院友风采—— 95 届院友孙德锋教授：一见钟情数学优化，一生探索无止境

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院友风采—— 95 届院友孙德锋教授：一见钟情数学优化，一生探索无止境

作者 余欢 中国科学院数学与系统科学研究院 2025 年 03 月 06 日 北京



作为中国科学院数学与系统科学研究院（以下简称数学院）的杰出院友孙德锋教授，1995 年于中国科学院应用数学研究所获得博士学位，现任香港理工大学应用数学系主任、应用优化与运筹学讲座教授，并获选为美国工业与应用数学学会（SIAM）会士及中国工业与应用数学学会会士。从最初对数学的一见钟情，到终身致力于优化理论和算法的探索，他的故事是一场关于坚持与热爱的深刻诠释，激励我们在数学无处不在的时代，勇往直前，不断突破。

从数学院启程，执着优化之路

孙德锋对数学优化的热爱，生长于数学院的求学岁月。在这里，他不仅找到了毕生追求的研究方向，更深受老一辈数学家的熏陶，汲取深厚的学术滋养，培养了求真务实、勇于探索的科研精神，为日后的科学研究奠定了坚实的基础。

在数学院求学期间，孙德锋师从韩继业先生，系统学习数学优化理论。韩先生治学严谨、低调务实，既注重学术功底的扎实训练，也鼓励学生开拓视野、追求创新。正是在韩先生的启发下，孙德锋敏锐地察觉到非光滑牛顿方法在国际优化领域的崛起，而这一方向在当时国内仍处于起步阶段。怀揣对未知的渴望，他向韩先生提出探索这一新兴领域的想法。韩先生不仅大力支持，还亲自参与，与他携手攻坚，共同开拓这一前沿研究领域。这段探索之旅充满挑战，却也令人着迷。“我对这个领域情有独钟，它充满趣味与美感。”孙德锋回忆道，“找到合适的优化方法，就像找到一把精准无误的钥匙，轻轻一转，复杂的锁扣瞬间开启。”非光滑牛顿方法的突破在于，它摆脱了传统牛顿方法对光滑性的依赖，能够高效求解不可微优化问题，并利用解的稀疏性大幅降低计算复杂度。这一技术变革让孙德锋深刻意识到优化算法的巨大潜力，也坚定了他终身致力于这一领域的决心，为日后其在非光滑优化理论和算法上的突破奠定了坚实基础。

然而，要在数学优化领域走得更远，除了扎实的理论研究，还需要坚定的学术信念和广阔的学术视野。越民义先生的教诲对孙德锋产生了深远影响。“既不能夜郎自大，也不能妄自菲薄。”这句话成为孙德锋的学术信条，让他始终保持清醒的学术态度——既要有自信，敢于挑战世界级难题，也要谦逊求索，不局限于已有的成就，勇于突破舒适区，探索未知。正是这种精神，促使他日后在非线性半正定规划的强正则性这一公开难题上取得突破，成功解决这一长期悬而未解的数学问题。

“这里，是成就世界顶尖数学的摇篮；在这里，可以做世界最好的数学。” 孙德锋常说。数学院浓厚的学术氛围、自由探索的研究环境，以及前辈学者的精神传承，深深影响了他的成长。每年都有世界知名数学家来到数学院与师生们探讨数学前沿问题，这一氛围不仅使他紧跟国际优化前沿，也为他提供了与国际优化专家学者深入交流的宝贵机会。在这里，他结识了 Jong-Shi Pang 教授、祁力群教授、孙捷教授等优化领域的杰出学者，他们的研究不仅拓宽了他的学术视野，激发了他的学术思考，更促成了他日后的国际合作，助力他在优化领域不断探索、突破。

算法求解，从数学院到国际前沿

在数学院求学期间，孙德锋不仅深耕数学理论，还接触到当时宝贵的计算机资源，使他能将数学优化与计算结合在一起思考。这段经历不仅让他构建起坚实的理论框架，更为他日后在算法研究和求解器开发方面埋下了伏笔。正是在这里，他意识到，优化算法的价值不仅仅在于数学理论的优雅性，更在于编程实现后，在实际计算过程中所展现出的高效性与实用性。

在科技日新月异的当下，优化问题的规模与复杂度急剧攀升。在人工智能、统计学以及金融学等领域，大规模快速优化算法已成为支撑核心应用的关键。然而，传统优化方法在海量数据与高维计算的挑战面前，常常力不从心。以高维优化问题为例，变量数量可达数千万级，求解过程计算成本高昂，可能需要漫长的计算时长。如何设计更为高效的优化算法，突破计算瓶颈，便成为孙德锋在新加坡开展科研工作的核心命题。

在这一充满挑战的科研领域，孙德锋凭借着对学术的热忱以及团队的不懈努力，在优化理论、算法及其应用的研究道路上，取得了一些具有创新性与突破性的成果。例如，孙德锋与戚厚铎教授紧密合作，共同提出了最佳邻近相关矩阵问题的牛顿型方法。这一成果在实践应用中展现出良好的性能表现，已成功被国际知名的 NAG（Numerical Algorithms Group）数值与统计计算库收录，并在学术界和金融界得到广泛应用，有效推动了相关领域的技术发展与创新。2018 年，孙德锋与  Kim-Chuan Toh 教授以及博士生组成科研团队，通过协同攻关，研发出大规模半正定规划求解器 SDPNAL+ 。该求解器在处理大规模半正定规划问题时，计算效率和精度远超传统算法，大幅提升了该问题的求解能力与应用范围。凭借 SDPNAL + 求解器在算法创新与实际应用方面的突出贡献，孙德锋团队荣获 2018 国际数学规划 Beale—Orchard-Hays 奖，该奖项每三年颁发一次，旨在表彰在优化求解器领域取得杰出成就的科研团队与个人。

凭借这一系列具有深远影响力的重要突破，孙德锋在国际学术领域获得了广泛关注与认可。他于 2020 年先后当选为美国工业与应用数学学会（SIAM）会士以及中国工业与应用数学学会会士，并于 2024 年荣膺中国运筹学会会士。当前，身处国际优化领域前沿，孙德锋教授携手团队成员，始终秉持着严谨的学术态度，致力于促进数学优化理论研究与实际应用的深度融合。他们以扎实的科研工作为基石，期望为科技与工程计算领域的发展提供关键的理论支持与技术保障，通过团队的共同努力，推动该领域朝着更高水平、更具创新性的方向稳健发展。

数学报国，使命担当

在数学院的求学经历，不仅为孙德锋奠定了坚实的学术根基，更孕育了他深厚的家国情怀。他深刻认识到，数学不仅是纯粹的的学术理论，更是推动国家科技进步、产业转型升级的关键力量。

2019 年，国际形势复杂多变，华为被列入实体清单，核心技术自主化成为我国科技领域面临的紧迫任务。华为在生产计划与供应链物流环节遭遇超大规模线性规划求解难题，向孙德锋寻求技术支持，期望其研发高效的工业优化求解器。工业软件研发与传统学术研究方法存在显著差异，不仅难度高，且风险极大，一旦失败，极有可能影响学术声誉。但孙德锋以国家需求为重，毅然决然地接受了挑战。在他心中，优化求解器的研发，关乎国家核心技术自主可控，意义重大。

在这场艰苦卓绝的技术攻关中，孙德锋带领团队日夜奋战。无数个夜晚，他因巨大的压力而焦虑难眠，甚至会在凌晨惊醒，担忧项目失败的后果。但每当此时，数学院前辈的教诲—— “国家的需要，就是我的研究方向” 便回荡在他的心中，给予他坚定的信念和强大的动力。最终，凭借顽强的毅力和不懈的努力，孙德锋团队成功突破技术瓶颈，研发出高效稳健的优化技术，为大规模线性规划问题提供了快速解法。这一成果不仅有效助力华为解决实际难题，也为我国相关领域的技术发展提供了有力支撑。

鉴于孙德锋在合作项目中的卓越贡献，他于 2021 年分别荣获华为香港研究中心和华为诺亚方舟实验室颁发的 “杰出合作者奖”。这一荣誉不仅是对他个人科研能力的高度认可，更是对其心怀家国、勇于担当精神的充分肯定。孙德锋以实际行动诠释了科研工作者的使命与担当，为我国科技事业的发展贡献了重要力量。

承学术薪火，育优化英才

数学院，作为数学研究的学术高地，不仅汇聚着丰富的数学知识，更是承载着一代代数学家精神传承的神圣殿堂。孙德锋在学术成长过程中，深受越民义先生、韩继业先生等前辈的影响。他们严谨治学、脚踏实地、无私奉献的崇高精神，犹如熠熠生辉的灯塔，照亮了孙德锋的科研征程。如今，孙德锋接过培育人才的接力棒，以导师身份投身于新一代数学优化人才的培养事业中。

“科研的价值，绝非体现在论文发表数量，而在于是否切实推动了数学的进步以及应用的发展。” 这既是孙德锋对学生的殷切期望，更是他在数学院求学期间深刻领悟并始终坚守的学术准则。他期望自己的学生在扎实钻研理论知识的同时，积极投身实践，深入企业和行业一线，着力解决现实世界中的优化难题，让数学优化不仅仅是一门科学之美的追求，更成为推动社会进步的强劲动力。

在当下时代发展的浪潮中，数学优化的未来方向已不再局限于理论层面的深化，而是与人工智能、数据科学、工程计算等前沿技术紧密融合，协同发展。数学的蓬勃生命力，源于不断突破现有边界，勇敢探索未知领域。正如前辈数学家们传承下来的探索精神所指引的那样，孙德锋坚信，数学的发展不应被既有框架束缚，而应积极主动地探寻新的发展可能。

孙德锋满怀期待，愿与新一代优化研究者并肩同行，站在时代前沿，全力突破计算瓶颈，深度融合人工智能与数学优化，致力于研发更为高效、精准的优化算法与软件，为科技创新筑牢数学根基。他更渴望与志同道合的研究者携手共进，共同推动数学优化理论和方法的持续发展，让优化技术在工业、科技、金融等众多领域大放异彩，使数学优化真正成为推动世界变革的关键力量。

来源：中国科学院数学与系统科学研究院