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数学大国不等于数学强国,下一轮科技竞争,中国或将败在数学

作者:白晶晶  来源:转载
发布/更新时间:2019-09-10 17:51:57



  菲尔茨奖的奖章,正面刻有拉丁文TRANSIRE SUUM PECTUS MUNDOQUE POTIRI,意为:超越人的精神,作宇宙的主人。背面刻有拉丁文“CONGREGATI EX TOTO ORBE MATHEMATICI OB A INSIGNIA TRIBUERE”,意为“聚集自全球的数学家,为了杰出工作颁发(奖项)”。

  划重点哈,这个奖是颁给真正意义上的“数学家”,也有人认为这个奖项才应该是衡量一个国家数学研究水平的重要奖项。

  截止2018年,世界上共有60位数学家获得过菲尔兹奖,其中2位为华裔数学家,1982年获奖的丘成桐为美籍,2006年获奖陶哲轩为澳大利亚籍,可他们都没有在国内接受教育的经历。

  我们的数学基础教育一度被认为是领先全球的,但是等到孩子们长大以后,却鲜见有人在国际数学界崭露头角,似乎中国人的数学优势,停留在了中学教育阶段、停留在善于在奥数竞赛上拿奖和拼刷题、掌握更多做题技巧上。

  03 数学大国不等于数学强国

  事实上,我们在数学基础教育上“优势”,某种程度上,成为了不少中国人成年后厌恶数学的导火索。

  想要学好数学,应该将其看做一种“无为而治之学”。通过强化逻辑思维模式,教会人们用更严密的思维理解这个世界,用更有条理性的方式去参与社会活动,而非仅仅是为了算数而算数。

  从这一点上来看,国内的基础数学教育过分强调解题能力,不少孩子靠死记硬背、题海战术的方法去接触数学,一旦不需要应试,就将数学弃之如敝履。

  如果我们能够在教学过程中,少点实用主义的倾向,真正通过践行“数学是大脑的体操”的理念,来激发学生通过数学思维感知世界的潜能,结果或许会有很大的不同。

  对待数学的功利化倾向,不仅表现在现代追逐奥数竞赛保送加分上,在这方面,我们是有历史包袱的。

  回望中国古代数学的起点,东方数学就和西方数学,走上了截然不同的两条道路。

  东方数学倾向于计算和应用,是为了解决实际的数学问题而生。

  似乎我们对那种与具体数字无关的、单从某种假设出发得以证明的定理和命题所形成的抽象几何学不太感兴趣,这一点从古代数学著作的名字上也能窥得一二——《九章算术》《海岛算经》《孙子算经》《张丘建算经》《缉古算经》……

  大概老祖宗觉得研究那些虚无缥缈的问题没什么用,你算个数就完了。

  而古希腊数学,则侧重于研究数学的抽象化和演绎精神,通过把经验的算术和几何法则,提升到具有逻辑结构的论证数学体系中,更看重数学的论证,更注重抽象化提炼,可以说,与哲学、美学不分家,是西方数学得以长足发展的重要根基。

  著名数学家丘成桐说过,“数学和数学家都是很美的。”水波、云彩的飘动,甚至小小的肥皂泡,都可以用数学语言去描述。肥皂泡在即将破灭的一刹那很美丽,它的波形状态就包含着很深奥的数学原理。无论是历史沿革,还是教育现状,中国人似乎都少了点仅仅从美的视角欣赏数学的淡定从容。可以说,我们一直是数学大国,但想要成为真正意义上的数学强国,还有很多需要爬坡过坎的地方。

  04 下一轮科技竞争,或将因数学而败

  今年7月,科技部、教育部、中科院、自然科学基金委联合印发了《关于加强数学科学研究工作方案》,要求加强数学科学研究,持续稳定支持基础数学科学。

  为何要专门发文强调数学的重要性?这是因为,作为自然科学基础的数学,实质上也是重大技术创新的基础,直接影响着国家实力。

  现阶段,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。我国在很多领域研究遭遇卡脖子的困境,也和数学研究滞后有关。

  提高数学研究能力,可不是靠刷题能解决的。

  举个例子,许多工程设计需要通过试验来印证,但多做试验费钱、费时,整个设计耗资大而且周期拉得很长,而且很多与国防科技相关的技术也不能轻易试验,都要通过数学建模的方式来模拟。

  我国在原子弹和氢弹的试制过程中,因为充分发挥了理论分析和数值模拟的作用,造原子弹时所用的试验只占西方国家的十分之一,而从原子弹到氢弹只用了二年零三个月的时间,就是数值模拟发挥了作用。

  去年初,借由中兴事件引发的中国芯片之痛的追问,也可以延伸到数学研究的薄弱上。而华为则在这方面,因为早早看准了基础理论研究的重要性,从而避免了中兴曾经遭遇的窘境。华为曾在3G和2G领域的算法层面带来了革命性突破,让其产品在产品红海中杀出了一条生路,靠的就是其高薪聘请的俄罗斯数学家,而俄罗斯正是世界上名副其实的数学强国。

  当第三次工业革命带来的技术红利消耗殆尽,世界经济增长陷入低迷,数学或许能够成为引领下一波技术创新的突破口,从这点上来看,我们真该好好想想,中国人的数学水平真的领先全球吗?我们究竟应该怎么学数学?

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