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巾帼新典范 | 上海市三八红旗手标兵提名,看范金燕如何寻找人生“最优解”
来源:中国教育澳门美高梅国际上海交通大学委员会管理员   发布日期:2019-03-21   浏览量:733

从一名对数学感兴趣的小女生,到一名沉浸在非线性优化世界内的女数学家,她身体力行地实践着:足履实地,才能仰望星空。范金燕常说,老师教给学生的,不只是对课题的思路,更应有对科学的思考;学生能从老师身上获益的,除了学问还应有治学与人生的态度。

范金燕是上海交通大学数学科学学院教授、博士生导师,从事数学领域中非线性最优化的理论和方法研究,曾获第十三届中国青年女科学家奖,上海市三八红旗手等荣誉,入选科技部创新人才推进计划中青年科技创新领军人才。本次获评2017-2018年度上海市“三八红旗手标兵”提名奖。


一步一脚印才是研究数学的基础

在江苏南通出生长大的范金燕从小就对数学很感兴趣,读书时她发现自己对数字很敏感,参加过几次数学竞赛都获了奖,“那时觉得解数学题就像侦探破案一样,从线索一步步推导,离正确答案越来越近时,感觉真的很棒。”所以在选择大学专业时毫不犹豫就选择了数学专业,本科成绩也一直遥遥先,“最开始选择数学只是因为自己的兴趣,幸运的是,我选对了,这份热爱真诚而持久”。 

硕士毕业以后,范金燕来到了中国科学院数学与系统科学研究院攻读博士学位。在那里的学习生活让她结识了很多优秀的人,更加坚定了她将数学作为终身追求事业的决心。谈及这段经历,范金燕特别感谢她的博士生导师,“他是对我影响最大的人,做学问他是我的良师,做人他更是我的楷模” 、“我的导师很擅长把抽象复杂的数学问题讲得透彻又有趣。”她说,导师豁达和乐观的人生态度深深地感染了她。专注选定的方向,不畏难、不急躁,做出好的成果固然好,做不出也要摆正心态,这正是她在科研路上一直坚守的信条。


范金燕评价自己的求学生涯以及研究道路,提及最多的是“很幸运,没什么挫折,挺顺利的”。她冷静自持,却温婉中带着坚毅,她云淡风轻,又对数学有着无限的专注与笃定。“能够脚踏实地,一步一个脚印才是研究数学的基础”,平日里,她是个急性子,说话快、走路快、办事快,可一旦沉浸到数学中,她日常急性子便自动收敛,取而代之的是无限的耐性和沉静的思考。为解决一个数学问题,她可以苦思冥想,有时连吃饭、睡觉、走路,都在脑子里“写”着各种方程式。一只笔、一叠纸、一台电脑,还有时刻运转的大脑,这就是她作为一名数学家的全部“家当”。她将全部的注意力投入到无限的数学世界中,自然才能如此视困难于无物。

周围的世界很复杂,可是再复杂的问题也有一定的“套路”,化繁为简、举重若轻,这便是数学的“魔力”。对于她来说,游走在复杂的世界里,数学就是她的精神家园。

硕果累累的女数学家

范金燕从事非线性最优化的理论和方法研究。非线性方程组是数值代数和数值优化的重要问题,也是科学计算和计算数学的核心问题,在化学、航空、电力系统、经济规划等领域有着十分广泛的应用。在对已知方法做过大量分析之后,她发现需要寻找新的、更好的方法。她提出了非线性方程组的高阶Levenberg-Marquardt方法和信赖域半径趋于零的信赖域方法。这些成果提供了非线性方程组的高效算法和新颖的理论分析技巧,推动了LM方法和信赖域方法的发展,受到了国际学术界的广泛关注。


非线性方程组是范金燕从博士期间一直延续到现在的研究方向,已经钻研多年,她希望自己能在这个方向上做到国内外领先。国际上新的、热点问题她也时刻保持关注。比如,完全正优化是近几年开始的新的研究方向,它在组合优化、数理统计等领域有着很广泛的应用。

她彻底解决了完全正填充这一矩阵研究领域中一直未解决的NP-难问题;提出了完全正逼近问题的半正定松弛等级算法,相关成果发表于国际权威期刊 SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications,并被选为“Featured Article”。

范金燕说,自己几乎没有灰心丧气的时候,“问题的难度总是有的,但我从来没定过什么高目标,只要努力了,顺其自然就好”。一只笔、一叠纸、一台电脑,还有时刻在思考的大脑,这就是数学家的全部“家当”,“数学是一个相对自由的学科,只要心里记着这事,研究随时随地都在进行着”。她“顺其自然”的研究成果引起国际同行的关注和引用,引发了日本、欧美等多项后续性工作,并被广泛应用于实际领域。 目前范金燕老师担任着Journal of Industrial and Management Optimization、Journal of the Operations Research Society of China、《计算数学》等学术期刊的编委。

教学与科研的先锋

范金燕一直强调教学与科研并重。她开设了多门数学基础课程,她负责讲授《最优化理论基础》、《矩阵理论》等多门数学基础课程。她说:“当数学教师既是我的爱好,也是我愿意追随的事业,我的人生理想是当一名好老师。”

如何把抽象复杂的数学问题讲得透彻又有趣,易于学生理解和接受,也是范金燕一直思考的问题。“比如说最优化里的最速下降法,我常常会将其比作盲人爬山,盲人利用拐杖感知山坡的坡度,并沿着山坡最陡的方向往前爬。这样一来,学生们就大多能理解了。”在教学上,她力求用简洁直观的方式解释抽象复杂的数学问题和方法,把自身理解、分析和思考带入到教学中,这种化繁为简、深入浅出的授课方法,使学生们对深奥的数学理论和方法产生兴趣,变得更加积极主动的探索数学世界的奥妙。常常下课了还有很多学生围着她讨论问题。“现在的学生非常聪明,思路很活跃,和他们交流给了我很多灵感”。


办公室黑板上写着满满的数学公式,范金燕说这是刚刚和一位博士生讨论完的现场“笔记”。她大部分时间都会呆在办公室,随时和学生讨论课题研究过程中遇到的问题。老师教给学生的,不只是对课题的思路,更有对科学的思考;学生能够从老师身上获益的东西,除了学问还有治学与人生的态度。

她说从事科研“要具有敏锐的目光,学会发现问题”。鼓励学生要敢于挑战导师,大胆猜想、深入思考、细致研究,争取能做出原创性的工作。正是这种“无声胜有声”的言传身教对学生们的成长成才产生了深远的影响。她的研究生周安娃、赵馨、赵瑞雪分别于2013、2014、2015年获研究生国家奖学金。博士生周安娃在学期间发表了多篇高水平学术论文,2016年获“博士后创新人才支持计划”资助。

科学无性别之分

女科学家获奖,难免有人会特别强调她们身上的“女性”标签。“我周围的女同事很多,工作时我们一点都没觉得‘女性’这个标签有什么特别,在科学和知识面前,人人都是平等的。”范金燕说。谈到现在女性数学研究者的现状,范金燕非常乐观:“我们系就有很多女老师,做得都很好,都有好的研究成果。现在的研究生,女孩子的比例也不低于男生。我希望我的学生们能够研究自己感兴趣的课题,脚踏实地,一步步优化自己的人生。”

范金燕的丈夫是沪上另一所高校数学系的教授。很多人会刻板地认为,包括女科学家在内的职业女性为了照顾家庭无法兼顾工作,幸运的是,范金燕的丈夫无论在生活上还是事业上都给予了她莫大的支持。



“我们两个人都是学数学的,学术难题一起讨论,家里‘后勤工作’也是一起分担。我想我的家庭生活应该和大家一样,平淡、忙碌,也很有趣。我很赞成女孩子勇敢追求自己的理想,也经常跟我的女学生说,在科研领域,男性能做到的,女性也能做到,而且能做得很好。”范金燕这样说,她也这样做了。