袁亚湘院士：以稚子之心探数学之美

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袁亚湘院士：以稚子之心探数学之美

来源：中国科学报

当别人都在感叹他未来仕途不可限量时，47岁，他却卸下所有行政职务，以一颗
稚子之心回归科研净土，“带带学生，想想数学，写写文章，游游世界，不亦乐乎”。

率真、童趣、高明的“段子手”，很难想象，这几个词可以用来形容一位功成名就的
中科院院士。但11月刚刚当选发展中国家科学院院士、中国数学会新任理事长的
袁亚湘就是这样一位科学家。今年55岁的他用自己对数学的执着与深爱，用孩提般
纯真的科研之心，深深地感染每一位听过他的课或曾与他交谈的人。

翻看袁亚湘的履历，26岁获得英国剑桥大学数学博士学位，37岁担任中科院计算数
学与科学工程计算研究所（简称计算数学所）所长，39岁成为中科院数学与系统科
学研究院副院长。当别人都在感叹他未来仕途不可限量时，47岁，他却卸下所有行
政职务，以一颗稚子之心回归科研净土，“带带学生，想想数学，写写文章，游游
世界，不亦乐乎”。

也正是这样一位有着归居田园的质朴、文人侠客豪情的科学家，在最优化计算方法
及其理论基础方面作出了世所瞩目的杰出贡献，在信赖域方法、拟牛顿方法、非线
性共轭梯度法、子空间方法等方面的创造性研究成果为世人所共赞。2014年10月26
日，他因此荣获发展中国家科学院奖，成为我国第6位获得此殊荣的数学家。

农村走出的“放牛娃”

在计算数学所的网站上，袁亚湘为自己设计了一个页面。上面的个人简介甚少提及
荣誉和成绩，却写道：“我叫袁亚湘，‘亚’是因为排行老二；‘湘’是由于来自湖南。
我曾是农民，而且从心里一直自认为永远是农民。我五岁上学，十一岁休学一年，
在家放牛。十五岁高中毕业后回村当农民三年，我很想当个诗人，可惜没有天赋。”

的确，少时的袁亚湘，求学之路并不顺利。5岁便早早启蒙，小学甚至因成绩优异
又跳了一级，让他成为班上年纪最轻的“小神童”。但由于时代的原因，11岁，他不
得不中途休学一年。

“整整一年不能上学，蛮痛苦的。”袁亚湘回忆道。但这也有个好处，“你越不让小
孩子干什么，他就越想干什么”。因此，眼睁睁地看着其他小孩去上学的“小小袁”，
学习劲头更足了。

“文革”期间，15岁高中毕业的袁亚湘回村当了三年农民。那时，爱读书的他由于找
不到书看，只能在做农活的间歇来回翻看过去的初高中教材。高考恢复后，袁亚湘
立即报考湘潭大学，并以优异的成绩成为“文革”后第一批大学生。

与袁亚湘同龄的人，很多都留在了农村，结婚生子。这时的袁亚湘觉得自己已经非
常满足。但却不曾想到，接下来的几次“幸运”的抉择，让他一路从湖南到北京，再
到英国留学，一次次打破了他人生的“天花板”。

“幸运”需要有准备

22岁，袁亚湘以研究生入学考试第一名的成绩考上中科院计算数学所（当时名为“中
科院计算中心”），师从著名数学家、中科院院士冯康。

“人一生会碰到形形色色的人，但若碰到某些关键的人，可能是你这辈子很幸运的事
情。冯康就是这样一位可望而不可即的伟大数学家，我有幸碰到了他。”袁亚湘告诉
《中国科学报》记者。

回忆起与导师9个月的短暂相处，袁亚湘笑着透露，冯康是我国数学界的泰斗级人物，
而且他们读大学时的教材都是冯先生编写的。因此，无论是他自己，还是给袁亚湘
授课的中青年教师，都很敬畏，甚至有点惧怕冯先生。但冯康对这个小徒弟却甚是亲
近，有点像爷爷和孙子间的“隔代亲”。

1982年3月的一天，冯康找来袁亚湘，客气地问：“小袁，跟你商量个事儿，组织上要
派你出国，你去不去啊？”袁亚湘想了想，答：“我听冯先生的。”冯康接着说：“你同
意出国的话，要改学个方向，不要学我的方向了（有限元），学优化吧。”

正是这两句简短的建议，改变了袁亚湘的人生轨迹：“冯先生认为，当时国内优化领
域实力较弱，因此如果我学成归国对国家贡献更大，对我个人的研究突破也更有利。
从更高层次来说，冯先生是一个智者，他是站在整个国家学科布局和发展的角度来思
考人才培养的问题。”

时隔两月，著名数学家、中科院院士华罗庚和冯康联合邀请优化领域POWELL派开山鼻
祖M.J.D. Powell教授来京交流。其间，冯康有意安排袁亚湘与Powell见面，并让
袁亚湘作学术报告。

“现在回想起来，当时冯先生应该是有意把我推荐给Powell，老师们‘早有预谋’，达
成某种默契要把我送到剑桥去。”想起与冯康的师徒情，袁亚湘满是笑容。

1982年11月，袁亚湘作为中科院各单位精心挑选的30多位尖子生之一，派往英国剑桥
大学攻读应用数学与理论物理系博士。导师Powell是一位自学成才的杰出数学家，在
剑桥大学本科毕业后30多岁就担任剑桥正教授、英国皇家学会会员，40岁出头就成为
美国科学院外籍院士，并且是优化领域最高奖项“丹齐克奖”的首位获奖者。

每天上下午茶歇时间，二人几乎都会在系里的休息室中讨论问题。咖啡桌面是用白板
制成，喝咖啡的间隙，Powell就会为他指导具体研究问题，或是对大的研究方向进行
把握。

休息室的“咖啡时光”，也让袁亚湘有机会与众多世界级大师近距离接触，如著名物理
学家霍金等。这些大师治学严谨的态度，对科学的痴迷、纯粹的热爱与激情都深深影
响着袁亚湘：“年轻人能够碰到名师是有好处的，榜样的力量是无穷的。”

总结自己求学之路的种种“幸运”，袁亚湘以数学的优化理论分析道：“运气是什么，
是你在关键时刻作出对自己最有利的决策，而且正好在对的时间碰到对的人和事情。”

“人们经常抱怨运气不好，运气不是天上掉下来的，是你作出的决策所带来的运气。
用我们那个年代经常说的话，就是一个人要‘时刻准备着’。天上掉馅饼，很多人都看
得到，你准备好了，跑得最快，自然可以抢到馅饼。”他举例说。

传播数学之美

在授课和作科普报告时，袁亚湘是出了名的“段子手”。

瞎子爬山、达?芬奇与黄金分割、孙悟空与信赖域、守法与惩罚，以及诸如“依葫芦画
瓢都行吗”、恐龙是如何灭绝的等等。他所讲的带有“袁氏幽默”特色的数学趣味故事，
深入浅出、通俗易懂，让学文科的同学都能兴趣盎然地听下去。

“我想跟年轻人传递一个信息，数学是有趣的。”袁亚湘经常会与学生探讨，为什么数
学会如此之美，以至于世界上最聪明的头脑都在钻研数学问题。有的学生说，是因为
数学有高深的理论、漂亮的结果、优美的方法、奇妙的技巧，但袁亚湘却认为，“最
最美好的是数学的思想，它美得要命”。

也正是出于对数学之美的深爱，对传播数学之美的责任与担当，让袁亚湘在国际科研
交流合作中，发挥着越来越大的作用。

“我认为，要成为一个在国际上有影响力的科学家，首先要做好自己的科研，其次就
是要做一个有担当的学者，在国际科学舞台上发挥自己的作用，促进国际间学术交流
与合作，包括让国际上优秀的科学家为中国服务。”正是与各国科学家紧密的合作交流，
也让袁亚湘收获了国际上的肯定。去年，他当选巴西科学院通讯院士，并于今年11月
当选发展中国家科学院院士，“我是湖南人，讲英语带着湖南腔。但是我敢于交流和积
极参与国际学术活动，为促进和推动我国数学走向国际作努力。”

11月21日，袁亚湘也收获了来自中国数学界的肯定，当选为中国数学会第12届理事长。

“我很感谢中国数学界对我的信任。担任中国数学会的理事长我深感意外，因为我本人
所研究的优化领域并不是主流的基础数学，而是数学中比较‘小众’边缘的学科。”袁亚湘
表示，在未来四年中，中国数学会将进一步做好承接政府转移职能、学术交流、科学普
及、人才举荐等工作，大力加强学会的国际交流与合作。

保持孩提时的天真

袁亚湘非常喜欢的一本科学读物，是《别闹了，费曼先生》。书中讲述了一位著名物理
学家幽默机智、几近顽童的行为。

在他看来，要想成为一位成功的科学家，一定要保持孩提时的天真，“因为作研究要求
一颗非常纯洁的心，大脑没有太多的杂七杂八的东西，才能安下心来投入全部精力作
研究，所以我们不希望这个社会把年轻人搞得太世故”。因此，他也鼓励有志成为科学
家的年轻人要保持自己的童真，敢想敢干，思维不受约束，有自己独特的想法。

如今，55岁的袁亚湘也始终保持着一颗稚子之心。

他坚持“兴趣”在人生中的重要作用。他在招收研究生的个人简介中写道：“我爱读书，
买书也是我的爱好之一。我爱打桥牌，现在有时也打，如果你感兴趣，可以参加我们
所每双周五晚上的定期桥牌活动。我曾经爱中距离跑步，但现在毕竟不再年轻而且也
没场地，只好放弃，改成爬山，从2012年起又增加了游泳，每天1000米。”

每周末，只要没有安排，袁亚湘就会带着几个学生一起去郊区爬山，再去农家乐吃饭、
打牌，可谓是学生中的“人气之星”。他还不时会把和学生聚会的照片上传到自己的人
人网上，如今，他的人人网账号已经有43000次访问量。

在袁亚湘的影响下，一批批带着“袁氏幽默”和科研纯净之心的毕业生也逐渐走向各个
科研岗位，发挥着自己的作用。他所培养的研究生中已经有两位获得了国家杰出青年
基金、一位获得国家优秀青年基金。

今年，他曾经的学生、计算数学所副研究员、数学与系统科学研究院“陈景润之星”人
才计划获得者刘歆，与袁亚湘等合作者共同完成了一项新进展。他们在一类交换关联
能的情形下，给出了离散的Kohn-Sham能量极小化问题的全局或局部极小必须满足离
散Kohn-Sham方程的一系列充分条件，首次从理论上揭示了这两者之间的关系。

同时，该进展还揭示了关于电荷密度的Kohn-Sham能量极小化问题的强局部极小值点
具有如下性质：所有非零元素有一致的下界，从而从理论上证明了问题在解附近适定；
给出了自洽场迭代算法及其各种电荷混合变体的收敛性条件，这些条件大大优于已有
的条件。该成果发表在《美国工业与应用数学学会数值分析杂志》。