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楊新民:讓沉默的數據“開口說話”

來源:《重慶日報數字報》   作者:《重慶日報數字報》   編輯:何瑤   發布日期:2019-09-17   點擊數:

 

2019年1月,重慶師范大學牽頭完成、楊新民作為第一完成人的項目獲國家自然科學獎二等獎。

楊新民正在研究數學問題。

楊新民在重慶市首屆創新爭先獎表彰暨先進事跡報告會上發言。

楊新民正在查閱資料。

編者按:2019年9月17日,《重慶日報數字報》登載了我校教授、國際系統與控制科學院院士,全國杰出專業技術人才,國家自然科學獎二等獎、重慶市科學技術獎獲得者楊新民的報道。報道的題目是《楊新民:讓沉默的數據“開口說話”》。全文如下:

     楊新民:讓沉默的數據“開口說話”

人物名片

楊新民博士,博士生導師,國際系統與控制科學院院士,全國杰出專業技術人才,國家自然科學獎二等獎、重慶市科學技術獎獲得者?,F任重慶師范大學黨委常委、副校長,最優化與控制教育部重點實驗室主任。先后擔任中國數學會、中國工業與應用數學會、中國運籌學會、中國系統工程學會等四個全國一級學會副理事長以及加拿大英屬哥倫比亞大學(UBC)等國外多所著名大學兼職教授。目前是《工業與管理最優化雜志》(SCI)和《太平洋優化雜志》(SCI)主編。長期從事數學中最優化理論與方法、廣義凸性理論和向量最優化理論等方向的教學與科研工作,主持過10多項國家自然科學基金項目(包括2項重點項目)。

創新感悟

為國運籌,決勝未來,是作為科技工作者最大的價值所在。

2019年,是四川瀘州人楊新民來到重慶的第40個年頭。

這一年5月,58歲的楊新民又獲得一項榮譽:重慶市首屆創新爭先獎先進個人。

榮譽對楊新民而言,早已不陌生。

就在2019年1月,重慶師范大學牽頭完成、楊新民作為第一完成人的“向量最優化問題的理論研究”項目,獲得2018年度國家自然科學獎二等獎。

近年來,他還獲得中國運籌學會運籌研究獎(2016年)和中國系統工程學會理論貢獻獎。兩個獎項均為相關學會除終身成就獎外的最高獎項。

在30多年的學術生涯中,楊新民獲得的獎項,可以列出一張長長的清單。但他更關心的,卻是怎樣做好運籌學研究,使這一學科為重慶乃至全國的基礎科研、經濟社會發展作出更大的貢獻。

“現在是數學研究者搞科研、做學術最好的時代?!痹跅钚旅窨磥?,隨著以數學為基石的人工智能興起,數學研究的前途更加光明。

雖然從數學到人工智能的“轉型”必然伴隨著挑戰和困難,但他甘之如飴。

實際上,對美好未來的堅定信心和對現實挑戰的迎難而上,始終貫穿于楊新民30多年的學術生涯中。對他來說,為國運籌,決勝未來,是作為科技工作者最大的價值所在。

不服輸

破除“瘟七九”的外號

信心的種子,早在40年前就在楊新民心中種下。

1979年,18歲的楊新民考入重慶師范學院(現重慶師范大學)數學系。很快,他發現七九級的學生在學校里有個外號——“瘟七九”。

這是啥意思?他解釋,因為1979級的大學生大多是應屆高中畢業生,比起恢復高考以后進入學校的前兩屆學長們,在求學的心態上難免顯得更浮躁,學校里就流傳開了這么個外號。

年輕的楊新民心里頓時燃起了不服輸的信念:越說七九級“瘟”,越要用實際行動證明我們也能有所作為!

怎么證明?只有靠成績說話。

從大一起,楊新民的每一個假期都用于預習下學期課程,平時的業余時間也拿來鉆研課本。

靠著這股沖勁,他提前自學了實變函數,并與七八級學長們一起參加考試,最后獲得免修資格,成為重慶師范學院數學系獲此資格的第一人。

1983年,楊新民憑借優異的成績留校擔任助理講師。自此,“瘟七九”的外號在他身上,不攻自破。

和每一個初出茅廬的教師一樣,此時的楊新民也缺乏課堂教學經驗。為了保證授課效果,他在工作時間外給自己“加碼”,提前試講數十次,并且反復琢磨講課內容。

數學這門學科,因其艱深、抽象的特點,往往令學生在學習過程中產生畏難情緒。楊新民花了大量功夫,從學生的角度思考,研究在教學中如何引入概念,分散難點,突出重點。甚至連板書排版、內容,他都認真設計,力求讓學生在學習中找到快樂。

這份心思沒有白費。楊新民的授課獲得學生和老師們的高度評價與贊賞,他也多次在全校青年教師賽課比賽中獲得一等獎。

教學之余,楊新民也沒有放松學習和科研工作。1985年,楊新民考上重慶大學的研究生,研究方向是運籌學。

為什么選擇運籌學?楊新民解釋,運籌學是將復雜問題抽象為數學模型,然后用數學理論去求最優解的學科。

這意味著,運籌學既有嚴謹、純粹、優雅的數學魅力,又有極具說服力的參考決策功能,還具備“學以致用”的前景,楊新民對此深深地著迷,一頭扎進了運籌學的研究中。

這一扎,就是30多年。

放棄高薪回母校

讓中國向量最優化問題研究走向國際

搞基礎研究,就像坐“冷板凳”,往往與清苦、寂寞等關鍵詞聯系在一起。

“這是搞基礎研究的人必須經歷的?!弊鳛椤斑^來人”,楊新民并不以寂寞為苦,相反,因為對數學的熱愛,他很享受思想與時間賽跑的感覺。

20世紀90年代,研究生畢業回重慶師范學院任教的楊新民,曾經度過了一個和矩陣貝爾曼猜想“較勁”的暑假。

楊新民認為這個猜想存在反例,但當時國內外尚無人提出,他決定挑戰前沿理論。

寧靜的校園內,蟬鳴聲聲。教師宿舍外,放暑假的其他老師在打橋牌。宿舍里,陪伴楊新民的只有一臺吱呀作響的電風扇,和不會說話的紙筆。暑假結束后,他舉出了矩陣貝爾曼猜想的反例,在國際上引起強烈反響。

拒絕熱鬧,敢于質疑,這個選擇在楊新民此后的學術生涯中出現過很多次。

2001年,楊新民獲得香港理工大學博士學位。當時,有研究機構聘請他做運籌學研究,開出的月薪是三四萬港元。

“這樣的條件,確實非常優厚?!睏钚旅裾f,當時回到重慶師范學院任教,他的月薪也就1000多元。

然而,畢業后的楊新民沒有猶豫,直接回到重慶師范學院任教。

這是為什么?

在楊新民看來,道理很簡單:為人要有感恩之心。自己在重慶師范學院求學、工作,得到過許許多多的支持。博士學成,就應該全身心投入重慶師范學院的數學學科建設,盡自己所能振興母校。

正是這樣的心無旁騖、全神貫注,讓楊新民在學術的高峰上持續攀登。

從20世紀90年代開始,他解決了多個國際運籌學界的難題,研究成果被國際系統與控制科學院、發展中國家科學院、美國工程院、加拿大科學院院士們引用。

因為突出的學術貢獻,楊新民于2015年被加拿大英屬哥倫比亞大學聘為兼職教授,并于2016年被授予國際系統與控制科學院院士。

多年來,楊新民的研究成果被美國《數學評論》收錄172篇,被SCI(科學引文索引)收錄129篇,12種SCI期刊邀請他擔任主編、副主編。他還先后擔任中國數學會副理事長、中國運籌學會副理事長、中國系統工程學會副理事長和中國工業與應用數學會副理事長。

在他的努力下,中國向量最優化問題的理論研究逐漸走向國際。

嚴格自律

把休息的時間用來搞研究

理論研究走向國際,走得并不容易。楊新民坦言,在多年如一日的科研歷程中,他也經歷過壓力、疾病等挑戰。支撐他走過來的,除了家人的關愛,就是嚴格的自律精神。

楊新民并不只有學者這一個身份。由于身兼行政職務,他得在教學和管理方面“雙肩挑”。為了建好團隊和培養學生,多年來,他放棄了大多數周末和寒暑假以及工作日晚上娛樂、休閑的時間。

在別人看著電視休息的時候,楊新民在干什么?

“老師在和我們討論問題?!币幻麠钚旅窨蒲袌F隊的研究生說,僅2019年上半年開學以來,每個周六的晚上,楊新民都要召集自己的研究生到實驗室集中討論交流數學問題。

對楊新民來說,這些擠出來的時間特別珍貴。其間,他要么在拼命攻克數學難題,要么與團隊攻關或給研究生、本科生上課。即使楊新民得過兩次重病,做過大手術,他的“休息時間科研”也從未間斷。

這讓許多認識他的人深感不解。

“沒辦法,我的興趣愛好太少了?!睂τ谂笥褌兊囊苫?,楊新民總是這樣幽默地回答。

而事實上,這是因為他一直嚴格要求自己。

多年前,楊新民曾請著名數學家華羅庚的高徒、中科院院士王元寫過兩幅書法作品,分別是“風清氣正”和“寧靜致遠”。如今,這兩幅字仍然掛在楊新民的辦公室里。

“每天看到王元院士的字跡,都是對我的鞭策?!睏钚旅裾f,他每天都提醒自己,做行政工作要風清氣正,清正廉潔,服務好師生;做學問要寧靜致遠,甘于寂寞,靜得下心,坐得住“冷板凳”。

正是這樣嚴格的自律,使楊新民在兼任行政職務的同時,也在科研領域取得了驕人成績。

學以致用

用數據為重大決策提供參考

雖然在理論研究方面成果顯著,但楊新民絕非“兩耳不聞窗外事”。鉆研運籌學理論的同時,他同樣關心基礎理論的實踐應用。

“運籌學誕生于二戰時期,源于盟軍研究如何更高效地調配軍事物資?!睏钚旅裾f,運籌學問世之初,就天然帶有解決復雜問題的功能。它能讓沉默的大量原始數據“開口說話”,為重大決策提供清晰的科學依據。

讓數據“開口說話”,在20世紀80年代末,楊新民就做過這樣的事。

當時,他與另一位學者合作,共同完成“重慶產業政策研究”課題,探討哪些產業應當作為重慶的支柱產業來發展。而最能客觀反映重慶各類產業發展情況的,就是記錄在紙上的一個個數據。

當時,電腦還沒普及,大量原始數據記錄在紙質文件上。楊新民帶著學生,把兩大車紙質原始數據手動錄入學校的計算機,再進行統計、建模、分析,得出了應該以汽摩、機械等產業為支柱產業的結論。

“重大決策不能憑感覺,讓數據來說話,一切都清清楚楚?!睏钚旅癖硎?,運籌學不但能應用于政府決策,也可以在日常生活中發揮作用。例如兩個地點之間的最短路徑、證券投資的最佳組合,都可以通過數學建模,得到最優化的解決方案。

關于學科建設,楊新民也提出了“最優解”:以點帶面,共同進步。他認為,重慶師范大學作為地方高校,在數學學科建設上要突出強項,做出特色。作為數學學科的帶頭人,他也承擔起了學科建設的任務。

如今,楊新民帶領的重慶師范大學“運籌學與控制論”實驗室是西南地區數學領域唯一的教育部重點實驗室,重慶師范大學的數學學科建設,也依托運籌學形成“點面結合”之勢,走在全國高校前列。

勇于探索

將運籌學與人工智能相結合

不過,熟悉楊新民的人都知道,熱愛挑戰、不斷攀登的激情,是他性格的一部分。今后,他肯定還會帶領重慶師范大學的數學學科團隊,繼續在科技創新道路上砥礪前行。

往哪走?楊新民心里早就有數。在獲得2018年度國家自然科學獎二等獎的“向量最優化問題的理論研究”項目中,就隱藏著前進的方向。

“這項研究蘊含了我從事科研工作30多年來所有成果的結晶?!睏钚旅窠忉?,向量優化和運籌學有緊密聯系,他一直潛心于相關領域的研究。此次獲獎的項目,可以說是多年研究的“集大成”。

“做基礎研究不等于兩耳不聞窗外事,要用好理論成果,回報社會對研究的支持?!睏钚旅癖硎?,眾多重要技術的基礎都蘊含著數學思想,如人工智能中的算法優化、學習模型,就與運籌學相關。

多年來,他和團隊的研究得到了重慶各界的大力支持,他們希望能用實實在在的貢獻來回報社會,為重慶的人工智能等領域提供理論支撐。

他透露,重慶師范大學已經在本科階段開設相關課程,培養具備人工智能教育背景的應用型數學人才。2017年,該校成功承辦了首屆全國大數據與人工智能科學大會。

“生命不息,奮斗不止?!睏钚旅癖硎?。今后,他將帶領團隊繼續開展運籌學前沿研究,同時積極探索理論應用,整合全市相關智力資源,用最前沿的應用數學助力重慶經濟發展。

記者手記

用對科學的熱愛攻克基礎研究的“寂寞關”

申曉佳

采訪中,令我們印象最深刻的是,楊新民的辦公室一塵不染、陳設簡樸,各種語言、版本的專業書籍,占據了他辦公室的“半壁江山”。

這也和楊新民給人的第一印象極其相似:思考邏輯清晰,語言表達干凈利落,各類術語、方程信手拈來。

這既體現了楊新民身上科學家的深厚素養,也體現了他嚴于律己的作風。這種單純到有些枯燥、以學術為中心的日子,在外人看來是寂寞的,而楊新民卻持之以恒、樂在其中,并且一干就是30多年。

基礎研究要耐得住寂寞,這已是全社會的共識??稍趺床拍苣偷米〖拍??對楊新民來說,對運籌學的熱愛、對母校發展的關心、對教書育人的使命感,讓他不以寂寞為苦。

比如為了建好科研團隊和培養人才,他幾乎放棄了休息的時間,不知疲倦地將科研和教學工作進行到底。

對楊新民來說,科研和教學本身就是一種樂趣。在科研中挑戰世界難題,能磨練心智,不斷接近數學真理;而多年來培養一批批人才,更讓他感受到教書育人的成就感。

專注科研與教學,并未讓楊新民成為“兩耳不聞窗外事”的“書呆子”。

工作中,他關懷同事和學生,生活中,他熱愛家庭,與家人和樂融融。學生們談起他,既“怕”又尊重;一家三口的合影,至今仍擺放在他辦公室的書柜里。

他以三十年的科研生涯證明,基礎研究雖然寂寞,但并不阻礙科學家追求成就和幸福。

楊新民對科研的熱愛,對真理的追求,與《論語》中孔子說顏回“一簞食,一瓢飲,在陋巷,人不堪其憂,回也不改其樂”頗有相似之處。他在科研中找到了奮斗目標,實現了人生價值,也為母校、重慶乃至全國的科研發展作出了貢獻。

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