世界即时:瞭望 | 领悟数学之美感受数学之用——专访中国科协副主席、中国科学院院士袁亚湘

时间:2023-08-30 15:52:48

  原标题:瞭望 | 领悟数学之美感受数学之用——专访中国科协副主席、中国科学院院士袁亚湘

  来源:新华社

  中国科协副主席、中国科学院院士袁亚湘

  如果看到孩子中小学阶段数学成绩很好,经常能考100分,还拿很多奥数奖项,家长就重点培养,不断加压,给孩子报很多辅导班,这很可能将真正喜爱数学、有数学天赋的孩子的学习兴趣抹杀掉了

  要充分相信并尊重做基础研究的科研人员,建立长周期支持机制,赋予科技领军人才更大的人财物支配权和技术路线选择权

  当前还有一些高校在招聘教师或者晋升职称时要求有海外留学经历,应给予本土自主培养学者与海外留学人员同等机会、待遇

  文 |《瞭望》新闻周刊记者 扈永顺

  “数学不仅是一个学科,还是一个工具、一种思维方式。

  在生活中、工作中、处理问题时运用数学方法,可以把事情做得更好,也会让自己的生活更加美好。”

  中国科协副主席、中国科学院院士袁亚湘告诉《瞭望》新闻周刊记者,数学是基础科学的基础,可以说是自然科学的皇冠。

  数学的重要性从每年3月14日的国际数学日主题上就能看出,今年的主题是“给每一个人的数学”,2022年的主题是“数学是统一的”,2021年的主题是“数学让世界更美好”,2020年的主题是“数学无处不在”,数学与每个人息息相关。

  “当前经济社会高速发展,要求科技成果能够快速转化,加之应用场景增多,驱动使用数学等基础科学解决应用场景的底层技术问题,这个链条虽然很长,但是时间大幅缩短,对人才需求日益强烈,亟待自主培养更多数学人才。”

  袁亚湘说。

  从数学大国向数学强国迈进

  《瞭望》:与其他基础研究领域相比,数学研究有哪些特点?它是如何与经济社会融合发展的?

  袁亚湘:数学是非常特殊的学科,是所有自然科学的基础,可以分为两大类:一类是纯数学,也叫基础数学;另一类是应用数学,其中也包含基础研究的内容。

  纯数学的发展更多依靠科学家的兴趣爱好推动,数学家专注于理论研究,不以实际应用为导向。

  当然很多基础数学的成果和理论,在未来某个时间可能会有用,比如数论的一些结果可以用到破译密码上,但当时研究数论的数学家可能并不知道成果将来能用于破译密码。

  应用数学是利用数学方法解决实际问题的一门学科。

  例如金融、人工智能等领域一些难题的最终解决,需要依赖数学方法,以数学为工具进行科学研究和解决问题。

  目前科技部设立了13个国家应用数学中心,目的就是用数学思想、数学方法、数学发现、数学规律引导创新实践,推进数学与工程应用、产业化的对接融通,提升数学支撑创新发展的能力和水平。

  例如,陕西国家应用数学中心面向国家重大需求,聚焦大数据与人工智能、非常规油气藏勘探、未来通信技术、传染病防控等数学理论与方法研究,已取得系列重大数学与数学技术成果;吉林国家应用数学中心聚焦数字吉林、新能源汽车、生物医药、卫星数据应用等领域,重点开展民用航空轮胎的数学建模与算法、传染病与动物疫病的建模与分析、东北主要农作物人工智能育种、遥感数据的处理与产业应用、东北大气污染预警等关键问题的研究,为新时代吉林全面振兴、全方位振兴贡献智慧和力量。

  随着经济社会快速发展,需要用数学原理解决的技术问题也越来越多,数学正与经济社会加速渗透融合。

  《瞭望》:当前数学领域研究的重大问题是什么?

  袁亚湘:纯数学分为几何、分析、代数三大类,这三大类都有自己非常核心的一些研究问题或者方向,但很多重大的问题如著名的黎曼猜想、Hodge猜想等,其实和三方面都相关,基础数学呈现各个分支交叉和相互渗透。

  例如,朗兰兹纲领被称为数学界的“大统一理论”,国际上几乎所有数学研究机构和顶尖大学的数学系都有人在研究,在数学史上可以说是革命性的。

  应用数学更多的是瞄准国际上科技最前沿展开研究,例如人工智能中的机器学习底层技术就是以数学为基础。

  《瞭望》:如何评价当前我国的数学研究能力?

  袁亚湘:总的来说,我国正从一个数学大国向数学强国迈进,进步非常大。

  近些年我国在很多方向上产生了国际知名的数学家,特别是年轻一代数学家,在国际上影响越来越大。

  代数方面,有华罗庚、陈景润等著名学者,华罗庚在解析数论方面的成就广为人知,国际上颇具盛名的中国解析数论学派就是华罗庚开创的。

  当前一批知名学者活跃在世界数学研究领域,代数方面有席南华、孙炳勇、田野、田一超、孙旭、郑伟哲等,几何方面有田刚、张伟平、方复全、李俊、朱熹平等,分析方面有莫毅明、周向宇等。

  当前国际数学大会邀请中国数学家做报告的次数越来越多,很多中国数学家担任知名杂志编委或在一些国际组织任职,这些也说明我们的数学研究在国际上占有一席之地。

  同时应看到,我们距离数学强国还有一定距离。

  数学是一个年轻人的学科,35岁左右是最有可能做出突破性成果的时候,所以我们要努力营造一个有利于年轻人研究、工作的环境,让年轻数学家能够取得更大的成绩,这也是我经常呼吁的。

  不要过早“透支”学生的学习动力

  《瞭望》:培养一流数学人才,中小学教育需要扮演什么样的角色?

  袁亚湘:一流数学人才,离不开教育体系的培养。

  在中小学阶段,学校老师、家长要培养学生对学习的兴趣。

  在学习过程中,兴趣是推动学生提升科学素养的重要途径也是最大动力。

  现在有个错觉,看到孩子中小学阶段数学成绩很好,经常能考100分,还拿很多奥数奖项,家长就重点培养,不断加压,给孩子报很多辅导班,这很可能将真正喜爱数学、有数学天赋的孩子的学习兴趣抹杀掉了。

  培养科学人才,就跟种庄稼一个道理,种庄稼前要先平整土地,土地平整好了苗就长得高,而不是上来就堆很多肥,说不准把苗都烧死了。

  有一个现象值得关注,中小学过早“透支”学生的学习动力,一些学生上了大学疯玩,有的学生还挂科。

  我认为,大学阶段才是最需要刻苦读书的时候。

  如果在本科、研究生阶段从事数学专业研究就会发现,中小学阶段的数学内容只是数学领域内非常基础的一小部分,为这一小块内容机械刷题、上辅导班,并不能培养出学生多强的数学专业能力。

  我们要做的是在中小学阶段引导学生爱上数学、喜欢数学,让他们领悟到数学之美,感受到数学之用,这个初心很重要。

  只想着通过竞技选拔小苗子,希望这个人以后成为一个大科学家,这是不符合科学规律的。

  在学习生涯中,小学最多是比赛前的热身阶段。

  首先要有一个健康的心态,要玩好、要开心。

  高中之前的教育不应该以选拔人为目的,而是要给人才成长提供一个良好的宽松的场所。

  要注重培养学生的创新创造能力,让学生在面对科学问题时具备探索和钻研的习惯,学会顺藤摸瓜的思维,掌握对一道题的不同解法。

  教师要敢于突破课本知识,培养学生大胆质疑、勇于探索的能力。

  同时要让学生养成实事求是的作风,从青少年时期就形成对科学伦理与学风道德的正确认知。

  《瞭望》:本科、研究生教育阶段在造就一流数学人才方面要发挥什么样的作用?如何更好发挥高校特别是“双一流”高校数学人才培养主力军作用?

  袁亚湘:本科、研究生阶段对一流数学人才养成是非常关键的,是打基础阶段。

  高校特别是“双一流”高校需要发挥数学人才培养的主力军作用,在课程设置方面要有最前沿的学术成果研究课程,在一些拥有特殊天分学生的培养方面要给予重点关照。

  从目前情况看,要进一步加强高校本科阶段人才培养,要把老师的教学工作放在首要考核位置。

  建议高校科学设置评价体系,将指挥棒指向高质量完成教学任务,培养一批一流学术人才,而不仅仅将拿奖项、争取“帽子”作为首要科研目标。

  对于数学这一基础学科人才培养,高校需要有一批学术造诣高的老师,能够经常跟学生接触讨论问题,不仅是因为这些老师能言传身教指引学生们更健康地成长,更重要的是大专家、教授亲自给学生上课带给学生的鼓舞作用。

  中国人民大学数学学院学生为小学生授课 中国人民大学数学学院供图

  构建符合基础研究规律的学术生态

  《瞭望》:如何营造尽展其才的环境?

  袁亚湘:顶尖数学人才更多是自己冒出来的。

  因此我们要为一些有潜力的人才提供一个好的环境、平台,让优秀的青年人才脱颖而出。

  特别是在他们正处于上升阶段的时候,给予一些支持和帮助。

  首先,给数学人才一个宽松的科研氛围。

  充分相信并尊重做基础研究的科研人员。

  建立长周期支持机制,赋予科技领军人才更大的人财物支配权和技术路线选择权。

  其次,避免行政主管部门在考核评价时单纯用数论文、或者是设计一个公式的方式进行简单评价。

  充分利用同行评价、专业学术团体评价,发挥各单位学术委员会在学术评价中的作用,完善基础研究人才差异化评价体系,构建符合基础研究规律和人才成长规律的评价体系。

  第三,促进国际学术交流,吸引优秀数学人才留在国内发展。

  继续深化“破五唯”,明确“破五唯”后“立”的评价方式和标准。

  当前还有一些高校在招聘教师或者晋升职称时要求有海外留学经历,应给予本土自主培养学者与海外留学人员同等机会、待遇。

  我们要加强爱国主义教育,同时通过提供好的科研环境、做好服务,吸引一流学者留在国内发展。

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