中國教育在線
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數(shù)學的魅力有多大?讓任正非如此鐘愛
2019-07-30 13:17:00
中國教育和科研計算機網(wǎng)
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  近日,科技部聯(lián)合教育部、中科院、自然基金委等部委聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于加強數(shù)學科學研究工作方案》,明確提出:數(shù)學實力往往影響著國家實力,幾乎所有的重大發(fā)現(xiàn)都與數(shù)學的發(fā)展與進步相關(guān)。

被企業(yè)青睞的數(shù)學之力

  數(shù)學第一次受到全民熱捧,還要從1978年誕生的一位“全民偶像”說起。

  1978年2月16日,《光明日報》轉(zhuǎn)載了《人民文學》雜志當年首期的報告文學《哥德巴赫猜想》。 當日的這份報紙,只有4個版,卻拿出了兩個半版面的篇幅,并且從頭版整版報該文。

  此文詳細描述了陳景潤餐霜飲雪、踏破鐵鞋、無盡攀登、挑戰(zhàn)數(shù)論的過程:“自然科學的皇后是數(shù)學。數(shù)學的皇冠是數(shù)論。哥德巴赫猜想,則是皇冠上的明珠?!?/p>

  當時中國正處于改革開放前夕,這篇文章無疑讓大家看到了科學的春天,為國人帶來了振奮和希望。更有人表示,“哥德巴赫猜想給我們打開了一個新世界”。

  自此,默默無聞的陳景潤就此一夜爆紅,數(shù)學也成為全民追捧的對象。

  隨著時代發(fā)展,數(shù)學慢慢演變成為中小學學生的升學利器,奧數(shù)競賽輔導(dǎo)被強壓到中小學生肩上。2012年,《中國科學報》連登9篇“該死的奧數(shù)”系列文章。2013年10月,“數(shù)學滾出高考”成為微博熱門。數(shù)學成為太多學生不能承受之重,人人喊打。

  而今,數(shù)學重回舞臺中央,情況卻與改革開放初期的知識回歸不同。急切渴求數(shù)學之力的主體從政府轉(zhuǎn)移到了企業(yè)。阿里、華為等工業(yè)界巨頭對數(shù)學殷勤不斷,企業(yè)家們渴望數(shù)學人才,渴望數(shù)學的基礎(chǔ)研究能夠轉(zhuǎn)化為企業(yè)的底層硬技術(shù)實力。

  2016年,華為總裁任正非在全國科技創(chuàng)新大會、兩院院士大會、中國科學技術(shù)協(xié)會代表大會上發(fā)言表示:“華為現(xiàn)在的水平尚停留在工程教學、物理算法等工程科學的創(chuàng)新層面,尚未進入真正的基礎(chǔ)理論研究。隨著逐步逼近香農(nóng)定理、摩爾定律的極限,而對大流量、低時延的理論還沒創(chuàng)造出來,華為已感到前途茫茫,找不到方向。”

  今年的中美貿(mào)易戰(zhàn)期間,任正非接受央視訪談,更是談到基礎(chǔ)教育的重要性,數(shù)理化的重要性,尤其是數(shù)學,他指出“中美貿(mào)易的根本問題還是科技教育水平”。他還表示,如果退休就去學數(shù)學。

  可以說,數(shù)學在工商業(yè)的回歸伴隨著中國經(jīng)濟和企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展,商業(yè)模仿已經(jīng)不能為企業(yè)帶來后續(xù)增長,必須掌握底層技術(shù),重視基礎(chǔ)研究、重視數(shù)學。

數(shù)學能為企業(yè)做什么?

  那么,眾多企業(yè)家期盼的數(shù)學,究竟能做什么呢?

  數(shù)學與工商業(yè)管理

  控制理論與運籌學,特別是線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、最優(yōu)控制、組合優(yōu)化等在交通運輸、商業(yè)管理等許多方面得到廣泛的應(yīng)用。

  統(tǒng)計質(zhì)量管理在工業(yè)管理方面起很大作用。在運用數(shù)學理論之前,質(zhì)量管理是通過事后檢驗把關(guān)來完成的,難以管控,而且成本也很高。根據(jù)概率分布的原理,可以將數(shù)理統(tǒng)計的方法應(yīng)用到質(zhì)量管理當中去,產(chǎn)生了統(tǒng)計質(zhì)量管理的理論和方法。

  數(shù)學與醫(yī)療

  健康中國2030的出臺標志著我國大健康產(chǎn)業(yè)時代的真正來臨。藥物分子設(shè)計已經(jīng)成為發(fā)現(xiàn)新藥的主要方向,其中計算機輔助設(shè)計扮演著不可替代的角色。

  用計算的方法從小分子庫中搜索發(fā)現(xiàn)各種與酶可能的結(jié)合構(gòu)象來篩選藥物,或者采用基于受體結(jié)構(gòu)的特征,以及受體和藥物分子之間的相互作用方式來進行藥物設(shè)計,已成為當前耗費計算資源最多的領(lǐng)域之一。

  現(xiàn)代醫(yī)療診斷中常用的CT掃描技術(shù),其原理是數(shù)學上的拉東變換。CT螺旋式的運動路線記錄X光斷層的信息。計算機將所有的掃描信息按數(shù)學原理進行整合,形成一個詳細的人體影像。在更先進的生物光學成像技術(shù)的研究中也吸引了不少數(shù)學家的參與。

  藥物檢驗—要評估一種新藥能否上市,需要經(jīng)過新藥療效測試,這就要科學地設(shè)計試驗,以排除各種隨機性的干擾,真正評估出藥物的效果和毒性。為此,人們設(shè)計出了雙盲試驗等試驗手段。國外流行的SAS軟件,是藥物檢驗的必經(jīng)之徑。發(fā)達國家制藥公司聘用大批擁有數(shù)理統(tǒng)計學位的雇員從事藥檢工作。

  數(shù)學與信息產(chǎn)業(yè)

  互聯(lián)網(wǎng)、計算機軟件、高清晰電視、手機、手提電腦、游戲機、動畫、指紋掃描儀、漢字印刷、監(jiān)測器等在國民經(jīng)濟中占有相當大的比重。其中互聯(lián)網(wǎng)、計算機核心算法、圖像處理、語音識別、云計算、人工智能、3G等IT業(yè)主要研發(fā)領(lǐng)域都是以數(shù)學為基礎(chǔ)的。

  所以信息產(chǎn)業(yè)可能是雇用數(shù)學家最多的產(chǎn)業(yè)之一。這里用到許多不同程度的數(shù)學工具,有的還有相當?shù)纳疃龋ǎ壕幋a、小波分析、圖像處理、優(yōu)化技術(shù)、隨機分析、統(tǒng)計方法、數(shù)值方法、組合數(shù)學、圖論等等。

  數(shù)學與金融

  國際金融市場用“金融高技術(shù)”運作?!敖鹑跀?shù)學”是利用數(shù)學工具來研究金融,進行數(shù)學建模、理論分析、數(shù)值計算等定量分析的一種金融高技術(shù)。它是數(shù)學和計算技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用。大銀行和證券公司通常高薪雇用大批高智商的數(shù)學、物理博士從事資本資產(chǎn)定價、套利、風險評估、期貨定價等方面的工作。

  保險業(yè)中早已使用“精算”為金融決策提供依據(jù)。精算學是一門運用概率、統(tǒng)計等數(shù)學理論和多種金融工具,研究如何處理保險業(yè)及其他金融業(yè)中各種風險問題的定量方法和技術(shù)的學科,是現(xiàn)代保險業(yè)、金融投資業(yè)和社會保障事業(yè)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。

  數(shù)學與工程建設(shè)

  傳統(tǒng)的大型工程,如水壩的設(shè)計需要對壩體和水工結(jié)構(gòu)作靜、動應(yīng)力學分析。數(shù)學中的有限元方法是其中最基本的計算方法。

  在石油勘探與開采中都大量運用數(shù)學方法,涉及到數(shù)字濾波、偏微分方程的理論和計算以及反問題等。

  數(shù)學與航空航天

  計算機技術(shù)和計算流體力學的發(fā)展使數(shù)值模擬在大型客機的研制中發(fā)揮了巨大作用,計算流體力學與風洞試驗、試飛一起并列成為獲得氣動數(shù)據(jù)的三種手段。

  總而言之,數(shù)學對企業(yè)的發(fā)展可以說是起到不可替代的作用。朗訊、IBM、微軟、谷歌、雅虎這類IT行業(yè)領(lǐng)袖,不但大量地招聘數(shù)學專業(yè)的博士、碩士到公司工作,而且還專門設(shè)有相當規(guī)模的數(shù)學研究部門,支持數(shù)學家開展純粹數(shù)學理論研究,以確保長期的核心競爭力。

數(shù)學學科哪家強?

  看了這么多,相信大家對數(shù)學的重要性已經(jīng)有所了解,對于立志進行數(shù)學研究的青年學子,肯定想要了解國內(nèi)哪些高校的數(shù)學學科比較厲害。

  在教育部第四輪數(shù)學一級學科評估中,北京大學,復(fù)旦大學,山東大學3所大學處于A+類。清華大學,北京師范大學,南開大學,上海交通大學,中國科學技術(shù)大學,西安交通大學6所大學處于A類。

  北京大學數(shù)學學院

  1.簡介

  北京大學數(shù)學科學學院可以說是國內(nèi)最強的數(shù)學學院,其擁有最好的數(shù)學生源,來自全國各地的數(shù)學尖子和幾乎所有取得國際數(shù)學奧林匹克競賽金牌的中國學生均在這里學習和成長。

  數(shù)學科學學院在2001年獲得國家優(yōu)秀教學成果特等獎;在教育部學科評估中,2002年、2007年、2012年北大數(shù)學均名列全國首位;2017年北大數(shù)學和統(tǒng)計學均獲評A+并入選國家“一流學科”建設(shè)名單。

  2.歷史

  北京大學創(chuàng)辦于1898年,初名京師大學堂,1912年更名為北京大學。1952年秋,全國高等學校進行了院系調(diào)整,北京大學數(shù)學系與清華大學數(shù)學系、燕京大學數(shù)學系經(jīng)調(diào)整后,組建了新的北京大學數(shù)學力學系。

  1978年分設(shè)為數(shù)學系和力學系。1985年,概率統(tǒng)計教研室獨立成立了概率統(tǒng)計系。1995年,在數(shù)學系與概率統(tǒng)計系的基礎(chǔ)上成立了北京大學數(shù)學科學學院。

  3.師資隊伍

  北大數(shù)學學院暨北京國際數(shù)學研究中心現(xiàn)有教師119人,其中中科院院士7人,長江特聘教授11人,國家杰出青年基金獲得者24人。

  復(fù)旦大學數(shù)學科學學院

  1.簡介

  復(fù)旦大學數(shù)學學科是全國最早具有國務(wù)院學位委員會規(guī)定的數(shù)學學科全部博士點的學科單位?;A(chǔ)數(shù)學、應(yīng)用數(shù)學、運籌學與控制論是首批國家重點學科,2007年,數(shù)學學科成為國家一級重點學科。

  在2002年、2007年、2012年的全國一級學科整體水平評估中綜合排名均名列第二。從學術(shù)界通用的ESI指標,復(fù)旦數(shù)學屬于前3‰學科。

  2.歷史

  復(fù)旦大學數(shù)學學科1993年被國家教委批準為基礎(chǔ)學科人才培養(yǎng)基地,在1999年和2004年的兩次評估中被評為優(yōu)秀基地。

  2005年1月,復(fù)旦大學成立數(shù)學科學學院,設(shè)有數(shù)學系、應(yīng)用數(shù)學系、金融數(shù)學與控制科學系、信息與計算科學系、概率統(tǒng)計與精算系和數(shù)學研究所。

  3.師資隊伍

  復(fù)旦大學數(shù)學科學學院現(xiàn)有教職員工120余人;其中中科院院士4人(胡和生、李大潛、洪家興、陳恕行);國家級教學名師1人;“長江學者獎勵計劃” 特聘教授8人;國家杰出青年基金獲得者9人;國家優(yōu)秀青年科學基金獲得者7人;教育部新(跨)世紀人才、教育部青年教師獎獲得者16人。

  山東大學數(shù)學學院

  1.簡介

  山東大學數(shù)學學科一直是我國重要的高等數(shù)學教育與數(shù)學科學研究基地之一,數(shù)學學院也是山東大學歷史最悠久的學院之一。

  山東大學數(shù)學學科整體水平位于全國前列,在2012年教育部學科評估中排名第3,在2017年全國第四輪學科評估中和北京大學、復(fù)旦大學并列A+,在ESI排名持續(xù)進入全球前1%,在U.S.News公布的2016全球最佳大學排名中,數(shù)學學科排名全球第47名。

  2.歷史

  山東大學數(shù)學學院的前身是成立于1930年的國立青島大學理學院數(shù)學系,1996年撤系建院,數(shù)學系更名為“數(shù)學與系統(tǒng)科學學院”。2000年7月,原山東大學、山東醫(yī)科大學、山東工業(yè)大學合并組建新的山東大學,三校的數(shù)學力量匯聚一起。2008年1月,“數(shù)學與系統(tǒng)科學學院”更名為“數(shù)學學院”。

  3.師資隊伍

  學科現(xiàn)有中國科學院院士1名、教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授5名、“國家杰出青年基金”獲得者5名、中組部“萬人計劃” 3名、國家高等學校教學名師2名、山東省泰山學者7名、山東省教學名師3名。同時擁有國家基金委創(chuàng)新群體1個,教育部創(chuàng)新團隊2個,科技部重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊2個。

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