2020年,為更好地紀念王選院士、傳承王選精神,由北京大學王選青年學者獎勵基金資助,設立“王選杰出青年學者獎”。北京大學數(shù)學科學學院楊超教授憑借世界首個具有千萬核擴展能力的偏微分方程全隱式求解算法,成為首屆王選杰出青年學者獎獲得者。

首屆王選杰出青年學者獎頒獎典禮
“能得這個獎我覺得特別激動,也特別自豪”,楊超很早就聽說過王選先生的事跡,并將其視為偶像,“他鞠躬盡瘁的愛國情懷、敢為人先的創(chuàng)新精神、淡泊名利的人生態(tài)度,都特別值得我們學習。”楊超也想像王選先生一樣,做“頂天立地”的事業(yè),“把我們的成果用在國家急需的領域”。

楊超
王選杰出青年學者獎對楊超既是鼓勵,也是鞭策,激勵他更堅定地沿著前輩開創(chuàng)的道路繼續(xù)前行。為了更好地讓算法“落地”,他開始醞釀把成果變成產(chǎn)品,更廣泛地應用、推廣起來,“我們之前是通過理論和算法創(chuàng)新來實現(xiàn)關鍵技術的突破,現(xiàn)在我們要開發(fā)軟件產(chǎn)品,并真正應用在一些重點單位、重點領域”。
回歸——探尋創(chuàng)新原始動力
事實上,楊超對計算機一直非常癡迷。
中學時,楊超就對計算機產(chǎn)生了濃厚的興趣。那是20世紀90年代,計算機還遠遠沒有普及,楊超從圖書館借來僅有的《Basic編程語言》,開始自學編程。“那時候學習的途徑是非常少的,但越是稀缺,越是覺得喜歡。因為很難有機會學,反倒就更想學了。”看到自己編的程序在計算機里“跑得很歡快”,少年楊超別提有多開心了。
高考填報志愿時,楊超毫不猶豫地想報考計算機相關的專業(yè)。招生組老師告訴他:“要想把計算機的工作做好,首先要學好數(shù)學。”因為計算機問題本質(zhì)上就是數(shù)學問題,于是,楊超選擇了中國科學技術大學數(shù)學系信息與計算科學方向,也就是現(xiàn)在的計算數(shù)學專業(yè)。
四年的本科學習為楊超打下了堅實的基礎,他后來又如愿到中國科學院軟件研究所攻讀計算機軟件專業(yè)博士學位。博士階段,楊超結合計算機軟件,尤其是超級計算這個方向,做了很多交叉研究,“包括算法的、模型的、軟件的,甚至跟硬件結合的一些工作”。他的努力也取得了多項研究成果,讓他更有信心在超算的廣袤海洋中遨游。
在從事超算研究的工作中,楊超越來越認識到基礎學科,特別是數(shù)學學科在軟件研發(fā)中的基礎作用與應用優(yōu)勢,他希望進行更靠近技術源頭的創(chuàng)新,取得“從0到1”的突破。2018年初,楊超選擇回到數(shù)學學科,加盟北京大學數(shù)學科學學院。
北大數(shù)學學院非常重視應用數(shù)學學科的建設,楊超希望借助北大數(shù)學雄厚的基礎學科實力以及大數(shù)據(jù)分析與應用技術國家工程實驗室堅實的平臺支持,發(fā)揮自己交叉學科的工作經(jīng)驗和優(yōu)勢,真正做一些應用和落地的工作。“這是我的使命和訴求。”
沉潛——享受科研的獨特魅力
入職北大之后,楊超幾乎謝絕了一切媒體采訪,潛心投入教學科研工作當中。
他的研究領域是超級計算,既涉及基礎的數(shù)學模型、算法和相關理論研究,也包括計算機軟件和硬件的結合,以及與應用領域的交叉。“所以它至少涉及到三個學科,數(shù)學、計算機(軟件)以及某一個具體的應用學科,比如物理、化學、生物、天文都有可能,這是特別交叉的一個學科。”北京大學擁有最齊全的學科門類,在中國最早設立交叉學科,交叉研究的氛圍濃厚。楊超認識了很多不同院系、不同領域志同道合的老師,很快適應了新環(huán)境。
在外人看來,楊超的科研之路可謂一帆風順,主持完成的“千萬核可擴展非靜力大氣動力學全隱式模擬”應用成果獲得全球超算應用領域最高獎——“戈登貝爾獎”,實現(xiàn)了我國在此獎項30年歷史上零的突破,被譽為我國高性能計算發(fā)展史上的里程碑。楊超卻說,失敗才是科研的常態(tài)。
“千萬核可擴展非靜力大氣動力學全隱式模擬”于2007年開始相關研究,2012年第一次沖擊“戈登貝爾獎”鎩羽而歸,2016年獲獎,可謂“十年磨一劍”。其中艱辛,非親歷者不能體會。“大家看到的失敗只是我們?nèi)舾墒≈械囊粋€而已,我們經(jīng)歷的失敗其實更多。”楊超表示,要以平常心去對待失敗,不要懼怕失敗,失敗之后要總結分析原因,然后調(diào)整研究方案,不斷地優(yōu)化。
“其實科研有一個特點,就是我們定好目標、制定計劃,然后去執(zhí)行,但是執(zhí)行的結果未必達到預期。嚴格地說,這不能算是失敗,這是科研的常態(tài),也是其魅力所在。”楊超很喜歡這種做科研的過程。“它是一種大家共同協(xié)作,然后探索未知領域的過程。尤其是夜深人靜的時候,你想到這件事可能全世界只有我一個人在想、在做,這種感覺其實特別有成就感。”楊超認為,從科研獲得的成就感并不僅在于成功時的喜悅,而更多的是研究過程中你的那種獨一無二的孤獨,同時又有一種探索新鮮領域的刺激,“這其實是非常令人上癮的”。
在繁忙的科研任務之外,楊超還承擔著數(shù)學學院并行計算相關的學科教學任務。根據(jù)學院的教學安排,他為本科生開設了“并行與分布式計算基礎”這門新課程,并對研究生課程“并行計算II”作了調(diào)整,使兩門課程貫通起來,建立了并行計算的完整教學體系。在課堂上,他會注意觀察同學們的投入程度,用各種方式充分調(diào)動同學們的熱情和注意力,讓大家在輕松愉快的氛圍中收獲知識。2023年,楊超收獲了北京大學教學優(yōu)秀獎。

楊超的課堂(攝/寧韶華)

楊超榮獲2023年北京大學教學優(yōu)秀獎
楊超喜歡與學生待在一起,同學們有什么事也愿意和他交流。在楊超看來,北大學生“非常有主見”。“如果你用命令的方式要求同學們做什么,其實有時候未必達到好的效果,反倒是要先和學生做朋友,然后再在一些重要的事情上扮演老師的角色,這樣能起到更好的效果。”在指導學生過程中,他經(jīng)常鼓勵大家了解國際局勢和國家的科研發(fā)展大環(huán)境,關注科技創(chuàng)新。“北大不僅僅是一所大學,也是國家戰(zhàn)略科技力量的一部分,我們應該面向國家需求,在國家需要的地方發(fā)揮自己的才華。”

楊超和團隊學生、同事一起戶外登山
創(chuàng)業(yè)——打造創(chuàng)新應用高地
勤奮、刻苦、極度自律,楊超是下狠功夫干事的人,每天保持旺盛的精力,虔誠地對待自己熱愛的事業(yè)。
在沖擊“戈登貝爾獎”的關鍵期,楊超每天廢寢忘食地工作,曾經(jīng)連續(xù)三天加起來睡眠不足三小時。有一段時間,他發(fā)現(xiàn)自己的精力不如以前,為適應日益繁忙的工作,楊超特意抽出時間健身,調(diào)整自己的身體狀態(tài),體重減掉了30斤,“可以一口氣做20個引體向上”。
楊超先后擔任了北京大學科學與工程計算中心副主任和大數(shù)據(jù)分析與應用技術國家工程實驗室副主任,這些平臺都是偏交叉的研究平臺,他也不斷地在這種交叉應用的平臺上施展自己的能力、貢獻自己的力量。2022年6月,楊超被任命為正在籌建中的北京大學長沙計算與數(shù)字經(jīng)濟研究院院長。他也得以依托這一異地科研機構,與一批志同道合的北大教授一起,共同推動北大的創(chuàng)新成果落地,把醞釀中的好想法變?yōu)楝F(xiàn)實。
長沙研究院以建設高水平新型研發(fā)機構為目標,圍繞先進計算、大數(shù)據(jù)、數(shù)字經(jīng)濟與數(shù)字化轉型等領域核心問題和重大應用難題開展研究,努力為北大的科研成果找到應用場景。在新的平臺,楊超肩負著管理者和研發(fā)人員的雙重角色。為打通從基礎科學發(fā)現(xiàn)到關鍵技術突破、再到產(chǎn)業(yè)應用孵化的完整創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)鏈條,研究院首創(chuàng)了‘1+N’的科研創(chuàng)新體系,包括一個數(shù)字經(jīng)濟和科技創(chuàng)新智庫以及包括先進計算研究中心、數(shù)字化轉型促進中心在內(nèi)的多個中心,努力解決先進計算、數(shù)字經(jīng)濟等領域的“卡脖子”技術難題。

2023年9月1日,北京大學長沙計算與數(shù)字經(jīng)濟研究院正式揭牌
在擔任院長的同時,楊超也親自帶領團隊正在開發(fā)一套CAE工業(yè)軟件計算引擎,作為新一代工業(yè)仿真設計軟件能力底座,著力解決現(xiàn)有CAE軟件功能碎片化、難以適配多樣性硬件等痛點問題,提高我國的CAE軟件產(chǎn)業(yè)水平和核心競爭力。他強調(diào),團隊從一開始就摒棄了仿制的思路,確立了以技術創(chuàng)新推動產(chǎn)品研發(fā)的路線。“在CAE賽道突破‘卡脖子’瓶頸,模仿不是好思路,而是要在技術上有所創(chuàng)新,其核心就來自于包括前述獲獎成果在內(nèi)的數(shù)學算法上的創(chuàng)新。”
經(jīng)過一年多的科研攻關,CAE計算引擎的原型開發(fā)已經(jīng)接近完成。“很快我們將會發(fā)布第一個版本。”楊超對此充滿信心。
從30年前自學編程的少年,到如今超算領域的領軍人物,楊超與中國超算一起成長。“現(xiàn)在咱們國家的科研創(chuàng)新環(huán)境應該是歷史上最好的,作為科研工作者,我們更應該投入其中,發(fā)揮自己的創(chuàng)造力。”讓我們一起期待,經(jīng)過楊超他們的不懈努力,中國超算會支撐“中國速度”走得更穩(wěn)更遠。
王選杰出青年學者獎介紹:
北京大學王選青年學者獎勵基金由王選夫人陳堃銶教授于2008年12月代表北京大學王選計算機研究所(原北京大學計算機科學技術研究所)捐贈基金設立。之后,王選所碩士研究生劉振飛校友連續(xù)多年捐資注入本基金,是北大最早的針對青年學者所設的獎勵基金。該基金下設“北京大學王選青年學者獎”,多年來獎勵了北大一批在教學崗位和科研工作中作出重要貢獻并具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ那嗄杲處煛?/span>
王選院士作為推動中國漢字和印刷技術邁入計算機時代的開拓者,是新時代知識分子的杰出代表和自主創(chuàng)新精神的楷模,他的崇高品格與精神風范值得永遠銘記。為更好地紀念王選院士,發(fā)揚他堅持創(chuàng)新的科學精神和扶植新秀的高尚情懷,推動中國科技創(chuàng)新事業(yè)發(fā)展,擴大王選青年學者獎勵基金的影響力,2020年,北京大學王選青年學者獎勵基金決定增設全國性科技獎項“王選杰出青年學者獎”。該獎項實行推薦制,不受理個人(或單位)的申請或自薦,每年組織評選一次。候選者應滿足以下條件:熱愛祖國,有良好的社會公德和高尚的職業(yè)道德;在科研工作中作出重要貢獻并具有巨大發(fā)展?jié)摿Γ蛘咂淇蒲谐晒玫街匾獞没蛴兄匾獞们熬埃荒挲g在45歲以下的中國公民。每年由北京大學、中國計算機學會和中國工業(yè)與應用數(shù)學學會聯(lián)合評選出在計算機和應用數(shù)學領域中自主創(chuàng)新和應用成果極為突出的杰出青年學者各一名,每人一次性獎勵人民幣50萬元。
為開展好王選杰出青年學者獎的相關工作,確保該獎項的公正性、獨立性和權威性,特設立王選杰出青年學者獎管理委員會、學術委員會、提名委員會及秘書處,學術委員會和提名委員會由數(shù)學、計算機理論與應用領域的著名專家擔任,負責獎項的提名和評審工作,對候選人進行評議、表決后上報管理委員會審定。如當年度無合適人選,名額可空缺。