2023 年度“走近大学—应用数学系列网络科普讲座”圆满结束

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2023 年度“走近大学—应用数学系列网络科普讲座”圆满结束

来源：中国工业与应用数学学会网站

数学是中小学教育的一门重要学科，也是人类社会和科技发展的重要基础学科。为了帮助广大高中生尤其是高三毕业生进一步了解数学、爱上数学，坚定报考数学专业的信心，中国运筹学会和中国工业与应用数学学会联合主办2023年度“走近大学——应用数学系列网络科普讲座”。活动得到了国内多所高校的大力支持，由中国科学院数学与系统科学研究院、南开大学、上海大学承办，北京大学、中国科学院大学、中国科学技术大学、中国科学院地质与地球物理研究所、南京邮电大学、吉林大学协办。

2023 年度“走近大学——应用数学系列网络科普讲座”共七讲，开讲时间为 2023 年 6 月 12 日 — 7 月 2 日，先后邀请了中国科学院数学与系统科学研究院闫桂英研究员、中国科学院大学郭田德教授、中国科学院地质与地球物理研究所王彦飞研究员、北京大学李若教授、中国科学院数学与系统科学研究院周涛研究员、中国科学技术大学缪柏其教授和中国科学院数学与系统科学研究院贾晓红研究员七位数学界知名专家进行科普讲学，向大家介绍数学的重要性及其美妙之处。

6 月 12 日第一讲，由中国科学院数学与系统科学研究院闫桂英研究员带来题为《浅谈数学在生命科学中的应用》的科普报告。闫桂英研究员首先通过几组与高考和高中各学科相关的统计数据，引出本次的报告主题。19 世纪，恩格斯曾在《自然辩证法》中写到数学的应用在生物学中等于 0 ，然而到了现在，数学几乎聚集到了生物学的每一个领域。数学，作为一种语言、思维方式和工具，是一切自然科学和重大技术创新发展的基础。报告中，闫桂英研究员通过哈维的血液循环实验、孟德尔的豌豆杂交实验等许多富有趣味性且与中学知识紧密相连的例子，向观众们逐渐揭示数学这个学科是如何跟生命科学发生关系的，深入浅出地展示了数学在书写生命世界、开启生命科学研究、探究生命奥秘等方面发挥的重要作用，不仅拓展了学生的知识领域，还帮助大家培养用数学视角解决生命科学领域问题的兴趣和能力。

6 月 13 日第二讲，中国科学院大学郭田德教授在线作了题为《人工智能与数学》的科普报告。郭田德教授首先向大家展示了几段分别来自数学家、统计学家、政府报告和企业家关于数学的语录，随后他从简单的数学基础讲起，引入人工智能的概念。人工智能是一门交叉学科，融合了脑认知科学、心理学、数学（包括统计学）、信息科学、计算机科学等诸多学科。他提到，人工智能的核心是算法，最终的目的都是落地解决实际问题，在人工智能过程中需要数学建模思维，所以数学建模对于人工智能算法非常关键。郭田德教授通过阐述现有的联结主义、符号主义和行为主义三个主要的人工智能学派所蕴含的数学机理和具体实现的数学方法，从数学的层面解释了现有的人工智能技术的本质，最后他还介绍了机器学习的一些数学建模方法，让观众对数学是人工智能的基础这句话有了更深刻的理解。

6 月 18 日“黄金分割日”，中国科学院地质与地球物理研究所王彦飞研究员在线作了题为《数学优化及地球探测中的应用》的第三讲科普报告。

值得一提的是，中国科协副主席、国际工业与应用数学联合会主席袁亚湘院士也莅临了本次网络科普讲座现场，并在报告正式开始之前发表了一段热情洋溢的讲话。袁院士表示很高兴能参加这次活动，黄金分割日对于数学家而言是一个非常美好的日子，欢迎广大数学爱好者在这个特殊的日子参加此次科普讲座，希望大家能够喜欢数学，热爱数学，特别是刚刚参加完高考的同学，希望大家将来填报志愿的时候选择数学。最后，袁亚湘院士祝愿2023年度“走近大学——应用数学系列网络科普讲座”取得圆满成功。

王彦飞研究员的报告内容主要分为地球探测、数学优化、大数据与人工智能三个部分。数学与地球科学是典型的交叉学科领域，数学方法被广泛用于数据处理、模型建立、数值模拟及可视化等。王彦飞研究员首先从基于模型的地球探测手段谈起，图文并茂地向大家详细介绍了地震、重力、磁法、电磁、测井等地球探测的方法及其数学表达；除了数学模型，当前地球探测也可以通过大数据和人工智能进行进一步的推究和完善。随后，通过一些具体的例子展示了数学优化在地球科学中的重要作用。他还详细介绍了大数据与人工智能的相关内容，包括大数据的特征、地球科学大数据、机器学习、深度学习等。他表示对于地球探测来说，未来的发展趋势一定是观测、建模、大数据、同化以及预测等相关的综合体。最后，王彦飞研究员向广大考生介绍了中国科学院大学，并欢迎大家来中国科学院大学学习。

6 月 19 日第四讲，北京大学李若教授为广大观众带来题为《科学计算软件》的科普报告。围绕“科学、计算、软件”三个词语，李若教授从它们的基本意义说起，他用通俗易懂的语言和图文并茂的方式向大家描述了关于科学、计算和软件的前世今生，深化了大家对这三个词的理解与认知。在谈到软件时，李若教授着重提到了“MATLAB”，作为典型的科学计算软件，MATLAB 在整个计算领域具有非常核心和基础的作用，它被广泛应用于各个行业，也是目前为止中国高校应用最广、最重要的软件之一。然而，它的极端重要性却让我们在近年来的科技对抗中，遭遇了非常紧急的“卡脖子”困境。为了应对科技封锁，包括李若教授在内的研发团队组织开发了“北太天元”软件，希望能全方位地代替 MATLAB 在教学、科研、生产以及企业中各方面的作用，他以一段录像向大家介绍了北太天元的开发历程及当前应用进展。最后，李若教授深情地寄语：“希望同学们以后可以选择数学专业，能够为我们国家的自立自强多做贡献。”

6 月 25 日第五讲，中国科学院数学与系统科学研究院周涛研究员在线作了题为《与不确定性共舞》的科普报告。报告围绕不确定性无处不在、不确定性量化与科学计算、与不确定性共舞三个方面展开。周涛研究员深入浅出地向大家介绍了不确定性这一概念，为观众们揭示了不确定性在现实生活中的广泛应用，带领大家领略了这个美妙的随机的世界。他从科学计算的角度介绍了不确定性的研究方向，以及概率论、统计学、随机过程等数学工具在处理不确定性问题中的应用，通过气候预测、油藏模拟、飞机防除冰设计等几个典型的研究案例向大家介绍科学计算所做的工作。他还提到了一些正在进行的研究，比如如何将不确定性和机器学习相结合，以及如何将不确定性应用于社会经济问题的研究。报告的最后，周涛研究员表示生活中的不确定性不可避免，希望大家学会与不确定性共舞。

6 月 26 日第六讲，中国科学技术大学缪柏其教授为大家带来题为《数理统计简介》的科普报告。缪柏其教授首先介绍了概率论与数理统计研究的内容、学习概率论与数理统计的重要性、统计的重要性，他以通俗易懂的语言列举了许多日常生活中的例子，证明了数理统计在我们的生活中无处不在。接着，他向观众们详细讲解了如何进行数理统计学的学习、数理统计学的内容以及数理统计学科主要的研究内容，让同学们对数理统计学科有了更深刻的认识。此外，缪柏其教授还强调了统计在各个领域中的重要性，特别是在物理、信息技术、生物医学、工程和工业统计、地理和环境科学、社会和经济科学等方面的应用。缪柏其教授在总结中表示，统计学是最有发展前途的专业之一，统计思维已经是大学生个人素质的一个重要组成部分，各行各业都需要统计学，欢迎大家学习统计学。

7 月 2 日最后一讲，中国科学院数学与系统科学研究院贾晓红研究员在线作了题为《数字化设计与制造中的数学方法》的科普报告。贾晓红研究员首先由“工业 4.0”和“智能制造”两个词，为观众引入“数字化设计与制造”的概念。在现代工业体系中，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助制造（CAM）是数字化设计与制造的三个阶段，它们统称为 CAX 。数学的许多分支理论在 CAX 的链条中得到深度应用，例如，CAD 中涉及到逼近论、代数几何、微分几何等；CAE 中涉及到偏微分方程、数值代数、有限元分析等；CAM 涉及最优化理论、控制理论等。通过回顾数字化设计与制造的各个阶段，带领大家寻找其中不同种类的数学，并向大家展示了 CAX 在航空航天等核心领域的应用，她表示数学是非常丰富多彩的一门学科，鼓励大家报考数学专业学习相关知识。

七场科普讲座内容丰富、各有侧重，主题涵盖生命科学、人工智能、地球科学、计算软件、科学计算、数理统计、计算机辅助设计等多个领域，充分展示了数学的重要支撑作用。各位专家旁征博引，运用形象的语言，详实的数据，生动的事例，将各种数学知识娓娓道来，为观众带来了一场精彩纷呈的科普盛宴。报告不仅普及了科学知识、传播了科学思想、弘扬了科学家精神，更引领广大中学生和数学爱好者进一步走近数学学科，为学生打开一扇大门，探索学科知识、开阔学术视野、激发兴趣志向、涵养科学精神。

CSIAM 科学普及委员会供稿