簡介
越民義,數(shù)學(xué)家。我國運籌學(xué)研究的先驅(qū)之一和學(xué)術(shù)帶頭人。在排隊論、非線性最優(yōu)化和組合優(yōu)化方面取得了多項國際領(lǐng)先水平的重要研究成果。1945年畢業(yè)于浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系。建國后,歷任中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所副研究員、研究員,應(yīng)用數(shù)字研究所研究員。主要從事數(shù)論、排隊論、排序理論、數(shù)學(xué)規(guī)劃等方面的研究工作。在數(shù)論方面,解決了美國格羅斯·沃爾德提出的新問題,對三維除數(shù)問題作了較顯著的改進(jìn)。在排隊論方面,首次給出了多臺排隊系統(tǒng)M/M/s的瞬時性態(tài)的解析表達(dá)式,并研究了此系統(tǒng)的平穩(wěn)分布的存在性質(zhì)。在排序理論方面,對Flow-Shop排序問題得出了差別先后順序的最優(yōu)條件,并設(shè)計出尋求最優(yōu)順序的效率高的新算法。在數(shù)學(xué)規(guī)劃方面,解決了非線性最優(yōu)化問題Wolfe既約梯度算法的不收斂問題,設(shè)計出解非凸規(guī)劃的具有全局收斂性的新的既約梯度自滿。
人物生平
出身樸實
越民義1921年出生于貴陽花溪鎮(zhèn)。他的父親越國祥是一個識字不多的樸實農(nóng)民;母親越熊氏不但不識字,甚至沒有自己的名字。越民義的父母都非常勤勞,靠耕種幾畝薄田養(yǎng)活著一群兒女。雖然貧困,一家人敬老愛幼、互相關(guān)懷,生活也還是很有人情味兒的。不幸的是,在舊社會動蕩歲月里,這樣的日子也不能長久——在越民義還不到4歲時,他的父親被土匪打死了。他的母親倔強地把養(yǎng)育子女的重任擔(dān)負(fù)起來。
母親想起自己的丈夫當(dāng)年因為不會記賬而遭受欺負(fù)的往事,決定無論多窮也要送兒子上學(xué)。他們的小村子剛請來私塾先生,母親就把越民義送進(jìn)了私塾。越民義回憶說他們的私塾在一間極小的房子里,十幾個窮人家的孩子,大的十四五歲,他那時5歲多一點,是同學(xué)中最小的。私塾里根本沒有嚴(yán)格的課堂教學(xué),老師根據(jù)孩子年齡的大小和學(xué)習(xí)能力的高低,或教幾個字,或要求背書。越民義在這間小私塾里初步展示了他的早慧,需要一年時間才能完成的功課,僅僅半年時間,小越民義就全學(xué)會了。母親得知兒子的進(jìn)步很高興,可是很快她又發(fā)愁了——在偏僻的農(nóng)村,買書也是有“季節(jié)”的,已經(jīng)過了小書販挑著擔(dān)子叫賣書本的春季,到哪里去買書呢?私塾先生不忍心讓自己喜歡的學(xué)生荒廢學(xué)業(yè),自己動手抄寫“四書”給越民義做課本,然后一字一句地耐心給越民義講解。當(dāng)年在私塾之中求學(xué)的情景深深影響著越民義,作為導(dǎo)師指導(dǎo)研究生時,他也喜歡因材施教讓自己的研究生發(fā)揮出最大潛能。
勤奮求學(xué)
中學(xué)時代越民義學(xué)習(xí)更加勤奮,并對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。1940年,越民義考入浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系。當(dāng)時的浙江大學(xué)匯集了國內(nèi)許多著名學(xué)者,中國現(xiàn)代數(shù)學(xué)史上兩名大師級人物陳建功教授和蘇步青教授就在浙大任教。那時,抗日烽火燒遍了大半個中國,坐落在貴州湄潭秀麗的山水之間的浙江大學(xué)還算相對安定。越民義在浙江大學(xué)的4年里,在陳建功、蘇步青兩位大師的言傳身教下研讀了大量數(shù)學(xué)著作,為他日后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。大學(xué)期間,和優(yōu)異的成績齊名的是越民義的任性,天資聰穎加上大師的厚愛使他不自覺地產(chǎn)生了少年人的自負(fù),越民義對學(xué)校的規(guī)章制度很不在意,他認(rèn)為鍛煉身體不必拘泥于形式,于是便不去上體育課,結(jié)果被老師記為零分。按照學(xué)校的規(guī)定,4年大學(xué)讀完,越民義沒有拿到畢業(yè)證。第二年,他只好回浙江大學(xué)補考體育。經(jīng)過他再三要求,學(xué)校終于同意他在不進(jìn)行考前訓(xùn)練的情況下參加補考,但是考試的方式是:除了吃飯睡覺,連續(xù)游泳3天。越民義只好答應(yīng),并且說到做到。當(dāng)然他終于拿到了遲到的畢業(yè)證。連續(xù)3天游泳,看似懲罰,卻包含著老師的苦心。此事錘煉了越民義的毅力,老師“成大事者是不能松散地對待生活中的任何事情的”的叮囑讓他受益終生。
學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)
運籌學(xué)
1949年10月,經(jīng)歷過血與火洗禮的中國人民終于站起來了,百廢待興的新中國開始著手組建自己的科研體系。1951年春寒料峭中,越民義上北京,到中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所,跟隨華羅庚教授從事數(shù)論研究,成為華先生的主要助手。在這期間,越民義對解析數(shù)論的一些問題,特別是三維除數(shù)等問題,提出了新的解決方法,并取得了重要進(jìn)展。
20世紀(jì)50年代末,根據(jù)中國國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的需要,錢學(xué)森教授和華羅庚教授大力倡導(dǎo)我國開展運籌學(xué)研究。運籌學(xué)當(dāng)時在我國是一個空白領(lǐng)域,進(jìn)行這方面的研究等于白手起家。當(dāng)時資料缺乏,數(shù)學(xué)界甚至尚不知道運籌學(xué)為何物,要在這種情況下開辟一門新學(xué)科,其難度無異于在荊棘叢生的密林里找尋一條道路。單純從個人發(fā)展前途而言,越民義先生不可能選擇轉(zhuǎn)變研究方向,他原來的數(shù)論研究雖然不是平坦大道,但經(jīng)過幾年的努力,已經(jīng)深入到前沿,做出高水平的成果相對容易得多了。此時,越民義先生以國家建設(shè)的大局為重,毅然選擇了需要創(chuàng)新、探索和更艱苦的拼搏的開拓者之路,幾番拼搏,終于成為中國運籌學(xué)這門新興學(xué)科的帶頭人。
1958年,越民義先生帶領(lǐng)幾名年輕人對運籌學(xué)開始了艱苦的創(chuàng)業(yè)探索。1958年在中國歷史上也是很不平凡的一年,這一年,提出了“大躍進(jìn)”的口號,中科院數(shù)學(xué)研究所的研究人員大都去了生產(chǎn)第一線,越民義先生則去了工廠和災(zāi)區(qū),做了許多和數(shù)學(xué)研究無關(guān)的工作。1960年“三年困難時期”開始了,中央強調(diào)“勞逸結(jié)合”,越民義和研究小組的成員們返回了中關(guān)村。他們非常珍惜這個能夠?qū)P淖鰧W(xué)問的機會,夜以繼日地進(jìn)行研究和探索。雖然當(dāng)時大家都吃不飽,有的人還患了“浮腫病”,他們卻高強度地工作著。越民義是非常守時的人,他要求研究組成員在早晨8點到辦公室,自己也從不遲到。他們除了白天刻苦攻關(guān),晚上也學(xué)習(xí)到深夜。往往是越民義和組員們討論到很晚,可是第二天早晨他們見面的時候,又會有新的進(jìn)展被提出來了。越民義非常喜歡別人向他提出新問題,然后一起研究解決,這種不斷有所創(chuàng)新的工作方式使他感到快樂和充實,直到年近耄耋依然如此。
越民義帶領(lǐng)他的組員首先研究的是運籌學(xué)分支“排隊論”(隨機服務(wù)理論),排隊問題在電機、交通、計算機網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)自動化等方面有廣泛的應(yīng)用背景。20世紀(jì)60年代初,國際上“排隊論”的新的研究熱點是“排隊論的瞬時概率性態(tài)問題”。1959年越民義在國際上首先得到了M/M/n排隊系統(tǒng)的瞬時性態(tài)概率分布。越民義和他的研究組這一躍進(jìn)式的研究終止于1964年秋天,因為數(shù)學(xué)研究所在1964年秋天幾乎全體出動到吉林省參加“四清運動”。這些研究成果在以后為我國的應(yīng)用數(shù)學(xué)事業(yè)贏得了國際榮譽,但在1966年開始的“文化大革命”中,越民義及其組員卻為此而遭到厄運!拔幕蟾锩10年,越民義和研究組幾乎停止了正常的研究工作。1977年美國純粹數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)家訪華代表團(tuán)在所出版的報告中對我國應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的兩項成果作出高度評價,其中一項就是越民義領(lǐng)導(dǎo)的“排隊論”研究,報告中說:“中國的u2018排隊論u2019研究十分迅速地進(jìn)行到這一領(lǐng)域的最前沿!边@一研究成果在1978年全國科學(xué)大會上獲得大會獎,并獲得中科院重大成果獎。
既約梯度法及收斂性
越民義的第二項重要貢獻(xiàn)是非線性最優(yōu)化的既約梯度法及收斂性研究。既約梯度法是非線性最優(yōu)化的一類經(jīng)典方法,具有重要的應(yīng)用價值,它最早由美國著名學(xué)者P.沃爾夫(Wolfe)于1962年提出,但是沃爾夫的方法不具備全局收斂性。1979年,越民義和韓繼業(yè)提出了新的既約梯度法,并在很弱的條件下證明了它具有全局收斂性以及其他重要性質(zhì)。這一成果解決了自問題提出以來將近20年尚未解決的既約梯度收斂性問題,被國外譽為“方法新奇”,是“首先解決了既約梯度法對非凸函數(shù)類的全局收斂性問題”。論文被國內(nèi)外多次引用,對“文化大革命”后國內(nèi)的非線性規(guī)劃的研究起到不可低估的推動作用。
組建中國運籌學(xué)會
20世紀(jì)80年代,對于中國的各行各業(yè)都是一個春天的到來,科技工作者更是只爭朝夕,努力把自己的聰明才智化作一項項成果拿出來報效祖國。1980年初,華羅庚主持組建中國科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)所,并親自擔(dān)任所長,越民義是3位副所長之一。為了全面發(fā)展中國運籌學(xué)的教學(xué)科研和應(yīng)用,越民義在華羅庚的大力支持下,于同年組建了“中國運籌學(xué)會”(后經(jīng)國家批準(zhǔn)為一級學(xué)會),創(chuàng)辦了《運籌學(xué)雜志》,1997年《運籌學(xué)雜志》升級為《運籌學(xué)學(xué)報》,越民義任主編至今。該學(xué)報已經(jīng)成為中國數(shù)學(xué)方面的核心刊物之一。
越民義在運籌學(xué)上的第三項重要貢獻(xiàn)是對于組合優(yōu)化中流水作業(yè)時間表問題、多處理器時間表問題和裝箱問題的算法研究。這些問題是著名的組合優(yōu)化問題,屬于難度很大的問題類。越民義先生對這些問題的研究都取得了突破性進(jìn)展。對于時間表問題,美國學(xué)者S.M.約翰遜(Johnson)于1953年取得了兩臺機器N個工件的相鄰工件最佳次序的判別條件,并據(jù)此得到了最優(yōu)順序的算法。為了尋求M臺機器(M≥3)N個工件的一般Flow-Shop問題的相應(yīng)的判別條件,早在1953年,國外很多運籌學(xué)家就對此進(jìn)行了研究。1975年,越民義就和韓繼業(yè)得到了推廣的約翰遜條件,首先解決了這一問題。這一結(jié)果被《Mathematical Aspectcs of Scheduling and Applications》(R.貝爾曼(Bel1man),A.O.Esogbue and I.Nabeshima著,Pergamon Press,1982)和《Sequencing and Scheduing》(S.弗倫奇(French)著,Horhood,1982)等一些專著收錄。根據(jù)最佳判別條件設(shè)計的求最優(yōu)順序的分支定界算法是國際上關(guān)于一般Flow-Shop問題的重要算法,這些成果被國內(nèi)外文獻(xiàn)多次引用。對于裝箱問題,它的最常見的近似算法是“Multifit算法”。關(guān)于這一算法的近似度,1978年美國著名學(xué)者E.G.Jr.科夫曼(Coffman)和D.S.約翰遜等提出了一個著名的猜想:最小擴張因子r=13/11。1990年,越民義終于證明了這一猜想。1991年越民義又用較簡短的篇幅巧妙地證明了關(guān)于FFD近似算法的性能比FFD(L)≤(11/9)OPT(L)+1。這一結(jié)果從整數(shù)角度已是最佳估計。越民義的成果被德國波恩大學(xué)離散數(shù)學(xué)研究所所長B.科泰(Korte)教授和奧地利運籌學(xué)會主席R.E.布卡德(Burkard)譽為重要成果,受到國際上的廣泛重視。
1983年,越民義與其合作者的新成果“最優(yōu)化理論及其應(yīng)用”獲得中國科學(xué)院自然科學(xué)一等獎。“欲窮千里目,更上一層樓”,榮譽給真正的探索者帶來的不是滿足,而是前進(jìn)的動力。1987年,越民義與合作者的又一成果“最優(yōu)化理論及算法”獲得國家自然科學(xué)三等獎和中國科學(xué)院自然科學(xué)一等獎。越民義的突出成就,在國際應(yīng)用數(shù)學(xué)界引起廣泛重視,他先后4次作為客座教授被邀請到德國著名的波恩大學(xué)離散數(shù)學(xué)研究所工作,美國的拉特格斯大學(xué)“運籌中心”、奧地利格拉茨技術(shù)大學(xué)數(shù)學(xué)系等也邀請他前去做學(xué)術(shù)訪問和交流。
斗轉(zhuǎn)星移,越民義現(xiàn)已為中國的運籌學(xué)發(fā)展拼搏了40年,年逾八旬的他雖然年事已高,探究學(xué)問的步伐仍沒有放慢。他思路清晰,孜孜不倦地鉆研難題,發(fā)表論文。國外熟悉他的學(xué)者非常欽佩他的老當(dāng)益壯的精神。這些成功的表現(xiàn)有他健康狀況良好的原因,更應(yīng)該看到蘊藏在他體內(nèi)的敬業(yè)愛國的強大精神動力。由于種種原因,目前我國的運籌學(xué)的總體發(fā)展不盡人意。在我國這個人口龐大的發(fā)展中國家,對于對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很直接的促進(jìn)作用的運籌學(xué)卻重視得不夠。作為這一領(lǐng)域的泰斗,他深知運籌學(xué)的發(fā)展對于整個社會經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)的重要意義,于是越民義重又走出書齋,如同20世紀(jì)80年代前期在北京和許多地方舉辦運籌學(xué)研討會和講習(xí)班那樣,與一些高校合作辦班培養(yǎng)這方面的青年后繼人才。他詼諧地說:“有的人辦班為賺錢,我辦班為賺人——哪怕每次辦班只有少數(shù)人真正對運籌學(xué)產(chǎn)生興趣并投入研究,就是很了不起的人才資源!”
治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),工作認(rèn)真的越民義在生活中是個興趣廣泛的人,他有很高的文化品味,喜歡收藏國外原版的文學(xué)名著,在他的書房、客廳里,到處都是他的“寶貝”,除了書和字畫,還有他愛如珍寶的各種硯臺。越先生古文功底深厚,能夠背誦很多詩詞,他賞鑒字畫硯臺頗有獨到的心得,講究起來儼然是一個行家。
人物年表
1921年6月22日 出生于貴州省貴陽市花溪。
1940-1945年 在浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系學(xué)習(xí)。
1946-1949年 在浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系,任助教。
1949-1950年 在貴州大學(xué)數(shù)學(xué)系,任講師。1951-1979年 在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所,任助研,副研究員,研究員。
1980 在中國科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)所,任研究員,博士生導(dǎo)師。
1980-1984年 在中國科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)所任副所長。
1984年11月-1985年8月 在德國波恩大學(xué)離散數(shù)學(xué)研究所與美國德州大學(xué)合作研究。
1988年2月-1989年4月 在奧地利格拉茨大學(xué)數(shù)學(xué)系與德國波恩大學(xué)離散數(shù)學(xué)研究所合作研究。
1990年9月-1991年3月 在德國波恩大學(xué)離散數(shù)學(xué)研究所與美國拉特格斯大學(xué)合作研究。
1992年9月-1993年1月 在德國波恩大學(xué)離散數(shù)學(xué)研究所合作研究。
主要論著
1 Yue Minyi(with C.H.Ku,K.K.Chen).The Abscissa of Uniform Convergence of a Laplace Integral,Journal of the London Math.Soc.,1952,27
2 越民義.素未知數(shù)的丟番圖不等式.數(shù)學(xué)學(xué)報,1953,3(3):218-224
3 Yue Minyi (with C. H. Ku, K.K.Chen). Convergence of A bsolute Summable Series. Scientia Sinica, 1955, 4
4 Yue Minyi. Estimation of a Trigonometric Sum. Acta Mathematica Sinica,1956, 6
5 Yue Minyi. On the Expressions and Estimations of a kind of Trigonometric Sums. Acta Mathematica Sinica, 1956, 6
6 越民義.論一算術(shù)函數(shù).科學(xué)記錄,1957,1(2):9—12
7 越民義. A Divisor Problem. 數(shù)學(xué)學(xué)報, 1958, 8
8 越民義. On the Problem in Queueing Theory. 數(shù)學(xué)學(xué)報, 1959, 9
9 Yue Minyi, Wu Fang. On the Divisor Problem for d3 (n). Scientia Sinica,1962, 11 (8):1055—1060
10 Yue Minyi, Han Jiye. On the Sequencing Problem of Flow Shop. Proc. of IFORS Conference,1975
11 越民義,乾繼業(yè).同順序m×n排序問題的一個新方法.科學(xué)通報,1979,24:821—834
12 Yue Minyi, Han Jiye. A New Reduced Gradient Method. Scientia Sinica,1979, 22 (10): 1099—1113
13 Yue Minyi. Operations Research in China, a Survey. Proc. of IFORS Conference, 1981
14 Yue Minyi. On a-increasing Family of Point-to-Set Maps. Chinese Annals of Mathematics, 1982, 4
15 Yue Minyi, Han Jiye. A unified approach to feasible direction methods for nonlinear programming with linear constraints. Acta Mathematica Applicate (English Series), 1984, 1 (1): 63—75
16 越民義,韓繼業(yè),可行方向的一個統(tǒng)一探討.數(shù)學(xué)年刊,1985,6A (1):1—12
17 Yue Minyi (with L. Ding). On a generalization of the Radon-Hall theorem in Greedoid. Pacific-Asia Journal of Operations Research, 1987, 4
18 Yue Minyi. On the exact upper bound for the multifit processor scheduling algorithm. Operations Research in China, (ed. By Yue Minyi, a volume in the Annals of Operations Research ed. by P. L. Hammer),1990, 233—259
19 Yue Minyi. A simple proof of the inequality FFD(L)≤OPT(L)+1,L for the FFD binpacking algorithm. Acta Mathematica Applicate Sinica, 1991, 7 (4): 321—331
20 Yue Minyi (with H. Kellerer, Z. Yu). A Simple Proof of the Inequality in Multiprocessor Scheduling. Acta Mathematica Applicate Sinica,1993, 9
21 Yue Minyi, Zhang Lei. A simple proof of the inequality MFFD(L)≤ OPT(L)+l, L for the MFFD binpacking algorithm. Acta Mathematica Applicate (English Series),1995, 11 (3): 318—330
22 Zhang Guochuan, Yue Minyi. Tight performance bound of bin-packing. Acta Mathematica Applicate (English Series), 1997, 13 (4):443—446
23 Yue Minyi. A Report on the Steiner Ratio Conjecture, OR Transactions,2000, 4
24 Yue Minyi. A simple proof of the inequality. Acta Mathematica Applicate (English Series),2001, 17
25 越民義.組合優(yōu)化導(dǎo)論.杭州:浙江科技出版社,2002