淺談數(shù)學(xué)發(fā)展對(duì)科技的推動(dòng)作用

龔會(huì)蘭

摘要：科技是第一生產(chǎn)力，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)提升社會(huì)和經(jīng)濟(jì)地位的核心競(jìng)爭(zhēng)力，改革開(kāi)放以來(lái)，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高促進(jìn)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，取得了一系列傲人的碩果。說(shuō)明數(shù)學(xué)如同地球上的氧氣，是科學(xué)世界乃以生存的基礎(chǔ)，從而推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。本文探討的是數(shù)學(xué)的發(fā)展對(duì)科技的推動(dòng)作用以及數(shù)學(xué)在人們?nèi)粘Ｉ钪械倪\(yùn)用，闡明了科技與數(shù)學(xué)之間相輔相成的關(guān)系。對(duì)數(shù)學(xué)的這一認(rèn)識(shí)，必將推動(dòng)科技的進(jìn)步。在眾多數(shù)學(xué)理念指導(dǎo)下，數(shù)學(xué)為眾多科研帶去了意想不到的成果，下面就從這些成果來(lái)探討數(shù)學(xué)與科技之間的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)；科技；農(nóng)業(yè)；人文；醫(yī)學(xué)

研究目的在于：進(jìn)一步提升公民的科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展公民在數(shù)學(xué)科技方面的視野：指導(dǎo)數(shù)學(xué)的重要性，帶動(dòng)國(guó)家不斷向前發(fā)展；使更多的人為數(shù)學(xué)科研做貢獻(xiàn)，縮小國(guó)內(nèi)外科技差距；通過(guò)數(shù)學(xué)發(fā)展推動(dòng)科技發(fā)展，從而提高中國(guó)綜合國(guó)力與國(guó)際地位。

研究的意義在于：數(shù)學(xué)在早些時(shí)候被人們當(dāng)成是一種解決生活小問(wèn)題的有用工具，大多應(yīng)用在計(jì)算物價(jià)方面，大大節(jié)省了我們解決問(wèn)題的時(shí)間與強(qiáng)化了解決問(wèn)的思路?，F(xiàn)如今，數(shù)學(xué)不僅僅是一種輔助性的工具了，它就像空氣一般覆蓋在世界的每個(gè)角落，它解決問(wèn)題之根本，是思維模式的化身。由此使我們的生活變得與眾不同。然而，很多人還是有不同的見(jiàn)解，他們認(rèn)為數(shù)學(xué)并非生活的必需品，熟不知人類(lèi)的科技取得巨大的進(jìn)步還得歸功于數(shù)學(xué)的發(fā)展。

一、數(shù)學(xué)與農(nóng)業(yè)科技

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)面臨著自然資源短缺、自然災(zāi)害頻發(fā)、農(nóng)民科技水平較低以及全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響等諸多挑戰(zhàn)。通過(guò)文獻(xiàn)信息檢索可以發(fā)現(xiàn)。我們可以通過(guò)在網(wǎng)上查閱一些資料或閱讀一些期刊可以發(fā)現(xiàn)，想要提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的前提是運(yùn)用高質(zhì)量的技術(shù)。而這種技術(shù)又要以數(shù)字化的數(shù)學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)候簡(jiǎn)便又精確的數(shù)學(xué)模型就是我們的首要選擇，因?yàn)閿?shù)學(xué)模型可以幫助農(nóng)民增加農(nóng)業(yè)收成、促進(jìn)農(nóng)場(chǎng)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)收入。為了能夠讓閱讀者進(jìn)一步了解數(shù)學(xué)模型對(duì)農(nóng)業(yè)的有力作用，如：概率在農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用較廣泛，特別是對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程起到了推動(dòng)作用，通過(guò)概率計(jì)算農(nóng)作物的出芽率、生長(zhǎng)率、回收率等等，節(jié)省了對(duì)農(nóng)作物的投資成本，做到了取得最大利潤(rùn)成果，其概率在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用例子如下：

例1.某地果樹(shù)易患腐爛病，現(xiàn)有專(zhuān)家測(cè)得該地果樹(shù)受潰瘍和枯枝兩種影響，受到任一種影響，果樹(shù)及被危害，現(xiàn)測(cè)的該地果樹(shù)受潰瘍影響的概率為0.6，受枯枝影響的概率為0.3，兩種影響同時(shí)發(fā)生的概率為0.02，求果樹(shù)被危害的概率有多大？

解：設(shè)A、B分別為受潰瘍影響事件和受枯枝影響事件，則A+B表示受潰瘍和枯枝兩種影響的事件，據(jù)加法公式有：

P（A+B）=P（A）+P（B）-P（AB）=0，6+0，3-0，02=0，88

答：果樹(shù)被危害的概率為0，88，由此可以推測(cè)出此地不適宜種果樹(shù)，可以換一種農(nóng)作物。

二、數(shù)學(xué)與人文科技

黃金分割又稱(chēng)之為黃金分割率，以前有人將長(zhǎng)方形符合長(zhǎng)與寬的的比例為1.618的稱(chēng)之為黃金分割比，能夠達(dá)到一種愉悅心情的作用，而1.618的倒數(shù)最接近的值0.618是黃金分割最接近的數(shù)。成為黃金分割數(shù)。

符合黃金分割比的圖形包括黃金三角形、黃金矩形、黃金橢圓與黃金雙曲線(xiàn)，黃金三角形，其三角形的底與腰之比為黃金數(shù)或反之；黃金矩形，其寬與長(zhǎng)之比為黃金數(shù)；黃金橢圓，其短軸與長(zhǎng)軸之比等于黃金數(shù)：黃金雙曲線(xiàn)，其實(shí)半軸與半焦距之比為黃金數(shù)。這些圖形在我們的幾何中都顯得那么優(yōu)美與和諧。我們不能因?yàn)樵谏钪锌吹近S金分割比率大多運(yùn)用于物體，就以偏概全。在美術(shù)學(xué)中，藝術(shù)者們把人體也賦予了黃金分割美，肚臍上下兩部分以0.618：1的比例給予人體賞心悅目的美。同時(shí)找出人體的三個(gè)至關(guān)重要的黃金分割點(diǎn)，包括人體的肘關(guān)節(jié)、膝蓋和喉嚨三點(diǎn)。如果我們按照這些比例畫(huà)出來(lái)的人體就是標(biāo)準(zhǔn)的體型。這一發(fā)現(xiàn)歸功于意大利數(shù)學(xué)家菲披斯，為后來(lái)的醫(yī)學(xué)與美學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ)。

現(xiàn)如今黃金分割比運(yùn)用于生活中的多個(gè)方面，如音樂(lè)、繪畫(huà)、建筑等等，我們都知道愛(ài)美之心，人皆有之。所謂美的說(shuō)法有很多種，但總的來(lái)說(shuō)是讓人看起來(lái)賞心悅目，而黃金分割率就是一種神奇的數(shù)學(xué)美，它的應(yīng)用很廣，如古埃及的胡夫金字塔、達(dá)芬奇的蒙娜麗莎、莫扎特的音樂(lè)等等，都是經(jīng)典的東西。隨著現(xiàn)如今人們對(duì)美的追求不斷上升，我們市場(chǎng)上也出現(xiàn)了很多帶有黃金比例的產(chǎn)品，如可口可樂(lè)公司將其裝可樂(lè)的瓶子設(shè)計(jì)成符合黃金分割比例的玻璃瓶，因其外觀(guān)看起來(lái)美觀(guān)，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。在自然界中，樹(shù)的一枝椏上各葉片會(huì)呈螺旋型上升生長(zhǎng)，其上升的距離剛好按黃金比例排列，因?yàn)檫@種排列葉片接受光的效果最佳，從而啟發(fā)了建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出使房間接受陽(yáng)光最充足的新穎高樓大廈。因?yàn)辄S金分割率，從而使黃金造型深入到了每家每戶(hù)，如掛歷、信封、手機(jī)、桌子桌面……幾乎都是黃金矩形，這說(shuō)明人們對(duì)黃金比例的喜愛(ài)。

如果我們按照大眾的審美觀(guān)，將我們生活中的大多數(shù)產(chǎn)品也按照黃金分割比來(lái)設(shè)計(jì)，那么怎樣設(shè)計(jì)才能讓大眾接受呢？在設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品時(shí)我們會(huì)考慮到其作用與尺寸，我們能不能將我們的產(chǎn)品用多個(gè)黃金分割比按照互補(bǔ)的形式組合出來(lái)。當(dāng)然這需要建立在客戶(hù)需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，黃金分割在設(shè)計(jì)上的不斷融合，為設(shè)計(jì)師開(kāi)辟了一道全新的道路，我們可以設(shè)計(jì)出更多美觀(guān)又舒適的產(chǎn)品出來(lái)，這有利于推動(dòng)國(guó)家工業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)創(chuàng)新科技在我國(guó)的發(fā)展。

數(shù)學(xué)模型就是數(shù)學(xué)方法的本質(zhì)體現(xiàn)，同時(shí)它又與我們的生物醫(yī)學(xué)關(guān)系密切，在醫(yī)學(xué)科技方面，我們可以用多種數(shù)學(xué)模型來(lái)解決一種疾病，并且現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)科研的模式都是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的，而我們以下的醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)建模例子就體現(xiàn)了這一點(diǎn)。

由此可以推斷出來(lái)這種手術(shù)平均分為60分，效益一般。由此例子我們可以發(fā)現(xiàn)，診斷疾病不可或缺的工具就是數(shù)學(xué)方法，它不僅僅提高了醫(yī)學(xué)效率，同時(shí)也節(jié)省了治病的時(shí)間。因此，想要使數(shù)學(xué)與醫(yī)學(xué)取得—個(gè)雙贏的局面就要兩者相輔相成。

數(shù)學(xué)可以小如一粒沙子，也可以大如整個(gè)宇宙。它在科技方面被大幅度運(yùn)用，它如同一片海，滋潤(rùn)了社會(huì)的各行各業(yè)。灌溉著“民族素養(yǎng)”，使它在祖國(guó)大地上茁壯成長(zhǎng)，它是祖國(guó)的科技發(fā)展的前進(jìn)動(dòng)力，受到了每個(gè)國(guó)家的高度重視。

美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)前任理事長(zhǎng)曾經(jīng)講過(guò)，“數(shù)學(xué)發(fā)展的很多東西可以看作是異緣聯(lián)想的例子？‘異緣聯(lián)想對(duì)最近幾十年來(lái)數(shù)學(xué)上的重大發(fā)展是一個(gè)很好的描述，異緣聯(lián)想的最重要領(lǐng)域在于數(shù)學(xué)和科學(xué)的相互推動(dòng)”。如果我們把科學(xué)比作是一棟房子，那么數(shù)學(xué)就是房子的基石，同時(shí)它也是修建房子必不可少的修房技術(shù)。因此，數(shù)學(xué)是如今文明世界構(gòu)建的必不可少的基石，想要使國(guó)家發(fā)達(dá)興旺，就先要發(fā)展高科技：當(dāng)然發(fā)展高科技的前提就是發(fā)展數(shù)學(xué)。我相信，隨著數(shù)學(xué)研究的不斷發(fā)展，會(huì)加速人類(lèi)迎接下一個(gè)文明世界的步伐。

本文從三個(gè)面闡述了數(shù)學(xué)對(duì)科技的推動(dòng)作用，同時(shí)通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)類(lèi)科技期刊發(fā)表的狀況來(lái)看，我們國(guó)家在這方面的研究還需要進(jìn)一步探討。具體作用如下：

（1）可以提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收入，用最好的方法使農(nóng)業(yè)達(dá)到最好的收成，并且提高農(nóng)作物的存活率：可以降低生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)效率；在生產(chǎn)材料時(shí)可節(jié)約資源，起到保護(hù)環(huán)境的作用。

（2）本文對(duì)提高人民的利學(xué)素養(yǎng)做了一定的貢獻(xiàn)，使人們知道公民應(yīng)有的素質(zhì)還包括數(shù)學(xué)素養(yǎng)，因?yàn)閿?shù)學(xué)素養(yǎng)的提升可以推動(dòng)現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，從而使對(duì)中國(guó)在國(guó)際上的地位有所提高。

（3）隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也取得了巨大的進(jìn)步，首先，發(fā)展中的一些離不開(kāi)多個(gè)學(xué)科知識(shí)的不斷交融與匯合，其次，關(guān)于醫(yī)學(xué)的多個(gè)不同的學(xué)科又要在數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展。因此多掌握一些有用的數(shù)學(xué)知識(shí)有利于醫(yī)學(xué)的發(fā)展，同時(shí)可以進(jìn)一步保障人民的生命安全。