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淺談大數(shù)據(jù)時代數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用前景

2018-05-23 11:50:20黃尹燦
中國校外教育(下旬) 2018年3期
關(guān)鍵詞:應(yīng)用前景發(fā)展現(xiàn)狀大數(shù)據(jù)

黃尹燦

【摘要】通過介紹純數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀,再結(jié)合大數(shù)據(jù)時代的背景,分析在大數(shù)據(jù)時代,對數(shù)據(jù)分析的要求不斷提高的同時,對數(shù)學(xué)的方法論要求也越來越高,從而帶動了數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用需求增長。并結(jié)合管理學(xué)上的市場分析方法SWOT法,分析大數(shù)據(jù)時代,數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用前景。得出在大數(shù)據(jù)時代,數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用前景將大大提高的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù) 數(shù)學(xué)專業(yè) 發(fā)展現(xiàn)狀 應(yīng)用前景

一、數(shù)學(xué)專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.純數(shù)學(xué)專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)學(xué)作為一門理學(xué)類的基礎(chǔ)學(xué)科,在過去,其研究往往受到各類高校的重視,如北大、清華都紛紛設(shè)立了數(shù)學(xué)科學(xué)研究中心來對純數(shù)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行探索。但是隨著時代的進(jìn)步,數(shù)學(xué)專業(yè)的研究越來越豐富,從牛頓和萊布尼茨發(fā)明微積分到現(xiàn)在,幾百年的時間過去了,數(shù)學(xué)專業(yè)能夠研究的方向已經(jīng)被一一占領(lǐng),想在數(shù)學(xué)這個基礎(chǔ)領(lǐng)域有所突破,也越來越困難。

雖然中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體,但是不可否認(rèn),我們的人均經(jīng)濟(jì)水平還有很大的提高的空間。由于經(jīng)濟(jì)水平所限和應(yīng)用研究的成果收效快,投入相對于基礎(chǔ)研究也較小,因此在我們國家的研究中,大部分的研究更加偏向應(yīng)用。這就造成數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科在21世紀(jì)受到了很大的負(fù)面影響,純數(shù)學(xué)的研究在應(yīng)用數(shù)學(xué)的沖擊下,也更趨邊緣化。

總體來看,數(shù)學(xué)專業(yè)在我國當(dāng)前的專業(yè)建設(shè)中,不處于有利地位。但是在大數(shù)據(jù)時代,數(shù)據(jù)分析需要數(shù)學(xué)專業(yè)提供更多的方法論支持,過去的數(shù)學(xué)研究成果漸漸不能滿足數(shù)據(jù)處理和算法優(yōu)化的要求,那么,其應(yīng)用情況會延續(xù)頹勢嗎?筆者將在下文中,進(jìn)行分析。

2.應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

應(yīng)用數(shù)學(xué)作為由數(shù)學(xué)專業(yè)衍生的學(xué)科,在復(fù)合學(xué)科漸漸成為主流的情況下,其發(fā)展越來越受到重視。例如,北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)院就開設(shè)了信息科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、金融數(shù)學(xué)等作為應(yīng)用數(shù)學(xué)的方向,而這些方向也往往受到業(yè)界和學(xué)界的追捧。

應(yīng)用數(shù)學(xué)不同于純數(shù)學(xué)專業(yè),只對數(shù)學(xué)理論進(jìn)行研究,而是包含著兩個方面。第一是與應(yīng)用有關(guān)的數(shù)學(xué),第二則是數(shù)學(xué)的應(yīng)用,即以數(shù)學(xué)為解決問題的工具,探討解決工科和人文社會科學(xué)等方面的問題,進(jìn)行學(xué)科交叉研究。究其方向,主要還是應(yīng)用于兩個領(lǐng)域,第一是計算機(jī)領(lǐng)域,這包括傳統(tǒng)的信息學(xué)方向和新興的數(shù)據(jù)科學(xué)方向(大數(shù)據(jù)和人工智能),隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速進(jìn)步,除了計算機(jī)本身的技術(shù)創(chuàng)新需要數(shù)學(xué)這類的基礎(chǔ)學(xué)科提供理論基礎(chǔ)外,還需要應(yīng)用數(shù)學(xué)為數(shù)據(jù)科學(xué)在數(shù)據(jù)分析等階段提供算法優(yōu)化支持,這都凸顯了計算機(jī)學(xué)科已經(jīng)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的支持密不可分了。第二是金融經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域,現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)研究分為理論和實證研究,當(dāng)經(jīng)濟(jì)學(xué)家完成了一個理論研究或者經(jīng)濟(jì)學(xué)模型搭建時,就需要用數(shù)據(jù)來進(jìn)行實證,如經(jīng)濟(jì)學(xué)中的計量經(jīng)濟(jì)學(xué),就是將傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論與應(yīng)用數(shù)學(xué)知識相結(jié)合的基礎(chǔ)上,來解決實際的經(jīng)濟(jì)學(xué)問題。近年來,在數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)越來越受到重視的背景下,經(jīng)濟(jì)學(xué)和數(shù)學(xué)的結(jié)合將更加深入和廣泛,前景無限。

應(yīng)用數(shù)學(xué)除了在一些復(fù)合學(xué)科的研究領(lǐng)域大放異彩之外,也可以從高校課程的角度來觀察其應(yīng)用情況。北京大學(xué)匯豐商學(xué)院作為頂尖商界軍校之一,在其金融碩士的招生階段,就專門為數(shù)學(xué)專業(yè)的同學(xué)開設(shè)數(shù)量金融碩士,區(qū)別于其他金融碩士招生,且競爭也最為激烈。另外,據(jù)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》報道,在研究生入學(xué)考試中,來自應(yīng)用數(shù)學(xué)的本科生,在報考碩士時選擇方向就有很大的優(yōu)勢,可以轉(zhuǎn)向大數(shù)據(jù)、金融、計算機(jī)碩士等偏向應(yīng)用的方向,并且這類學(xué)生非常受到各類高校的追捧。以上,從一個側(cè)面反映了應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用范圍廣泛,前景向好。

二、大數(shù)據(jù)時代數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用前景SWOT分析

隨著手機(jī)、智能家居等智能設(shè)備的普及,像阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)可以通過其app收集到數(shù)以億萬計的數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)就可以通過數(shù)據(jù)處理、分析,將這些看似繁雜的數(shù)據(jù)變成財富的源泉。當(dāng)廣大消費(fèi)者更加頻繁地使用微信、支付寶時,阿里和騰訊等巨頭就收集到了各類消費(fèi)者的數(shù)據(jù),從而能夠設(shè)計出更加符合消費(fèi)者需求的產(chǎn)品。例如消費(fèi)者在淘寶上經(jīng)常購買吃的,那么一打開淘寶,首先看到也是各類食品的廣告宣傳,這可以刺激你的購買,同時也將給阿里帶來了大量的收益。類似淘寶的營銷宣傳都是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的結(jié)果,可以讓企業(yè)精準(zhǔn)的覆蓋消費(fèi)者需求。

在企業(yè)層面,大數(shù)據(jù)應(yīng)用得到了廣泛的重視,在國家層面亦是如此。2017年12月8日,以習(xí)近平總書記為核心的中共中央政治局就實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略進(jìn)行第二次集體學(xué)習(xí)。習(xí)近平總書記提出實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略,加快完善數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,推進(jìn)數(shù)據(jù)資源整合和開放共享,保障數(shù)據(jù)安全,加快建設(shè)數(shù)字中國。多處著手,推動國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略落地。通過查閱各類新聞報道可以發(fā)現(xiàn),在國家層面制定的大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的五部分中,就有“構(gòu)建以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素的數(shù)字經(jīng)濟(jì),推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同實體經(jīng)濟(jì)深度融合”。而“大數(shù)據(jù)”、“人工智能”這兩個最近最為火熱的產(chǎn)業(yè),其發(fā)展都離不開數(shù)學(xué)的應(yīng)用。

SWOT分析法,是管理學(xué)上的一種分析企業(yè)當(dāng)前所處市場情況的方法,其可以很好地判斷出市場情況,并幫助企業(yè)做出決策,而其應(yīng)用在數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用前景分析上,也是恰到好處。SWOT分析法的S就是strength(優(yōu)勢),W就是weakness(劣勢),O就是opportunity(機(jī)會),T就是threat(威脅),從以上四個方面可以分析出一個市場的真實情況,同時使用這四個方面也可以分析大數(shù)據(jù)背景下,數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用前景。

1.優(yōu)勢

人工智能和大數(shù)據(jù)依靠編程加上算法,共同產(chǎn)生數(shù)據(jù)處理結(jié)果。但是編程就是一門計算機(jī)語言,當(dāng)你真正學(xué)會了一門語言后,其運(yùn)用難度是不大的,因此人工智能和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)競爭的關(guān)鍵就在于算法的先進(jìn)的程度,而算法則與數(shù)學(xué)建模緊密結(jié)合在一起。數(shù)學(xué)建模是運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論與方法解決各類科學(xué)與工程問題,分析和提高計算的可靠性、有效性和精確性,并解決各類數(shù)值問題。

人工智能和大數(shù)據(jù)的研究都需要通過運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的方法,以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ),在對模型不斷優(yōu)化的基礎(chǔ)上,不斷推動新的優(yōu)化算法產(chǎn)生。在這一過程中,毋庸置疑,數(shù)學(xué)專業(yè)的重要性被大大加強(qiáng),因此,在大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)上升為國家戰(zhàn)略的情況下,將會帶動數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大,也將越來越凸顯其重要性,并成為數(shù)學(xué)專業(yè)應(yīng)用的重大機(jī)遇和優(yōu)勢。

2.劣勢

雖然大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,會帶動數(shù)學(xué)應(yīng)用的需求增長,但是畢竟數(shù)學(xué)是還是一門偏向基礎(chǔ)研究的學(xué)科,其與大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用結(jié)合上仍然會存在許多問題。特別是在大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不充分的情況下,其數(shù)據(jù)處理能力的提高更多依賴的是計算機(jī)處理能力的增強(qiáng),而較少依靠數(shù)學(xué)理論創(chuàng)新帶動的算法優(yōu)化。這就導(dǎo)致,大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)只需要使用過去已經(jīng)較為成熟的數(shù)學(xué)理論,就滿足適應(yīng)當(dāng)前數(shù)據(jù)處理的需求,而不需要數(shù)學(xué)理論上有新的突破。

短時間內(nèi),大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)迅速增長,是會對數(shù)學(xué)應(yīng)用起到推動作用。但是長期來看,如果數(shù)學(xué)的理論研究長期得不到突破,只是應(yīng)用舊的理論來支撐大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè),那么大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將越來越依靠計算機(jī)的更新?lián)Q代,而數(shù)學(xué)的應(yīng)用,在大數(shù)據(jù)的成熟期,也將更加被邊緣化。

3.機(jī)會

目前,大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)雖然得到國家和企業(yè)層面的大力支持,但是不得不承認(rèn),其還處于成長期,有較大的發(fā)展空間。因此,數(shù)學(xué)專業(yè)就應(yīng)該把握這個發(fā)展的機(jī)會,將更多的數(shù)學(xué)理論與大數(shù)據(jù)知識相結(jié)合,占據(jù)先機(jī),把握主動。特別是人才培養(yǎng)方面,數(shù)學(xué)專業(yè)應(yīng)該更加重視復(fù)合人才的培養(yǎng),使得高端人才能夠既掌握數(shù)學(xué)理論,又掌握計算機(jī)實操,把高深的數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的升級轉(zhuǎn)化,這才能真正推動數(shù)學(xué)專業(yè)的應(yīng)用前景被真正拓展。

4.挑戰(zhàn)

伴隨著應(yīng)用數(shù)學(xué)的關(guān)注度越來越高,作為學(xué)科發(fā)展基礎(chǔ)的純數(shù)學(xué)研究卻受冷落,這也將成為數(shù)學(xué)應(yīng)用的挑戰(zhàn)。如果我們過于強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的應(yīng)用,急于把數(shù)學(xué)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,一定程度上,是違反數(shù)學(xué)的發(fā)展規(guī)律的。畢竟數(shù)學(xué)仍然是一門基礎(chǔ)學(xué)科,因此其需要長時間的扎實研究,才有可能取得驕人的成果。在大數(shù)據(jù)時代,數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理緊密結(jié)合,將使得數(shù)學(xué)這個基礎(chǔ)學(xué)科更加功利化,這也將給純數(shù)學(xué)的研究蒙上一層陰影。沒有豐富的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究成果作根基,數(shù)學(xué)研究真的可以持續(xù)的強(qiáng)調(diào)應(yīng)用嗎?顯然是不能的。

三、結(jié)論

在大數(shù)據(jù)時代,算法優(yōu)化的需求不斷增長,將帶動對數(shù)學(xué)的應(yīng)用需求迅速增長。如果數(shù)學(xué)專業(yè)能夠做好學(xué)科交叉,將數(shù)學(xué)理論更好的應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,發(fā)揮方法論的作用,那么數(shù)學(xué)的應(yīng)用前景將被廣泛拓展。

同時,數(shù)學(xué)專業(yè)還應(yīng)扎實做好數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)研究,重新重視如偏微分、概率論等純數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域,不斷產(chǎn)出優(yōu)異的數(shù)學(xué)理論成果,那么數(shù)學(xué)的應(yīng)用前景將持續(xù)向好,獲得可持續(xù)發(fā)展的動力。

參考文獻(xiàn):

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