概要:很多问题,数学在理论上是可以算出来的,但计算量太大,靠人力实际上无法实现,现在应用计算机就可以很快算出来了。例如依据今天的气象数据预测明天的天气,有一套算法,但人工计算要花1 8 年,用计算机很快就能算出来。现在的天气预报都是应用计算机才做出来的。计算机又反过来促进数学的发展。我国著名数学家吴文俊院士利用计算机来证明数学定理的成就,是国际闻名的。北大计算机研究所所长王选院士说:“数学基础对从事计算机软硬件及应用系统的研究是十分重要的。对计算机的发展作出重要贡献的,几乎无一例外地都是学数学出身或有很好数学修养的人。数学的抽象化本领、严密的逻辑推理,是使他们取得成功的重要因素,而好的算法往往会大大改进系统的性能。3 0 年来我在从事逻辑设计、体系结构研究、软件设计和专用芯片设计过程中,深感在北大数学系得到的严格训练使我终生受益。”正因为王选有深厚的数学基础,才能提出开创性的“轮廓加参数”的方法描述高分辨率汉字字形,并用新的算法大幅度压缩信息,解决了传输速度的问题,从而跳过第二代、第三代激光照排机,直接研制成第四代激光照排系统。7 0 年代中期,当王选提出用数学方法解决激...
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很多问题,数学在理论上是可以算出来的,但计算量太大,靠人力实际上无法实现,现在应用计算机就可以很快算出来了。例如依据今天的气象数据预测明天的天气,有一套算法,但人工计算要花1 8 年,用计算机很快就能算出来。现在的天气预报都是应用计算机才做出来的。计算机又反过来促进数学的发展。我国著名数学家吴文俊院士利用计算机来证明数学定理的成就,是国际闻名的。
北大计算机研究所所长王选院士说:“数学基础对从事计算机软硬件及应用系统的研究是十分重要的。对计算机的发展作出重要贡献的,几乎无一例外地都是学数学出身或有很好数学修养的人。数学的抽象化本领、严密的逻辑推理,是使他们取得成功的重要因素,而好的算法往往会大大改进系统的性能。3 0 年来我在从事逻辑设计、体系结构研究、软件设计和专用芯片设计过程中,深感在北大数学系得到的严格训练使我终生受益。”
正因为王选有深厚的数学基础,才能提出开创性的“轮廓加参数”的方法描述高分辨率汉字字形,并用新的算法大幅度压缩信息,解决了传输速度的问题,从而跳过第二代、第三代激光照排机,直接研制成第四代激光照排系统。
7 0 年代中期,当王选提出用数学方法解决激光照排系统的关键技术问题时,很多人不相信他能成功,曾说他是“玩弄骗人的数字游戏”。如今,“数字游戏”已产生出一个大产业。
数学正越来越广泛地应用到人文科学、社会科学领域。世界上很多经济学家,常常是先获得了数学博士学位后才研究经济的。有人曾用概率统计法研究《红楼梦》作者的语言习惯,发现后四十回与前八十回是很一致的。说明曹雪芹曾创作了后四十回,至少留下了后四十回的部分手稿。前苏联曾有人对《静静的顿河》一书的真正创作者提出过疑问。有人用概率统计法研究该书的用词习惯,发现与肖洛霍夫其他著作的习惯是一致的,因而认为此书确是他写的。
我们正处在“数学技术”的新时代。有报告认为:未来社会最好的工作和岗位,属于准备好了处理数学问题能力的人
近一二十年来,“高技术”一词越来越流行。近几年来,人们又越来越经常地提到“数字化”(准确地说,应叫“数码化”)、“信息时代”。究竟什么是高技术?高技术的关键和核心是什么?高技术与“数字化”、“信息化”是什么关系?
数学教授们介绍说,美国国家研究委员会从1 9 8 4 年起,向美国政府提出了四份关于美国数学和数学教育的报告。报告指出:高技术的出现把我们的社会推到了数学技术的新时代,“很少有人认识到,被如此称颂的高技术,本质上是数学技术”。报告说:未来社会最好的工作和岗位,属于准备好了处理数学问题能力的人;数学已不单是一门学科,而且是重要的潜在资源;现今技术发达的社会里,扫除“数学盲”的任务已取代了扫除文盲的任务。
高技术的关键是软件,软件的核心是数学方法、数学技术。我们引进的外国高技术和产品,如果不掌握其中软件应用的数学方法和数学技术,就不能改造、创新,很快就落后。
北大数学学院院长姜伯驹院士说,高技术和信息化、数字化是联在一起的。数字化,就是把各种信息变成数字,成为离散的东西,便于应用代数的方法用计算机处理。同时运用数学方法进行信息压缩,就可以传输,然后再还原。
已投入使用的波音7 7 7 飞机,被称为“百分之百”数字化设计的。过去设计新型飞机,必须对模型构件和样机反复作强度试验和在风洞里作空气动力学实验。稍有不妥,就必须改变设计,再做新一轮试验,研制周期长达十余年,要消耗大量材料、能源和时间。波音7 7 7 的设计采用了数字技术,所有的试验通过精确设定的数学模型在计算机中进行,探索和修改都通过数学指令去实现,只需最后作一些必须的试验就行了。因此,它的研制周期只有三年半。数学技术的效益是多么巨大!海湾战争,都说是高技术战争。美国人在总结海湾战争时说:“下个世纪的战争是数字化的战场。”其核心技术也是数学技术。解决电磁波通讯的干扰和失真是一大难题。早在6 0 年代太空开发竞争的初期,美国就意识到这个难题了。美国人采用了信息数字化、纠错编码、数字滤波等一整套数学通讯和控制技术,才实现了“阿波罗”登月计划,2 0 年后,用到了海湾战争中。在短短数十秒钟内准确地拦截了对方发射的导弹,又能引导自己的导弹准确命中目标。也正是领先的数学技术,使美国在开发高清晰度电视的竞争中取得了压倒的优势。
数学教授们介绍,数学技术也在我国高技术产业中开始发挥重大作用。北大方正集团就有一批数学系毕业的青年人在工作。用北大技术研制的激光照排系统已占领了国内9 9 %的报业市场、9 0 %的书刊出版市场。北大方正还占领了8 0 %的海外华文报业市场,日文版已进入日本市场。程民德、石青云两位院士用数学方法研究指纹的拓扑结构,确定指纹走向的技术,居世界领先水平,正被越来越广泛地用于身份识别。公安部门利用这项技术,破案率大幅度提高。这项技术正在成为一个高技术产业。
数学是重要的潜在资源。学者们认定:更好地发挥数学的作用,我国的发展会更快
在强调数学的重要作用的同时,教授们也向记者一再说明,数学不是万能的,它的作用的发挥和它自身的发展,也有赖于其他科学技术的发展。不过,数学确实有它的先导作用。现在的问题不是把数学的作用看得太大了,而是普遍认识不到数学的重要作用。
应当说,我国的数学教育水平、质量,从小学、中学到大学,在世界上是高的,比欧洲、美国强。数学研究方面,我们在一些点上的工作是出色的,有些方面居世界先进水平,但整体来说,还很落后,比欧洲、美国、日本差得多。教授们认为,从数学的应用看,第一个层次,即其他学科中数学的应用,还算好,已开始受到重视。第二个层次,在生产中的直接应用,就很差,我们的很多企业提不出要解决的数学问题。第三个层次,数学作为一种文化,作为民族一种普遍的文化修养,做得就更差了。社会上普遍不重视数学的应用。我们的工程技术人员的数学准备普遍不足,我们学数学的、研究数学的,工程技术知识又不够。因此数学在工业中的应用很差,这也是我国经济还比较落后的重要原因之一。一定要改变“数学用处不大”的观念。数学系的毕业生,似乎除了做数学研究和当教师以外,社会上哪儿都不需要。在发达国家,很多大公司都吸收大批数学家去工作;也不断有公司找大学,提出不少数学问题要求解决。而在我们国内,很少有公司找大学要求解决数学问题。除了因为我国工业技术比较落后,提不出问题外,还有个体制问题。有些单位有数学问题要解决,但让本系统的人去做,尽管大学数学水平比他们高得多,也不找大学。“肥水不流外人田。”
跟自然科学相比,数学研究要求的设备、手段要少些。但这又给不少人包括一些领导者造成一个误解,以为研究数学只要一支笔、几张纸就可以进行,不必投入多少钱。高性能计算机、数学刊物、图书资料,是必不可少的。数学教授们呼吁,数学是投入少、产出极大的学科,对数学的投入不应吝啬。
北大教授、院士们指出,以我国现有的设备、生产手段,如果能充分发挥数学的作用,将使我国的经济发展更快,技术更先进。他们说,我国是数学人才流失严重的国家,这非常可惜。下个世纪科学技术的发展、竞争将更加激烈,一个关键便是数学技术的竞争。这点人们还普遍认识不到。数学,确实是关乎综合国力强弱的。
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