学数学只为数钱吗?

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  在北京等地酝酿高考英语科目降低分值的改革以来,数学又成为了大家关注的学科,新浪微博开展了“数学滚出高考”的调查,有超过16万人参与了讨论,其中有12万多人支持“数学滚出高考”,占到75%以上.一位网友的话被认为代表了很多人的心声:“工作这么多年,除了数钱用到数学,别的基本用不到.”看来许多人厌恶数学甚于英语,那么为什么要学数学呢?
  1数学有最广泛的应用性
  人们享受数学文明可以说是无处不在.飞机起飞降落的定位需要数学中的卡尔曼滤波技术;医疗的CT层析仪是运用了数学中的拉东变换原理.上世纪五十年代末,笔者有幸去中国科学院数学研究所访问进修,认识了一些著名学者关肇直、秦元勋等.秦元勋后来担任了原子弹场外试验委员会委员,他用“人为次临界法”完成了核材料被压缩到超高界后,能量释放过程的计算.关肇直主持了“我国第一颗人造卫星的轨道计算和轨道选择”,他们为“两弹一星”工程做出了直接的贡献.二室党支部书记我的导师章照止是位温文儒雅的学者,他患有严重的眼疾,在他办公桌前,有个专门的矮椅,看书时,需要打开台灯,还配上放大镜,书本几乎从他鼻尖扫过,就是这样一位半盲的人,后来被国外称为“中国的眼睛”.“中国的眼睛”实际上是一个小组,章师是其中的代表.在中苏密码战中,不管苏方设计多么巧妙的密码,在章师等的面前,都如同草芥.珍宝岛战斗中的一位苏联军官回忆说,每次重要事情发密码电报,都有一种被脱光在人前的感觉.他们办公室的墙上有一个醒目的标语——警惕中国的眼睛.
  也许大家觉得数学只能用于高精尖科学,实际上我们生活中也到处在存在数学问题.我校上世纪六十年代研究的“公社数学”,就是农业生产中出现的数学问题,例如“麦场设置”就是怎样选择打麦场的位置,使运力最省;“作物布局”就是怎样安排种植计划,使收益最大.在我们生活中,经常会遇到一些选择,如果你想买一件衣服,就要考虑价格、款式、质地等因素,根据你的实际情况,给上述各因素分配一个“权”重.例如经济条件好的,质地的“权”重就高些,年轻的同志,把款式的“权”重就给的高些.每个因素对商品又有一个“权”重的分配.经过简单运算,我们就可以得到不同待选商品的“权”重,这就是我们最后选择商品的理由.所以你每次做出的一个选择,实际上是践行了数学中决策分析的一个过程.
  2数学为人们提供了有效可靠的思维方式
  人们认识世界一般是通过实验,或者是理论分析.数学为人们提供了第三种认识世界的方式,即数学模拟方法.银行如何确定存款利率?定高了银行要赔本,定低了就会减少储蓄.实验方法和理论分析都不能解决这个问题,一般银行决策部门是通过数学模拟方法确定合理利率的.
  计算化学基本可以分为两类,一类是在量子力学原理的基础上,发展成的算法,称为量子化学;另一类是在经典力学基础上,发展的算法,称为分子化学.美国科学家卡普拉斯、莱维特和瓦谢尔利用数学模拟方法和高性能计算机,发展了量子力学和分子力学相结合的理论计算方法,解决了分子力学不能模拟酶催化等生物化学反应,而量子力学方法不能计算蛋白质等生物大分子的缺陷,将第一类和第二类计算化学方法完美地结合在一起.该项成果获得了2013年诺贝尔化学奖.
  3数学的灵魂是创新,数学一般是指数学知识、数学能力、数学意识
  清代学者袁枚说:“学如箭镞,才如弓弩,识以领之,方能中鹄.”可以说知识如箭镞,能力如弓弩,意识以领会.2000年,美国数学教师协会发布《数学课程标准》,其中指出数学能力有六项:(1)数学运算能力;(2)问题解决能力;(3)逻辑推理能力;(4)数学联想能力;(5)数学交流能力;(6)数学表示能力.数学意识很难理出准确的定义,可以说是一种创新意识一种习惯.旅美学者陈宇华应该是一位具有很强数学意识的人,他在斯坦福大学毕业后,投考了世界著名的科尔尼咨询顾问公司.面试气氛很轻松,只有一位主考,拉家常式地问一些和简历有关问题,然后问:“香港有多少只老鼠?”陈问:“需要准确数字吗?”考官说不需要,并说这道题是为了了解应试者的思维过程.陈冷静地分析,老鼠一般在居民家里,工厂下水道等.在富裕家庭中可能没有或很少有老鼠,普通家庭和较贫困家庭老鼠则多些.因此应该把香港的家庭按不同卫生标准来划分区域,然后在每个区域抽取家庭样本,得出不同区域里家庭的平均老鼠密度,再乘以这个区域的家庭总数.考官又问还有没有其它的方法,陈回答可以去。
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