与数学相伴,追求极限

2020-11-02 03:00范佳乐
科学中国人·下旬刊 2020年5期
关键词:渗流苏中概率

范佳乐

苏中根,1966年生于安徽桐城,1982年考入安徽师范大学数学系。那一年,杭州大学开始招收概率论极限理论方向的研究生。命运中似乎隐隐有某种力量,将苏中根引入这一领域。

顺流而至

苏中根高中就读于桐城县的一所普通中学,数学是其强项。作为乡村的孩子,父母、师长对他最大的愿望是考上师范学校,将来做个中学老师。这大致上也是一代师范生的梦想。

考入安徽师范大学数学系,苏中根是激动的、快乐的、满意的。在他看来,大学是殿堂,是象牙塔,教书育人是纯粹的事业。在底蕴雄厚的安徽师范大学,老师们勤勤恳恳、兢兢业业地培养学生,学生们孜孜不倦、磨砥刻厉地努力学习。

与同窗学友相比,苏中根算得上是用功的,但并没有想到将来要成为一个数学家、科学家。因为,那个时候的人比较实在,也没有太多的深图远虑,一切都是自然而然地、按部就班地,甚至不紧不慢地行进着,与苏中根同时代的学生后来大多成了优秀的中学教师。

1985年秋,因为成绩优异,苏中根获得了安徽师范大学免试研究生资格,申请了国防科技大学。与现在推免生有很大不同,不需要考试,也不需要面试,申请的学校审核通过就录取了。但因为安徽师范大学是第一年获批推免资格,学校不熟悉招生录取流程,要求推免生做好报考准备。于是,苏中根参加了1986年全国研究生统一考试,顺利考入杭州大学概率统计专业研究生,师从陆传荣、林正炎两位导师,从事概率极限理论方向的研究。

当时,陆、林两位导师已经招生了3届研究生,几位师兄也已经在国内外重要的期刊上发表了文章,这深深地激励着苏中根。在两位恩师的指导下,他薪火相传、奋斗不息、埋头苦研。多年后,师徒三人合作编著的《概率极限理论基础》深受欢迎,并荣获全国普通高校优秀教材一等奖。

“概率极限理论是概率论学科中最有特色的一个方向,这与整个概率论学科的发展历史有关。”苏中根说。概率极限理论着重研究随机变量序列的各种收敛性以及随机过程的样本轨道性质等。除了自身的研究意义外,概率极限理论还有着广泛的应用,比如,在应用统计、计量经济、金融数学和信息理论等领域都有应用。

1989年夏天,苏中根放弃了报考中国科学院系统所博士研究生的机会,留在概率统计教研室任教。1992年,林正炎教授由国务院学位办授予博士生导师资格,并被复旦大学聘任为兼职博士生导师。同年,苏中根考取了复旦大学数学所博士研究生,在林正炎教授指导下继续深造。1995年,苏中根获得博士学位以后回到杭州大学数学系,加入陆传荣和林正炎两位教授领衔的课题组开展研究。

1998年,浙江大学、杭州大学、浙江农业大学、浙江医科大学4所学校合并成新浙江大学。苏中根在新浙江大学概率统计专业继续着教学和研究工作,培养了一大批概率统计方向的本科生和研究生,推动着概率极限理论方向的发展。

厚积薄发

1996年,苏中根获得国家留学基金资助,于1997年年底前往美国康奈尔大学数学系进行为期一年的学术访问,指导导师为国际著名数学家Harry Kesten。

Harry Kesten是著名渗流理论专家,1980年严格证明了平面格点上边渗流临界概率为1/2,并于2001年获美国数学会Steele终生成就奖。在访问之前,苏中根从未涉足过渗流模型的研究,他不得不从零开始。研究领域不熟悉、语言障碍给其带来了不少困难。通过艰苦的努力,在Kesten教授的指导下,苏中根很快对渗流模型有了相当的理解,合作完成两篇关于高维渗流模型临界概率的文章。至今,苏中根都认为这两篇文章是他比较满意的工作。

2001和2002年,苏中根先后访问了韩国延世大学和美国里海大学,研究兴趣集中于渗流模型及其相关的离散随机结构。基于这些研究和准备,于2003年苏中根申请的“高维渗流模型的渐近理论及其应用”获得国家自然科学基金项目资助。这是苏中根主持的第一个项目,对于获得博士学位多年的他,似乎有些晚。正因为如此,苏中根格外珍惜,努力把研究做得更好。此后,苏中根的研究工作进展顺利,已主持国家自然科学基金面上项目5项、教育部博士点专项基金(导师类)1项、浙江省自然科学基金杰出青年团队项目1项,在Probability Theory and Related Fields、Stochastic Processes with their Applications、Journal of Mathematical Physics、Proceedings of Royal Society, A、Science China: Mathematics等国际主流专业杂志上发表论文近50篇。

2006年,苏中根受英国皇家协会王宽诚国际教育基金资助,前往英國利兹大学数学学院访问,与Leonid Bogachev教授合作研究随机整数划分。他们运用行列式点过程的中心极限定理证明了Plancherel整数划分在内点处波动为渐近正态分布,这一成果和BorodinOkounkov-Olshanski的工作(端点处波动服从Tracy-Widom分布)一起完整地描述了Plancherel整数划分围绕极限曲线的波动。

2010年以后,苏中根还前往美国哈佛大学、德国比勒费尔德大学、新加坡国立大学、美国密歇根州立大学,澳大利亚悉尼大学等国外高校进行短期学术访问。他回忆说:“国外学术访问确实很辛苦,但是每一次都有不小的收获。最大的收获是,在与不同的优秀数学家交流中,都能发现他们身上潜藏着求真务实、潜心科研的高尚品质。这需要我终身追随。”

聚焦高维

概率论经过300多年的发展,与数学各个学科的联系越来越紧密,应用也越来越广泛,逐渐成为核心数学的一部分。“从近20年来国际数学界的一些重要奖项可以看出,概率学家的研究成果变得越来越重要,越来越被数学同行所认可。”苏中根说。

随着计算机技术的进步和互联网应用的普及,大数据时代不期而至。由于数据量大面广纬度高,传统的概率统计理论受到挑战,亟待发展高维概率统计理论作为分析大数据的基础。

2002年左右,苏中根在研究随机组合优化问题的测度集中不等式时,了解到Baik-Deift-Johansson1999年关于最长增加子序列长度的成果,从而对TracyWidom分布产生了兴趣。原来,该分布由Tracy-Widom两位数学家于1994年在研究高斯酉矩阵的最大特征根时所发现。如同正态分布一样,Tracy-Widom分布具有普适性,出现在许许多多有趣的随机现象之中。最近10多年里,苏中根一直围绕Tracy-Widom分布及其应用开展研究。特别地,以高维随机矩阵渐近谱理论作为切入点,借鉴和吸收早期关于独立随机变量部分和极限理论的经验,开展高维随机矩阵渐近分布理论、普适性原理及其应用研究。主题仍然是极限理论,但应用的场景有了很大的扩展。经过努力,苏中根在这方面取得了一些新的成果,专著Random Matrices and Random Partitions于2016年由新加坡世界图书出版社出版。

受国家自然科学基金资助,苏中根于2008年开始招收博士生,目前已有5位学生获得博士学位,他们都在从事高维随机矩阵理论研究和高维数据统计分析。谈到博士生培养,苏中根自豪地回忆起他的第一位博士生鲍志刚。鲍志刚本科毕业于浙江大学数学系,聪慧好学,师徒二人时常一起研读当时最新的文献,包括Tao-Vu的四阶矩定理,以及Erd?s-Yao的局部半圆律等,并在讨论班上轮流讲解。“他很优秀,反应快,领悟能力强,近些年做出了很好的成果,不少发表在了有影响力的国际期刊上,与国际同行保持着良好的合作关系。希望他越来越好。”苏中根说。

在进行研究工作的同时,苏中根从未忘记大学时代的“教师梦”。因此,他一直坚守在教学第一线,努力做好教师的本职工作。谈到人才培养和梯队建设,苏中根不无担忧和期盼。无论是浙江大学概率极限理论整个方向,还是自己的研究项目团队,都面临着人才紧缺的困境,他希望未来可以吸引到更多的年轻人进入这一领域学习和研究。

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