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            上海國傢應用數學中心如何yy8809發展?聯席主任、復旦教授李駿如是說

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              在抗擊新冠肺炎疫情的科研攻關中,有一群人也用他們的力量,默默地參與瞭抗疫之戰,他們是數學傢。

              在上海,復旦大學數學學院和公共衛生學院的學者,發揮新一代人工智能的數學基礎理論及智能決策優勢,聯手進行疫情的流行病學研究,建立預測模型,預測疫情發展態勢,為國龍嶺迷窟傢和上海疫情防控提供瞭決策支持依據。

              就在2月底,科技部公佈瞭首批13個國傢應用數學中心名單,其中一傢落戶上海,由2011年成立的上海數學中心牽頭,在上海數學中心設行政辦公室,在復旦大學、上海交通大學設分中心,依托復旦大學、上海交通大學及相關高校共同建設。

              日前,上海數學中心主任、上海國傢應用數學中心聯席主任、復旦大學教授李駿接受瞭記者的專訪,在他看來,上海國傢應用數學中心發展的最大優勢,是上海強大的產業科技基礎,以及相關高校近年來在應用數學研究領域的快速發展。

              高新技術產業發展受制於應用數學研究,

              尋求突破迫在眉睫

              上海數學中心已經成立瞭好幾年,但一直少有面向公眾,能否談一談中心在過去幾年中的發展情況?

              李駿:上海數學中心是谷超豪先生當年為中國數學事業的全面發展提議而成立的國傢級研究中心,2011年依托復旦大學成立。中心的使命是建設一支高水平的創新人才團隊、培養傑出青年數學人才、做出國際一流的科研成果,同時發展數學技術、服務國傢和地方的經濟建設需要。

              2018年,教育部和上海市有關部門組織專傢對上海數學中心籌建工作進行驗收,肯定瞭在人才引進和培養、科研、體制機制探索等方面卓有成效的進展,認為“已經在南方形成瞭一個重要的數學研究和人才培養基地”。

              近年來,上海多所高校也在數學的應用研究方面取得瞭比較好的發展。除復旦大學、上海交通大學應用數學團隊,華東師范大學與洋山港的合作,上海財經大學優化平臺的商業開發等,都是上海地區高校數學的應用全面開花結果的體現。

              按市科委的佈置,上海國傢數學中心將承擔聯合上海地區的應用數學團隊的任務。下一步,上海國傢數學中心將專註於推動復旦大學和交通大學兩個應用數學分中心與華東師范大學、同濟大學、上海財經大學的應用數學團隊的合作,推動由上海地區高校應用數學團隊領銜的應用研發,完成科技部要求的“加強數學傢與其它領域科學傢及企業傢的合作與交流,聚焦凝練和解決一批國傢重大科技任務、重大工程、區域及企業發展重大需求中的數學問題”,“提升數學支撐創新發展的能力和水平”。

              國傢目前一次批復建設13傢應用數學中心,是否意味著提升我們的應用數學研究水平已經迫在眉睫?

              李駿:今天的應用數學,基於計算機提供的極為強大的計算能力,可以將許多過去隻能局限於理論研究的問題直接用數值求解,極大地開拓瞭應用數學的功能和研究領域。

              近年來,包括人工智能的機器學習算法的飛速發展,即為方面最典型的例子。毋庸置疑,人類這一巨大的科技突破,一方面得益於今天計算機計算能力的提高,另一方面也依賴於過去半個多世紀數學理論的發展。

              在今天高科技引領社會經濟發展的背景下,怎樣發展應用數學及數學的應用,已成為世界發達國傢的新課題。現在國傢在各地建設多傢應用數學中心,一方面是對我國應用數學發展的肯定,另一方面也是國傢為發揮應用數學在國民經濟建設中的特殊作用所作的前瞻性戰略部署,體現瞭國傢對應用數學的重視和英超新聞期望。

              上海應用數學的發展有自己的歷史淵源

              數學研究離大眾本來就比較遙遠,應用數學對大多數人來說,也就是數學在人工智能、金融、航空等領域的應用,上海在應用數學研究領域近年來發展如何,有些什麼優勢?

              李駿:數學包括基礎數學、應用數學和數學的應用三個有機組成部分。

              基礎數學是研究從自然中抽象提煉出來並在研究過程中自身提出的問題,已成為一個自我驅動的研究方向;應用數學是研究自然界中提出的數學問題,是實際數學問題驅動的研究方向;而數學的應用是用數學的理論和方法來解決國傢重大科技任務、重大工程、區域及企業發展重大需求中具體的實際數學問題。

              現今引人註目的人工智能(乃至機器學習)就是基於過去幾十年數學及統計發展的理論,結合計算機提供的極為強大的計算能力而取得十分成功的算法。

              我國美國確診超萬數學界一直十分重視應用數學和數學的應用。一個典型的例子是我國著名數學傢華羅庚先生早在六七十年代就組織隊伍,下基層推廣優選法解決生產實際問題。數學的應用在復旦大學也有長久的傳統。蘇步青先生七十年代將數學方法應用於船體放樣,大大提高瞭生產的效率;谷超豪先生戈貝爾失去味覺新聞關於某一型號導彈的定型計算,李大潛先生建立測井數學模型,並據此理論制備測井儀器的工作,都為今天應用數學中心的發展提供瞭成功的榜樣。

              近期上海數學團隊非常成功的數學的應用,是華東師范大學呂長虹應用數學團隊與洋山港合作,完成瞭洋山自動化碼頭管理操作系統的核心關鍵模塊,取得巨大的社會效益手機在線視頻免費觀看和經濟效益,被譽為2018年十大科技創新、重大工程捷報之一。

              復旦大學應用數學在航空、集成電路自動設計及類腦智能基礎研究方面也已經取得瞭令人矚目的進展。70年代,數學系就組織瞭二十餘名計算數學、力學專業科研人員參加瞭“運十”大飛機“708”重大工程,與工程技術人員合作完成瞭機翼選型和定型的計算、尾翼操控穩定性的實驗及飛機其它部件的強度和震動計算,對1980年“運十”大飛機圓滿成功試飛並通過多項性能考核起到關鍵作用。

              本世紀初,數學科學學院蘇仰鋒與專用集成電路國傢重點實驗室曾璇領銜的交叉團隊,在集成電路自動化設計領域建立瞭原在線視頻精品國產精品創的二次特征值問題及二階系統模型降階新方法,目前已成為國際上標準算法,基於此算法形成的計算軟件,填補瞭國內模擬電路分析工具的空白,支撐瞭我國高端芯片設計,在許多領域得到瞭廣泛的應用。

              近10年以來,上海數學中心首席專傢馮建峰團隊在全腦關聯性分析等大數據算法發展以及在重大腦疾病生物影像標識物的精確測定、新型神經網絡架構及其步態識別中取得瞭國際領先的算法成果及應用示范,並在醫學影像中得以應用,支撐瞭腦與類腦智能基礎研究與轉化應用上海市級科技重大專項實施。

              上海國傢應用數學中心的發展之路理應有自己的特色

              上海的國傢應用數學中心與其它地方的國傢應用數學中心有什麼差別?中心最需要做什麼?

              李駿:上海國傢應用數學中心的發展,依賴於上海數學傢和相關學科專傢的參與、上海產業界的參與及上海市政府的支持。

              我們和其它地方應用數學中心的差別,那就是上海強大的產業科技基礎是上海應用數學中心發展的最大優勢,也是我們數學傢為之服務的義不容辭的責任。

              經過近兩年的籌備,我們對中心最需要做什麼已經有瞭初步的瞭解。

              2018年夏,在各方支持下,上海數學中心開始與科技部有關部門探討如何加強理論與應用數學科研團隊的建設,與上海市科委探討如何發揮中心在提高上海數學研究整體水平方面的作用。

              科技部對上海國傢應用數學中心的要求是:聯合上海地區的應用數學團隊,“加強數學傢與其它領域科學傢及企業傢的合作與交流,聚焦凝練和解決一批國傢重大科技任務、重大工程、區域及企業發展重大需求中的數學問題為主線,註重打破單位界限和學科壁壘……提升數學支撐創新發展的能力和水平”。

              上海應用數學中心架構的設計,是註重發展合作交流,打破單位界限和學科壁壘、提升創新發展的能力和水平,紮實做好數學的應用。今後上海國傢應用數學中心的發展,將沿著這一思路進行。

              就復旦大學國傢應用數學中心分中心而言,加下來將重點推進以下四個科研方向:

              第一個方向是推進由數學科學學院與微電子學院的集成電路自動化跨學科交叉科研團隊,組建由應用數學工作者、微電子專業專傢和集成電路設計制造企業專傢交叉結合的攻關團隊,解決生產設計企業當前面臨的數學困難,從根本上推進我國集成電路自動化技術的發展,為我國在集成電路技術競爭中趕超國際先進水平提供關鍵的原創理論和技術突破。

              第二個方向是推進華東師范大學數學科學學院和復旦大學數學科學學院的合作,推進探索下一代人工智能的數學基礎理論,發展智能物流及智能港口建設核心的新一代智能決策技術。

              第三個方向是推進數學科學學院與航空航天系的合作,參與航空航天系與我國商業歡樂鬥地主飛機設計和制造的合作,從理論、應用、以及軟件開發多泰坦尼克號國語版方面著手,支持我國商業飛機自主設計和制造。

              第四個方向是推進數學科學學院與管理學院、大數據學院和公共衛生學院的合作,推進建成一個上海地區突發公共衛生事件下的應急管理數學模型和數值模擬中心。通過研究突發的發展規律和基於時空分析的實時預測,研究界時交通幹道人流的仿真建模和人流管理政策評估與優化,研究界時物資生產、調度與分配,研究具體對策對上海市經濟影響的中長期評估,為上海市及長三角地區可行的應對舉措進行實時咨詢。

              針對應用數學中心的建設,我們在相關人才培養方面,還需要做些什麼?

              李駿:我們和美國的頂尖大學在數學研究人才的培養方面最大的不同在於:美國頂尖大學能得到世界最好的年輕人進入他們的研究生培養計劃。這一方面有歷史原因,另一方面也體現瞭美國頂尖大學在科研隊伍建設及科研支持方面的優勢。

              這幾年,我國一流學校與美國頂尖大學的差距正在逐步縮小。最近,在上海市主要領導的關心下,復旦大學正在起動“應數英才計劃”,致力於培養大批“未來”應用數學研究和數學的應用研發領頭人。我們堅信,努力做好此項工作,幾年後,這個差距的減小將是非常可觀的。

              就我個人而言,未來,我會依靠多年在矽谷中心斯坦福大學科研教學的觀察積累,依靠許許多多數學傢的協助和支持,依靠市科委、學校各部門及相關產業界的支持,努力做好工作。