干部學(xué)習(xí)課件：數(shù)學(xué)與國(guó)家實(shí)力（下）

干部學(xué)習(xí)課件：數(shù)學(xué)與國(guó)家實(shí)力（下）
姜伯駒
中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授
四、數(shù)學(xué)在關(guān)鍵事件中起的作用
（二）從對(duì)手的視角看數(shù)學(xué)在發(fā)展中的作用
下面再看看對(duì)手，看看國(guó)際上正在實(shí)施一些怎么樣的戰(zhàn)略性的計(jì)劃。我們前面說(shuō)到了到今天九十年代的高性能的科學(xué)和工程計(jì)算的水平軟件，計(jì)算機(jī)的模擬已經(jīng)真正可以跟傳統(tǒng)的理論和試驗(yàn)相并列，成為科學(xué)和工程研究的第三種手段。這20年以來(lái)，高性能科學(xué)工程計(jì)算的發(fā)展跟傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的發(fā)展所走的是一條完全不同的道路，因?yàn)橐呀?jīng)被社會(huì)認(rèn)識(shí)到社會(huì)的工程計(jì)算是最重要的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步之一。一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把這個(gè)作為國(guó)家戰(zhàn)略予以高度重視，而且從國(guó)家的層面對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步進(jìn)行推動(dòng)。
1990年以來(lái)，美國(guó)國(guó)會(huì)先后通過(guò)了好幾個(gè)法案，一個(gè)叫《高性能計(jì)算法案》，一個(gè)叫《下一代互聯(lián)網(wǎng)研究法案》。《高性能計(jì)算法案》是1991，《下一代互聯(lián)網(wǎng)研究法案》是1998年，還有《美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)法案》2007年，從國(guó)家的層面上，對(duì)包括科學(xué)和工程計(jì)算在內(nèi)的信息
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算模擬，它吸收了300多所大學(xué)和研究所的人員參與這個(gè)計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃的實(shí)施大大提升了美國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)的創(chuàng)新能力。
看看日本，日本也很早開(kāi)始了高性能計(jì)算的研發(fā)，2002年，按照我們的海洋研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)，這個(gè)機(jī)構(gòu)叫橫濱研究所安裝了一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，名字叫地球模擬器，它成為當(dāng)時(shí)世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。他們?cè)谶@臺(tái)計(jì)算機(jī)開(kāi)展了大量的科學(xué)工程計(jì)算，預(yù)測(cè)和分析整個(gè)地球的大氣循環(huán)、溫室效應(yīng)、地殼變動(dòng)、地震等等這些現(xiàn)象取得了很多的成果。
2006年日本在一個(gè)研究所，叫做理化學(xué)研究所安裝了一臺(tái)用于分子動(dòng)力學(xué)模擬的專(zhuān)用的超級(jí)計(jì)算機(jī)。主要是用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究，它的運(yùn)算速度已經(jīng)接近1000萬(wàn)億次。
2006年日本政府啟動(dòng)了下一代的超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)劃，它的名字叫做下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)劃，計(jì)劃持續(xù)時(shí)間是2006年到2012年，全部預(yù)算大概是10億美元，這個(gè)計(jì)劃目標(biāo)是建造一臺(tái)浮點(diǎn)運(yùn)算速度達(dá)到每秒萬(wàn)萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)，開(kāi)發(fā)能夠用于生命科學(xué)、納米技術(shù)和材料科學(xué)的計(jì)算機(jī)代碼，同時(shí)建立一個(gè)先進(jìn)的科學(xué)計(jì)算和技術(shù)中心，作為日本的計(jì)算科學(xué)的基地。日本政府希望這個(gè)計(jì)劃不僅是暫時(shí)性的計(jì)劃，而且要讓它隨著高性能科學(xué)計(jì)算的發(fā)展而得到延續(xù)，這個(gè)計(jì)劃是列為國(guó)家的關(guān)鍵性技術(shù)，要增強(qiáng)日本在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)能力。
歐洲國(guó)家在科學(xué)與工程計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域水平也是很高的，歐盟委員會(huì)連續(xù)幾期的框架計(jì)劃里推動(dòng)高性能科學(xué)與工程計(jì)算和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)設(shè)。
2002年啟動(dòng)了分布式歐洲超級(jí)計(jì)算應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃。聯(lián)合7個(gè)歐洲國(guó)家和11個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)中心，為整個(gè)歐洲的高性能計(jì)算提供研究環(huán)境，它們這個(gè)計(jì)劃的名稱(chēng)很有意思叫做高性能計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)生態(tài)并不是指前面生物的生態(tài)系統(tǒng)，而是說(shuō)計(jì)算這個(gè)方面本身它應(yīng)該有一個(gè)生態(tài)，在建立一個(gè)穩(wěn)固、持久的一個(gè)超級(jí)計(jì)算基礎(chǔ)的題，中心有6個(gè)全歐洲共用的千萬(wàn)億次的高性能的計(jì)算系統(tǒng)，以它作為金字塔的頂端，聯(lián)接各國(guó)的高性能計(jì)算系統(tǒng)，形成一個(gè)高性能的計(jì)算環(huán)境。到目前為止，參加的國(guó)家已經(jīng)有20個(gè)，成為歐洲的一個(gè)很好的平臺(tái)。
所以從這里可以看出，發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)意識(shí)到發(fā)展高性能的科學(xué)和工程計(jì)算關(guān)系到國(guó)家的命脈，這是21世紀(jì)最重要的技術(shù)領(lǐng)域之一，要保持科學(xué)領(lǐng)先，要保持經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)力，要保持國(guó)家的安全，這是一個(gè)重要的支撐基礎(chǔ)，所以就作為國(guó)家的戰(zhàn)略來(lái)給予重視。
2005年，美國(guó)總統(tǒng)的信息技術(shù)過(guò)問(wèn)委員會(huì)給美國(guó)總統(tǒng)打了一個(gè)報(bào)告，報(bào)告的名字叫做：《計(jì)算科學(xué)：確保美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)力》。它里邊有這么一段話：說(shuō)政府如果不能高瞻遠(yuǎn)矚地承擔(dān)自己的義務(wù)，那么長(zhǎng)此以往，科學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)地位和經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)j-a全都值得擔(dān)憂。我們談到了這幾個(gè)國(guó)外的計(jì)劃，它們的特點(diǎn)都是將高性能的計(jì)算機(jī)的研制和算法的研究和軟件的開(kāi)發(fā)和重大的應(yīng)用合于一體。這點(diǎn)跟我們當(dāng)前的情況來(lái)說(shuō)與我們確實(shí)還是有很大的不同，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在有最快的計(jì)算機(jī)，當(dāng)然現(xiàn)在已經(jīng)退居世界第二了，速度曾經(jīng)是世界第一的，但是其他的幾個(gè)方面是很不配套的，而它們的這些計(jì)劃是將硬件向軟件，向應(yīng)用緊密地聯(lián)系起來(lái)，所以實(shí)施了以后，真正大大地推動(dòng)了科學(xué)計(jì)算的發(fā)展，帶動(dòng)了國(guó)防部門(mén)、工業(yè)部門(mén)和科學(xué)研究領(lǐng)域水平的提高，提升了這些國(guó)家的創(chuàng)新能力。這個(gè)談的是關(guān)于科學(xué)計(jì)算這個(gè)方面。
我們?cè)僬勔幌露韲?guó)人在干什么。俄國(guó)是一個(gè)數(shù)學(xué)強(qiáng)國(guó)，它數(shù)學(xué)的發(fā)展水平，從數(shù)學(xué)界以及國(guó)際最著名的獎(jiǎng)項(xiàng)來(lái)看的話，大概應(yīng)該說(shuō)是排在世界的第三位，美國(guó)、法國(guó)、俄國(guó)。俄國(guó)的數(shù)學(xué)在為前蘇聯(lián)的軍事技術(shù)的發(fā)展做出過(guò)巨大的貢獻(xiàn)。它們?cè)?950年代曾經(jīng)因?yàn)榕锌刂普摚瑥恼軐W(xué)上批判，而使得計(jì)算機(jī)的發(fā)展一度 ……（未完，全文共5361字，當(dāng)前僅顯示1883字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《干部學(xué)習(xí)課件：數(shù)學(xué)與國(guó)家實(shí)力（下）》）