日前，2025海外基础科学大会颁发“前沿科学奖”，上海交通大学当然科学参议院院长、数学科学学院讲席教化金石因“多法子物理问题的渐近保握方法”论文获奖。这项效果可视作数学家修复的一座跨越多法子的桥，跨越了科学筹备微不雅与宏不雅不同法子问题的鸿沟，被学界世俗给与并施行到航空航天、等离子体、量子力学和分子能源学筹备，及AI援手药物和新材料野心的专揽。

为了既见树木又见丛林，科学家往往从微不雅与宏不雅的法子探讨寰宇。但是真确的物理寰宇并非“覆没颗粒度”或“不同颗粒度”的积木寰宇，而是多法子混杂的。举例，覆没条高速公路，一些路段车辆很少，而一些路段却很拥挤。而要参议和筹备整条高速路的动态车流，微不雅的粒子系统和宏不雅的流膂力学类方程耦共筹备特地贫穷，粗略能针对局部，而不及以“协力”处分真确问题。渐近保握方法冲破了这么的法子壁垒，以一种特地通俗和当然的式样已毕了两种法子在筹备机模拟中的过渡。

这一要害在很多界限有世俗专揽，金石团队及勾通者的一些算法和想想也被关联界限的科学家和工程师经受。举例航天飘零器复返大地的气能源学模拟，冲破在飘零高度比拟低的时候用宏不雅流膂力学方程，而到特地高的高度用介不雅法子玻尔兹曼方程的“手动切换”；聚变问题的等离子体模拟，处分了一些等离子体问题多法子模拟难的窘境；分子能源学方程的跨法子筹备要害在AI援手药物野心以及新材料野心中也有弥留作用。

“渐近保握—Asymptotic-Preserving （AP）”要害这一科学术语，由金石在1999年在好意思国工业与专揽数学学会《科学筹备期刊》上发表的论文中初次提倡。它来自跨学科交叉碰撞的火花。最早工程师将其用到与本领无关的多法子线性输运方程求解，金石在参议这些问题时发现，“和本领关联的动态问题”才是这些多法子问题更内容的筹备贫穷，比如奈何有用克服筹备本领关于小法子的依赖等问题，以及奈何幸免对高维和复杂的非线性算子求逆的难题。“有塌实的数学、物理基础，关爱不同界限的阐明，与不同界限的东说念主勾通，学会交叉性想维，才容易产生出东说念主张象的想想。”数学家野心和修复的这种跨法子桥梁，若要同期跨越多个法子鸿沟，需要从数学上意会不同法子方程的规划，并将这种规划干系构造到筹备要害的野心中去。其后，他对这一要害关联基本成分和野心框架被学界世俗给与并施行到很多界限。

这次前沿科学奖的获奖论文中，数学有75项，接近物理和筹备机之和的两倍。金石合计，数学作为最基础的科学，也为物理、化学、材料、生命科学等界限提供处分问题的弥留妙技和用具。数学科学的参议也应是与时俱进的，数学家除了兴味运转关爱一些多年来悬而未决的公开问题，也会积极参与新的前沿科学界限的参议，如东说念主工智能、量子筹备、生命科技等界限。基础学科的参议需要数学家深度参与，他们不仅不错发展高效的算法，也不错从内容上去意会并鼎新这些界限的算法，从而加快这些界限的跨越。

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海外基础科学大会“前沿科学奖”旨在奖赏往日十年海外上在基础科学界限发表的隆起和有弥留学术价值的论文。本届前沿科学奖共评比出118篇基础科学界限的隆起论文，遮掩数学（75项）、物理（16项）、信息科学和工程（27项）三大界限。获奖作家来自环球20多个国度和地区高校、科研院所及企业，包括菲尔兹奖得主、基础物理学突破奖得主以及稠密学术少壮。

这次金石教化因在2022年发表于剑桥大学出书社杂志《数值数学学报（Acta Numerica）》的论文《多法子物理问题的渐近保握要害》（“Asymptotic-Preserving Schemes for Multiscale Physical Problems”）获奖，该论文是对金石和勾通者多年来不同界限构造渐近保握方法的玄虚性记忆。科学筹备界限环球共有4篇论文获奖。

渐近保握方法暗意图

《数值数学学报》是数值分析与科学筹备界限的顶级综述期刊，是数学类影响因子最高的期刊（2024年的影响因子为11.3）。该期刊于1992年创刊，每年邀请界限内着名行家撰写综述论文，每年只出书一期，每期发表6-8篇著述。该论文是金石教化学术生计中在该刊发表的第二篇论文。他曾于2011年应邀在该杂志发表综述性论文《半经典薛定谔方程的数学与筹备要害》（"Mathematical and computational methods for semiclassical Schrodinger equations"）。

微不雅到宏不雅物理的渐近干系

论文简介

量子力学中的薛定谔方程、经典物理的牛顿方程、统计物理的玻尔兹曼方程和流膂力学的欧拉与Navier-Stokes方程是量子、微不雅、介不雅到宏不雅四个法子最基本的方程，然则每个方程有其适用的法子。多法子筹备要害致力于于发展适用于跨法子的物理问题。渐近保握方法（Asymptotic-Preserving Schemes）是多法子筹备的一个弥留的要害，该科学术语最早由金石教化于1999年提倡，它的基本想想是在闹翻空间保握筹备要害关于麇集性方程从小法子到大法子的渐近性，从而能适用于小法子和大法子同期存在的多法子问题，并不错在筹备参数远无边于物理小法子的情形下，仍然得到正确的宏不雅物意会。往日20多年这类要害在动理学表面、双曲型方程、量子力学半经典筹备、等离子体和流膂力学等界限得到世俗的专揽。金石在关联界限拔擢多年，取得了丰硕的效果，是这个标的海外上的代表性学者。

数学上意会从微不雅法子到宏不雅法子的物理方程调遣是1900年海外数学家大会上着名的数学家希尔伯特提倡的第6问题，近期因为芝加哥大学年青华东说念主数学家邓煜等东说念主的突破性职责而广为学界关注。渐近保握方法不错四肢是该问题在闹翻空间的抒发体式-即已毕了从微不雅物理到宏不雅物理在闹翻（或者数值筹备）空间的调遣，它对多法子物理的筹备要害野心提供了一个一般性和特地有用的筹备框架。

金石，现任上海交通大学当然科学参议院院长、上海交通大学重庆东说念主工智能参议院院长，上海国度专揽数学中心调理主任，教化部“科学工程筹备”要点实验室主任。曾获冯康科学筹备奖，海外华东说念主数学家大会晨兴数学银奖和上海市当然科学奖一等奖（2024）。他亦然好意思国数学会（AMS）首批会士，工业与专揽数学学会（SIAM）会士，中国工业与专揽数学学会（CSIAM）首批会士，欧洲东说念主文与当然科学院外籍院士和欧洲科学院院士，2018年（四年一度的）海外数学家大会邀请文告东说念主，并被2027年海外工业与专揽数学大会（ICIAM）邀请作念大会文告。他的主要参议标的包括动理学表面，双曲型守恒律方程，量子能源学，概略情趣量化，交互粒子系统，筹备流膂力学，机器学习与量子筹备等，在包含Acta Numerica，Communications in Pure and Applied Mathematics, Physical Review Letters等杂志发表过240余篇学术论文。