什么是数学和应用数学?
数学是人类活动中的一个项目,哪怕是人脑产生的最纯粹的数学,也和自然规律有关,掌握自然规律或者其他方面迟早会有用。我们把已经应用或者即将应用的数学叫做应用数学。就目前的发展来看,微分方程、概率统计、计算数学、计算机数学、运筹学都在适用的数学范围内。另一个是“数学的应用”。物理学家、航空工程师、地质学家、生物学家、经济学家等。,需要把数学作为解决各种学科和工程问题的工具。因此,有时他们不得不将发展成熟的数学转移使用,但有时又不得不创造性地开发新的数学方法来处理他们遇到的独特问题。这就是数学的应用。它们往往要求不那么严谨,往往需要配合对实验结果的观察和经验给出的直觉来发展数学方法。因此,应用数学家除了具有相当水平的数学素养外,还必须对应用题目的主题有相当深入的了解。
传统数学分为“纯数学”和“应用数学”,两者的区别只在程度上。即使是最纯粹的数学在未来也会被应用。他们的相似之处在于只关注问题的数学内容,只用数学标准来衡量研究成果。“数学的应用”以科学或工程内容为主,数学只是工具,所以研究成果的衡量标准也有很大不同。
“应用数学”这个术语在20世纪之前并不存在。伟大的数学家,如高斯、欧拉、柯西,都是既搞纯数学又搞应用数学的。比如函数的发展,基本上就是求解物理引起的拉普拉斯方程。纯逻辑思维和对自然现象的解释并行发展。直到第二次世界大战,高等数学的应用大多与物理有关。
二战前后,由于航空工业的发展和飞机在战争中的重要性,高等数学开始在力学和其他工程中广泛应用,促进了应用力学和应用数学的发展。上世纪四五十年代,应用数学的主要研究内容是力学,大部分应用数学家的背景都不是数学,所以“应用”的性质很强。自20世纪60年代以来,情况发生了变化。一方面,高等数学的应用越来越广泛。不仅物理、工程、化学、天文、地理、生物、医学都在使用高等数学,就连经济学、语言学也开始使用相当多的高等数学,于是应用数学就发展起来了。
应用数学发展的另一个原因是数学的发展越来越抽象,逐渐只有数学家自己和他们的同行才能理解他们在做什么。在这种情况下,需要数学的理论科学家和工程师不得不依靠自己,而不是依靠纯粹的数学家,自己开始数学。他们的数学和纯数学最大的区别就是和现实的结合:自然的现实和社会的现实。自然现象和社会发展提出的数学问题要解决;解决了数学问题后,讨论的结果就会回归自然和社会,应用数学就应运而生了。