北科社評 | 大力發展應用數學,從根本上解除'卡脖子'危機

高考數學命題難、任正非接受媒體採訪27次提到"數學"重要性...在科技高速發展的當今時代,數學巨大的應用價值怎麼形容都不為過。

文/評論員 李鵬 編輯/吉菁菁

新媒體編輯/陳炫之

2019年的全國高考數學命題又一次因為"太難"而引起了輿論熱議,讓人不由聯想起任正非近日的訪談實錄。

5月21日,在任正非接受媒體採訪的2萬字實錄中,27次提到了"數學"的重要性:"P30手機的照相功能依賴數學把微弱的信號還原;華為5G標準是源於10多年前土耳其Arikan教授的一篇數學論文;如今華為終端每三個月換一代,主要是數學家的貢獻……芯片砸錢不行,得砸數學家、物理學家、化學家……"

數學,被認為最有希望在材料科學、芯片、人工智能等領域做出突破,是"卡脖子"困局的有效解決方案。

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▲華為創始人任正非(供圖:視覺中國)

中國是傳統的數學大國,但是還不是強國,要成為一個數學強國,除了在純數學研究領域繼續前進,誕生一批世界領先的數學基礎研究和數學大家以外,還必須在應用數學領域取得更大的發展,推動物理、化學、生物、工程等其他一些科學新的突破,從而推動相關產業的發展不斷走向世界前沿。

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▲6月9日,第八屆世界華人數學家大會(International Congress of Chinese Mathematicians,簡稱ICCM)在清華大學開幕,現場揭曉和頒發了世界華人數學家聯盟三大獎項:2019年ICCM數學獎、陳省身獎和ICCM國際合作獎(供圖 CGTN.com)

早在2012年,任正非在與內部專家的一次座談《中國沒有創新土壤,不開放就是死亡》中就提到:"我認為用物理方法來解決問題已趨近飽和,要重視數學方法的突起。"他的這種說法絕非空穴來風,並且華為早已身體力行。2006年以來,華為已經在俄羅斯和法國這兩個傳統數學強國建立了數學研究所。

近些年來一些重大科技突破都是以數學的應用突破為基礎的。不管是人工智能、大數據分析的發展,還是物理、化學和工程等領域的一些新突破,都離不開數學的強力支撐。"今天無論是手機信號的傳遞、醫療成像的分析,還是我們對時空規律的認識,都以數學發展為其先聲。數學成為我們理解和探索世界所必須使用的語言。" 麻省理工學院數學系教授、青年數學家許晨陽也如此表示。

事實上,數學與眾多學科都有著千絲萬縷的聯繫,現在一些新興行業的發展,也都是以數學工具作為重要支撐的。遺憾的是,這些年來很多人對數學的重要性並沒有清晰的認知,不僅忽視數學的學習和探索,甚至個別人還對最前沿的基礎數學研究及數學家群體予以冷嘲熱諷,因為他們根本沒意識到學習高深而前沿的數學有什麼用處。

北京大學數學科學學院副院長柳彬教授表示,儘管現在數學家們所進行的一些前沿性的數學研究,目前看不到應用,這並不等於它們無用,它們的未來價值並不是現在能夠預測得了的,有的甚至在未來幾十年都還看不出來,但說不定哪一天,它們就會發揮至關重要的作用。事實上,很多重要的數學研究成果,在其他各個領域被予以應用都有一個逐步發展的過程。

數學是所有自然科學的語言,數學是科技發展的先聲,數學的巨大應用價值已經在近數百年的人類發展歷程中不斷被予以證明。如果沒有先進數學思想和方法的應用,物理、化學、生物學等基礎學科及更多的應用科學就不可能取得突飛猛進的發展,人類還將在漫漫長夜中摸索更長的時間。

數學的發展離不開人才的培養,一個方面是培養能夠在純數學領域進行開拓的人才,另一個方面則是培養能夠將數學作為巧妙工具的應用數學人才。這兩個方面人才的培養,都需要創新性思維和意識的培養。但是讓人深感憂慮的是,多年來,在應試教育的指揮棒下,我國更多的學生是一直在題海戰術中修煉。側重於培養數學尖子的奧數,在我國被髮展成為一個以升學為導向的怪胎,這也是這幾年教育主管部門整頓奧數培訓的重要原因。

為了進一步推動數學的活學活用,讓青少年的數學學習和教育走上更為科學的軌道,今年的數學高考的命題也作出了一些變化。一些考生大呼今年數學題"太難,受不了",主要是因為今年的題型變得更加靈活,著重考查考生的理性思維能力,綜合運用數學思維方法分析問題和解決問題的能力,並且與生活密切結合在一起。

譬如全國卷理科第6題以我國古代典籍《周易》中的"卦"為背景設置了排列組合問題;文科第6題設置了學校對學生體質狀況進行調查的情境,考查學生的抽樣調查知識;理科第15題引入了非常普及的籃球運動,以其中普遍存在的比賽結果的預估和比賽場次的安排提出問題;文、理科第4題以著名的雕塑"斷臂維納斯"為例,探討人體黃金分割之美;文科Ⅰ卷第17題以商場服務質量管理為背景設計,體現對服務質量的要求,理科第21題以測試新藥為背景,解釋試驗方案的合理性。這些試題反映了數學應用的廣闊領域,體現了數學的應用價值。

數學高考的這種導向值得稱讚,其不僅有利於推動數學教育的改革,引導我國中小學數學教育更加靈活化與多樣化,走出題海戰術的窠臼,也可以向廣大中小學生更好地傳遞數學應用的價值,徹底戳破數學無用論的謊言,讓更多的人加強對基礎數學知識的學習。當然,更靈活的方式,也能夠讓更多的人產生對數學學習的興趣。

在未來,除了純數學人才,只有更大批量的應用數學人才不斷湧現,才能增強中國在各個科學領域的力量,夯實原始創新的基礎,現在眾多科技領域面臨的"卡脖子"危機才有望從根本上解除。這些年,華為積極引進應用數學研究人才,在應用數學領域取得突出成就,讓其自身成功實現蝶變,爆發出震撼世界的力量,這也為我國其他眾多行業或者產業發展提供了很好的借鑑。

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出品:科普中央廚房

監製:北京科技報 | 科學加客戶端

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