月球上的“刘徽”

来源：大众新闻客户端2024-07-17 18:08

　　2021年5月，国际天文学联合会批准中国在嫦娥五号降落地点附近月球地貌的命名，“刘徽”为八个地貌地名之一。

嫦娥五号降落地点地貌命名

　　刘徽这位距今一千七百多年的伟大的数学家，以这种方式“登上”了月球，踏出了深深的“足迹”。他的思想光辉在走过历史长河的“长途跋涉”后，给我们留下了怎样的印记？以他为代表的古今数学家们身上所承载的科学精神又会对一个民族的复兴带来怎样的思考和指引？

　　思想

　　他是一种象征，更是一种精神。

　　刘徽生于魏晋时期，是今滨州市邹平人。与“兵圣”孙武（滨州惠民人）虽然不是同一时期的人，但都是滨州老乡。

　　刘徽家境算不上好，有个“淄乡男”的爵位。但刘徽的志向不在官场，只钟情于数学。他自幼到长便潜心研究《易经八卦》《墨经》《算经十书》《九章算术》等，其中的《九章算术》更是系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就，是中国古代第一部数学专著，也是当时世界上最简练、最有效的应用数学。

　　刘徽究其一生，主要是为《九章算术》作注，总共十卷，他对《九章》中的分数理论、比率理论、方程理论、勾股理论都进行了重要的推进。其中，在《海岛算经》中提出了重差理论，这比当时欧洲的测量术早了一千三百至一千五百年。

　　在计算圆周率方面，刘徽更是独辟蹊径，提出了“割圆术”。其实中国古代从先秦时期开始，有关圆的计算就一直在进行，不过那时一直是取“周三径一”来进行有关圆的计算。但用这个数值计算的结果，其数值要比实际的圆周长小得多。

　　东汉时期的张衡并不满足这个结果，他从研究圆与它的外切正方形的关系着手得到圆周率，这个数值比“周三径一”要好些，魏晋时期的刘徽认为其计算出来的圆周长必然要大于实际的圆周长，也不精确。

　　据说刘徽从石匠切割石头得到灵感，即一块方形的石头，经过不断切割，最终会变成一根圆滑的柱子，由此创造出了“割圆术”。其原理，是用圆内接正多边形的周长，去无限逼近圆周并以此求取圆周率的方法，圆的内接正多边形的边数越多，它的周长就和圆的周长越接近。

　　沿着“割圆术”的思路，刘徽从圆内接正六边形算起，边数依次加倍，相继算出正12边形，正24边形……直到正192边形的面积，得到圆周率π的近似值为157/50，即3.14。后来，他又算出圆内接正3072边形的面积，从而得到更精确的圆周率近似值：π≈3927/1250，即3.1416。

　　通过如此精妙的“割圆术”，他带领我们巧妙地窥见了极限的“边界”。刘徽正是世界上创立和使用极限思想的第一位数学家。

　　对于刘徽，中国科学院院士、著名数学家吴文俊曾这样评价，“从对数学贡献的角度衡量，刘徽应该与欧几里德、阿基米德相提并论。”

　　思维

　　刘徽是数学发展长河中的一座丰碑，他的逻辑思维、论证方法以及求索精神跨越了时空，指引着我们前进。

　　如何让刘徽数学思想在新时代实现创造性转化、创新性发展，在大数据、人工智能等战新产业、未来产业中实现深度融合？在刘徽故里——山东滨州正上演着这样“一出好戏”。

　　山东滨州是一座北方小城，但却拥有着数据要素、数字技术、数据产业发展的人文优势和强大的实业基础。高端铝业、精细化工、智能纺织、食品加工、畜牧水产五大千亿级优势产业集群在这里集聚；在科技创新推动产业创新的进程中，2023年全市工业营收达到1.4万亿元；数字产业化、产业数字化的企业家队伍在这里聚合；涌现出53项产品产量或市场占有率位居全国第1位、15项位居全球第1位……

滨州大数据中心

　　滨州还对科学家精神尤为看重。这里每年选树一批最美科技工作者，“全国科技工作者日”参与指数连续三年领跑全国；每年开展全民科学素质行动，全市公民科学素质比例增速走在全省前列。特别是，在广大科技工作者勇攀高峰、积极奉献中，推动全社会研发投入占GDP比重连续三年列全省第1位、规上工业企业研发活动覆盖率连续两年列全省第1位，科技创新已经成为滨州高质量发展的最美底色。

　　去年，第四十二届联合国教科文组织大会审议通过了刘徽诞辰周年系列纪念活动，这是中国首次在联合国教科文组织成功申办以科学家诞辰为主题的周年纪念活动。

　　2024年5月16日，滨州刘徽数学研究会成立大会举行。这是开始，更是标志。

滨州刘徽数学研究会成立大会

　　近年来，滨州深入挖掘、系统阐述刘徽科学思想和科技成就，大力传承和弘扬刘徽谦虚谨慎、实事求是、敢于摒弃迷信、勇于创新的科学精神，通过设立“刘徽数据科学技术奖”，打造“刘徽数学科学馆”，创办“刘徽公益基金”，编印地方教材《走近刘徽》，推进刘徽小行星命名等方式，大力弘扬科学家精神，刘徽数学思想传播的渠道越来越多、范围越来越广、氛围越来越浓。

　　“关键要让刘徽数学思想深度融入到经济社会发展之中”，滨州市委书记宋永祥在谈到如何让刘徽数学思想“活起来”时表示，滨州将发挥好刘徽数据科学技术奖的激励效应，培育更多数据科学人才，加速产业融合创新发展，加快形成更多新质生产力。

　　思考

　　电影《独行月球》的片尾有一句话：宇宙这么大，我们还会相遇。月球上的“刘徽”并不孤独，他严谨认真、追求卓越的科学精神永远闪耀在我们心中。同样，对于数学的思考、对数学研究的探索，我们也从未止步。

魏桥国科研究院的材料科学研究

　　近年来，从人工智能、大数据到航空航天、国防安全，从生物医药、能源、海洋到金融、先进制造，诸多领域的重大科技突破都是以数学科学的发展和进步为基础的。中国在很多领域遭遇“卡脖子”困境，与数学等基础学科和基础研究的滞后有很大关系。

　　2018年《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》提到，与建设世界科技强国的要求相比，我国基础科学研究短板依然突出，数学等基础学科仍是最薄弱的环节，重大原创性成果缺乏，基础研究投入不足、结构不合理，顶尖人才和团队匮乏，评价激励制度亟待完善，企业重视不够，全社会支持基础研究的环境需要进一步优化。

　　党的十八大以来，我国将加强数学等基础研究提升到前所未有的战略高度。2019年，科技部、教育部、中国科学院、自然科学基金委联合制定《关于加强数学科学研究工作方案》，提出了持续稳定支持基础数学科学、加强应用数学和数学的应用研究、持续推进和深化高层次的国内外交流与合作等措施。其中，特别提到了加大支持应用数学研究，支持科研人员面向国家重大需求和国际前沿研究，面向制约核心产业发展的瓶颈问题，针对重点领域、重大工程、国防安全等国家重大战略需求中的关键数学问题开展研究。

　　2021 年 11 月，中国科学院颁布《关于加强基础研究的若干意见》，提出“强化数学、理论物理、理论化学等基础学科对应用型学科发展和关键核心技术突破的引领支撑作用”；党的二十大报告提出，加强基础研究，突出原创，鼓励自由探索。

　　在刚刚获得2023年度国家最高科学技术奖的薛其坤院士看来，“中国的基础研究正处于历史上最好的发展阶段，中国的科学事业迎来了新的春天。”当然，这也是一个属于数学基础研究新的春天。