“做人要知足,做事要知不足,做学问要不知足。”在程晋的办公室墙上,这样一幅书法作品赫然醒目。在几十年的教学生涯中,他始终以实际行动践行着这句座右铭,也将这种精神在学生中代代相传。
2024年,程晋获“钟扬式”好老师称号。在他看来,教学和科研是相辅相成的两方面。在科研岗位上,他用数学指导实践;在教学岗位上,他为国家培养人才……“我十分钦佩钟扬老师的精神,我也在自己的岗位上,用数学为国家做出贡献。”他说。
打开数学物理反问题的“黑盒子”
“我们知道原因,然后推出结果,就是正向的过程。那么,我如果知道结果,能不能猜出原因?这就是反问题,它的计算就像从一个盒子外面推断盒子的内部情况。后人能够通过《红楼梦》推测出清代人的生活情况,也是一种反问题。”作为复旦大学数学物理反问题团队的领衔人,程晋这样生动地描述反问题。
程晋获得2019年上海市自然科学一等奖,在颁奖大会上的留影
自2001年成立团队以来,程晋带领团队在反问题理论分析和数值算法领域取得了一系列国际领先的创新成果。在他的指导下,多名硕士生和博士生先后获得国际学术论文奖和上海市优秀学位论文奖,不少毕业生在国内外著名高校任教,成为反问题领域中坚力量。
“学以致用。”这是程晋对自己和学生的要求。在他看来,反问题是当前形势下十分切合国家战略需要的应用数学问题,关于反问题的研究不能只停留在论文中,还应该转化成成果,落实到实际生产实践中,尤其要服务于国家重大战略需求。
“电离层的电子密度,会影响天气、通讯等。我们是否能从大气层下的变化,来推测出电离层的情况,从而预测天气?这就是反问题研究的实际运用之一。”程晋介绍道。近年来,他联合中国气象局等单位,开展GRAPES_GFS 全球同化预报系统的业务化提升工作,针对我国在轨卫星参数修正提出核心算法,为国家的多方面需求提供了理论支撑。
同时,他还带领课题组与华为长期深入合作,突破性地攻克了数据压缩、高频计算、电磁学仿真等关键性技术难题,申请专利共计4项。
这些年来,他用学术研究解决了许多重要的现实问题,带领学生将科研成果应用于钢铁、气象、地铁等领域,推动了科技成果的产业化进程。
激发每一位学生的独特潜力
几十年来,程晋从未离开过教育教学一线,即使再繁忙都坚守在数学科学学院大一课程《高等数学》的讲台上。
“我的目标是让学生不仅知道课程内容‘是什么’,更重要的是知道学到的这些数学方法‘怎么用’。”程晋之所以选择教授《高等数学》,正是由于他认为不少学生存在死记硬背、应付考试的现象,希望能够从大一开始纠正这种学习心态,不能将知识局限在做题上。
“在课上,每学到一种方法,我都会告诉学生它有哪些实际应用。例如, ‘线性化’的思想能够用于经济现象的描述。”在他看来,无论未来学生从事什么行业,数学都是一种重要的工具。“授人以渔”,教会学生如何用好这个工具,是《高等数学》等基础课程最重要的意义所在。
同时,他也会向学生讲述“两弹一星”工程的故事:先辈们运用微积分的思想,通过算盘一点一点完成了庞大的计算量。这样的故事,既让学生有了进一步的理解,也从家国情怀的角度激励他们“学以报国”。
对于研究生的教育培养,程晋也倾注了大量心血。
“程老师对我们要求严格但又十分耐心,只要推导过程中有过不去的地方,不论早晚,程老师都会挤出时间来陪我们讨论,指导我们的进展。” 2021级数学科学学院博士生李婷月说。更让她感动的是,碰到学生们出问题的时候,程晋不仅每次都会不厌其烦地解释,还会说“不急,慢慢来”,鼓励学生们在推动进度的同时,去思考、消化出错的地方。
在他的带领下,反问题课题组形成了“传帮带”的机制,老生帮助新生,毕业生分享经验,形成了一个温暖、互助的大家庭。“读博虽然辛苦,但是在程老师一路的保驾护航下,是十分幸福的。”李婷月这样感慨。
程晋与其指导的硕士毕业生张若愚(左)及博士毕业生李心妍合影
因材施教,是程晋培养人才的原则。对于每位研究生,他都会“量体裁衣”,根据个人不同的兴趣、特长和志向,制定国内外访学交流计划。在他的毕业生中,不乏各行各业的人才,从学者到工程师,从金融从业者到高中教师……对于学生们不同的职业目标,他都会有针对性地进行推荐和指导。
“每个人都有不同的特点,只有让他们发挥自己的长处,才能成为最好的自己。”在他看来,每个学生都能在自己感兴趣的岗位上发光发热,就是最好的结果。
“要多走出去看看大家在研究什么问题”
作为一名具有国际视野的学者,程晋反对“闭门造车”的研究方式,始终重视与海内外科研人才的交流。
“不能只专注于自己做的方向,要多走出去看看国际上大家在研究什么问题,学习他们的研究思路和方法,程老师经常这样教导我们。”李婷月表示。
在程晋的推动下,课题组与奥地利科学院RICAM研究所、维也纳大学创办的联合讨论班已经坚持开展了4年之久。学生们在介绍自己研究成果的同时,还能了解国际前沿的研究问题,听取国际知名专家学者的指导意见。
程晋(左一)在俄罗斯新西伯利亚参加国际会议和一带一路国际合作交流,与俄罗斯科学院通讯院士Kabanihkin等谈科研
除了与国际学者常常进行沟通外,程晋也投身于各类人才“走回来”的工作中。“推荐学生出去学本领是方式,将优秀人才引进回国才是程老师的最终目标。”数学科学学院副院长陆帅如是说。
从2008年开始,程晋主持承担了国家外国专家局的引智项目“复旦大学现代应用数学创新引智基地”的建设,取得了一系列优秀的成果,吸引了一批国内外院士等著名学者在复旦大学进行合作研究,全职引进了国家海外高层次人才引进计划的王晓明教授等回国工作。在他的致力复旦大学的应用数学研究在国际上有相当的影响力,引智团队的成员获得了多个国际学术大奖。
目前,引智基地已经进入2.0阶段。程晋表示,引智基地的最终目的在于将全世界的智慧都聚集在中国,服务于国家的战略发展,未来也将继续开展相关的合作项目。
在课堂上、在与课题组交流时,程晋常常回忆起自己出国留学的往事:“那是我第一次去欧洲,一路坐火车从北京到蒙古、莫斯科、匈牙利……最后到达奥地利。”看着祖国逐渐强大,与海外的交流也日益便利、丰富,他总是感慨万千。
程晋受邀在Matlab EXPO上作报告
“随着中国国际地位的提升,我们的年轻人将来也能在国际上更加‘说得上话’,培养他们为祖国做贡献,就是我教学的追求。”程晋说。