尖端攻关求解科学前沿难题,立德树人传承学术精神火种。新时代科研工作者肩负双重使命:既要扎根基础理论,勇闯无人区攻克关键科学问题;更要躬耕三尺讲台,因材施教培育青年科研后备军。华南理工大学二级教授、博士生导师杨启贵深耕混沌动力系统三十余载,以纯粹治学之心深耕非线性数学前沿,以温暖育人初心搭建青年学者成长阶梯,既是在混沌世界探寻秩序的理论拓荒者,也是传递科研思想、赓续学术脉络的 “火炬手”。

深耕基础理论,自主开辟混沌动力学新颖研究路径
“系统简单到何种程度仍能保有混沌复杂性?” 这一贯穿杨启贵三十余年学术生涯的核心追问,是他深耕微分方程与混沌动力系统领域的起点。在他的科研理念里,思想永远是科研的灵魂,技术只是实现思想的工具,做数学如同写诗,离开原创思想的计算与推演毫无价值。三十余年栉风沐雨,他始终沉心钻研基础数学底层问题,不追逐短期学术热点,坚持从理论本源突破,在混沌动力学领域走出一条具有特色的如何从简单揭示复杂机理的原创研究途径。
(一)原创混沌系统的突破,打造国际公认 “Yang 系统” 学术标识
围绕 Lorenz 经典混沌系统,杨启贵带领团队开展系统复杂性原创探讨,发现一系列全新混沌与超混沌系统,其中一类关联 Lorenz 系统的混沌体系被国际学界正式命名为Yang 系统,成为非线性动力学领域高频引用的一类经典模型,为研究低维简单系统混沌复杂性机理提供有效的方法。
当前,如何把混沌科学发展为一门应用技术,并运用混沌研究的成果造福人类,这已经成为21世纪非线性科学发展面临的巨大挑战。针对动力系统长期悬而未决的理论难点,他探寻混沌生成的多元路径,完成多项混沌相关严格数学证明:包括系统论证非光滑动力系统、线性偏微分方程、拓扑动力系统等的混沌复杂性;厘清随机动力系统随机吸引子演化规律;在弱拓扑意义下,建立有限维与无限维线性系统混沌存在性的系列充分或充要条件,发现简单波动方程在通常拓扑意义下稳定、而在弱拓扑意义下混沌的有趣现象,首次明确弱拓扑与范数拓扑对有限维与无限维混沌的不同影响,为多尺度动力学探讨提供新思路;同时构建矩阵微分系统振动理论新体系,进一步完善非线性微分方程复杂性定性分析的理论框架,为隐藏混沌、多元混沌与异步混沌等研究初步铺平道路,并提供坚实理论支撑。
(二)科研项目落地,多层次支撑学科创新与产业交叉应用
立足国家基础学科发展需求,杨启贵围绕混沌复杂性牵头搭建完整纵向科研项目链:先后主持有关混沌的国家自然科学基金 6 项与省级自然科学基金 7 项,牵头国家与省部级教研教改项目 13 项;作为核心骨干参与国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、国家级面上项目、智能学习与视觉感知计算省级创新团队项目等多项。
研究成果实现理论与产业双向融合,《基于超混沌理论的移动通信信息安全研究》的广东省科技攻关项目将超混沌系统特性应用于通信加密领域;同时把混沌与超混沌动力学模型拓展至非线性混沌电路、生物种群演化、经济系统波动等交叉场景,打通纯基础理论服务控制工程、信息安全、生物工程、经济建模等领域的落地通道。当前,他主持在研国家自然科学基金 “高维动力系统复杂性与混沌机制研究”,持续向更高维度混沌未知领域深入探讨,进一步深耕混沌动力学基础前沿领域。
(三)学术成果丰硕,国际学界形成广泛学术影响力
截至目前,杨启贵在J. Differ. Equ., J. Nonlinear Sci., Physica D, J. Dyn. Differ. Equ., Chaos, Proc. Roy. Soc. Edinburgh Sect. A, Proc. Amer. Math. Soc.等国内外知名期刊发表论文170多篇,被SCI摘录160多篇,SCI正面他引3200余次,连续3年入选爱思唯尔(Elsevier)发布“中国高被引学者”,持续保持领域内高学术活跃度。
学术荣誉见证科研攻坚实绩:斩获广西科技进步一等奖、南粤科技创新优秀学术论文二等奖、广东省 “千百十工程” 省级培养对象等多项省部级科研奖项;兼任中国密码学会混沌保密通信专业委员会副主任、广东省工业与应用数学会常务理事、广东省本科高校数学类专业教指委副主任等,长期担任美国《Mathematical Reviews》评论员,多次受邀担任国家级人才、国家自然科学奖、国家自然科学基金等评审专家,长期参与国内基础数学领域学科建设与学术评议相关工作。
因材施教铸育人范式,做传递学术思想的火炬手
“做科研要有思想的深度,教书育人要有思想的温度。” 这是杨启贵常挂在嘴边的治学育人信条。在他看来,科学家服务国家不仅是产出尖端成果,更要搭建人才梯队,把思考科学问题的思维方法代代传承。三十余年教学路上,他独创 “一人一方向” 差异化培养模式,用细致、包容、个性化的育人方式,点亮一代代青年学者的科研之路。
(一)个性化研究生培养,拒绝同质化,匹配学生天赋特长
杨启贵至今累计培养 72 名研究生,包含 27 名博士、40 名硕士、5 名博士后,课题组十余个细分研究方向同步推进,每位学生都拥有专属研究赛道,在数学学科实属少见。他经常要求大家“做数学家做的问题”并以三问启发学生找准定位:“你最擅长哪个数学分支?你的核心思维优势是什么?十年后你想成为什么样的研究者?”,再依据学生特质定制培养方案:
· 为具有几何直觉的学生推荐微分方程几何理论与拓扑动力系统课题
· 指导擅长计算的学生探讨数值揭示混沌系统复杂性
· 引导逻辑严谨者严格证明混沌复杂性的充分或者必要条件
· 指导有概率论和统计基础的学生探讨随机动力系统的随机复杂性
· 指导对应用感兴趣且有数学模型基础的学生探究实际应用问题
他坚持每周 4 小时一对一精细化授课,即使仅一名学生选课也仍然全程细致拆解课程底层思想,逐步骤推导理论逻辑,让学生深度吃透学科核心方法论。
(二)育人成果硕果累累,青年学者持续产出高水平成果
差异化育人模式结出累累硕果:连续3 名博士生获得评广东省优秀博士学位论文,多人斩获省级优秀硕士论文;多名毕业生成长为国内高校学科带头人、骨干教师,成为基础数学领域中坚力量。
多名学生产出国际级标志性成果:博士生魏周超发现隐藏混沌吸引子,相关系统被学界命名 Wei 系统;博士生曾才斌、林小芳等在泛函分析顶刊J. Funct. Anal.发论文,成功解决国际知名数学家 Lu-Schmalfuß 猜想。课题组毕业生持续在国际权威期刊发表高水平论文,无论深耕高校科研,或是进入高新技术企业,都具备独特的复杂问题分析能力,在行业内形成良好口碑。
(三)深耕课堂教学改革,打造一流数学专业育人体系
作为国家一流本科专业负责人,组建两个省级教学团队,搭建三个省级实验实习基地,杨启贵主讲《数学分析》《常微分方程》《分支与混沌》《非线性动力系统》《随机动力系统》等本科、研究生核心课程,独创 “思想实验” 教学法,不局限公式定理背诵,引导学生像数学家一样思考,从庞加莱、香农、冯・诺依曼等科学大师的思维路径拆解复杂数学问题。
教学改革成果获得多方认可,作为核心骨干在华南理工大学组织建设课程获评教育部首批国家级一流本科课程,该课程纳入教育部与印度尼西亚国际交流课程资源,教学内容同步输送至印度尼西亚、泰国开展共享教学;个人斩获广东省教学成果二等奖、华南理工大学教学名师、校级教学成果一、二等奖多项;主持十余项国家、省部级教研教改项目,指导的《基于Hindmarsh-Rose神经元模型的非线性动力学特征及混沌机理研究》获得国家级大学生创新创业训练项目资助,将前沿混沌科研成果反哺课堂,搭建科研、教学深度融合的教学资源库,为全国高校非线性数学课程建设提供可复制的华工方案。每周课题组固定开展学术讨论班,学生遭遇数值模拟、理论证明瓶颈时,杨启贵从系统本质特征切入点点拨思路,传授底层研究逻辑,把 “授人以渔” 落到日常科研指导中。
初心如炬守科研使命,以传承续写混沌科学奋斗之路
在杨启贵的认知中,不同时代科研人拥有不同使命,但扎根基础、服务国家、传承学术的内核始终不变。基础数学是信息技术、人工智能、精密工程、量子计算等尖端产业的底层支撑,深耕混沌动力系统,本质上是夯实国家理工科创新发展的根基;而培育青年人才,是保障国家基础学科可持续发展的长久之计。
回望学术道路,从重庆大学硕士、中山大学博士,到清华大学博士后,再到华南理工大学教授,三十余年辗转多地,不变的是对数学真理的执着追求,不变的是培育青年学者的责任担当。他坦言,学术从不是独行之路,所有成果离不开同行交流互助,更离不开一代代学生接续探索。如今虽已桃李满天下,杨启贵依旧保持高强度科研、教学节奏,每日钻研高维混沌前沿问题,持续开设学术讲座、赴全国各地高校开展交流,分享原创研究成果与育人经验,向青年师生传递纯粹治学精神。
“在混沌的宇宙中,严谨的数学思想是我们最可靠的导航星;而教育,就是让每颗星星都能找到自己的轨道。”杨启贵用三十余年光阴践行这句誓言,以原创理论突破夯实国家基础学科根基,以因材施教初心点亮青年科研理想。作为新时代科研战线的先行者、学术精神的传承火炬手,他身上兼具顶尖科学家攻坚克难的创新锐气,与优秀人民教师润物无声的育人温度,生动诠释着科研报国、薪火相传的初心使命。
“欲穷千里目,更上一层楼。”谈及未来规划,杨启贵表示,一方面将立足“线性与非线性、光滑到非光滑、低维到高维、确定与随机”相互关联的研究视野,持续攻坚高维混沌、随机系统等领域的核心科学问题,突破更多“卡脖子”基础理论难题,拓展混沌理论在信息安全、智能计算等领域的应用边界;另一方面将努力搭建更好的学术平台,持续完善个性化育人体系,吸引更多热爱基础数学的青年学子,传承“以思想为核心”的科研理念,培育更多具有创新能力与家国担当的数学人才。(文/丁旭)
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