桂林电子科技大学计算机科学与工程学院计算机科学导论课件 吴方法.ppt

? 脑力劳动机械化与 科学技术现代化 吴文俊简历 1919年5月出生于上海，1940年毕业于上海交通大学数学系。 1946年赴法国Strassbourg大学留学，获博士学位。 1957年被选为中国科学院学部委员(院士)。1990年被第三世界科学院选为院士。 1952年至1979年任中国科学院数学所副所长、研究员。 1979年至现在任中国科学院系统科学研究所副所长、名誉所长、研究员。 主要成就表现在拓扑学和数学机械化两个领域，并因在数学机械化方面的贡献与袁隆平共同获得2000年获得首届国家最高科学技术奖。 吴方法 证明几何定理：需要高度的智慧，巧妙的推理，还往往需要添一些奥妙的辅助线与辅助圆，经过迂回曲折的过程才获得定理的证明。 几何定理自动证明 引进坐标，使待证定理的假设与终结都转换成多项式方程。 依照某种确定的方式对代表假设的多项式方程进行处理，使在有限步骤后到达代表结论的那一个多项式方程，或与之相反。 吴方法 数学研究现实世界中的数量关系与空间形式 需要解决的各种问题，往往自然而然地化成多种需要解决的方程问题。 多项式方程是最简单又是最基本的一种。 多项式方程组，经常出现于各种科学与技术中 解多项式方程组的一般方法，对数学以外的科学与技术，提供了无数可能的应用。 已推广至微分的情形，它可用以解任意具有代数形式的偏微分方程组，或所谓代微分方程组，这又大大地扩大了可能应用的范围。 体力劳动机械化 在国外，控制理论的奠基人美国的数学家Ｎ.Wieaer曾说过： 第一次工 业革命是人手由于机器竞争而贬值; 现在的工业革命便在于人脑的贬值，至少人脑所起的较简单的较具有常规性质的判断作用将要贬值。 劳动的机械化 体力劳动的机械化起始于18世纪蒸汽机等的发明 脑力劳动的机械化则由于２０世纪４０年代 计算机的产生而逐渐为人们所认识。 ２０世纪５０年代以来，这方面的探索形成了人 工智能这一新的学科。它探索如何由机器来完成人需要智能才能完成的事物的途径 已经出现了机器编译、机器诊断、机器推理等新事物，特别是 机器下棋，由于叫深蓝的计算机战胜了当代的国际象棋大师卡斯帕罗夫而轰动一时， 这样能实现某种特定带智能性功能的机器，还正层出不穷。 数学的机械化 最有资格实现机械化的，应推数学这种典型的脑力劳动， 数学是各种 科学技术的基础，因之在需要机械化的各种脑力劳动中，数学有它的优先权与迫切性 。 数学具有其它脑力劳动所不具有的严密，精确与简明等特点，因之从道理上 说，数学的机械化比之其它种种脑力劳动的机械化，应该更为容易，更易于取得突破 。 古代中国的“算法化”思想 早在２０００多年以前，中国的古代数学就已在数学领域实现 了一定程度的机械化 直到现在，中小学教科书中的加减乘除，以至开方的计算，甚至是线性联立方程组的各种解法，都是可以依据确定步骤循序进行即可得到答案的; 依据这种所谓算法编成程序，即可在计算机甚至是计算器上付诸实施，两种有这些算法，都是两千多年前中国古代数学的产物。 有着几千年历史的中国古代数学 ，可以说是一种算法的科学，也就是一种计算机科学。 ?中国古代数学曾高度发展，但是西方数学史家不了解也不承认中国数学的光辉成就 吴文俊的研究起到了正本清源的作用。 中国传统数学注意解方程，在代数学、几何学、极限概念等方面既有丰硕的成果，又有系统的理论。 中国传统数学强调构造性和算法化，注意解决科学实验和生产实践中提出的各类问题，往往把所得到的结论以各种原理的形式予以表述。 吴文俊把中国传统数学的思想概括为机械化思想，指出它是贯穿于中国古代数学的精髓。 70年代，吴文俊曾在计算机工厂劳动，切身体会到计算机的巨大威力 中国传统数学的机械化思想与现代计算机科学是相通的。计算机的飞速发展必将使中国传统数学的机械化思想得以发扬光大，机械化数学的发展必将为中国数学的发展做出巨大贡献。 古代中国的“算法化”思想 在初中教学中的几何课程，却代表了与机械化极不相称的数学部分，一 个看起来很简单的几何定理，往往要通过灵活艰苦有点不可思议的迂回曲折的推理才 得到证明。 但是，根据中国古代算法式数学的启发，我们已经在上世纪的70年代， 实现了一种算法，使得成百上千艰深的几何定理，在计算机上以秒计的时间内获得证明，这说明即使像几何定理证明那样艰深的脑力劳动，也是有可能找到机械化的途径的。 吴方法 用计算机证明几何定理的方法〈国际上称为吴方法〉，遵循中国传统数学中几何代数化的思想，与通常基于逻辑的方法根本不同， 首次实现了高效的几何定理自动证明，显现了无比的优越性。他的工作被称为自动推理领域的先驱性工作， 于1997年获得“Herbrand自动推理杰出成就奖”。 在非线性方程组求解的方向上，他建立的吴消元法是求解代数方程组最完整