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数学院“人和事”系列——中国运筹学的重要开创者

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发表于 2021-10-14 18:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
数学院“人和事”系列——中国运筹学的重要开创者

原创 牛园园、杨晓光 中国科学院数学与系统科学研究院



     任何一门科学的诞生,都是从应对人类实际需求开始的,运筹学也是这样。二战刚开始的时候,英国空军飞行员人数和战机远远少于纳粹德国。为了有效地对德作战,英国空军召集了各方面的专家来讨论,如何有效对抗德军飞机入侵,怎样使用飞机来最有效地侦查潜水艇;如何大规模地轮番轰炸对方,怎样使用军用机场和领航调度才合适等问题。在解决这些问题的同时,得到了一些规律性的经验,这些经验还被运用到工业、商业、交通运输业等许多部门中,如原料产地、工厂、和消费地区之间怎样利用现有运输条件做到合理供应;办公地和宿舍都很分散,怎样分配住宿的效果最好,很好地解决了这些部门的问题。随着对这些问题数学性质研究的深入,以及计算机日益广泛的使用,使得相关问题的理论逐步系统化,计算工具大大丰富,于是一门新的实用科学出现了:Operational Research。

  Operational Research,在美国被称为Operations Research。当时在美国的钱学森和许国志就敏锐地意识到了它的重要意义和广泛的应用前景。1955年他俩在离开美国奔赴新中国的归国客轮“克利夫兰号”上,便商定要将这一新学科引入新中国。他们归国后的努力,使得中国成为英美之后世界上较早建立这一学科的国家。

  作为引入中国后的一个新学科,急需一个既能涵盖本意又能体现中国文化特色的译名。许国志学贯中西,有深厚的文化底蕴,他深知虽然这一学科产生于欧美,但其思想在中国自古有之,比如田忌赛马、丁谓建宫等。最初许国志将其翻译为“运用学”,1956年在清华大学电机系运筹学专业成立前,许国志与当时清华大学主持运筹学专业的周华章先生反复讨论认为,尽管这门学科最早起源于战争中武器的有效运用研究,但是谋划却是它更重要的内容,因此“运用”二字不能包括 Operations Research 的全部内涵。他们联想到“史记留侯世家”中刘邦对张良军事谋划的称赞,“决胜于千里之外,运筹于帷幄之中”,因此感觉用“运筹学”更贴切,于是便决定正式更名为“运筹学”,运筹学这个名称从此诞生。这个极具中国传统文化特色的译名,体现了许国志身上凝聚的“理性”与“人文”两类智慧。

  同年,许国志在《科学通报》上发表了文章,系统介绍了规划论、对策论、排队论等运筹学的主要分支,这是国内第一篇介绍运筹学的学术论文。与此同时,许国志还在《人民日报》上刊文介绍运筹学。在1957年的全国力学学术报告会上,许国志作了“论线性规划及其应用”的专题报告,首次将线性规划的概念及方法引进国内。

  1956年1月,许国志在力学所负责筹建了中国第一个运筹学研究室,并担任室主任。在组建运筹研究室时,许国志创造性地提出按理科、工科和社会科学各占三分之一的“三三”制选取人才,开创了学科交叉的先河。为发展运筹学,许国志通过海外渠道订购了全套美国运筹学杂志。当他了解到苏联数学家康脱罗维奇写过一本书《企业组织与计划中的数学方法》(1975年康脱罗维奇因此获诺贝尔经济学奖),便通过中国留苏同学从列宁格勒国立大学图书馆长期借出,并由他组织室内的同志翻译出版,而两年以后该书方在英国刊物上详登。

  1956年春,毛泽东提出向科学大进军,中国制定了《十二年科技发展规划》,运筹学是这个规划中的一个独立项目,许国志被指定为运筹学项目的起草人。此项目不仅为我国的运筹学发展绘制了美好蓝图,而且规划了详细的实施措施。“规划”制定后,送到苏联,请苏联专家提意见,苏联专家对此项目的意见是“无条件赞成”。

  运筹学的旗帜一经树立,许国志就着手运筹学队伍的培养。他在运筹学研究室招收并指导了中国第一批运筹学的研究生和进修生。在《十二年科技发展规划》的运筹学项目中,许国志提出了在清华大学电机系成立运筹学专业的规划。照此规划,许国志参与筹建清华大学的运筹学专业,亲自起草了该专业的课程设置。值得一提的是,清华大学的运筹学专业可能是世界上最早的运筹学本科专业。遗憾的是,清华大学电机系的运筹学专业只招了两届学生,反右运动期间停办。后来中国科学技术大学成立,许国志又大力推动在中国科学技术大学数学系设立运筹学专业,并担任教研室主任。许国志不仅参加了课程设计,而且亲自授课,指导学生的毕业论文。

  “文化大革命”期间,许国志在交通运输、钢铁工业和水利等部门进行运筹学在国民经济中的应用研究,使其在中国得到了很大的发展,为此后系统工程在这些部门的开展做出了贡献。20世纪60年代中,许国志注意到当时刚刚兴起的组合最优化理论与方法的发展趋势和极为重要的应用前景,积极开展并参与了该学科的科研工作,取得了一批重要成果。中国运筹学会成立以后,他担任运筹学会第一届副理事长,随后一直担任运筹学会顾问,始终为运筹学的发展倾注心血。

  今天运筹学在中国已经根深叶茂、开花结果,各种数字经济平台大量使用运筹学算法,华为等一批中国引领世界的企业大力开展运筹学的应用研究,国防部门更是把军事运筹放在十分重要的位置。钱学森、许国志等先生的高瞻远瞩所开创的运筹学事业,为中国的发展做出了重要贡献。

来源:中国科学院数学与系统科学研究院

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