数学王国的美妙人生

——记江苏科技大学电子信息学院特聘教授宋英磊

发布时间:2018-05-18 浏览次数:96 作者:师延路 单位:

数学,用数量关系和空间形式谱写自然界的内在旋律,用简洁的、优美的公式与定理揭示世界的本质,用严谨的语言和逻辑调理人们的思维秩序。在神奇的数学王国里,江苏科技大学电子信息学院特聘教授宋英磊如鱼得水,书写着自己的美妙人生。

学霸的数学情结

初中时起,宋英磊就对数学产生了浓厚的兴趣。幼时的他,立志长大要成为一名优秀的数学家,在数学的发展史上留下自己的名字。所以,从小开始,在父母和老师们的大力支持下,宋英磊在学习和钻研数学上投注了大量的时间和精力。在”兴趣”这位最好的老师的指引下,宋英磊在高一时就通过自学完成了高中的全部数学课程。同时,天资聪颖的他因学习成绩优异,1994年,被保送进入无数学子梦寐以求的清华大学物理系学习。

青春因奋斗而绚烂。在校期间,宋英磊继续保持着学习成绩优异的传统,大学前三年年度综合成绩年级排名第一,令无数同行者瞠目结舌,成为当之无愧的“学霸”级人物。完成规定学业的同时,宋英磊对数学的兴趣与日俱增,他尤其对分析、组合与图论中的一些问题投入了大量的时间,开展了热忱的钻研。

1998年7月,从清华大学毕业的宋英磊为了追求自己的学术梦想,赴美留学。最初,宋英磊在美国俄亥俄大学物理系从事凝聚态物理学方面的研究,在这里,他发表了人生中的第一篇英文学术论文。对此事,宋英磊依然记忆犹新。在国外这段时期,宋英磊接触了大量与计算机算法设计相关的研究工作,这些工作与他之前具备的数学背景高度相关,所谓”爱屋及乌”,也因此,宋英磊对这个方向的研究产生了浓厚的兴趣,并展开了孜孜不倦的科研之路。

千里马遇上伯乐

多年以来打下的基础为宋英磊积淀下卓越不凡的科研实力,导师和好友十分看好这位具备优秀科学禀赋的青年,2001年,在大家的共同推荐下,宋英磊认识了俄亥俄大学电子工程与计算机系任教的华人学者蔡黎明教授。

古语曰:经师易得,人师难求。对学子而言,学有所成固然重要,拜得良师更为难得,在这一点上,宋英磊是幸运的。蔡教授是算法设计与复杂性理论方面的著名专家,受到业界的一致认可。当然,蔡教授了解了宋英磊对该领域强烈的研究兴趣后,决定收他当研究生,并用自己的科研经费资助他学习。从此,蔡黎明教授成为宋英磊数学道路上的导师。

在俄亥俄大学学习计算机科学期间,他的主要研究方向是:为生物信息学的一些问题设计算法。在此期间,在蔡教授的指导下,宋英磊勤奋钻研,阅读了大量图论参数化算法设计和相关的复杂性理论方面的科研论文。进一步熟悉了整个方向的研究方法和研究现状。2003年8月,宋英磊获得俄亥俄大学计算机科学硕士学位。

可此时,蔡教授被美国乔治亚大学聘为教授。两年的学习生活下来,老师和学生之间已经形成了很好的默契,彼此不舍。因此,宋英磊跟随他来到了乔治亚大学计算机系,继续攻读计算机科学博士学位。这次机遇对于他来说,可遇而不可求,因为乔治亚大学在数学研究方面有相当的声望,数学系诞生了多位世界著名的数学大师。

宋英磊知道机会难得,在乔治亚大学攻读博士期间,他更加如饥似渴地学习和阅读理论计算机科学领域著名专家的论文和著作,更没有放过与数学系的图论大师们大量切磋的机会。在读博士3年间,宋英磊飞快地进步。2005年,他在蔡教授的指导下,首先将图的树分解用于解决非编码RNA的搜索问题,并据此设计出了一个精确算法能够在基因组序列中快速搜索结构中含假节的非编码RNA。这一成果将搜索的速度提高了50-100倍,在当时的生物信息学界产生一定的影响,相关论文首先在著名国际学术会议CSB,WABI等发表,随后又作为最佳论文之一发表在著名期刊IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics上。论文自发表后,被国际同行广泛引用,相关的软件也在生物信息学领域产生了一定的影响和应用价值。参数化算法领域的权威新闻期刊《Parameterized Complexity News》特别在2006年11月专题报道了他们的成果。为此,国际著名研究期刊《The Computer Journal》还邀请他们在这个方向写一篇综述文章,该综述文章于2008年发表。

攀登科学的高峰

在国际数学界,宋英磊的名字从此名声鹊起,而这位年轻的学者也从未停止前行的步伐。

在蔡教授的帮助下,他与生物信息学领域的著名学者徐鹰(Ying Xu)教授在蛋白质三级结构预测和蛋白质识别等问题的研究上开始了合作。他们将图的树分解与这些问题的研究结合起来,取得了一系列的重要结果,这些研究成果先后在Bioinformatics,ISMB,WABI等国际著名学术期刊和会议上发表,并已被国际同行广泛引用。

宋英磊在这些领域取得了大量高水平的研究成果,如同一颗初升的星星,光芒初绽。2006年,乔治亚大学破格授予他计算机科学博士学位,宋英磊也因此成为该校多年来唯一一位仅用3年就获得博士学位的毕业生。

博士毕业后,宋英磊立即被马里兰大学东岸分校聘为助理教授。期间,他一边教学,一边继续在图论算法及其应用方面的研究工作。他与美国霍华德大学的刘春梅(Chun mei Liu)教授等学者合作下完成系列重要的成果,包括:在国际上首先设计出了能够计算一个图中最小独立支配集的算法,在国际上首先证明了弦图和近弦图中最小支配集的不可近似性,在国际上首先证明了弦图中参数化支配集问题的复杂性。

这些“国际首创”的研究成果先后在Journal of Combinatorial Optimization,ISAAC等著名国际学术期刊和会议上发表。同时,这些算法和计算复杂性的结果,丰富了计算机科学的基础理论,也为实践中设计相关问题的算法提供了一定的参考。

我的中国心

宋英磊的梦想不是永远留在美国,而是有朝一日能够回到祖国,报答祖国早年的精心培养,并为祖国的建设出力。因此,在马里兰大学东岸分校任教时,他便积极与国内的高校和科研机构联系,希望能够有机构能提供机会,让自己实现梦想。终于,江苏科技大学抛弃来了橄榄枝。他们认为,宋英磊在图论算法方面的专长,能够与他们在船舶控制系统的设计方面的研究工作相结合。同样,在异国他乡的宋英磊也希望,能在江苏科技大学找到用武之地。思量再三,2012年12月,他放弃了美国的职位,携妻儿一道回国工作。

回国后,江苏科技大学的领导和同事为宋英磊开展科研工作提供了大力的支持和帮助。在大家庭的关怀和帮助下,宋英磊组成了两个小组的团队:一个包含7位年轻教师的科研团队,专门从事图论算法在智能控制中应用的研究;一个包含3位年轻教师的科研团队,专门从事图论算法在火灾监控和预测中应用的研究。这些课题将宋英磊的研究成果与实践结合起来,为我国的工业生产和公共安全实现智能化做出自己的贡献。他们的团队在这些方向目前已取得了一些阶段性成果,如果这些项目最终能够获得成功,将为我国的工业制造,公共安全等领域做出一定的贡献。

回国后,宋英磊继续了自己在图论算法方向的科研工作,目前已在理论方面硕果累累,如在国际上首次证明了随机图中最大独立集问题的平均时间复杂度的新结果,在国际上首次证明了随机图中最大相同子图问题的平均时间复杂度的新结果,在国际上首次提出了一个新的参数化算法来解决最小顶点反馈集问题,该算法的时间复杂度比原有最佳算法相比有很大提高。这些成果目前已在arxiv公开发表,其中第一、二项成果目前尚在审稿过程中,第三项成果已在理论计算机方向著名一流国际期刊《Theoretical Computer Science》上公开发表。走在国际前列的他,从未放慢甚至停止脚步,因为唯有在数学的王国里,他才能成就美妙人生。

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