再給些時間，“奧數(shù)強國”一定能變成“數(shù)學強國”
如果把技術創(chuàng)新比作一座大廈，那么基礎研究就是地基。地基不夠堅實深厚，就談不上技術創(chuàng)新和進步。我國在全球科研格局中還未取得引領地位，究其根本，在于基礎研究水平整體上還未達到領先水平。
作為基礎研究的代表性學科，我國數(shù)學學科發(fā)展現(xiàn)狀如何？我國數(shù)學人才培養(yǎng)面臨哪些瓶頸，又該如何突破這些瓶頸？2022未來科學大獎周期間，中國科學院院士、北京國際數(shù)學研究中心主任、未來論壇理事田剛接受了科技日報記者專訪。
數(shù)學是一切科學技術的基礎
(資料圖片)
記者：在您看來，基礎科學的創(chuàng)新引領作用體現(xiàn)在哪些方面？為什么說數(shù)學在科研中處于獨一無二的核心地位？
田剛：基礎科學是基礎性的，重在探索人類認知邊界。很多時候公眾不一定能看清基礎學科發(fā)揮的作用。但實際上，日常生活中處處都有基礎學科的影子。以數(shù)學學科為例，數(shù)學中的拉當變換原理在醫(yī)學、物理學、天文學等許多領域有非常廣泛的應用，人工智能也以數(shù)學為基礎。做基礎學科研究需要甘坐冷板凳，需要持之以恒，需要專注思考，一定不能急躁。
數(shù)學的一大特點是抽象，數(shù)學研究的是具體事物背后的客觀規(guī)律。數(shù)學還有一個特點是嚴謹，數(shù)學理論一旦建立就很堅實。此外，數(shù)學學科還有一個特點是超前。比如CT掃描的數(shù)學原理在100多年前就被發(fā)現(xiàn)了，但CT掃描機真正投入應用則是在其數(shù)學原理被發(fā)現(xiàn)的幾十年后。
數(shù)學是人類探索認識邊界過程中最基礎的學科，可以說，數(shù)學是一切科學技術的基礎，有著獨一無二的作用。數(shù)學學科訓練的是科學的思維方式、推理方式，這對人們科學認識問題至關重要。
記者：數(shù)學非常重要，但在普通人看來，純數(shù)學理論研究離生活和認知太遠。您認為，“數(shù)學無用論”這類觀點反映了什么問題？
田剛：雖然“學好數(shù)理化，走遍天下都不怕”廣為人知，但“數(shù)學無用論”的確也有市場。
我覺得，認為數(shù)學無用有幾個原因：一是數(shù)學很抽象，有時候需要很努力才能理解一些抽象的概念；二是數(shù)學屬于基礎學科，它的作用往往在“幕后”，公眾很多時候不能直觀感受到數(shù)學對于生活的重要意義；三是數(shù)學科普教育做得還不夠，致使公眾缺乏對數(shù)學的深入了解。
為了加深公眾對數(shù)學的理解，我認為科技類的博物館在科普中應該多增加一些數(shù)學成分，比如流體、光學等相關知識的背后實際上有很多數(shù)學原理。在美國，波士頓科技館就有專門的數(shù)學展廳，這對公眾尤其是青少年進一步認識和了解數(shù)學有很大幫助。
我國在國際數(shù)學界的地位越來越高
記者：2022年第63屆國際數(shù)學奧林匹克競賽（IMO）成績公布，中國隊再次登上頂峰，這是中國隊在IMO中第23次獲得世界第一。但為什么我們是“奧數(shù)強國”而不是“數(shù)學強國”？
田剛：我們需要厘清一個認知問題，數(shù)學研究不是奧數(shù)，奧數(shù)也不是數(shù)學研究。是否是“數(shù)學強國”不是一兩個獎就能確定的。當然，奧數(shù)比賽作為一種競技也有特殊作用，比如發(fā)掘優(yōu)秀的數(shù)學苗子，尤其是一些青少年通過參加奧數(shù)競賽可以展現(xiàn)出數(shù)學天賦。不過，這些數(shù)學苗子真正成為數(shù)學研究者或數(shù)學家還需要一個過程。
從“奧數(shù)強國”到“數(shù)學強國”同樣需要一個過程。西方的現(xiàn)代數(shù)學研究歷史很長，相比之下，我國現(xiàn)代數(shù)學研究的歷史要短得多。
但近20年來我國數(shù)學學科發(fā)展還是很快的。原因一方面是人才匯聚，比如北大數(shù)學“黃金一代”中有很多都參加過奧數(shù)競賽，他們中的很多人現(xiàn)在也成為了世界一流的數(shù)學家。另一方面，我國在國際數(shù)學界的地位也越來越高，在幾乎所有數(shù)學方向上都有實力很強的年輕數(shù)學家。
值得一提的是，在2022年國際數(shù)學家大會特邀嘉賓中，來自我國內(nèi)地的有十幾位，而在二三十年前可能只有2—3位華人數(shù)學家受邀作報告。我覺得要有信心，再給些時間，我們一定能從“奧數(shù)強國”變成“數(shù)學強國”。
記者：推動中國數(shù)學學科向前發(fā)展存在哪些障礙？應如何破除現(xiàn)有藩籬？
田剛：最重要的是建設一支強大的數(shù)學研究隊伍。這幾年我國數(shù)學人才隊伍建設發(fā)展很快，涌現(xiàn)出一大批30—45歲的頂尖數(shù)學人才。當然還有欠缺的地方。
為此，還需要在以下幾個方面努力：要做好人才培養(yǎng)工作，我國躋身“數(shù)學強國”肯定要靠年輕一代，老一輩的數(shù)學家要為年輕人提供更多發(fā)展機會；要進一步改善軟環(huán)境，比如營造良好的學術氛圍，完善獎勵評價機制，讓那些能踏實做學問又真正有所建樹的人能夠心無旁騖，我們要鼓勵他們追求更高的研究目標，解決更重要的學術問題，勇闖無人區(qū)；此外，要繼續(xù)加強數(shù)學學科的國際交流與合作。
培養(yǎng)精英和做好科普“兩手抓”
記者：近年來我國數(shù)學本土人才成長迅速。您認為世界一流數(shù)學人才應具備怎樣的素質？如何做到引進優(yōu)質人才、用好頂尖人才、培育未來人才？
田剛：我認為一流的數(shù)學人才應該具備三種基本素質——興趣、天賦、堅持。成為數(shù)學家，不一定要非常聰明。我的數(shù)學家朋友中，有些人反應非?？?，有的人反應稍微慢一點，但反應慢并不影響他們做好研究。只要對數(shù)學有興趣，有一定的天賦，能夠鍥而不舍，就能做出大的成就。
引進優(yōu)質人才，首先需要好的學術環(huán)境和發(fā)展平臺。其次，要提高年輕學者的待遇，解決他們的后顧之憂。
用好頂尖人才，最重要的是給他們獨當一面的機會，讓他們能獨立展開研究工作。
培養(yǎng)未來人才，最基本的是要培養(yǎng)學生對數(shù)學的興趣。所以數(shù)學老師要言傳身教，保持對學術的熱情，這樣才能感染學生。同時要教育學生踏實努力，不要想著抄近路，要遠離對學術生涯有害的行為。我在北京大學培養(yǎng)學生時就始終跟他們強調(diào)，一定要安心做學問。
記者：隨著高等教育的大眾化，數(shù)學教育也走向大眾化。有人認為，這一方面有利于提升公眾數(shù)學素養(yǎng)，另一方面可能不利于發(fā)掘和培養(yǎng)數(shù)學精英人才。您怎么看這一觀點？對數(shù)學教育，您有什么建議？
田剛：這兩個不矛盾。一方面要發(fā)掘和培養(yǎng)數(shù)學精英人才，比如通過全國數(shù)學聯(lián)賽等一些活動為特別有數(shù)學天賦的學生提供更多機會，充實數(shù)學研究精英人才隊伍。另一方面要做好普及教育，提高公眾整體的數(shù)學素養(yǎng)。雖然不是每個人都能成為數(shù)學家，但數(shù)學素養(yǎng)一定會對人一生的發(fā)展有所幫助。因此，在數(shù)學教育方面，要提高師資水平和教學質量，既做好大眾教育，又抓好數(shù)學頂尖人才培養(yǎng)。
還有一點要補充，我覺得數(shù)學天才在人群中的比例不會因地區(qū)差異而有太大差異。有些在偏遠地區(qū)的學生可能數(shù)學天賦很好，但卻由于缺乏更好的老師和資源得不到進一步深造的機會，這是令人遺憾的。所以，做好鄉(xiāng)村偏遠地區(qū)的數(shù)學教育工作也非常重要。
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