中国原始科技创新

  您的位置:主页 > 科技创新 > 人民科学家|吴文俊:数学是科学现代化的基础

人民科学家|吴文俊:数学是科学现代化的基础

作者:天地生人发布日期:2019-09-18浏览次数: 来源:天地生人

 

人民科学家|吴文俊:数学是科学现代化的基础

吴文俊(1919-2017),1919年5月12日出生于上海,数学家,中国科学院院士,中国科学院数学与系统科学研究院研究员,博士生导师。2001年2月,获2000年度国家最高科学技术奖。2019年9月17日,国家主席习近平签署主席令,授予吴文俊“人民科学家”国家荣誉称号。

周总理曾经指出:实现四个现代化的关键在于实现科学技术现代化。而科学技术的现代化,处处离不开数学。数学可以说是基础科学中的基础学科,也可以说是科学现代化的基础。

革命导师马克思和恩格斯都十分重视数学。马克思指出:一种科学只有在成功地运用数学时,才算达到了真正完善的地步。他自己还写出了精辟的微积分的论文。恩格斯在他写的《自然辩证法》和《反杜林论》中,对数学产生的历史,发展的动力,以及应用与作用,都有非常精辟的论述。他还给数学下了一个最恰当的最有概括性的定义。他说:“纯数学的对象是现实世界的空间形式和数量的关系,所以是非常现实的材料。”这个定义不但总结了数学的过去,描述了数学的现状,还指出了数学今后的发展方向。

恩格斯下的定义,指出了数和形是数学中的两大基本概念。事实上,整个数学就是围绕这两大基本概念的演变而发展的,同时也通过这两大基本概念应用到各个不同的领域中去。例如造房子,要进行各种力学和材料的计算,这就离不了数;还要画出设计图纸,这就离不了形。所以在各种科学研究、生产建设和日常生活中,数学都是不可缺少的武器。

在小学和中学的数学课本里:我们接触到了整数、小数、分数、正数和负数、实数和虚数,以及它们之间的各种运算,如加、减、乘、除、开方等等,这些构成了以数量为主的算术和代数部门;我们又接触到了点、线、方、圆之类的图形,以及它们的性质和相互关系,如面积、体积、全等、相似等等,这些构成了以空间形式为主的几何部分。我们还要接触到表示几个数量之间相互制约的关系,就是函数概念,以及它们的图形所表示的变量、极限和座标等等,这就进入了把数和形这两大基本概念沟通起来的解析几何和初步微积分的领域。我们还要接触到这些基础知识在各种实际运用中的具体问题。上面讲的,就是小学和中学数学课本的大致轮廓。

人民科学家|吴文俊:数学是科学现代化的基础 

小学和中学数学课本的全部内容,都是人类在漫长的岁月中积累下来的数学知识的精华。在探索这些知识时,不少人付出了艰苦的劳动,后来一再加工提炼,才使这些知识变得简单易懂。譬如说负数的概念,现在大家都很容易理解。但是在十六世纪,欧洲最博学的数学家也感到难以理解,甚至把负数叫做“虚构的数”,“荒谬的数。”直到十八世纪,英国的一些大学还反对使用负数。而在我国,古代的数学是十分先进的。有一部数学经典著作,叫《九章算术》,是在两千年以前西汉初年写成的。里面有一章《方程》,记载了十八个联立方程组的问题,未知数从两个到五个,在解这些问题的时候已经运用了正数和负数。我国古代的这个辉煌成就,说明了我国人民不但有高度的分析问题和解决问题的能力,还有高度的抽象能力,善于以广泛的实践为基础,提炼出有普遍意义的概念。


我国古代在数学方面的许多成就,经历了长期的历史考验,直到今天还有现实意义。例如在多种多样的实际应用中要解决的联立方程组,未知数不是三个五个,而是几十个几百个。解这样繁复的联立方程组,用笔算是无论如何办不到的。在电子计算机出现后不久,一位专家曾经估计:一个有二十六个未知数的联立方程组,在电子计算机上用十八世纪在欧洲出现的

“克莱默方法”来解,得花十万万万万年;如果用消去法来解,只要用三秒钟就够了。这种消去法,我们在中学的代数课本上就可以学到,也是我国两千年前创造的方法,也载在《九章算术》上。

人民科学家|吴文俊:数学是科学现代化的基础 

我国古代在数学方面,创造了丰富多采的理论和方法,为人类作出了很大的贡献。但是由于长时期的封建统治和近一百多年来的帝国主义侵略,生产得不到发展,数学的发展也停滞了。而欧洲,由于文艺复兴和工业革命,资本主义制度取代了封建制度,解放了生产力,打开了数学发展的新局面,出现了解析几何、微积分以及内容丰富的现代数学。这些现代数学知识,都是我们实现四个现代化所必不可少的。举例来说,搞工业总要遇到如何能多快好省的问题。最简单的这一类问题可以归结成这样的形式:求一个函数的极大值或极小值。有了微积分的知识,这一类问题的解决就变得轻而易举了。现代的大工业中,还出现了许多新的求极大值和极小值的问题:有的函数关系根本不知道,有的虽然知道了函数关系,但是变数受着一些不等式的限制。解决这样的问题,微积分也无能为力,数学家们就创造了一些新的理论和方法,解决前一类问题的有优选法,解决后一类问题的有规划论。

人民科学家|吴文俊:数学是科学现代化的基础 

不但工业要用到数学,农业机械化和国防现代化也都要用到高深的数学。农业现代化首先要实现机械化,在农业机械的制造中,就有大量的数学问题。例如拖拉机上一个小小的犁锌,犁面做成什么形状,翻土的作用才能起得好,用到的数学就不简单。国防现代化要设计新武器,要提高作战能力,如导弹形体的设计,要考虑到振动不致影响方向的问题。在指挥空战中,要考虑到敌机如何逃避和我机如何追逐的所谓追逃问题。所有的问题都要用高深的数学知识来解决。科学技术的现代化,遇到的数学问题就更多了。毛主席有过重要指示,要进行基本粒子的研究。这是目前世界上最活跃的一门科学,几乎所有的数学工具都运用上了。数学作为一种应用的武器,可以说无孔不入。四个现代化如果离开了数学,将寸步难行。

 

 


(声明:本文仅代表作者观点,不代表本站观点,仅做陈列之用)

[责编:tdsr]

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。

上一篇:“背心院士”高伯龙:外国没有的我们也可以有
下一篇:“人民科学家”国家荣誉称号获得者程开甲自述:创新是科学的生命之源

猜你喜欢