北大数学 百年弦歌不辍

    数学门、数学系、数学力学系、数学科学学院

    无论名称如何演变

    志存高远，心却平常

    积淀出北京大学数学学科的——百年成就

    “大学宗旨，凡治哲学文学应用科学者，都要从纯粹科学入手；治纯粹科学者，都要从数学入手，所以各系秩序，列数学系为第一系。”

    ——蔡元培

    1913年，北京大学数学门招收新生，标志着我国现代第一个大学数学系（门）正式开始教学活动，1919年，北京大学正式改门为系，对各系进行分组时，数学系被列为第一组第一位，反映了上述蔡元培的治学思想。而今，北大数学迎来100周年，数学系作为第一系的传统不仅保持下来，数学学问作为源头学问留下的璀璨光影，也书写出北大数学不凡的百年。

引领学科发展

    1952年院系调整后，北大数学力学系即在学科建设方面发挥领头羊的作用。在教务长周培源教授的支持和协助下，数学力学系成立了全国第一个力学专业。1954年数学力学系举办常微分方程和偏微分方程讲习班，听众是来自全国各地的100多位教师，这为扩大专业队伍进而设置微分方程教研室带了个好头。1955年数学力学系又成立了计算数学教研室，为在国内发展这一方向奠定了基础。

    1956年制定的“全国科学发展十二年远景规划”把概率统计列为数学的三个重点发展方向之一。为此北大成立了全国第一个概率统计教研室，许宝騄先生任教研室主任。当时全国懂概率统计的人还很少，高校大都未开设概率统计课程。为迅速培养人才，1956年秋从北大数学力学系抽出34名学生，从中山大学和南开大学各抽调10名四年级学生集中在北大学习概率统计，同时接受国内高校一批进修教师来学习。根据许先生主持制订的培养计划和教学大纲，北大开设了测度论、概率极限定理、数理统计和马氏过程等专门化课程。当年还请苏联概率论专家邓肯和波兰统计学家菲茨来华讲课，同时选派青年人去国外学习，前后培养了8届学生，对我国概率统计队伍的形成和发展起到巨大的推动作用。

    为适应我国发展市场经济的需要，特别是加入世贸组织后金融改革和防范金融风险的现实需要，1997年数学科学学院设立了国内首个金融数学系。2010年启动的应用硕士项目以培养面向金融业的高级人才为目标，进一步拓宽了应用数学人才培养模式。

支援国家建设

    自1952年院系调整以来，北大数学学科得到全国同行的宝贵支持，同时也为支援国内其他单位建设作出了自己的贡献。不少北大教师曾参与中科院数学研究所筹建或兼职，例如江泽培先生曾兼任中科院数学研究所概率统计室主任。1958年数学力学系抽调教员帮助创建和支援内蒙古大学、郑州大学与曲阜师范学院的数学系，1984年又派员支援烟台大学设立数学系。改革开放以来，许多教员调离北大，在新单位发挥了很大作用，例如萧树铁等教师为清华大学建立应用数学系（后改称数学科学系）起到了十分重要的作用。

    1960年，中苏关系恶化，苏方中止了对华援助项目。为了国防建设的紧急需要，党中央决定从全国各地调集科学家、工程技术人员，组建自己的核武器研究队伍。北大数学力学系的周毓麟先生也在被调集的科学家之列，为了保密，周毓麟的名字从那时起突然在数学界消失了。此后漫长的岁月里，他和其他参加研制的科学家一样，默默无闻地为中国的核武器事业而辛勤工作。他和其他科学家一起组织了核武器研制中关键性的“九次计算”，提出了多种具有实际使用价值的数值模拟方法。由于他的突出贡献，周先生作为主要参加者之一获得自然科学奖一等奖和国家科技进步奖特等奖。数学力学系江泽培先生也因工作需要，于1963年被调往第二机械工业部，曾任九院理论部副主任，1972年才重回北大。

发展应用数学

    上个世纪70年代，许多北大数学教师听从安排，参与生产实践，应用数学理论解决实际问题，取得了重大成就。

    海洋重力仪是当年急需的海上勘探设备，由于西方禁运，资料缺乏，研制工作困难很大。设计该设备的理论关键是滤波问题，要在理论上保证能从五万倍强噪声背景中成功提取出有用的微弱信号。北大教师完成了“数字滤波的若干分析问题”等研究，提出了契贝谢夫权系数的数字滤波方法，从理论上解决了设计中的关键问题。由此设计制造出的海洋重力仪，历经5年海上实验，于1975年通过国家鉴定，成为我国大面积海洋普查的先进工具。北大还为当时的燃化部石油勘探局先后开办三期石油勘探数值处理培训班，学员来自各油田，后来大都成为石油勘探数值处理的骨干。

    年近花甲的闵嗣鹤先生参加了海洋重力仪研制项目和数字地震勘探的数据处理工作。闵先生是一位造诣很深的数学教授，陈景润几篇重要研究论文就是他审定的，他指导的学生潘承洞在解析数论取得辉煌成就。当时他的心脏病已日趋严重，但他不顾个人安危，始终坚持工作，合编教材，经常带病为工人和技术人员讲课。为收集第一手资料，他亲赴多个石油勘探基地，随勘探船出海。期间他写出多篇有关数值滤波与地震数字处理的研究论文。由于长期忘我工作，他终于病倒。病床上他还在修改《地震勘探数字技术》书稿，并对劝他休息的爱人和子女说：“你们不要干扰我，我还有很多任务没有做完，心里总是不安宁。”在生命的最后一天，他还忍着病痛找来技术人员反复研讨数字地震勘探技术中急需解决的数学关键问题，终于获得满意的解决。

    可靠性和安全性是运载火箭的重要质量指标，关系到火箭能否将卫星成功送入轨道，宇航员能否安全返回地面。针对液体发动机产品结构复杂，数据类型多，产品组件多，试验样本量小等特点，以房祥忠教授为组长的课题组通过细致的研究，给出了快速适用的运载火箭可靠性安全性评估方法和软件，运算量大大减少，精度也达到要求。“运载火箭可靠性安全性评估系统”课题成果在神舟五号等运载火箭的研制过程中发挥了作用，获得了航天科技集团的表彰。该评估系统目前仍然被作为航天系列运载火箭和武器系统可靠性评估的常用工具。

    研究爆炸所产生的冲击波传播，对于评估武器的毁伤效应，以及采取何种防护措施，具有重要的意义。使用实验方式来研究，不但成本昂贵，而且测量的数据也不能完整反映整个冲击波的作用过程，无法理解破坏机理。针对工程问题中出现的具有极端物理条件和极端物性参数的物理模型，李若教授领导的研究小组使用数值模拟方法，通过深入研究，开发完成了“气固两相流数值模拟程序的研制”项目，模拟所得结果和实验测量高度一致。以此为契机，2012年北大数学科学学院和西北核技术研究所签订战略合作协议，进一步开展多个合作项目。

    雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。从航天飞机可靠性研究到金融衍生品的风险控制，从爆炸的模拟计算到基因序列的破解，北大数学学科将更加自觉地肩负起服务社会的责任，在更宽阔的舞台上为国家建设输出正能量，作出新贡献。