青少年對話 | 2020未來科學大獎數學與計算機科學獎獲獎者彭實戈
2020年12月30日20:31

  新浪科技訊 北京時間12月30日消息,青少年對話2020未來科學大獎獲獎者活動今日首播,2020年數學與計算機科學獎獲獎者彭實戈教授受邀出席,未來論壇機構理事單位代表、科大訊飛股份有限公司高級副總裁杜蘭主持本次活動。

  未來科學大獎設置獲獎者報告和青少年對話環節的初衷,是給熱愛科學的青少年提供一個與科學大師面對面交流的機會,聆聽他們改變世界,勇於探索的科學故事,鼓勵青少年瞭解世界前沿的科學領域以及全球範圍內亟待解決的科學挑戰,激勵青少年走上科學之路。

  彭實戈教授首先介紹了確定性科學的重大勝利——微積分的發現。通過花粉顆粒在水中的運動解釋了布朗運動的概念,從而引出隨機微分方程,並講述了法國數學天才Doeblin的動人故事。隨機微分方程是正向的方程,只能從現在算到將來而不能從將來算到現在。而倒向隨機微分方程解決了這一問題。他以未來科學大獎為例,例如:未來科學大獎影響中國科學100年,有了100年後的條件,我們就可以知道現在我們應該怎樣做才能使得100年後達成這個目標。另外,布朗運動是不是最隨機的運動?美國芝加哥學派認為經濟運動不能用布朗運動刻畫,因為它的概率是確定的。概率不確定怎麼解決又成了新的數學問題。答案就是非線性期望。

  在青少年對話環節,來自北京市新英才學校、北京四中、北京師範大學保定實驗學校、北京市西城區師範學校附屬小學、北京彙文中學的5位優秀青少年,與彭實戈教授面對面,與科學偶像近距離的溝通與探討。

  以下是對話實錄:

  提問:您在學習的過程中有沒有遇到過什麼困難?您又是怎麼解決的?

  彭實戈:我們數學學習甚至研究過程中會碰到很多困難,幾乎沒有一天不碰到困難。解決好這個問題就像你爬一段山,一山還有一山高,我小時候爬山就覺得爬了一個山又有更高一個山。不僅是對自己的鍛鍊,而且自己開闊了眼界,所以困難是經常會碰到的。在更高的地方才能看的更遠,而且在更高的地方才能看清楚你所在的山是什麼樣子,你在底下看很神秘,因為看不清楚,而在最頂峰的時候看的最清楚。

  提問:彭院士好,聽您說對於我們這些學生而言,提問題比解難題更加重要。但是我在生活中試了試,有點挫敗,好像提出一個像樣的問題比解難題難多了,想請問您一下,該怎麼培養、提升自己這種提出問題的能力呢?

  彭實戈:提問題是人的天性,我記得我的家長,小時候就說你怎麼這麼多問題,打破沙鍋問到底,總是有問不完的問題。我覺得這對我後來是非常有幫助的,碰事情總要問個為什麼。這種為什麼有時候是很荒謬的,但是它背後蘊藏著很多未知的世界。我舉個例子,以前我想過一個問題,大家都學過虛數,虛數它自己的平方等於負1,歐拉給出嚴格的數學定義,並把這個理論提出來,成為了數學的基礎。你自己也可以提出個問題,有個數它的平方不等於-1,等於1,這個數不是1不是-1,那麼是什麼?這就是問題。我覺得這是有道理的,就往下推,就推出雙曲複變函數,我給他起個名字,叫雙曲虛數,而雙曲虛數也有負數。我繼續往下走,一直走到愛因斯坦狹義相對論。突然發現,其實這個問題和愛因斯坦的狹義相對論,有密不可分的關係。所以這些都是你提問題,而且別人給你提問題的時候,你不要覺得這個問題荒謬,你要仔細往下想,你仔細往下想可能一步之行就會出現驚喜。

  提問:彭院士您好,數學在很多人看來是一門比較困難甚至枯燥的學科,您認為學好數學應該具有怎樣的素質和品質呢?

  彭實戈:這個問題和剛才那個問題有很大的聯繫,你覺得數學枯燥是因為數學是強加給你的,老師說你必須學。如果是你自己提的問題,自己想到的,書上也在研究這個問題,那就不枯燥了。我們知道你自己提的問題,你覺得特別珍貴,哪怕想的好像是非常土,怎麼能提這種問題呢。我記得我小時候給同伴去問,說火箭為什麼能上天?說火箭噴出了這些物質,為什麼噴出這些物質就能上天呢。我初中的時候給高中生提出問題,他也回答不了。第二天我又和他碰到了,我就給他說這個問題我終於想明白了,就等於打槍,子彈打出來就給你肩膀上一個後坐力,這個後坐力使得火箭能夠上天了,因為它的速度特別快。當然了,後來學到的是,它實際上有更嚴格的數學公式在後面。這個過程就是自己在思考,自己想出來的,哪怕別人看來很愚昧,那也完全不一樣。我們原創性的想法,很多事情都是自己在思考,在提問,不要覺得我想問題、我提問題顯得自己太笨,千萬不要有這種想法。

  提問:彭老師,您認為在學習數學的過程中,一直保持舉一反三的意識會對我們有益嗎?

  彭實戈:這個問題很好。其實舉一反三是數學能夠發展的一個非常重要的動力。比如我剛才講到,可以計算行星圍繞太陽運轉的規律,使得人們將這個規律用到更複雜的情況,實際這就是舉一反二、舉一反三,舉一反一百,學數學一個很重要的就是融會貫通。

  提問:彭爺爺您好,我對您的經曆十分好奇,您出生於戰火紛飛的年代,青年時期想做過體操健將,大學時期又主修物理,現在又登上了數學界的巔峰,請問是什麼讓您改變了自己對每個階段的追求呢?

  彭實戈:就是因為興趣。當然和我當時所在的環境也有關係,因為初中的時候,我的一個很好的朋友就是體操少年冠軍,我們倆在一起,他就給我講體操怎麼好、怎麼好,特別吸引人。你們知道你們兒童時代,孩提時代,很多最重要的意見是同學給的,那個時候就開始對體操特別感興趣,想做運動健將。後來又在和同學討論,就覺得解數學題非常有意思,又開始對數學、物理感興趣。你可以找一些自己的同伴,和他們多多討論這些問題,不只是討論怎麼去玩遊戲,而是把自己放在一個非常嚴肅的氛圍里討論,甚至給家長也創造這種氣氛,和他們討論。

  好奇心是非常可貴的品質,當孩子們充滿強烈的求知慾和熱愛,不斷學習、不斷挑戰自我,同時不斷和外界交流信息吸取他人的優秀成為自己成長的養分,在這個過程中將體會到無窮的樂趣,這才是學習最大的動力。希望青少年朋友們能夠共同傳播熱愛科學的精神,也希望崇尚科學的精神能夠在社會中得到弘揚。

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