計算科學與計算之美01市公開課一等獎省賽課微課金獎

計算科學與計算之美(1)

計算機學院李青qli@05五月2024

緒論第1頁課程介紹本課程將圍繞科學計算中若干問題，經(jīng)過詳細案例開展探討，展現(xiàn)計算之美。以方法論為根本索，包括多學科交叉，表示通識教育。經(jīng)過課后檢索和閱讀文件培養(yǎng)學生基本論文寫作能力，鍛煉學生表示、歸納能力。希望經(jīng)過該課程學習，使學生逐步發(fā)覺其興趣所在。第2頁課程介紹課程進行中，會給出一些思索題（最好是同學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、閱讀相關資料文件，撰寫閱讀匯報 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個小組）第3頁課程介紹——主要內(nèi)容三個專題計算與科學發(fā)覺分形幾何學、混沌學算法——人類智慧之光復雜網(wǎng)絡結(jié)構、數(shù)值算法設計計算機——人造精靈從沙子到芯片、數(shù)字化其它大學四年應該怎樣度過怎樣撰寫學術論文計算思維第4頁序言我們學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)·希爾伯特數(shù)學問題 ——1900年巴黎國際數(shù)學家大會上演講

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

——毛澤東

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

第7頁21世紀科學"Ithinkthenextcenturywillbethecenturyofcomplexity."

——StephenWilliamHawking年1月23日，

霍金對《圣何塞信使

報》說:“我認為21

世紀將是復雜科學

世紀”。

第8頁21世紀科學什么是“復雜科學”談論某問題“復雜”？實質(zhì)上是沒有搞清本質(zhì)特征新科學終究應該有什么樣特征？成思危.復雜科學與管理.中國科學院院刊，1999，Vol.14，No.3，175-183第9頁成思?！稄碗s科學與管理》科學正面臨新轉(zhuǎn)折處于20世紀之末科學，正逐步走出由易解問題組成領地，開始接觸真正難解問題?？茖W已到達一個新轉(zhuǎn)折點。復雜系統(tǒng)與復雜性復雜系統(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，預測其改變，并按預定目標采取行動能力。第10頁成思?！稄碗s科學與管理》復雜科學基本方法

定性判斷與定量計算相結(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

科學推理與哲學思辯相結(jié)合復雜科學主要工具

不確定條件下決議技術

綜合集成技術

整體優(yōu)化技術

計算智能非線性科學

數(shù)理邏輯

計算機模擬第11頁怎樣探索復雜系統(tǒng)？科學試驗科學理論科學計算三大科學方法論同等主要

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

“美就是真，真就是美”這就是我們在人間知道和應該知道一切