复旦大学汤善健获2019年度国家自然科学奖二等奖

复旦大学数学科学学院教授汤善健 图片来源于复旦大学官网

1月10日，2019年度国家科学技术奖励大会，复旦大学数学科学学院教授汤善健独立完成的项目“随机控制与非线性滤波的数学理论”荣获国家自然科学奖二等奖。

随机控制是现代控制理论的基础部分，主要探讨如何在不确定的环境里进行决策和优化选择。自上世纪60年代以来，随机控制一直是现代控制理论研究的基础领域，是解决经济、金融、国防等诸多领域中核心问题的基础数学工具。

1976年，倒向随机微分方程之父、法国科学院院士J. M. Bismut在研究随机系数的线性二次随机最优控制问题时提出了一个一般形式的倒向随机 Riccati微分方程。

“这是一个对称矩阵取值的二次非线性倒向随机微分方程，它的解是构造线性二次随机最优控制的线性反馈系数的关键量。”汤善健介绍。

该微分方程提出的近十年里，吸引了全球数学界的关注，但始终没有人带来答案。从1987年开始，汤善健被这一难题吸引，投入到随机控制的基础理论研究中。

26年后的2003年，汤善健终于证明最优控制的随机Hamilton系统定义的正向随机流是可逆的，进而彻底解决了Bismut的上述公开问题。

“我开始思考那些难题时知道困难，但也没有想很多。” 汤善健坦言，在解决难题之前，他心里并没有多少把握，只是追寻自己内心的兴趣，不断思考，才会离目标越来越近，“想得太多，反而被羁绊”。

汤善健解决Bismut的公开问题的研究，很快获得了法国、意大利等国际学者在权威刊物上的认可。“现在国家对于基础理论的研究非常重视，每年的立项项目很多。而我们这些研究者，有责任和义务，把成果推向世界，让中国的基础理论研究在世界舞台上发光，为人类文明进步贡献一份力量。”汤善健说。

据悉，此次的获奖项目不仅包含上述成果，还囊括了自上世纪90年代以来，汤善健在随机控制领域所耕耘的多项成果，如对美国工程院院士R. Brockett在1983年国际数学家大会的邀请报告中提出的非线性滤波中的有限维估计代数在状态空间维数高于4的分类问题的证明, 以及关于Poisson点过程驱动的非线性倒向随机微分方程的解的存在唯一性定理。这三项成果均是随机控制理论的基础性结果，为随机控制理论的应用和进一步发展提供了基本的工具和方法。

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