数学与现代科技

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1、第8卷第1期石家庄铁路职业技术学院学报VOL.8No．12009年3月JOURNALOFSHIJIAZHUANGINSTITUTEOFRAILWAYTECHNOLOGYMar.2009数学与现代科技1)2)李兵方雷根平1)2)(陕西铁路工程职业技术学院陕西渭南714000河南机电学校河南郑州450002)摘要：现代科学技术的形成和发展带来了人类社会发展的崭新时代。数学作为一种原始的动力，对现代科技有着永恒的价值。同时，现代科技为数学的发展提供更为广阔的舞台，加速数学与其他学科的相互渗透，相互影响，促进数学自身的发展。关键词：现代

2、科技数学的作用异缘联想中图分类号：O1-0文献标识码：A文章编号：1673-1816(2009)01-0100-0319世纪末、20世纪初以来，在西方发达资本主义国家，以物理学为先导，掀起了现代科学的浪潮。自然科学的许多领域均有很大突破，产生了诸如量子力学、相对论、分子生物学以及系统论、信息论、控制论等一系列新兴科学理论。第二次世界大战后，在现代科学的基础上，建立了一系列新科学技术，如海洋科学技术、空间科学技术、生物工程、原子能科学技术、信息科学技术、材料科学、电子计算机科学、微电子学、宇航科技等等。它们反映了人类对客观世界的认

3、识和改造能力的巨大飞跃，也因此形成了以信息技术为标志的现代技术。同时，现代技术也带来了一系列新兴产业，如信息产业、生物产业、能源产业、新材料产业、宇航产业、管理工程产业、咨询产业等等。这些产业现已成为西方世界寄希望的所谓“朝阳经济”。现代科学技术的形成和发展带来了人类社会[1]发展的崭新时代。有一门科学，它在现代科技中做出了无与伦比的巨大贡献，然而却不为大众所熟知。它就是数学！在人们的记忆里，似乎是物理学、生命科学的突破和变革导致了现代科技的兴起和发展。熟不知现代自然科学和工程技术的发展和变革在很大程度上根源于数学的发展和变革。

4、从根本的意义上讲，数学是一种“原始”的动力，进而也就是一种隐藏的、内在的动力。无怪乎有人讲，数学是一种看不见的文化，数学是一个幕后的英雄。拂去遮蔽数学真实面目的层层面纱，呈现在我们眼前的是数学对于现代科技的那份不可替代的永恒的价值。华罗庚教授有一段话，是这样讲的，宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，生物之谜，日用之繁，数学无处不在。凡是出现量的地方，就少不了数学，研究量的关系，量的变化，量的变化关系，量的关系的变化，等现象，都少不了数学。数学之用，贯穿到一切科学的深处。缺少了它就不能准确刻画客观事物的变化，更不能由

5、已知数据推出其他数据，因而，就减少了科学预见的可能性，或减弱了科学预见的精确性。任何一门科学只有充分利用数学手段对其研究对象进行定量分析和研究时才算是一门科学。因此，物理学也好，生命科学也好，它们的发展都离不开数学，只有充分应用数学这一必不可少的工具，它们才可能取得突破。收稿日期：2008-10-24作者简介：李兵方（1980-），男，汉，河南商丘人，硕士，研究方向应用数学（密码学）。100第1期李兵方，等数学与现代科技数学在现代科技中的成效是不容抹杀和否定的。早在18世纪，微积分就对工业社会的产生发挥[2]了积极作用，微分方程

6、理论又曾为19世纪电气化时代的到来立下了汗马功劳。20世纪初，一些划时代的科学理论成就，无一不借助于数学的力量。如“广义相对论”，“量子力学”要借助于Minkowski四维几何，Riemann几何，张量分析，Grassmann代数和Hilbert空间算子理论。从五十年代后期起，科学技术在各个领域都发生了深刻的变化，取得了一系列新的飞跃和突破。人类掌握了原子能的秘密，进入了太空。然而这一切新技术的背后无不渗透着现代数学的影响。数学作为科学技术的“骨架”，具体说主要是通过解决科学与技术中的实际问题直接影响着科学技术的发展。CT的问世

7、是20世纪医学技术的奇迹，其原理是基于不同的物质有不同的X射线衰减系数。如果能确定人体的衰减系数的分布就能重建其断层和三维图像，但通过X射线投射时只能测量到人体的直线上的X射线衰减系数的平均值，当直线变化时，此平均值也随之变化。能否通过此平均值以[3]求出整个衰减系数的分布呢？人们应用数学中的拉东（Rodon）变换解决了此问题。现在，拉东变换已成为CT技术的核心。电子计算机堪称20世纪最大的技术成就，这一成就引发了现代技术，因此计算机也成为现代技术的主要标志之一。电子计算机是数学与工程技术结合的产物，而在其发展的每个历史关头，数

8、学都起了关键的作用。通用计算机的概念最先是由数学家巴贝奇（Babbage）提出。用机器代替人工计算，一代又一代的数学家为实现人类这一梦想付出了艰辛的努力。现代计算机的数学模型当推英国数学家图灵。他成功的将人的计算活动机械化，程序化，将复杂的机械动作分解为比较简单