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2019,中國從數學大國向數學強國邁進

來源: 中國科學報 作者:韓揚眉 2019-12-23 17:54:53

世界強國必然是數學強國。2019年,李克強總理強調,“卡脖子”問題根子在基礎研究薄弱,四部委聯合發文加強數學研究,任正非等企業家在不同場合多次強調數學之重要……全社會對數學的重視程度前所未有,數學研究迎來了發展的春天。未來,數學仍將乘風破浪,在解決國家重大需求和強國建設中擔當重任。

過去一年里,華為公司中央研究院理論研究部技術專家白鉑和團隊成員努力鉆研著逼近論、信息論、圖計算和最優化算法等數學基礎理論,以期構建出一套新的信息網絡架構,在6G和第三次人工智能浪潮中搶占先機。

然而,白鉑深知,一切尚無定論。他坦承,一個數學理論成果真正能成為系統中運行的算法,需要探索很長時間。甚至,有的理論誕生很多年也未得到真正運用,但也必須嘗試探索。

白鉑和團隊成員的實踐,驗證了華為公司主要創始人兼總裁任正非今年在接受采訪時所強調的,數學在華為起了關鍵作用,過去30年,華為真正的突破是數學,而未來的很多技術和解決方案要通過數學來實現。

事實上,不僅在企業界,從國家到社會各界越發認識到數學科學的重要性。“2019年對中國數學界來說,是非常重要的一年。全社會對數學的重視程度達到了改革開放以來的新高度,數學發展的春天來了。”中科院院士、中科院數學與系統科學研究院研究員袁亞湘告訴《中國科學報》。

認識提升成果卓著

數學實力往往影響國家實力,這一認識在過去一年里越發深入人心。回顧2019年,我國數學界發生了很多“大事”。

5月,任正非在接受媒體采訪時27次提到了數學,表示“芯片砸錢不行,得砸數學家、物理學家、化學家,華為至少有700多個數學家”。其言論引發了社會對于數學基礎研究與基礎教育的廣泛熱議和關注。

7月,科技部、教育部、中國科學院、國家自然科學基金委員會共同發布《關于加強數學科學研究工作方案》,強調要持續穩定支持基礎數學科學,加強應用數學和數學的應用研究,為切實加強我國數學學科研究制定了具體工作方案。

9月,在國家杰出青年科學基金工作座談會上,李克強總理指出,基礎研究決定一個國家科技創新的深度和廣度,“卡脖子”問題根子在基礎研究薄弱。

9月,中國科協組織召開中國數學發展戰略研討會,10余位院士專家圍繞數學國際發展前沿及應用趨勢、推動我國數學發展的政策建議等開展研討并建言獻策。

……

中國科學院大學數學科學學院教授郭田德表示,我們切身感受到,在我國,數學科學被提到了前所未有的重要地位,“作為科研人員,我們也感到很振奮、深受鼓舞”。

與此同時,年輕華人數學家潛心研究取得卓著成果,在國際舞臺上嶄露頭角并擔任要職。

6月,在2019年第八屆世界華人數學家大會上,朱歆文、惲之瑋、付保華等人斬獲有“華人菲爾茲獎”之稱的ICCM數學獎。

10月,袁亞湘正式就任國際工業與應用數學聯合會主席,這是中國科學家首次在國際應用數學組織中擔任重要位置,這反映了我國應用數學方面國際學術地位和影響力的顯著提升。

11月,年僅42歲的孫斌勇當選2019年最年輕中國科學院院士,他的工作被國際同行評價為眾多國際數學家工作不可替代的基礎。

“中國數學水平不斷與世界接近,在一小群華裔數學家里面,中國的純數學已經達到了世界一流水平。”著名華人數學家、菲爾茲獎得主丘成桐說。

基礎應用同等重要

數學是自然科學的基礎,也是重大技術創新發展的基礎。

比如,華為的5G標準源于10多年前一位土耳其數學家的一篇數學論文。華為以該論文為核心研發的5G基本專利數量,目前在全球排第一位;區塊鏈中關鍵技術的底層基礎是數學,它決定了區塊鏈的安全性。

又如,在航空航天領域,飛機的結構設計離不開數學。“飛機重量減少1克,就能多承載1克油,就能飛得更遠,(飛機減重)依賴于數學優化算法和模型。”郭田德說,航天領域專家與數學家們正合作“為多載1克油而奮斗”。

改革開放以來,我國經濟社會、工程技術等高速發展,對應用數學的需求越來越迫切。

袁亞湘表示:“我國應用數學趕上了發展的大好時代,無論是理論研究還是工業應用,都處于國際第一梯隊。”

應用數學和數學應用的重要性越發被社會所認知,然而,純數學“無用論”的思想仍有諸多“支持者”,仍有人鼓吹純數學研究不值得投入大量經費。

事實上,基礎數學與應用數學同等重要。正是因為基礎數學距離應用較遠,不受工業界重視,國家才應給予更多重視。

丘成桐在2019年第八屆世界華人數學家大會上接受《中國科學報》采訪時表示,數學是基礎科學的基礎,研究數學的本質和目標是追求永恒不變的真理。而真理能夠幫助我們了解宇宙的結構,了解大自然和社會發展的規律。

比如,人工智能中關于深度學習的問題,追根溯源是與希爾伯特的第13個問題(著名數學家在1900年巴黎數學家大會上提出的23個懸而未決的純數學問題之一)密切相關。

“未來,對中國數學的發展是一個重要的轉機,無論數學是否應用,純數學都是重要的,我們要挑戰世界第一流科學,要培養引領全世界數學發展的數學家。”丘成桐說。

尊重規律未來可期

2019年,我國的數學工作者一如既往地為我國從數學大國走向數學強國而奮斗著。

袁亞湘十分欣慰,2019年,我國數學發展整體態勢很好,我國數學工作者在數學領域多個分支方向上取得非常優秀的研究成果和進展,特別是一大批優秀中青年數學家在國際著名學術期刊上發表了數目可觀的高水平論文,他們的工作得到了國際同行的高度評價。

需要注意的是,數學的“火熱”似乎也帶來了一些負效應。

郭田德看到,濫用甚至錯誤運用數學的現象時常出現。比如,一些論文濫用數學來傳遞技術的深度,只是將知識堆砌在一起而不是嘗試論證新的論點;偽造定理,即使定理的結論并不支持論文的主要主張,也常被插入到論文中為實證結果提供權威性;此外,一些論文以過于寬泛的方式引用理論,或者引用一些不是那么相關的定理。

“事實上,并非所有想法與主張都能使用精確的數學進行描述,有些可能用物理、化學的語言描述就足矣。”郭田德提醒,錯誤和濫用數學必將給數學學科的研究與發展帶來沖擊,甚至誤導一些學者,特別是一些青年學者。

從數學大國向數學強國邁進,未來可期,但任重道遠。

我們仍需清醒地認識到,科技界浮躁之風依然嚴重,科研管理和評價體系、收益分配,以及項目經費使用等制度依然對基礎科學,特別是對數學不利;吸引一流的數學人才仍然是挑戰;唯“帽子”和論文的人才評價方式助長浮躁逐利之風;數學研究缺乏自己的特色,專注原創性研究較少,基礎研究還比較薄弱……

“希望科技管理部門、高等院校、科研院所能為廣大數學工作者,特別是廣大青年數學工作者營造一個寬松的學術環境,提高廣大青年科技人員,特別是沒有任何‘帽子’的青年科技人員的待遇,讓他們安心科研和教學。也希望廣大青年數學工作者能甘于寂寞,刻苦鉆研,為中國數學的發展努力工作,為實現中國數學的強國夢而奮斗!”面對即將到來的2020年,袁亞湘充滿期待。

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