如果把技術(shù)創(chuàng)新比作一座大廈，那么基礎(chǔ)研究就是地基。地基不夠堅(jiān)實(shí)深厚，就談不上技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步。我國(guó)在全球科研格局中還未取得引領(lǐng)地位，究其根本，在于基礎(chǔ)研究水平整體上還未達(dá)到領(lǐng)先水平。
作為基礎(chǔ)研究的代表性學(xué)科，我國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀如何？我國(guó)數(shù)學(xué)人才培養(yǎng)面臨哪些瓶頸，又該如何突破這些瓶頸？2022未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)周期間，中國(guó)科學(xué)院院士、北京國(guó)際數(shù)學(xué)研究中心主任、未來(lái)論壇理事田剛接受了科技日?qǐng)?bào)記者專訪。
數(shù)學(xué)是一切科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)
記者：在您看來(lái)，基礎(chǔ)科學(xué)的創(chuàng)新引領(lǐng)作用體現(xiàn)在哪些方面？為什么說(shuō)數(shù)學(xué)在科研中處于獨(dú)一無(wú)二的核心地位？
田剛：基礎(chǔ)科學(xué)是基礎(chǔ)性的，重在探索人類認(rèn)知邊界。很多時(shí)候公眾不一定能看清基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)揮的作用。但實(shí)際上，日常生活中處處都有基礎(chǔ)學(xué)科的影子。以數(shù)學(xué)學(xué)科為例，數(shù)學(xué)中的拉當(dāng)變換原理在醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等許多領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用，人工智能也以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)。做基礎(chǔ)學(xué)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(xué)的一大特點(diǎn)是抽象，數(shù)學(xué)研究的是具體事物背后的客觀規(guī)律。數(shù)學(xué)還有一個(gè)特點(diǎn)是嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)學(xué)理論一旦建立就很堅(jiān)實(shí)。此外，數(shù)學(xué)學(xué)科還有一個(gè)特點(diǎn)是超前。比如CT掃描的數(shù)學(xué)原理在100多年前就被發(fā)現(xiàn)了，但CT掃描機(jī)真正投入應(yīng)用則是在其數(shù)學(xué)原理被發(fā)現(xiàn)的幾十年后。
數(shù)學(xué)是人類探索認(rèn)識(shí)邊界過(guò)程中最基礎(chǔ)的學(xué)科，可以說(shuō)，數(shù)學(xué)是一切科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，有著獨(dú)一無(wú)二的作用。數(shù)學(xué)學(xué)科訓(xùn)練的是科學(xué)的思維方式、推理方式，這對(duì)人們科學(xué)認(rèn)識(shí)問(wèn)題至關(guān)重要。
記者：數(shù)學(xué)非常重要，但在普通人看來(lái)，純數(shù)學(xué)理論研究離生活和認(rèn)知太遠(yuǎn)。您認(rèn)為，“數(shù)學(xué)無(wú)用論”這類觀點(diǎn)反映了什么問(wèn)題？
田剛：雖然“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”廣為人知，但“數(shù)學(xué)無(wú)用論”的確也有市場(chǎng)。
我覺(jué)得，認(rèn)為數(shù)學(xué)無(wú)用有幾個(gè)原因：一是數(shù)學(xué)很抽象，有時(shí)候需要很努力才能理解一些抽象的概念；二是數(shù)學(xué)屬于基礎(chǔ)學(xué)科，它的作用往往在“幕后”，公眾很多時(shí)候不能直觀感受到數(shù)學(xué)對(duì)于生活的重要意義；三是數(shù)學(xué)科普教育做得還不夠，致使公眾缺乏對(duì)數(shù)學(xué)的深入了解。
為了加深公眾對(duì)數(shù)學(xué)的理解，我認(rèn)為科技類的博物館在科普中應(yīng)該多增加一些數(shù)學(xué)成分，比如流體、光學(xué)等相關(guān)知識(shí)的背后實(shí)際上有很多數(shù)學(xué)原理。在美國(guó)，波士頓科技館就有專門的數(shù)學(xué)展廳，這對(duì)公眾尤其是青少年進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和了解數(shù)學(xué)有很大幫助。
我國(guó)在國(guó)際數(shù)學(xué)界的地位越來(lái)越高
記者：2022年第63屆國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克競(jìng)賽（IMO）成績(jī)公布，中國(guó)隊(duì)再次登上頂峰，這是中國(guó)隊(duì)在IMO中第23次獲得世界第一。但為什么我們是“奧數(shù)強(qiáng)國(guó)”而不是“數(shù)學(xué)強(qiáng)國(guó)”？
田剛：我們需要厘清一個(gè)認(rèn)知問(wèn)題，數(shù)學(xué)研究不是奧數(shù)，奧數(shù)也不是數(shù)學(xué)研究。是否是“數(shù)學(xué)強(qiáng)國(guó)”不是一兩個(gè)獎(jiǎng)就能確定的。當(dāng)然，奧數(shù)比賽作為一種競(jìng)技也有特殊作用，比如發(fā)掘優(yōu)秀的數(shù)學(xué)苗子，尤其是一些青少年通過(guò)參加奧數(shù)競(jìng)賽可以展現(xiàn)出數(shù)學(xué)天賦。不過(guò)，這些數(shù)學(xué)苗子真正成為數(shù)學(xué)研究者或數(shù)學(xué)家還需要一個(gè)過(guò)程。
從“奧數(shù)強(qiáng)國(guó)”到“數(shù)學(xué)強(qiáng)國(guó)”同樣需要一個(gè)過(guò)程。西方的現(xiàn)代數(shù)學(xué)研究歷史很長(zhǎng)，相比之下，我國(guó)現(xiàn)代數(shù)學(xué)研究的歷史要短得多。
但近20年來(lái)我國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)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(xué)“黃金一代”中有很多都參加過(guò)奧數(shù)競(jìng)賽，他們中的很多人現(xiàn)在也成為了世界一流的數(shù)學(xué)家。另一方面，我國(guó)在國(guó)際數(shù)學(xué)界的地位也越來(lái)越高，在幾乎所有數(shù)學(xué)方向上都有實(shí)力很強(qiáng)的年輕數(shù)學(xué)家。
值得一提的是，在2022年國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)特邀嘉賓中，來(lái)自我國(guó)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(xué)家受邀作報(bào)告。我覺(jué)得要有信心，再給些時(shí)間，我們一定能從“奧數(shù)強(qiáng)國(guó)”變成“數(shù)學(xué)強(qiáng)國(guó)”。
記者：推動(dòng)中國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)科向前發(fā)展存在哪些障礙？應(yīng)如何破除現(xiàn)有藩籬？
田剛：最重要的是建設(shè)一支強(qiáng)大的數(shù)學(xué)研究隊(duì)伍。這幾年我國(guó)數(shù)學(xué)人才隊(duì)伍建設(shè)發(fā)展很快，涌現(xiàn)出一大批30—45歲的頂尖數(shù)學(xué)人才。當(dāng)然還有欠缺的地方。
為此，還需要在以下幾個(gè)方面努力：要做好人才培養(yǎng)工作，我國(guó)躋身“數(shù)學(xué)強(qiáng)國(guó)”肯定要靠年輕一代，老一輩的數(shù)學(xué)家要為年輕人提供更多發(fā)展機(jī)會(huì)；要進(jìn)一步改善軟環(huán)境，比如營(yíng)造良好的學(xué)術(shù)氛圍，完善獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)價(jià)機(jī)制，讓那些能踏實(shí)做學(xué)問(wèn)又真正有所建樹(shù)的人能夠心無(wú)旁騖，我們要鼓勵(lì)他們追求更高的研究目標(biāo)，解決更重要的學(xué)術(shù)問(wèn)題，勇闖無(wú)人區(qū)；此外，要繼續(xù)加強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)科的國(guó)際交流與合作。
培養(yǎng)精英和做好科普“兩手抓”
記者：近年來(lái)我國(guó)數(shù)學(xué)本土人才成長(zhǎng)迅速。您認(rèn)為世界一流數(shù)學(xué)人才應(yīng)具備怎樣的素質(zhì)？如何做到引進(jìn)優(yōu)質(zhì)人才、用好頂尖人才、培育未來(lái)人才？
田剛：我認(rèn)為一流的數(shù)學(xué)人才應(yīng)該具備三種基本素質(zhì)——興趣、天賦、堅(jiān)持。成為數(shù)學(xué)家，不一定要非常聰明。我的數(shù)學(xué)家朋友中，有些人反應(yīng)非?？?，有的人反應(yīng)稍微慢一點(diǎn)，但反應(yīng)慢并不影響他們做好研究。只要對(duì)數(shù)學(xué)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(jìn)優(yōu)質(zhì)人才，首先需要好的學(xué)術(shù)環(huán)境和發(fā)展平臺(tái)。其次，要提高年輕學(xué)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(dú)當(dāng)一面的機(jī)會(huì)，讓他們能獨(dú)立展開(kāi)研究工作。
培養(yǎng)未來(lái)人才，最基本的是要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣。所以數(shù)學(xué)老師要言傳身教，保持對(duì)學(xué)術(shù)的熱情，這樣才能感染學(xué)生。同時(shí)要教育學(xué)生踏實(shí)努力，不要想著抄近路，要遠(yuǎn)離對(duì)學(xué)術(shù)生涯有害的行為。我在北京大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生時(shí)就始終跟他們強(qiáng)調(diào)，一定要安心做學(xué)問(wèn)。
記者：隨著高等教育的大眾化，數(shù)學(xué)教育也走向大眾化。有人認(rèn)為，這一方面有利于提升公眾數(shù)學(xué)素養(yǎng)，另一方面可能不利于發(fā)掘和培養(yǎng)數(shù)學(xué)精英人才。您怎么看這一觀點(diǎn)？對(duì)數(shù)學(xué)教育，您有什么建議？
田剛：這兩個(gè)不矛盾。一方面要發(fā)掘和培養(yǎng)數(shù)學(xué)精英人才，比如通過(guò)全國(guó)數(shù)學(xué)聯(lián)賽等一些活動(dòng)為特別有數(shù)學(xué)天賦的學(xué)生提供更多機(jī)會(huì)，充實(shí)數(shù)學(xué)研究精英人才隊(duì)伍。另一方面要做好普及教育，提高公眾整體的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。雖然不是每個(gè)人都能成為數(shù)學(xué)家，但數(shù)學(xué)素養(yǎng)一定會(huì)對(duì)人一生的發(fā)展有所幫助。因此，在數(shù)學(xué)教育方面，要提高師資水平和教學(xué)質(zhì)量，既做好大眾教育，又抓好數(shù)學(xué)頂尖人才培養(yǎng)。
還有一點(diǎn)要補(bǔ)充，我覺(jué)得數(shù)學(xué)天才在人群中的比例不會(huì)因地區(qū)差異而有太大差異。有些在偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)生可能數(shù)學(xué)天賦很好，但卻由于缺乏更好的老師和資源得不到進(jìn)一步深造的機(jī)會(huì)，這是令人遺憾的。所以，做好鄉(xiāng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的數(shù)學(xué)教育工作也非常重要。
（科技日?qǐng)?bào)記者 代小佩）
