如果把技術(shù)創(chuàng)新比作一座大廈，那么基礎(chǔ)研究就是地基。地基不夠堅實深厚，就談不上技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步。我國在全球科研格局中還未取得引領(lǐng)地位，究其根本，在于基礎(chǔ)研究水平整體上還未達(dá)到領(lǐng)先水平。

作為基礎(chǔ)研究的代表性學(xué)科，我國數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀如何？我國數(shù)學(xué)人才培養(yǎng)面臨哪些瓶頸，又該如何突破這些瓶頸？2022未來科學(xué)大獎周期間，中國科學(xué)院院士、北京國際數(shù)學(xué)研究中心主任、未來論壇理事田剛接受了科技日報記者專訪。

數(shù)學(xué)是一切科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)

(資料圖片)

記者：在您看來，基礎(chǔ)科學(xué)的創(chuàng)新引領(lǐng)作用體現(xiàn)在哪些方面？為什么說數(shù)學(xué)在科研中處于獨(dú)一無二的核心地位？

田剛：基礎(chǔ)科學(xué)是基礎(chǔ)性的，重在探索人類認(rèn)知邊界。很多時候公眾不一定能看清基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)揮的作用。但實際上，日常生活中處處都有基礎(chǔ)學(xué)科的影子。以數(shù)學(xué)學(xué)科為例，數(shù)學(xué)中的拉當(dāng)變換原理在醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等許多領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用，人工智能也以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)。做基礎(chǔ)學(xué)科研究需要甘坐冷板凳，需要持之以恒，需要專注思考，一定不能急躁。

數(shù)學(xué)的一大特點(diǎn)是抽象，數(shù)學(xué)研究的是具體事物背后的客觀規(guī)律。數(shù)學(xué)還有一個特點(diǎn)是嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)學(xué)理論一旦建立就很堅實。此外，數(shù)學(xué)學(xué)科還有一個特點(diǎn)是超前。比如CT掃描的數(shù)學(xué)原理在100多年前就被發(fā)現(xiàn)了，但CT掃描機(jī)真正投入應(yīng)用則是在其數(shù)學(xué)原理被發(fā)現(xiàn)的幾十年后。

數(shù)學(xué)是人類探索認(rèn)識邊界過程中最基礎(chǔ)的學(xué)科，可以說，數(shù)學(xué)是一切科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，有著獨(dú)一無二的作用。數(shù)學(xué)學(xué)科訓(xùn)練的是科學(xué)的思維方式、推理方式，這對人們科學(xué)認(rèn)識問題至關(guān)重要。

記者：數(shù)學(xué)非常重要，但在普通人看來，純數(shù)學(xué)理論研究離生活和認(rèn)知太遠(yuǎn)。您認(rèn)為，“數(shù)學(xué)無用論”這類觀點(diǎn)反映了什么問題？

田剛：雖然“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”廣為人知，但“數(shù)學(xué)無用論”的確也有市場。

我覺得，認(rèn)為數(shù)學(xué)無用有幾個原因：一是數(shù)學(xué)很抽象，有時候需要很努力才能理解一些抽象的概念；二是數(shù)學(xué)屬于基礎(chǔ)學(xué)科，它的作用往往在“幕后”，公眾很多時候不能直觀感受到數(shù)學(xué)對于生活的重要意義；三是數(shù)學(xué)科普教育做得還不夠，致使公眾缺乏對數(shù)學(xué)的深入了解。

為了加深公眾對數(shù)學(xué)的理解，我認(rèn)為科技類的博物館在科普中應(yīng)該多增加一些數(shù)學(xué)成分，比如流體、光學(xué)等相關(guān)知識的背后實際上有很多數(shù)學(xué)原理。在美國，波士頓科技館就有專門的數(shù)學(xué)展廳，這對公眾尤其是青少年進(jìn)一步認(rèn)識和了解數(shù)學(xué)有很大幫助。

我國在國際數(shù)學(xué)界的地位越來越高

記者：2022年第63屆國際數(shù)學(xué)奧林匹克競賽（IMO）成績公布，中國隊再次登上頂峰，這是中國隊在IMO中第23次獲得世界第一。但為什么我們是“奧數(shù)強(qiáng)國”而不是“數(shù)學(xué)強(qiáng)國”？

田剛：我們需要厘清一個認(rèn)知問題，數(shù)學(xué)研究不是奧數(shù)，奧數(shù)也不是數(shù)學(xué)研究。是否是“數(shù)學(xué)強(qiáng)國”不是一兩個獎就能確定的。當(dāng)然，奧數(shù)比賽作為一種競技也有特殊作用，比如發(fā)掘優(yōu)秀的數(shù)學(xué)苗子，尤其是一些青少年通過參加奧數(shù)競賽可以展現(xiàn)出數(shù)學(xué)天賦。不過，這些數(shù)學(xué)苗子真正成為數(shù)學(xué)研究者或數(shù)學(xué)家還需要一個過程。

從“奧數(shù)強(qiáng)國”到“數(shù)學(xué)強(qiáng)國”同樣需要一個過程。西方的現(xiàn)代數(shù)學(xué)研究歷史很長，相比之下，我國現(xiàn)代數(shù)學(xué)研究的歷史要短得多。

但近20年來我國數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展還是很快的。原因一方面是人才匯聚，比如北大數(shù)學(xué)“黃金一代”中有很多都參加過奧數(shù)競賽，他們中的很多人現(xiàn)在也成為了世界一流的數(shù)學(xué)家。另一方面，我國在國際數(shù)學(xué)界的地位也越來越高，在幾乎所有數(shù)學(xué)方向上都有實力很強(qiáng)的年輕數(shù)學(xué)家。

值得一提的是，在2022年國際數(shù)學(xué)家大會特邀嘉賓中，來自我國內(nèi)地的有十幾位，而在二三十年前可能只有2—3位華人數(shù)學(xué)家受邀作報告。我覺得要有信心，再給些時間，我們一定能從“奧數(shù)強(qiáng)國”變成“數(shù)學(xué)強(qiáng)國”。

記者：推動中國數(shù)學(xué)學(xué)科向前發(fā)展存在哪些障礙？應(yīng)如何破除現(xiàn)有藩籬？

田剛：最重要的是建設(shè)一支強(qiáng)大的數(shù)學(xué)研究隊伍。這幾年我國數(shù)學(xué)人才隊伍建設(shè)發(fā)展很快，涌現(xiàn)出一大批30—45歲的頂尖數(shù)學(xué)人才。當(dāng)然還有欠缺的地方。

為此，還需要在以下幾個方面努力：要做好人才培養(yǎng)工作，我國躋身“數(shù)學(xué)強(qiáng)國”肯定要靠年輕一代，老一輩的數(shù)學(xué)家要為年輕人提供更多發(fā)展機(jī)會；要進(jìn)一步改善軟環(huán)境，比如營造良好的學(xué)術(shù)氛圍，完善獎勵評價機(jī)制，讓那些能踏實做學(xué)問又真正有所建樹的人能夠心無旁騖，我們要鼓勵他們追求更高的研究目標(biāo)，解決更重要的學(xué)術(shù)問題，勇闖無人區(qū)；此外，要繼續(xù)加強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)科的國際交流與合作。

培養(yǎng)精英和做好科普“兩手抓”

記者：近年來我國數(shù)學(xué)本土人才成長迅速。您認(rèn)為世界一流數(shù)學(xué)人才應(yīng)具備怎樣的素質(zhì)？如何做到引進(jìn)優(yōu)質(zhì)人才、用好頂尖人才、培育未來人才？

田剛：我認(rèn)為一流的數(shù)學(xué)人才應(yīng)該具備三種基本素質(zhì)——興趣、天賦、堅持。成為數(shù)學(xué)家，不一定要非常聰明。我的數(shù)學(xué)家朋友中，有些人反應(yīng)非?？?，有的人反應(yīng)稍微慢一點(diǎn)，但反應(yīng)慢并不影響他們做好研究。只要對數(shù)學(xué)有興趣，有一定的天賦，能夠鍥而不舍，就能做出大的成就。

引進(jìn)優(yōu)質(zhì)人才，首先需要好的學(xué)術(shù)環(huán)境和發(fā)展平臺。其次，要提高年輕學(xué)者的待遇，解決他們的后顧之憂。

用好頂尖人才，最重要的是給他們獨(dú)當(dāng)一面的機(jī)會，讓他們能獨(dú)立展開研究工作。

培養(yǎng)未來人才，最基本的是要培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣。所以數(shù)學(xué)老師要言傳身教，保持對學(xué)術(shù)的熱情，這樣才能感染學(xué)生。同時要教育學(xué)生踏實努力，不要想著抄近路，要遠(yuǎn)離對學(xué)術(shù)生涯有害的行為。我在北京大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生時就始終跟他們強(qiáng)調(diào)，一定要安心做學(xué)問。

記者：隨著高等教育的大眾化，數(shù)學(xué)教育也走向大眾化。有人認(rèn)為，這一方面有利于提升公眾數(shù)學(xué)素養(yǎng)，另一方面可能不利于發(fā)掘和培養(yǎng)數(shù)學(xué)精英人才。您怎么看這一觀點(diǎn)？對數(shù)學(xué)教育，您有什么建議？

田剛：這兩個不矛盾。一方面要發(fā)掘和培養(yǎng)數(shù)學(xué)精英人才，比如通過全國數(shù)學(xué)聯(lián)賽等一些活動為特別有數(shù)學(xué)天賦的學(xué)生提供更多機(jī)會，充實數(shù)學(xué)研究精英人才隊伍。另一方面要做好普及教育，提高公眾整體的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。雖然不是每個人都能成為數(shù)學(xué)家，但數(shù)學(xué)素養(yǎng)一定會對人一生的發(fā)展有所幫助。因此，在數(shù)學(xué)教育方面，要提高師資水平和教學(xué)質(zhì)量，既做好大眾教育，又抓好數(shù)學(xué)頂尖人才培養(yǎng)。

還有一點(diǎn)要補(bǔ)充，我覺得數(shù)學(xué)天才在人群中的比例不會因地區(qū)差異而有太大差異。有些在偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)生可能數(shù)學(xué)天賦很好，但卻由于缺乏更好的老師和資源得不到進(jìn)一步深造的機(jī)會，這是令人遺憾的。所以，做好鄉(xiāng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的數(shù)學(xué)教育工作也非常重要。