一块钢铁如何剪裁才能造就曲面最好的船体？一架飞机空间如何规划才能装载更多货物？一套算法如何优化才能带来最佳体验？……归根结底 ， 这些都是数学问题 。
【上海|上海国家应用数学中心 “出圈”求解企业应用题】如果说基础研究是“水” ， 应用研究是“鱼” ， 那么数学正是“水美鱼肥”的关键 。 2020年2月 ， 科技部公布首批13家国家应用数学中心名单 ， 其中一家落户上海 。 去年10月举办的浦江创新论坛上 ， 上海国家应用数学中心正式揭牌 。
一支笔、一张纸 ， 数学家就能徜徉于数字王国 ， 探究宇宙真理 。 得益于新型研发机构的全新机制 ， 上海国家应用数学中心在架构上打破了单位界限和学科壁垒 ， 以复旦大学和上海交通大学为依托 ， 联合上海乃至长三角地区相关高校和代表性企业 ， 凝练和解决国家重大科技任务和区域及产业发展重大需求中的数学问题 ， 为产业能级提升和经济社会发展提供持续支撑 。
算力大幅提升 ， 数学得以在各行各业“求解”
“数学可以分为理论数学和应用数学 ， 上海在应用数学方面有很强的底蕴 。 ”上海数学中心主任、上海国家应用数学中心联席主任、复旦大学教授李骏说起上海应用数学的过往 ， 如数家珍：苏步青先生用数学方法为船体放样 ， 谷超豪先生为某一型号导弹定型计算 ， 李大潜先生建立测井数学模型 ， 都是数学应用于产业的经典范例 。
理论数学可以靠数学家一人“头脑风暴” ， 应用数学则不然 。 因为数学家可以用各种抽象的方式论证“解”的存在 ， 但对工程师来说 ， 你得明明白白告诉他“解”是什么 。 过去 ， 一些方程只能近似描述“解”长什么样 ， 近年来得益于算力的快速提升和数学理论的突飞猛进 ， 这些方程有了求解的可能性 ， 这极大开拓了应用数学的功能和研究领域 。
2018年夏 ， 上海市科委整合各方力量 ， 探讨如何提高上海数学研究整体水平 ， 促进数学对产业的支撑 ， 秉持发展合作交流、打破单位界限和学科壁垒的原则 ， 上海国家应用数学中心应运而生 。 在这个看似松散的机构中 ， 囊括了各个学科的科研人员 ， 数学、物理、医学、图像识别、空气动力学、流体力学……他们用“数学+”的方式去交叉跨界 ， 用数学的方法攻克一个个“卡脖子”难题 ， 为疏通产业瓶颈提供数学支撑 。
企业遇到难题 ， 数学也可以是“解决方案”
重庆火锅生意竞争激烈 ， 一位老板希望能发明一种标注“辣度”的仪器 ， 一次与数学家闲聊让这个问题得以解决 。 “其实只要发明一种深度学习算法 ， 大数据就能让机器在看到辣椒图片时给出辣度提示 。 ”上海国家应用数学中心联席主任、上海交通大学自然科学研究院院长金石团队中的一位年轻数学家说 。
在人们印象中 ， 数学家们高冷、不合群 ， 但在李骏和金石看来 ， 数学家可能是最渴望交流的一群人 ， 一杯咖啡就可以让他们讨论很久 ， 而要做好应用数学 ， 和企业的交流也断不能少 。
想要拿到更多的“应用题” ， “破壁”势在必行 。 复旦大学团队和上海商飞合作 ， 共同探讨如何把国产大飞机的发动机叶片重量减下来 ， 以适应发动机燃烧及超音速旋转带来的高温高压；上海交通大学团队与制药企业携手 ， 研究如何用分子动力学算法筛选被称为“新药种子”的有效化合物；华东师范大学和洋山港合作 ， 发展智能物流及智能港口建设核心的新一代智能决策技术……这样的跨界合作 ， 许多已悄然“开花” 。
金石说：“很多企业还没有意识到数学能帮他们解决问题 ， 我们需要把数学‘带出圈’ ， 让更多企业带着‘应用题’而来 。 ”为此 ， 上海国家应用数学中心举行了多场与企业界的互动 ， 举办数学促进企业创新论坛 ， 让企业家们知道 ， 当企业遇到问题时 ， 数学也可以是“解决方案” 。
加强人才引进和培养
作为上海市首批新型研发机构 ， 上海国家应用数学中心在体制机制上创出特色——没有固定场所、没有固定考核机制、由多家单位共同参与 。 作为世界华人数学家最高奖“晨兴数学奖”的金奖获得者 ， 李骏“力挺”这一模式：“组织模式是通过实践摸索出来的 ， 这其中人是最关键的 。 我在斯坦福大学工作生活的几十年中发现 ， 他们很擅长通过成立新机构来推动新的科学方向 。 ”
加强人才引进和培养 ， 被上海国家应用数学中心视为重中之重 。 随着国家和上海对于基础研究的重视、支持和持续稳定的投入 ， 上海正在成为全球英才的向往之地 。 金石用“量子跃迁”来形容上海近年来对于基础研究投入的增加 。 过去一年 ， 他所在的自然科学研究院研究经费大幅提升 ， 入职两年以上的年轻人全部拿到国家级的荣誉计划 ， 这使得中心吸引力大增 。
除了做科研的顶尖人才 ， 上海国家应用数学中心还在物色能和企业打交道的人 。 这是因为过去数学家的“任务”就是发论文 ， 而现在解决产业需求成为数学家的重要使命 。 因此 ， 如何把企业的问题带回来 ， 用数学建模的方式来解答非常关键 。 对于成立不到一年的上海国家应用数学中心来说 ， 下一步发展如何破题 ， 还需在因地制宜的探索中不断求解 。
作者：沈湫莎
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