學術探奇

流兮動兮數不變──從純數到現實世界之間的橋樑

現代科技會令飛機平穩降落,送你到目的地。在現代物理與工程學帶來諸多方便與舒適背後,總有精確的數學支持。

機上廣播告知乘客,飛機即將降落,你閉目養神,知道現代科技會令飛機平穩降落,送你到目的地。在現代物理與工程學帶來諸多方便與舒適背後,總有精確的數學支持。中文大學蒙民偉數學講座教授辛周平教授,便是一位孜孜於應用數學研究的學者。

辛教授坐上飛機,腦裏會忙著思考飛機的運作:噴氣管精確的位置有什麼意義?為什麼頭等艙位在前面,經濟艙位在後面?他多年的研究,協助改良機鼻的運作理論,提高飛行效率,減低機票成本。

上了船,他就忙著研究水流、海浪的方向形成。他的研究不但協助了解船如何在水中前進,甚至幫助詮釋海嘯是如何運作的,找出方法減少海嘯可能帶來的巨大破壞。

辛教授也是中大數學科學研究所副所長,協助所長丘成桐教授培育數學精英。辛教授2002年成為全港首位數學家獲邀在國際數學家大會上發表演說,這個國際數學家大會每四年舉行一次,在學術界享有崇高地位。

純數學的世界無比抽象,甚至有如哲學,原本來自這個世界的辛教授卻致力探求利用研究成果,為生活帶來實際的好處。應用數學將數字世界和現實生活之間連接起來,辛教授擔任這個重要角色,將理論轉化為功用。

辛教授說:「有些人說我的學問是藝術,但我很慶幸自己的工作可以造福大眾。我的專門就像是純數學與工程學之間的橋樑,我熱愛現實世界衍生出來的數學難題。」

中文大學蒙民偉數學講座教授辛周平教授

辛教授專門研究Navier-Stokes方程式,這些複雜的方程式可以模擬氣候、海流及飛機機身周圍的氣流,在現實生活有很多應用的機會如車輛及航機的設計以及公害的分析。數學可以模擬不同範疇的事物,例如美國航空航天局等航天機構,為了研究超音速飛行,利用風洞進行測試,往往花費百萬美元。利用數學程式模擬,就能節省高昂的實驗費用。

辛教授習慣為很多事物建立模型,然後透過方程式找出解決方案。簡單如用飲管來啜飲咖啡,經過一番功夫,也可以歸納為事實和數字,分析過程中的得著能帶來啟發。

他指出:「現實生活中,要取得合情理的數學程式來查明解決方案的變化,實在是很複雜的事情。」但就是這些努力,讓辛教授得以將數字世界和現實世界連接起來。辛教授有一篇論文被引述700多次,顯示他研究的影響和廣泛應用於日常生活的可能。辛教授在抽象的數字世界之中,開闢出一條實實在在通向應用之道。

本文出自中大網頁(2013年5月)

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辛周平 數學系 應用數學 教授