜想》橫空出世,讓無數(shù)青年學(xué)子產(chǎn)生了勇攀世界高峰的夢想。在探索真理的路上,驅(qū)使人類前進(jìn)的從來不是為了解決某些領(lǐng)域的應(yīng)用問題,而是與生俱來的對自然規(guī)律的探索欲望,數(shù)學(xué)便是如此。
在與年輕人交流時(shí),王術(shù)總會鼓勵他們志存高遠(yuǎn),并以身作則,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷攀登世界數(shù)學(xué)經(jīng)典難題——流體力學(xué)方程的險(xiǎn)峰。
2018年,由王術(shù)申請的國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“流體力學(xué)方程的數(shù)學(xué)理論”成功獲得資助支持,重點(diǎn)研究不可壓經(jīng)典流體力學(xué)方程的正則性與邊界層理論,以及多物理場作用的復(fù)雜流體力學(xué)方程組的適定性與漸近極限問題。
該項(xiàng)目是偏微分方程研究領(lǐng)域的前沿課題,不僅具有重要的理論意義,而且在流體力學(xué)、受控核聚變、環(huán)境科學(xué)等應(yīng)用科學(xué)有重要的指導(dǎo)意義。在項(xiàng)目中,他們創(chuàng)新性將橢圓方程的幾何分析技術(shù)用來研究流體力學(xué)方程,并巧妙將加權(quán)能量估計(jì)、調(diào)整能量方法、廣義熵不等式技巧等多種方法相結(jié)合,同時(shí)通過研究廣義不可壓模型的性質(zhì)并建立廣義模型與經(jīng)典模型的關(guān)系來研究正則性。
在持續(xù)不斷的攻關(guān)之下,多年來,王術(shù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后取得一些重要進(jìn)展:使用橢圓方程的幾何分析技術(shù)獲得了三維不可壓軸對稱NS方程一類大初值解的整體存在性,探討了流體對流對解的整體穩(wěn)定性的作用;采用廣義動量方法首次證明了三維不可壓軸對稱Euler方程的一個軸對稱不可壓模型大解有限時(shí)刻爆破和小解整體存在結(jié)論;使用加權(quán)能量方法建立了不可壓MHD方程一類初邊值問題的邊界層理論;嚴(yán)格證明了半導(dǎo)體漂流擴(kuò)散模型的擬中性極限,給出了半導(dǎo)體物理中擬中性假設(shè)的嚴(yán)格數(shù)學(xué)證明;嚴(yán)格建立了電磁復(fù)雜流體和經(jīng)典流體之間的本質(zhì)聯(lián)系等。
不僅如此,在熱愛數(shù)學(xué)的人眼中,生活中也處處隱藏著數(shù)學(xué)的奧秘,僅流體力學(xué)就無處不在:天上飛的、地上跑的、海里游的……亟待他們?nèi)パ芯?、破解?/p>
王術(shù)說道,“數(shù)學(xué)不只是理論研究,生活中到處都離不開數(shù)學(xué),研究這些場景中的數(shù)學(xué)問題一樣很有意思。”例如,航空發(fā)動機(jī)中葉片振動動力學(xué)模型就跟流體力學(xué)有很大的關(guān)系,如果能建立一個與流體力學(xué)理論相結(jié)合的和實(shí)際物理過程更加符合的航空發(fā)動機(jī)應(yīng)用模型,一方面既能有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,另一方面還能去檢驗(yàn)理論?!皩?shí)際上,我們所做的這些研究也不都是在相關(guān)項(xiàng)目的支持下去做的,完全是基于數(shù)學(xué)的興趣使然?!蓖跣g(shù)說道。
10多年來,在學(xué)院從事教學(xué)科研和學(xué)院行政管理工作,盡管個人勞心勞力,華發(fā)早生,但看到學(xué)院取得的成績、學(xué)科發(fā)展上了一個新臺階、年輕人已經(jīng)成長起來、學(xué)院發(fā)展后繼有人,如今已卸任學(xué)院院長一職的王術(shù),覺得10多年的辛苦付出值得!同時(shí),他也有了更多的自由與新的期待,“我可以有更多的時(shí)間去做自己更喜歡做的事了”。
盡管進(jìn)入科教一線已有數(shù)十年,但在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,他仍像一個剛出茅廬的年輕人,對未知的領(lǐng)域仍充滿了旺盛的好奇心與探索欲?!澳軌蜃杂傻蒯溽嘤谧非笳胬淼牡钐茫銜械椒浅5目鞓?。”王術(shù)說道。在攀登數(shù)學(xué)高峰的路上,他依然樂在其中。