吴清玉：“任意维空间”任意闯

王新伟

吴清玉，北京大学数学科学学院（简称“数院”）信息与计算科学系2018级本科生，入选北京大学应用数学拔尖计划。获评2021年“北京大学学生年度人物”（10人）

吴清玉出生在吉林省长春市，从小喜欢跟着父母参加健身活动，学会了爬树、翻越栏杆、滑冰、游泳、网球、足球、排球等运动。在她的记忆中，儿时的膝盖总是像抹了迷彩，青一块紫一块，为每次好奇的探索留下短暂的勋章。她也从中明白一个道理：干成事是从“失控”到“可控”的过程，必须不断重复做，在肌肉和大脑中烙下记忆。她打了一个极接地气的比喻：“一次重复就像买一个彩票，中奖率几乎为零;而无数次重复就像买了无数个彩票，当然增加了中奖率。”

吴清玉是数院排球“铁榔头”，还入选校学生女排，并在大一入学时加入数院男排，成为当届“新生杯”首发队员。

吴清玉的“铁榔头”是“磨”出来的。上高中时，下课时间只有10分钟，也要反复练习垫球、传球;上大学后，身为院、校3个排球队队员，她每周花在训练和比赛上的时间有10多个小时;重复练习让吴清玉的“铁榔头”增加了“中奖率”，特别是她发的球又快又重，经常让对手连续丢分。加入数院男排后，为了接好男生的大力扣球，她让本队男队员陪练，把自己两个手臂打得青紫，有的男生说：“这个女生发球比男生都吓人。”

2018年，吴清玉所在的数院男排，获得北大“新生杯”排球比赛冠军，她也在这场比赛中获得2018年北大“新生杯”排球比赛联赛组“最佳主攻”的称号。在随后举办的北大排球全明星赛2018级女子组比赛中，她带领的队伍获得胜利，自己也荣获当场比赛的MVP（“最有价值球员”）。

北大数院男女生比例经常保持在10：1上下。有人就得出结论：男女生在数学天赋上有差距，女生不适合学数学。吴清玉说，上小学、初中时，自己周围有很多数理化成绩特别优秀的女生，但却接收了“高中之后，理科学不过男生”等负面信息，加上一些家长也跟着这么说，不少女生灰心丧气，留下负面心理暗示，造成数理化成绩下降。吴清玉不信这个邪，一直给自己“坚持学下去”的正向鼓励，咬定数学不放松，先后获得“华罗庚金杯少年数学精英邀请赛”一等奖，“青少年国际城市数学邀请赛”金奖，“中国女子数学奥林匹克”金牌（第二名），“中国数学奥林匹克”二等奖。

2021年5月，在阿里巴巴全球数学竞赛预赛的最后一天，吴清玉终于完成了因周末筹办学生会“真人RPG”（一种游戏类型）和主持大三同学分专业讲座两个活动而攒下的作业，临近下午6点才想起数学竞赛，一问舍友，预赛截止日期就在第二天早晨8点。吴清玉赶紧打开电脑报名并做题。夜里2点，吴清玉感到大脑不转了，就不停地喝水，再出去洗把脸，让脑子清醒一些再继续做。在凌晨四五点时实在太困了，最后一道题有点卡，她顽强地往前顶了一顶，回答了一些内容。吴清玉最后获得112分，在全球5万名考生中居第一位，离满分120分只差8分。

2020年放暑假时，刚结束大二学业的吴清玉，接到导师胡俊教授给的一个课题《任意维空间中单纯型网格上的任意阶连续协调有限元空间的构造》。

1965年，我国中科院院士冯康教授针对大型水库大坝计算问题，独立于西方创造了一整套解微分方程问题的系统化、现代化的计算方法，即现在国际通称的有限元方法。这个方法通俗地说，就是将复杂计算方法“化繁为简”，分割成互连的小单元，算出较简单的近似解，再推导计算出总的答案。类似于求解圆周率：用多边形（有限个直线单元）逼近圆求得圆的周长。

胡俊对吴清玉说，这个方法虽然被广泛应用于工程技术和科学计算中，是计算数学的重大成就，但是具有高阶连续性单元的构造只在一、二维空间被解决，而在三维、四维及任意维空间中，大多没有解决。胡俊还说，你做这个“本研（本科研究）”課题，属于初学乍练，不必太强求，先尝试完成三维的构造就行。

吴清玉想，本科生不能包裹在老师的羽翼下，要敢在科研风口浪尖上起飞，敢闯别人没闯过的路，要敢探索数学的“任意维空间”。整个暑假，吴清玉都埋在电脑和一堆验算纸中，从二维到三维再到更高维空间，从连续性的零阶到一阶再到任意阶，其构造的复杂度和难度呈几何式上涨，每向前一步都异常艰难。

吴清玉从胡俊教授要求的三维空间，算到了四维、任意维，在9月开学到11月初期间遇到拦路虎：在从二维、三维往任意维推广的过程中，需要将一个复杂的算式化简成一个简单的表达式。形象地说，可以类似于将复杂的 1+2+3+……+n 化简为简单的 n（n+1）/2。

年底快到了，吴清玉肩上扛着科研、课业、学生工作三座大山，经常干到深夜回宿舍，一看还有一堆作业没做，顿时焦心如焚，蒙上被子“哀嚎”三五分钟，等情绪稍有稳定，爬起来猛攻作业。

2020年11月6日晚上11点，吴清玉作为数院学生会负责人，参与完纪念一二？？九运动的合唱排练后，感到肚子饿了，独自跑到北大南门外的南门翅客烧烤店吃烤串。一个人出来总是有些无聊，她便掏出手机，把之前遇到的难题翻了出来，边吃边思考。这时，刚刚合唱排练时一位学长的建议在她脑海中响起：“遇到这种复杂的与组合数有关的式子，可以考虑它的‘组合意义’。”吴清玉灵光一闪，随着一串串羊肉串进肚，那个复杂的式子也因浇灌了“组合意义”，在她的脑海中生长、清晰起来。身边没带笔和草稿纸，吴清玉便在手机里简单验算后，将这一结果用语音发给一起合作课题的学长。俩人都对这一突破感到异常兴奋。

吴清玉从烧烤店一路跑回宿舍，拿出纸笔再次验算。和学长再三确认正确性之后，高兴得直蹦高，顺手把这个消息发在微信朋友圈里：去翅客吃了个夜宵，把卡了我两个月的组合恒等式算出来了，我好起来了，哈哈……这时快半夜12点了，同学们接二连三给她点赞。吴清玉睡不着觉，出门骑上单车，围着未名湖狂奔两圈。

吴清玉是00后。别看她年龄不大，“提干”却有十几年：从小学就开始当班长，初中当过班生活委员兼体育委员，高中还是班长。上大学后，不仅当班长，还被选为院学生会执委会主席、院学生团委副书记。小学当班长时，觉得挺光荣，后来干时间长了，渐渐感到这是一份责任：不但平时比别人多出力，关键时刻还要站出来扛事儿！

初中担任班生活委员兼体育委员时，发现个别同学一打扫卫生就开溜，牛气哄哄得没人敢管。吴清玉眼里揉不得沙子：“这事儿，我得站出来管！”她追上带头溜号的同学，抓着他的脖领子，愣是薅了回来。同学一看：“服气！”

元旦前夕的新年晚会，是北大数院学生会的保留节目。上大二的2019年10月，在讨论晚会筹备事宜的会上，大家都反映，往年晚会主题与晚会内容关联不大，显得非常鸡肋。在集思广益确定主题为“π案惊奇”后，吴清玉开始思考怎么让晚会主题不再鸡肋，真正地融入晚会血肉中。“π案惊奇”是古代章回小说“拍案惊奇”的谐音，有豪侠之气，一个中式古风的江湖故事，渐渐地在吴清玉的脑中成型，她决定将到场的同学一同拉入这个故事。

晚会场地布置，是将同学拉入故事的关键。红灯笼必不可少;吃的谢绝以前的蛋糕、曲奇等西餐，全部换成带笼屉的叉烧包、虾饺、流沙包等中式餐点，不够吃再来上一大盘水饺;担任“跑堂”的同学，男的穿“店小二”中式对襟短衫，头戴小布帽，女的穿长长的麻布连衣裙，如彩云飘飘。

现场参加晚会的同学足足来了三四百人，古朴的主题、丰富多彩的节目、精致有趣的奖品，不光吸引了数院同学，更有不少其他院的同学，随他们在数院的朋友一同前来。他们评价这台晚会“有代入感，让人深陷其中。”

从大一到大三，数院同学要面对双学位、本研、分系（分专业）等问题。院学生会每年都会定期召开交流分享会，邀请有经验的学长、学姐“现身说法”，为同学们介绍各专业情况，给出参考建议。可这些受邀的分享者，承担的不是个简单差事：他们已是高年级学生，都面临学业、升学、科研、实习等压力，难有充足时间准备出细致详尽的分享，有的找个理由就推辞了。面对这个难题，吴清玉发挥她“社牛（社交强人）”属性，每次都要询问三四十个同学，好话说尽动员来做分享，被“无情”拒绝十几次、二十几次后，终于为几场交流分享会找到了合适的人选。

吴清玉发现，交流分享会不解渴，很多问题需要和教师面对面交流才行。在数院老师的牵头下，吴清玉举办名为“赴饭空间”午餐会，约请几位青年教师与同学交流，每学期下半段开展，每次三五位老师，十几位同学，一学期十来场，最大限度满足了同学们的需求。

吴清玉在数学专业学习中研究的是“任意维”空间领域，在数学专业之外的“任意维”空间中，她同样做得不亦乐乎。

责任编辑：周莹莹