25万人参与!快递小哥和数学大神都来了,这场数学竞赛为什么这么火?
数学,是科学皇冠上的明珠,摘得明珠是极少数人的荣幸。那么,在一群充满热爱的人成为分母后,是否会有更多耀眼的分子闪现?
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今天的话题,我们从两个平凡人的故事说起。他们一个是快递小哥,一个是海员。
参加一场不可能赢的游戏
先看快递小哥孙金元:早晨7点卸车,卸完车后骑车去负责片区送货,每天4趟,干到晚上七八点钟,这是孙金元每天的工作内容。专科毕业的他,干这一行已经5年了。
但每天晚上8点结束一天的工作后,孙金元都会打开另一个世界的门。他拿起高等数学教材,花上两个小时的时间钻研。在这个世界里,他不再是快递员,而是“高等数学”帖吧吧主、知乎高赞答主。在知乎上,他完整回答了欧拉常数的多个公式,专业人士评价他“吊打大多数本科生”。
对孙金元来说,数学是孤独而快乐的事业。在快递员中寻找一位高等数学同好并不容易,同事、领导知道他擅长数学,但几乎都没接触过高等数学,看到孙金元写在纸上的符号,还以为他在学英语。
孙金元不在乎这种孤独,学数学让他感到满足,“我也没有什么数学天赋,但是钻研起来就觉得特别有意思。”
再看海员许家富:许家富有着10年的出海经验,是孙金元的知音。每次出海,他都要随身携带高数和概率论习题。海上没有网络,海员们通常会在电脑硬盘里塞满电影电视剧,许家富的移动硬盘里却存储了15G的数学资料,在海上无聊的时候就一个人默默学习。
一位来自斯里兰卡的同事曾经问他:“那些螃蟹一样的符号,能比好莱坞大片好玩?”印度的同事也曾经半开玩笑半嘲讽地说:“一身油污的修理工也要当数学家吗?”
这位印度同事理解有误,许家富从没想过成为数学家,他只是享受学习数学的过程。但这种偏见确实代表了一般人的看法。孙金元和许家富,一个快递员一个海员,谁会把他们跟“数学竞赛”联系到一起呢?人们甚至不会把他们跟数学想到一块儿。
在这个无远弗届的时代,他俩还是找到了自己的数学游乐场——阿里巴巴全球数学竞赛,同场切磋的有来自北大、清华、麻省理工等世界顶尖数学系的学生,此前几届竞赛的参与者还包括北大“韦神”韦东奕。赢家可以获得4万美元/人的奖金,孙金元和许家富不可能赢,但这又怎样?
办一场不一样的数学竞赛
在中国,最广为人知的数学竞赛是奥赛系列,从小学奥赛到国际数学奥林匹克(IMO),无论哪个级别,只要带个“奥”字,基本可以确定是少数天才的游戏。
奥赛能发现数学天才,但这也是它的局限性所在。就拿 IMO 来说,每个参赛国只有6个参赛名额,先在国内层层选拔,选出最优秀的6名高中生。今年的IMO创下历年参赛人数新高,即便如此也只有618人。
2018年,阿里巴巴创始人马云瞄向数学,在一场和田刚、张益唐等顶尖数学家的聚会后,他决定办一场不一样的数学竞赛,这就是阿里巴巴全球数学竞赛。
这项赛事纯公益性质,不设报名门槛,面向全球数学爱好者开放。从2018年开始,阿里数学竞赛至今成功举办5届,吸引了约25万人次参赛,已经成为全球规模最大的在线数学竞赛。
9月16日,本届比赛的颁奖典礼在北京大学百周年纪念讲堂举行。本届共5万多人参赛,选手来自42个国家和地区,最年长的67岁,最小的只有7岁,因为数学这个共同的热爱,大家相聚在线上,同台解同题。
赛制采用先易后难、“预选赛+决赛”的设置。预选赛的赛题注重趣味性,降低门槛,吸引更多像孙金元、许家富这样的普通人参与。决赛上难度,能在决赛中脱颖而出的,都是高手中的高手,是数学专业领域的可塑之才。
这一赛制设计把游戏的参与性和比赛的专业性有机融为一体,反映了阿里团队和数学家们对数学发展路径的思考。中国科学院院士、赛事指导委员会委员田刚表示:“这是国内企业独立举办的第一个数学大赛,对于激发大众的数学热情、推动数学教育和中国数学的发展会有重大作用。”竞赛组委会专家、华人数学家张益唐则希望:“希望通过这项赛事,可以唤醒公众和社会对数学的重视。”
生活数学题:拉面,盲盒,优惠券
今年的5万多名参赛者中,有多达3.7万人来自非数学专业,干什么的都有。685人成功晋级决赛圈,晋级率1.3%,在与数学科班高手的对决中,广大业余爱好者们显然机会渺茫。
但这不只是一场比赛,同时也是一场游戏,绝大多数参与者都保持了纯粹的参与热情,抱着一颗不图名次、只图开心的玩心。三甲医院肛肠科医生权隆芳连续多年参赛,工作繁忙的她只能利用碎片时间答题,她说:“每年打个卡也很荣耀,谁还不是个分母呢?”
简单的热情和纯粹的兴趣,是这个时代最稀缺的东西。对于很多人来说,数学的终点是高考,上大学后只要不必修,就可以把数学给“扔”了。数学很难让人产生亲近感,在生活中似乎也没什么用。每当听到“数学是科学之母”“数学是科学皇冠上的明珠”这类漂亮话,不喜欢数学的绝大多数都非常无感,甚至反感。
公允地看,无论是把数学捧成无所不能,还是把数学贬得毫无用处,都是一种偏见。偏见源自封闭,更多人的参与才能打破这种封闭。马云在发起这项赛事时说:“阿里巴巴做这个数学竞赛,首先是因为乐趣,找到一批把数学当成人生乐趣的孩子,鼓励、帮助、支持他们,让更多的人热爱数学。”
也因如此,阿里巴巴数学竞赛的历年题目一直强调生活化,比如:张师傅拉面的扭结分析,抽齐“虎虎生威”四字盲盒的概率,“双11”电商优惠券怎么买最划算,等等。
阿里巴巴还向全社会征题,要求“源于日常生活,又能展现数学之美;有奇怪且有趣的脑洞,看似简单又暗藏玄机”。所有收集到的题目,都由赛事命题组委会一一筛选,命题专家们以此为线索,修改、测试,补齐它们专业上的不完美,打磨成有趣的竞赛题目。
今年的预赛还增加了一道开放题:“用数学方式讲述你和数学的故事”。这道题不计分,也和奖金、名次无关,但可以考验参与者的巧思。
“无用”的数学,时间的朋友
数学的现状,反映了基础学科的特性。其他基础学科至少还有诺奖“带流量”,相比之下,数学菲尔兹奖的民间影响力要弱很多。
芯片、AI大模型、5G通信,技术改变生活,征服了大众,却很少有人知道,支撑这些重大技术创新的基础科学成果是什么。土耳其数学家阿勒坎的一篇数学论文,发表10年后启迪了5G技术的发育。如果不是任正非把这位幕后英雄推到前台,不会有太多人知道他。
数学是一张冷板凳,数学家要耐得住寂寞,静待“无用”在时间的长河里孕育出“大用”。
普林斯顿高等研究院首任院长弗莱克斯纳(Abraham Flexner)曾在一篇名为《无用知识的有用性》的文章里讲过这样一个故事:
弗莱克斯纳问柯达公司创始人,谁是他们那个时代最有用的科学从业者?得到的回答是:发明无线电的马可尼。但弗莱克斯纳不这样想,他认为麦克斯威尔和赫兹才是这个领域的奠基者。虽然他们没有做出任何具体的发明,只是在好奇心驱使下寻找答案,但他们为整个学科打下了基础。不管无线电广播给人类生活带来了多大的便利,有那两位先驱的工作在先,无线电的发现只是一种必然。
数学也是这样一门基础学科,数学家们在好奇心的驱使下投入无限的思维世界,没有人知道眼前的探索与发现,会在后来的什么时候,呈现出什么样的功用。在数学世界里,10年只是时间的最小单元。数学,是时间的朋友。
英国数学家凯利1858年系统阐述矩阵理论,50年后被应用于量子力学。黎曼几何诞生50多年后,被爱因斯坦应用于广义相对论。费马1637年提出的定理,1995年被英国数学家怀尔斯证明,怀尔斯解题花了7年。古希腊数学家阿波罗尼乌斯总结的圆锥曲线理论,1800多年后被德国天文学家开普勒应用于行星轨道理论……
数学有什么用?站在当时,凯利、黎曼、费马们可能会很坦率地回答:不知道。数学家丘成桐在一次演讲中曾经提到,普林斯顿高等研究院的老领导告诉他:“我们这里研究的是无用之学,这些无用之学在未来会成为社会的磐石、国家的栋梁。”
对普通人而言,数学学习可以锻炼一种从系统出发、探究潜在规律的数学思维。教育学认为数学素养和高阶思维技能息息相关。高阶思维技能(HOTS)是指连接、操纵、转化知识和经验的能力,需要进行批判性和创造性思考,在新情况下作出决策、解决问题。
国际学生能力评估计划(PISA)调查发现,一个国家的经济水平和数学素养有很大关系。虽然数学成绩最好的东亚不是经济最发达的地区,但数学成绩差的地区大多发展不顺利。
马云是教师出身,他当然知道教育的规律。发起阿里巴巴数学竞赛之初,马云说过这样一段话:“我们不是在教数学,而是用数学去培育人,用数学去思考。我们不能让孩子成为计算和做题的机器。数学是用来帮助我们的孩子更具有创造力,进入一个新世界的。”
科技企业:基础科研的重要拼图
像阿里这样的科技企业,愿意持续投入基础科研,推动数学的大众参与和人才培养,这无疑是个好消息。企业是创新的主体,但这里所说的“创新”主要是指技术创新。我国的基础科研主力,长期以来就是高校、国有科研机构,它们相对比较封闭,科学家们对项目、课题负责,与社会公众之间联系比较弱。
科技公司懂基础科学,也懂社会资源配置,能够在象牙塔和烟火尘世之间搭建一座桥梁。它们资金充沛,能够投入的资源也多,是基础科研求之不得的有力支持者。
2022财年,阿里巴巴在技术与研发上的投入达到1200亿元。2017年10月,阿里巴巴成立达摩院,重点布局人工智能、量子计算、集成电路等前沿领域,如今已经成功构建全方位的人工智能基础能力。科技公司巨大的研发投入,对基础科研形成了显著的外溢效应。
阿里设有“阿里巴巴全球数学竞赛”和“达摩院青橙奖”两大科技公益项目。“青橙奖”设立于2018年,已累计资助全国53名35岁以下高潜科研者,每人获得100万元奖金和其他全方位支持,涵盖理论数学、量子物理、生命医学、半导体等重要领域。此外,阿里巴巴还以达摩院为主要平台,与清华大学、中国科学技术大学、浙江大学、新加坡南洋理工大学等高校创办了联合实验室,联合培养创新人才,高校合作项目超过1000个。
当前,全世界正在进入一个颠覆性创新略显乏力的时代。今年年初,《Nature》发表了一份研究,指出全球发表的论文数量在激增,但颠覆性研究的比例却下降了。
中国的科研创新也面临新的难题。随着中国科研达到一定水平线,以及国际环境的变化,中国科研已经过了相对轻松的阶段,过去靠着引进、吸收、再创新就行,现在对创新的独立性、原创性提出了更高的要求,难度陡然上升。越是这样的时候,我们越不能着急,越是要着眼于长远,坚持投入“无用之用”,播种之后静待花开。
根据《2021年全国科技研发经费投入统计公报》,2021年我国基础研究经费1817亿元,占科技研发经费投入总量的6.5%,显著低于发达国家15%-25%的普遍比值。在政府到处要花钱、财力有限的情况下,特别需要有远见、有情怀的企业帮把手。
马云说过:“对阿里巴巴来讲,我们的钱就应该投到人类进步上去,特别是像数学这样的基础科学上面。”许多年以后,如果阿里巴巴能把数学竞赛和“青橙奖”办成可以跟菲尔兹奖、诺贝尔奖相提并论的权威科学奖项,对这家公开表态“要活102”年的企业而言,会是比它的商业成功更加光彩的不朽成就。
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