数理モデリングが注目される理由

ビッグデータと分野横断的な課題における数理モデリングの重要性を説明し、意思決定支援、予測、技術革新における数理モデリングの重要な役割を強調する。

数理モデリングが注目される理由

数学の重要性は広く認識されていますが、数学は対象の他の物質的性質をすべて無視して、その量的関係や空間的形態のみを研究する科学であるため、高度に抽象化された形で現れる傾向があります。この高度に抽象化された形式は、数学を現実世界から切り離すことを意味するだけでなく、数学の実用的な応用のためのより広い可能性を提供する。しかし、数学が応用され、その強い活力を示すためには、直面している現実の問題と数学の間に架け橋を築かなければなりません。すなわち、現実の問題を対応する数学的問題に変換し、数学的問題を分析·計算し、求められた答えを現実に戻して、元の現実的な問題に効果的に答えられるかどうかを確認します。このプロセス全体、特に最初のステップは、数学的モデリングと呼ばれ、実際の問題の数学的モデルを構築することを意味する。数理モデリングは、数学と応用をつなぐ重要な架け橋であり、数学が応用に向かう唯一の道であることは間違いありません。

さらに、数理モデリングは関連する分野や応用においても重要な役割を果たしています。紀元前3世紀に古代ギリシャの数学者ユークリッドが先人たちの業績を総括して確立したユークリッド幾何学は、現実世界の空間形態の数学的モデルです。このモデルは非常に効果的であり、その後様々な重要な発展を遂げましたが、今日でも重要な役割を果たしています。ドイツの天文学者ケプラーは、ティコの膨大な天文観測データに基づいて惑星運動の3つの法則をまとめ、ニュートンは距離の2乗に反比例する万有引力の公式を用いて古典力学の原理から厳密な証明を与え、数学モデリングの輝かしい成功例でもあります。力学と物理学のいくつかの重要な分野(粒子力学、電気力学、流体力学、量子力学など)の基本的な微分方程式は、主題の本質を把握する数学モデルではなく、関連する主題の中核的な内容と基本的な理論的枠組みであり、すべての重要な結果とすべての可能な応用を含んでいます。

21世紀に入り、数学の応用範囲は、伝統的な力学、物理学などの分野から、化学、生物学、経済学、金融、情報、材料、環境、エネルギーなどの分野、ハイテク、さらには社会分野にまで、かつてないほど拡大しています。多くの新しい分野の法則がまだ探求されているため、関連する数理モデリングは依然として人々が直面している課題であり、数理モデリングはその重要性をさらに強調するだけでなく、現代応用数学の発展のための重要なブレークスルーとコアコンテンツとなっています。

数理モデリングは、数学を応用するための唯一の方法であるだけでなく、数学の精神を啓発するための勝利の方法でもあります。数学教育は本質的に質の高い教育であり、学生に数学の精神的な本質と思考方法を理解させ、数学の本質を習得させ、意識的に数学文化の影響を受け入れ、数学が便利な武器になるようにし、生涯にわたって使用できない。1982年に中国で“数理モデリング”コースを開設し、1992年に毎年全国学部数学モデリングコンテストを開催して以来、30年以上にわたる数理モデリングに関する教育とコンテスト活動は、元の数学カリキュラムの自己完結型、自己閉鎖的な状況を打破し、教育過程における数学と外部世界のつながりのためのチャンネルを開き、効果的な方法を提供してきました。数理モデリングの学習と実践に参加し、数学を実際に応用しようとする試みに参加し、発見と創造のプロセスに直接参加することで、教室や本では得られなかった貴重な経験や実感を得ることができます。これらの活動は、彼らの数学心を啓発し、数学をより良く応用し、数学を味わい、数学を理解し、数学を愛することを促し、知識、能力、資質の育成と考察を統合し、ほぼすべての専門分野の学部生を対象とし、革新的で優秀な人材の育成を効果的に促進します。これは、中国における数学教育改革の最も長く、最大かつ最も成功した実践であり、社会の各界と教師と学生から広く認められ、温かく歓迎され、強い支持を受けています。数理モデリングの教育と競技活動は、常に繁栄しており、別の側面から数理モデリングの重要性を十分に反映しています。