英才計劃：一場與科研的美好邂逅

對數學建模的熱愛與堅持

我從小就是一個“科技迷”，對科技創新有極大的興趣，從小學就開始接觸科技創新相關項目，并屢獲獎項。同時，我十分崇敬丘成桐、陳省身等大科學家，渴望自己也能像他們一樣在科學研究上有所成就。到了初中，在學校教師的指導下，我開始對生活中遇到的數學問題進行研究、處理，通過建立相應的數學模型，追求較為準確的擬合效果。盡管相關研究取得了一些小成績，但研究過程還是存在不夠嚴謹等問題，尚且無法稱其為真正的科研。

英才計劃賦能科技創新夢想

在一場中學生英才計劃宣講會上，我被英才計劃培養的專業和嚴謹深深吸引，意識到這是我實現“科研夢”的絕佳機會。我作好了參與選拔的各項準備，最終在層層選拔中脫穎而出，成功入選中山大學英才計劃數學學科培養項目。經過與導師團隊的充分溝通，確定了數學建模研究的大致方向，導師姚正安教授還為我推薦了相關書籍，在他的指導下，我學習了《數學分析》《線性代數》《離散數學》和《運籌學》等課程，為后續的研究作好知識鋪墊。同時，我也開始留意生活中的具體問題，希望找到有實際應用價值的研究方向。

發現問題 解決問題

在大型高中，宿舍樓電梯排隊問題無法避免，通過問卷調查，我發現宿舍樓電梯排隊問題給高中生的日常生活帶來了極大的不便。結合之前的數學建模知識學習，我意識到這個實際問題可以數學化，通過建立模型優化排隊策略，減少不必要的排隊時間。在與導師團隊的交流會議上，我匯報了這一研究設想，得到了導師的肯定與指導，極大地增強了我的信心。

正如牛頓所言“如果我看得更遠，那是因為我站在巨人的肩膀上”，科研創新離不開對前人研究的總結與歸納。通過閱讀大量相關文獻，發現關于電梯排隊論的研究各有特點，我篩選出其中較為典型的文獻，并加以總結歸納，找出其中相似的研究思路，比如發現問題、模型建立、算例應用等共性，也說明了其中研究模型結構、研究模型特征、研究目的等不同之處，撰寫了文獻綜述。結果發現，文獻中關于宿舍樓電梯排隊問題的研究較少，關于排隊策略優化的研究更是鳳毛麟角，表明我的研究具有一定的創新性與獨特性，極大地激勵了我繼續開展研究的決心。與此同時，對于已有研究的總結與歸納也使我明晰了研究的大致思路和一般過程，學會了正確運用數學建模工具，讓我能結合實際問題的特點，引入必要的實際參數建立數學模型。

隨后，我開始對學校的實際情況進行調查，研究宿舍樓電梯排隊系統的相關排隊論參數，并試圖對相關具體情況進行量化。然而，科研之路遠沒有我想象得一帆風順。一是來客流不穩定，不同時期的客源不一，難以量化；二是電梯分布地點不同，同學對電梯的選擇偏好不一，從而影響離散電梯客源分布；三是電梯品牌多樣，參數不同，難以簡單量化。

為此，我積極與導師團隊交流，并在多輪實踐考察后找到了對策。在長達數月的實地考察、數據分析后，我發現盡管來客較為分散，但在多數情況下有著“集合來客源”特征，比如多數同學放學后會先去食堂就餐再回宿舍，通過對集合源的分析，可將離散的教學區來客源轉移到食堂這一較為單一客源處分析，再結合離散數學相關知識，可對來客源的泊松流進行簡化，從而繼續研究。與此同時，通過調查問卷、考察分析等方式，我創新性地引入了電梯選擇偏好系數概念，將同學由于電梯距離遠近和運載效率不同的選擇偏好量化，使得總體泊松流進一步細分為多個小泊松流，對離散電梯系統進行細化處理，得到策略的優化方案。此外，對于電梯參數不同的情況，我在學校教師的幫助下聯系了采購廠家，并在廠家技術人員的幫助下測得了實際運行參數，極大地提升了模型的擬合效果，得到了符合實際情況的優化策略。

在解決了實際研究參數處理的“卡脖子”難題后，我著手于理論與實際的結合，在運用最小二乘法、轉移概率矩陣、全概率公式、概率密度公式等常用數學工具的同時，結合宿舍樓電梯排隊實際問題的特點，引入“總泊松流”“電梯選擇偏好系數”等個性概念和參數，建立數學模型進而完成研究，并在導師的指導下完成論文撰寫。最終，研究課題“基于排隊論的宿舍樓電梯排隊策略研究”在英才計劃數學學科年度評議中脫穎而出，得到了評議團隊的肯定。

多方面培養科技創新素養

在為期1 年的培養中，英才計劃還為我們準備了豐盛的“科學盛宴”，讓我們在完成課題研究、提升科研能力之外，還能與大師學者面對面交流，走進一流科研院所，拓展科學視野，充分感受科技的奧秘。

在英才計劃數學學科冬令營，我聆聽了田剛院士關于數學與科技的講座，認識到數學在現代科學中的基礎性作用，提升了我對數學在現代社會應用場景的認識；在姚正安教授和李輝來教授的指導下，小組成員對道路行駛規劃問題進行了充分討論，并建立了對應的數學模型，我還代表小組進行了小組研究成果匯報，得到了教授的認可，被評為“優秀營員”。

在英才計劃全國管理辦公室組織的松山湖材料實驗室暑期實踐活動中，我走進了國家一流實驗室——松山湖材料實驗室，了解到材料科學的重要意義，正如王恩哥院士所說“掌握材料，掌握未來”；還參訪了國家重要大科學裝置——散裂中子源，了解到大科學裝置在科研中的重要性，認識到國家對于發展科技的重視與支持，使我進一步堅定了科技報國的崇高理想。

暑期實踐期間，我有幸與多位院士面對面，在大師的生動演講中了解前沿科學，在交流提問中迸發出思維的火花。我參加了汪衛華院士關于非晶材料的講座，了解了非晶材料的制作步驟和特性，以及在實際中的應用；參加了王恩哥院士關于物理與人類未來的講座，了解了物理在人類社會發展中的重要地位；參加了黃乃正院士關于化學藥物開發的講座，了解了藥物開發與有機物合成的程序；參加了蔡榮根院士關于黑洞和相對論的講座，了解了黑洞的發現過程及相對論的提出與檢驗；參加了王玉鵬院士關于物質科學的講座，了解了凝聚態物理的作用及物理發展趨勢和數理邏輯。同時，我還走進了汪衛華院士主持的非晶材料實驗室，在閆玉強老師的指導下完成非晶金屬制備及其特性檢測探究性實驗并撰寫了實驗報告，在營末總結大會上代表小組介紹學習成果，順利完成暑期實踐活動所有學習、研究任務，進一步培養了我的動手能力，讓我在實踐中感受到科研的魅力，體驗到科研過程中的苦與甜。

英才計劃收獲與展望

回首1 年的培養，我受益良多。

在數學知識方面，英才計劃讓我提前接觸了大學知識，重點學習了離散數學分布模型、轉移概率矩陣及隨機分布等內容，培養了我的數學建模能力，拓寬了我的眼界。在科學研究方面，我完整經歷了從前期的理論鋪墊、文獻學習、考察分析到后續的理論推導、論文撰寫、實例應用的科研過程，掌握了科研所需的思維和能力。

1 年的英才計劃培養已經結束，但我的科研之旅才剛剛開始，我將以英才計劃為契機，以對科研的熱愛不斷激勵自己在艱辛而熱忱的科研之路上越走越遠，成為真正的科研英才。期待與科研的美好邂逅源源不斷！

陳梓杰

2023 級英才計劃數學學科學生

就讀于廣東省廣州中學，師從中山大學姚正安教授。完成“基于排隊論的宿舍樓電梯排隊策略研究”項目，撰寫電梯排隊論相關研究文獻綜述和研究論文各1篇，獲評2023 年度英才計劃數學學科優秀學生。■