冯康

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冯康
性别男
出生1920年9月9日
中华民国江苏省南京
逝世1993年8月17日(1993-08-17)（72歲）
中华人民共和国北京市
教育程度国立中央大学
奖项中华人民共和国国家自然科学奖
全国科学大会重大成果奖
中国科学院自然科学一等奖
全国科技进步二等奖
经历
代表作
  • 中国现代计算数学研究的开拓者

冯康（1920年9月9日—1993年8月17日），原籍浙江绍兴，生于江苏南京，中国近代应用数学和计算数学家，独立创造了有限元方法、自然归化和自然边界元方法，开辟了辛几何和辛格式研究新领域，是中国现代计算数学研究的开拓者。[1]

冯康曾两次被邀请在国际数学家大会上做45分钟演讲。2008年，胡锦涛在纪念中国科协成立50周年大会上将有限元方法列为中国近代最具世界先进水平的科学成果之首。[1]

早年与教育

冯康原籍浙江绍兴，1920年9月9日生于江苏南京，6岁迁居江苏省苏州，1926年至1939年先后在江苏省立苏州中学所属实验小学、初中部和高中部就读。1939年考入重庆中央大学电机工程系，两年后转物理系，主修电机、物理、数学三系主课，1944年毕业。

毕业后不幸感染脊椎结核，卧床休养期间坚持自学数学，在病床上系统研读了大量数学经典著作。1945年任教于复旦大学。1946年任教于清华大学物理系和数学系。[2]

科研生涯

1951年起在中国科学院数学研究所工作，其间1951至1953年在苏联斯捷克洛夫数学研究所进修，师从数学家列夫·庞特里亚金。这一时期先后受教于数学家陈省身、华罗庚和庞特里亚金。1957年根据国家12年科学发展规划，冯康由数学所调往新成立的中国科学院计算技术研究所，参加中国计算技术与计算数学的开创工作，历任三室副主任、副研究员、研究员。他成为中国科学院及全国范围内计算数学队伍的组建者和学术带头人。[2]

1978年任中国科学院计算中心主任，1987年后任该中心名誉主任。他先后担任全国人民代表大会代表、中国计算数学学会理事长、《计算数学》主编等职。曾被评为全国先进工作者（1959年）、全国劳动模范（1979年）。

学术贡献

有限元方法

1957年调入中科院计算所三室工作后，冯康带领科研小组承担了使用计算机计算水坝弹性力学问题的国家任务。为了克服传统的差分方法难以处理几何与材料的复杂性以及缺乏理论保证的困难，冯康、黄鸿慈等人开展了椭圆型方程计算方法的系统研究。在大量计算实践的基础上，冯康进行了系统的理论分析及总结提高，通过把变分原理与剖分逼近有机结合，把传统上对立而各具优点的差分法与能量法辩证统一，扬长抑短，推陈出新，一举克服了上述两方面的困难，于1964年独创了数值求解偏微分方程的有限元方法，形成了标准的算法形态，编制了通用的计算程序，并及时地解决了当时中国最大的刘家峡大坝的应力分析问题。[1]

1965年冯康在《应用数学与计算数学》上发表了《基于变分原理的差分格式》一文，在极其广泛的条件下证明了方法的收敛性和稳定性，给出了误差估计，从而建立了有限元方法严格的数学理论基础，为其实际应用提供了可靠的理论保证。这篇论文的发表是独立创始有限元方法的标志。

自然边界元方法

1970年代，冯康发展了间断有限元空间嵌入理论，将椭圆型方程的经典理论推广到各种不同维数组合的情形，为弹性复合结构提供了严密的数学基础。同期，他对传统将椭圆型方程化为边界积分方程的方法做出了重要发展，提出了自然边界元方法，现被视为三大主要边界元方法之一。

辛几何算法

1984年，冯康将研究重点从椭圆型方程转向动力系统，以哈密顿系统和波动方程为核心。他首次提出哈密顿系统的辛几何算法，这类算法保持哈密顿系统的辛几何结构，在长时间跟踪和定性模拟方面优于传统算法，在天体力学和分子动力学等实际应用中有广泛前景。他领导的研究组开发了求解有限维和无限维哈密顿系统的辛算法，以及具有李代数结构的动力系统算法。[2]

学生培养与治学精神

冯康培养了多代中国计算数学人才，其继任者包括石钟慈院士等知名学者。他善于从国家需求中发现学科发展方向，开拓新领域后即交予年轻人持续深耕。

他对学生袁亚湘（后任中国科学院数学与系统科学研究院副院长）的三句话广为流传：当组织决定派袁亚湘出国时，冯康建议他不要学有限元（因中国已领先），应转攻当时国内薄弱的非线性优化。袁亚湘回忆：「冯先生是一个真正的科学家，是一个帅才。他希望能为国内的数学弱项培养人才。」[1]

冯康学识渊博，涉猎物理学、数学、计算机科学等多学科，这种多学科知识架构使他能从综合角度发现和把握有广阔发展前景的课题，成功开创一个又一个新领域。

荣誉与纪念

  • 1980年当选为中国科学院学部委员（院士）。
  • 先后获得1978年全国科学大会重大成果奖、全国自然科学奖二等奖、中国科学院自然科学一等奖、全国科技进步二等奖。
  • 两次被邀请在国际数学家大会上做45分钟演讲。
  • 1994年，为纪念冯康的贡献，冯康科学计算奖设立，每两年颁发一次，奖励在科学计算领域做出杰出成就的中青年华人学者。
  • 2008年12月15日，胡锦涛在纪念中国科协成立50周年大会上发表讲话，将有限元方法列为中国近代科学成果之首。[1]
  • 美国数学会会长彼得·拉克斯（Peter Lax）在冯康去世后特地在学会会刊上为其撰写悼文。[1]

著作

  • 冯康，秦孟兆，哈密尔顿系统的辛几何算法，浙江科学技术出版社，2003.[3]

家庭

兄弟冯焕、冯端。冯端是凝聚态物理学家，1993年当选中国科学院院士。

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 中国青年报:冯康：生前未被人知的国际数学家. 2019-12-27. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 冯康教授生平. 中国科学院计算数学与科学工程计算研究所. 
  3. ^ 冯康, 秦孟兆. 哈密尔顿系统的辛几何算法. 杭州: 浙江科学技术出版社. 2003-12 [2023-10-26]. ISBN 978-7-5341-1659-9 （中文）. 

外部链接

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