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新晋院士汤涛:40年潜心研究“计算数学”

 作者: 来源:广东科技报 发布时间:2018/2/10 13:40:11 字体大小:

人物

汤涛,计算数学家。1963年5月生于安徽省舒城县,1984年毕业于北京大学数学系,1989年获英国利兹大学博士学位,2017年当选中科院院士。现任南方科技大学副校长、研究生院院长、数学系讲座教授。1990年至1998年执教于加拿大西门菲莎大学,取得终身教职;1998年加入香港浸会大学,曾任数学系主任、研究生院院长、理学院院长等。美国工业与应用数学学会会士(SIAM Fellow)、美国数学学会会士,曾任香港数学会会长。2015年加入南方科技大学,2017年当选中国科学院院士。教育部长江学者讲座教授,曾获国家自然科学二等奖、教育部2007年度高等学校科学技术奖(自然科学一等奖)、国家杰出青年(海外)科学基金奖、冯康科学计算奖等。

名师引路,探索数学的世界

汤涛1963年出生,安徽舒城县人,父亲是名军人,他小时候跟着家人东奔西走。“可以说十岁之后就往返于安徽和北京。学的知识非常零散,小学学了什么我都没印象了。”他上高中时,正好“文革”后恢复教学秩序,北京也恢复了重点中学的制度,他考上了当时的市重点中学——北京市第九中学。

他回忆,当时授课的老师都是“老大学生”,知识功底很扎实,被“文革”压抑了十年后,教学热情高涨。他尤其记得他的语文老师王知勉和数学老师张允正,非常认真负责,一直激发着这些年轻人的学习激情,让他们在高中阶段打下了非常扎实的基本功。他们班上50多个学生,后来有40多名考上了重点大学,12人考上了北大清华。

1980年,汤涛以优异的成绩考入北京大学数学系,从此与数学结下不解之缘。燕园的老二教,北大原校长丁石孙给同学们上初等数论课,是汤涛至今念念不忘的美好画面:丁教授为他们证明素数的个数有无穷多个,他完美的讲课风格,以及欧几里得漂亮的反证法,让同学们拜倒于数学的魔力和大师的魅力之下。“这些老师上课能够从第一分钟讲到最后一分钟,几乎不用看笔记,你看他们的板书,就是一种视觉上的享受。”

多年之后,汤涛登上讲台,同样让不少刚走进大学校门的本科生为之折服。浸会大学的学生评价,他的上课风格“行云流水”,一路推导极为顺畅,各种技巧信手拈来。同一门课的教授则说:“汤老师自己就是一本书。”对北大数学系,汤涛至今仍然充满感激之情。在他主持的《数学文化》杂志中,他多次执笔写下北大数学系校友们的人生故事和专业研究,2013年是北京大学数学系成立100周年,他还专门写了一篇长文,记录恢复高考后北大数学第一届的学长们。

1984年,汤涛从北京大学毕业,选择去英国利兹大学深造,攻读应用数学博士学位,成为利兹大学第一个获得学校全额奖学金的中国学生,而且用了不到3年的时间内就拿到博士学位。对此,他归功于自己在学业上的勤奋用功。“科学研究需要有很强的钻研精神,而且需要专注的坚持。求学阶段,我每天泡在机房的时间超过十个小时,只有这样,才能做出一些成果。”

新晋院士汤涛:40年潜心研究“计算数学”,争做世界一流科研

汤涛教授荣获2016年度国家自然科学奖二等奖。

找对研究方向,40年只做一件事

回顾过去几十年的科学研究,汤涛总结,近40年时间,他就在做一件事情:“计算数学”,即从数学的角度把计算速度提高。什么是计算数学?汤涛举了一个形象的例子:如何才能在几个小时,甚至一个小时等有限的时间内,算出未来一个星期内的天气预报?要算得快,又要算得准,这就是计算数学。计算数学研究的就是怎样去提高计算速度和计算精准度。

自从电子计算机发明与普及以来,人们通过数值计算求解实际问题中提出的数学模型成为可能,计算数学这门学科也应运而生。汤涛说,计算数学的魅力在于要把数学、计算和行业知识融合起来,要解决实际问题,“计算数学不是理论性的,偏应用,是交叉科学,难度很大,但是应用很广。”计算数学最早应用于天气预报、军工、海洋计算等领域。在计算数学领域,汤涛就在双曲守恒律数值方法、自适应移动网格方法、谱方法、计算流体等研究方面取得了显著成绩,这些方法不断提高计算机的计算方法,解决工业、民生等领域的现实问题。

40年做一件事难吗?汤涛办公室的小白板上,还留着一大串深奥的数学计算方程式,即使每天有繁重的管理工作,他还是没有停下研究。“做研究最困难的时候是博士毕业后,当时自己已经独立,要找到适合自己的研究方向,找到方向是一件痛苦的事情。”汤涛回忆,要把握好的研究方向,就要有创新,这个过程,他用了10年的时间。做研究是非常枯燥的,关键是坚持,要从中找到乐趣。如何找到乐趣呢?汤涛表示,“一是要有创新,做科学研究要有自己的想法,不能跟着别人走;二是要有志同道合者,比如我申报院士的几个科研成果,都是与国内外一些志同道合的学者共同完成的。其实,榜样的作用也非常重要。在科学研究的道路上,以前一些治学严谨的老师不仅成为我的榜样,也成为我的合作者,比如我有很多原创性研究就是与读北大时候的硕士生导师滕振寰合作完成的”。

逐梦而来,年富力强之年“投奔”南科大

汤涛在1998年回到香港,在香港浸会大学任教。此前,年轻的汤涛已经在加拿大西门菲莎大学取得了终身教职。“温哥华的工作和生活节奏是很缓慢的,而香港则完全是另外一种节奏,尤其是香港的高校当时正在发力,虽然还不是特别理想的状态,但很有创业的氛围,这很吸引我。就像一张白纸,让我觉得可能会做出更好的、更有意思的工作。”

在浸会大学,汤涛曾任数学系主任、研究生院院长、代理副校长、协理副校长、理学院院长,并曾任香港数学会理事长。在浸会的工作经历他觉得非常愉快。“因为我有个好的合作者——北大的张平文教授,我们一起带了李若等优秀的学生,有好的合作者和好的学生,对一个学者而言是非常令人欣喜的。”

然而,在浸会十几年后,汤涛选择来到了南科大。在年富力强之年“投奔”南科大,汤涛是“逐梦而来”。

“现在的南科大就像上世纪90年代的香港高校,一切都是崭新的,我们想在这里做出一番事业。”他说,“从我的人生的角度来说,这也可能是我学术和大学生涯的最后一站。来到这里我也经过很多考虑,我觉得南科大是一个很好的平台,能够实现自己的教育理念和教育梦想。”

在他看来,城市环境是一个重要的因素。“好的大学一般会产生在经济好的大城市。今天的深圳有一个很适合产生研究型大学的环境,城市能力达到一定水平,人口达到一定数量,这里有条件产生很好的大学。”他说,在美国,加州有斯坦福、伯克利,波士顿有哈佛、麻省理工,这些都是大城市,且经济实力比较强。他认为,深圳是国内除了北京、上海以外,真正能建造一个现代化的、有标志性的大学的城市之一。“这是一所在天时、地利下产生的大学。”

来了两年半了,汤涛说,自己没有选错。“学校发展情况总体非常不错,大家都很有干劲,让我觉得不断地有惊喜,不断有好的成就。” 汤涛认为,南科大是一个创新创业的地方。“深圳有创新创业的土壤,这在全球都是非常成功的。我们不能浪费这样的机会。”汤涛说,他认为南科大的科研方向应该与深圳的发展密切关联,例如新能源、材料、IT等等。而创新和创业,是学校鼓励教授们“两条腿走路”的方向。此次当选为中国科学院院士,汤涛的心情特别不一样。他说,对于他个人而言,心情非常平静,作为学者,还将继续在这个专业领域探索创新,不断从数学的角度把计算速度提高。但对于南科大来说,他非常开心和激动,“到南科大来创业,学校的成就高于个人,这也是学校的成就。”他希望,不久的将来,南科大培育的本土院士会源源不断地增加。

数学教育应该培养孩子的好奇心

除了做研究,汤涛还喜欢写科普。在香港浸会大学的时候,他和同事们办了一本数学科普期刊《数学文化》,他是主编。这本期刊主要读者是大学生,对大学生进行科普教育,通过一个个数学传奇故事、图文并茂的科普文章让他们发现数学之美。这本期刊就是几个志同道合的数学家一起在做的一件事,除了做科学研究,几位学者各有所长又各司其职,比如有的负责写诗,有的负责写故事,有的负责做校对等。在这本期刊上,他也写了很多数学家的传奇故事。

对于目前数学教学现状,汤涛指出,科普教育的确可以提高孩子对数学的兴趣,但是目前中小学的数学教育有点急功近利,学生小小年纪就要被送去学习奥数,以免“输在起跑线上”。为考名校服务的数学,似乎成了一个达成目的的工具。“数学不是算术,而是一种思维方式,通过数学文化的熏陶,可以培养人的好奇心。而目前的数学教育却往往培养了好胜心,没有带来激发兴趣的好奇心。因此,对于中小学老师和家长来说,要培养有后劲的学生,关键是要培养孩子的好奇心。”

汤涛说,无论教书育人,还是兴办大学,都得遵循教育发展规律,急不得。一个城市最终能拥有两三所非常有名的大学,就是很了不起的事。“像我们做研究,可以写十篇论文,但最主要的还是我能不能产生让人瞩目的或真正有贡献的研究成果。”

信源地址:/htmlnews/2018/2/21096.shtm          
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