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中国的数学到底强不强?
2019-07-30
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作者:

  “宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,无处不用数学。”

  ——华罗庚

  从小学到大学,对大多数人来说,数学是学习最多的一门课程。在整个学生生涯中,数学不知成了多少学子不能承受的生命之重。

  学了这么多年的数学,有没有人真正思考过,我们为什么要学数学?

  01、数学这门学科到底有多牛?

  近日,四部门联合印发《关于加强数学科学研究工作方案》,再次确立数学地位。

  《方案》指出,数学实力往往影响着国家实力,几乎所有的重大发现都与数学的发展与进步相关,数学已成为航空航天、国防安全、生物医药、信息、能源、海洋、人工智能、先进制造等领域不可或缺的重要支撑。

  从《方案》透露的信息来看,数学的力量可以从外太空到地球村,不仅让个人受益,在国家的各个领域也起到推动作用!

  前几日,华为总裁任正非接受采访,最受热议的是他对基础教育的关注,而基础教育中,他尤其强调数学的重要性。

  他表示,华为在全世界有20多个研究中心,在职的数学家有700多位,物理学家800多位,化学家120多位。

  就连目前的5G标准,也是20多年前土耳其一名教授在写了一篇数学论文时发现的。

  同时他提到,华为在俄罗斯和法国这两个传统数学强国建立了数学研究所。“这30年,真正的突破是数学,手机、系统设备是以数学为中心。”

  不光如此,虽然诺贝尔奖未设置数学奖项,但物理奖、化学奖、医学奖、文学奖、和平奖、经济学奖获得者,都出现过数学家的姓名。

  数学几乎渗透到了每一个领域,推动着时代的发展。

  02、我们为什么要学数学?

  虽然数学很牛,但现实是,数学在社会中其实处于尴尬地位,在直观感受下,多数人认为数学并不能在日常用途中发挥作用,比如买菜、找零等都用不到所学的几何、函数等知识。既然用不到,为什么要学?

  甚至在2013年,网上出现了“数学无用论”、“数学滚出高考”等言论,轰动行业各界,更可怕的是支持此言论的网友达7成之多…

  对于国内盛行的“数学无用论”,曾获得数学界“诺贝尔奖”——菲尔兹奖的丘成桐老教授严词反对:

  “完全不懂数学,才会有‘数学无用’的说法。所有的应用科学都从纯科学而来,没有哪一项数学成就是在10年之后无用处的。”

  要说学习数学真正的意图,并不是掌握如何套用公式、找出规律,然后取得高分,一路走向人生巅峰。而是在学习它的过程中,对思维方式的启发。

  丘成桐教授提过:“平面几何的学习是我个人数学生涯的开始。它提供了在中学期间唯一的逻辑训练,是每一个年轻人所必需的知识。……将来无论你是做科学家,是做政治家,还是做一个成功的商人,都需要有系统的逻辑训练,我希望我们中学把这种逻辑训练继续下去。中国科学的发展都与这个有关。”

  除了对思维方式的训练,在艺术领域,数学也发挥着重要作用。

  前几日,一位美术老师用圆规画钢铁侠的视频走红,惊呆网友。

  在采访中,这位老师说画这幅画,主要难度是圆规半径的控制。

  细想一下,数学在美术的很多范畴也都有所应用,形数的和谐会给美术作品带来生命和美感,而形和数正是数学研究的对象。

  03、中国的数学到底强不强?

  一直以来,在各种舆论中,数学是很多中国学生引以为傲的一门科目,#中国九九乘法表震惊英国#、#中国学生口算出72÷3答案,英国老师懵了!#、#英国引进中国数学教材#、“中国式找零”等热门话题曾不断刷屏网络。

  除了这些,在数学竞赛中,中国学生的表现也十分亮眼,比如备受关注的国际数学奥林匹克竞赛(以下简称“IMO”),中国自1985年参赛至2015年,19次夺冠。虽然冠军宝座在2015年丢了,直至今年第六十届IMO大赛,中国才再登冠军宝座,但在未夺冠的四年里,中国的位置从未跌出过前3。

  以上数据可以看出,中国从1985年参赛至今,已独占18次冠军宝座,还有两次是同俄罗斯、美国并列第一。数量之多一眼便知。

  在IMO冠军行列频频出现的中国,数学研究能力怎么样?

  1、软科世界一流学科数学学科排名

  在软科发布的2019世界一流学科数学学科排名中,上榜的500所世界高校,排名前10的被英法美三个国家占据,其中将中国数学引进基础教育教学体系的英国,在前10名高校中占据了3所,比法国还多1所。

  而中国数学学科顶尖的北京大学,在本次世界排名中仅位列44。进入全球百强的中国内地高校除北大外,仅有5所:复旦大学、清华大学、中国科学技术大学、南开大学和上海交通大学;中国香港有2所:香港城市大学、香港中文大学。

  2、中国本土未产生“菲尔兹奖”得主

  “菲尔兹奖”被誉为数学界的“诺贝尔奖”,代表了一个国家的数学科研水平。

  1936年首次颁发,每四年颁奖一次。截止2018年,世界上共有60位数学家得过“菲尔兹奖”。

  中国仅有丘成桐和陶哲轩两位华裔数学家摘得过此奖,本土未产生得主。

  该奖授予40岁以下在数学上做出杰出贡献的学者,四年颁发一次,每次2至4人;而奥数金牌得主通常在18岁以下,两者的年龄差别大概在20岁左右。

  从相关数据分析来看,菲尔兹奖与20年前左右的IMO成绩具有非常高的相关性:从1990年开始算起,每届菲尔兹奖获奖者中至少有一位是20年前左右的IMO获奖者。

  有分析称,虽然中国队在IMO总分表现优异,但是在个人赛中,2000年才有选手获得头名,照“20年”规律推算,中国拿菲尔兹或许还需要一段时间的等待。

  3、中国知名数学家

  虽未获得过“菲尔兹奖”,但中国数学家在国际上也做出过不少贡献:

  上面的这些数学家您都了解吗?您还知道哪些知名数学家?看完这些,您觉得中国的数学强还是不强?

  参考资料:

  《关于加强数学科学研究工作方案》

  任正非2019央视面对面访谈

  /www_nobelprize_org/prizes/facts/nobel-prize-facts

  /www_imo-official_org

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