计算科学与计算之美01市公开课一等奖省赛课微课金奖

计算科学与计算之美(1)

计算机学院李青qli@05五月2024

绪论第1页课程介绍本课程将围绕科学计算中若干问题，经过详细案例开展探讨，展现计算之美。以方法论为根本索，包括多学科交叉，表示通识教育。经过课后检索和阅读文件培养学生基本论文写作能力，锻炼学生表示、归纳能力。希望经过该课程学习，使学生逐步发觉其兴趣所在。第2页课程介绍课程进行中，会给出一些思索题（最好是同学们自己提出一些问题）。基本要求出勤及课堂表现 10%课后思索检索、阅读相关资料文件，撰写阅读汇报 40%撰写小论文(格式10%，选题20%，内容20%) 50%形式分组（5人一组，约40个小组）第3页课程介绍——主要内容三个专题计算与科学发觉分形几何学、混沌学算法——人类智慧之光复杂网络结构、数值算法设计计算机——人造精灵从沙子到芯片、数字化其它大学四年应该怎样度过怎样撰写学术论文计算思维第4页序言我们学科就像鲜花盛开大花园，美不胜收。 ——大卫·希尔伯特

DavidHilbert第5页大卫·希尔伯特数学问题 ——1900年巴黎国际数学家大会上演讲

我们当中有谁不想揭开未来帷幕，看一看在今后世纪里我们这门科学发展前景和奥秘呢？……，新世纪将会带来什么样新方法和新结果？第6页21世纪科学世界是你们！也是我们，不过归根结底是你们！你们青年人朝气蓬勃，好像早晨八九点钟太阳。希望寄托在你们身上！

——毛泽东

(1957年对留苏学生演讲)/banyt/-06/30/content_8463864.htm

第7页21世纪科学"Ithinkthenextcenturywillbethecenturyofcomplexity."

——StephenWilliamHawking年1月23日，

霍金对《圣何塞信使

报》说:“我认为21

世纪将是复杂科学

世纪”。

第8页21世纪科学什么是“复杂科学”谈论某问题“复杂”？实质上是没有搞清本质特征新科学终究应该有什么样特征？成思危.复杂科学与管理.中国科学院院刊，1999，Vol.14，No.3，175-183第9页成思危《复杂科学与管理》科学正面临新转折处于20世纪之末科学，正逐步走出由易解问题组成领地，开始接触真正难解问题。科学已到达一个新转折点。复杂系统与复杂性复杂系统最本质特征是其组分含有某种程度智能

,即含有了解其所处环境，预测其改变，并按预定目标采取行动能力。第10页成思危《复杂科学与管理》复杂科学基本方法

定性判断与定量计算相结合

微观分析与宏观综合相结合

还原论与整体论相结合

科学推理与哲学思辩相结合复杂科学主要工具

不确定条件下决议技术

综合集成技术

整体优化技术

计算智能非线性科学

数理逻辑

计算机模拟第11页怎样探索复杂系统？科学试验科学理论科学计算三大科学方法论同等主要

（三足鼎立）科学计算(尤其指高性能计算)处理科学与工程问题主要伎俩学科交叉主要桥梁科研创新主要路径第12页计算与美何为计算？何为算法？何为美？何为技术美？怎样产生美？“真”与“美”关系？“Beautyistruth,truthbeauty”,---thatisallweknowonearth,andallweneedtoknow.(JohnKeats)

“美就是真，真就是美”这就是我们在人间知道和应该知道一切