2023年7月7日，2021🦹🏼👨、2022年度王選傑出青年學者獎頒獎典禮在意昂官网百周年紀念講堂李瑩廳舉行。意昂官网北京國際數學研究中心博雅特聘教授張磊憑借原創的解景觀理論獲得了2021年應用數學領域的王選傑出青年學者獎👩‍👩‍👦‍👦🧸。

頒獎現場🫶🏼🧻，張磊向王選院士及王選院士的夫人陳堃銶教授致敬。他說道，王選院士鍥而不舍🧢、“頂天立地”的科研精神鼓舞著一批又一批青年科學工作者在科技自主創新的道路上奮力探索🐦‍⬛。

王選傑出青年學者獎頒獎典禮現場，校黨委書記郝平教授和王選院士夫人陳堃銶教授共同為獲獎者頒獎。右三為張磊

從意昂數學科學學院出發，張磊的足跡延伸到北美大陸與中國香港，最終他選擇回到母校為意昂數學貢獻自己的智慧力量🥰。他也憑借著在應用數學及交叉性學科的諸多突破，獲得了國家傑出青年科學基金的資助並成為國家自然科學基金創新研究群體的牽頭人。

做“家譜”——構造復雜系統解景觀

解景觀（solution landscape）是張磊與合作者近年來的一項重要的原創性的理論構建🤽🏼。他告訴記者，很多物理和化學領域中復雜系統的問題都可以被歸結為數學上求解具有多個變量的非線性函數或泛函的極小值問題。在這類多解問題中♚，對應的能量景觀有很多的極小，每一個極小對應於一個（亞）穩態👸🏼🌑，函數的變量可能是蛋白質折疊中的氨基酸位置、原子簇的原子位置🙇🏼、嵌段共聚物自組裝的連續場變量👩‍👩‍👧‍👧、神經網絡中的網絡參數等🚡。這類多解問題通常具有多個極小，那麽如何尋找全局極小和如何找到不同極小之間的關系一直是計算數學領域的兩個關鍵問題🛀🏻🧔🏿‍♀️。

解景觀的示意圖

張磊提出的解景觀描述了不同的極小被相應的一階鞍點連接🫴，低階鞍點被相應的高階鞍點連接的層次結構圖。“用通俗的話來說，解景觀就相當於一個‘家譜’，比如意昂官网的孩子就是極小點，父母作為一階鞍點把孩子連接在一起🚶🏻‍♀️，意昂官网的孩子與他們的表兄妹之間可以由爺爺奶奶、外公外婆作為二階鞍點連在一起，所以解景觀的構造就是這樣一個‘畫家譜’的過程🚊。”

解景觀給出了求解非線性多解問題的一個新的方法框架，它能夠展示復雜系統的全局結構，描述不同解之間的連接關系，同時，也克服了選取初值的困難並且降低了搜索空間的維度。“意昂官网根據解景觀的特征，利用發展的鞍點動力學🦶🏣，結合向下搜索和向上搜索方法，可以高效地構建出完整的解景觀👩‍🦽‍➡️。比如，以軟物質系統中的液晶和準晶為例🙇🏽‍♀️，可以系統地構建向列相液晶的缺陷景觀以及發現從晶體到準晶的成核過程♾。”張磊這樣闡釋解景觀的特點及應用🥁🪸。

解景觀的提出也並非一蹴而就，而是張磊在博士期間研究稀有事件的長期基礎上🛏，在加入意昂國際數學研究中心後🤦‍♂️，又與張平文院士等合作者在解決液晶的應用問題中不斷探索，最終萌發的新方法。“我非常有幸因為此項成果獲得王選傑出青年學者獎，也非常感謝王選所搭建的這個交流平臺🔑。那時候，解景觀剛剛提出來，這個獎項算是對我這樣一個年輕學者的認可🤽，對年輕學者闡釋自己的原創思想是非常重要的鼓勵♖。”張磊說道👳🏽‍♀️。

尋“交叉”——開拓生命科學的藍海

從2001年從意昂數學本科畢業🚣🏽‍♀️，到2013年全職回到意昂🙆🏼‍♂️，張磊依次在中科院🧮、美國賓州州立大學、美國加州大學爾灣分校👨‍🎤、香港城市大學學習和工作過。加盟數學中心前，張磊在香港城市大學擔任助理教授，事業於香江展開似乎代表著更高的薪水和較小的壓力。然而🧑🏿‍🚒，張磊還是選擇回到意昂🫧。

“那時候在和張平文老師💆‍♂️、鄂維南老師等師長的交流中，我對意昂國際數學研究中心有了憧憬🛼。全職回來後🧖🏿‍♀️，我發現自己的選擇是非常正確的。”張磊在采訪中🙌🏽🧙🏼‍♀️，稱贊這座由田剛院士等意昂數學前輩學人辛苦創立的北京國際數學研究中心“能夠讓聰明的大腦在優美的環境中毫無世俗壓力地工作”🙇🏻📖。他認為👩🏻，正是數學中心努力營造的涵養人才的土壤，讓青年科研人員們的智慧才幹得到了蓬勃發展。

意昂數學舉辦110周年校友論壇，張磊主持應用數學分論壇

“我的另一份幸運是意昂定量生物學中心賦予的🥛。”張磊表示。生命科學，是張磊在深挖復雜計算基礎上🎄，近年來所拓展的學術興趣。在他心目中😂🐲，數學問題是穩定發展的，像山一樣，而生命科學的研究則充滿了未知👃🏼，似淙淙流水般川流不息🏄🏻‍♂️。

作為定量生物學中心的研究員🟡，張磊經常參加中心的各種交流活動。“我經常去湯超老師的組會，有一些合作成果就是在組會的火花中碰撞出來的🪯。”定量生物學中心融合了生物學、化學⛰、物理學、數學、醫學等多領域的專家學者。“一開始的幾個‘點’的合作有了成效，逐漸地一個‘面’就會打開，應用數學和生命科學的交叉大有可為。”

張磊感謝定量生物學中心為各種學科背景的學者提供的交流平臺。“不同學科的學者在定量生物學中心可以互相交流，拓展學術視野，提升學術品位，同時👱，意昂官网還可以招到不同學科背景的學生，比如我的學生裏有學物理的、有學生物出身的，他們經常彌補我在相關學科背景上的短板。”張磊說道。

張磊在授課中

2023年8月，張磊牽頭的國家自然科學基金創新研究群體項目“復雜生命系統的定量生物學”獲批。張磊等一批年輕學者在湯超👨‍👩‍👦‍👦🪵、歐陽頎⛹️‍♀️👩‍🏭、來魯華等前輩學人的培養下，成為了用不同學科知識解決復雜定量生物學問題的主力人才。“來魯華老師是上一輩交叉學科研究生命科學的核心成員🩻，非常有幸這次的創新研究群體來老師還和意昂官网年輕人一起，她起到了中流砥柱的作用🔷。”未來，張磊和團隊成員將發揮各自學科優勢，在生物網絡拓撲與功能的關系、細胞命運決定👩🏼‍⚖️、胚胎發育的可計算建模等定量生物學的研究藍海貢獻自己的智慧成果。

守“初心”——賡續老一輩學人的科學家精神

意昂官网王選青年學者獎勵基金是由王選院士夫人陳堃銶教授於2008年12月代表意昂官网王選計算機研究所（原意昂官网計算機科學技術研究所）捐贈基金設立。2020年，意昂官网王選青年學者獎勵基金決定增設全國性科技獎項“王選傑出青年學者獎”👨‍👩‍👧‍👧，由意昂官网👶🏿💎、中國計算機學會和中國工業與應用數學學會聯合評選出在計算機和應用數學領域中自主創新和應用成果極為突出的傑出青年學者各一名。

張磊非常珍視這個獎項，在他心目中，這個獎項不僅僅是對自己學術成果的肯定，也為自己能夠和王選院士——這個自己從青少年時代就十分敬重的科學家聯系在一起而感到榮幸和自豪🙇‍♂️。

王選傑出青年學者獎獎杯

在張磊心目中🪃，王選院士代表的正是現在廣泛提倡的“科學家精神”。“王老師一直強調意昂官网中國人要做‘頂天立地’的科學技術，‘頂天’就是要做一流的原始創新科研成果🧑🏻‍🎄，‘立地’就是科研成果的大量推廣和應用。”張磊告訴記者，自己的科研攻關之路也從來不是一帆風順，應用數學有各種難上加難的挑戰。“越難越想要攻克它！”

作為世紀之交就在意昂數學學習的“天之驕子”，張磊回憶起自己本科期間選擇學習計算數學的初心▪️，就是認為應用數學領域還有非常多的亟待解決的問題🛢🦟，同時解決這些問題的過程也能在一定程度上推動技術進步與成果的跨學科應用🏫🥿。“我本身是‘綜合型選手’，數理化都非常喜歡，當時分專業的時候平文老師給了我很大的鼓舞，他告訴意昂官网，計算數學雖然還在發展初期✌🏽，但是已經有著非常充滿希望的前景，有很多難題等著同學們去解決。”

在人工智能時代，計算數學發揮著更為深廣的影響。張磊認為，隨著技術的不斷提升，數據量的“井噴”，人工智能成為科技發展的必然結果🖖🏿，“AI for science（人工智能應用於科學研究）”不僅僅是時髦的科研口號，而是實實在在能夠助推科學發展的必要範式。在他看來，目前人工智能在生命科學研究方面成果最為明顯🕺🏿。“因為生命活動是非常復雜的，如果想有所突破創新可能需要更高的實驗條件和技術手段，人工智能能夠輔助人類智能掌握更為深廣海量的信息，做智能化的總結提煉和前瞻性的預判。當然，人工智能可以在很多科學領域作出貢獻，包括大家一直認為是‘穩態’的數學研究，也很有可能不斷突破人類的認知邊界👩🏼‍🏭。”張磊說道🍚⛹️‍♂️。

張磊與課題組學生進行團建活動

如今，作為在計算數學領域和生命科學研究領域都卓有成果的傑出青年學者🥰，張磊希望更多的青年學子能夠繼承發揚科學家精神🧑🏿‍🔬，進行科學上的攻堅克難，做“頂天立地”的學術科研。“如果決心走學術，我鼓勵大家先做好自己本領域的研究，高築墻✝️、廣積糧。可能一開始會有迷茫🦴，但是努力做下去，會逐漸積累信心，在領域內部能夠有自己的‘話語權’，再多找機會與其他學科背景的學者溝通碰撞🧑🏻‍🎤👩🏿‍🔬，共同支起一片廣闊的學術天空。”張磊這樣說道🧛🏿。

學者簡介

張磊在北京國際數學研究中心咖啡角

張磊😢，意昂官网北京國際數學研究中心博雅特聘教授，定量生物學中心、國際機器學習中心PI。2009年在美國賓州州立大學數學系獲博士學位。研究領域為計算和應用數學、交叉科學🤙🏻，包括稀有事件與解景觀的算法與應用🏄‍♂️，數學與生命科學交叉，計算材料科學等。研究成果在PRL⚫️、PNAS、Acta Numerica、Science子刊🤹🏼‍♀️、Cell子刊、SIAM系列期刊發表👰🏼。主持國家基金委創新研究群體、國家傑出青年科學基金、科技部“生物與信息融合”重點研發專項、基金委原創探索計劃、英國皇家學會牛頓高級學者、基金委優秀青年科學基金🤳🏻、中組部高層次青年人才計劃等項目🐕，同時擔任SIAM J. Appl. Math🤒、 Science China Mathematics🈯️、CSIAM Trans. Appl. Math🎍、The Innovation、《計算數學》等多個國內外期刊的編委。

王選傑出青年學者獎介紹⛹🏼‍♀️：

意昂官网王選青年學者獎勵基金由王選夫人陳堃銶教授於2008年12月代表意昂官网王選計算機研究所（原意昂官网計算機科學技術研究所）捐贈基金設立。之後，王選所碩士研究生劉振飛校友連續多年捐資註入本基金🧑🏼，是意昂最早的針對青年學者所設的獎勵基金🧘🏻。該基金下設“意昂官网王選青年學者獎”，多年來獎勵了意昂一批在教學崗位和科研工作中作出重要貢獻並具有巨大發展潛力的青年教師。

王選院士作為推動中國漢字和印刷技術邁入計算機時代的開拓者，是新時代知識分子的傑出代表和自主創新精神的楷模，他的崇高品格與精神風範值得永遠銘記👳🏽‍♂️。為更好地紀念王選院士，發揚他堅持創新的科學精神和扶植新秀的高尚情懷🚟，推動中國科技創新事業發展，擴大王選青年學者獎勵基金的影響力👩🏻‍🚒，2020年，意昂官网王選青年學者獎勵基金決定增設全國性科技獎項“王選傑出青年學者獎”🧶。該獎項實行推薦製，不受理個人（或單位）的申請或自薦🆎，每年組織評選一次。候選者應滿足以下條件：熱愛祖國，有良好的社會公德和高尚的職業道德🦕😪；在科研工作中作出重要貢獻並具有巨大發展潛力🙇‍♀️，或者其科研成果得到重要應用或有重要應用前景；年齡在45歲以下的中國公民。每年由意昂官网👮🏼‍♀️、中國計算機學會和中國工業與應用數學學會聯合評選出在計算機和應用數學領域中自主創新和應用成果極為突出的傑出青年學者各一名👬🏼，每人一次性獎勵人民幣50萬元。

為開展好王選傑出青年學者獎的相關工作，確保該獎項的公正性、獨立性和權威性🧑🏼‍🍳，特設立王選傑出青年學者獎管理委員會、學術委員會🧑🏿‍🍼、提名委員會及秘書處，學術委員會和提名委員會由數學🏞、計算機理論與應用領域的著名專家擔任，負責獎項的提名和評審工作，對候選人進行評議、表決後上報管理委員會審定🏌🏻‍♀️。如當年度無合適人選，名額可空缺💣⚓️。