“未来3年是中国数学水平崛起的关键时刻!”国际著名数学家、菲尔兹奖首位华人得主丘成桐曾在“浦江科学大师讲坛”上提出这样一个时间表。昨天,在2024世界华人数学家联盟(ICCM)年会上,丘成桐表示,到2030年,中国要培养出一批优秀的数学人才。
数学为何如此重要?
作为基础学科的数学,为何如此重要?丘成桐认为,中国要在科技上成为强国,不让西方国家“卡脖子”,就是在西方想方设法围堵的情况下,我们必须掌握这些科技的根源,也就是基础科学。基础科学多姿多彩,但基础科学中的基础就是数学科学和理论物理。而数学既是物理学的基础,也是一切工程理论的基础。
以当今最热门的人工智能(AI)为例,神经网络这一核心技术,背后离不开大量的数学理论支持。矩阵运算、导数计算等数学工具被广泛应用于神经网络的训练和优化中。概率与统计也是AI中不可或缺的数学领域。
2023年,上海数学与交叉学科研究院开始筹备。研究院的初衷和使命,是促进数学及其交叉学科的研究和应用。这也是上海加强基础研究和人才引育、强化科技创新策源功能、加快建设具有全球影响力的科技创新中心的重要举措。
“近年来,我们成立了一些数学研究院,这些研究院比我想象得更为成功,其中一个就是上海数学与交叉学科研究院。”丘成桐昨天在年会致辞中表示,要做有中国特色的数学研究,就要推动基础数学与应用数学的共同发展,这是一个重要方向。他指出,数学人才培养的重心将在中国,也期待更多顶尖数学人才在攻克重要问题的同时,也能发展更多新的方向,引领新的工业革命。
展开交叉学科研究
中国建设“数学强国”,上海担当重任。上海数学与交叉学科研究院的成立仅用了短短四个月。围绕“25%基础数学+25%应用纯数学+50%交叉学科应用”的研究布局规划,该研究院以基础数学研究为起步目标,重点探索量子场论与弦理论、AI数学理论等全球数学研究前沿议题,在生命医学、人工智能、大数据、环境、物理、化学、经济、金融等前沿领域开展交叉学科研究,参与攻克重大科学难题和挑战。
研究院以扎实的基础数学研究能力为依托,着力推进应用数学、交叉学科的发展。在研究院的支持孵化下,已有9个交叉学科研究项目发布,涵盖保度计算几何及其应用、相空间神经算子学习、风云四号高光谱红外探测仪全天候资料同化关键技术研究、复杂疾病发生的网络拓扑解析,以及复杂教育数据的多层次数据治理和机理分析等研究方向。这些项目通过运用数学工具对海量数据进行高效操控与深入分析,推动各类交叉学科研究的稳步开展。
大批引进国际人才
数学强国建设关键在人。上海数学与交叉学科研究院引进了来自俄罗斯、美国、加拿大、以色列等十多个国家近55位全职科研人员及15位访问学者。这支科研人才队伍以中青年为主。副院长连文豪介绍,“引进的大多数学者都表示了对上海的喜爱。”
走进上海数学与交叉学科研究院,随处可见的黑板上写满了各种不同笔迹的公式,记录着随时产生的灵感火花。“我们做学问的,常常走到哪想到哪。”连文豪说。这些黑板是装修时的特别设计,也为研究院营造了浓厚的学术氛围。
目前,研究院在读博士生已达到21人(其中包括两名外籍学生),专业硕士招生工作也在近期启动。代数几何、算子代数、物理数学、量子计算与模拟、动态系统……研究院网站上,各类数学与交叉学科研究方向的讨论班琳琅满目。在这些主题多元的讨论班上,不同领域的师生学者互相启发,带来不同解题思路。
连文豪表示,未来两到三年内,研究院的研究团队规模计划达到100至150人,博士研究生人数将增加到100人左右。“基础数学是应用数学的基础,应用数学则支持交叉学科的发展,三者缺一不可。长远来说,我们希望交叉学科的发展能推动产业发展。这也是研究院的一个重要目标。” 本报记者 张炯强