數(shù)學的重要性(論文1000字）

【專家解說】：數(shù)學在人類文明的發(fā)展中起著非常重要的作用，數(shù)學推動了重大的科學技術進步。但在歷史上， 限于技術條件，依據(jù)數(shù)學推理和推算所作的預見，往往要多年之后才能實現(xiàn)。數(shù)學為人類生產和生活 帶來的效益容易被忽視。進入二十世紀，尤其是到了二十世紀中葉以后，科學技術發(fā)展到這一步：數(shù) 學理論研究與實際應用之間的時間差已大大縮短，特別是當前，隨著電腦應用的普及，信息的數(shù)字化 和信息通道的大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)，依據(jù)數(shù)學所作的創(chuàng)造設想已經(jīng)達到可即時試驗、即時實施的地步。數(shù)學技 術將是一種應用最廣泛、最直接、最及時、最富創(chuàng)造力和重要的實用技術， 一、數(shù)學與科學技術進步 二十世紀科學技術進步給人類生產和生活帶來的巨大變化確實令人贊嘆不已。從遠古時代 起一直是人們幻想的“順風耳”，“千里眼”，“空中飛行”和“飛向太空”都在這一世紀成為現(xiàn)實?；?顧二十世紀的重大科學技術進步，以下幾個項目元疑是影響最大的，而數(shù)學的預見和推動作用是 非常關鍵。 （1）先有了麥克斯韋方程人們從數(shù)學上論證了電磁波，其后赫茲才有可能做發(fā)射電磁波的實 驗，接著才會有電磁波聲光信息傳遞技術的發(fā)展。 （2）愛因斯但相對論的質能公式首先從數(shù)學上論證了原子反應將釋放出的巨大能量，預示了 原子能時代的來臨．隨后人們才在技術上實現(xiàn)了這一預見，到了今天，原子能已成為發(fā)達國家電 力能源的主要組成部分。 （3）牛頓當年已經(jīng)通過數(shù)學計算預見了發(fā)射人造天體的可能性，差不多過了將近三個世紀， 人們才實現(xiàn)了這一預見。 （4）電子數(shù)字計算機的誕生和發(fā)展完全是在數(shù)學理論的指導下進行的。數(shù)學家圖靈和馮諾依 曼的研究對這一重大科學技術進步起了關鍵性的推動作用。 （5）遺傳與變異現(xiàn)象雖然早就為人們所注意。生產和生活中也曾培養(yǎng)過動植物新品種。遺傳 的機制卻很長時間得不到合理解釋，十九世紀60年代，孟德爾以組合數(shù)學模型來解釋他通過長 達8年的實驗觀察得到的遺傳統(tǒng)計資料，從而預見了遺傳基因的存在性。多年以后，人們才發(fā)現(xiàn) 了遺傳基因的實際承載體，到了本世紀50年代沃森和克里發(fā)現(xiàn)了DNA分子的雙螺旋結構。這以 后，數(shù)學更深刻地進入遺傳密碼的破譯研究。 數(shù)學是人類理性思維的重要方式，數(shù)學模型，數(shù)學研究和數(shù)學推斷往往能作出先于具體經(jīng)驗 的預見。這種預見并非出于幻想而是出于對以數(shù)學方式表現(xiàn)出來的自然規(guī)律和必然性的認識，隨 著科學技術的發(fā)展，數(shù)學、預見的精確性和可檢驗性日益顯示其重意義。 二、時代大潮的潮頭 我們面臨一個科學技術迅猛發(fā)展的時代。信息的數(shù)字化和信息的數(shù)學處理已經(jīng)成為幾乎所 有高科技項目共同的核心技術。從事先設計、制定方案，到試驗探索、不斷改進，到指揮控制、具體 操作，處處倚重于數(shù)學技術。眾多新聞報道反映出這一時代大潮洶涌澎湃的勢頭。下面列舉的僅 僅是其中一小部分。 （1）數(shù)學技術已經(jīng)成為工業(yè)新產品研制設計的重要關鍵技術。1994年4月9日，被稱為“百 分之百數(shù)字化確定”的波音777型飛機舉行盛大隆重的出廠典禮．在過去，進行新機型設計，必須 對模型構件和樣機反復作強度試驗和空氣動力學性。：試驗。稍有不妥，就必須改變設計再來一輪 試驗。新機種的研制周期長達十余年，消耗大量原材料和能源，采用了數(shù)學技術以后，所有的試驗 可以通過精確設定的數(shù)學模型在計算機中進行，探索和修改都可以通過數(shù)學指令去實現(xiàn)。新機種 的研制周期從十多年縮短到三年半，大幅度節(jié)約了原材料和能源。 （2）許多國家認識到，發(fā)展高清晰度電視是未來經(jīng)濟技術競爭的主戰(zhàn)場之一。日本和美國都 投入大量資金和人力進行有關研究，日本起步最早，但所研究的是模擬式的；美國雖然起步稍晚， 但所研究的是數(shù)字式的。經(jīng)過多年的較量，數(shù)字式研究以其高度優(yōu)越性取得關鍵性勝利。1994年 2月24日《人民日報》報道：日本政府正式宣布，轉向研究數(shù)字式高清晰度電視，承認數(shù)字式因其 優(yōu)越性而得到世界多數(shù)國家贊同，很可能成為未來的國際標準。 應該指出，電視屏幕不僅是現(xiàn)代人們日常生活所不可缺少的，而且可能通過聯(lián)網(wǎng)成為信息傳 遞處理的工作面。幾乎所有重要的工作崗位都將與之有關。數(shù)學技術在如此重要項目的激烈較量 中起了決定作用。 (3）199＝年的海灣戰(zhàn)爭是一場現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭，其核心技術竟然也是數(shù)學技術。這一事實引 起人們不小的驚訝。美國總結海灣戰(zhàn)爭經(jīng)驗得出結論是：“未來的戰(zhàn)場是數(shù)字化的戰(zhàn)爭”。 干擾和失真是電磁波通信的一大難題。早在六十年代太空開發(fā)競爭的初期，美國施行?！⒉_登登月計劃時，就已經(jīng)意識到：由于太空中過強的干擾，無論依靠怎樣精密的電子硬件設備 ，也 無法收到任何有用的信息，更不用說操縱控制了，采用了信息數(shù)字化、糾錯編碼、數(shù)字濾波等一整套數(shù)學通訊技術和數(shù)學控制技術之后，送人登月的計劃才得以順利完成，二十年后，在海灣戰(zhàn)爭 中，多國部隊方面使用這一套技術把對方干擾得既聾又瞎，卻能讓自己方面的信息暢通無阻。采 用精密酌數(shù)學技術，可以在短短數(shù)十秒的時間內準確攔截對方發(fā)射的導彈，又可以引導對方發(fā)射 導彈準確擊中對方的目標。也正是這一套信息數(shù)字化的數(shù)學技術，在開發(fā)高清晰度電視的競爭中 取得壓倒性的勝利。開發(fā)一種數(shù)學技術可以在，。此眾多方面施展效用，足見數(shù)學的廣泛適用性。 （4）1995年1月，在販神大地震之后，美國利用數(shù)學模型進行地震預測，預告本世紀末加州南部可能發(fā)生大地震。 （5）1995年3月，我國中央人民廣播電臺宣布啟用數(shù)字式轉播方式，指出以前的模擬式轉播 方式效果差，所以改用新的轉播方式。 （6）1995年6月，歐州聯(lián)盟開會研討未來數(shù)字化通信的統(tǒng)一制式。 （7）1996年2月，我國電子工業(yè)部宣布“九五計劃”開發(fā)重點：數(shù)字化信息技術。所訂的兩個重 點研制項目是：數(shù)字式高清晰度電視接受機樣機和數(shù)字式激光盤。 （8）1996年4月，我國國家科委發(fā)布招標公告，正式宣布數(shù)字式高清晰度電視開發(fā)項目。 三、當代與未來的發(fā)展倚重數(shù)學 僅以幾件事為例就能清楚地看到數(shù)學對當代人們的生產和生活所起的重要作用。當代的生 產和生活離不開石油，石油勘探和生產需要了解地層結構。多年以來已經(jīng)發(fā)展了一整套數(shù)學模型 和數(shù)學程序。人們發(fā)射地震波，然后將各個層面反射回來的信息收集起來力。以數(shù)學處理，就能將 地層各個剖面的圖像和地層結構的全貌展現(xiàn)出來。這已是目前石油勘探與生產普遍采用的數(shù)學 技術。無獨有偶，涉及到人的生命也有類似的情況，醫(yī)生需要了解病人軀體內部和器官內部的狀 況與變異，以前的調光片將骨骼和各種器官全都重疊在一起，往往難以辨認）現(xiàn)在也有了一整套 數(shù)學方案。借助了精密設備收集射線穿透人體或核磁共振帶出的信息力。以數(shù)學處理就能將人體各個削面的狀況清晰地層現(xiàn)出來，需要了解哪個層面就可以調出哪個層面的圖片來，關系到人們 的生產與生活，這樣的例證很多很多。 在涉及生存與發(fā)展的關鍵時刻，特別是在涉及人類命運的緊要關頭，數(shù)學也起著非常重要的 作用。在進入本世紀最后十年的時候，美國國家研究委員會公布了兩份重要報告《人人關心數(shù)學 教育的未來》和《振興美國數(shù)學—— 90 年代的計劃》．兩份報告都提到：近半個世紀以來，有三個時 期數(shù)學的應用受到特別重視，促進了數(shù)學的爆炸性發(fā)展，“第二次世界大戰(zhàn)促成了許多新的強有 力數(shù)學方法的發(fā)展……“由于蘇聯(lián)人造衛(wèi)星發(fā)射的刺激，美國政府增加投入促進了數(shù)學研究與數(shù) 學教育的發(fā)展”，“計算機的使用擴大了對數(shù)學的需求”．在二次世界大戰(zhàn)太平洋戰(zhàn)場的關鍵時刻， 由于采用數(shù)學方法破譯日軍密碼，美國海軍才能在艦只力量對比絕對劣勢的情況下，贏得中途島 海戰(zhàn)的勝利，殲滅日本聯(lián)合艦隊的主力，扭轉整個太平洋戰(zhàn)局。在關系人類命運的二次世界大戰(zhàn) 中，美國幾乎是整個反法西斯戰(zhàn)線的后勤補給基地。到了反攻階段，要組織跨越兩個大洋的大規(guī) 模行動，物資調運和后勤支援成了非常關鍵的問題，這刺激了有關數(shù)學方法的迅速發(fā)展。這期間 發(fā)展起來并且在戰(zhàn)后迅速普及到各個方面的線性規(guī)劃實用數(shù)學技術，為人類帶來了數(shù)以千億計 的巨大效益。到了1957年，蘇聯(lián)將第一顆人造衛(wèi)星迭人太空，震撼了美國朝野。意識到有關數(shù)學 應用方面的差距，美國政府加大投入，促進了數(shù)學研究與數(shù)學教育的迅速發(fā)展，隨著計算機的發(fā) 展，對數(shù)學有了空前的需求，刺激數(shù)學進入了第三個大發(fā)展的時期。 已經(jīng)有了很多很多極有說服力的例證，說明無論在日常的生產和生活中，還是在涉及生存和 發(fā)展的關鍵時刻，數(shù)學都起著非常重要的作用，在新世紀即將到來之前科學技術和生產的發(fā)展對 數(shù)學提出了空前的需求，我們必須把握時機增大投入，加強數(shù)學研究與數(shù)學教育，提高全民族的 數(shù)學素質，才能更好地迎接未來的挑戰(zhàn)。