【学科密码】
作者：陈童苏仁心
你是否想过，数学究竟是什么？有人称之为聪明人的游戏，有人视其为自然科学的王冠，更有人尊其为科学的语言。第五版《现代汉语词典》定义：研究现实世界空间与数量关系的学科。中国数学曾拥有辉煌，也历经低谷。如今，数学的基础性地位日益凸显——技术发展若缺了这块“基石”，高精尖便是空中楼阁。
“隐藏的科学”再次走到台前
数学，在中国曾闪耀光芒。
1973年，陈景润在《数学学报》发表论文《大偶数表为一个素数及一个不超过二个素数的乘积之和》，这一成果作为哥德巴赫猜想研究的重大突破震动学界，国际数学界将其命名为“陈氏定理”。1976年，徐迟以陈景润为主人公创作报告文学《哥德巴赫猜想》，刊于《人民文学》，一个月后《人民日报》用三个整版转载。陈景润的名字传遍大江南北，青年们慕名听其演讲，在笔记本上写下：“学习陈景润，为实现四个现代化攀登科学高峰”“学好数理化，走遍天下都不怕”，成为时代强音。
中国科学院院士、北京大学国际数学中心副主任、北京大学数学学院教授张继平回忆求学年代：“当时社会氛围驱动个人选择，数理化备受重视，源自学真本领、干实事的普遍意识。数理化在国家实现四个现代化的进程中至关重要，这体现了民众对国家发展、美好生活的朴素向往。”
“数学研究常被认为只需纸笔，虽有夸张，但相比生物、化学、物理等依赖实验设备与支撑体系的学科，数学独立性更高，更依靠个人努力。华罗庚在杂货店钻研，陈景润在6平方米房间攻坚，这在其他领域难以想象。这也是我国早年技术未领先时，数学能率先突破、成为焦点的原因。”中国科学院数学与系统科学研究院常务副院长、研究员高小山说。
进入新世纪，我国迈入新阶段，在各行业百花齐放下，数学关注度有所回落。高小山指出这是社会多元化的结果：“如今各行各业人才辈出，奥运冠军、企业家、文艺工作者皆受瞩目，科学家整体影响力不如往昔。”
作为人类探索自然的基石，数学作用常隐于幕后。“虽言‘生活中处处有数学’，但公众直观看到的是硬技术——生命科学提升医疗水平，物理突破催生新型锂电池，化学渗透日常生活……这些成果易被感知，而数学作为隐藏科学，多以间接方式贡献，故不像过去那样家喻户晓。”高小山分析。
然而近三、四年，随着国家产业转型升级，政府、企业、学界对数学的呼吁愈发强烈。2018年，国务院印发《关于全面加强基础科学研究的若干意见》。2019年，科技部等部门联合制定《关于加强数学科学研究工作方案》，这是首个基础学科专项方案。2021年5月，科技部发布“十四五”国家重点研发计划重点专项，“数学和应用研究”位列标志国家重视度达到新高。
没有数学，高精尖技术无法走远
红灯能否智能调节时长？航天器轨道如何精准控制？手机通讯怎样提速稳联？人工智能计算如何优化……智慧交通需运筹学，航空航天靠控制论，通讯编码赖信息论，人工智能用计算数学——在数字化、信息化、智慧化浪潮中，数学是无形的推手。
“从国家宏观层面，数学地位越发关键。党中央和国务院多次强调支持基础数学与人才培养。从个人微观层面，专业选择多样，学科交织紧密，数学作为基础学科，广泛融入其他领域，其重要性毋庸置疑。”张继平强调。
“没有数学，定量与精确描述皆为空谈，高精尖技术无从生根。”高小山断言，“10到20年前，我国尚处粗放发展，但新阶段要科技自立、引领创新，就必须依靠数学支撑。”
“以芯片设计为例，在‘指甲盖’芯片内实现各层互不干扰且布线均衡，是复杂优化难题。对芯片材料，若能从原子、分子层面预测最佳材料，效率将飞跃，但因原子数量庞大，计算艰巨，此设想仍在探索。”高小山举例。
对企业而言，数学是从跟随走向领跑的关键。中国科学院院士、北京大学副校长张平文曾指出，企业工程技术难题若能转化为数学问题，常意味着解决大半。企业与科研互动，“既对应用数学人才提出新要求，又通过新问题推动应用数学‘落地生根’，甚至反哺数学学科发展”。
“数学是科学与人类的桥梁。有了桥梁，协作更畅，世界更美。”张继平团队与华为等企业紧密合作，就技术问题成立小组，攻坚基础理论。“任何技术企业都需成千上万数学家。我们必须加强科学家与企业合作，将技术问题转为理论课题，由数学家开发新法，破解新难。唯有认清基础科学与尖端人才之重，具备远见，才能登高望远，找到实策。”
高小山从科研一线出发，指出：“马克思言，‘一种科学只有在成功地运用数学时，才算达到真正完善’。对工业而言，一种技术只有用到深奥数学，才可称高精尖。”数学与工业合作虽已铺开，但深度仍待拓展。
储备人才，为高精尖转型提供智力支持
高精尖产业对数学人才要求更高。“当前技术瓶颈，根源在人才。”张继平坦言，“我国须在基础理论自力更生，完全依赖引进行不通。近百年来，我国数学基础理论滞后，未建现代系统理论，此缺失是‘卡脖子’困境与企业瓶颈的根本。”
“总体看，我国数学研究者不少，但相对于国家体量，仍缺领军人物；论文数量多，真正创新却不足。”高小山认为。
“基础数学解内部矛盾，应用数学受外部驱动，二者相互转化。”高小山解释，相比基础数学的厚积薄发，国家需求与企业创新对应用数学的问题更迫切，学科机遇等待把握。“历史上，应用数学每次飞跃都由现实需求推动。如今人工智能虽热，却有安全、能耗、通用性等缺陷，缺乏数学理论根基。正因人工智能缺可解释性，各国竞逐，中国若能领先，便是良机。”
基础学科呼唤领军人物，但领军非一日之功，需数学家定力与灵活评价体系，创造“坐冷板凳”条件。
张平文强调应用数学评价须破“五唯”，“重成果‘落地’，评估是否解决企业关键难题，应成新标准。这需高校、科研机构、企业、学术团体共探；行业协会可发挥中立作用。”
随着数学应用日广，张继平指出：“数学人才培养主体，不仅在高校，也在企业。我们欣慰地看到，部分大企业已开始培养职业数学家，但进程仍需加速。让我们携手推动数学教育，激发创新活力，为高精尖技术注入智慧之源！”
《光明日报》（ 2021年09月30日16版）
来源： 光明网-《光明日报》
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