在橄欖球場上持球衝鋒的黃信元教授。
照片提供：台灣橄欖球相片簿-TWRUGBYPIX.com 黃聖凱先生
採訪 ‧ 撰稿 / 林品婕 (科學推展中心特約編輯)
數學與橄欖球，是黃信元教授求學階段的兩大重心，他因數學而認識橄欖球，也因橄欖球而走向研究之路。體內住著一位運動員的他，喜歡以重訓、運動做比喻，讓艱澀的概念變得有趣。在研究路上，黃信元教授就像球場上運動員，專注而投入、堅持而不放棄，享受過程帶來的一切經歷。
因數學而與橄欖球結緣
「我在念大學的時候，剛開始滿挫折的。」聊到自己的求學過程，黃信元教授如此回應。如同大部分的高中生，教授因為數學還不錯，便將數學系列為第一志願。直到進入臺大數學系後，他才驚覺大學數學和高中數學截然不同，對於邏輯推導的重視遠高於計算，加上一些同學在高中階段就已接觸過大學數學，自己的程度望塵莫及，換來滿滿的挫折感。那時候的黃信元教授還不適應大學數學的領域，更遑論以數學研究作為未來志業。
然而，卻也是數學系，讓他有機會接觸橄欖球，間接走向數學研究之路。當時臺大數學系的張海潮教授（現已退休），曾是臺大橄欖球隊的OB（註一），常常在課堂分享橄欖球運動的好處，因此在大二時，黃信元教授與幾位同學組成橄欖球系隊，甚至後來加入校隊，代表學校參加數次大專盃。橄欖球幾乎成為教授大學生活的重心。
黃信元教授回想，當時系隊感情很好，一起上課、一起比賽，在沒比賽時還會自組讀書會，窩在一起讀書、專研數學。對尚未適應大學數學的黃信元教授而言，有了讀書會與同儕的協助，也漸漸找到因應學科的方法，甚至愈來愈有興趣。因此，大四的他便決定繼續唸碩士班，在堅定踏上數學研究之路的同時，持續在球場上用熱情澆灌他最愛的橄欖球。
研究如球賽，堅持必有回報
研究這條路，黃信元教授坦承，大部分的嘗試都是不成功的，因此，研究最重要的精神是「不要放棄」，一旦設定好目標，便朝目標前進。過程可能有一些突破、有一些繞路，甚至需要換個方向，才能達到目的，然而，無論路徑有多曲折，繼續堅持前行而不言放棄，方為學術研究之真諦。
黃信元教授以他最愛的橄欖球為例，說明做研究就如同參與一場十五人制的橄欖球比賽，目標是對方球門，球員拿到球不可能只是往前衝就能得分，中途可能會遇到一些「亂集團」（註二）而無法前進，必須將球交給下一個人，換個路線再前進。
或許就是憑著這股堅毅不拔的運動家精神，黃信元教授在數學研究領域的努力，也逐漸被看見。2015年，當時在中山大學任教的他，獲得國家理論中心年輕理論學者獎，以及2016年中華民國數學會青年數學家獎。今年，黃信元教授更榮獲110年度吳大猷先生紀念獎－這座被譽為是年輕學者的最高榮譽獎項。他說，吳大猷先生紀念獎遴選年齡為42歲，自己今年恰好滿42歲，自嘲是壓線獲獎。教授更謙虛的說，自己在數學研究的路上並不突出，優秀的人比比皆是，能獲得這份殊榮不僅是對研究的肯定，背後的意義在於，「只要肯繼續堅持下去，終有可能獲得回報」。教授補充，即使42歲的他沒有得獎，那也不會怎樣，他還是會繼續朝著目標前進。
數學如重訓，為學科打下基礎
數學，至少陪伴每個人走過小學到高中的求學歷程，然而又有多少人真正了解這門領域。黃信元教授以重量訓練比喻「純數學」與「應用數學」的差別。在重量訓練裡有分健美和健力，兩者在外界看起來差不多，背後所追求的事情卻不同，例如：健美追求肌肉的最大化與肌肉線條的美感，強調身體肌肉比例的勻稱性；而健力追求的是力量的極致，肌肉線條雖不那麼明顯，卻很有力，一般熟悉的舉重便屬於這類。
數學亦是如此。若以偏微分方程為例，面對同一個方程式，「純數學」追求一個解的結構與存在，而「應用數學」則需要透過模型來得到參數，並透過數值方法來預測可能的結果。例如在疫情期間，科學家就是利用偏微分方程建立數學模型，並透過相關物理定律和規則，試圖找出不同的參數進行預測，模擬病毒的擴散與疫情的發展，從中尋覓控制疫情的良策。由此可見數學對於疫情帶來的實質助益。
「大家都說數學很重要，但國內有幾間學校的應用數學系都改名了。」想起這十幾年在學術領域的看見，黃信元教授忍不住感慨。他直言，國內數學系的學生，除非未來走教職，否則很少有人會純做數學研究，大部分的人都會往相關科系發展。不過，黃信元教授認為，與其他科系結合，其實是數學系機會點。教授說，人工智慧、機器學習都是近年熱門的主題，在機器學習的第一堂課教授的概念，像是最小平方法、最速下降法等，其實都涵蓋於數學系微積分課程之中。因此，數學如何連結其他學科，才是最重要的關鍵。
黃信元教授指出，其實很多領域都需要數學的參與，像是剛才提到的人工智慧與機器學習、影像處理技術，就連Google PageRank搜尋原理，都與數學線性代數有關。「如果數學是重量訓練，其他學科就像不同球類運動，需要透過重訓增強部分的肌力訓練。」教授用他最擅長的比喻，描述數學爲所有科學提供基礎工具之特質，清楚點出數學的優勢。
身為數學系的老師，黃信元教授認為教學和研究等同重要，他勉勵自己多去觀察其他學科的發展、了解不同學科所需要的數學，進而提供服務之外，他也強調將應用實例導入課程，透過數學研究與當今技術的結合，使學生了解數學的重要。在數學推廣教育的場上，黃信元教授已看準目標，並以運動員之姿，跨步向前邁進。
註一：OB為Old Boy縮寫，在臺大橄欖球隊裡用以稱呼已畢業的學長。
註二：亂集團指的是兩隊球員為了爭球，互相纏抱之現象，又可細分為ruck和maul等不同形式。
