BICMR近期入职 | 黄政宇博士

黄政宇，2023年8月入职北京大学，现任北京国际数学研究中心助理教授。2014年本科毕业于北京大学，2020年博士毕业于（美国）斯坦福大学。回国前曾在（美国）加州理工学院从事博士后研究。黄政宇的研究领域为计算数学、数据科学和计算工程的交叉，立志于解决实际工程应用问题。

Q：请简要介绍一下您当前的研究方向和研究工作。

A：我致力于研究计算数学、计算工程和数据科学的交叉领域。近几十年来，基于偏微分方程的计算数学模型已经变成现代科学、工程不可或缺的一部分。我的研究目标是进一步改进这些模型，以应对现实世界中更具挑战性的任务，例如航空航天、生物医学工程、气候变化适应和减缓等领域。

为了实现这一目标，我致力于开发有数学理论支持、大规模高度并行、且能够自动结合、处理大数据的“智能”数值计算模型。通过这些模型，我希望能够更好地预测现实世界工程系统的行为，从而实现高效的工程设计，并为一些重大决策提供支持。

Q：请简要介绍一下您的求学经历。哪些因素促使您选择了目前的研究方向？

A：我在2010年从成都七中毕业，进入北京大学数学学院，开始了我的本科学位学习。那个时候我对研究方向、职业发展也没有什么规划，只是保持了大学之前认真学习的状态。想想现在的学术沙龙、职业规划活动，真是多姿多彩啊。恰逢大二末期，在鄂维南老师、张平文老师等几位老师的带领下，北大数院开启了第一届应用数学拔尖计划（即今天的应用数学与统计拔尖计划），我就报名参加了。随后，我开始跟随李铁军老师和许进超老师进行一些随机模拟、计算工程方面的研究，逐渐了解了计算数学的一些分支，发现自己对这方面比较擅长。想着研究的问题都来源于现实，而自己的研究可能用来解决实际问题，还是有点小激动。就这样，我踏上了关于计算数学的探索之旅。

2014年本科毕业之后，我决定前往斯坦福大学计算数学工程项目（ICME）攻读博士学位。这个项目涵盖了多个学科，感觉非常交叉，而且在斯坦福大学的老师们，只要是研究需要用到计算机模拟的几乎都在这个项目里。当时，我对计算工程比较感兴趣，正好遇见一位来自航空航天系的老师Charbel Farhat, 他向我展示了许多从方程式赛车到战斗机的数值模拟，看起来非常酷炫，而且这些模拟还能解决实际的工程问题。尽管在那之前我完全没有学过流体力学和固体力学，他依然很高兴地收我为学生。于是，我开始了对于流体固体耦合问题数值方法的研究，并投入到了相应的开源计算框架的开发中。在这个框架的基础上，与喷气动力实验室（JPL）合作，我们成功仿真模拟了火星登陆降落伞系统，这也成了我的博士毕业论文。

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博士期间的研究让我深感学术的广阔和计算工程的实用性。然而，我也意识到实际仿真问题中存在许多未解决的难题，比如 “如何更好地改进这些大型的基于偏微分方程的模型”，“怎么去量化这些复杂模拟的不确定性”，“如何更好地设计像火星登陆降落伞这样复杂的系统”。带着这些问题，我来到加州理工学院，跟随Andrew M. Stuart老师和Tapio Schneider老师做博士后研究，继续探索如何结合数据、机器学习来更好地回答这些问题，特别是在气候模型的应用方面。在这个过程中，我开始探索“智能”数值计算模型，逐渐发现相较于解决工程中具体的问题，我更喜欢思考一些计算数学里面更加抽象和系统的问题。这段经历也坚定了我留在学术界，继续从事计算数学研究的决心。

黄政宇老师拍摄的数学中心办公室外景

Q：对您而言，数学最独特的魅力是什么？

A：我特别喜欢数学的严谨、清晰和系统性。运用数学，我们能从很多看起来不相关的实际问题中找到共同点，抽象并简化出数学模型，然后系统地研究一系列问题。设计出计算方法后，我们也会仔细、严谨地分析，在什么条件下这些方法是可靠的、使用起来会更加踏实。数学对于我不仅仅是一门学科，也是一种思维方式，为我提供了理性而有力的思考框架。

当然，我在工程方面的训练告诉我，过于严谨小心也有一些局限性。很多时候，面对实际问题，可能并没有时间深思熟虑，也难以找到系统的解决方法，还是撸起袖子大胆干吧。

Q：请您谈谈做学问的苦与乐。

A：做学问需要投入大量时间，不确定性也伴随着研究的每一步。有时候会感受到一些压力，但总体而言，我在从事研究的时候是愉悦的。计算数学算是比较交叉的学科，使我有机会与各个领域的专家学者交流，了解工程、大气、计算机等学科的知识。每次学习新的知识、与同样有着学术热情的人交流总是快乐的。当然也会有算法模拟结果和数据或是预期相差甚远，或是理论推导遇到困难的时候，我可能需要花很久很久认真找bug, 也会寻求合作者的帮助。总体来说，这是一种挑战，但解决问题的过程也是学术成长和乐趣的一部分。

Q：对青年学生学好数学您有哪些建议？

A：希望同学们能打好数学基础。在我读本科期间，我特别注重数学分析和线性代数的练习，也刷了很多相关题目，我感觉这些练习在之后的计算数学研究中是很有帮助的。同时，希望同学们敢于尝试、勇于探索数学的不同方向，甚至是数学之外的领域。相信自己、不要有太多顾虑。最终，你们会找到自己真正喜爱的数学方向或者职业道路。此外，坚持多锻炼身体，对于长期的学习和工作都是有益的。

黄政宇老师在数学中心讲报告

Q：您为什么会选择来到北京大学BICMR工作呢？对于在这里的工作生活有什么期待吗？

A：在我考虑回北大时，我和我的博士导师聊天，他对我说，“不要想太多，就去你觉得你会过得开心的地方吧。”果然，现在每天都很开心。北京大学BICMR汇聚了一批一流的数学学者、高效敬业的行政人员，和聪明、勤奋的同学，这里的学术氛围和团队精神让我深感幸运。我也希望今后继续努力与这样卓越的环境共同进步。愿意在这里为数学的发展贡献自己的力量，与同仁们一同探索数学的美妙。返回搜狐，查看更多