李若:他用一套国产软件,回应了MATLAB的＂断供＂

人物：李若

2020年，哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等高校突然发现，自己被MATLAB"踢"出了 licensing 系统——这款被全球工科师生视为"空气与水"的工程计算软件，毫无征兆地对中国部分高校禁用。消息传出，国内计算数学圈一片哗然。而就在这一年，一位北大教授悄然牵头启动了一个项目：做中国人自己的通用科学计算软件。他叫李若——北京大学博雅特聘教授、数学科学学院副院长、大数据分析与应用技术国家工程实验室核心成员。2023年，他当选中国工业与应用数学学会会士；2022年，他荣获吴文俊应用数学奖；2017年，他拿到计算数学界公认的冯康科学计算奖；2025年，他又当选为学会副理事长。而他牵头研发的"北太天元"，正在成为国产MATLAB最有力的替代者。

作者/柏舟图片/网络

他研究的"算"，关系着飞机能不能飞、炮弹能不能准

他是中国在偏微分方程数值解与计算流体力学方向上最具国际影响力的学者之一，也是把数学理论真正变成国产工业软件内核的极少数数学家。他研究的移动网格方法、动理学方程模型约化，听起来遥远，实则关乎一系列"大国重器"：三维欧拉方程里的涡结构会不会发展出奇性、玻尔兹曼方程怎么从微观粒子碰撞推导出宏观流体力学、76毫米舰炮的六自由度刚体外弹道怎么模拟、气固两相流的爆炸效应怎么算——这些物理过程的数值仿真，直接关系到飞行器设计的安全性、武器系统的精度、以及国产科学计算软件的自主可控。而在"算得准、算得快"这件事上，有两个核心难题：高维移动网格方法中长期存在的"网格缠绕"问题，以及玻尔兹曼方程Grad矩方法提出六十多年来悬而未决的"双曲性缺失"问题。李若，就是在国际上率先攻克这两个难题的学者——他发展了基于调和映照的自适应移动网格方法，从根本上解决了网格缠绕；他发现了Grad-13矩方程组双曲区域内点不包含平衡分布的惊人事实，系统发展了动理学方程模型约化的全局双曲正则化理论。

宜都一中学子的学术轨迹

李若的求学轨迹，是一条罕见的"全北大制造、国际化淬炼"的路径。1991年，他高中毕业于湖北省宜都市一中——这是一位从湖北山区走出的少年。1991—1996年，他在北京大学数学科学学院读完本科，获理学学士学位。1996—1998年，继续在北大数院攻读硕士。1998—2001年，在北大数院攻读博士，师从汤涛教授——2003年，他的博士论文被评为全国优秀博士学位论文，这是博士成果国内最高级别的认可之一。2001—2002年，他赴PKU-HKBU联合研究所（JRIAM）做访问学者。2002—2003年，他赴英国坎特伯雷肯特大学从事博士后研究。2003—2005年，回国任北大数院讲师。2003—2008年，晋升副教授。2005—2006年，赴美国加州理工学院访问学者——这是他与国际最前沿接轨的关键时期。2008年，他晋升北大数院教授。2016年起，他担任北大数院副院长。2025年，他当选中国工业与应用数学学会副理事长。从宜都一中到北大副校长梯队的"副院长"，他用了三十四年。而更值得一提的是：他从未离开过北大——本科、硕士、博士、讲师、副教授、教授、副院长，一条完整的"北大路径"。

四块硬骨头，他啃下了"双曲性缺失"这块

基于调和映照的自适应移动网格方法：高维移动网格计算中，长期存在一个致命问题——"网格缠绕"，即网格在演化过程中会发生重叠和交错，导致计算崩溃。李若与合作者发展了基于调和映照的自适应移动网格方法，使用调和映照构造网格映射，解决了高维移动网格方法中长期存在的网格缠绕问题，并开发了自适应有限元软件AFEPack，在多个科学与工程问题上得到了应用。

三维欧拉方程奇性的数值研究：他提出了高阶傅立叶滤波方法，改进了拟谱方法中的2/3去混淆误差方法，并将其应用于被Majda等称为"最有可能发展出有限时间奇性的候选对象"的反对称涡管构型的计算，指出其不会出现文献中预测的有限时间奇性——这一结果为欧拉方程动力学奇性结构提供了重要洞见。

解决玻尔兹曼方程Grad矩方程组双曲性缺失问题：这是他最具标志性的理论突破。Grad矩方法自1949年提出以来，其双曲性缺失问题困扰了学界六十多年。李若发现了著名的Grad-13矩方程组的双曲区域的内点不包含平衡分布的惊人事实，发展了全局双曲正则化理论，从根本上解决了高阶Grad矩模型的双曲性缺失问题，并将该理论推广到一般形式的动理学方程，给出一种对任意阶矩展开数值求解玻尔兹曼方程的NRxx方法。国际评价认为：此理论"最终会变成求解玻尔兹曼方程的有效等价方案"。

牵头研发"北太天元"国产通用科学计算软件：2020年MATLAB禁用事件后，他牵头研发"北太天元"Baltamatica通用数值计算软件。截至2026年5月，"北太天元&真元科学计算与系统仿真软件"项目荣获第七届北京大学产学研合作优秀项目奖；软件具备完全自主知识产权，获59项知识产权，入选工信部首批先进适用技术名单（唯一可替代MATLAB类产品），目前已适配多款国产软硬件，与130余所院校开展教学合作，在智能汽车、航空航天等领域实现规模化替代。

从冯康奖到吴文俊奖到CSIAM会士

李若的学术荣誉，几乎拿遍了计算数学与应用数学领域的所有重要奖项：全国优秀博士学位论文奖（2003）；教育部高校科学技术一等奖（2007，第三完成人）；教育部新世纪优秀人才支持计划（2009）；国家杰出青年科学基金（2013）；教育部长江学者特聘教授（2015）；科技部中青年科技创新领军人才（2015）；中组部万人计划（2016）；第十二届冯康科学计算奖（2017）—— 全国不足30人获此奖；第九届国际工业与应用数学大会一小时大会报告人（2019）—— 中国学者极少获此殊荣；第三届吴文俊应用数学奖（2022）；CSIAM应用数学落地成果认证（2023，第一完成人）；2023年当选中国工业与应用数学学会会士 —— 学会最高学术荣誉，终身荣誉。2025年当选中国工业与应用数学学会副理事长；2025年8月入选中国科学院院士增选有效候选人。中国数学会计算数学分会副理事长，北京计算数学学会理事长、监事长，《数值计算与计算机应用》副主编，《SIAM Journal on Scientific Computing》、《Numerical Mathematics: Theory, Methods and Applications》、《Advances in Applied Mathematics and Mechanics》、《CSIAM通讯》等期刊编委。2022年，在第三届吴文俊应用数学奖颁奖现场，评委会对他给出了极高的评价——尤其是他对Grad矩方程组双曲性缺失问题的根本性解决，被认为是"动理学方程模型约化理论"的里程碑式突破。2023年，他在CSIAM年会大会报告题目是"动理学方程的自然模型约化"；同年在中国数学会学术年会上，他的大会报告题目是"从玻尔兹曼方程到宏观流体力学模型"——这两个题目，恰好勾勒出他学术路径的两个端点：从最微观的粒子碰撞，到最宏观的流体演化。

从调和映照到北太天元

用纯粹的数学理论，解决计算流体力学"算不准、算不快"的难题；再把这些理论，沉淀为国产科学计算软件的内核。他发展的基于调和映照的自适应移动网格方法，让高维网格"算得稳"；他提出的傅立叶滤波方法，改进了拟谱法的去混淆误差；他发现的Grad矩方程组双曲性缺失问题的根本解，为动理学方程模型约化提供了中国方案；而他牵头的"北太天元"国产软件，则让中国在科学计算领域彻底摆脱了MATLAB的桎梏。一位从湖北宜都走出来的学者，用三十四年时间，把自己活成了中国计算数学从理论走向产业的一个枢纽。真正的"双曲性"，不只是微分方程组的性质，更是一个科研者对家国需求的无条件坚守——只要方程有解，中国计算的未来就一定会收敛到自主可控的那一点。