数学就是『寻找最优解』的过程 陕西产业升级需要数学加持 华商学院·2019观潮全媒体会客厅，第二期聚焦数学科学与产业
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企业开始研究算法、大数据成为共识、甚至比特币最近再度成为网红……这些的基础都是数学，究竟数学有多么重要？数学科学的昨天、今天和明天怎样？哪些产业、企业迫切需要数学应用的专业人才，目前现状如何？
6月5日下午，华商商学院·2019观潮全媒体会客厅第二期来到曲江创意谷，邀请到西安产学研领域的四位大咖，共同关注数学科学与产业发展。大家回顾了数学的历史，分析数学在生活中的重要性、应用情况、对经济社会发展的作用、对相关产业的推动等方方面面的“作用”与“动力”。
■主持人：华商报社总经理聂保刚
>>论坛嘉宾
■刘三阳：国家级教学名师、西安电子科技大学数学与统计学院博士生导师、教授
■王连堂：省级教学名师、西北大学数学学院教授
■李涛：陕西省首批中小学教学名师、陕西师范大学附属中学数学特级教师、正高级教师
■李晶：陕西星邑空间技术有限公司副总工程师
观潮背景：
大国崛起，时代呼唤数学家。作为自然科学最基础的学科，数学的作用与影响力尤为重要。基于数学方面的延伸与架构，才能在物理、天文、化学、生物、医学、信息技术、金融等领域取得卓越的成就。在科学技术快速奔跑的状态下，数学以及数学的相关应用，目前的现状是什么？哪些产业、企业迫切需要数学应用的专业人才，这些产业的现状如何，又有哪些亟待解决的问题或者需要突破的瓶颈？面对不断变化的科学思维，教育体系又该如何设计数学的教学与教育？
数学应用就是“寻找最优解”的过程
华为公司主要创始人任正非5月21日在接受媒体采访中，总计27次提及了“数学”，列举了诸多数学对于华为的重要性。我们如何面对任正非之问？如何看待任正非对于数学的评价？数学与产业的结合怎样？
刘三阳表示，任正非是非常有远见卓识的企业家，他的观点和对数学的重视代表了一种潮流和方向。一流企业家能认识到数学和基础教育的重要性很难得，这对企业的长远发展很重要。
“我是研究最优化的，就是在一定的约束条件下寻求最优方案，这在现实中的应用非常广泛，几乎随处可见。”刘三阳说，著名数学家华罗庚60年前在《人民日报》发表的《大哉数学之为用》一文精彩地描述了数学的广泛应用。今天与其问数学在什么地方有用，还不如问数学在哪里没用，可以说数学无处不用处处用。如今谈论数学的重要性，容易看到的是它的工具价值，也就是实用的一面，而忽视更重要的思维价值，其实数学对训练人的思维具有重大而长久的功效，思维能力对人的成长发展至关重要。
王连堂认为，企业家非常重视数学，当然他们更多谈到应用数学。为什么呢？因为应用数学可以解决很多实际问题。比如说在医疗领域的CT以及核磁共振方面，这两个成果都获得了诺贝尔奖，他们的基本原理其实是数学问题。很多发明和技术背后，数学是最基本的原理。就像任正非所说5G标准来自土耳其数学家的数学论文。当然，数学在产业中的应用还有很长的距离。
在李涛看来，数学既是基础科学，也是应用学科。数学底蕴的厚度直接影响的是在应用领域的深度。“好比程序员，往往程序设计的能力具备了，但依然在工作中发现一些问题解决不了，瓶颈可能在于解决问题的策略与方法，这归根结底就是数学的功底问题。”李涛表示，科技的发展离不开数学的应用。
李晶表示，数学就是“寻找最优解”的过程。“我目前从事的是商业卫星长期在轨管理工作，为一些卫星用户提供服务。我日常最常做的就是卫星轨道计算。”李晶是学雷达和通信出身的，她表示，生活工作的各个领域都离不开数学。“工作中，我们要把数学应用于卫星的控制、任务规划与资源调度之中。解决如何节省燃料、如何获得规划与调度最优解等问题。”李晶表示，几百个卫星组成的星座与几十个地面站的交互如何更好的规划，建立一个什么样的模型，这些都得靠计算。“数学不光是一门学科，它在航天测控等领域也十分重要。”
数学应用不能功利
理论研究也很重要
关于纯粹数学和应用数学之间的关系之争由来已久，一种认为二者泾渭分明，从而拒绝数学的应用。还有一种则代表了更多人的看法，那就是认为纯粹数学与应用数学是同体的，从而要求所有纯粹数学分支都要找到应用之地，更进一步则是歧视纯粹数学中那些没有找到应用的分支。那么如何看待纯粹数学和应用数学之争？
在刘三阳看来，关于基础理论与实际应用的关系一直存在争论，二者不可偏废，既不能急功近利，只满足于眼前应用而忽视探索原理，也不能无视现实需求，理论脱离实际。如果我们的先贤在发明了火药之后，进一事寻根问底，探究原理，也许会发展出化学。
“纯粹数学和应用数学是什么关系呢？纯粹数学主要是产生工具，应用数学是运用工具解决实际问题。比如，我们都学过勾股定理，这是数学家发明的；我们要计算三角形的边长等问题，这个问题属于应用数学领域。”王连堂认为，目前，我们对数学原理的理论研究和实际应用都还不够。建议学校、企业、研究机构等加强对接。目前，中学、大学的课程内容有些脱节，以中学数学中的解析几何为例，大家懂得基本原理后会做一些试题就可以，没必要一直练习，可以留出时间学习更多有用的东西。国家提出过“中学生先修计划”，就是针对一部分学有余力的高中学生，可提前学习微积分等课程，等到他们进入大学以后学起来很顺手，这种方法可以适当弥补高考的不足。
“我们现在的数学教学里既通过数学思维训练来帮助学生们提升数学思维能力，也适时地渗透数学的应用，培养学生的数学建模素养，但是依然停留在较浅的层次上，深度还不够。”李涛表示，数学这门学科与实际应用还缺一根桥梁。“如果孩子们可以有机会多接触与数学应用的相关企业，深切体会到数学的应用价值，让业界精英、教授、学者走进中学校园来给孩子们讲讲应该具备怎样的数学素养才能适合社会发展的需要，相信对孩子们学习数学兴趣的提升也有很大促进作用。”李涛提到，不可不忽略的是应试压力让孩子们沦为题海战术的“一员”，孩子们学习数学是为了提高分，却不知其对生活的意义。在升学压力下，孩子们学习任务重并没有太多的机会接触数学应用领域。
“如果孩子们可以有机会多接触与数学应用的相关企业，让数学领域的教授、学者走进中学校园来给孩子们讲述应该具备怎样的数学素养，相信对孩子们的数学兴趣提升也有很大积极作用。”李涛提到，不可不忽略的是应试压力让孩子们沦为题海战术的“一员”，孩子们学习数学是为了提高分，却不知其对生活的意义。在升学压力下，孩子们学习任务重并没有太多的机会接触数学应用领域。
企业家和社会各界都应重视数学
培养更多数学人才
多年来我们也一直认为我国的基础教育做的很好，只是创新方面差了些。但是著名数学家丘成桐先生在北师大演讲时却提到，“我不认为我们的基础教育做的多好。”任正非也在采访中提到，中美差距更多是在基础教育段的差距。从基础教育阶段、大学教育阶段、教育体系设计如何培养属于我们国家一流的数学家？
刘三阳表示，企业家重视数学是好事，但不能急功近利，目前社会比较浮躁，可能在企业一年做不出什么成果，企业就很着急了，这就得向任正非学习了，想立竿见影是不现实的。
王连堂建议，建议企业多招聘数学方面的人才，企业自身更加重视研发，吸纳数学方面的人才参与到研发过程中。总体来说，大家从各自角度更加重视数学教育，营造重视数学、使用数学的良好氛围。
“我们在现实工作中发现，至少我们这个行业很多年轻人有时候在意的不是薪酬，他们有时候更看重的是工作是否具有挑战。”李晶表示，很多企业目前都围绕着“生产”，但是涉及科学领域的工作还应该注重研发，这样才会有更多的挑战，通过不断技术创新、业务改革来留住年轻人。“例如我们企业目前主要工作是管理单颗卫星，我们也在积极探讨如何管理一个星座的卫星，当然这是很有技术难度的，我们可以跟年轻人一起去学习、探讨、解决问题。”
在日常教学中，老师尽可能强调数学应用，尤其是在日常生活中的应用，比如计算利率、房贷等，也有部分涉及天文、科学领域。但是，对学生而言，大部分数学课程相对比较枯燥且高度抽象，所以孩子们学习起来就比较费劲。“老师可以做的毕竟有限，我们也希望家长可以加入到提升孩子对数学学习兴趣的队伍中。”李涛建议，家长可以利用家里和社会的相关资源让孩子尽可能接触数学的应用领域，让孩子能直接感受到数学的魅力。
西安对数学人才需求较大
建议年轻人更加积极主动
目前的数学相关从业人才如何？西安数学相关产业企业如何？
李晶介绍，在高新技术产业基地有很多企业都涉及数学领域的人才，所以对人才的需求量也十分大，目前这些企业发展在全国角度而言属中等水平。
李晶结合自己IDE经历介绍了学习过程。“我本身数学学的一般，包括在大学阶段也比较中等，后来在工作中才发现数学覆盖的领域实在是太广了。”李晶也建议，学生们可以先了解数学的广泛应用，这样学起来也不会吃力。而对于大学生，其实可以多利用实习的机会接触和数学相关领域的工作单位，在这个过程中了解到数学的奥妙与应用。
“我觉得数学科学技能是一方面，其实个人因素也很重要。”李晶表示，更适合企业的人才还应该具备对职业的兴趣、勤奋以及主动思考，主动性也是很关键的因素。
刘三阳表示，在美国，数学和科学是相提并论的，现在我们也常将数学科学与自然科学、社会科学并列，也就是说数学与物理、化学等不在一个层次上。不可能也不需要人人成为数学家，但每个公民都应该受到一定的数学训练。现实中因为缺乏数学常识和数学训练而得出荒唐结论的事情时有发生，比如滥用平均数就是一个典型。所以，普及数学教育，提高公民数学素养是非常必要的。
“如果更多的人会用数学的眼光观察问题，运用数学思维分析问题，运用数学方法解决问题，社会将焕然一新，科技会更进步、企业会更发展、生活会更美好！”刘三阳表示。
聂保刚最后总结分析，数学是开启一切的工具，大数据流量疏导的基础就是数理逻辑算法。以华为为例，华为法国数学研发中心位于法国布洛涅市，旨在挖掘法国基础数学资源，致力于通信领域的基础算法研究，以聚焦5G等战略项目。
显然，不管是传统的制造业、新兴产业，还是最尖端的5G、人工智能、智慧医疗、量子技术等，其最终还是依托在数学这门基础学科的“地基”上进行构建的，唯有将数学这门基础学科融会贯通并加以衍生，才能让新的科技领域焕发出新的动力和光芒。进而，推动某一产业的增长和突破，结合陕西省来看，如陕西省的装备制造业、汽车产业、新能源产业，甚至包括传统的能源开采行业，也与数学有着千丝万缕的联系，可以利用数学推动产业升级、相关企业的高质量发展和经济的健康增长。文/华商报记者 黄涛 王玮 图/华商报记者 赵彬
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