数学家论文题目
一.数学和科学技术的进步
二十世纪科技进步给人类生产生活带来的巨大变化,真是令人惊叹。人们的“千里眼”、“千里眼”、“飞上天空”、“飞上太空”等梦想,都在本世纪实现了。回顾二十世纪的科技大进步,以下几项影响最大,数学的预见和推动非常关键。
(1)麦克斯韦方程之后,人们用数学的方法演示了电磁波,然后赫兹可以做发射电磁波的验证,于是就出现了电磁波声光信息传输技术的发展。
(2)爱因斯坦相对论的质能公式第一次从数学上论证了原子反应释放的巨大能量,预言了原子能时代的到来。然后人们从技术上实现了这个预测。今天,原子能已成为发达国家电能的主要组成部分。
(3)牛顿曾通过数学计算预言了发射人造天体的可能性,人们用了近三个世纪才实现这一预言。
(4)电子数字计算机的诞生和发展完全是在数学理论的指导下进行的。数学家图灵和冯·诺依曼的研究对这一重大科技进步起到了关键的推动作用。
(5)虽然遗传和变异现象早就被人们注意到了。生产生活中也培育出了新的动植物品种。然而,长期以来,遗传机制并没有得到合理的解释。20世纪60年代,孟德尔用组合数学模型解释了他8年实验观察所得的遗传统计数据,从而预见了遗传基因的存在。多年以后,人们发现了遗传基因的实际携带者。20世纪50年代,沃森和凯瑞发现了DNA分子的双螺旋结构。从此,数学更深入地进入了解码遗传密码的研究。
数学是人类理性思维的重要方式,数学模型、数学研究、数学推理往往可以在具体经验之前预知。这种预见不是出于幻想,而是出于对用数学方式表达的自然规律和必然性的理解。随着科学技术的发展,数学和预见的准确性和可检验性越来越显示出其巨大的意义。
第二,时代的潮流
我们正面临着一个科学技术飞速发展的时代。信息的数字化和数学处理已经成为几乎所有高科技项目的核心技术。从事设计和制定计划,到实验探索和不断改进,到指挥控制和具体操作,无处不依靠数学技术。无数的新闻报道反映了这个时代汹涌澎湃的浪潮。以下只是其中的一部分。
(1)数学技术已经成为工业新产品开发设计的重要关键技术。1994年4月9日,号称“100%数字确认”的波音777举行了隆重的出厂仪式。过去,为了设计一种新型飞机,需要对模型部件和样机反复进行强度试验和空气动力学试验。:测试。如果出现任何问题,您必须更改设计并重试。新型号研发周期十几年,消耗大量原材料和能源。采用数学技术后,所有试验都可以通过精确设定的数学模型在计算机中进行,通过数学指令实现探索和修改。新车型的研发周期从十几年缩短到三年半,大大节约了原材料和能源。
(2)许多国家意识到发展高清电视是未来经济和技术竞争的主战场之一。日本和美国都在相关研究上投入了大量的资金和人力。日本起步最早,但研究是模拟的;美国虽然起步晚了点,但是研究是数字化的。经过多年的奋斗,数字化研究以其高度的优越性赢得了关键的胜利。人民日报2月24日报道1994:日本政府正式宣布将转向数字高清电视的研究,承认数字电视因其优越性已被世界大多数国家认可,未来很可能成为国际标准。
需要指出的是,电视屏幕不仅是现代人日常生活中不可或缺的,而且还可能通过联网成为信息传递和处理的工作面。几乎所有重要的工作都会与之相关。在如此重要项目的激烈角逐中,数学技术起到了决定性的作用。
(3)199 =海湾战争是一场现代高科技战争,其核心技术其实是数学技术。这一事实引起了人们的极大惊讶。美国总结海湾战争的经验,得出“未来战场是数字化战争”的结论。
干扰和失真是电磁波通信中的一个大问题。早在上世纪60年代太空开发竞争初期,美国就实施了。当阿波罗登月时,他意识到由于太空中的强烈干扰,无论多么精密的电子硬件设备都无法接收到任何有用的信息,更不用说控制它了。在采用了信息数字化、纠错编码、数字滤波等一整套数学通信技术和数学控制技术后,成功完成了把人送上月球的计划。20年后的海湾战争,多国部队用这套技术互相干扰,既聋又瞎。利用精确的数学技术,我们可以在短短几十秒内准确拦截对方发射的导弹,也可以引导对方发射导弹,准确命中对方目标。正是这套信息数字化的数学技术,在发展高清电视的竞争中取得了压倒性的胜利。开发一种数学技术可以用在。这许多方面的有效性显示了数学的广泛适用性。
(4)1995 65438+10月,凡神地震后,美国利用数学模型进行地震预测,预测本世纪末南加州可能发生大地震。
(5)1995年3月,中央人民广播电台宣布开启数字广播模式,指出以前的模拟广播模式效果不佳,采用了新的广播模式。
(6)1995年6月,欧盟召开会议,讨论未来数字通信的统一标准。
(7)1996 2月,中国电子工业部公布了“九五”发展重点:数字信息技术。两个重点研究项目是:数字高清晰度电视接收机样机和数字激光视盘。
(8)1996年4月,中国国家科委发布招标公告,正式宣布数字高清电视开发项目。
第三,当代和未来的发展依赖于数学
仅举几件事为例,就可以清楚地看到数学在当代人生产生活中的重要作用。当代生产生活离不开石油,石油勘探生产需要了解地层结构。多年来,已经开发了一套数学模型和程序。人们发射地震波,然后收集从各个层面反射回来的信息。通过数学处理,可以显示地层各剖面的图像和地层结构的全貌。这是目前石油勘探和生产中广泛使用的一种数学技术。无独有偶,也有类似的情况涉及到人们的生活。医生需要了解病人身体和器官内部的情况和变化。以前调光片把骨头和各种器官都重叠了,往往很难识别。现在他们也有了一套数学方案。借助精密设备,收集辐射穿透人体或核磁振动带来的信息力。有了数学处理,人体各种刻面的情况都可以清晰的显示出来,而你需要知道哪一个刻面可以调出画面,关系到人们的生产生活。
在涉及生存和发展的关键时刻,尤其是涉及人类命运的关键时刻,数学也发挥着非常重要的作用。在本世纪的最后十年,美国国家研究委员会发表了两份重要报告,《人人关心数学教育的未来》和《90年代振兴美国数学的计划》。两份报告都提到,在过去的半个世纪里,数学在三个时期的应用受到了特别的关注,推动了数学的爆发式发展。“第二次世界大战促进了许多新的强有力的数学方法的发展……”在苏联卫星发射的刺激下,美国政府加大投入,促进数学研究和数学教育的发展”,“计算机的使用扩大了对数学的需求”。二战太平洋战场的关键时刻,美国海军利用数学方法破译日军密码,得以赢得中途岛战役,歼灭日军联合舰队主力。在关系到人类命运的二战中,美国几乎是整个反法西斯战线的后勤补给基地。在反攻阶段,要组织跨越两大洋的大规模作战,物资调度和后勤保障成为非常关键的问题,这刺激了相关数学方法的快速发展。这一时期发展起来的线性规划实用数学技术,战后迅速普及到各个方面,给人类带来了数千亿的巨大利益。到1957,苏联将第一颗人造卫星送入太空,震惊了美国朝野。意识到数学应用的差距,美国政府加大了投入,促进了数学研究和数学教育的快速发展。随着计算机的发展,对数学产生了前所未有的需求,刺激数学进入第三个大发展时期。
已经有很多令人信服的例子,说明数学在日常生产生活中,或者说在生存发展的关键时刻,发挥着非常重要的作用。在新世纪到来之前,科学技术和生产的发展对数学提出了前所未有的需求。我们必须抓住机遇,加大投入,加强数学研究和教育,提高全民族的数学素质,才能更好地迎接未来的挑战。