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汤善健:数学守望者

发布时间:2016-03-30 08:59:41

  特派记者 汉群 实习生 陈麒宇
  □汤善健简历
  汤善健,复旦大学数学科学学院教授、博士生导师,复旦大学国家重点学科运筹学与控制论专业学术带头人,“长江学者”奖励计划特聘教授。1966年4月出生于五莲县洪凝镇后汤家沟村,1983年考入山东大学数学系,1987年推荐免试攻读山东大学数学系研究生,1990年推荐免试攻读复旦大学数学所博士研究生,1993年在复旦大学数学所获博士学位,并留本校数学系任教。历任助教、讲师、副教授、教授,期间多次以“访问学者”身份赴外交流学习。研究领域为随机控制、非线性滤波、正倒向随机微分方程、随机偏微分方程和金融数学,其研究成果解决了多项国际数学问题。2003年获国家杰出青年科学基金,2014年获高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学奖一等奖,当选2014年度上海市优秀学术带头人,入选2015年上海领军人才。现为中国工业与应用数学会理事,复旦大学数学金融研究所所长、复旦大学数学科学学院金融与控制科学系系主任。
  数学可以说是一门和每个人都息息相关的学科,从每个人小时候开始学数数起,数字、计算这些数学的知识和运用,就成了生活中不可或缺的一部分,几乎每一天我们都要用到数学。但就是这样一门和每个人都息息相关的学科,却没有人能够给数学下一个准确的定义。
  其实真正的数学王国,离平常人很远,那王国里的象牙塔,也没有几个人能够登顶。数学,正是汤善健一直在坚守的精神麦田,播种耕耘,不断追寻求索,并摘下了一颗又一颗数学王冠上的璀璨明珠。
启蒙:兴趣的老师
  2003年,因为解决了随机控制与非线性滤波中提出的两个数学理论问题,汤善健获得了国家杰出青年科学基金。一个是证明了由布朗运动驱动的一般随机系数的倒向随机黎卡提微分方程的解的存在唯一性,从而解决了由法国科学院院士比斯姆于1978年公开提出的关于线性二次随机最优控制理论的一个很基本的公开问题;另一个是在具极大秩的假定下,解决了美国工程院院士布罗克特在1982年国际数学家大会上的45分钟报告中提出的,有关非线性滤波理论中的“有限维估计代数”的分类问题。
  说起自己的学术研究和成就,汤善健总是很谦虚地表示,自己是“笨鸟先飞”。“小时候,我其实没有表现出什么超人的聪明,只记得,自己打算盘反应很慢,也不明白打算盘的规则,感觉自己悟性很差。”
  1966年4月,汤善健出生于五莲县洪凝镇后汤家沟村。艰辛的年月、偏僻的山庄,自然谈不上完备的学校教育。
  “那时候,教育工作没有指标,对教育也不重视。那个年代讲究的是劳动第一,上学也要学劳结合,学生经常被组织去参加生产队的集体劳动,有一年的时间,我们的学习几乎完全停止。我记得小学三年级之前,我们都不考试。幸亏不久高考又重新恢复了,主管部门又开始重视教育,公派老师也要参加考试评比,学生也有会考比赛。我们的班主任,也换成了一位有较高文化水平、对学生也认真要求的村办教师。”
  1978年,汤善健通过联考进入中疃初中。“那时候初中的条件也是很简陋的。当时我是寄宿住在我姨家,每个星期回一趟家,带一个星期的干粮——— 地瓜煎饼,学校没有食堂,只提供开水。课程也开得不全,初一初二都一直没有学英语。学校里有一位音乐老师,被上面调去培训学习过英语,在初三才开始给我们开讲英语课。”
  随着不断学习,汤善健慢慢对数学产生了浓厚的兴趣。“喜欢上学数学,开始只是因为周围的老师经常出一些好的应用题,都和自己的生活经验相关联,非常实用而且有趣,也很有挑战性。我觉得有兴趣,心里又好强,就慢慢去思考、找答案,这样慢慢就喜欢上数学了。那时候,真要说我对数学有感情,其实谈不上。”
  兴趣总是最好的老师,数学渐渐就成了汤善健的强项,汤善健也成了学校的尖子学生。但没想到,这种学习上的优势,差一点变成了汤善健的麻烦。“中考那年,我因为成绩好,开始学校说可以保送,中考准备就放松了。那时候,我们住校,因为我不需要考试,我就被指派为同学们做后勤服务——— 为同学们烧开水。没想到后来突然又通知我要参加考试,真有点儿措手不及。幸运的是,我还是考上了县重点高中——— 五莲县第一中学。”
  1981年,汤善健考入五莲一中,在这里,汤善健才真正把对数学的兴趣变成了感情。
学海:美好的时光
  在高中,汤善健仅仅学习了短短的两年时间,课程多,学习压力大,汤善健依然能自然地应对,特别是对本就有着浓厚兴趣的数学学科,汤善健更是投入了巨大的时间和精力。
  “当时自己没有留过级、年龄相对比较小,没有过多的思想压力,学习精力能够集中,而且从这时候起,我是真正喜欢上了数学,特别是纯粹数学。那时候数学类的书少,我就千方百计去找去借,然后用笔记本手抄。但是没想到高考时,数学发挥却严重失常。”
  “高考,我的第一志愿是南开大学,但因为数学没发挥好,进了山东大学数学系。那年,总分120分的数学,我只考了99分,而平时,数学是我的强项,我有70%—80%的时间都在学数学。可以说,损失很大。”
  带着一丝丝不甘,1983年的秋天,汤善健来到了山东大学数学系。
  在大学里,数学专业是课业较多、学习压力也比较大的学科,加上高考失利造成的内心挫折,汤善健一门心思地将全部精力都投入到了学习当中。“数学专业的课业多,学习进度也快,刚开始没有周末。山东大学地域偏僻,而且我是农村出来的,也不善于交际,整天就是埋头读书,生活也比较单调,每天就是教室、食堂、宿舍这么三点一线。”
  令他没想到的是,自高中起一直坚持的数学学习方法,虽然让自己在高考中失利,却在大学中得心应手。“我是喜欢纯粹数学的。高考考砸的一个很重要原因,就是我高中后期时,觉得自己的数学概念模糊,一些基础薄弱,但那时候,可供参考的资料很少,我只能反复看教材,忽视了看一些参考书、多做题。结果,反而影响了高考复习。”
  “到了大学,我的学习思路还没改,还是注重基础,没想到,这反而适合大学的学习要求。刚进大学的半年里,大家互不了解,我的高考成绩也不高,自然也引不起周围的关注。第一学期考试结束后,我的主干课程成绩名列前茅,才引起大家的注意。”
  在大学里,汤善健才真正步入了数学的殿堂,接触到越来越多的高深数学理论。1987年,汤善健大学毕业,被推荐本校读研,攻读数学系控制论专业硕士。1990年硕士研究生毕业后,又被推荐到复旦大学数学所读博士,1993年毕业后留在复旦大学数学系任教。
  “从1983年进入大学到1993年博士毕业,十年的时间,是我真正步入自己的数学麦田,播种耕耘的美好时光。我出生于农村,这十年来一直在校读书,生活虽清苦,精神上还是自由快乐的。上大学时,每次临走前,家里都要给我换粮票。大学里我每个月享有十七八块钱的生活补助,靠自己的年度奖学金可以解决半年的生活费,家里再支持半年。后来读研、读博也有补助和奖学金,基本上能解决自己的生活费,不再需要家里的贴补。”
  求学不易,却是十年美好的时光;学海无涯,数学王国的象牙塔还在等待着汤善健去继续攀登。
数学:纯粹的探索
  1993年3月,汤善健开始在复旦大学数学系担任助教,其后历任讲师、副教授、教授,2003年2月被聘为复旦大学运筹学与控制论专业博士生导师。
  又一个十年,汤善健不断追寻、求索,并摘下了一颗又一颗数学王冠上的璀璨明珠。
  “这段时间,对我而言最有意义的是,自己多次以访问学者的身份赴外交流学习。我是个土博士,拿到博士学位之前,我没有出过国,这些访问交流更加拓宽了自己的学术视野。”
  1995年10月,汤善健在法国普罗旺斯大学一个实验室访问了六个月;1998年9月,访问意大利的里雅斯特国际理论物理中心;1999年10月至2001年11月,在德国亚历山大·冯·洪堡基金会的资助下,作为“洪堡学者”在德国施瓦本哈尔歌德语言学院学习德语四个月,然后在康斯坦茨大学访问近两年。
  1998年8月,汤善健还自由申请获得了国际数学联盟和德国组织委员会的资助,参加了8月份在德国柏林召开的国际数学家大会,并作了一个很短的报告。
  厚积薄发,凭借着十年如一日的坚持和探索,2003年汤善健一举解决了两个国际数学理论难题,并获得了这一年的国家杰出青年科学基金。
  “一直以来,我都在研究随机系统的控制理论。这个专业,我大学里就选了,硕士研究生也是这个专业,博士研究生实际上还是这个专业。控制理论,本身是探讨一个动态过程中,如何调整控制变量,使得过程按照人们的合理愿望进行。控制理论本身是一种方法,它不局限于某个特殊的系统,作为自动控制的基础理论,具有普适性,好比微积分、线性代数,在很多领域都有应用。”
  重视基础数学理论,汤善健一直保持着自高中起就养成的学习兴趣。“现代控制理论的诞生是由于工程上的需要,是在解决航天、自动化等领域中的一些理论问题上发展起来的,是这些理论工作的基础。著名科学家钱学森的学术背景,实际上就是工程控制论。l954年钱学森先生在其出版的《工程控制论》中,就深刻揭示了控制论这一新兴学科,对航空、航天、工业制造和电子通讯等技术和产业发展的重大影响和重要意义,迅速得到全世界工程技术界的关注。”
  随着学术研究的深入,汤善健又将探索的触角延伸到了金融数学的领域。“数学是无限开放的,各个分支互相衍生、支持,我长期研究的是控制理论,而金融数学中的很多模型,就是控制问题。所以很自然地,我就开始做这个问题。控制理论的相关领域很多,控制理论介入经济和金融,有力地推动了经济数学和金融数学的发展。金融问题中,就有很多最优控制的例子。比如,投资者的财富集聚过程,可以看作一个受控过程—投资,实际上,就是一个控制问题,是一个追求最优控制的过程。实际上,我的老师和同事们都在推动金融数学在中国的发展。”
  这些理论问题的研究要有坐冷板凳的定力,在汤善健的办公室里,与他相伴的只有一摞又一摞厚厚的专业书籍。“翻阅大量的材料,提出好的问题并加以解决,这是个综合归纳的问题。盯住好的方向,提出合适的数学模型,建立相应的解决方法和理论,这是目前我的工作中,非常基本和重要的一部分。”
  有人说,数学是最纯粹的科学,而这门最纯粹的学术,也需要最纯粹的学者。对学术而言,纯粹是一种追寻,一种求索,一种众里寻她千百度般的执著,一种灯火阑珊处的向往;对学者而言,纯粹是一种迷恋,一种狂热,一种远离现实的浪漫,一种精神世界的游历。
  这就是汤善健和他所深深热爱的数学。

编辑: 万德方
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