数学为什么可以在现实中应用(数学也是应用科学)

一般认为,除了日常生活所需要的初等数学外,现代数学、特别是那些高度抽象的纯数学,如果还有点儿用处的话,也主要是通过应用于科学和技术,间接地对现实产生点作用。其实不然,现代数学,特别是根据纯粹数学发展起来的应用数学,实际上对现实生活有很重大的作用,完全不是什么纸上谈兵。

先看一个实际案例。第二次世界大战期间,德国海军潜艇在大西洋中实施神出鬼没的“海狼”战术,对盟军大西洋上的海运战争物资供给线造成了致命的打击,令盟军将军们头疼不已。他们想出了很多办法来对付这些飘忽不定的“海狼”。比如制造更精密的声纳反潜舰艇、更大威力的深水炸弹、加强商船的护航力量等,但效果都不理想。原因在于,德军的潜艇隐藏在茫茫大海深处,想要寻觅它们的行踪,无异于大海里捞针。所以盟军舰队很大程度上只能被动地等待他们发动攻击时仓促应战,无法主动对其进行打击。

美国二战时期的战略科学家V布什

数学家们的方案其实说起来并不复杂,就是在了解了德国潜艇的各种数据,例如速度、续航能力、补给空气所需要的时间、补给基地的分布,以及盟军商船队被袭击的相关数据后,利用当时刚刚出现的一门新的数学分支“线性规划”或如后来所称的“运筹学”对这些数据进行分析,描绘出德国潜艇最可能出现的若干地点和时间的分布,然后用携带大威力深水炸弹或鱼雷的海军航空战机定期去巡查,守株待兔,一露头就打。结果,很快就给德国海军潜艇造成了毁灭性打击,消除了深海“狼群”的威胁。通过这件事,原来很不忿海军将领,也对数学家的方略心服口服了。

二十世纪应用数学领域的迅猛发展,不但使数学直接深入军事技术和战略战术规划领域,而且也和生产、金融、贸易等等经济部门产生了密切联系,大大提高了劳动生产率,节约了成本。比如我国著名数学家华罗庚先生曾组织自己的一批学生成立过“优选法”普及小分队,深入全国厂矿企业传播和推动应用数学在生产中的直接应用。作为示范,华先生自己也亲自将运筹学应用到几个具体的生产过程中去,取得了优异的成绩。当年他所领导的小分队成员后来大都成为我国优秀的应用数学家。

所以,数学绝不是空谈或纸上谈兵,而是有大用的应用科学之一。

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