数学很有趣,愿你爱上它

发布时间:2025-06-27 10:19  浏览量:1

【对话科学家】

从母亲的趣味数学启蒙点燃一生热爱,到推动国际前沿数学研究,从年轻时每日5000米长跑,到65岁仍坚持带着学生一起运动,他活跃在科普一线,因劝退奥数出圈儿……

本期让我们认识这位永葆好奇的数学家——中国科协副主席、中国科学院院士袁亚湘,跟随他一起发现数学之美,感受科学之真→

他是优化大师

让AI更聪明

他是科普先锋

用魔术和向日葵

向孩子们揭示数学的奇妙

他更是一位坚守者

呼吁优化科研生态环境

守护科研净土

他用科研诠释着数学的浪漫与力量

他永攀科学高峰

证明了科研是场“终身马拉松”

袁亚湘,数学家,中国科学院院士,中国科协副主席。主要从事运筹学研究并取得了系统成果,在信赖域法、拟牛顿法、非线性共轭梯度法等方面做出了重要贡献。


用兴趣启蒙,在数学前沿领域深耕

我总认为,“知识可以后来学,但兴趣的种子要早早种下。”

我出生在湖南郴州的一个山村,小时候,我母亲用算术游戏为我打开数学之门。母亲虽然没上过学,却懂得用趣味点燃孩子的求知欲。也许正是这种早期的兴趣培养,对我后来的数学研究产生了深远的影响,让我在数学领域甘之如饴地深耕几十年,并在非线性优化等领域取得一些成果。

说到非线性优化,可能听起来很专业,但其实它与我们生活息息相关。简单来说,“线性”就是事物按照固定比例增长,比如一斤白菜一块钱,两斤白菜两块钱。而“非线性”则相反,像卖1万斤白菜时,卖家可能会因为量大而降价,这时价格和数量之间就不再是简单的线性关系了。

“优化”本质上就是追求更好的结果。无论是科学研究还是日常生活决策,都需要不断地进行优化。而我的主要研究方向,就是探索解决这类优化问题的数学方法。

举个生活中的例子,比如开车,匀速行驶是线性情况,但现实中道路弯曲、车速不定,就变成了非线性情况。像“导航选择最短路径”就是一个非线性优化问题,我的研究就是从中挑选出最优解,能让AI更聪明。

“数学是科技创新的基石”。在人工智能、大数据等新兴技术快速发展的今天,数学要更好地支撑国家关键领域突破。

当下,AI 正以惊人的速度蓬勃发展,各行各业的人们用它提升工作效率。然而,在享受AI便利时,我们必须有所警惕。尤其是青少年,不能有“有了AI就可以不做题、不学数学,未来一切依赖AI”的想法。要知道,人类真正伟大且无法被替代的,正是源源不断的创造力,这是 AI 难以企及的。

实际上,许多看似复杂的技术问题,其底层都可以归结为数学问题。如芯片设计中的线路布局和布线问题,本质上就是一个数学问题。

通信领域的许多问题也是如此,大家可能注意到,现在的手机电池续航时间比几年前要长得多,这不仅仅是因为电池技术的进步,更是因为手机设计和信号优化等方面的数学应用降低了手机能耗,从而延长了电池使用时间。

因此,加强跨学科的交叉和融合,鼓励更多的数学家参与到其他应用领域的研究中,尤为重要。


科研如长跑,需要耐力与活力

“数学是年轻人的战场,但大器晚成者亦不少。”年轻时,我热衷跑步,大学期间每天坚持跑5000米。现在我招研究生,常问他们身体状况。因为科研如长跑,需要持久耐力与活力,体育锻炼能强健体魄、磨炼意志,让思维保持敏锐。

我很幸运,年轻时得到中国科协、团中央等多方面鼓励与支持,还荣获第三届“中国青年科学家奖”。这些荣誉是对我的肯定,更是鞭策,让我在科研道路上不断奋进坚定深耕科研的决心。

在我的科研生涯中,华罗庚先生对我影响很大。他仅有初中学历,却凭借不懈努力成为世界级数学家,为我国数学学科发展作出巨大贡献。

在条件艰苦的年代,他和我的导师冯康先生等前辈,用卓越成就告诉我们:真正的科研精神,是无论环境如何,都要向真理迈进。我们应当向他们学习,不断努力、不断奋斗,为国家的学科发展和人才培养贡献自己的力量。

数学总体而言是一门属于年轻人的学科。一个国家数学的发展,很大程度上需要年轻的数学家来推动。

不过,数学界也不乏大器晚成的例子。不少老科学家即便年事已高,依然能取得卓越成就。我的老师冯康先生60多岁时还开辟了全新的研究方向,为我们树立榜样。

如今我已年过六旬,仍带着学生爬山、讨论课题。现在的学生很优秀,从某种意义上讲,我和学生是相互学习、共同进步的关系。我们除了研究基础数学领域,还紧跟时代步伐,涉足机器学习优化等新方向。我们携手合作,期待不断有新成果问世。


呼吁,营造更自由的探索空间

作为中国科协副主席、全国政协常委,多年来,我始终致力于为科技工作者营造良好的成长环境,尤其关注青年科技工作者的发展。我多次呼吁,要为青年科技工作者减轻负担,营造浓厚的科研氛围,赋予他们更自由的探索空间。

当前,社会发展日新月异,科研领域竞争激烈。科研工作节奏快,稍有迟缓成果就可能被他人抢先。许多科研领域仿佛被无形的手推着,如国际会议设置严格时限,要求科研人员短时间内完成并发表论文;职称晋升、申请基金等都有量化指标。这种量化评估体系使部分科研人员者陷入“赶工”模式。

从积极方面看,这种模式确实能激励科研人员不断投入工作。但对于某些学科,尤其是基础数学而言,科研成果并非以量取胜。

回顾往昔,华罗庚带领陈景润等科学家研究哥德巴赫猜想,致力于攻克那些极为深刻的问题。这类问题绝非一朝一夕之功,需要科研人员投入大量的时间和精力。基础数学领域需要有人能静下心来,甘坐“冷板凳”,全身心地去攻克难题。

在评职称、评奖以及各类科研评价中,我一直呼吁不要过度依赖量化指标。特别是对于基础研究领域,成果往往需要长期投入和积累,不能以短期考核周期急于评判。我们应稳定支持一批优秀的青年科研人员,让他们安心基础研究。

我希望投身基础科学研究的青年学者明白,一方面,要适应当前的大环境,毕竟不紧跟节奏,就难以在科研领域立足。

但另一方面,在忙碌于日常科研任务时,不能忘记思考重大问题。夜深人静时,不妨抽出时间静心思考重要课题。或许有一天,你的研究成果历经几十年甚至几百年仍被人关注借鉴,而这样的成果,绝非靠赶工期能实现。期待更多青年学者能领悟这一道理。

此外,我还注意到对第一学历过度看重的现象。我认为第一学历只能反映一个人高考的排名,不能决定一生。可如今,第一学历被无限夸大,导致青少年从小就为应付高考投入过多精力。

对于一个国家而言,保持持续的创新活力,才是推动科技进步和国家发展的关键。在学术期刊建设上,我们既要自信,也要有耐心。

近年来,中国科学界一直努力推动学术期刊建设,我国科技期刊的国际化程度和国际影响力显著提升。中国科协等相关部门做了大量工作,如推出中国科技期刊卓越行动计划等。中国数学会、中国运筹学会、中国工业与应用数学学会等学会都在加大投入,推动期刊发展,致力于提升编委和作者的国际化水平,努力让杂志朝着国际顶尖刊物方向迈进。

然而,科技期刊的发展并非一蹴而就,许多国际知名期刊在各自领域有深厚传统和悠久历史,我们在进步的同时,人家也在发展。所以,我们要清醒认识到,在追赶过程中不能急于求成,还是要脚踏实地、稳步前行。


种,让数学点亮梦想

一个人若想把一件事做好,兴趣、激情与热情缺一不可。

我常常外出开展科普工作。学生们见到我,总会惊讶地说:“袁爷爷,您看起来可不像65岁的人呀!”

我想,这是因为我对所做的事情充满兴趣与激情,能全身心投入其中,也正因如此,才有了相应成果。我一直保持年轻心态,无论对待工作还是生活,都满怀热忱。

4月14日,袁亚湘在晋江市养正中学,为现场师生及线上观众带来一场题为《数学漫谈》的主题报告。图源:泉州科协

在做研究过程中,我希望广大青年科技工作者明白,若想在自己所在领域取得一定成绩,就必须拥有饱满的热情,快乐地投入到工作中。

一直以来,我都很关注科普,但真正热衷于做科普,主要有两个契机。一方面,我是中国科协副主席;另一方面,我曾担任中国运筹学会理事长、中国数学会理事长。在中国科协指导下,开展科普工作是学会的重要任务。所以,自从担任这些学会的理事长后,我便开始尝试做科普活动,而且越做越投入,越来越热爱这份工作。

做科学研究并推动学科进步,能让人收获满满的成就感,做科普同样如此。

我曾到小学、中学,尤其是边远地区的学校去作科普报告。那里的孩子很少有机会见到科学家,当他们睁着充满好奇与渴望的大眼睛,认真聆听我的报告,脸上露出震撼的神情时,我也深受触动。这让我真切地感受到,科普工作意义重大。

我开展的科普大多与数学相关,我希望更多孩子明白数学的重要性,认识到数学的美妙与趣味,进而激发他们对数学的兴趣和热爱。如今,有些孩子觉得数学就是为了考试、做题,毫无乐趣可言。我希望通过自己的努力,扭转这种观念,让他们体会到数学的乐趣和价值。

值得自豪的是,我的科普书还被推荐为青少年的优秀读物,还获得过2022年度十大科普人物等奖项,这让我十分欣慰。

我想送给全社会一句口号:“数学很有趣,愿你爱上它!”这既是对青少年的期待,亦是对自己数学研究生涯的告白。

对话科学家

问:对有志于从事基础数学研究的年轻人,您建议他们如何平衡理论研究和应用需求?

袁亚湘:数学是一门极为特殊的学科,尤其是基础数学领域。在当下经济发展和社会进步的语境下,有些人可能会觉得数学似乎没什么实际用处。

但实际上,科学技术的发展是一个统一的整体,技术的进步必然依赖于科学,而数学正是科学发展的核心支撑。像物理、化学、生命科学等学科,它们的理论基础都离不开数学知识。因此,数学是一门极其重要且基础的学科,发展基础数学对国家的科学技术进步至关重要。

而且数学学科中还有很大一部分是应用数学。我从事的线性优化研究就属于应用数学范畴。应用数学很多研究问题都来源于实际生活,比如天气预报、地震研究、石油勘探、医疗设备的研发等,这些领域的底层技术都离不开应用数学的支持。包括图像处理、人工智能和机器学习等前沿技术,其底层原理也都运用了应用数学的知识。

综上所述,我希望更多人能认识到数学的实用性,不要忽视数学在各个领域的重要作用。

问:数学是否存在“美学标准”?您眼中的数学之美有哪些?

袁亚湘:就拿数学知识的实际应用来说,它可有趣且实用。比如说,数学能用于设计游戏和魔术。就像扑克牌,牌面有数字,牌的张数也有特定规律,把这些数学关系巧妙运用到魔术中,就能呈现出让人惊叹的效果,是不是特别好玩?

大自然中也有很多与数学相关的奇妙现象。比如向日葵,它的螺纹线生长规律就蕴含着数学知识。我们应该鼓励孩子们多到大自然中去观察、去发现,了解这些与数学有关的知识和内容,而不是让他们整天面对那些枯燥乏味、脱离实际的题目。所以,让学生做一些有趣的题目,在有趣的情境中学习数学,是非常重要的。


编者手记

“数学很有趣,愿你爱上它!”——这是数学家袁亚湘院士用一生践行的信念。

这位65岁仍精力充沛的科学家,既在“冷板凳”上深耕基础研究,又能用生动比喻讲解深奥的数学理论;既拥抱AI时代,又守护着人类独有的创造力。他告诉我们:科学突破往往诞生于那些不被KPI追赶的深夜思考,最伟大的科学成果往往源于“快时代里的慢坚守”,这份坚守闪耀着最纯粹的科研精神。

从华罗庚精神的传承到青年人才的培养,从芯片设计的数学密码到走进偏远山区开展科普课堂,他用数十载光阴证明:数学不仅是科技创新的基石,更是一种照亮世界的思维方式。

翻开袁亚湘院士的人生画卷,我们看到了一位科学家如何在数学的星空中执着追光。愿更多年轻人能从这位“数学追光者”的故事中获得启发:找到属于自己的那束光,并为之坚守一生。

(访谈编辑:中国科协之声编辑部 陈尽美)