数学与工业,相向而行。
作者
火柴Q
编辑
甲小姐
分析师
丁兆增
趋势与洞见No.44
年9月,二战爆发,纳粹治下的奥地利局势动荡,一位33岁的维也纳人因为“长得像犹太人”,在当年11月遭到一群纳粹*徒攻击。
年底,接到征兵令的这位维也纳人意识到,必须跑路了。他和妻子踏上了一场长途逃亡,先辗转来到莫斯科,再经西伯利亚铁路横跨欧亚大陆,从日本横滨登上了开往大洋彼岸的轮船。年3月,终于抵达旧金山的维也纳人心情大好,写信给自家兄弟:旧金山 是我见过的最美城市。
不过这还不是旅程的目的地。稍加整顿后,夫妇二人又经太平洋铁路横跨美国,到达了真正的终点——普林斯顿高等研究院。
一趟旅程横跨两个大陆,值了。
更应该感到“值”的是美国。这位33岁的年轻人,就是在入籍仪式当场指出美国宪法漏洞的 数学家哥德尔。
哥德尔只是当时因战乱移民美国的众多基础科学家之一。
希特勒给罗斯福送上的“大礼”包括但不限于:
爱因斯坦、爱瓦尔德、奥尔、波利亚、德拜、德恩、费勒、费米、冯·诺依曼、弗朗克、佛里德里希、冯卡门、哥德尔、海林格、柯朗、兰德,勒威、纽格堡、诺德海姆、赛格、塔斯基、外尔、魏格纳……
没有这群天才,盟*破解纳粹密码的进程不会那么快;美国也可能没法这么快完成曼哈顿计划,投下一锤定音的原子弹。
更深远的影响发生在战后。
40年代,费米设计建造了世界上 个核反应堆芝加哥1号,奠定了日后核电产业的基础;50年代,冯·诺依曼帮助IBM第二任 小沃森完成了 套存储程序计算机的开发,开启了美国制霸电子信息技术的辉煌;同一时期,战后从英国移民而来的晶体管共同发明人肖克利创立了仙童半导体,该团队的骨干诺伊斯、摩尔等人后来出走,创立了另一巨头英特尔。
此后,在科技上长于应用而弱于基础的“二流暴发户”美国一把翻身。
美国普林斯顿高等研究院成了基础科学的圣殿,全球 人才开始源源不断涌入这个国家——这是美国近80年来高速发展的 护城河。
大国崛起,必然伴随着基础科学的崛起。
80年轮回,又一个风云变幻、高压弥漫的时刻。
过去数十年,迅猛发展的金融和信息全球化,已使大型跨国公司及其代表的工业界日益成为重要的权力实体,站到了新一轮争端的舞台中央。
当地时间5月15日,美国总统特朗普签署行*命令,将华为加入“出口禁运”实体清单(即美国企业需要获得特别许可才能向华为出口软硬件产品);上周三中国时间深夜,ARM公司也宣布暂停与华为的芯片架构合作。可以预见的是,为争夺国际地位而拿工业界开刀的手法将越发频繁。
由此引发了一系列热点问题——中国企业在芯片、操作系统等底层技术上到底有多依赖美国?华为“备胎”有多强?开源系统会不会也被“禁运”?
然而,更隐秘而重要的竞争还不在应用面,而在基础科学面。
时间仿佛回到了80年前,危难的另一个名词是机会——被“卡脖子”的地球 “暴发户”,中国,会孕育出一种更重视底层技术和基础科学,以及拥抱、善待 科学人才的新型科技文化吗?
1.任正非的质问
“用物理方法来解决问题已趋近饱和,要重视数学方法的突起。”
——任正非《中国没有创新土壤,不开放就是死亡》
从很多迹象看,中国确实越来越重视基础科学了,尤其重视向来被认为是科学皇后的数学。
令人耳目一新的是,这一次,发出支持声的最强音来自工业界。
相信很多人都已读完了任正非于5月21日接受媒体采访的2万字实录。74岁的任正非在回答中27次提及了“数学”,例举了诸多数学对于华为的重要性:
华为5G标准是源于十多年前土耳其Arikan教授的一篇数学论文;P30手机的照相功能依赖数学把微弱的信号还原;如今华为终端每三个月换一代,主要是数学家的贡献。
他掷地有声地质问:
我们国家修桥、修路、修房子……已经习惯了只要砸钱就行。但是芯片砸钱不行,得砸数学家、物理学家、化学家……但是我们有几个人在认真读书?博士论文真知灼见有多少呢?
来源:APPhoto/VincentYu
他甚至表示,等自己退休了要找一个好大学,学数学。
这不是任正非 次提及数学的重要性。
年,在任正非与内部专家的一次座谈《中国没有创新土壤,不开放就是死亡》中,他提到:“我认为用物理方法来解决问题已趋近饱和,要重视数学方法的突起。”
年以来,华为在俄罗斯和法国这两个传统数学强国建立了数学研究所。今年初,在接受采访时任正非说:这30年,其实我们真正的突破是数学,手机、系统设备是以数学为中心。
按任正非披露的信息,华为现在已有多名数学家、多名物理学家、多名化学家、六七千名基础研究专家。
无独有偶,连向来被视为“拿来主义”大佬的马化腾在上周二被问及贸易争端时也说:“中国已经走到发展前沿,拿来主义的空间越来越少。如果我们不继续在基础研究和关键技术上下苦功,我们的数字经济就是在沙堆上起高楼,难以为继。”
今年两会前,马化腾还曾发表口头预告:腾讯未来要拿出10亿元建立基金,启动“科学探索奖”,支持数学、物理等基础科学的研究。
更早前的年,包括马化腾、李彦宏、丁磊、徐小平在内的中国互联网工业界“大佬”组团捐赠了“未来科学大奖”,单项奖金万美元,承诺连续捐10年。
当被问起捐款原由时,马化腾说:“这么好的事情怎么能没有我?”他希望让数学、生命科学等基础科学领域成为新的时尚。
在上周六刚刚举行的年未来论坛·深圳峰会上,深圳市副市长王立新从城市产业发展的角度提到:
大家从最近的形势也看到基础研究对深圳、对中国是非常非常的重要!我们过去讲80年代上大学的时候说:“学好数理化,走遍天下都不怕”。今天我们有必要重提那句口号,就是:“学好数理化,打遍天下都不怕”。
工业界主动示爱数学,看起来朴素直白,背后却经历了充满辛酸泪的九曲十八弯。
要看清“破冰”的来路和去路,或许先要从骄傲的数学讲起。
2.骄傲的数学
“数学家们正把时间浪费在了无意义的‘谜语逗趣’上。”
——牛顿
一群数学博士聚会,常见的调侃是:
“那谁是不是6化了?”
“听说某某6化了?”
“什么?你小子浓眉大眼的,居然也6化了!”
“6化”一梗,源自理工大校MIT,描摹着数学和外部世界若即若离的微妙关系。
在MIT,所有课程都以数字编码,6字打头的是如今最炙手可热的计算机。本来学数学的人,学着学着溜去了计算机,是为“6化”。
能“6化”,说明数学作为科学之母,跨入其他学科并不难;但“6化”成为一种调侃,则反映了数学和其他学科间的距离感。
在华为此前建立数学研究中心,并广招数学博士时,也曾遇到过类似的尴尬。
一位快毕业的数学博士在知提乎问:华为为什么要招数学博士?
一个答案是这样的:
答主认为,华为招的其实是应用数学博士,并非“主流数学”,从论文占比来说,纯数才是数学研究的主流。
这个答案引发了激烈的讨论,其中一种极端观点是:应用数学根本不算数学。
为什么理论数学界如此急于对外“划清界限”呢?
这是理论派的骄傲,也是理论派的孤独。
美国数学史家莫里斯·克莱因称这种隔绝为“数学的孤立”。
别误会,数学并非生而骄傲。一开始,数学家们总热衷于解决现实问题:牛顿是因为渴望算出双星轨迹才发明了微积分;庞加莱是为了解决三体问题才发明了微分方程。
曾几何时,璀璨的文艺复兴(14~16世纪)与激荡的大航海时代(15~17世纪)同时上演。数学在与其他学科和各类现实应用的互动中快速发展——航海需要的天体力学、战争中优化炮弹等武器需要的运动力学纷纷刺激、呼唤着数学的新突破。
牛顿引领的科学计算风潮应运而生,在古希腊数学理性、抽象、脱离于自然的传统上注入了对现实的强烈关切,让数学家更