袁亞湘：以稚子之心探數學之美

姜天海

當別人都在感嘆他未來仕途不可限量時，47歲，他卻卸下所有行政職務，以一顆稚子之心回歸科研凈土，“帶帶學生，想想數學，寫寫文章，游游世界，不亦樂乎”。也正是這樣一位有著歸居田園的質樸、文人俠客豪情的科學家，在最優化計算方法及其理論基礎方面作出了世所矚目的杰出貢獻，在信賴域方法、擬牛頓方法、非線性共軛梯度法、子空間方法等方面的創造性研究成果為世人所共贊。

A、農村走出的“放牛娃”

在計算數學所的網站上，袁亞湘為自己設計了一個頁面。上面的個人簡介甚少提及榮譽和成績，卻寫道：“我叫袁亞湘，‘亞是因為排行老二;‘湘是由于來自湖南。我曾是農民，而且從心里一直自認為永遠是農民。我五歲上學，十一歲休學一年，在家放牛。十五歲高中畢業后回村當農民三年，我很想當個詩人，可惜沒有天賦?！?/p>

的確，少時的袁亞湘，求學之路并不順利。5歲便早早啟蒙，小學甚至因成績優異又跳了一級，讓他成為班上年紀最輕的“小神童”。但由于時代的原因，11歲，他不得不中途休學一年。

與袁亞湘同齡的人，很多都留在了農村，結婚生子。這時的袁亞湘覺得自己已經非常滿足。但卻不曾想到，接下來的幾次“幸運”的抉擇，讓他一路從湖南到北京，再到英國留學，一次次打破了他人生的“天花板”。

22歲，袁亞湘以研究生入學考試第一名的成績考上中科院計算數學所（當時名為“中科院計算中心”），師從著名數學家、中科院院士馮康。

回憶起與導師9個月的短暫相處，袁亞湘笑著透露，馮康是我國數學界的泰斗級人物，而且他們讀大學時的教材都是馮先生編寫的。因此，無論是他自己，還是給袁亞湘授課的中青年教師，都很敬畏，甚至有點懼怕馮先生。但馮康對這個小徒弟卻甚是親近，有點像爺爺和孫子間的“隔代親”。

1982年3月的一天，馮康找來袁亞湘，客氣地問：“小袁，跟你商量個事兒，組織上要派你出國，你去不去?。俊痹瑏喯嫦肓讼?，答：“我聽馮先生的。”馮康接著說：“你同意出國的話，要改學個方向，不要學我的方向了（有限元），學優化吧?！?/p>

正是這兩句簡短的建議，改變了袁亞湘的人生軌跡：“馮先生認為，當時國內優化領域實力較弱，因此如果我學成歸國對國家貢獻更大，對我個人的研究突破也更有利。從更高層次來說，馮先生是一個智者，他是站在整個國家學科布局和發展的角度來思考人才培養的問題?！?/p>

時隔兩月，著名數學家、中科院院士華羅庚和馮康聯合邀請優化領域POWELL派開山鼻祖M.J.D.Powell教授來京交流。其間，馮康有意安排袁亞湘與Powell見面，并讓袁亞湘作學術報告。

總結自己求學之路的種種“幸運”，袁亞湘以數學的優化理論分析道：“運氣是什么，是你在關鍵時刻作出對自己最有利的決策，而且正好在對的時間碰到對的人和事情?！?h3>B、傳播數學之美

在授課和作科普報告時，袁亞湘是出了名的“段子手”。

瞎子爬山、達·芬奇與黃金分割、孫悟空與信賴域、守法與懲罰，以及諸如“依葫蘆畫瓢都行嗎”、恐龍是如何滅絕的等等。他所講的帶有“袁氏幽默”特色的數學趣味故事，深入淺出、通俗易懂，讓學文科的同學都能興趣盎然地聽下去。

“我想跟年輕人傳遞一個信息，數學是有趣的?！痹瑏喯娼洺c學生探討，為什么數學會如此之美，以至于世界上最聰明的頭腦都在鉆研數學問題。有的學生說，是因為數學有高深的理論、漂亮的結果、優美的方法、奇妙的技巧，但袁亞湘卻認為，“最最美好的是數學的思想，它美得要命”。

也正是出于對數學之美的深愛，對傳播數學之美的責任與擔當，讓袁亞湘在國際科研交流合作中，發揮著越來越大的作用。

“我認為，要成為一個在國際上有影響力的科學家，首先要做好自己的科研，其次就是要做一個有擔當的學者，在國際科學舞臺上發揮自己的作用，促進國際間學術交流與合作，包括讓國際上優秀的科學家為中國服務?！闭桥c各國科學家緊密的合作交流，也讓袁亞湘收獲了國際上的肯定。2014年，他當選巴西科學院通訊院士，并于2015年當選發展中國家科學院院士，“我是湖南人，講英語帶著湖南腔。但是我敢于交流和積極參與國際學術活動，為促進和推動我國數學走向國際作努力?！?/p>

2015年，袁亞湘也收獲了來自中國數學界的肯定，當選為中國數學會理事長。

“我很感謝中國數學界對我的信任。擔任中國數學會的理事長我深感意外，因為我本人所研究的優化領域并不是主流的基礎數學，而是數學中比較‘小眾邊緣的學科?！痹瑏喯姹硎?，中國數學會將進一步做好承接政府轉移職能、學術交流、科學普及、人才舉薦等工作，大力加強學會的國際交流與合作。

C、保持孩提時的天真

袁亞湘非常喜歡的一本科學讀物，是《別鬧了，費曼先生》。書中講述了一位著名物理學家幽默機智、幾近頑童的行為。

在他看來，要想成為一位成功的科學家，一定要保持孩提時的天真，“因為作研究要求一顆非常純潔的心，大腦沒有太多的雜七雜八的東西，才能安下心來投入全部精力作研究，所以我們不希望這個社會把年輕人搞得太世故”。因此，他也鼓勵有志成為科學家的年輕人要保持自己的童真，敢想敢干，思維不受約束，有自己獨特的想法。

袁亞湘也始終保持著一顆稚子之心。他堅持“興趣”在人生中的重要作用。他在招收研究生的個人簡介中寫道：“我愛讀書，買書也是我的愛好之一。我愛打橋牌，現在有時也打，如果你感興趣，可以參加我們所每雙周五晚上的定期橋牌活動。我曾經愛中距離跑步，但現在畢竟不再年輕而且也沒場地，只好放棄，改成爬山，從2012年起又增加了游泳，每天1000米。”

每周末，只要沒有安排，袁亞湘就會帶著幾個學生一起去郊區爬山，再去農家樂吃飯、打牌，可謂是學生中的“人氣之星”。

在袁亞湘的影響下，一批批帶著“袁氏幽默”和科研純凈之心的畢業生也逐漸走向各個科研崗位，發揮著自己的作用。他所培養的研究生中已經有兩位獲得了國家杰出青年基金、一位獲得國家優秀青年基金。

他曾經的學生、計算數學所副研究員、數學與系統科學研究院“陳景潤之星”人才計劃獲得者劉歆，與袁亞湘等合作者共同完成了一項新進展。他們在一類交換關聯能的情形下，給出了離散的Kohn-Sham能量極小化問題的全局或局部極小必須滿足離散Kohn-Sham方程的一系列充分條件，首次從理論上揭示了這兩者之間的關系。

同時，該進展還揭示了關于電荷密度的Kohn-Sham能量極小化問題的強局部極小值點具有如下性質：所有非零元素有一致的下界，從而從理論上證明了問題在解附近適定;給出了自洽場迭代算法及其各種電荷混合變體的收斂性條件，這些條件大大優于已有的條件。該成果發表在《美國工業與應用數學學會數值分析雜志》。