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“数学大国”迈向“数学强国”始于重视数学

发布时间:2018年09月06日 来源:中国科学报 

  如果说一国物理、化学等学科发展不好,还可能是因实验设备等物质条件的限制,但是一国数学研究落后,则不能归因于物质条件差。

  2018年8月1日至9日,国际数学家大会(International Congress of Mathematicians,ICM)在巴西里约热内卢胜利召开。开幕式上颁发了数学界最受关注的菲尔茨奖(Fields Medal)。作为数学领域的顶级会议,国际数学家大会吸引了全世界人们对于数学研究动态的关注。据悉,今年有12名华人入选国际数学家大会报告人。

  党和国家领导人历来重视科技创新。2016年5月30日,在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上习近平总书记说:“我国科技界要坚定创新自信,坚定敢为天下先的志向。”当下数学研究水平是制约我国科学发展的瓶颈之一。2018年1月31日国务院发布的《关于全面加强基础科学研究的若干意见》(国发[2018]4号)指出:“我国基础科学研究短板依然突出,数学等基础学科仍是最薄弱的环节。”

  2015年1月27日,李克强总理在邀请科教文卫等方面的代表给《政府工作报告》提意见时说:“现在IT业发展迅猛,源代码靠什么?靠数学!我们造大飞机,但发动机还要买国外的,为什么?数学基础不行。材料我们都过关了。”2016年4月15日,李克强总理在北京大学数学科学学院考察时说:“数学是自然科学的皇冠,是其他科学研究的主要工具。”2018年1月3日,在国务院常务会议上,李克强总理说:“数学特别是理论数学是我国科学研究的重要基础。”“无论是人工智能还是量子通信等,都需要数学、物理等基础学科作有力支撑。我们之所以缺乏重大原创性科研成果,‘卡脖子’就卡在基础学科上。” 具体原因何在?以航空发动机设计为例,航空发动机设计主要解决空气动力和燃烧理论问题,这里涉及大量的流体力学计算。其困难不在于方程组的选择和设计,而在于如何优化和加速包含大量参数的偏微分方程组的求解。正是由于我国在诸如偏微分方程求解等方面的差距,导致我国的科技发展受到严重制约。总结李克强总理的谈话可以说,我国和西方国家科学技术水平的根本性差距在于数学。

  数学研究是百年大计,要实现根本突破,需要有大批能够静下心来坐“冷板凳”的人。2015年1月27日,李克强总理说:“国际数学界的最高奖项菲尔茨奖,中国至今没有一人获得。大学要从百年大计着眼,确实要有一批坐得住冷板凳的人。”2016年4月15日,李克强总理强调基础数学研究在我国是薄弱环节,对许多领域形成瓶颈制约,因此需要一批人静下心来把“冷板凳”坐热。2018年1月3日,李克强总理说:“我到一些大学调研时发现,能潜下心来钻研数学等基础学科的人还不够多。”李克强总理要求教育和科技部门加强合作,“要营造良好氛围,让一批有志者能够潜下心来把‘冷板凳’坐热。大学及一些重点基础研究院所,要对理论数学等重点基础学科给予更多倾斜。这是我们的长远大计”。

  如果说一国物理、化学等学科发展不好,还可能是因实验设备等物质条件的限制,但是一国数学研究落后,则不能归因于物质条件差。“数学只需纸和脑袋,‘道具’简单,投资小。”这是当年家境贫寒的华罗庚选择从事数学研究最朴素的理由。毋庸讳言,我们距离数学强国尚存不小的差距,但这决不是中华民族智力的问题。原因究竟何在?或许数学家陆家羲先生的遭遇可以给我们一些启发。

  陆家羲,1936年生,自幼饱受旧社会苦难折磨的他热爱新中国。1952年,16岁的陆家羲怀着对新中国无比深厚的感情,投入到伟大的社会主义建设事业中,他白天勤奋工作,夜晚刻苦自学,在职工逾万的哈尔滨电机厂两次被评为厂级先进生产者,还被评为过哈尔滨市抗洪模范。1957年,陆家羲自学考入吉林师范大学。毕业后,他主动到艰苦的边疆包头市工作,在包头市第九中学任物理教师。

  1961年至1981年的二十年间,陆家羲先生白天教物理,晚上搞数学研究,先后攻克了“Kirkman数学难题”和难度更高的“Steiner系列大集”问题。其中,仅一个《论不相交斯坦纳三元系大集》就得完成55个定理和引理的证明,篇幅超过十万字。这二十年来,他多次将论文寄给《数学通报》和《数学学报》,并请求鉴定,均被漠然置之。如1965年3月投稿《数学学报》,1966年2月收到退稿,评价称:“基本上不算是新结果,没有价值。”

  “Kirkman数学难题”已历百年,就在陆家羲先生申请国家鉴定后的1971年,查德哈里(R.Chaudhuri)和威尔逊(R.M.Wilson)两人也攻克了“Kirkman难题”,并在国际权威刊物《组合论杂志》上发表了他们的成果。这项本该属于中华民族的荣誉就这样丢掉了。《组合论杂志》在1981年9月陆续收到陆家羲先生题为《论不相交斯坦纳三元系大集》的系列文章后,很快就把六篇论文分别于1983年、1984年两期发表,合计100页,这在历史上是罕见的。著名数学家门德尔逊评论说这是“世界上20多年来组合设计方面最重大的成果之一”。陆家羲先生无技术职称,无情报交流的条件,靠微薄的工资,利用业余时间搞研究。由于超负荷工作,他于1983年10月突发心肌梗塞逝世,负债400多元,年仅48岁。《数学学报》1984年第4期发表了陆家羲先生的《可分解平衡不完全区组设计的存在性理论》一文。而该报早在1979年8月14日就已收到来稿。

  1984年11月,中国数学学会理事长吴文俊写道:“虽然最近社会上对陆的巨大贡献已终于认识并给予确认,但损失已无法弥补。值得深思的是:这件事要通过外国学者提出才引起了重视,否则,陆可能还是依然贫病交迫,埋没以终。怎样避免陆这类事件的再一(次)出现,是应该深长考虑的。”1988年3月,陆家羲先生“关于不相交Steiner三元系大集的研究”荣获1987年度国家自然科学奖一等奖。陆家羲先生的成绩,说明非主流科学家,一样可以取得一流学术成果。纵观科学技术发展史,名不见经传的小人物取得骄人成绩的不胜枚举。然而,陆家羲先生的遭遇,并没有从根本上改变科学界对非主流科学工作者的认识和态度。

  习近平总书记在十九大报告中指出:“人才是实现民族振兴、赢得国际竞争主动的战略资源。”“聚天下英才而用之,加快建设人才强国。实行更加积极、更加开放、更加有效的人才政策,以识才的慧眼、爱才的诚意、用才的胆识、容才的雅量、聚才的良方,把党内和党外、国内和国外各方面优秀人才集聚到党和人民的伟大奋斗中来。”我们是否应该重新审视我们人才的评价标准呢?党和国家关于识才、爱才、用才、容才与聚才的人才政策,正是突破我国数学研究瓶颈的“良方”。

  (苗东升系中国人民大学哲学院教授,李世煇系中科院地质地球所工程地质力学重点实验室〈现为页岩气与地质工程院重点实验室〉客座研究员)

  《中国科学报》 (2018-08-13 第7版 观点)

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