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數學“破圈”運籌帷幄 産業升級心中有“數”
多行業以數學“求解”産業卡脖子難題
2026-01-19 記者 葉健 來源:經濟參考報

  近日,《經濟參考報》記者在第十屆世界華人數學家大會上採訪了解到,在助力産業破解“卡脖子”問題上,數學發揮着越發重要的作用。人工智能、工業軟體、航天控制、醫療軟體、能源模擬等行業的專家&&,數學能力是戰略競爭力,很多産業問題亟待以數學方法破解。著名數學家、世界華人數學家大會主席丘成桐&&,希望數學界和産業界打破隔膜、增進了解,走出一條自己的路子來。

  架起數學與産業融通之橋

  “學好數理化,走遍天下都不怕”,這是起源於20世紀80年代並流傳至今的一句口號。數學因其硬核的智力要求,被視為就業“硬通貨”,但當時少有人願意當全職數學家。如今,丘成桐認為,中國的數學正在崛起,已經站在世界前沿水平。“相信未來5到10年,中國能成為一個數學強國。”

  第十屆世界華人數學家大會吸引了全球30多個國家和地區的2000余名數學家、學者及青年學子參加,累計舉辦314場數學主題演講。不少演講主題領域都與産業關聯密切,比如,科學計算、偏微分方程、數值分析、概率論與隨機分析、統計學、AI科學與機器學習等主題演講數達86場,佔比超過四分之一。

  世界華人數學家大會還設置了“人工智能與數學夜話”和“數學+工業”論壇,讓數學家和産業界實現深度交流。東南大學數學系教授李鐵香&&,上一屆世界華人數學家大會首次納入“數學+工業”議題,當時還是跨界探索,如今已邁入深度融合發展階段,數學成為驅動工業創新突破、支持國家戰略落地的核心引擎。

  對此,丘成桐&&,數學、人工智能和工業的合作很重要,很多“卡脖子”問題就是沒有從數學上搞清楚運作邏輯。數學家們要跨學科去了解不同應用科學,從數學百寶箱裏去尋找應用科學家和工程師們沒有考慮過的方法。

  數學助力破解“卡脖子”難題

  多位與會專家&&,自2018年開始,中國對數學的重視程度明顯上升,這與中國着力破解技術“卡脖子”問題密不可分。

  風頭正盛的人工智能就亟需數學賦能破局。阿里Qwen預訓練負責人劉大一恒告訴記者,數學能力越強的大模型,它的代碼生成、解答物理化學問題、寫作能力也會更強。人工智能也有很多問題需要數學來解答,比如,如何優化模型參數,讓它更好地收斂、降低目標函數的損失以減少幻覺。大模型訓練成本非常高,因此需要數學找到更好的方法來擬合和預測它的能力。結合特定芯片的大模型結構,還需要數學來優化運算精度和穩定性。現在大模型參數量很大,也需要數學來優化參數以減少模型訓練成本。

  不止人工智能,數學對於其他行業同樣重要。巨霖科技致力於國産EDA(電子設計自動化)工具替代,公司董事長孫家鑫&&,EDA軟體作為集成電路行業産業皇冠上的“明珠”,其最底層的核心算法處處體現出與計算數學、應用數學的深度融合。要解決“卡脖子”問題就必須從數學底層入手,公司圍繞網格(mesh)和矩陣求解兩個底層技術,全部採用自主研發模式。

  西安交通大學教授曾薇&&,幾何引擎是我國“卡脖子”技術之一,也是計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程(CAE)和計算機輔助製造(CAM)等工業軟體的核心基礎組件。幾何引擎的主要內容都與數學相關。

  南京大學附屬鼓樓醫院張冰教授團隊成員朱正陽博士&&,數學新方法對於腦腫瘤影像學新技術具有比較好的意義,可以標準化腦影像預處理和病灶分割,提升模型的穩定性和泛化能力,最終推動多模態影像融合和複雜信息整合,為深度學習模型提供可解釋的代數信息。記者了解到,上述數學賦能醫學的研究成果不僅發表在國際頂級學術期刊上,而且可以幫助患者減少檢查費用,醫生通過較便宜的影像學手段就能較準確地了解腫瘤的基因特徵,而不必借助更昂貴的基因檢測。

  南京航空航天大學教授吳雲華&&,在軌運行衛星數量越來越多,由此組成的星座的管控難度大,對動態規劃的效率要求高,但衛星的計算能力還不如普通智能手機,傳輸能力也非常寶貴。科研團隊借助數學方法優化技術路徑:一是通過拓撲方法,將巨型星座劃分為多個分佈規律、運行穩定的管理域;二是將複雜的動態規劃問題,分解為空間域的靜態規劃問題和時間域的資源匹配問題;三是通過分級路由規劃,避免網絡擁塞和實現負載均衡,優化全網的傳輸能力。

  中國科學院數學與系統科學研究院研究員張晨松&&,在油氣藏開發的一個數值模擬工作中,通過計算數學的方法,原來需要二十多個小時才能完成的計算工作,現在47秒內就能完成,極大地提升了工業效率。

  數學能力夯實戰略資源根基

  多位專家告訴《經濟參考報》記者,華人工程師在人工智能界的全面崛起,和華人優秀的數學素養密不可分。

  丘成桐認為,支持數學發展的成本相對較低,不需要投入很多錢。但是,真正培育出適宜數學發展的土壤,培養出敢於提出新問題、開闢新方向的創造性人才,還需要教育的革新、認知的提升,以及整個社會對“無用之用”的信任與耐心。

  “對數學不宜太功利,直接向數學家要效益就是過於功利。”上海市人工智能行業協會秘書長鐘俊浩告訴記者,應該充分保障數學家的研究經費,讓他們去做前沿的事,去關注最新的猜想、論文和理論成果等。可以將人工智能作為中間體,打通數學和産業之間的關聯,讓數學更好地賦能人工智能,讓人工智能更好地賦能千行百業。

  紐約大學博士劉子冉告訴記者,對於數學學者而言,來自産業的機會很多,他在紐約大學辦公室的同學有一半去了華爾街或硅谷。有近一半的人因為興趣與愛好,畢業後留在學校繼續研究數學。

  丘成桐也&&,隨着經濟發展,中國提供的薪資待遇甚至“比歐洲、美國都要好”。

  對此,多位專家&&,應將數學能力視為戰略資源。只要條件得當,數學的魅力總會吸引人才沉浸其中。除了關注少數數學天才,更應關注全民數學素養。面向中學生,可傳遞更多基礎而有用的數學知識。成年人也能借助通俗讀物培養數學思維,特別是統計學與概率論、運籌學等,對於日常生活、工作和投資都有不小的幫助。

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