《数学和基本科学在应用科学中的重要性》

     ——华附讲坛（156期）数学大师丘成桐先生专题讲座

11月30 日下午，华南师范大学附属中学第156期“华附讲坛”再迎来“重量级”嘉宾。在过往的岁月中，丘成桐先生于2004年和2014年两次莅临华附为学子们开讲，或许，真正的学界大咖都是跨界学习的——上周三著名作家王蒙莅临华附讲坛时，曾谈及自己“喜爱数学”，与此相似，丘成桐之前莅临华附时，也多次向华附学子谈及自己对文学的喜爱！

这次国际数学大师、清华大学丘成桐数学科学中心主任丘成桐与300百名华附奥林匹克班的学子面对面交流，畅谈自己对数学、基本科学和应用科学的看法。

丘成桐先生以“数学和基本科学在应用科学中的重要性”为题与同学们开展交流。他以与普林斯顿高等研究所所长交流的故事开场：“我们在这里研究的是无用之学，这些无用之学在未来会成为社会的盘石、国家的栋梁”。丘成桐先生指出，数学和基础科学是许多应用学科的基础。以计算机硬件设计为例，通过利用费曼算法做“大数字因子分解”的办法，有望提高硬件的速度和储存的能力，为此各国关于量子计算器的研发工作纷纷展开。第二个例子来源于人工智能领域，近年来人工智能从一种理念变成一种可应用的技术，得到蓬勃发展。而其中数学理论的局限，成为这一领域中许多瓶颈的本源。因此想要人工智能技术在国际领先，基础理论的突破不可或缺。

丘成桐先生在现场表达了对华附学子的期待，希望通过同学们的努力，实现数学和基础科学的深度结合和不同学科的共享合作，让量子人工智能与量子深度学习变成实用工具，为我国前沿科技做出自己的贡献。接着，丘成桐先生又为同学们分享了数学基础学科的20多种应用，如数学生命科学、控制理论、信息与通信科学等。丘成桐先生表示，作为青少年，我们要看到数学学科作为一门基础学科指向的无限可能。

一个小时的演讲没有涉及深奥的数学理论，数学大师用他宽广的眼界为学生打开了未来数学世界的大门，让同学们看到了数学通往的多种可能，其分享让在场的听众陶醉。事实上，这已经是丘成桐第三次为华附学子开讲。2004年12月24日，丘成桐曾应邀来到华南师大附中开展了一场名为《我的数学之路》的演讲，用亲身经历与来自珠三角的500多名中学生畅谈如何做人、做学问；2014年5月23日，丘成桐为华附师生分享“学算五十年”的心路历程，与同学们分享了他眼中的成才之路和高考改革。丘成桐先生1949年出生于广东省汕头市，1966年考入香港中文大学数学系，1969年获推荐留学于美国加州大学伯克莱分校，1971年（22岁）获博士学位。同年开始先后在普林斯顿高等研究院、纽约州立大学及斯坦福大学任教。1982年，成为第一位获菲尔兹奖的华人。1987年起任美国哈佛大学讲座教授至今，并分别于1994年及2003年始出任香港中文大学数学科学研究所所长及香港中文大学博文讲座教授至今。此外，他于2013年起任哈佛大学物理系教授。现任清华大学丘成桐数学科学中心主任，全面负责数学科学中心和数学系的学科规划、人才引进以及海外招聘等重要工作。

媒体报道：（广州6家媒体争相报道，羊城晚报报道）

学生感想：

11月30日下午，国际著名数学家丘成桐先生来到华南师范大学附属中学，在“华附讲坛”第156期开讲，与广东中学生畅谈“数学之美”，交流数学和基础科学在应用科学中的重要性。

在讲座中，丘老先生多次强调了以数学为代表的基础学科的重要性。“我们在这里研究的是无用之学，这些无用之学在未来会成为社会的盘石、国家的栋梁。”数学和基础科学是许多应用学科的基础。以当下流行的计算机硬件设计为例，通过费曼的“大数字因数分解”方法替代传统的RSA算法能大大提高硬件的速度和储存能力。通过在数学算法上的突破，人类从另一个方面大幅推动了制造力已接近饱和的计算机硬件工业，从而使计算机学有了高度的跃进，由此引发的量子计算机技术更是成了全球新一轮科技竞赛中的重要领域。这足见数学和基础科学的重要性

丘老先生还表示，中国在应对美国的一系列制裁时会感到强大的压力，其中一个很重要的原因正是以数学为首的基础学科的研究发展不足。在科技封锁日益严峻的当下，更需要中国的青年一代奋发学习投身研究，大力发展基础科学，为国家、社会的一系列变革奠定坚实的基础，助力中国在新一轮国际竞争中谋求领先地位。

丘老先生在讲座中也表达了对华附学子的殷切期待，希望附中学子们能通过努力学习不懈奋斗，实现数学和基础学科的深度结合，为我国前沿科技突破乃至整个科学事业的发展做出自己的贡献。

夫风生于地，起于青苹之末。愿明日的我们，胸中有丘壑，立马振山河！

 ——高一1 陈威辰

今天非常有有幸，能亲眼见到数学大师丘成桐院士。丘成桐先生以“数学和基本科学在应用科学中的重要性”为题展开交流。“搞基本科学研究就像教育子女一样，可能十年、二十年才有成效。但为了国家独立自主，长治久安，强大的基本科学是必需的。”丘成桐先生指出。所有科学研究都是以数学和基本学科为基础发展出来的，“在未来会成为社会的盘石、国家的栋梁”。如果想要在量子计算、人工智能等前沿科技中取得突破，基础理论的突破不可或缺。

当今时代，我国正面临着百年未有之大变局，西方先进国家将知识封锁，禁止高科技产品出口中国，中国想要在科学技术上实现突破甚至领先于世界只能依靠中国人自己。身为新时代的青年，我们更需要投身于中国基础科学研究与建设，为祖国的前沿科技做出自己的贡献。———高二1陈子逸

今天，在第156期华附讲坛上，我有幸聆听了丘成桐院士所做的报告。丘成桐院士为我们抽丝剥茧，条理清晰地揭示了大数据、人工智能发展背后的应用数学的作用，乃至更深处作为基石的基础数学与基础科学的研究。原来深度学习、量子计算这些高深莫测的领域，也闪烁着基础数学的光辉。而我国在这些领域作为追赶者，更需要加强基础数学的研究。作为附中学子，我们也要积极探索科学，感悟数学之美，努力迎来更好的明天！

 ——高二1胡锐韬

……

希望自己努力学习，学好数学和基础科学，并与不同学科共享合作，将来为国家的前沿科技做出自己的贡献。更希望自己将来能在清华丘成桐数学班学习。

 ——高二1周梓欣

丘成桐教授介绍了当下科学中的两个热点问题：量子计算，人工智能算法。他指出基础数学、理论物理等基础科学与科技发展息息相关，向我们提出了殷切期望。他还提出当前数学与其他学科有融合发展的趋势，我们既要打好基础，也要放宽眼界。

——高二1邓景文

有幸听了丘成桐院士的报告，记得很深的一句话是普林斯顿大学高级数学研究所的一位教授说的，“我们现在研究的无用之学，未来都是社会盘石和国家栋梁。”就像法拉第一样，本来单纯为了科学的兴趣探究的电与磁的关系，彻底的改变了21世纪。如丘院士所说，我国很多科研技术领域遭遇瓶颈，受到外国限制，都是因为基础科学的研究不够，费曼提出的基于量子力学的计算机算法，人工智能的基础理论都需要数学的突破。我也想投入基础学科的研究，研究“无用之学”，争取为我国的科研做出自己的贡献，希望我能一直保持对数学的热忱。感谢丘院士的分享。

——高一1闫子文

……在报告中，院士举出例子，具体准确说明了中国在基础科学方面仍待加强的方面，普及了相关知识，并对华附学子在数学方面作出了展望。整场报告深入浅出，列举了数学研究方向，认真专业地回答了同学们的问题，让我受益匪浅。

 ——高一1黄灏楠

今天，我很荣幸听到了丘成桐老先生的讲座。丘老讲到，基础数学十分重要，在各个领域都发挥着关键作用，推动科技进步。它也有很多分支，联系着各个学科。当今中国在基础数学领域仍然落后，作为新时代的青年，我们应奋发学习数学，提高综合素质，争做英才，为未来中国基础数学的研究做出自己的贡献。

——高一1陈琪沛

……丘成桐先生从基础理论的概述开始，引用了普林斯顿大学研究所所长有关“无用之学”的理论，形象生动地体现了基础数学与科学理论的重要。此外，丘先生还通过Moore定律从两个角度，多个方面强调了数学物理学科在应用的无远弗届。

丘先生多次强调了希望我们在做的同学可以为中国在相关研究方面能有所贡献。我们也应当不负丘先生的殷切嘱托，为往圣继绝学，为万世开太平。

——初二2班单晨曦

……

虽说此次演讲时间不长，但我从这位年迈的科学家身上感受到了基础科学的重要性，我们更要为祖国的基础科学发展尽自己的一份力。

——初二2班郑田翔

本次讲座，丘成桐教授从A. Flexner的文章《The Usefulness of Useless Knowledge》引入，从摩尔定律即将达到极限讲到理查德·费恩曼提出量子计算，以基本物理和基础数学在计算机、人工智能中的重要性表现基础科学在科技发展中起到的重要作用。

我从丘成桐教授的讲话中真切地体会到了基础科学的重要性，也明白我国在基础科学领域的落后。祖国的未来是由我们创造的，我们要努力奋斗，力争为祖国基础科学事业做出贡献。

——初二2班吴其轩

……

尽管受时间因素限制，演讲时间不长，但仍然让我受到了极大的鼓舞。

丘教授是首先为我们讲述了关于现代芯片储存和量子计算及密码破解的内容。虽然这些理论很高深，我不能完全理解，但我仍然从他的言语间体会到了他为数学、科学界做的贡献，为全人类日后科技发展服务的壮志，随后，针对我国科技实力的发展，丘老提出了自己的解见，并认真的回答了两位同学提出的问题。我衷心感谢丘教授本次的演讲，希望自己能多向丘教授学习，做一个对社会有贡献的人！

——初二4班赵一帆

在听完丘教授的精彩演讲后，我倍受鼓舞，在快速发展的现代社会中，基础科学显得尤为重要，任何科技的突破都离不开基础科学的支撑，国家若想富强，基础科学就要强，那么我们青少年就要义不容辞地学好基础科学。在我们平常的认知中，基础科学或许离不开数学、物理、化学，但听了丘院士的演讲后，我们发现基础科学有许多的分支和发展前景。所以说，我们青少年要重视基础科学，往纵深方向去研究，努力为我国的科学事业发展作出贡献！

——初二4班郑阳光

听了丘成桐先生有关数学与基本数学在应用科学中的重要性的讲堂，我收获万分。感受到数学和基本科学将来会成为社会的磐石、国家的栋梁，许多数学发展出来的方法，可以应用到人工智能和大数据的方面，人工智能对大数据的处理本质上是数学中的统计学，基础数学在工程问题上也很重要。数学和基本科学对我们的日常生活帮助也大，机器学习和AI对零售和娱乐，医学和保健都有深远影响。较为遗憾的是因为基础物理和数学，中国目前在量子计算方面尚未有重大突破，我们作为新一代的青少年，需要培养创新意识，为人类的医学、生物医药品方面作出贡献，我们是新时代的希望！

——初二4班刘雨菲

很荣幸今天听了丘成桐教授的讲座，体会到数学在工程学密码学等方面有较大的应用，我们在学习数学时，不仅要学基础数理知识，还要对前沿的领域进行研究。国家只有在培养好基础数学知识的基础，才能创造出成功。同时，数学在生活中的各方面都有广泛的应用，如密码学、经济、计算机等等，数学也是科学物理的学习前提，学好基础科学，让自己强大起来，才可以使国家强盛发展。

——初二4班麦昊洋

听了丘成桐先生有关数学与基本数学在应用科学中的重要性讲堂，我感慨万分。基础数学是社会基石，只有打好基础数学的根，才能结出AI、医学、密码学的果。数学在生活中的应用多姿多彩。博弈论、生物医学、大数据，这些高深领域中都有基础数学的身影。只有在现在打好数学的基础，点亮“基础数学”，这颗技能树，才能在以后的日子里研究更高深的技术，为国家作贡献。

——初二4班龙逸帆

文字：刘桦、周建锋

图片：林李生