數(shù)學(xué)的作用有哪些

【專家解說】：數(shù)學(xué)的風(fēng)采與魅力 著名數(shù)學(xué)家華羅庚指出：“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，地球之變，生物之迷，日用之繁”無一能離開數(shù)學(xué)。 著名數(shù)學(xué)家陳省身為青少年數(shù)學(xué)愛好者題詞——“數(shù)學(xué)好玩”，勉勵(lì)青少年學(xué)數(shù)學(xué)、愛數(shù)學(xué)，為中國(guó)成為世界數(shù)學(xué)大國(guó)、強(qiáng)國(guó)做出貢獻(xiàn)。 從航空到家庭，從宇宙到原子，從大型工程到工商管理，無一不受惠于數(shù)學(xué)科學(xué)技術(shù)。 數(shù)學(xué)對(duì)國(guó)家的貢獻(xiàn)不僅在于國(guó)富，而且還在于民強(qiáng)。 數(shù)學(xué)給予人們的不僅是知識(shí)，更重要的是能力，這種能力包括觀察實(shí)驗(yàn)、收集信息、歸納類比、直覺判斷、邏輯推理、建立模型和精確計(jì)算。這些能力和培養(yǎng)，將使人終身受益。 未來的世界是現(xiàn)代化、科學(xué)化的世界，而未來的科學(xué)是數(shù)學(xué)化的科學(xué)。 數(shù)學(xué)不僅是一門科學(xué)，而且是一種普遍適用的技術(shù)。 數(shù)學(xué)是科學(xué)的大門和鑰匙。 數(shù)學(xué)是一切哲學(xué)性、理論性思考與演繹的基礎(chǔ)。 數(shù)學(xué)是科學(xué)之母，是科學(xué)的基礎(chǔ)。 數(shù)學(xué)觀念是哲學(xué)的基礎(chǔ)。 數(shù)學(xué)，是理解世界的一把金鑰匙。 高科技本質(zhì)上就是數(shù)學(xué)技術(shù)。 數(shù)學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)。它是目前發(fā)展的最完善的一門學(xué)科，許多其它領(lǐng)域的研究都是基于數(shù)學(xué)的。 人類從蠻荒時(shí)代的結(jié)繩計(jì)數(shù)，到如今電子計(jì)算機(jī)指揮宇宙飛船航行，任何時(shí)候都受到數(shù)學(xué)的恩惠和影響。高聳入云的建筑物，海洋石油鉆井平臺(tái)、人造地球衛(wèi)星等等，都是人類數(shù)學(xué)智慧的結(jié)晶。 在高科技迅速發(fā)展的今天，自然科學(xué)的各研究領(lǐng)域都進(jìn)入更深的層次和更廣的范疇，這就更加需要數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)與自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的關(guān)系從來沒有像今天這樣的密切。 數(shù)學(xué)是物理、力學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)為他們提供了豐富的語言與研究工具。 在科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，數(shù)學(xué)的作用日見凸現(xiàn)。一方面，高新技術(shù)的基礎(chǔ)是應(yīng)用科學(xué)，而應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)；另一方面，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的迅速發(fā)展，數(shù)學(xué)兼有了科學(xué)與技術(shù)的雙重身份，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)越來越表現(xiàn)為一種數(shù)學(xué)技術(shù)。當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的突出特點(diǎn)是定量化，而定量化的標(biāo)志就是運(yùn)用數(shù)學(xué)思想和方法。精確定量思維是對(duì)當(dāng)代科技人員的共同要求，所謂定量思維指人們從實(shí)際中提煉數(shù)學(xué)問題，抽象為數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)計(jì)算求出此模型的解或近似解，然后回到現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行檢驗(yàn)，必要時(shí)修改模型使之更切合實(shí)際，最后編制解題的計(jì)算軟件，以便得到更廣泛和更方便的應(yīng)用。高技術(shù)的高精度、高速度、高自動(dòng)、高質(zhì)量、高效率等特點(diǎn)，無一不是通過數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)方法并借助計(jì)算機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)的。 電子計(jì)算機(jī)是數(shù)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，而在其發(fā)展的每個(gè)歷史關(guān)頭，數(shù)學(xué)都起了關(guān)鍵的作用。 一位物理學(xué)家寫道：“貫穿整個(gè)物理科學(xué)的曲折變化的歷史，有一個(gè)仍然不變的因素，就是數(shù)學(xué)想像力的絕對(duì)重要性。每個(gè)世紀(jì)都有它特有的科學(xué)預(yù)見和它特有的數(shù)學(xué)風(fēng)格。每個(gè)世紀(jì)物理科學(xué)的主要進(jìn)展都是在經(jīng)驗(yàn)的觀察與純數(shù)學(xué)的直覺相結(jié)合的引導(dǎo)下取得的。對(duì)于一個(gè)物理學(xué)家來說，數(shù)學(xué)不僅是計(jì)算現(xiàn)象的工具，也是得以創(chuàng)造新理論的概念和原理的主要源泉?！? 我國(guó)研制原子彈，試驗(yàn)次數(shù)僅為西方國(guó)家的十分之一，從原子彈爆炸到氫彈研制成功，只花了2年零3個(gè)月，大大低于美國(guó)所花的時(shí)間，其原因之一是選派了許多優(yōu)秀數(shù)學(xué)家參加了研制工作。 長(zhǎng)江三峽樞紐工程是舉世矚目的。按照設(shè)計(jì)，三峽工程水電裝機(jī)總?cè)萘繛?768萬千瓦，年發(fā)電量為840億度，建成后的三峽大壩將是一座高達(dá)200米、長(zhǎng)近2000米的混凝土攔江大壩，簡(jiǎn)直是一座混凝土的小山。建造如此宏偉的工程，要解決無數(shù)難題，其中最重要的問題之一是大體積的混凝土在凝結(jié)過程中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。這種巨大的熱量將危及大壩的安全。我國(guó)科學(xué)家自行研制的可以動(dòng)態(tài)模擬大體積混凝土的施工的溫度、應(yīng)力和徐變的計(jì)算機(jī)軟件，可以用來分析、比較各種施工方案，設(shè)計(jì)最佳的施工過程控制，還可以用來對(duì)大壩建成后的運(yùn)行期進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)算，以保障大壩的安全。在長(zhǎng)江三峽大壩的建設(shè)中，可以說數(shù)學(xué)功不可沒。 數(shù)學(xué)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中有著舉足輕重的作用。有人說，第一次世界大戰(zhàn)是“化學(xué)戰(zhàn)”（火藥）。第二次世界大戰(zhàn)是“物理戰(zhàn)”（機(jī)械），現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是“數(shù)學(xué)戰(zhàn)”（信息、計(jì)算機(jī)）。 1991年1月美國(guó)對(duì)伊拉克實(shí)施“沙漠風(fēng)暴”行動(dòng)前，美國(guó)曾嚴(yán)肅地考慮了一旦伊拉克點(diǎn)燃科威特的所有油井將會(huì)造成的后果。據(jù)美國(guó)《超級(jí)計(jì)算評(píng)論》雜志披露，五角大樓要求太平洋——賽拉研究公司研究此問題。該公司使用偏微分方程理論和數(shù)學(xué)模型方法，在進(jìn)行了一系列模擬計(jì)算后得出結(jié)論：大火造成的煙霧可能導(dǎo)致一場(chǎng)重大的污染事件，它將波及波斯灣、伊朗南部、巴基斯坦和印度北部，但不會(huì)失去控制，不會(huì)造成全球性氣候變化，不會(huì)對(duì)地球的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)造成無可挽回的損失。這樣才促使美國(guó)下定決心實(shí)施“沙漠風(fēng)暴”行動(dòng)。 1998年我國(guó)大洪水期間，為了確保武漢、南京等大工業(yè)城市的安全，有關(guān)部門面臨荊江分洪的問題。20噸炸藥已經(jīng)裝好，爆破進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，但這一方案在最后一刻被放棄。據(jù)當(dāng)時(shí)的新聞報(bào)道，由多方專家組成的水利專家組用數(shù)學(xué)里的有限元法對(duì)荊江大堤的體積滲漏進(jìn)行了測(cè)算，確定出一個(gè)安全系數(shù)。按照這個(gè)結(jié)果，沙市水位即使?jié)q到45.3米，也可以堅(jiān)持對(duì)長(zhǎng)江大堤嚴(yán)防死守，不用分洪。 數(shù)學(xué)能使您聰明，讓您開竅。 有數(shù)學(xué)頭腦是成為經(jīng)營(yíng)者的必備能力。 懂得數(shù)學(xué)，一輩子受用不盡。 數(shù)學(xué)能力就是管理力、領(lǐng)導(dǎo)力、致富力、成功力、競(jìng)爭(zhēng)力。 讓孩子從小鍛煉數(shù)學(xué)能力更是提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力的不二法門！ 會(huì)數(shù)學(xué)，不僅等于擁有萬種知識(shí)的鑰匙，也能透過數(shù)學(xué)來探索人生的其他可能性。 數(shù)學(xué)在經(jīng)濟(jì)、財(cái)政和金融等社會(huì)活動(dòng)中，有重要意義。用數(shù)學(xué)模型研究宏觀經(jīng)濟(jì)與微觀經(jīng)濟(jì)，用數(shù)學(xué)手段進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)、進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析、指導(dǎo)金融投資，這在世界各國(guó)已被廣泛采用。在經(jīng)濟(jì)與經(jīng)融的理論研究上，數(shù)學(xué)的地位也更加特殊。在諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者中大部分是數(shù)學(xué)家，或有研究數(shù)學(xué)的經(jīng)歷。 當(dāng)今尖端科學(xué)的研究需要數(shù)學(xué)，大規(guī)模的社會(huì)化生產(chǎn)倚重于數(shù)學(xué)，新世紀(jì)許多重要的開展研究都需要通過數(shù)學(xué)模型進(jìn)行探索、試驗(yàn)和優(yōu)化選擇，提高人才的數(shù)學(xué)素質(zhì)已成為一項(xiàng)迫在眉睫的重要任務(wù)。 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，成本、利潤(rùn)、投入、產(chǎn)出、貸款、效益、股份、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等一系列經(jīng)濟(jì)詞匯頻繁使用，買賣與批發(fā)、存款與保險(xiǎn)、股票與債券……幾乎每天都會(huì)碰到，而這些經(jīng)濟(jì)活動(dòng)無一能離開數(shù)學(xué)。 想要在競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)中生存，商業(yè)勇士們必須具備數(shù)學(xué)的邏輯力、聯(lián)想力、實(shí)踐力等基本“工作能力”，這是職場(chǎng)必然的法則。 具有數(shù)學(xué)思維能力的人，面對(duì)問題時(shí)常能多方思考對(duì)策，在現(xiàn)今商業(yè)環(huán)境下，便能充分應(yīng)付“如何拓展新的市場(chǎng)，發(fā)掘新的商機(jī)？”等新挑戰(zhàn)。 數(shù)學(xué)對(duì)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力至為重要，數(shù)學(xué)是一種關(guān)鍵的普遍使用的，并授予能力的技術(shù)。 數(shù)學(xué)跟我們的關(guān)系之密切，不但幫助我們進(jìn)行生活中簡(jiǎn)單的消費(fèi)計(jì)算，更加強(qiáng)我們的邏輯推理能力，這個(gè)好處在離開學(xué)校走上社會(huì)工作后，更凸顯它的實(shí)用性和重要性。 數(shù)學(xué)能力好，不一定能升遷、發(fā)財(cái)、致富，但是數(shù)學(xué)能力不佳，卻肯定不能升遷、發(fā)財(cái)、致富，這是多么令人震驚的事。 數(shù)學(xué)原本就是培養(yǎng)思考力最好的方法，即使討厭數(shù)學(xué)的人，也能透過“頭腦體操”讓自己擁有數(shù)學(xué)式的邏輯思考；數(shù)學(xué)能讓人排除不必要的雜物，看透事物本質(zhì)，并得到解決問題的啟示。 商場(chǎng)上如此，金融工程學(xué)、生物學(xué)、生物科技等新的科學(xué)也一樣，都是從數(shù)學(xué)頭腦的思考開始而來的。只要善用數(shù)學(xué)頭腦，國(guó)家就一定能夠永續(xù)發(fā)展。 數(shù)學(xué)是理科的根基，數(shù)學(xué)不好，很難在物理、化學(xué)上有所成績(jī)，但數(shù)學(xué)又不同于物理、化學(xué)，比較抽象，脫離實(shí)踐，所以必須給予最大的重視。 “數(shù)學(xué)是科學(xué)的女王”，這是著名數(shù)學(xué)家高斯的一句名言。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，認(rèn)真學(xué)好數(shù)學(xué)，可以培養(yǎng)我們對(duì)事物較強(qiáng)的判斷能力，解決、分析生活當(dāng)中的實(shí)際問題，在今后的事業(yè)上有所作為。 數(shù)學(xué)應(yīng)用之廣泛，小至日常生活中柴米油鹽醬醋茶的買賣、利率、保險(xiǎn)、醫(yī)療費(fèi)用的計(jì)算，大至天文地理、環(huán)境生態(tài)、信息網(wǎng)絡(luò)、質(zhì)量控制、管理與預(yù)測(cè)、大型工程、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、國(guó)防科學(xué)、航天事業(yè)均大量存在著運(yùn)用數(shù)學(xué)的蹤影。 人們用最美的詞句贊美數(shù)學(xué)：“自然科學(xué)的皇后”、“皇冠”、“明珠”、“稀世珍寶”、“巍峨的階梯”、“金碧輝煌的宮殿”、“人造宇宙”、“無限真與美的王國(guó)”等，這些一點(diǎn)也不夸張。