对话华东师范大学-纽约大学数学联合研究中心(上海纽约大学)联合主任

2013年,华东师范大学-纽约大学数学联合研究中心(上海纽约大学)正式成立。研究中心在全球范围广纳贤才,汇聚了一批优秀的数学家、科学家,组建成一支坚实的教研团队,不断拓展上海纽约大学在数学领域的研究深度和广度。

研究中心和纽约大学库朗数学科学研究所华东师范大学数学科学学院紧密合作,致力于推进概率论、非线性偏微分方程、流体力学、生物学、材料科学、计算神经科学和数学金融的理论与实践。近日,中心联合主任、上纽大学术战略发展副教务长Pierre Tarrès分享了研究中心的发展历程。

 

能否介绍一下中心的发展历程?

在最早的筹建阶段,Gérard Ben Arous林芳华David McLaughlinCharles Newman等纽大库朗所的知名教授来到上海长期支持上纽大的发展,并发挥他们的影响力吸引了一批优秀的访问学者来校出任长期访问教职,或进行短期研究访问。也是这一阶段,上纽大聘请了首批终身教职的教师。我和数学教授Vladas Sidoravicius就在此时加入了上纽大。研究中心以优引优,很快成长为在国际上小有声望的数学研究中心。

我们举办过诸多研讨会和学术大会,有幸邀请到在全球享有盛誉的同行,如两位数学届的诺贝尔奖——“菲尔兹奖”得主、来自法国高等科学研究所和日内瓦大学的Hugo Duminil-Copin教授和剑桥大学的Wendelin Werner教授,以及普林斯顿高等研究院的Tom Spencer教授和苏黎世联邦理工学院荣誉教授等。他们都曾在上纽大交流访问。

研究中心以此优势为基础,从2019年左右开始,围绕长期目标不断完善组织结构:加强队伍建设,持续吸纳长聘(tenured)和预聘(tenure-track)教职人员;与库朗所联合设立博士项目;拓展专长研究领域,强化主攻方向的研究能力,促进科研成果的应用转化;推动与神经科学、数据科学和物理学等不同领域的跨学科合作。

过去三年国际访问一定程度上受阻,这使我们加倍认识到中心需要更稳定的人才队伍和内部构架,数学学科乃至学校层面也是如此。因此中心也将进一步拓宽在数学领域的研究方向和主题的广度,在更广阔的学术领域中招贤纳士。

尽管受到不利因素的限制,中心近年仍成功聘请了六位在数学领域颇具国际声望的长聘制和预聘制教授。中心还很荣幸地邀请到诺贝尔经济学奖得主、纽大经济学与商学教授Thomas J. Sargent加入团队,我和数据科学助理教授Mathieu Laurière已与Sargent教授合作开展了新项目,运用平均场博弈论,探索策略的交互问题。

如今,中心已拥有一支初具规模、多元多样的研究团队,我们准备好启动中心发展的第三阶段,即进一步建设硕博研究生项目,并在上纽大和华东师大两校内外构建新的合作伙伴关系。

 

中心与纽约大学库朗所和华东师范大学的紧密合作对其发展有何影响?

我们的中心本身就是上纽大、纽大库朗所和华东师大数学科学学院三方共同努力的结晶,这一点深深植入在中心的DNA当中。发展至今,三方平台都在以不同的方式积极地影响着中心的建设。

上纽大的平台能够帮助我们以相对便捷的方式招募更多杰出的访问学者和优秀师资力量,激励研究团队不断发展。规模体量更大的纽大库朗所为中心在师资人选、发展领域、科研活动和长期访问嘉宾邀请等方面提供了宝贵建议,帮助我们在计划拓展和涉足的领域搭建联系,吸引更多全球一流人才加盟中心。

华东师大方面则在帮助中心与中国各大高校拓展合作互动上发挥着关键作用,且两校在研究课题上互为补充——上纽大在概率论和数学物理领域优势显著,而华东师大在偏微分方程、几何和代数领域实力强劲。

 

中心有哪些研究重点?

首先是概率论与数学物理(Probability and Mathematical Physics )。中心在这一领域已累积了一定优势,并将持续深耕。中心在这一研究方向上的建设和发展得益于纽大库朗所Gérard Ben Arous和Charles Newman两位教授的长期驻校访问支持。Ben Arous教授此前曾任上纽大副教务长,是美国国家科学院院士和美国人文与科学院院士,Newman则是美国国家科学院院士,美国人文与科学院院士和巴西科学院院士,两位资深专家的帮助使中心受益良多。

偏微分方程(Partial Differential Equations)是中心的另一研究重点,在这一方向上我们得到了纽大数学教授林芳华及华东师大的大力支持。中心目前仍需加强人员架构,希望未来能在该领域吸引更多重量级学者,与Mathieu Laurière教授及数学副教授Vahagn Nersesyan吴炜一道,共同研究相关课题。

此外,中心也在应用数学(Applied Mathematics)方向进行了拓展,这也是纽大库朗所的优势领域之一。中心吸引了助理教授黄金紫肖卓成的加盟,两位同时也分别是物理和神经科学中心的成员,并均已获上纽大长聘教职。上纽大物理学与数学教授张骏也一直活跃在数学与物理学交叉研究的前沿。上纽大目前已在代数领域广纳贤才,但中心在上述领域的进一步发展也离不开华东师大和库朗所的支持。

 

研究中心有哪些显著特点?

中心充分结合和发挥中西所长,设立了上纽大本科生荣誉数学项目,并将其打造成一大亮点。我们为该项目配备了国际化的师资,或许因为数学向来是中国学校里的教育重点及优势学科,目前修读荣誉数学的学生绝大多数毕业于中国高中。在荣誉数学项目中,中西方两种截然不同的教育方式交织碰撞,我相信学生们会受益匪浅。荣誉数学项目的毕业生当中已有多人前往全球顶尖学府深造,如剑桥、哥伦比亚、哈佛、普林斯顿、麻省理工,当然,还有纽大库朗所。

项目获得了市级和国家级殊荣——共同教学成果“开拓创新,激发卓越潜能:以数学荣誉教育为例探索拔尖创新人才培养模式”,获2022年高等教育(本科)国家级教学成果奖和上海市优秀教学成果(高等教育类)一等奖(本科教育)。现在,中心的目标之一是加强硕博研究生项目建设,吸引更多优秀学生。

中心处于中西方世界的交汇点,这是我们在研究方面的另一大优势——既能吸引来自西方的国际知名同行,也与地处亚洲的学府和研究中心建立了长期合作,包括中国科学院、上海交通大学、复旦大学、上海科技大学、北京大学、清华大学和北京雁栖湖应用数学研究院等。我们还与日本的京都大学和早稻田大学,新加坡、印度班加罗尔的研究机构,以及纽约大学阿布扎比校园定期举办联合研讨会。近期,中心还和北京大学一同在杭州的西湖大学组织了学术活动。

多方交流创造了健康的研究动态,搭建了吸引合作机构学者的平台,因此极大地助力了中心的成长。当然,这种互动是双向助益的,我们也很高兴看到一些长期访问学者加入了中心的合作机构,这也将进一步深化彼此间的联结网络。

 

中心成员目前在开展哪些研究?

中心成员的研究兴趣相当广泛,很难用几句话概括。借此机会我可以简要列举几项研究,但我必须强调,这些例子远不能全面代表中心所涉足的科研主题和研究项目。

第一个是随机环境和自相互作用中的随机游走,其已作为模型被引入研究粒子在高度无序和不均匀介质中的运动,也在DNA复制、晶体生长,以及洛伦兹气体描述基础上的流体湍流行为中作为模型使用。总之,该方向上的研究为物理学、生物学和工程学等领域在更大尺度上出现的各种复杂无序现象提供了强大的模型。这是我和上纽大数学教授、数学学科负责人Alejandro Ramirez的研究重点。

第二,我想举渗流和交界面模型的例子,如伊辛模型、XY模型、Villain模型和Dyson模型等,它们都是统计数学中铁磁性的数学模型。中心的吴炜教授和数学实践教授Roberto Fernandez在这一领域做出了积极贡献。

中心的另一研究重点是随机或非随机偏微分方程。偏微分方程在数学中无处不在,为热扩散和声扩散、流体力学、液态晶体以及量子力学等领域出现的现象提供模型。林芳华教授、数学实践副教授刘豫宁、Vahagn Nersesyan教授、数学访问教授王维敏和中心联合主任周风等人都致力于相关研究。

中心还有成员投入于研究数据科学领域的新兴课题,如机器学习、非凸优化、谱图理论、卷积和压缩感知、群同步、多参与者的博弈与控制等,以应对和解决当下在人口流动、疫情控制和神经网络的大背景下的新挑战,以及解决神经科学中出现的数学问题。数据科学助理教授凌舒扬、Mathieu Laurière教授、张骏教授、黄金紫教授和肖卓成教授在这些方向中倾注了大量的努力。

张骏教授和黄金紫教授还围绕流体动力学、地球物理学和软物质物理学的实验展开研究,这也是中心的研究重点之一,特别是关于流体的结构和交互问题,比如溶解、沉降和热对流。

研究中心的数学访问教授Nadir Matringe和数学实践副教授叶圣奎聚焦几何和代数,如表示论和数论,以及低维拓扑学开展研究。