院士科普讲堂

    编者按 《关于新时代进一步加强科学技术普及工作的意见》提出，广大科技工作者要增强科普责任感和使命感。近年来，越来越多的院士身体力行，加入到科普行列，以其精深的专长优势而深受广大公众的喜爱。

    院士做科普既是高水平的科普活动，也是科学与社会互动的良好体现，不仅传递科学知识，还能带来人生指引。本报推出“院士科普讲堂”栏目，旨在通过院士深入浅出地解读深奥的科学道理，在青少年心中播下热爱科学的种子，点燃科学梦想。同时，也让人们领略院士的人格魅力和别样风采，弘扬科学家精神，激励青少年树立投身建设世界科技强国的远大志向和爱国情怀。

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    学习数学有什么用？除了刷题还有哪些方法可以提高数学能力？只是数学好而英语和语文不好，能不能作数学研究？

    近日，“科学点燃青春——2022未来科学大奖获奖者对话青少年”系列活动播出。在活动中，中国科学院院士、2022未来科学大奖数学与计算机科学奖获奖者莫毅明与青少年展开对话，鼓励他们树立数学学习的信心，充分释放对数学的好奇心。

    数学方法不断改造世界

    没有微积分就没有工业革命；没有线性代数、几何学及物理定律，就没有精确的定位系统；没有线性代数，就没有搜索引擎；没有复数，就没有量子计算；没有数论，密码学将难以想象……

    “纯数学通过解决种种难题提炼出理论与方法，而数学方法不断地改造着世界，丰富着日常生活。”莫毅明说，“数学研究追求的是真、善、美。”

    数学是研究万物根本结构及其演变规律的一门科学，而艺术性与美学是数学研究的指路明灯。“自古以来，数学家不懈地寻找客观数学规律，以定理形式对规律进行精确描述。他们发展了一套包含严密推理系统的数学语言，并将种种发现记载于浩瀚的文献中，为数学研究奠定了基石。”

    “作为一门基础科学，数学学科历经几百年发展，给人类生活带来了很大改变。”莫毅明表示，未来，随着大数据和人工智能的发展，数学的应用会越来越重要。如果完全不懂数学的话，会和世界有些脱节。

    “玩游戏”让学数学更有趣

    谈及为何作数学研究，莫毅明说“因为好玩”。他很早就明白一件事——数学是基础学科，无论是否当数学家都要懂一点数学。“当然，我很快就发现自己对数学非常感兴趣。”

    在数学学习中，考试是不可缺少的部分，还要做很多习题，一些学生会觉得枯燥，从而失去对数学的兴趣。

    莫毅明坦言：“刷题可能不是一件很有趣的事，而‘玩游戏’是比较好的方法。如果你对数学感兴趣，可以找一些趣味相投的同学一起做题，看谁做得快，通过这类小游戏慢慢消化数学基础知识。也可以自己找些有趣的教材辅助学习，提升学数学的趣味性。”

    “另外，学数学不仅要把题做出来，更要探求题目背后的原理，那样学数学就会非常有趣。”莫毅明说。

    他举了个例子。有这样一道题：三点钟到四点钟，时针和分针什么时候重叠？通常，老师会告诉学生一个计算方法，只要记住方法就能算出来。可为什么有这个方法？深究下去，这其实是代数问题。

    再比如高斯代数：1+2+3+……+100等于多少？高斯用50对构造成和101的数列求和，很快得到结果。“这种有趣的探索还有很多，用这种思路学数学有助于提升数学思维。”莫毅明说。

    他还强调，在日常生活中把数学知识用起来也是增加学习趣味的一种方式。

    数学研究需要想象力和表达力

    除了钟爱数学，莫毅明对很多知识感兴趣。他对青少年们谈道：“文学可以启发想象力，而想象力是做数学的重要元素；语言学对我来说不仅是学一种语言，而是通过学习语言追溯语言的本源；历史也非常有趣，数学领域的变迁、沿革也体现在我的研究过程中，我会借鉴以往数学家的经验，尝试回答一些他们未回答过的问题。”

    有学生问：只是数学好而英语和语文不好，能不能作数学研究？莫毅明表示：“不能说不能，因为的确有些数学家表达能力未必非常强。不过，如果语文或英语表达能力有限，对数学及其他学科都会有些影响。表达能力非常重要，因为你需要把你的运算用语言表达出来，让别人明白你的研究。”

    莫毅明还分享了一个研究数学的心得——同时研究好几个题。“比如，我在这道题上卡住了，会去看看其他课题，这期间可能会灵光一现。研究科学问题的过程中，需要让思维保持活跃。另外，跟同学同事聊聊研究，也可以启迪灵感、打开思路。不过，前提还是自己要打好运算基础。”

    莫毅明强调，数学教学要因材施教。“数学是基础学科，要让每个学生吸收其中的基本知识。而针对那些非常喜欢数学且有天赋的学生，可以组织一些集体活动，为他们搭建交流平台，让他们有机会去交流和探索。”