為時(shí)代尋求最優(yōu)解

唐余方

重慶師范大學(xué)教授楊新民的辦公室墻上掛著兩幅題詞，一幅是“寧靜致遠(yuǎn)”，另一幅是“風(fēng)清氣正”。

兩幅題詞的作者，都是著名數(shù)學(xué)家、中國科學(xué)院院士王元。

2012年，王元把這兩幅題詞送給楊新民。楊新民格外珍視，將其掛在辦公室最顯眼的地方。

楊新民常常以其自勉。在他看來，這八個(gè)字，不僅反映了他的學(xué)術(shù)追求，更道出了他的人生態(tài)度。

1979年，楊新民成為重慶師范學(xué)院（今重慶師范大學(xué)）數(shù)學(xué)系的一名學(xué)生，從此與數(shù)學(xué)結(jié)緣。在其后近40年的時(shí)間里，他一直深耕數(shù)學(xué)領(lǐng)域，專注于運(yùn)籌學(xué)的研究，不僅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)站上更高的舞臺(tái)，還提升了中國在國際運(yùn)籌學(xué)界的影響力。

在2017年度重慶科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的評(píng)選中，楊新民獲得科技突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。沐浴著改革開放的春風(fēng)，他一路追求的，正是在學(xué)術(shù)研究上的“寧靜致遠(yuǎn)”，在行政管理崗位上的“風(fēng)清氣正”。

一個(gè)純粹的世界

在重慶師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，流傳著不少楊新民一路成長的故事，其中最為人們所津津樂道的，是他早年間曾花了一個(gè)暑假的時(shí)間，就為“死磕”出一個(gè)反例。

1983年，楊新民大學(xué)畢業(yè)，因成績優(yōu)異，留校任教。1985年，他考上重慶大學(xué)的碩士研究生，選擇的研究方向，正是運(yùn)籌學(xué)。

運(yùn)籌學(xué)是一門將復(fù)雜問題抽象為數(shù)學(xué)模型，再用數(shù)學(xué)的理論和方法去求最優(yōu)解的學(xué)科，研究的是最優(yōu)化問題，實(shí)用性很強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域很廣。

“比如，你要到某個(gè)地方，哪條路線最短，這就是運(yùn)籌學(xué)中的最短路徑問題?！睏钚旅窠忉屨f。

對(duì)于數(shù)學(xué)界的人來說，能把一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行建模、計(jì)算、研究，最后再應(yīng)用，是一種迷人而優(yōu)雅的藝術(shù)。楊新民被這門學(xué)科深深吸引，也把快樂建立在問題的解決之上。

上世紀(jì)80年代，在高校教師群體中，從事科學(xué)研究的人不多，楊新民卻是這鳳毛麟角中的一位。

在擔(dān)任講師期間，楊新民就對(duì)數(shù)學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚的興趣，除了備課、上課，他幾乎把課余時(shí)間都花在了做研究、寫論文上。

當(dāng)時(shí)，楊新民還住在教工宿舍，房間很小，只能擺下一張床和一張桌子。夏天酷熱，但他成天把自己關(guān)在房間里，埋頭研究數(shù)學(xué)問題。

一次，在讀到國外一篇文章時(shí)，楊新民對(duì)文章中的一個(gè)結(jié)果始終推算不出來。

“在數(shù)學(xué)里，一就是一、二就是二。如果是正確的，你就得嚴(yán)格證明它的正確性，如果證明不了，你也不能說它錯(cuò)了，必須要舉出反例來證明?！睏钚旅裾f。

舉反例并不容易，甚至比證明它的正確性更難。為了舉出這個(gè)反例，楊新民天天埋頭苦算，過程漫長而孤獨(dú)，陪伴他的只有屋內(nèi)電風(fēng)扇的無力轉(zhuǎn)動(dòng)聲和樓下老師們打橋牌的聲音。

無論外界如何嘈雜，楊新民始終沉浸在自己的數(shù)學(xué)世界里，他算了整整一個(gè)暑假，終于把反例舉出來了。

正是憑借著這股鉆研勁兒，楊新民很快在學(xué)科領(lǐng)域里嶄露頭角。從上世紀(jì)90年代開始，他就在運(yùn)籌學(xué)領(lǐng)域的多個(gè)方向上做出了原創(chuàng)性研究成果。比如，在多目標(biāo)優(yōu)化領(lǐng)域，他提出的“廣義凸性假設(shè)條件”，至今依然是國際上最先進(jìn)的假設(shè)條件。

多年來，楊新民的研究成果也獲得了國內(nèi)外運(yùn)籌學(xué)界的高度評(píng)價(jià)，美國、加拿大、澳大利亞等國的許多著名學(xué)者都曾在專著、綜述文章中引用過楊新民的思路、方法和運(yùn)算結(jié)果。

一份深刻的印記

2018年5月19日，楊新民在微信朋友圈轉(zhuǎn)發(fā)了一篇文章，內(nèi)容是1978年的全國科學(xué)大會(huì)。

楊新民并不是這場(chǎng)盛會(huì)的親歷者，但他卻是這場(chǎng)大會(huì)和改革開放浪潮中的受益者——他和他所研究的運(yùn)籌學(xué)，正是在這股時(shí)代春風(fēng)的吹拂下，才得以快速成長。

“那時(shí)，各個(gè)學(xué)科都百廢待興，我們有著廣闊的研究空間。老一輩科學(xué)家身上的家國情懷、大家對(duì)知識(shí)的渴望、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)和工作態(tài)度，都深深感染著我。我也希望我所做的研究，能對(duì)社會(huì)作出一點(diǎn)貢獻(xiàn)，能對(duì)科學(xué)、對(duì)教學(xué)有一定的推動(dòng)作用?！睏钚旅裾f。

早在上個(gè)世紀(jì)80年代末，楊新民就已經(jīng)開始將運(yùn)籌學(xué)運(yùn)用到實(shí)踐中去。

1987年，楊新民所在的團(tuán)隊(duì)和當(dāng)時(shí)的重慶市計(jì)劃委員會(huì)合作，共同完成“重慶產(chǎn)業(yè)政策研究”的課題，用數(shù)據(jù)來尋求重慶應(yīng)該發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。

要想確定具有發(fā)展優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)，首先得掌握數(shù)據(jù)。為此，楊新民不僅收集了全國各省市的統(tǒng)計(jì)年鑒，對(duì)西南地區(qū)的產(chǎn)業(yè)分布情況進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析和實(shí)地調(diào)研，還全面收集和調(diào)研了重慶的工業(yè)、財(cái)政、環(huán)保等各個(gè)方面的數(shù)據(jù)。

那時(shí)，計(jì)算機(jī)尚未普及，各個(gè)單位統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)都是紙質(zhì)文檔。楊新民記得，他們團(tuán)隊(duì)從統(tǒng)計(jì)局拉了整整兩卡車紙質(zhì)文檔，然后和學(xué)生一起整理這些數(shù)據(jù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立了多目標(biāo)優(yōu)化模型。

通過建模、數(shù)據(jù)分析以及與各個(gè)單位的交流，楊新民得出結(jié)論：重慶應(yīng)該選擇汽車、摩托車和機(jī)械等產(chǎn)業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)。

“這個(gè)政策指導(dǎo)了重慶很長一段時(shí)間的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我也備受鼓舞，覺得應(yīng)該將運(yùn)籌學(xué)運(yùn)用到更廣闊的領(lǐng)域去。”楊新民說。

在扎實(shí)的理論研究和實(shí)踐運(yùn)用中，重慶師范大學(xué)的運(yùn)籌學(xué)研究和教學(xué)水平迅速提升。1995年，楊新民領(lǐng)銜的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，一舉拿下“系統(tǒng)理論”和“運(yùn)籌學(xué)與控制論”兩個(gè)碩士研究生學(xué)位授予點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了重師理科碩士授予點(diǎn)“零”的突破。

此后，楊新民又開始探索如何將數(shù)學(xué)系從一個(gè)教學(xué)型團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)變成教學(xué)科研型團(tuán)隊(duì)。在他和團(tuán)隊(duì)的共同努力下，在運(yùn)籌學(xué)領(lǐng)域，重慶師范大學(xué)成為全國第一個(gè)獲得教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、唯一一個(gè)擁有教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的高校。

一次大膽的探索

2017年暑假，對(duì)于楊新民及其團(tuán)隊(duì)來說，是一個(gè)令人難忘的夏天。

剛放假?zèng)]多久，楊新民就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)去西安交通大學(xué)做了一場(chǎng)學(xué)術(shù)交流。在這次交流中，大家討論的主要問題，就是大數(shù)據(jù)與人工智能。

回到重慶后，楊新民召集團(tuán)隊(duì)成員開了一場(chǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議，他在會(huì)上提出：“我們一直在做運(yùn)籌學(xué)方面的研究，運(yùn)籌學(xué)最核心的就是研究最優(yōu)化問題，而大數(shù)據(jù)與人工智能的很多問題都可以歸結(jié)為最優(yōu)化問題。我們要結(jié)合國家需求，轉(zhuǎn)變思維，將運(yùn)籌學(xué)同大數(shù)據(jù)與人工智能相結(jié)合?！?/p>

重慶師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授趙克全曾是楊新民的碩士、博士研究生，現(xiàn)在也是團(tuán)隊(duì)成員，當(dāng)他聽到導(dǎo)師想轉(zhuǎn)變研究方向時(shí)，并不感到意外。

早在幾年前，楊新民就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)連續(xù)辦過幾期隨機(jī)優(yōu)化的高級(jí)研討班。隨機(jī)優(yōu)化正是大數(shù)據(jù)與人工智能的重要內(nèi)容之一。

的確，楊新民對(duì)學(xué)科發(fā)展很敏感，也一直關(guān)注著最新的研究方向。

2017年7月，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。楊新民覺得，是時(shí)候?qū)Υ髷?shù)據(jù)與人工智能進(jìn)行大規(guī)模、系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)和研究了。

“作為一名數(shù)學(xué)科學(xué)工作者，我覺得自己有責(zé)任、也有條件去做這件事情。”楊新民說。

從2017年暑假開始，楊新民及其團(tuán)隊(duì)成員就進(jìn)入了瘋狂的“補(bǔ)課”階段。整個(gè)暑假，他們沒有休息過一天，每天早出晚歸，泡在各類專業(yè)書籍、資料和專家研討中。

起初，趙克全感到這次轉(zhuǎn)型異常艱難，對(duì)于大數(shù)據(jù)與人工智能領(lǐng)域的許多專業(yè)知識(shí)，他覺得似曾相識(shí)，但又無法完全理解。

“起步階段非常痛苦，我們就像小學(xué)生一樣，哪里不懂就馬上去查閱資料?！壁w克全說，在整個(gè)過程中，楊新民始終充當(dāng)著一個(gè)“掌舵者”的角色，“他更多的是提煉思想。比如某個(gè)專家講到的大數(shù)據(jù)與人工智能方面的問題，他會(huì)抓住問題的本質(zhì)，把它提煉成某種數(shù)學(xué)思想，來幫助大家理解消化?！?/p>

熬過了最艱難的起步階段，趙克全慢慢體會(huì)到了大數(shù)據(jù)與人工智能研究的樂趣：“仿佛打開了一個(gè)新的世界?！?/p>

經(jīng)過一年多的轉(zhuǎn)型探索，楊新民帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的大數(shù)據(jù)與人工智能的研究成果初顯：今年年初，團(tuán)隊(duì)組織申報(bào)國家重大項(xiàng)目；2018年7月6日，由重慶師范大學(xué)承辦的第一屆全國大數(shù)據(jù)與人工智能科學(xué)大會(huì)也在重慶成功召開。

一份深情的希望

2002年，趙克全成為楊新民的碩士研究生。在沒有成為楊新民的學(xué)生之前，他從未想過有一天會(huì)從事數(shù)學(xué)研究工作，也正是因?yàn)闂钚旅?，他才體會(huì)到了數(shù)學(xué)研究的無限樂趣。

那時(shí)，楊新民有時(shí)會(huì)去其他國家訪問學(xué)習(xí)，每次學(xué)習(xí)歸來，他都會(huì)給學(xué)生們帶回許多重要的文獻(xiàn)資料，并召集大家一起學(xué)習(xí)討論。

對(duì)于剛上研究生不久的趙克全來說，一次又一次的學(xué)習(xí)討論就是一個(gè)不斷打開思維的過程。

趙克全記得，導(dǎo)師有一個(gè)讓學(xué)生閱讀并分析論文的教學(xué)習(xí)慣。一次，輪到他讀論文時(shí)，他直接將論文像讀課文一樣讀完了。

等到學(xué)生讀完，楊新民給大家提了一個(gè)問題：“論文究竟應(yīng)該怎么讀？”

這群年輕人面面相覷，一時(shí)語塞。

“無論是看論文還是做研究，都要有質(zhì)疑精神。比如你在證明一個(gè)結(jié)論時(shí)，不僅要看作者的證明有沒有問題，還要學(xué)會(huì)思考，除了這種算法外，還有沒有其他算法？”楊新民對(duì)學(xué)生們說。

趙克全深受導(dǎo)師的影響。如今，他也成長為一名對(duì)學(xué)生要求嚴(yán)格的老師。

楊新民格外注重培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，這和他的成長經(jīng)歷不無關(guān)系。

從小，楊新民就很喜歡數(shù)學(xué)，初中就開始參加全國數(shù)學(xué)比賽；大一時(shí)，他自學(xué)了實(shí)變函數(shù)，與“78級(jí)”的學(xué)生一同參加考試，不僅順利通過，還獲得了免修資格；擔(dān)任助理講師時(shí)，即便不能上臺(tái)講課，他也要提前把課備好，在聽其他老師講課的過程中，分析他們的講課方法和解題思路，并與自己的思路進(jìn)行對(duì)比……

“我常對(duì)學(xué)生和青年教師們說，無論是學(xué)習(xí)還是工作，都要學(xué)會(huì)做一個(gè)有心人。作為一名老師，我很希望自己一路走來的經(jīng)歷，能對(duì)年輕人有所啟發(fā)?！睏钚旅裾f。

因此，在每年青年教師的入校講座中，只要有時(shí)間，楊新民都會(huì)參加。在座談會(huì)上，他總要給青年教師們講講他的求學(xué)經(jīng)歷、教學(xué)經(jīng)歷和科研經(jīng)歷。于是，有關(guān)他的諸多成長故事，也就慢慢在校園中流傳開來。

記者兩次見到楊新民，都是在蟬鳴不斷的校園里。即便已經(jīng)放假，他仍然喜歡呆在實(shí)驗(yàn)室。

面對(duì)楊新民幾十年如一日的勤奮，有相熟的老師打趣他：“你就這么喜歡實(shí)驗(yàn)室？”

楊新民也不知道如何解釋，只好回答：“沒辦法，愛好少了。”

這個(gè)回答也沒錯(cuò)。多年來，做研究一直是楊新民的興趣所在，他仍然和年輕時(shí)候一樣，會(huì)深深沉浸在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的快樂之中。

也許，當(dāng)楊新民在不斷為時(shí)代尋求“最優(yōu)解”的時(shí)候，也為自己構(gòu)筑了一個(gè)“最優(yōu)化”的人生。