认识港中大（深圳） | 数学专业学生的小札记

  ·编者按·  

就读数学专业是怎样的体验，港中大（深圳）的数学课堂又有着怎样的魅力？本次“认识港中大（深圳）”之旅，带你走进理论数学专业本科生王捷的数学世界，与您分享数学专业学生的小札记。

王捷

理工学院、逸夫书院

理论数学专业大三学生

 数学是一场自由的艺术 

在港中大（深圳）读理论数学专业不算轻松，但很充实。学校提供了许多“优美”的数学课，供大家自由选修。复变函数让我们初步感受了几何之美；微分方程让我们领略了具体数学；而最让我印象深刻的是信息论课程，它从数学上定义了信息的度量。没有了信息论的支撑就不会有现代通信编码的成果。

在大二学年，我主要修读了微分方程的一系列课程，而练习并掌握大量的计算则是微分方程学习过程中的常态。比如下图中的这种计算就是偏微分方程的日常。

学习偏微分方程需做大量的计算

微分方程可以算得上是理论数学的核心问题之一，但它不仅限于理论，在生活中也有很多应用。在2018年的大学生数学建模比赛中，我跟李肖鹏、郭晓涵同学采用了偏微分方程顺利解决了工业应用中热量扩散的问题。另外一门让我印象深刻的课程就是信息论了。在香农眼中，比特是可以度量信息的单位。

在这门课中，教授和我们讨论了通信系统的框架和发展方向。没有了信息论的支撑就不会有现代通信编码的成果。修读了这门学科后，我也备受鼓舞，选择跟随我们学校的杨升浩教授做关于信息论的前沿研究。

复变函数

偏微分方程

 通识教育提供更多可能性 

通识教育为学生的未来发展提供了更多的可能性。大学并非只是学习专业知识的地方。港中大（深圳）有着独特的通识教育，比如数学专业的同学在本科阶段除了专业知识的学习外，还要修读人文、生物、化学等课程。这些课程首先可以引导我们思考，其次还可能为未来提供更多的发展。一个具体的例子就是美国工程院院士、理工学院谢雅正教授运用数据科学中的一个方法来解决了生物学上的human genome sequencing。

在大学这个求学的阶段，学知识宜广泛，在学到这些知识以后，我们也许能得到一种对于新知识的洞见。

谢雅正教授做关于genome sequencing的演讲

 本科阶段需要积累科研经历 

在大学四年，参与科研项目可以为自己将来的升研升博提供助力。学有余力、且有兴趣于科研的同学可以积极问询并参与到一些教授和老师的实验项目中来。在大一暑假以后，我就在网络编码实验室做研究。在实验室里，一方面可以做一些关于编码理论的理论证明，这通常会消耗大量的脑力来思考；另一方面可以做一些写代码的工作，将理论上证明的编码框架应用出来。每周除了上课和做作业的时间，我基本上都在实验室里做科研，因为在实验室里培养的能力是很难在课堂上或者看课本能掌握到的。

 修读博士生课程为科研提供助力 

我还有一个小建议：同学们可以选修一些本硕博生一起上课的课程或者博士生修读课程以培养自己的科研基础，如矩阵分析、优化、机器学习。这些课程既有基础知识也有供学生深入探究的内容。

在大二下学期和大三上学期，我修读了信息论和最优化两门博士生课程。这些课程本身虽然富有挑战性，但是教授们在课上留下了很多悬而未决的问题。同学们在课下认真想一想这些问题，可以找到自己的研究方向并产出自己的科研成果。

给我留下深刻印象的是数据与运筹科学研究院共同院长张寅教授主讲的课程——CIE6010优化理论与算法。他在讲解Nesterov’s method时，提出了自己设计的first order optimization method。我在尝试编程以后发现这种方法对于几乎所有的instances都比Nesterov’s optimal first order method要快，然而这一现象背后的原因或者洞见还有待发掘。

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香港中文大学（深圳）理工学院理论数学专业大二学生王捷同学与助理教授杨升浩博士的学术论文On the Tightness of a Cut-Set Bound on Network Function Computation 被2018年信息论国际研讨会（ISIT 2018）接收。该论文通过研究一个网络的计算能力证明了前人提出的计算能力上界并不总是紧致的。王捷同学是该论文的第一作者，毕业于深圳市红岭中学。

港中大（深圳）理工学院数学及应用数学专业旨在使学生具备扎实的基础及应用数学的能力。专业课程不仅教授数学基本理论，还将训练学生在商业、金融、政府、工程、物理、生命科学及社会科学领域内应用数学模型和计算方法解决实际问题。数学及应用数学专业提供三个专修方向给学生修读：理论数学（Pure Mathematics）、应用数学 （Applied Mathematics）以及金融数学 （Financial Mathematics）。

香港中文大学（深圳）理工学院自2015年招收第一批本科以来，在招生质量、学科建设、师资力量、科研成果和国际交流合作等方面，已取得令人瞩目的进步。本文为大家介绍理工学院概况，本科和硕博专业，科研进展和国际交流情况等。

本着体验“数学之美”的精神，王捷同学曾在暑假选择修读我校副校长（学术）罗智泉教授主讲的《线性代数》(Linear Algebra)。“线代课上，自己用直觉和证明所推导出来结论的那一份喜悦，理论与实践相结合的那一份满足，是任何成就都无可比拟的。”

内容由港中大（深圳）传讯与公共关系处提供

 撰文：王捷（2016级理工学院、逸夫书院）

 排版：张芳洲（2017级理工学院、思廷书院）

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