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计算为数学之根
——访理学院刘智秉副教授





  刘智秉早期在安徽理工学院工作。2004年来到九江学院,于理学院从事数学教育,期间去厦门大学攻读博士。经刘智秉副教授介绍,应学院教研活动要求的同时自己本身也学习开始走上科研的道路。2007年,组建理学院的科学计算团队,成员共有9人。教授、副教授4人,博导3人,博士生2人。团队致力于计算数学理论工程技术领悟的科学计算问题的研究,近三年,承担省级及以上科研项目7项。团队全体成员齐心协力共同在科研路上一路寻觅着。
  刘智秉副教授介绍到,他们的团队解决了各种工程计算、科学中的计算和计算数学等问题。这个科研团队每周进行一次面对面的交流,期间每次都有主讲师进行研读文献,相互讨论,提出想法,共同解决问题,带动了团队浓烈的科研气氛!
  随着科学技术与计算机技术的发展,会遇到大量复杂的科学计算问题,科学计算已经成为科学技术活动中只理论分析和科学试验外的第三种方法。团队研究的科学计算是指应用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的数学计算。
  在这个科研团队中,刘智秉副教授承担的省高等学校自然科学基金科研项目 “基于普数据的若干结构矩阵的构造”、省高等学校科技落地计划科研项目“带状结构矩阵的构造及应用”课题仍在研究之中;王侃民副教授承担的江西省科学自然基金科研项目 “求解大规模矩阵问题的Krylov子空间方法课题”、教育厅重点科研项目“大规模非线性代数特征问题的数值解法及应用”课题已结题,承担的教育厅科技项目“高维问题的张量算法研究”
  课题仍在研究之中;许成锋副教授承担的江西省自然科学基金科研项目“延拓结构矩阵的性质及其应用研究”课题仍在研究之中;曲东副教授承担的江西省自然科学基金科研项目“随机性复杂流动力学方程的高精度快速仿真———基于gPC”课题仍在研究之中。
  而目前团队的主要研究方向有三个,分别是刘智秉副教授主持的“矩阵论和数值线性代数”(应用数值代数)、曲东副教授主持的“随机微分方程数值解”(偏微分方程数值方法)以及简芳洪副教授主持的“信息计算、数据挖掘”(数据挖掘与模式识别)。
  数值代数:本方向致力于数值代数的基本理论、方法及其应用的研究。科学计算的大部分计算问题的求解最终都归结到数值代数。包括结构矩阵方程、大规模线性系统的数值解法、特征值及反特征值问题、最小二乘问题问题、矩阵分解,以及在一些实际问题中的应用。将数值代数的理论与方法同优化计算、微分方程、系统控制和信息处理等相结合,并以计算机为工具,采用一些新思路、新方法来解决这些领域中的实际问题,进而完善预矩阵计算的理论与方法,研究设计相应的实用算法,是本研究方向的一个特色。
  偏微分方程数值方法:本方向主要研究偏微分方程的算法理论、高效算法设计及其在科学工程计算中的应用。研究内容包括变分形式和Galerkin有限元法、椭圆型方程的差分方法、抛物型方程的差分方法、双曲型方程的差分方法、离散方程的解法。研究工作重视理论的严密性,强调算法的可靠性、效率等实算性能和实际中的切实可用性,重视与其它学科(如物理、力学等)的交叉渗透。
  数据挖掘与模式识别:本研究方向主要研究科学计算在数据挖掘和模式识别中的应用,重点研究数值逼近与张量的基本理论与方法,在此基础上,研究在图像重建、数据处理、模式识别、统计计算等领域的应用,进一步完善相关理论与方法。
  这些科研细节让我们更加深透了解到这个团队的背后有着规模宏大的蓝图支撑着。刘智秉副教授说道:“在教学的过程中如果谈到此研究也会向学生们渗透这方面的知识,以此提高学生们对科研的积极性,科研团队的学术研究的是偏理论的,是为应用提供理论支撑,也希望可以引进学生进入这个科研团队。学生们进去后老师们不仅可以辅助他们丰富专业知识,而且对他们毕业后写毕业论文大有帮助,如果发表学术论文后就可以是当今大学生就业后的一个加分点。如果想加入这个科研团队,老师们需要的是学生对自己的自我定位,而后再说其他,更希望是学生们主动加入进来。在这个科研团队老师们不是为了让学生们学习知识,而是培养学生们的意识思维,育人不仅仅是为了教学,还有创新思维的传授”。
  科研团队的背后,通常都有着我们常人知道,却无法感同身受的困难与艰辛。刘智秉副教授笑着告诉我们:“在科研过程中遇到问题和困难是肯定的,而且研究本身就是枯燥的,有时大家会产生分歧和矛盾,或者一个问题有时一个星期,一个月、几个月都没有头绪也是存在的,但是研究是非功利性的,它需要坚持,并且是长期的坚持,有分歧和矛盾大家就多讨论,总结出可行的解决办法,没有头绪就干脆放松一下,换换思绪,有时候可能就是因为一直纠结在一个问题而不免钻牛角尖,那么就休息一段时间,等过段时间,再一看问题可能一下子就想出来了。”刘智秉副教授还说,科研固然苦累,但是要会苦中作乐,既然你愿意去做,那么首先你肯定是喜欢这个东西,当你有想法时就要去实施,不要一拖再拖,这样永远也不会有什么结果。
  正是由于这一群志同道合的人不辞辛苦,勤劳不懈的努力和探索,科学团队在近三年的实践中,发表学术论文30余篇,其中SCI/EI收录十余篇,获得江西省高等学校科技成果 “矩阵分析及其在动力系统中的应用”三等奖。
  然而作为一名处于教学中的科研人来说,刘智秉副教授认为,教学是为了文化的传承,科研是为了创新,而文化传承需要创新,创新了才能更好的进行文化传承。教学是给学生提供一个培养思维的平台,而学生主动学习才能培养思维。平时在教学过程中,如果教学知识和科研内容相关时,他也会向学生们提及科研内容,向他们举例说明科研用到的一些知识正是他们所学的知识,从而激发学生们学习的积极性。刘智秉副教授还说,数学就像砖瓦,但有一句话说过:“高技术归根结底就是一门数学技术”。
  最后,当我们问及他们的团队接下来的科研计划时,刘智秉副教授笑着脱口而出“当然是顺利结题啦,为下一步科研进行支撑”。而刘智秉副教授的学术报告“下一步工作”中也写到“科研计算团队将紧跟学科前沿,继续致力于计算数学理论和工程技术领域的科学计算问题的研究。进一步提炼特色,凝聚方向,力争为九江地方经济建设贡献力量”。多么朴实而简单的愿望呀!同时,刘智秉副教授还希望以后能更好的做好本专业,为专业建设服务,这样也更容易吸收学生进入团队。(学生记者 范叶青 实习记者 陈雨飞)