数学建模的意义

七、数学建模的意义

数学建模对于各个门类的科学技术以至于人的实践都有巨大的促进作用,对于数学来说也有促进发展开拓领域的巨大作用。当然所以能产生这样的作用的一个方面是因为数学模型比较其他科学方法具有易于操作、成本较低、求解迅速快捷等特点。不过更重要的则是数学建模,或者应用数学模型方法还有着这样一些不同寻常的意义。

(一)数学建模是科学中运用计算方法的基础

对现代科学来说,计算方法已经成为与实验方法、理论方法并列的第三种一般性的科学方法,计算方法在现代科学研究(无论是自然科学、技术科学,还是经济科学、思维科学,甚至人文学科的研究)中得到广泛的应用,甚至可以说现代科学的发展也就是计算方法的发展,现代高技术就是与计算密切相关的数学技术。而任何一门科学中所以能够运用计算方法就是因为该门科学中建构了相应的数学模型。要运用计算方法,首先要把该门科学的问题转化为数学问题。

(二)数学建模是数学成为人类文化的重要组成部分的关键

数学课程标准指出,数学是人类文化的重要组成部分。其关键因素在于“数学与人类发展和社会进步息息相关,随着现代信息技术的飞速发展,数学更加广泛应用于社会生产和日常生活的各个方面。数学作为对于客观现象抽象概括而逐渐形成的科学语言与工具,不仅是自然科学和技术科学的基础,而且在人文科学与社会科学中发挥着越来越大的作用。特别是20世纪中叶以来,数学与计算技术的结合在许多方面直接为社会创造价值,推动着社会生产力的发展”。无论在哪门科学、在哪个学科中的应用的关键都是数学建模,与计算技术的结合主要就是运用前面说的计算方法,当然数学建模也是关键。数学语言和数学工具的基础作用就在于是任何领域中数学建模的基础,在一些不同的文化领域中数学建模都起着关键的作用。

(三)促进了数学科学的发展和各门科学的综合

由于数学自身特别是数学在其他科学技术中的应用的发展,现在的数学已经发展到了数学科学的层次。“数学科学主要包括核心数学(或纯粹数学)和应用数学、统计学和运筹学、延伸到理论计算机科学等其他领域的数学范围。其他许多领域,如生物学、生态学、工程学、经济学的理论分支与数学科学无缝地结合”。“数学科学与其他许多科学工程、医学以及越来越多的商业领域,如金融和市场营销,存在交叉和融汇”。一句话,由于数学应用的领域日益广泛,把所有运用数学的学科的数学内容与核心数学、应用数学综合起来,就是数学科学。“数学科学的强大核心包括基本概念、结果以及持续进行的、能够以不同方式被应用的探索,这是联系所有数学家的共同基础,对整个数学科学事业也是必不可少的”。

这个持续进行的能够应用的就是数学建模,正是数学建模构成了数学科学的基础。数学建模的发展自然推动着数学科学的发展。数学建模这个基础以及在所有的数学应用中都有数学知识的交叉和融汇,在各门科学中广泛采用的数学模型的交叉和融会自然提供了这些学科综合的新的可能性,这又直接促进了各门科学的综合,而综合是现代科学发展的趋势之一。