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2002年1月22日 · 第10版

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本页目录(11 篇)

数学,在有了计算机之后

北京大学数学系 姜伯驹

作为数学教师,我被问及的问题却多涉及计算机。

“有了计算机,数学可不用学那么多了吧?”的确,商店、银行里用了计算器,珠算和笔算的实用价值下降了;工程师用了计算机,以前不可思议的东西现在能算了。如果学数学只是为了做数字运算,那么学学使用计算机就够了,就像有了傻瓜相机谁都会拍照一样。但是数学不等于学算,计算机不能代替数学,就像打字机不能代替文学一样。

第二次世界大战以来,随着计算机的发展,数学渗入各行各业。在今后的技术社会、信息社会里,学数学不再只是升学的需要,也越来越成为谋生的需要。但是数学课程要改革,要更强调广和用,适应变化了的需求。过去我们运算技能训练比重太大,使数学课枯燥无味,有用的概念和方法反而学得不够。现在该把更多的精力放到丰富多彩的数学知识上去了。

“有了计算机,对数学教学有什么好处?”数学教学中,抽象与具体、逻辑与直观是永恒的矛盾。计算机强大的计算功能和图像处理功能正好能弥补这种缺陷。通过教学软件演示,可以帮助学生观察现象,理解概念,领会方法;通过自己动手计算,体验解决问题的过程。应该尝试组织数学实验课程,在教师指导下探索某些理论课题或应用课题,学生的新鲜想法可以借助教学软件迅速实现,在失败与成功中得到真知。这种方式变被动的灌输为主动的参与,有利于培养学生的独立工作能力和创新精神。

我们的教育往往重统一要求而轻个性发展。没有个性就没有创造性,学数学的思维过程,个人之间的差异比学语言大得多。数学教学软件的设计和使用必须强调灵活性、多样性,以免变成束缚人的框框。课堂教学不容易充分照顾全班学习快慢的差异,教学软件使学生能自己调整节奏而不增加教师的负担,是极好的辅导手段;难的是使它有启发性,能引导积极的思考,不要挫伤学生非标准的合理想法。至于题库,像习题集那样,应该是指导教学、组织教学的工具,但它又可能成为搞一刀切的指挥棒;万一被滥用,还可能成为搞题海战术的出题机器和题解机器,给教师学生带来痛苦。有利也有弊,全看怎么用。

总之我觉得,计算机带来的机遇恐怕主要在提高学习的质量,而不在减轻教师的劳动。用好这个先进工具,数学教学的质量和效率都能大为提高,对数学教师的要求也一定会更高。

科普中心如此“科普”

科普中心如此“科普”

鑫华旺

1月5日10时30分,市民陈先

生一家三口花15元钱买门票,跨进了重庆市青少年科普文化中心大门,径直向湖边的一个小店走去。他们是慕名前来接受“新科技”帮助的———给18岁的女儿电脑测名改名。

操作电脑的年轻女孩很热情,忙着输入陈先生提供的女儿的姓名和出生年月日,不到两分钟,测试结果出来了。“名字不好啊!”“小师傅”拿着电脑打印出来的单子分析起名字的天格、地格、人格……改什么名字呢?陈先生在“小师傅”的指点下,又通过电脑打印出两张单子,再次认真逐项分析……

此时,另一位测名的“眼镜”也在津津有味地聆听。“小师傅”告诉他:“电脑测名改名每次只需要5元钱,绝对高科技,绝对准确。”“小师傅”输入“眼镜”写上的名字和生日,很快电脑测试出来了。

“‘廖伟’这个名字一般啊,只有70分。”

“小师傅”翻着一本破旧的书对照着向“眼镜”解释,“外格、地格为凶数,‘混沌未定,分离破败数’,38岁以前运气不好,38岁以后运气不错……”

“眼镜”连说算得准,拿过测试单一看,见电脑推荐名字有:元士、木桢、文郎、维驿等。“眼镜”于是提出要给自己的双胞胎弟弟“廖维驿”算一算。“小师傅”称,“弟弟”命与他相反,38岁前可以,38岁后就不行了。电脑测出的“总运势”也说:“巧中暗藏拙,人事多蹉跎”。

“看来电脑推荐的名字也被电脑否定了!”暗访中的记者(“眼镜”)不禁为这自相矛盾的结果感叹。

“小师傅”却一再强调,这是成都某电子技术研究所的最新研究成果,引进科普中心才一年,许多人测试之后都说很准,生意一直不错。她指着墙上的招牌说:“不但可以测名测运气,还承接新生儿、公司、工厂、商店等的取名。不过收费不是5元了,而是100元———由师傅亲自取,名字评分保证98分以上。”

记者看到,这家测名字测运气的店还有“配套服务”:货架上摆满看相算命的书籍供消费者选购,如《鲁班全书》、《周公解梦》、《看相不求人》、《命理预测通纂》、《取名测字》等。

对此,不少人表示不解:“一个以科普为宗旨的地方,哪能让伪科学打着高科技的旗号来糊弄人呢?”

造假风侵蚀着学术净土

新华社记者 周立民 周剑虹

学术界本应是一块探求真知的净土,然而近些年来,由于急功近利,科学态度和求实精神被一些人弃而远之,有的竟然弄虚作假获取名利,失去了学者起码的道德。

合肥工业大学人工智能研究所杨敬安教授,曾在安徽省乃至全国人工智能研究界赫赫有名。他长期从事计算机视觉、图像理解、模式识别等教学和研究工作,曾在多个国际学术组织内兼职,并兼任安徽省计算机学会副理事长。

2000年,一位以色列博士反映,杨教授1995年在IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议论文集上发表的论文,抄袭了他和另一位博士1992年合作发表的论文。后经证实,杨至少有5篇论文几乎是全盘抄袭国外学者的成果,甚至有些地方抄都抄错了。

2001年9月,中共合肥工业大学委员会在《关于给予杨敬安开除党籍处分的决定》中写道:“杨敬安在截至1999年底所发表的学术论文中,严重抄袭国外学者研究成果的有6篇。杨在1993年申报教授、1995年申报博士生导师的材料中填报了以上部分抄袭论文,并虚构国外研究成果一项,填报实际上并未发表的国际会议论文两篇。”

杨敬安告诉记者,他本人和他的妻子现在都背上了难以承受的精神包袱。杨强调他当时这样做主要是为了保住学校计算机专业的博士点,本人对于“引用”别人成果在思想上也没引起重视。这种说法难以让人信服———他为何在申报职称和奖励时也用了假材料?高职称就意味着高待遇,看来还是名利的驱使起着相当大的作用。合肥工业大学党委副书记庆承松说,校方正在研究对杨敬安的行政处理、处分意见。

中国科技大学校长朱清时院士在接受记者采访时,把学术造假比作“癌症”,认为这种现象不遏制会毁掉学术界。遗憾的是搞这种不体面动作的在学术界绝非杨敬安一人。

安徽省教育厅提供的《1997年以来高校职评发现师风、学风问题一览表》列举了不少学术造假者,如皖南医学院、池州师范学院的两位副教授把别人发表的文章换上自己的名字发表,滁州电大一位副教授把一位研究生的毕业论文换成自己的名字公开发表。从这份名单可以看出,

2000年前每年发现的造假、掺水者一般只有两三例,而去年以来已经发现了7例。

朱清时说,现在有的研究生为了尽快出成果,编造数据;有的学生为了出国,不守诚信,骗学校、骗老师,这种功利主义思想在学校流行,成了学术造假的温床。他忧虑地说,现在很多人明知有人在骗,但抹不开面子,对学术造假熟视无睹,有的单位甚至采取保护主义态度,怕坏了单位名声,长此以往,终有一天会败坏集体的学术风气。

有关专家认为,要根治“学术癌症”,除了加强道德建设,从操作层面来讲,应该建立更加科学、严格的评审制度。

据介绍,近年来安徽省要求申报高级职称必须提供作品原件,并进行公示,建立了评委库,随机抽选,以杜绝“人情分”,收到了比较理想的效果。但仅有这些还不够。专家建议要建立评委责任追究制,防止评委做顺水人情、敷衍塞责。

学术刊物过滥的现象也急需治理。现在有些刊物只要给钱,论文质量再差也发。安徽省教育厅就曾发现一家全国知名的医学期刊居然一期出了7个样本,登了大量“创收”论文,对这样的刊物如不依法严管,自然会产生大量的假冒伪劣学术产品。

“问”的学问

科技杂谈

陈浩

我们在物质资源、研究积累、科学传统、教育水平等方面都不如一些发达国家的情况下,如何在科技创新方面赶超他们,创新机会在哪里?科学创新取决于多种因素,包括外在的物质因素,但根本因素还是科学家的思想:一是要确定对某个或某类科学问题进行探讨,二是要寻找解决问题的方法。

上个世纪60年代,胡适先生送给一群大学毕业生一个“防身的药方”,这个药方共有3味药,一味叫做“问题丹”,一味叫做“兴趣散”,一味叫做“信心汤”。他认为:“问题是一切知识学问的来源,活的学问、活的知识,都是为了解答实际上的困难,或理论上的困难而得来的。”路甬祥院长也曾说过:“我们不能光提倡分析问题和解决问题的能力,首先要提倡提出问题的能力。只有不断提出新的重大科学问题和技术问题,我们才能够组织力量去解决它,而且问题既然提出来,我相信迟早一定会解决。”

上面这些话,可以看作要善于提出问题的理由。那么我们如何寻找有意义的问题?众所周知,科学有两个来源:一是好奇心,人类需要对自然的奥秘有一个合理的理解与解释,希望获得一种系统理解世界的方式。这种内在的要求构成科学史上的哲学家传统。二是为满足人类的物质生活需要,人类必须提高自己制造、使用和改进工具的技艺和能力。这构成了科学史上的工匠传统。

随着人类活动范围的扩大,生产和生活的需要越来越多,人类只有不断制造各种各样的工具,才能满足这些需要。在满足基本需要的同时,工匠的工作促进了近代许多科学的发现。最典型的是望远镜的产生促进了天文学的发展,显微镜的发明促进了微生物学的发展,这样的例子很多。从科学史可以看到,早期的科学家事实上既有哲学上的思辨意识,也有工匠的手段和技巧,如塔格里亚和伽利略将才能用于改进军事器械,斯特文用于水利工程,莱布尼兹和惠更斯用于改进动力机械。

现在非常不幸,随着科学的发展,工匠传统慢慢被职业科学家所抛弃。人们一谈到科学自然想到思辨,一谈到科学家马上想到爱因斯坦。但事实上,科学的发展依然是两个驱动力。司托克斯在他的《基础科学与技术创新———巴斯德象限》一书中说道,自19世纪以来,应用的考虑已成为推动科学进步的动力之一,“科学已日益被技术进步探索的问题加以丰富,而不是仅仅由科学内部议程的展开来推进。”

我们大家非常熟悉这样一个线性发展模式:基础研究———应用研究———开发———生产经营,这是我们现在普遍所推崇的一种模式。这种理论将科学发现看成是技术发明的源头,这当然没有问题,问题是现在很多人把它看成是唯一的源头。司托克斯对那个线性体系非常不满,认为实际情况不是这样的。

他发明了一套二维结构的新体系来说明基础研究和应用研究的关系。在他这个体系中有三类研究,他将它们分在三个象限:一类是“玻尔象限”———不考虑应用,只考虑扩展知识的纯基础研究。一种是“爱迪生象限”———基本不考虑扩展理论知识的纯应用研究。还有一种研究是“巴斯德象限”———既寻求扩展认识的边界,又受到应用目的影响的基础研究。巴斯德的大量工作是从应用研究开始的,例如研究发酵和狂犬病。巴斯德从很多实际问题的背后总结出科学原理和规律,这种做法使得微生物学得以诞生,他因此成为微生物学的开山鼻祖,这就是实际问题的解决促进了基础性科学诞生的例子。

总之,我们要寻求有意义的科学问题,除了从科学理论内在矛盾中去找,更应该从实际问题中去发现,这里面蕴涵着大量创新的机会。

(作者为中国科学院科技政策局副局长)

纯真一片赤子心——访美籍华裔数学家丘成桐

本报记者 杨健

“丘成桐开了家指纹技术公司!”在普通百姓听起来,这消息就像是说卢浮宫里梵高的名画挂进了爱斯基摩人游猎的帐篷。

丘成桐何许人也?当今世界华裔数学家中最闪亮的明星,迄今为止唯一获得过被称作“数学界的诺贝尔奖”———菲尔兹奖的华人。可就是这样一位研究纯数学的大师,如今要把他高深的数学理论,直接运用在与日常生活息息相关的指纹识别研究。这不能不引起我们的兴趣。

1月15日晚上,我们在北京友谊宾馆采访了丘成桐。

大学问者自有大胸襟

“其实这也没什么好奇怪的。”花白头发的丘成桐穿着一件薄羊毛衫,很随意地坐在茶桌边,语气轻描淡写。

“认为数学家不关心应用,恐怕是一种误解。”丘成桐认为,在国外,人们对基础研究和应用研究的分野,不像中国人这样明显。他的好多同行,都跟工程技术界多有联系。

“三教九流的人我都爱接触,他们提出的问题,很多会让我感兴趣。但我跟应用技术沾边,不是为了挣钱。在马路上边摆水果摊能挣1000万美金,我也不干,因为它跟我的学问没有关系。”一年多以前,哈佛大学的几个留学生找到丘成桐,请他帮助解决指纹识别技术中的一些关键数学问题。丘成桐一下子来了兴趣,他觉得里面有许多值得深究的东西。

“中国的传统文化,看不起具体的技艺。士大夫喜欢字画的不少,但建筑雕刻,就属于工匠的事情。所谓‘劳心者治人,劳力者治于人’,他们不屑去做那些烦琐费力的事情。”谈起这些,对传统文化颇有心得的丘成桐兴意盎然。“在古代中国,地位最低的是商人,而真实的社会生活,包括科技发展,离开了‘士农工商’中的任何一个都不行。”

“我为什么要办这个公司?那是因为指纹识别归根到底是一门实用的学问。指纹扫描的图像和识别的效果,因人而异,因操作方法而异,因年龄而异,因体温而异,甚至因人的职业而异。你用的方法对不对,坐在家里是不可能知道的。只有通过大范围的测试,才能有一个正确的认识。而这个任务,需要一个商业性的实体才能高效率地完成。”丘成桐觉得,科学的领域里,最好百花齐放,不宜将实用和理论割裂开来。“它们是互为表里、不可分割的。做大学问的人都有大胸襟,作为大国的中国,更要有这个抱负。”

不求真无以立德

在丘成桐看来,基础研究与应用技术之气脉相通,还在于它们都给人以美的享受。

研究数学,丘成桐时常沉醉于一种美的体验。“数学也好,其他纯粹科学也好,都追求用最简单的方法来刻画自然现象的本质。描述天地间万物的运行轨迹,牛顿只用了3条简短的定理。这里面那种简约的美,真的难以名状。”

但美的观念也是在变化着的。“一个人对自己的恋人一见钟情,源于对美的原始性的震撼。可是几十年以后,你还会觉得她美吗?也许会,也许不会。美跟人们对事物的了解程度其实是有关系的。”

计算机证明四色定理,花了很大的功夫,最后达到了目的,但大多数数学家并不满意。为什么?“因为它不美。不仅是形式上不美,更重要的是,它对我们了解和解决其他数学问题没有什么帮助。”

“不要认为搞工程的人就感受不到美。”丘成桐话锋一转:“要用数学语言把美的感觉定义出来,实在是一件很难的事。工程师不同,他会设计出一台数码相机,‘喀嚓’一声,他告诉你———这就是美。把这张照片放到网上,一点键盘,它就传到了地球的那一端。这难道就不是美?所以说,基础科学和工程技术是相通的。”

数学之美,在于它对真的追求。而在现实生活里,丘成桐时时被一些假和丑的现象所困扰。“我很奇怪,一个学生的论文明明结论是错的,可导师为了维护自己的弟子,照样放行通过;一名学者的能力着实可怜,可为了集体的荣誉,一些高等学府居然全力以赴,四处游说,为他争取更高的学术地位;一位院士的精力毕竟有限,可在一些学校,院士年纪再大也不退休,始终决定着学术研究的方向。这些违背常理的事情,竟然就可以长期存在。”

“不求真何以立德?”在他担任学术委员会主任的中科院晨兴数学中心,丘成桐时时告诫自己的学生。中心成立5年多来,将中国数学研究的水平,向前大大地推进了一步。但丘成桐并不满足。在中国数学界,他最推崇的人是陈省身、华罗庚和冯康,“无论是能力、远见和用功,今天的年轻人都还有很多要向他们学习。”

53岁的丘成桐生在汕头,长在香港,成名于美国。出身于典型的中国式家庭,受过发达国家先进的高等教育,他承认对目前国内的一些情况不太适应。但丘成桐少有失落的感觉。“为什么要失落呢?就像自己的父母孩子,他们谈论的话题我跟不上,他们听的音乐我听不懂,但我不会失落。见到他们,我只有高兴。”

快乐科学

足球本质是快乐的,科学也是。

对于受过正常教育的中国孩子来说,从小到大,关于科学家的故事听得不算少。在大多数人的印象里,科学家是一种荣誉———他们为人类作出了巨大的贡献;科学家生活是一种历练———要付出常人所不能想象的代价,清贫、孤独、牺牲和忍耐是科学工作的“知己伴侣”。

这样一种对科学及科学家的印象不能说是错的,科学的王国里“没有捷径”的诸多名言也是事实的写照。但我们仍是困惑,如果只是付出和忍耐,只是艰苦和孤独,为什么会有那么多的人在科学的“羊肠小道”上不用扬鞭自奋蹄?

2001年9月—11月,12名中国记者分赴美国、瑞士、德国、英国,采访了30余位诺贝尔奖的获得者。如今,这些采访的记录《与诺贝尔大师面对面》已由文化艺术出版社结集出版。现从中节选若干片段,算是获奖者给出的答案。

我知道自己喜欢什么

各门功课我都没有特别下功夫,只是自然而然地学,因此我知道自己不是搞数学、物理的材料,这一点我在中学就清楚了。要知道,就是我到了剑桥大学读书后,那儿的同学中还有不少人不知道自己适合干什么,还在犹豫,还在选择,而我从来就没有怀疑过自己的选择。

如果你自己不清楚自己适合做什么,别人往往不会给你指出来,即便你的哪一科很差,人们出于好心,也总是鼓励你“加把劲儿你也能行”。在这种鼓励之下,就容易糊涂。

——2001年诺贝尔生物及医学奖得主蒂姆·汉特

充满魅力的事业

我想告诉中国青年的是,科学一方面是一件非常美妙而充满魅力的事业,因为它会给人类带来很大的益处。我在年轻的时候经常问自己,怎么会有这么美妙的事情存在呢———我干着我最喜欢的事情,还有人向我付钱;但是另一方面,科学又需要你付出很大的努力,需要耐心,需要执著。——1995年诺贝尔化学奖得主马里奥·J·莫利纳

欣喜如初为人父

每个科学家都期望发现能够变革他们研究领域的成果,但通常他们只能在以前的成果上循序渐进,使科学有一点点进展。很少有人那么幸运,获得巨大发现,让自己领域的研究向前跨出一大步。那种拥有一种真正的发现的感觉在一生中只能有一两次,它所带来的感觉,可与我看到我的第一个孩子出世时的欣喜相媲美。——1976年诺贝尔物理学奖得主伯顿·里克特

永不满足的愉悦

11年以前,我做了一个骨盆的手术,医生们放了一个东西进去。我躺在那儿,听到仪器的嗡鸣,花了两个多小时。手术后,我的大夫微笑了,他完成了,他感到快乐,他满意他所做的工作。

这种感觉我在物理研究生涯中从来没有过。物理研究是永远不能完成的。我从来没有做过几小时就完成的实验,通常它们持续一周、一月甚至一年,然后对现象有所理解,这是愉悦所在。———1988年诺贝尔物理学奖得主杰克·斯坦伯格

谨防“洋迷信”为害孩子

王志伟

“今天你运气不错,细心观察就会发现有男生暗恋你,你在课堂上会受到老师表扬。”不要以为这是同学间的对话,更不要将它误作电影台词,这是某初中二年级女生根据自己的出生年月,从“星座运程指南”中获得的“金玉良言”。

“星座运程”方面的书籍近来在中学生中广为流传,引起家长和老师的焦虑。学生家长张小冰一句话道出其实质:“这‘星座运程’以外国星座为幌子,不就是‘洋迷信’嘛!”

在南宁市某中学附近,记者看见几个十三四岁的女孩子正围在一个小书亭旁叽叽喳喳地争看一些时尚杂志。走近一看,书摊上以青少年为读者群的各类图书可谓五花八门。一些杂志中“星座运程”方面的内容比比皆是,如“本月星云星座”、“看看你今天有没有桃花运”、“你今天考试的幸运指数”等。很多青少年是这类杂志,或者是一些杂志上相关栏目的忠实读者,运气好则喜,运气差则悲。初一学生张素说:“我们有时候还把这些书作为礼物送给同学。”书亭主人洋洋得意地告诉记者:“这些书畅销,学生们喜欢得很呢!”

有关专家指出,这些星座预言之类的说法是没有任何科学依据的。与“星座运程”有关的书籍和栏目何以吸引学生呢?教育界人士认为,好奇心理是一个重要因素,与孩子在成长过程中的心灵空虚也有关,为了孩子的身心健康,应教育他们不要上“洋迷信”的当。