任正非谈高等数学:为什么要学数学专业
任正非谈高等数学:为什么要学数学专业今儿大家和商商一起到底数学是个什么样的学科呢?反正在商商的印象里啊数学好≈智商高能学数学的那都是没头发的学霸(大雾)
总觉得今年高考还在眼前
一查才发现大家志愿都报完了
商商在此问在座好汉一句
有没有挑战数学专业的勇士?
反正在商商的印象里啊
数学好≈智商高
能学数学的那都是没头发的学霸(大雾)
到底数学是个什么样的学科呢?
今儿大家和商商一起
卸下数学高冷的伪装
看看它神秘面纱背后的真“面目”吧
某种程度上说,人们选择专业观念的变迁,正是社会经济发展、科技进步的缩影。就以数学专业来说,许多人对数学专业的认识仅停留在毕业了当老师。但如今,随着大数据应用技术以及人工智能技术等的发展以及国家对基础研究的日益重视,社会对数学专业人才的需求大大提高。
学什么?学数学!乐乐正在等待她的录取通知书,今年高考考了685分的她,第一志愿填报了中国科技大学的数学专业。其他的几个志愿,全都是与数学相关的专业。
乐乐的父母都是高中数学教师,在这个学习氛围浓厚的家庭,从小耳濡目染,乐乐成了一名小“学霸”,数学成绩尤其拔尖。考虑到以后就业,乐乐原本想报计算机或统计学相关的专业。经过多方咨询和审慎考虑后,全家人达成了一致意见:报数学专业。
“数学是其他学科的基础,学好数学,就相当于打好了地基,再往上盖房子就轻而易举,以后学习相关专业也很容易。”乐乐的父亲对记者表示。
乐乐的父亲是上世纪80年代的大学生,当时有句流行语:“学好数理化,走遍天下都不怕”。1977高考恢复,1978年3月,我国隆重召开了全国科学大会,时任中共中央副主席、国务院副总理邓小平作了重要讲话,号召“树雄心,立大志,向科学技术现代化进军”。
在那个年代,技术革新、技术改造的意识非常强烈,数理化成了解放生产力最有力的工具。恢复高考后,大学的录取比例非常低,而且大学毕业包分配,所以“学好数理化,走遍天下都不怕”这句口号,鼓励了不计其数的莘莘学子。
在过去的几十年中,最热门的专业往往紧跟着社会发展的潮流:从文史哲类到外语,从经济、金融学到计算机……而今天,随着数字技术和人工智能的发展,数学专业的重要性,又一次被人们重新认识。
对于已经远赴美国匹兹堡大学学习应用数学专业的谢同学来说,广袤神奇的数学世界正在向他徐徐展开。
“我选数学专业,算是个人兴趣和未来规划的综合考虑。我本身就对物理数学很感兴趣,应用数学以后的就业前景也很广泛。”谢同学说,作为本科阶段的留学生,在国内的学习,打下了较为扎实的数学基础,也成为他相比其他同学的优势所在。
“但是国外选课更加自由,可以选择自己感兴趣的课程。”他告诉记者,教授讲课“挺有趣的”,他们会从非常好理解的角度来讲课,一点都不枯燥。比如在讲到某个定理的时候,不只是把公式摆出来,而是带着大家一步步推导出来。能亲手推算出大数学家们的研究成果,同学们自然备受鼓舞,那种喜悦难以用语言形容。
在银行工作的林先生告诉记者,工作中发现有许多需要用到数学的地方,他业余时间正在补数学课。“如果孩子对数学有兴趣,当然也希望他以后学习数学类专业。”
“数学是一个基础性的学科。人不一定一辈子都从事数学研究,如果从事经济学研究,习惯于定量分析,拥有较好的数学知识就很好。如果研究生物学,对基因的遗传规律感兴趣,也可以学习数学知识。物理中更多的是可量化的事情,如果对物理感兴趣,也可以学习数学。”谈及是否报数学专业的话题,全国政协委员、中国联通研究院院长张云勇对记者表示,学数学的好处实在太多,不光学会计算,还学会了逻辑思考。“当然,各类名牌大学提前录取时,还将数学自主命题作为重中之重。”
“令人战栗的美”毕业于清华大学经济管理学院的王一楠,如今从事金融工作,学生时代,他曾入选中国数学奥林匹克国家集训队。热爱数学的他,在微信上加入了数学爱好者交流群,茶余饭后,会在群里聊聊天、做做题。
“在我们热爱数学的人看来,追求数学,不光是因为数学对个人发展或社会进步的帮助。”王一楠强调,数学爱好者心目中最重要的,是“追求发现真理的瞬间令人战栗的体验和美”。
数学可以很有趣。王一楠举了一个例子:比如参加一个人员众多的聚会,有些人认识,有些人不认识,各路朋友纷纷握手、互发名片。这时,无论大厅里有多少人,认识或不认识,有一个数学幽灵飘浮在大厅上空:总有两个人握手的人数一样多……这道有趣的题目背后,便是数学的逻辑。在王一楠看来,这种例子数不胜数,正是数学“令人战栗的美”。
“我们的世界由不同的模式和秩序组成,它们无处不在,昼夜交替,动物迁徙的队形千变万化,地貌也在不断变换着,数学诞生的原因之一,是因为我们需要找到一种方法,来弄清这些自然的模式。”这是BBC一部关于数学的纪录片中的片段,阐释着数学的起源,也传递着数学之美,它与我们生存的世界有着环环相扣的密切联系。
数学家从数学中得到美的愉悦,就如音乐和诗歌。匈牙利数学奇才保罗·埃尔德什认为数学之美不可言说:“为何数字美丽呢?这就像是在问为何贝多芬第九交响曲美丽似的。数字是美丽的,若它们不是美丽的话,世上也没有事物美丽了。”
在人类艺术中,数学同样扮演着重要角色。数学家毕达哥拉斯提出“美在和谐”的观点,其学派认为只要恰到好处地调整好数量比例关系,建筑、雕塑、书法甚至音乐、舞蹈等,就能产生最美最和谐的艺术效果。而在达·芬奇众多的艺术作品中,我们都可以见到数学的应用,其中最著名的要数有着黄金分割面容的蒙娜丽莎。
“数学是有趣的。”“最最美好的是数学的思想,它美得要命。”这是全国政协常委、中国科学院院士袁亚湘经常跟学生们重复的话。袁亚湘1982年毕业于湘潭大学数学系,之后赴国外留学,获得剑桥大学博士学位。回国后,曾任中国科学院计算数学与科学工程计算研究所所长,中国科学院数学与系统科学研究院副院长等职务,如今是中国科协副主席。
在袁亚湘成长的上世纪70年代末到80年代,中国人对包括数学在内的基础科学有极大的热情,华罗庚、陈景润等数学家是一代年轻人的偶像。描写陈景润数学研究的报告文学《哥德巴赫猜想》风靡大江南北,中科院数学所曾接到来自全国雪片般的信件,门口排起了长龙,人们聚到这里想求教数学问题,或声称自己完成了某项证明,有人甚至带来了铺盖,不确认结果就不回家。
那个火热的时代虽已远去,但在袁亚湘眼里,数学的魅力永恒。数学不仅仅是一门科学,更重要的是一种精神。数学的抽象性,使它在繁杂的世界中,提炼出人类感官所及的宇宙的根本,这种无穷无尽的探索,是对人类心智的挑战,也正是数学的魅力所在。
有用的学科“数学是最基本的概念、空间和数量,已经深植于我们的大脑,甚至连动物都有距离和数量的概念,当它们寡不敌众时,会判断是战还是逃,计算猎物是否在攻击范围内,对数学的理解决定着它们的生死存亡。但却是人类先发现了这些基本概念,并开始以此为基础构建数学大厦,建立起联系、计算并控制周围的世界,至此,一个全新的数学世界开始浮现。”
在BBC的纪录片中,数学家这样表达数学的重要性。毋庸置疑,数学是有用的,它关乎生存。
从古埃及尼罗河泛滥,人们需要丈量土地、计算受灾面积和需要减免的税赋比例起,人类就已经为了技术的需要探索数学。公元前3500年到公元前3000年之间,远古美索不达米亚南部的苏美尔人发明了一套数字处理系统,用来记录人们的日常生活乃至国家的财政管理。
在中国古代,由于建筑、丈量的需要,数学也极大发展。祖冲之、张衡、鲁班,这些鼎鼎有名的中国古代大发明家、大国工匠,无一不是将数学用到极致的大家。而在古代儒家教育体系中,君子习“六艺”:礼乐射御书数,“数”便是数学,可见人们对数学的重视。
自工业革命以来,数学的重要性更是进一步显现。统治者纷纷意识到数学对于科技进步的推动作用,对数学家的尊崇,也前所未有。1797年,年仅28岁的拿破仑竞选成为法兰西科学院数学部院士。他对自己能当选数学院士非常自豪,总是把这个头衔签在他的命令和文告的最前面。
“人类社会目前没有任何一个行业能够100%脱离数学。”作为一名资深数学爱好者,中国联通研究院院长张云勇对记者表示,通讯的鼻祖就是数学家,计算机理论的鼻祖图灵就是数学家,计算机的制造者冯·诺依曼也是一个数学家。人工智能、大数据、金融都是数学不同形态的展现。
他无数次援引华为的例子来论证数学对企业创新的重要性,“越是创新的企业,现在对基础科学越重视”。早在很多年以前,华为就将每年15%的营收投入到研发,而在过去的10年中华为研发投入超过了4000亿元。
1999年,在任正非的支持下,华为公司在俄罗斯建立了专门的算法研究所,招聘了数十名全球顶级的数学家。2016年,华为宣布在法国设立数学研究所,这是继俄罗斯之后华为在全球设立的第二个数学研究所。目前,华为在全球建立了16个研究所。
在信息产品硬件走向同质化的情况下,数学就成为拉开芯片和软件差距的关键。任正非曾表示,“在过去的20多年,凡是我们在数学和算法上投资比较大的,有专门的团队在做工作的,我们在这个领域的产品在全球都逐渐走向了领先;凡是不重视在数学和算法上投资的,这些产品目前来看都是落后的。
华为的成功也是一面镜子,照出了我们目前仍然存在的不足。没有理论突破,没有技术突破,没有大量的技术积累,就不可能产生爆发性创新。张云勇认为,这些年,我国长期忽视对数学顶尖人才培养的后果已经开始显现:科技产业的一些关键核心技术受制于人。
科学技术从来没有像今天这样深刻影响着国家前途命运。科学家受尊重,潜心从事基础研究的人才会越来越多,社会创新才能真正蔚然成风。今年的政府工作报告明确提出要“加大基础研究和应用基础研究支持力度”,激励更多的青年人投入到数学等基础科学的探索中来。
培养更多数学顶尖人才“中国数学尤其是近代数学曾经辉煌过,但是近几年一直在低位徘徊,甚至是低迷”。张云勇曾在多个不同场合,就我国数学教育尤其数学顶尖人才培养的落后局面,发出这样的感慨。今年全国两会期间,他的提案便是关于围绕加强数学教育、加快数学顶尖人才培养的内容。
“在分量极重的国际数学奥林匹克比赛中,过去拿冠军拿到手软的中国队,已经有连续4年没有拿到冠军了。在这4年里,有3年的冠军属于美国,中国选手的最好成绩为第15名,没有一块金牌”。张云勇提出,要抛弃我国数学水平领先的错误认识,产生高度的危机感和紧迫感,充分认识到全球数学发展的真实情况,加快缩短与国际先进水平之间的差距。
张云勇分析,中国历来重视数学基础教育,全民数学教育取得举世瞩目的成就,但是数学教育侧重于基础数学的全民培养,没有做到分级因材施教,没有加强对数学顶尖人才的选拔培养。
而一些发达国家在初等教育时,给予不热爱数学的学生最基础的数学教育,给予热爱数学的学生最高水平的数学教育。这一优势,在高等教育阶段更加明显。此外,还重视数学在其他学科的运用,例如在力学课程中,一开始就使用大量的矩阵理论和线性空间知识,要求学生必须以抽象数学思维去思考问题,摒弃直观浅显的思维惯性。
而今年全国两会期间,全国政协委员、香港中文大学工程学院副院长、深圳科协常委黄锦辉联合20名来自粤港澳大湾区的政协委员提交了《实施“数学中国计划”,提升中国科技创新能力》提案,建议在深圳开展“数学深圳计划”作为“数学中国计划”的先行先试范例,以“港深合作”引领粤港澳大湾区整体数学能力提升,为粤港澳大湾区乃至中国的科技创新奠定数学基础。
黄锦辉认为,如今数学已从基础学科走到创新前台,以数学技术形态直接形成生产力,在5G通信、人工智能等领域,更居于核心支撑地位。数学技术的形成需社会整体数学能力支撑。社会数学能力决定一个国家科技创新能力及社会繁荣、安全的水平。
“我们希望中国的数学教育可以更灵活、更具有互动性,不是对定理公式死记硬背,而是在了解问题、分析问题的基础上,用数学建模,进而解决实际问题。”黄锦辉说。
在张云勇看来,要强化全民对数学教育的重视,同时引导规范各类数学竞赛活动。“弱化数学竞赛的功利色彩,对竞赛进行分级分类,保留部分影响力较大、水平较高的竞赛,努力培养出最顶尖的数学人才,力争在国际数学竞赛上取得佳绩。”张云勇表示,应该以兴趣为导向,让真正的数学顶尖人才脱颖而出,提升我国数学教育的影响力。
记者:朱婷
编辑:莫愁
审核:周佳佳