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华南理工大学侯一钊校友当选美国科学院院士 |
http://www.huaue.com 2024年5月4日 来源:华南理工大学 |
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当地时间4月30日,美国国家科学院公布2024年新当选的院士和外籍院士名单,以表彰他们在原创研究中取得的持续、杰出的成就。国际知名应用数学家、华南理工大学1977级应用数学系校友、加州理工学院终身教授侯一钊当选。
美国国家科学院成立于1863年,是美国国家科学、工程和医学的顶尖组织之一,拥有来自各个领域的知名学者和专家,包括诺贝尔奖得主和国家科学奖章获得者。美国科学院院士是美国的最高学术荣誉之一。
侯一钊,华南理工大学1977级校友,国际知名应用数学家,曾任美国加州理工学院应用与计算数学系主任,是该系终身教授,2011年当选美国艺术与科学院院士,2012年当选美国科学基金下数学与应用研究所(IMA)科学决策与行政管理委员会主席,2024年当选美国科学院院士。侯一钊的研究领域主要集中在应用数学和计算数学,其工作不仅推动了数学理论的发展,也为实际问题的解决提供了强有力的数学工具,如证明了不可压缩流体点涡法的稳定性和收敛性,以及成功解决了困扰了世界数学和力学界数百年的欧拉奇点世纪难题。曾获中国科学院冯康科学计算奖、美国工业与应用数学学会数值分析与科学计算Wilkinson奖,以及被誉为“华人菲尔兹奖”的“晨兴数学奖”应用数学金奖等众多大奖。
数学生涯从华南理工起步
侯一钊曾多次提到:“我的数学生涯是从华工开始的,我非常感激在华工所受到的教育。”
1977年,中断十多年的高考得以恢复,侯一钊突出重围,考入华南工学院(1988年更名为华南理工大学)应用数学系。
大学时,侯一钊所在的班级有48人。因为是恢复高考后的首届大学生,所以同学们年龄参差不齐,从15岁到30多岁都有,15岁的侯一钊是班里年纪最小的。四年中,侯一钊与同学们朝夕相处,从同学身上学到了很多。
多年后,侯一钊到访华南理工大学广州校友会时,回忆了在华工求学的点滴。他表示,在自己人生中每一个关键的时期,都遇到了改变自己命运的“贵人”。其中,母校的老师和同学占了很大部分,所以他特别珍惜与华工以及校友们的缘份。
“那时班里的学习气氛和那些老同学,对我一个15岁的孩子的成长有很大的影响。”侯一钊十分怀念自己在华工求学时的班集体,对曾经培养教育过他的老师们更是充满感激。
邓韵秋教授和从法国留学回国的卢文教授经常给学生讲世界著名科学家和数学家的故事。“如果好好努力,有可能成为他们中的一员”,卢教授的这句话在侯一钊心里埋下了一颗种子。大四的时候,侯一钊在卢文教授带领的研究小组中学习和撰写毕业论文,这让他得到了“如何做数学研究”的启蒙教育,树立起了做数学研究的信心。
在写作毕业论文时,由于还不擅长做原创研究,侯一钊也没有花太多时间去思考教科书中定理证明的背后想法,只是按照教科书上的证明思路,扩展了原证明中的一些细节,就把论文交给了指导教师李德前教授,结果被狠狠地批评了一顿。李德前教授事后把侯一钊叫到宿舍,毫不客气地指出侯一钊写的东西毫无创意,并语重心长地告诉他创意在数学研究中的重要性。这些话让侯一钊感到十分惭愧,也受到了深深震撼。他说:“我一直记得那次谈话,是李老师改变了我对数学研究的认识。我今天能做出‘出人意料’的研究成果,得感谢李老师的那次谈话。”
1998年,侯一钊被国际数学家大会邀请做45分钟报告,他特意给卢文教授写了一封信,向母校老师分享好消息,并感谢老师的指导和启蒙教育。
2012年11月,侯一钊返回母校参加校庆活动,并为师生送上最前沿的学术讲座。在校庆日现场,他看着青年学生们,想起了曾经稚嫩的自己。他说,希望师弟师妹们珍惜宝贵的学习机会,不被社会上的浮躁、功利影响,沉淀下来。同时,他鼓励大家在学校期间就要有远大的理想,立志成就一番属于自己的事业,去追求自己的梦,去实现自己的梦。
“他的很多研究方法都独树一帜”
1983年,侯一钊从华南工学院毕业,到美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)深造。在博士论文中,侯一钊和导师提出了一整套用于计算多重空间和时间尺度物理解的数值计算方法,这一研究成果引起了世界应用数学界的极大兴趣。当他顺利取得博士学位时,一些著名大学和数学研究所纷纷向他抛来橄榄枝。他最终选择了到世界著名的应用数学研究所——柯朗研究所从事博士后研究工作。
关于“二维与三维欧拉方程点涡法的稳定性和收敛性”的研究,在应用数学界曾是一个存在争议的问题,该领域的主流观点认为“点涡方法是不稳定的”,一些著名的数学家也给出了为什么不稳定的解释,但在流体力学领域的一批应用数学家却持不同观点。侯一钊在UCLA时就接触了“点涡方法”问题,那时他并没有轻易接受前人的结论,来到柯朗研究所后又开始思考这一问题,并越来越怀疑那些解释。
侯一钊把自己的想法与研究所的一位著名教授讨论,但被其彻底否定。侯一钊没有放弃。经过夜以继日的苦思冥想,他把似乎毫不相关的“点涡方法”的各种特征连了起来,并最终证明了点涡方法是稳定和收敛的,这也平息了长久以来关于这个问题的争议。因为这一研究成果,侯一钊被柯朗研究所正式聘请为助理教授。在美国的大学和研究所里,很少有人能从做博士后工作的研究人员转为正式职员,但侯一钊做到了。
“侯一钊在科研上深具魄力,从不被主流的数学方法或者权威的观点束缚住手脚。他的很多研究方法都独树一帜,对问题的观察角度也与众不同,有时甚至是反传统的。凭着他独特的思维方式和对科研的热情与执着,侯一钊在很多别人认为难度很大甚至不可能解决的问题上,都获得了出人意料的成功,”与侯一钊一起做过研究工作的同行如此评价他。
1992年6月,凭借在点涡法上的突出研究,以及其他高校顶尖学术教授的鼎力推荐,加州理工破格聘请侯一钊为终身教授。
自身不断成长并走向成功的过程中,侯一钊还为数学学科的发展培养出许多人才。早在2002年,他就培养出了6个博士,并指导过4个博士后,其中3个博士都获得了优秀应用数学博士论文奖。在教学科研工作之外,侯一钊还担任过许多职务,比如数学和应用数学杂志的编委。侯一钊说:“担任的那些要职,既是荣誉,更多的是责任。”
成功解决欧拉奇点世纪难题
科学家是不是有着优于普通人的智商或天赋,有着良好的成长环境?实则不尽如此。
侯一钊坦言,自己从小学到高中都是在农村度过的,生活条件很艰苦,也没有从小就立志成为数学家。上大学时,他看到同学读书做题速度快、吸收新知识的能力强,还很羡慕,感叹自己没同学们聪明。“做作业遇到做不出的题目时,我就把书多看几次,不放弃,努力把问题的相关概念搞明白,尽量通过自己的努力找到解题的方法,而不是急于通过看题解去学习解题的方法。”这一良好的学习习惯也为他以后的成功奠定了坚实基础。
去UCLA前,曾有亲戚朋友认为学数学没前途,劝侯一钊改学其它专业。“我喜欢数学,做数学研究就像在一个神奇的迷宮中寻宝,我乐在其中。”侯一钊没有放弃,他知道自己的长处在数学。凭着对数学的兴趣和热爱,侯一钊在追求数学的道路上一步一个脚印,执着不懈地努力,最终做出了令世人瞩目的成就。
在数学道路上,侯一钊不盲从权威,而是带着自己的独立思考,坚定地前行。面对如今科学发展的潮流,侯一钊不停地学习,比如从交叉学科中找寻学说的结合点,找寻自己的定位。
著名的欧拉方程描述了一种理想的不可压缩流体的流动。几乎所有的非线性流体方程都是从这一方程推导而来。然而,关于欧拉方程还有很多未知之处。数学家们长期以来一直怀疑存在导致方程失效的初始条件,但他们无法证明这一点。2022年,在经历了20年的研究后,侯一钊与他以前的研究生陈嘉杰证明了欧拉方程的一个特定版本有时确实会失败。这一证明成功地解决了困扰了世界数学和力学界数百年的欧拉奇点世纪难题,标志着研究上的一个重大突破,在数学界和工程界引起很大轰动。
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