計(jì)算科學(xué)與計(jì)算之美01市公開課一等獎(jiǎng)省賽課微課金獎(jiǎng)

計(jì)算科學(xué)與計(jì)算之美(1)

計(jì)算機(jī)學(xué)院李青qli@05五月2024

緒論第1頁課程介紹本課程將圍繞科學(xué)計(jì)算中若干問題，經(jīng)過詳細(xì)案例開展探討，展現(xiàn)計(jì)算之美。以方法論為根本索，包括多學(xué)科交叉，表示通識(shí)教育。經(jīng)過課后檢索和閱讀文件培養(yǎng)學(xué)生基本論文寫作能力，鍛煉學(xué)生表示、歸納能力。希望經(jīng)過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生逐步發(fā)覺其興趣所在。第2頁課程介紹課程進(jìn)行中，會(huì)給出一些思索題（最好是同學(xué)們自己提出一些問題）?；疽蟪銮诩罢n堂表現(xiàn) 10%課后思索檢索、閱讀相關(guān)資料文件，撰寫閱讀匯報(bào) 40%撰寫小論文(格式10%，選題20%，內(nèi)容20%) 50%形式分組（5人一組，約40個(gè)小組）第3頁課程介紹——主要內(nèi)容三個(gè)專題計(jì)算與科學(xué)發(fā)覺分形幾何學(xué)、混沌學(xué)算法——人類智慧之光復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)值算法設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)——人造精靈從沙子到芯片、數(shù)字化其它大學(xué)四年應(yīng)該怎樣度過怎樣撰寫學(xué)術(shù)論文計(jì)算思維第4頁序言我們學(xué)科就像鮮花盛開大花園，美不勝收。 ——大衛(wèi)·希爾伯特

DavidHilbert第5頁大衛(wèi)·希爾伯特?cái)?shù)學(xué)問題 ——1900年巴黎國際數(shù)學(xué)家大會(huì)上演講

我們當(dāng)中有誰不想揭開未來帷幕，看一看在今后世紀(jì)里我們這門科學(xué)發(fā)展前景和奧秘呢？……，新世紀(jì)將會(huì)帶來什么樣新方法和新結(jié)果？第6頁21世紀(jì)科學(xué)世界是你們！也是我們，不過歸根結(jié)底是你們！你們青年人朝氣蓬勃，好像早晨八九點(diǎn)鐘太陽。希望寄托在你們身上！

——毛澤東

(1957年對(duì)留蘇學(xué)生演講)/banyt/-06/30/content_8463864.htm

第7頁21世紀(jì)科學(xué)"Ithinkthenextcenturywillbethecenturyofcomplexity."

——StephenWilliamHawking年1月23日，

霍金對(duì)《圣何塞信使

報(bào)》說:“我認(rèn)為21

世紀(jì)將是復(fù)雜科學(xué)

世紀(jì)”。

第8頁21世紀(jì)科學(xué)什么是“復(fù)雜科學(xué)”談?wù)撃硢栴}“復(fù)雜”？實(shí)質(zhì)上是沒有搞清本質(zhì)特征新科學(xué)終究應(yīng)該有什么樣特征？成思危.復(fù)雜科學(xué)與管理.中國科學(xué)院院刊，1999，Vol.14，No.3，175-183第9頁成思危《復(fù)雜科學(xué)與管理》科學(xué)正面臨新轉(zhuǎn)折處于20世紀(jì)之末科學(xué)，正逐步走出由易解問題組成領(lǐng)地，開始接觸真正難解問題。科學(xué)已到達(dá)一個(gè)新轉(zhuǎn)折點(diǎn)。復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性復(fù)雜系統(tǒng)最本質(zhì)特征是其組分含有某種程度智能

,即含有了解其所處環(huán)境，預(yù)測其改變，并按預(yù)定目標(biāo)采取行動(dòng)能力。第10頁成思?！稄?fù)雜科學(xué)與管理》復(fù)雜科學(xué)基本方法

定性判斷與定量計(jì)算相結(jié)合

微觀分析與宏觀綜合相結(jié)合

還原論與整體論相結(jié)合

科學(xué)推理與哲學(xué)思辯相結(jié)合復(fù)雜科學(xué)主要工具

不確定條件下決議技術(shù)

綜合集成技術(shù)

整體優(yōu)化技術(shù)

計(jì)算智能非線性科學(xué)

數(shù)理邏輯

計(jì)算機(jī)模擬第11頁怎樣探索復(fù)雜系統(tǒng)？科學(xué)試驗(yàn)科學(xué)理論科學(xué)計(jì)算三大科學(xué)方法論同等主要

（三足鼎立）科學(xué)計(jì)算(尤其指高性能計(jì)算)處理科學(xué)與工程問題主要伎倆學(xué)科交叉主要橋梁科研創(chuàng)新主要路徑第12頁計(jì)算與美何為計(jì)算？何為算法？何為美？何為技術(shù)美？怎樣產(chǎn)生美？“真”與“美”關(guān)系？“Beautyistruth,truthbeauty”,---thatisallweknowonearth,andallweneedtoknow.(JohnKeats)

“美就是真，真就是美”這就是我們?cè)谌碎g知道和應(yīng)該知道一切