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经典浙大 [:1704757982]
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经典浙大 应用数学学科 数学也能“挣”大钱
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【重点学科名片】
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浙江大学应用数学学科在郭竹瑞、董光昌等著名专家的共同努力下，1984年被批准为博士学位授予点，1988年被批准为首批全国理工科院校中唯一的理科国家重点学科，建有数学国家理科人才培养基地和博士后流动站。
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目前该学科拥有一支阵容整齐、实力不俗的学术队伍，现有教师47人，其中教授25人，副教授21人，具有博士学位的教师25人。学科点培养的人才中有7人获国家杰出青年基金，3人批准为长江学者奖励计划特聘教授，2名973首席科学家，一名博士生获全国优秀博士论文奖，并有3人在国际数学家大会上作45分钟特邀报告。
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多年来，该学科所取得的研究成果获得全国科学大会奖6项，国家自然科学三、四等奖共3项，国家教委（教育部）科技进步一等奖、二等奖共7项，国家教学成果二等奖2项，其他省部级奖共7项。许多成果为国内外同行所瞩目。在“数学建模”方面取得了优异的成绩，获1999年和2003年国际数学建模最高奖（美国运筹与管理科学学会奖，亚洲地区两次获得该奖，皆为浙江大学获得），居国内领先地位。
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近年来，由于学科发展的需要，针对“十五”建设规划本学科凝练了计算几何与图形学、最优化理论与组合应用、小波分析、分形与动力系统、数学金融学与参数分布理论、信息处理与工程计算、工业与应用数学等六大建设方向。近五年来本学科在这些研究方向中均取得重要进展，个别方向取得重要突破。具体建设成果为：
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计算几何与图形学研究方向：该方向的主要学术带头人为彭群生教授、汪国昭教授、王国瑾教授。近五年来本方向在曲线曲面设计、数字几何、图形图像处理、混合形式的曲线曲面、网格曲面等方面取得许多重要成果，例如：汪国昭教授早期的工作被美国Rice大学的Goldman教授在其专著中称之为“Wang formula”，王国瑾教授发现了网格重建中的点云内在几何性质，据此创造并设计出由这个内在性质驱动的网格重建算法，美国GE公司上海分公司曾派专员来校取经并购买了按此文算法编制的软件系统。该方向先后培养出鲍虎军、胡事民等4名国家杰出青年科学基金获得者和2名长江学者，鲍虎军和胡事民成为973首席科学家，刘新国博士于2003获全国优秀博士论文奖。
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最优化理论与组合应用研究方向：该方向的主要学术带头人为张国川教授、李冲教授、葛根年教授。近五年来本方向研究了不完全信息下信息的已知程度与在线算法的可近似程度之间的关系，解决了多个半在线问题的最佳近似算法的设计与分析，在工业工程管理、信息调度等领域有着广泛的应用。葛根年教授解决了组合设计理论研究中最基本的经典核心问题——若干类型的可分组设计存在性问题，并提出了系统构造这些设计的一类新方法，应国际组合设计权威大型工具书《The CRC Handbook of Combinatorial Designs》主编C. J. Colbourn教授和J. H. Dinitz教授的邀请，此方面的研究成果已被作为三个章节由其写入工具书第二版中，该研究成果所发表的系列论文中有7篇被ESI列为“数学学科前1％高引用论文”、1篇被ESI选为“Emerging Research Front Paper”。
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小波分析、分形与动力系统研究方向：该方向的主要学术带头人为尹永成教授、李松教授、陈志国教授。近五年来本方向解决了若干小波分析领域中的基本核心问题。尹永成教授与复旦大学邱维元教授合作完全解决了动力系统中的一个重要猜想，同时，肯定地回答了Fields奖获得者J. Milnor的一个问题。该论文2006年8月份放在ArXiv网站上后即被Fields奖获得者McMullen、著名动力系统专家van Strien和Emerson等引用。
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数学金融学与参数估计研究方向：该方向的主要学术带头人为陈叔平教授、刘康生教授、李胜宏教授。近五年来本方向在数学金融与分布参数系统方面，建立了不定指标的随机线性二次最优控制理论；建立了无限维保守系统精确能控性的Hautus型判据；完成了“银行客户专家理财系统”项目的理论的建模和计算工作，得到了新加坡国立大学著名金融专家、亚洲金融协会首席会长黄启安教授等与会专家的充分肯定，并建议尽快开发成产品，为金融部门特别是银行、证券部门提供服务。
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信息处理与工程计算研究方向：该方向的主要学术带头人为张振跃教授、朱建新教授、黄正达教授。近五年来本方向解决了由局部数据矩阵的低秩最佳逼近，构建整体数据矩阵最佳低秩逼近的可靠性问题，基于局部切空间逼近和全局整合的思想，提出了一个快速有效的算法LTSA（Locally Tangent Space Alignment），并给出了算法的误差及有效性分析，对于高维数据可以得到很好的非线性降维结果。美国明尼苏达大学的网页收集了在manifold learning方面具有代表性的八个算法（包括发表在Science上的两个经典算法Isomap和LLE），该网页评价LTSA算法是“perform as well or better than the other methodson all examples”（该方法不亚于以前其他所有的方法）。LTSA在涉及数据处理的许多不同研究领域中已有许多应用。
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工业与应用数学研究方向：该方向的主要学术带头人为刘祥官教授、杨启帆教授、吴庆标教授。近五年来本方向在深入研究国家自然科学基金委调研报告中提出的高炉炼铁自动控制数学建模与控制难题的基础上，吸收、消化了国外高炉专家系统技术，根据我国钢铁企业实际，创新性地成功开发了具有自主知识产权的“高炉炼铁智能控制专家系统”，达到了国际先进水平。现在该系统已经取得国家授权的2项发明专利。该系统的应用给企业带来巨大的经济效益，累计效益超过1亿多元。在数学建模学术上创新提出了集成化学反应动力学与流体动力学模型的混合动力学模型和炉温控制偏微分方程。
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船体数学放样：几个月的工作一两个小时搞定
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在浙江大学应用数学学科的发展史上，董光昌教授起着奠基作用，这一学科就是在他搞船体数学放样研究时带出来的。上个世纪70年代末，他把应用数学这一摊子交给梁友栋，梁友栋、金通洸、汪国昭、王国瑾、彭群生等共同开展计算几何的研究，发展了浙江大学应用数学学科，并培养出了不少学生。
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上个世纪五六十年代，中国数学界逐渐开始研究怎样把数学应用到实际生产中。“文革”开始后，基础理论研究被认为是脱离实际，遭到批判。当时北京大学学生批判说，代表中国数学界最高水平的《数学学报》从创刊至今发表的所有论文，没有一篇在实际中得到应用，对国家的建设没有作用。当时包括苏步青在内的不少数学家遭到批斗，苏步青几十年潜心苦志写成的学术论文，被斥为“理论脱离实际的大杂烩”。
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应当指出，“文革”中否定知识的重要性、否定基础理论的实际价值是完全错误的，但把基础理论应用于实际，这个大方向是必须坚持的。在此之前，中国数学界已经结合实际开展了少量研究，但成绩不够显著。此后，广大师生下厂做调查，更强烈地希望把数学更深入地应用到实际生产中去，并从实际生产中提炼出数学问题。浙江大学的应用数学学科也就是从那个时候开始创立、建设。
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1969年，国家第六机械工业部开了个会，号召各地的造船厂开展船体数学放样工作，并于次年把船体数学放样定为造船工业推广应用的技术，希望将来能使我国造船工业实现自动化。
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1970年的一天，浙江省交通厅的一位负责同志与董光昌在杭州钢铁厂相遇，讨论如何开展船体数学放样研究。后来浙江省交通厅决定与浙江大学数学系联合开展船体数学放样研究，由董光昌负责这一项目。于是一直从事数论、偏微分方程等基础数学学科研究的董光昌开始转向船体数学放样这一应用数学的研究领域。
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我们造房子只要根据设计的图纸按比例放大就可以，但船的线条是弯曲的，如果造船时简单地把设计图按比例放大进行施工，造出来的船要不膨起来一块，要不会瘪一块。因此，造船之前需要按图纸进行放样，原来每个造船厂都建有一个很大的放样楼，造多大的船就要有多大的放样楼，由工人把初步设计好的船体表面的三向剖线（横剖线、水线和纵剖线）用木样条画在地板上，然后用眼睛观察这些曲线好不好，再进行光顺处理。
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老师傅手工放样不仅体力消耗大，并且费时间、效率低，一般一只船放样要几个月才能把船体的三向剖线光顺好。当时，我国造船业了解到国外已开始用计算机进行放样。
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要开展船体数学放样研究，首先就要了解当时船体放样的情况。于是，董光昌等到嘉兴船厂实习，得到感性知识，然后开始船体数学放样研究。当时浙江省交通厅也安排了嘉兴船厂和镇海船厂的2名技术员配合董光昌的工作，这一做就做了近10年。
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当时全国有不少高校的数学系都在研究船体数学放样，方法也各不相同，但船体数学放样的关键问题到底是什么一时难以弄清。面对这一状况，董光昌的指导思想是数学放样要尽量忠实地模仿手工放样，他把手工放样时木样条上的压铁调整形成的“自然放”、“两借借”都作了数学上的模拟，数据算出后请技术员和放样工人在地板上放样、评价，一边做一边修改，逐渐形成船体数学放样回弹法，以后又添加了直尺卡样法。这一方法比其他研究课题组更为忠实于手工放样，也最为放样工人所喜闻乐见、乐于接受。
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在工厂里，董光昌、梁友栋跟着放样工人，用木样条与压铁作手工放样，回到学校后再用计算机计算数据。后来由于浙江大学的计算机无法满足计算的需要，董光昌又来到上海与求新造船厂和交通部船舶研究所合作开展研究。
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