罗旭丹：选择了，就要对自己狠一点

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罗旭丹：选择了，就要对自己狠一点

原创 泛菡  中国科学院数学与系统科学研究院



距今180多年前的一天，英国爱丁堡大学数学系教授、优秀的造船工程师约翰·司科特·罗素正在骑马，他在观察船在河中的运动情形时发现——由两匹骏马拉着的一只迅速前进的船突然停止时，被推动的水团并未停止，它聚集在船首周围，剧烈翻腾，突然形成巨大的、孤立耸起的水峰，并以很快的速度滚滚向前。罗素策马追踪一两公里时，高度才渐渐下降，最后，在河道的拐弯处，罗素被它“甩掉”了。

这个“奇特的”现象、孤立的水峰令罗素痴迷，他称其为“孤立波”，后也被成为孤立子。此后，孤立子，成为罗素等众多科学家为之奋斗一生的事业，他们孜孜以求地寻找现象背后的“解”。

如今，孤立子已成为非线性科学的热点前沿问题之一。而这，也是中国科学院数学与系统科学研究院系统研究所优秀青年助理研究员罗旭丹面前的科学世界。

“实验数学”

一头短发，背着双肩包，气质清爽干练。罗旭丹简单介绍了求学经历后，便开门见山地说，“与大多人所了解的数学研究不同，我需要做实验。”

事实上，最初罗素发现了孤立波现象后，便在自家后院里建造了一座宏大的实验水槽，多次试验、反复研究，才最终提出了孤立子应该是流体力学的一种稳定解。

罗旭丹一边展示着实验用的装置一边介绍着，她从事的是数学与流体力学、光学的交叉研究。有些数学方程已经在理论上被预测，并在物理和光学的各种环境进行的实验中被观察到，且可以作为各种物理现象的重要模型。比如：Korteweg-deVries (KdV)方程描述了微弱非线性浅水波在一维空间中的传播。孤立子作为这些可解模型的特殊解具有无限数量的守恒量，它在流体力学、电磁学、引力波、弹力、基础物理学和晶格动力学中有着重要应用。

“用方程描述这些现象干什么？”罗旭丹似乎看出了笔者的疑惑，她解释说，比如海底采油时需要搭支架、铺管道，但支架体积多大、打桩到什么地方、管道铺在哪等，海水的内波会对这些产生影响，我们要先从理论模型上计算好。

别看如今罗旭丹对“孤立子”如数家珍，但其实她过去并非从事应用数学研究。她本科至博士期间一直主修基础数学（复分析）。转折，发生在博士的最后一年，她到美国科罗拉多大学博尔德分校应用数学系作访问学者。

导师Mark J. Ablowitz是美国数学会会士，孤立子、可积系统和非线性波领域的著名学者。“他的研究领域，对我来说是全新的，的确很有挑战。”不过，罗旭丹并不惧怕，“出国，我是抱着学习的心态去的，既然去了，就一定要学到一些不一样的东西。”

师傅虽领进门，但万事开头难。罗旭丹很感谢导师的严厉和“施压”，“我们每天都见面，他每次见我的第一句话就是‘how is Xudan doing？’”这种无形的压力让她不能，也不敢懈怠。

“对自己狠一点”

罗旭丹说“要对自己狠一点，才能给自己创造更多机会。”

比如：数学出身的罗旭丹为了弄懂力学实验，从头学起，花费大量的时间阅读大量文献，学习实验原理、试剂使用，常常跑到力学所找专业人士合作、学习。

又如：她在香港科技大学用3年时间完成博士4年的工作，才留出了时间出国访学。

在国外6个月的访学时间，面对全新的研究领域和研究方式，她第一个月学习基础知识，剩下5个月完成了一篇50多页、关于“应用反散射变换、数值实验等研究非零边界条件下的非局域非线性薛定谔方程”的研究论文。

截至目前，该研究引用率达到了89次，国际同行评价为“一种新的非常有趣的物理现象”“对电磁波理论有特别的意义”，也被MIT旗下刊物《Studiesin Applied Mathematics》的前主编 Prof. Jianke Yang多次引用。

“玩，就先放一边了。”罗旭丹笑着说。她深知，要想在美国顶尖数学系脱颖而出，以及拿到博士后职位十分困难，必须要付出比别人更多的努力。

努力终究会有回报，博士毕业后，罗旭丹顺利获得了美国科罗拉多大学博尔德分校应用数学系、美国纽约州立大学水牛城分校数学系博士后职位。

她与导师对一些可积非局域非线性微分方程在非零边界情况下的初值问题进行了研究。还应用反散射变换、摄动理论、数值模拟以及水波实验研究了KdV方程的阶梯边值问题，得到了解的长时间渐近、相互作用以及相变等，并验证了通过不同方法得到的结果是相一致的。

持续挑战自我

从基础数学的复分析到应用数学、交叉数学，罗旭丹表示，她并非是转了方向，而是拓展了研究领域。她受益于扎实的基础数学功底，“其实，基础数学与应用数学并没有十分明显的界限，比如我现在所用的工具就是复分析的理论，它在关键时候能发挥重要作用。”

罗旭丹坚信，人生就是要不断挑战自我。出生于建筑师家庭的她，本可以按照父辈铺好的道路轻松前行，却选择了必定充满孤独和寂寞的数学之路。

今年4月，罗旭丹回国，入职中科院数学与系统科学研究院，她决定继续迎接挑战，从事“实验数学”。“现在数学领域做实验的还比较少，我希望能自己坚持做实验，理论结果必须要得到实验验证才能得知是否真正有用。”罗旭丹说，中科院高水平的科研平台，国家数学与交叉科学中心顺畅的合作交流机制等，为她提供了极大地便利。

罗旭丹明白，从事交叉科学研究，将要求更高、挑战更大，但她已做好准备，“因为喜欢，所以选择，选择了就不后悔，对自己狠一些，把它做好。”

来源：中国科学院数学与系统科学研究院