华为为什么要“囤”700名数学家,中科院院士告诉你

2020-01-14 11:18 来源: 长江网
调整字体

  长江网1月14日讯(记者周劼)去年5月,在华为被美国封禁的风口浪尖,甚少露面的华为创始人任正非,接受媒体采访时表示,做芯片光砸钱不行,企业更需要物理学家、数学家。他透露,华为至少有700名数学家。

  说这话的20年前,1999年,华为在俄罗斯建立了专门的算法研究所。华为俄罗斯数学家曾在3G和2G在算法层面带来了革命性突破,打通算法后,华为产品有了竞争力,技术实现欧洲领先。任正非将之归功于“数学的力量”。

  华为为什么要“囤”这么多数学家?数学对于创新为什么这么重要?听听著名数学家、中科院院士张景中怎么说。

  张景中院士

  当年苏联实现载人航天,美国人立刻反思:我们的数学教育是不是出了问题?

  以中国通信领域的科技发展历程来看,已有的突破依赖于数学研究,同样,期待将来更大的突破,还得依赖于数学的研究,且是更基础的数学研究。

  在重大科技创新的无人区,数学是导航的北斗星。

  通信技术的发展不求助于通信技术手段、材料的突破,而期待数学的突破,会不会有一种迂回绕弯的感觉?

  张景中院士认为,将科技的突破落脚到数学的研究,似迂实直,似慢实快,似远实近,抓住了问题的关键。

  他举了一个例子:当年苏联发射第一颗人造卫星,第一次实现载人航天,开创了人类航天新纪元,大幅领先美国,美国的反应耐人寻味,美国人立刻反思:我们的数学教育是不是出问题了,是不是落伍了?

  张景中解释,很多科技问题,归根结底是算法问题,解决一个问题就是找到一种算法。不同的算法针对的是不同的需求、问题和发展的阶段。所以很多科技问题本质上是数学问题。抓住了数学,便纲举目张,便快刀斩乱麻。

  “数学家的眼光”颠覆日常的认知,将人类思考带入一个新的天地

  最常听到的一句话是说“数学是工具”,而张景中却认为,数学不仅是科学的工具,更是一种科学思维和文化。

  数学思维,张景中称之为“数学家的眼光”。他举过一个颠覆我们平常认知的例子:

  大数学家陈省身有一次在北京大学的讲座中语惊四座:“人们常说三角形内角和等于180°,这是不对的。”大家愕然,三角形内角和是180°,这不是数学常识吗?接着陈省身做了精辟的解答:说“三角形内角和为180°”不对,不是说这个事实不对,而是说这种看问题的方法不对,应当说“三角形外角和是360°”。

  把眼光盯住内角,只能看到三角形内角和是180°,四边形内角和是360°,五边形内角和是540°……如果看外角呢,三角形的外角和是360°,四边形的外角和是360°,五边形的外角和是360°……任意n边形外角和都是360°。这样就把多种情形用一个十分简单的结论概括起来了,一个与边无关的常数代替了与边有关的公式,找到了更一般的规律。

  “多边形外角和等于360°”这条普遍规律把几何学引入了新的天地,由此发展出来“陈氏类”理论被誉为划时代的贡献,在理论物理学上有重要的应用。

  颠覆了日常的认知,将人类的思考带入到一个新的天地,这便是数学家的眼光。

  这种眼光是怎样的,张景中有一个概括:“数学家的眼光是抽象的,我们觉得不同的问题,他们看来却是相同的。数学家的眼光是精确的、严密的,我们觉得一样的东西,他们看来却有天地之别。数学家的眼光是透彻的、犀利的,我们觉得很满足的数学结论他们却穷追不舍。数学家的眼光是辩证的,我们觉得一是一、二是二,他们却常常盯住变中不变的东西,不变中变的东西。”

  【对话张景中】

  做人工智能也好,做信息技术也好,数学是灵魂

  记者:任正非关于数学和数学家的言论在网上引起了很大的反响,您对此怎么看?当科技发展到了一定的程度,为什么需要数学的助益?

  张景中:做人工智能也好,做信息技术也好,数学是灵魂。什么东西都要有算法,任何一个科技过程需要用数学来描述、来做模型,其中的计算问题,哪怕从机器的一个动作到一套措施都需要一种算法。算法就是一个纯数学问题,完全是数学家定义出来的。当然算法的提出和现实要解决的问题有密切的关系,你要找出一个办法,一步一步地达到目的,但提炼到最后还是一个纯粹数学的问题。

  算法这个词,最早是从古希腊欧几里德那里来的,欧几里德算法最早就是求两个数的最大公约数。中国古代这样的问题,形成了自己的独特方法。中国的方法很简单,就是大数减小数,一直减下去,减到大的数变成小数,又以大减小,减到最后两个数相等,这个数就是最大公约数。而古希腊欧几里德算法则是采用我们现在常学到的除法求余的方法。这两种方法一比较就会发现,中国的表达非常简单,而欧几里德的计算比较经济。从这个角度来讲,中国的方法和古希腊的方法就是不同的算法。

  算法其实就是一套程序,进来两个数,两个数怎么算,是一套程序决定的。为了达到不同的目的,就要有不同的算法。

  科技遇到瓶颈,有时就是一个算法没有突破

  记者:为什么很多科技问题,人工智能也好,大数据也好,最后是一个算法问题呢?

  张景中:要解决问题啊,而它们解决问题是要由机器执行,不像人,人执行,可以开会讨论,有时候讨论,方法还定不下来。机器呢,必须一直运行下去,怎么运行必须有一套事先制定的程序,而编程必须用算法。

  (记者:插一句题外话,如果人工智能发展,会不会有一天它也会自我编程?)就算是自我编程,也需要算法呀,而算法是按照人类的规则定的。我们可以设想,人工智能的程序是可生长的、是可以变的,但怎么生长、怎么变也需要一个算法。

  解决任何问题,只要让计算机执行,而不是人,就必须涉及到算法问题。从这个角度想,很多时候科技遇到了瓶颈,其实就是一个算法没有突破的问题。

  没有微积分,飞机不可能上天,轮船不可能下水

  记者:数学是自然科学的基础,几乎所有的重大发现都与数学的发展与进步相关。您研究了数学发展史,从历史上看,是这样吗?

  张景中:这是近代以来大家的共识。比如如果没有微积分原理的发现,机械、轮船、飞机这些发明都是不可能的。它的设计本身就要面临很多数学问题,比如速度问题、面积问题、体积计算、重量等等,这些问题的解决必须要用到微积分。没有微积分,飞机不可能上天,轮船不可能下水。

  再比如核武器的试验,就要涉及到极其复杂的计算等等,所以数学问题可以说是科技问题的主要矛盾的主要方面。一方面数学是工具,所有的计算都离不开它,另外一方面它也提供思想思考的方法。因为思考问题、细致观察永远离不开数量关系。任何事物都表现为数量。

  数学很多东西是违反人的直觉的,能把人从思维桎梏中解放出来

  记者:您认为数学思维和我们平常人的思维有什么不一样?

  张景中:只能说平常人的思维里也有数学的部分。但是数学家想得更深刻一些。

  数学里有这样一种现象:有些问题多年搞不清楚,忽然有人想到了一点,一下子大家都通了。很多数学认知,可能颠覆了我们日常的思维方式,但是只要它证出来了,就不得不承认。数学的很多东西是违反人的直觉的。人类几千年都没有解决的问题,即使过去大的、天才式的科学家、哲学家,也感到百思不得其解的问题,可能一点想通了就可以证出来了。这就是人类思维的奥妙和丰富。

  人类的思维很多时候局限于日常、局限于直觉、局限于已知,有一种惯性或者惰性,但是数学思维能够颠覆这些,把人从思维的桎梏中解放出来,不断地解放。莱布尼茨曾经说,过去很多饱学之士百思不得其解的问题,一旦有了微积分,马上普通人都可以很好地解决。从这个角度说,微积分不仅仅是数学上的一次革命,它对人类的思维也是一次大的颠覆。

  数学上很多新的发现都具有这样的特点。过去很难的问题,一旦发现了、想通了、解决了,大家也都接受了。知识就是力量,马上生产力就大发展,大家的思维方式也相应提高了。我们可以理出这样的一条逻辑线:创新在于思想的解放,而思想的解放在于数学思考的助益。

  【编辑:刘益谦】

扫二维码上移动长江网
分享到: 0

文娱社会

财经健康

旅游青春