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发布时间：2015-11-17
本刊记者 杜月娇
林智，浙江大学应用数学研究所副所长。主要从事流体力学问题驱动的应用数学和计算数学研究。发表Top、SCI收录论文8篇。曾获美国北卡罗莱纳大学“明日学者”奖学金, 2008年暑期获美国密歇根大学博士后研究资助项目。回国之后,已在短时间内和新成立的浙大海洋科学和工程系、国家海洋局第二海洋研究所的相关科研人员开展了稳定广泛的学术交流。
“数学是透视世间万象的工具”，用这句话来形容林智对数学的认识，既贴切又恰当。
作为一名科研人员，他有着对埋头实验室做科研的痴迷；作为一个社会人士，他又充满着对世间万物强烈的好奇。他试图用钟爱的数学理论去解构这个世界，把枯燥的论理与世间的繁芜融合起来，化复杂为简单。
他把数学中的偏微分方程、随机过程、渐近方法、变分法、数值模拟等数学理论和工具应用于海洋世界、城市污染防控及各项交叉学科当中，取得诸多原创性成果，得到国内外认可的同时，他并未停下科研的脚步，仍继续把“应用数学”这一学科的价值发挥到实处。
他就是浙江大学应用数学研究所副所长林智，一位青年导师。
从数学到流体力学
1998年，林智就来到华南理工大学应用数学系，从此叩开了数学世界的大门。2002年，他去美国北卡罗莱纳大学读博，一次机遇让他的科研轨迹开始转向。
“在美国攻读博士期间，由于二年级时进入了由Richard McLaughlin和Roberto Camassa两位教授主持的“应用数学及海洋科学联合流体力学实验室”担任助教，主要指导本科生进行实验研究和整理数据，自此对流场中的各种混合输运问题产生了浓厚的兴趣”。
于是，林智选择了McLaughlin和Camassa两位教授作为论文导师，并在美国自然科学基金会“数学与地球科学协作”（CMG）项目的资助下进行博士阶段的学习。从此，正式进入流体力学科研领域。
“万物皆数”——古希腊数学家毕达哥拉斯的这句话固然过于夸张，但林智始终相信，数学的魅力就在于它的抽象理论应用能够揭示各种现象和问题的本质，让人们发现这个世界的精彩。
林智在前人研究基础上，认为在流场中“混合输运建模分析能够帮助我们了解自身所处生存环境的变化规律，同时能够在实践工程中预测、防控这一类过程，而且在经典流体问题——比如刻划湍流和混沌的特征和形成机制的研究上，也是常用的数学手段”。
从2005年开始，林智就在利用类Sobolev多尺度测度和概率工具刻划混合输运、建立广义弥散—扩散模型、对混合输运作变化法优化控制等方面积极探索，取得到一些原创性成果。
流场中混合输运方面的系列研究，让林智建立了全面的数学建模思想体系。之后，他开始把眼光转向了更为真实、复杂的海洋世界。
解构海洋世界
海洋，辽阔而又深邃。自古以来，人类从未放弃对海洋世界的探索。从远古时期的鱼盐之利、舟楫之便，到航海时代的战略要塞、运输渠道，再到现代文明的深度利用、服务社会，海洋的应用价值被逐渐提升，蕴藏在海洋中的丰富资源被逐一发掘。
近年，随着海洋经济步伐的持续加快，海洋环境的保护之声日渐迭起。因此，更好地了解海洋环境、利用海洋中数量庞大的生物资源，就成为新时代海洋发展战略中的关键一环。
痴迷于流场中混合运输问题的林智认为，“微小生物个体的流动产生混合输运，已经成为多个学科领域专家所关心的问题”。在这种局面下，要与地球科学、生化医药和工程控制等交叉学科科研人员展开联合研究。
2010年起，林智就把数学建模思想应用在了海洋中生物资源模拟上。
他寻找到志同道合的人，共同建立了模拟生物体游动产生标量混合输运的首个随机流体力学模型。原创性地刻画了稀疏生物个体随机游动产生的统计力学问题，并导出了同时适用于势流场和Stokes流场的等效扩散系数公式。
在主持的国家自然科学基金青年基金项目“标量混合输运的统一测试分析、仿真及优化控制”时，面对复杂流下标量的混合输运的混合测试问题，基于混合输运问题的多尺度、多机制特性，他探索出一种能应用在各种尺度和物理图景、具有广适性的统一混合测度，并在此基础上建立数学模型和导出优化控制策略，揭示了混合输运现象的本质和规律，同时为标量混合的科学和工程实践提出了最大利益化模型。
通过直观地引入类Sobolev范数的多尺度混合测度，基于经典热扩散方程进行的广义偏微分方程建模，他得到了在混合程度上与精确解等价的等效标量分布……这一系列原创性成果，具备更好的广适性，在国内外引起强烈反响。
回国短短几年，林智就与浙江大学海洋科学和工程系、国家海洋局第二海洋研究所展开合作，建立了长久的合作关系，开展了稳定广泛的学术交流，为今后海洋流体问题的全方位研究，搭建了更加坚实的科研平台。
大数据下的城市建模
流体，不仅仅只局限于海洋。
随着城市化建设的脚步加快，各色污染物大量涌现，对空气、土壤产生了极大威胁，严重阻碍了各大城市的良性发展。
“我希望数学能够突破原有框架，为人类发展服务”。2014年，浙江大学与帝国理工大学成立“联合数据科学实验室”，这为从不拘泥于实验室做科研的林智带来了一个契机，他开始从反问题的角度，研究考察城市环境内各种污染物的生成、传播和控制问题。
纵观我国科研领域近几十年的发展，有关反问题的理论研究、数值计算和分析方法一直备受重视，例如在一些国家重大战略需求的科学领域和工业研究中（如工业、环境监测、医学诊断、设备安检、地质勘探等）均广泛应用。尤其是以数学为中心，聚集了大量物理、化学、材料、医学、环境、计算机等多学科、多领域的科学家，早已开展了深入的交叉合作。
基于此，他积极参与了两项国家自然科学基金项目——“应用反问题的建模与计算”和“反问题的数学建模、计算及应用”。项目结合英方的高性能数值算法和浙大数学系团队的反问题方面的建模成果，展开了研究。一方面，通过对正问题的研究评价和预测污染物的影响；另一方面，能过反问题的研究反演介质参数、污染源位置和强度等性质，进而对污染进行优化控制。
这项具有原创性新思路的探索研究，整合了建模、算法及数值模拟多个层面，真正发挥出了数学基础理论在交叉学科研究中的作用，为我国城市化发展进程中出现的污染问题，提出了良好的防控方案。
世界复杂，万物多样。无论是海洋生物演进，还是现代城市文明建设；无论是自然流体运动，还是人为污染物的漂移，都是社会发展进程中的诸多现象之一。他一直致力于用基础的数学模型解构它们，了解各个现象机理，从而寻找到人类与自然和谐相处的关键点，为现代文明的长远发展服务。我们期待他带来更多的精彩。
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