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数学的魅力有多大?让任正非如此钟爱
2019-07-30
中国教育和科研计算机网
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  近日,科技部联合教育部、中科院、自然基金委等部委联合发文《关于加强数学科学研究工作方案》,明确提出: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。

被企业青睐的数学之力

  数学第一次受到全民热捧,还要从1978年诞生的一位“全民偶像”说起。

  1978年2月16日,《光明日报》转载了《人民文学》杂志当年首期的报告文学《哥德巴赫猜想》。 当日的这份报纸,只有4个版,却拿出了两个半版面的篇幅,并且从头版整版报该文。

  此文详细描述了陈景润餐霜饮雪、踏破铁鞋、无尽攀登、挑战数论的过程:“自然科学的皇后是数学。数学的皇冠是数论。哥德巴赫猜想,则是皇冠上的明珠。”

  当时中国正处于改革开放前夕,这篇文章无疑让大家看到了科学的春天,为国人带来了振奋和希望。更有人表示,“哥德巴赫猜想给我们打开了一个新世界”。

  自此,默默无闻的陈景润就此一夜爆红,数学也成为全民追捧的对象。

  随着时代发展,数学慢慢演变成为中小学学生的升学利器,奥数竞赛辅导被强压到中小学生肩上。2012年,《中国科学报》连登9篇“该死的奥数”系列文章。2013年10月,“数学滚出高考”成为微博热门。数学成为太多学生不能承受之重,人人喊打。

  而今,数学重回舞台中央,情况却与改革开放初期的知识回归不同。急切渴求数学之力的主体从政府转移到了企业。阿里、华为等工业界巨头对数学殷勤不断,企业家们渴望数学人才,渴望数学的基础研究能够转化为企业的底层硬技术实力。

  2016年,华为总裁任正非在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科学技术协会代表大会上发言表示:“华为现在的水平尚停留在工程教学、物理算法等工程科学的创新层面,尚未进入真正的基础理论研究。随着逐步逼近香农定理、摩尔定律的极限,而对大流量、低时延的理论还没创造出来,华为已感到前途茫茫,找不到方向。”

  今年的中美贸易战期间,任正非接受央视访谈,更是谈到基础教育的重要性,数理化的重要性,尤其是数学,他指出“中美贸易的根本问题还是科技教育水平”。他还表示,如果退休就去学数学。

  可以说,数学在工商业的回归伴随着中国经济和企业的转型发展,商业模仿已经不能为企业带来后续增长,必须掌握底层技术,重视基础研究、重视数学。

数学能为企业做什么?

  那么,众多企业家期盼的数学,究竟能做什么呢?

  数学与工商业管理

  控制理论与运筹学,特别是线性规划、非线性规划、最优控制、组合优化等在交通运输、商业管理等许多方面得到广泛的应用。

  统计质量管理在工业管理方面起很大作用。在运用数学理论之前,质量管理是通过事后检验把关来完成的,难以管控,而且成本也很高。根据概率分布的原理,可以将数理统计的方法应用到质量管理当中去,产生了统计质量管理的理论和方法。

  数学与医疗

  健康中国2030的出台标志着我国大健康产业时代的真正来临。药物分子设计已经成为发现新药的主要方向,其中计算机辅助设计扮演着不可替代的角色。

  用计算的方法从小分子库中搜索发现各种与酶可能的结合构象来筛选药物,或者采用基于受体结构的特征,以及受体和药物分子之间的相互作用方式来进行药物设计,已成为当前耗费计算资源最多的领域之一。

  现代医疗诊断中常用的CT扫描技术,其原理是数学上的拉东变换。CT螺旋式的运动路线记录X光断层的信息。计算机将所有的扫描信息按数学原理进行整合,形成一个详细的人体影像。在更先进的生物光学成像技术的研究中也吸引了不少数学家的参与。

  药物检验—要评估一种新药能否上市,需要经过新药疗效测试,这就要科学地设计试验,以排除各种随机性的干扰,真正评估出药物的效果和毒性。为此,人们设计出了双盲试验等试验手段。国外流行的SAS软件,是药物检验的必经之径。发达国家制药公司聘用大批拥有数理统计学位的雇员从事药检工作。

  数学与信息产业

  互联网、计算机软件、高清晰电视、手机、手提电脑、游戏机、动画、指纹扫描仪、汉字印刷、监测器等在国民经济中占有相当大的比重。其中互联网、计算机核心算法、图像处理、语音识别、云计算、人工智能、3G等IT业主要研发领域都是以数学为基础的。

  所以信息产业可能是雇用数学家最多的产业之一。这里用到许多不同程度的数学工具,有的还有相当的深度,包括:编码、小波分析、图像处理、优化技术、随机分析、统计方法、数值方法、组合数学、图论等等。

  数学与金融

  国际金融市场用“金融高技术”运作。“金融数学”是利用数学工具来研究金融,进行数学建模、理论分析、数值计算等定量分析的一种金融高技术。它是数学和计算技术在金融领域的应用。大银行和证券公司通常高薪雇用大批高智商的数学、物理博士从事资本资产定价、套利、风险评估、期货定价等方面的工作。

  保险业中早已使用“精算”为金融决策提供依据。精算学是一门运用概率、统计等数学理论和多种金融工具,研究如何处理保险业及其他金融业中各种风险问题的定量方法和技术的学科,是现代保险业、金融投资业和社会保障事业发展的理论基础。

  数学与工程建设

  传统的大型工程,如水坝的设计需要对坝体和水工结构作静、动应力学分析。数学中的有限元方法是其中最基本的计算方法。

  在石油勘探与开采中都大量运用数学方法,涉及到数字滤波、偏微分方程的理论和计算以及反问题等。

  数学与航空航天

  计算机技术和计算流体力学的发展使数值模拟在大型客机的研制中发挥了巨大作用,计算流体力学与风洞试验、试飞一起并列成为获得气动数据的三种手段。

  总而言之,数学对企业的发展可以说是起到不可替代的作用。朗讯、IBM、微软、谷歌、雅虎这类IT行业领袖,不但大量地招聘数学专业的博士、硕士到公司工作,而且还专门设有相当规模的数学研究部门,支持数学家开展纯粹数学理论研究,以确保长期的核心竞争力。

数学学科哪家强?

  看了这么多,相信大家对数学的重要性已经有所了解,对于立志进行数学研究的青年学子,肯定想要了解国内哪些高校的数学学科比较厉害。

  在教育部第四轮数学一级学科评估中,北京大学,复旦大学,山东大学3所大学处于A+类。清华大学,北京师范大学,南开大学,上海交通大学,中国科学技术大学,西安交通大学6所大学处于A类。

  北京大学数学学院

  1.简介

  北京大学数学科学学院可以说是国内最强的数学学院,其拥有最好的数学生源,来自全国各地的数学尖子和几乎所有取得国际数学奥林匹克竞赛金牌的中国学生均在这里学习和成长。

  数学科学学院在2001年获得国家优秀教学成果特等奖;在教育部学科评估中,2002年、2007年、2012年北大数学均名列全国首位;2017年北大数学和统计学均获评A+并入选国家“一流学科”建设名单。

  2.历史

  北京大学创办于1898年,初名京师大学堂,1912年更名为北京大学。1952年秋,全国高等学校进行了院系调整,北京大学数学系与清华大学数学系、燕京大学数学系经调整后,组建了新的北京大学数学力学系。

  1978年分设为数学系和力学系。1985年,概率统计教研室独立成立了概率统计系。1995年,在数学系与概率统计系的基础上成立了北京大学数学科学学院。

  3.师资队伍

  北大数学学院暨北京国际数学研究中心现有教师119人,其中中科院院士7人,长江特聘教授11人,国家杰出青年基金获得者24人。

  复旦大学数学科学学院

  1.简介

  复旦大学数学学科是全国最早具有国务院学位委员会规定的数学学科全部博士点的学科单位。基础数学、应用数学、运筹学与控制论是首批国家重点学科,2007年,数学学科成为国家一级重点学科。

  在2002年、2007年、2012年的全国一级学科整体水平评估中综合排名均名列第二。从学术界通用的ESI指标,复旦数学属于前3‰学科。

  2.历史

  复旦大学数学学科1993年被国家教委批准为基础学科人才培养基地,在1999年和2004年的两次评估中被评为优秀基地。

  2005年1月,复旦大学成立数学科学学院,设有数学系、应用数学系、金融数学与控制科学系、信息与计算科学系、概率统计与精算系和数学研究所。

  3.师资队伍

  复旦大学数学科学学院现有教职员工120余人;其中中科院院士4人(胡和生、李大潜、洪家兴、陈恕行);国家级教学名师1人;“长江学者奖励计划” 特聘教授8人;国家杰出青年基金获得者9人;国家优秀青年科学基金获得者7人;教育部新(跨)世纪人才、教育部青年教师奖获得者16人。

  山东大学数学学院

  1.简介

  山东大学数学学科一直是我国重要的高等数学教育与数学科学研究基地之一,数学学院也是山东大学历史最悠久的学院之一。

  山东大学数学学科整体水平位于全国前列,在2012年教育部学科评估中排名第3,在2017年全国第四轮学科评估中和北京大学、复旦大学并列A+,在ESI排名持续进入全球前1%,在U.S.News公布的2016全球最佳大学排名中,数学学科排名全球第47名。

  2.历史

  山东大学数学学院的前身是成立于1930年的国立青岛大学理学院数学系,1996年撤系建院,数学系更名为“数学与系统科学学院”。2000年7月,原山东大学、山东医科大学、山东工业大学合并组建新的山东大学,三校的数学力量汇聚一起。2008年1月,“数学与系统科学学院”更名为“数学学院”。

  3.师资队伍

  学科现有中国科学院院士1名、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授5名、“国家杰出青年基金”获得者5名、中组部“万人计划” 3名、国家高等学校教学名师2名、山东省泰山学者7名、山东省教学名师3名。同时拥有国家基金委创新群体1个,教育部创新团队2个,科技部重点领域创新团队2个。

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