運(yùn)籌學(xué)發(fā)展的回顧與展望

李曄

【摘要】運(yùn)籌學(xué)的歷史要追溯于z0世紀(jì)，在30、40年代是一門新興交叉學(xué)科，數(shù)學(xué)和計(jì)算的方法與理論對社會及工程系統(tǒng)如何做出最滿意優(yōu)秀的決策，是它的主要研究內(nèi)容。為此，本文從運(yùn)籌學(xué)的主要方法特征的闡述開始，簡述它的發(fā)展歷程及主要發(fā)展?fàn)顩r。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)籌學(xué) 發(fā)展歷史 回顧展望

一、運(yùn)籌學(xué)概述

運(yùn)籌學(xué)的內(nèi)容包含三大塊，即算法、模型和理論。不管是二戰(zhàn)中的武器調(diào)配與兵力部署問題，還是生產(chǎn)及通訊交通問題，運(yùn)籌學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的工作學(xué)者，都建立了各種類型的模型，在模型下也漸漸發(fā)展期完整的體系理論，各種類型算法相繼被提出求解。運(yùn)籌學(xué)在經(jīng)過60多年的發(fā)展之后，主要有幾下幾個(gè)階段性概括：1，關(guān)心問題數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，實(shí)際是為了用運(yùn)籌學(xué)解決一個(gè)問題而產(chǎn)生。2，問題求解難易程度和最優(yōu)性質(zhì)分析，尋找適合方法。3，設(shè)計(jì)相應(yīng)求解問題算法，進(jìn)行理論分析。4，編程算法的實(shí)現(xiàn)，模擬結(jié)果。5，模型和解法的有效性判斷，提出實(shí)際方案。這些階段其實(shí)并非獨(dú)立存在的，是不是一個(gè)一個(gè)進(jìn)行依次解決，就像美國軍事運(yùn)籌學(xué)會主席的觀點(diǎn)那樣，模型的開發(fā)過程其實(shí)就是一個(gè)一次連續(xù)研究、開發(fā)到分析改進(jìn)的經(jīng)過.是發(fā)展的過程，不是一個(gè)簡單性的單個(gè)事件。

二、運(yùn)籌學(xué)發(fā)展歷程

2.1、中國運(yùn)籌學(xué)簡史

我國的運(yùn)籌學(xué)的第一次發(fā)展起源于1955年，是從”運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外”這句話進(jìn)行的”運(yùn)籌”二字的摘取，錢學(xué)森、許國志先生的聯(lián)合推動下，在1956年于中國科學(xué)院力學(xué)研究所成立運(yùn)籌學(xué)小組，0.R.從此被正式譯作運(yùn)籌學(xué)。1959年第二個(gè)運(yùn)籌學(xué)部門在中科院成立，是投身于國家建設(shè)大躍進(jìn)中的數(shù)學(xué)家們的建設(shè)產(chǎn)物，1963年是中國運(yùn)籌學(xué)值得紀(jì)念的一年，中國科技大學(xué)研究室設(shè)置了較為系統(tǒng)的運(yùn)籌學(xué)專業(yè)課程，這也是第一次進(jìn)行體系完整的運(yùn)籌學(xué)專業(yè)授課。上世紀(jì)80年代以后，中國運(yùn)籌學(xué)快速發(fā)展，取得了一些具有國際影響的理論與應(yīng)用成就。

2.2、運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展動力

數(shù)學(xué)最初及持續(xù)發(fā)展的核心動力，其實(shí)就是人對物質(zhì)世界的不斷探索認(rèn)知需求，數(shù)學(xué)自身矛盾解決就是其內(nèi)在驅(qū)動力，用以維持?jǐn)?shù)學(xué)的穩(wěn)定發(fā)展，而這些力量都是可以促進(jìn)和影響運(yùn)籌學(xué)進(jìn)行不斷發(fā)展的，是推動力的源泉力量。

三、運(yùn)籌學(xué)的相關(guān)方向

3.1、算法博弈論

上世紀(jì)初期有了現(xiàn)代博弈論，以博雷爾等人的工作作為代表，博弈論背景離不開二次世界大戰(zhàn)，其體系的形成在二戰(zhàn)的影響下加快了進(jìn)程，1944年的《博弈論與經(jīng)濟(jì)行為》一書，讓博弈論中的數(shù)學(xué)理論得以完善，形成公理及系統(tǒng)化體系。算法博弈論在近20年間，都是一個(gè)熱點(diǎn)。它把系統(tǒng)的運(yùn)行和形成看作博弈過程，它進(jìn)行了一定的假設(shè)，在整體利益的出發(fā)點(diǎn)之上，想象如何讓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)到全局最優(yōu)化，但參與者們通常都會自私的從自身利益考慮，他們選擇達(dá)到個(gè)體行動選擇的最優(yōu)，所以博弈結(jié)果常常讓實(shí)際當(dāng)中的系統(tǒng)與規(guī)劃者的期望值相違背。

3.2、應(yīng)急管理

應(yīng)急管理是圍繞突發(fā)性問題涉及的一系列科學(xué)規(guī)劃研究，它也是本世紀(jì)人們非常關(guān)注的問題之一，也得到越來越多國際政府與學(xué)者的重視，應(yīng)急管理通常都會包含一些具有突發(fā)及緊迫或弱經(jīng)濟(jì)性的問題，例如，事故及自然災(zāi)害，社會與公共衛(wèi)生事件等等。

四、運(yùn)籌學(xué)的若干難題

愛因斯坦說過，一個(gè)問題的提出往往比解決問題具有更重要的意義，他的理論形成了一個(gè)公認(rèn)的理論，即一個(gè)公認(rèn)科學(xué)難題的本身解決過程其實(shí)就是一個(gè)科研結(jié)果，也是開啟人們大腦的敲門磚。但運(yùn)籌學(xué)60多年的發(fā)展中，各方面取得許多成果，從而奠定了運(yùn)籌學(xué)理論與方法的發(fā)展基礎(chǔ)，做出巨大貢獻(xiàn)。數(shù)學(xué)家波利亞也認(rèn)為，問題的解決其實(shí)就是藝術(shù)本身，隨著一個(gè)個(gè)舊的運(yùn)籌學(xué)難題被解決，又有不斷被提出的新的難題，其中以下幾個(gè)便是具有一定代表行的運(yùn)籌學(xué)未解難題，如：1，凸多面體的d一步猜想，2，最小阻力凸體問題，3，組合優(yōu)化反問題的計(jì)算復(fù)雜性問題。4，求解旅行商問題的更好近似算法等。顯然在博大精深的運(yùn)籌學(xué)科里，未解難題遠(yuǎn)不止這些，有興趣的讀者可以繼續(xù)開展研究，畢竟運(yùn)籌學(xué)的進(jìn)展過程便是一個(gè)不斷分析與解決問題的發(fā)展進(jìn)程。

五、運(yùn)籌學(xué)的未來展望

縱觀運(yùn)籌學(xué)發(fā)展，運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用、運(yùn)籌科學(xué)和運(yùn)籌數(shù)學(xué)正是三個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域。像是社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和政治等復(fù)雜系統(tǒng)下的因素交叉問題，正是現(xiàn)代運(yùn)籌學(xué)正面臨的新對象，所以大系統(tǒng)是必須注意的，應(yīng)當(dāng)注意與系統(tǒng)分析相結(jié)合，學(xué)會與未來結(jié)合，用軟系統(tǒng)思考模式，進(jìn)行一個(gè)非數(shù)學(xué)因素問題的方法理論的引入，總之，還在極速發(fā)展的運(yùn)籌學(xué)，必定會有新的思維觀點(diǎn)產(chǎn)生。

總結(jié)：本文只是淺要進(jìn)行了運(yùn)籌學(xué)發(fā)展歷程的相關(guān)分析，可能不會將運(yùn)籌學(xué)各個(gè)發(fā)展時(shí)期及研究方向的問題都概括完全，筆者只是希望可以通過此篇文章的相關(guān)描述，引發(fā)相關(guān)領(lǐng)域研究及數(shù)學(xué)科研應(yīng)用人員及運(yùn)籌學(xué)教師對其學(xué)科發(fā)展的些許思考，為運(yùn)籌學(xué)發(fā)展盡一份綿薄之力，讓運(yùn)籌學(xué)師生也產(chǎn)生對這門學(xué)科的興趣激發(fā)，希望可以更加全面的了解它，引導(dǎo)運(yùn)籌學(xué)問題在實(shí)際中的學(xué)習(xí)應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

【l】王元，文蘭，陳木法（編輯）.數(shù)學(xué)大辭典.北京：科學(xué)出版社，2010.

【2】越民義.關(guān)于數(shù)學(xué)發(fā)展之我見.中國數(shù)學(xué)會通訊，2011，119：16 -25.

【3】10000個(gè)科學(xué)難題數(shù)學(xué)編委會.10000個(gè)科學(xué)難題（數(shù)學(xué)卷）.北京：科學(xué)出版社，2013.

【4】章祥蓀，劉德剛，章璟等（編輯）.OperationsResearch50周年紀(jì)念特刊中文譯本.運(yùn)籌與管理（增刊），2014.