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华罗庚诞辰110周年:“人民的数学家”最优的“优选”

作者:武汉潭州助孕时间:2020-11-20 17:23:24热度:69690
“人民的数学家”:华罗庚最优的“优选”华老诞辰110周年之际,重温华罗庚精神的历史意义与时代价值【编者按】:今天的人们并不理解,为什么华罗庚会被称作“人民的数学

  “人民的数学家”:华罗庚最优的“优选”

  华老诞辰110周年之际,重温华罗庚精神的历史意义与时代价值

  【编者按】:

  今天的人们并不理解,为什么华罗庚会被称作“人民的数学家”?很多年前,他的外国同行也不懂,为什么华罗庚一定要把中国的数学搞上去,而不是把自己的数学搞上去?一个天才数学家为什么非要从理论研究转向应用数学?

  11月12日,华罗庚诞辰110周年系列活动在他的家乡——江苏省常州市金坛区举行,来自中科院学部局、数学与应用研究院等单位的20多名院士走进金坛,重温华罗庚精神的历史意义与时代价值。

  0.618,黄金分割率,一个经典的数学与美学结合的概念。从古希腊帕特农神庙到中国兵马俑,很多美学上的巅峰之作都验证了这一规律。

  鲜为人知的是,在科学与工业领域也有一个“0.618”,即“0.618法”。这是一种典型的优选法,能够通过较少的试验次数找到最合理的工艺条件。实践证明,解决同样的问题,用“0.618法”做16次试验,就可达到常用的枚举法2500次试验的效果。

  何为“优选”?大概没有人比数学家华罗庚理解得更透彻。他一生面临一次次重大选择,也在一次次的“优选”中定义自己的人生。 华老来了,办法就有了

  20世纪六七十年代,曾有过一阵“华罗庚热”。华罗庚所到之处,总会有很多群众赶来听课,高校、科研院所、工农一线、厂矿车间的都有。据说一些新产品在打样开发时,工人们甚至会默念“华罗庚保佑”。

  索光明第一次见到华罗庚时,刚出师不满一年。她是大庆油田钻井装建大队的一名电焊工,初中学历。当年,华罗庚去大庆油田做推广“双法”(优选法、统筹法)的报告,“当我听到数学家的名字,脑海里立刻出现一个问题:数学家的方法,我一个初中生怎么能听得懂呢?”

  到了现场,索光明发现自己不但听得懂、学得会,在焊接工艺中也能用得上。华罗庚那次报告的内容就是介绍“0.618法”。

  课堂上,负责演示的同志拿出一张纸,纸上画好100度到200度的刻度,分别选择不同点位,第一点试验是162度,第二个试验点是138度,两个数字对比,留下好的,剪掉坏的……多次试验,论证结果。

  “影响焊接效率和质量的工艺参数有很多,比如电压、电流、焊条材质、运条方法和角度等等,不好把握。华罗庚那个方法的好处是能够尽快找出合适的工艺参数,有效提高焊接质量和效率。”索光明说。“0.618法”帮助她解决了焊接工艺的难题,也帮助她成长为技术能手,一线“小徒工”后来成长为高级工程师。

  为了让更多工人受益,1965年,华罗庚把深奥数学原理转变为最朴素易懂、易操作的“双法”,写成了几乎全是大白话的小册子《统筹方法平话及补充》。与此同时,华罗庚身先士卒亲自去了20多个省份办培训、搞推广。

  1977年的冬天,山西大同口泉车站,100万吨存煤运不出去,北京的缺煤问题却越来越严重。华罗庚在山西大同临时组建一个实验小组,用统筹法解决上水、除灰、装煤三排队问题,当天运力就提高了20%。等实验结束,运力翻了一倍。

  “一个数学家,竟然能够直接给一线的工人讲课,工人还能听懂,立即动手解决问题。”中国优选法统筹法与经济数学研究会理事长池宏说,他曾跟随华罗庚担任助手工作。华罗庚在向工人们解释什么是统筹法的时候,用的是“烧水泡茶喝”的大白话。

  走到哪儿,华罗庚都离不开拐杖。从小左腿残疾,他走路要左腿先画一个大圆圈,右腿再迈上一小步,这种费力的步履,被他称作“圆与切线的运动”。“双法”就是华罗庚给工人们打造的“拐杖”,所到之处,走进死胡同的项目有了转机,停滞不前的项目有了进展。

  穷理以致其知,反躬以践其实。

  在他的带领下,研究应用推广“双法”的科技工作者队伍不断壮大。20世纪60年代开始时,参与者只有他和几个学生;1972年形成“双法”小分队,1977年中科院成立了“应用数学研究推广办公室”;到了1981年,“中国优选法统筹法与经济数学研究会”正式成立,各地分会也设立起来,“双法”推广工作有了进一步条件保障,成为服务国民经济的重要力量。 因天赋而不凡,因选择而伟大

  是什么让一位功成名就的数学家,选择在自己学术生涯关键期走出书斋,走向一线?记者向华罗庚的家人、朋友、学生问这一问题时,很多人都给了类似的答案——这就是华罗庚的选择,这就是他会做的事。

  20世纪初的金坛清河桥东有一家“乾生泰”杂货店,店主华瑞栋从小就精明勤俭,不料人到中年遭遇火灾,家道中落。1910年11月12日华罗庚出生后,家庭财力有限,初中毕业后没有上高中,而是考取了设在上海的中华工商职业学校会计专业,“初中毕业文凭”——这也是他终身最高学历。

  因为天赋,华罗庚的数学人生极富戏剧性。1930年,仅凭自学的华罗庚撰写的论文《苏家驹之代数的五次方程式解法不能成立之理由》在上海《科学》杂志发表,引起清华大学数学系主任熊庆来的重视。1931年秋,清华大学破格邀请华罗庚到清华大学任数学系助理员。

  进入清华后,他两年完成了数学系课程,自学英语、法语和德语,并在国外权威杂志上多次发表论文。1933年冬,清华大学破格任命他为助教。

  1936年,华罗庚赴英国剑桥大学读书,以极快的速度同时攻读七八门学科,两年内就“华林问题”“他利问题”“奇数的哥德巴赫问题”写了十多篇论文,先后发表在英、苏、法、德等国的杂志上。1982年,华罗庚成为美国国家科学院首位中国籍院士……

  如果说,数学天赋决定了他的人生注定不走寻常路,人生在重要关口的选择,则决定了他不仅仅是一名数学家。

  1937年,抗战爆发,华罗庚立即决定放弃剑桥的学习,尽快回国。“东方来的人,不稀罕剑桥大学博士学位的,你还是第一个!”彼时,剑桥大学海尔布伦教授表达了他的诧异。

  华罗庚坦率地给出答案:“我来剑桥大学是为了求学问,不是为了学位。”

  1938年,华罗庚加入清华大学与北京大学、南开大学联合组成的西南联合大学,华罗庚来到昆明。白天,他拖着病腿给同学们上课;晚上,就着昏暗的油灯埋头苦学。就是在那样困顿的条件下,他完成了自己的第一部数学名著《堆垒素数论》。

  新中国成立后,1950年,华罗庚选择第一时间回国。1950年2月,他在归国途中写下《致中国全体留美学生的公开信》。他在这封长达2000多字的公开信中深情地呼唤:“为了抉择真理,我们应当回去;为了国家民族,我们应当回去;为了为人民服务,我们应当回去……”“朋友们!‘梁园虽好,非久居之乡’,归去来兮!”

  那一年,华罗庚、朱光亚、邓稼先、叶笃正等1000多名留美学生冲破重重阻碍奔向新中国,很多人加入中国共产党。

  1937年、1950年两度放弃优渥条件,华罗庚毅然选择回到祖国的怀抱。在书斋研究与解决实际问题面前,他选择奔赴一线,帮扶工农,把论文写遍祖国大地……

  华罗庚常说,科学无国界,但科学家有祖国。矢志报国是华罗庚精神最深沉的底色,也是中国科学家的精神之魂。晚年,华罗庚不顾年迈体弱,为讲学、交流而在世界各地奔走,发出中国数学的学研之声,直到疾病突发,倒在三尺讲台。 何为最优的选择?

  科学技术是生产力,为社会主义服务的脑力劳动者是劳动人民的一部分。这是1978年全国科技大会上的一句重要论断。

  对那个年代的知识分子来说,这句话意义非凡。

  建国初期,国家积贫积弱,工农业水平落后,许多棘手的生产难题有待解决。而1966年爆发的“文化大革命”,对全国科学技术工作造成了空前的破坏。十年动乱中,华罗庚数次被批斗、被抄家,甚至珍贵的研究资料被盗。但也正是在那样的环境之下,华罗庚决心用数学为人民服务,走出一条中国式应用数学之路。

  20多年间,“双法”广泛应用于化工、电子、邮电、冶金、煤炭、石油、电力、轻工、机械制造、交通运输、粮油加工、建工建材、医药卫生、环境保护、农业等行业,受益者众多。

  许多单位在基本不增加人力、物力、财力的情况下,应用“双法”选择合理的设计参数、工艺参数,统筹安排,提高了经营管理水平,取得了显著的经济效果。

  比如,江苏省在1980年取得成果5000多项,半年时间实际增加产值9500多万元,节约2800多万元,节电2038万度,节煤85000吨,节石油9000多吨。四川省推广“双法”,5个月增产节约价值2亿多元。

  胡耀邦曾高度评价“华氏双法”,在给华罗庚的信中说:“几十年来,你给予人们认识自然界的东西,毕竟超过了自然界赋予你的东西。”

  中国科学院院士林群说,为“双法”的影响之深远而更感震撼的是他的一次亲身经历。一次,他在外地搭乘出租车时,当司机得知林群是搞数学的,那位司机顺口就说出了:“哦,0.618。”这正是优选法里普及的黄金分割数据。

  短短一句话让林群非常惊讶,一个人能将数学的财富让这么多人分享是十分了不起的。

  作为教育者,在奖掖后学的育人工作里,华罗庚同样不拘一格,甚至喜欢和自己“对着干”的学生。

  年轻的学生陈景润曾在信中对他的《堆垒素数论》提出了不少改进建议,令他欣喜不已。尽管有人说陈景润有“怪癖”,但华罗庚并不介意,他力邀陈景润来到北京最高数学学府。又一位数学大师开启了治学生涯。

  家有“家风”,校有“校风”,同一师门中也有“门风”。中国科学院院士、数学家王元说,自己受恩师华罗庚影响,绝不鼓励科研人员钻营名利,他认为科学家应该保持好奇、求实求知、创新探索的初心本能。他也鼓励今天的教育能打破框架,培育出真正的创新人才。

  科技创新是一代又一代人的接力赛,持续培养后备人才,科技事业方能长青。

  中国科学院院士、中国科学院数学与系统科学研究院研究员周向宇说,华罗庚先生一直主张“读书从薄到厚,再由厚到薄”,要重视科普。“我本人就曾经读过他写的科普读物《从杨辉三角谈起》《从孙子的神奇妙算谈起》等,深受启发。”

  如今,在华罗庚的家乡,华罗庚曾就读的“金坛县立初级中学”现已更名为“江苏省华罗庚中学”。

  “每年新生入校的一大传统,就是参观华罗庚纪念馆,重温华罗庚精神。”该校党委副书记、校长谭瑞军说,“在我们学校的课堂上,学生能自主解决的知识模块绝不多讲,而是鼓励学生在实操中发现问题。教师的职责是激发学生的钻研动力,引导他们热爱思考,为创造性解决问题奠定基础。”

  什么是最优的选择?数学上的黄金分割率是化繁为简,迅速择优,达成目标。放到科学家身上呢?那一代科学家有着更朴素的理想,在新中国成立时,选择回家报国;在奖掖后学的育人工作里,不拘一格降人才;在建设时期,选择走出书斋,奔赴一线,把论文写遍祖国大地。

  华罗庚曾说:“人有两个肩膀,我要让双肩都发挥作用。一肩挑起‘送货上门’的担子,把科学知识和科学方法送到工农群众中去;一肩当做‘人梯’,让年轻一代搭着我的肩膀攀登科学的更高一层山峰,然后让青年们放下绳子,拉我上去再做人梯。”

  时刻跟人民站在一起,让大多数人得到发展,这才是最优的选择。(记者 蒋芳)

【编辑:白嘉懿】