2023北京交叉科學(xué)大會(huì)
我很榮幸參加了2023北京交叉科學(xué)大會(huì)。 天下大勢(shì),分久必合,合久必分。學(xué)科也是類(lèi)似,古代的數(shù)學(xué)家往往也是物理學(xué)家、天文學(xué)家,例如張衡。張衡是天文學(xué)家廣為認(rèn)知,實(shí)際上他在數(shù)學(xué)上做出了很多杰出的工作,例如計(jì)算圓周率的近似值是10的平方根。后來(lái)不同學(xué)科之間逐漸分家。楊振寧在《20世紀(jì)數(shù)學(xué)與物理的分與合》里說(shuō), “在20世紀(jì)的中葉,數(shù)學(xué)跟物理是完全分家了”。當(dāng)前,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已進(jìn)入了一個(gè)大交叉時(shí)代。交叉科學(xué)更是未來(lái)科學(xué)發(fā)展的重要方向,在新技術(shù)變革和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。
中國(guó)在過(guò)去幾十年中取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展成就,成為全球最大的制造業(yè)和出口國(guó)之一。 另外,中國(guó)在高科技領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力也在增強(qiáng)。這種快速發(fā)展引起了美國(guó)的擔(dān)憂, 對(duì)中國(guó)實(shí)施科技封鎖政策。美國(guó)把中國(guó)的與國(guó)防有關(guān)的部分高校和企業(yè)列入所謂的“實(shí)體清單”,禁用通用型科學(xué)計(jì)算軟件MATLAB。2020年6月,包括哈工大在內(nèi)的多所高校被禁用,參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)模競(jìng)賽的哈工大的學(xué)生無(wú)法像其它學(xué)校的學(xué)生一樣使用MATLAB。MATALB禁用引發(fā)了熱烈的討論,上了當(dāng)年的人民日?qǐng)?bào),被稱(chēng)為對(duì)我國(guó)科技封鎖的"第一槍"。
2020年夏天, MATLAB被禁事件在科學(xué)界也成為很多會(huì)議熱點(diǎn)議題, 如中國(guó)計(jì)算數(shù)學(xué)常務(wù)理事會(huì)對(duì)次展開(kāi)了長(zhǎng)時(shí)間的熱烈討論, 中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)青年計(jì)算機(jī)科技論壇還舉行了“透過(guò)MATLAB封禁事件看國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟件的機(jī)遇和挑戰(zhàn)”的特別論壇。從這些討論中可以看到, 大家的共識(shí)是認(rèn)為,開(kāi)發(fā)能夠替代MATLAB的軟件, 應(yīng)對(duì)美國(guó)對(duì)我的禁用,對(duì)國(guó)家是至關(guān)重要的,這是整個(gè)學(xué)術(shù)界的社會(huì)責(zé)任。另外,從這些討論可以看到要完成這個(gè)任務(wù)可能要面臨很多方面的困難,如技術(shù),制度,生態(tài)等等。
湯濤老師的熱情鼓勵(lì)使得李若老師決心要去做這個(gè)事情。在一行代碼沒(méi)有的情況下,李若老師找到了我,我們開(kāi)始對(duì)技術(shù)原型做了艱苦的探索。在我們感到有了一點(diǎn)點(diǎn)把握后,我們?nèi)フ伊藦埰轿睦蠋?。張老師非常重視,迅速安排了我們使用北京大學(xué)大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的資源和北京大學(xué)重慶大數(shù)據(jù)研究院的資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)。張平文老師這些年來(lái)一直在努力探索把產(chǎn)學(xué)研用 有機(jī)結(jié)合起來(lái)的機(jī)制。我們?cè)诒本┐髮W(xué)重慶大數(shù)據(jù)研究院成立了數(shù)值計(jì)算實(shí)驗(yàn)室 ,使用一種全新的模式進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。這是一種和以前在高校里做科研的模式不一樣的工作模式, 把高校的科研創(chuàng)新能力和企業(yè)的開(kāi)發(fā)能力結(jié)合起來(lái)。我們開(kāi)發(fā)MATLAB替代軟件這個(gè)項(xiàng)目, 沒(méi)有長(zhǎng)期的大量的資源的投入,顯然是不可能完成的。張平文老師設(shè)計(jì)的這個(gè)新工作模式,在北京大學(xué)和重慶市的支持下,決定性地提供了我們工作基本保證。
經(jīng)過(guò)兩年多的努力,我們開(kāi)發(fā)了北太天元軟件,初衷是替代MATLAB,使得我國(guó)的教學(xué)科學(xué)人員的積累的MATLAB代碼能夠零成本或者極低的成本就能遷移到北太天元來(lái)。為此,我們北太天元的語(yǔ)法盡量做到了兼容MATLAB。可以說(shuō),如果您在使用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)你的MATLAB代碼在北太天元無(wú)法執(zhí)行,請(qǐng)報(bào)告給我們, 我們會(huì)努力把這當(dāng)成一個(gè)bug來(lái)修復(fù)。在開(kāi)發(fā)北太天元的這幾年中,我們逐漸地認(rèn)識(shí)我們不僅僅是要解決缺少M(fèi)ATLAB軟件本身的問(wèn)題,我們意識(shí)到更加嚴(yán)重的問(wèn)題。從大學(xué)的課堂教學(xué),到人才培養(yǎng),到實(shí)驗(yàn)室的科研工作所發(fā)展出來(lái)的 理論和算法,并且將其實(shí)現(xiàn)為代碼并包裝進(jìn)入軟件,最后將軟件應(yīng)用到我們的工業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)中,產(chǎn)生實(shí)際的價(jià)值。在這個(gè)悠長(zhǎng)的科研創(chuàng)新鏈條上面, 在過(guò)去的幾十年中我們?cè)谥T多節(jié)點(diǎn) 都有建樹(shù),并且取得了很大的成果,但是我們距離建立起這個(gè)完整的鏈條還非常遙遠(yuǎn)。 開(kāi)發(fā)一個(gè)完全自主可控的通用型科學(xué)計(jì)算軟件對(duì)建立一個(gè)這樣完整的鏈條有著更加重要的意義, 另外, 對(duì)我國(guó)的交叉科學(xué)的發(fā)展也有著重要的作用,因?yàn)榻徊婵茖W(xué)的研究需要跨越不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和技能。通用型科學(xué)計(jì)算軟件可以集成不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和技能,從而促進(jìn)不同學(xué)科之間的交流和合作。這有助于打破學(xué)科之間的壁壘,推動(dòng)跨學(xué)科研究的開(kāi)展。通用型科學(xué)計(jì)算軟件可以提供通用的科學(xué)計(jì)算工具和算法,使得研究者不必重復(fù)開(kāi)發(fā)工具和算法。這可以大大提高研究效率,使研究者更加專(zhuān)注于研究本身。通用型科學(xué)計(jì)算軟件可以方便地共享數(shù)據(jù)、模型和代碼,這有助于研究者之間的知識(shí)共享和合作。這也可以促進(jìn)學(xué)科之間的知識(shí)傳遞和技術(shù)轉(zhuǎn)移。通用型科學(xué)計(jì)算軟件提供通用的數(shù)據(jù)分析和可視化工具,可以方便地生成可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這可以提高研究的可信度和可驗(yàn)證性,從而增強(qiáng)交叉科學(xué)研究的可靠性和影響力。
北太天元的內(nèi)核形成了全面整合的根技術(shù),將底層的算法、專(zhuān)業(yè)的知識(shí),轉(zhuǎn)換易 于掌握的腳本語(yǔ)言執(zhí)行,并成功適配了國(guó)內(nèi)軟硬件環(huán)境。北太天元底層核心數(shù)學(xué) 函數(shù)替換率為72%,功能函數(shù)替換率為34%,可以支持高校教學(xué)與科研工作,并 成功承接重慶市工業(yè)和信息化領(lǐng)域“揭榜掛帥”面向新能源汽車(chē)的國(guó)產(chǎn)科學(xué)計(jì)算與模擬仿真軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。 我們還從2022年開(kāi)始贊助了全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,并且設(shè)立“北太天元數(shù)模之星”的獎(jiǎng)項(xiàng)。 第十四屆、十五屆“華中杯”大學(xué)生數(shù)學(xué)建模挑戰(zhàn)賽,第八屆“數(shù)維杯”大學(xué)生數(shù)學(xué)建模挑戰(zhàn)賽。這一年我們的軟件保持在日新月異的進(jìn)步中,相信今年參加建模競(jìng)賽的同學(xué)們的使用體驗(yàn)會(huì)和去年完全不一樣。為了方便用戶學(xué)習(xí)和使用北太天元,我在B站上開(kāi)設(shè)了專(zhuān)門(mén)的頻道,發(fā)布了超過(guò)300個(gè)視頻,詳細(xì)介紹了北太天元的用法以及在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用。這些視頻涵蓋了從基礎(chǔ)操作到高級(jí)應(yīng)用的不同層次,相信能夠滿足大家的不同需求。
?2023年5月20日,中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)(CSIAM)第三屆數(shù)學(xué)促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇在上海開(kāi)幕,開(kāi)幕式上發(fā)布了2023年(第三屆)CSIAM應(yīng)用數(shù)學(xué)落地成果。 北太天元“國(guó)產(chǎn)通用型科學(xué)計(jì)算軟件”項(xiàng)目獲得應(yīng)用數(shù)學(xué)落地成果認(rèn)證。李若老師匯報(bào)了國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟件的發(fā)展與思考。這個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)就是一個(gè)典型的有組織科研,把人的活力激發(fā)出來(lái)。 為學(xué)無(wú)用平生恥,作為學(xué)者,在祖國(guó)需要我們的時(shí)候,我們把不能發(fā)揮作用作為平生最大的恥辱。來(lái)自企業(yè)界和學(xué)術(shù)界的很多朋友給予無(wú)私的幫助,我們非常感謝。這些無(wú)私奉獻(xiàn)者的名單這里不再一一列出,詳情看李若老師的報(bào)告。
在未來(lái)的日子里,我們將繼續(xù)完善北太天元的功能和性能,不斷提升用戶體驗(yàn)。同時(shí),我們也期待與更多的科研機(jī)構(gòu)、高校和企業(yè)合作,把多個(gè)學(xué)科的知識(shí)集成起來(lái)。讓我們共同攜手,共同推動(dòng)中國(guó)的通用型科學(xué)計(jì)算軟件的發(fā)展,從而更好促進(jìn)我國(guó)交叉科學(xué)事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)而奮斗!
"關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)的",? 但以下面這首打油詩(shī)與君共勉:
高歌彈鋏不畏難,百年事業(yè)歸天元。嫦娥奔月落背面,蛟龍入海能深潛。
操作系統(tǒng)百花放,科學(xué)計(jì)算豈等閑。中華兒女齊努力,久久為功定振寰。