还善于学习别人的长处,这也是华老的科学生涯中最为突出的品格之一。
1936年访英时,学习剑桥学派如何搞纯粹数学;1946年访苏时,学习前苏联除了纯粹数学,还有如何发展应用数学以及培养人才的数学竞赛经验;后来在美国,学习更加全面,特别是向冯-诺依曼学习,如何发展计算机及相关学科。
他认为钱老的系统论、系统科学和系统工程是可以与数学科学、数学技术相结合的。他提出应用数学面对的就是宇宙中(特别是地球上)客观存在的或人类建造的各种系统。人类活动涉及经济、国防和社会发展的各个领域中的系统。大的如现代航天工程,二战期间研制原子弹的曼哈顿工程,小到一个工业生产的产品、一个装备……。这些工程、产品、装备……内部结构非常复杂,人类制造它们是为了实现某个或多个目标。这样的复杂系统具有多种现象,其中有数学现象;实现这样的系统要用到许多技术,其中有数学技术。透过系统的数学现象,运用数学技术,建立其数学模型与算法,并研制在计算机上可实现的软件,这个过程自身构成一个复杂的工程,称之为数学工程。
用数学工程来研究复杂系统,目前最引人注目的是数学仿真技术,因为它必须通过计算机系统来实现,人们也称其为计算机仿真,它涉及的关键技术是数学技术。正如俄罗斯数学家A.A.Samarskii说的,这是一种“数值实验”技术。对一个系统,首先要进行调查研究和系统分析,构建它的数学模型,同时要研究一种好的算法,求解这种特殊的数学模型,然后要选择适当的计算机系统和好的软件工程,在计算机上实现数学模型和算法,他声称这是一种新的科学方法(石钟慈和国外的一些科学家称其为第三种科学方法),并表述为:
Model(模型)+Algorithm(算法)+Programme(程序)
简称为MAP。MAP是一个真实世界到虚拟数学世界的一个映射。它实质上是华老所说的数学工程。
(四)发展应用数学,必须克服七个“先天不足”
一个数学家看到了(悟到了)数学现象,并且明确提出“数学是研究数学现象的学问”,他就看清楚了数学的本源。
华老和小平邦彦各自独立地悟到了数学现象。更进一步,华老看到了数学技术、数学工程,这与他长期从事应用数学实践、他的整体数学观有关。他清楚地认识到,在人类社会发展的进程中,数学的力量、威力和潜力。因此他始终倡导数学要为国家的建设、人民的福祉服务。这一点并非一般人,甚至包括科学家和领导者所能认识到的,
即使在数学处在世界领先地位的美国,上世纪八十年代,美国国家研究委员会主席普雷斯(Frank Press)说,数学的重要作用“这一点却没有被人们充分认识到”,“国家并没有充分挖掘数学科学的潜力”……“为此,本委员会召集有关方面的著名科学家,组成数学科学资金来源特别委员会”。该委员会主席E.E.David ,1984年,该委员会发表了报告“Renewing U.S.mathematics: Critical Resource for Future”这份报告对美国的数学繁荣发展,保持领先地位起了重大的作用(这份报告中文版名称为“美国数学的现在与未来”)。
华老不仅主张大力发展应用数学技术,而且身体力行、亲自实践。他在艰难的探索实践中,充分认识到在中国发展应用数学比在美国发展更为困难,并总结了在中国发展应用数学的七大先天不足之处:需求先天不足,认知先天不足,人才先天不足,方法论先天不足,评价体系先天不足,交叉综合先天不足,资金支持先天不足。
(1)需求先天不足
华老生活的年代,先是旧中国,经济基础薄弱,后是计划经济体制,必然导致对应用数学的发展需求不足。
现在中国经济发展了,也引入了市场经济体制,需求增加了些,但也不尽然,人们的认识还停留在过去水平。
(2)认知先天不足
在中国一般人眼中,数学是抽象的、深奥的,数学对于促进经济发展、社会进步不大有关系,数学之有用的认知先天不足。为了破除人们对数学的神秘感,认识数学之有用,提高全民族的数学素质,华老除了在报刊上发表过数学之有用的文章外,还亲自普及数学技术,用大量的实例说明或证明数学之有用的观点。