5月26日，著名華裔數(shù)學(xué)家、菲爾茲獎(jiǎng)得主陶哲軒在其常駐數(shù)學(xué)博客平臺(tái)發(fā)表長(zhǎng)文，直指美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）2025年計(jì)劃削減基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域研究經(jīng)費(fèi)的做法非常“短視”，并吐槽稱，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究經(jīng)費(fèi)削減力度太大，以至于他的某些研究項(xiàng)目甚至要完全依賴他自己和“一群不求回報(bào)的在線志愿者”。
陶哲軒。圖源：mathstodon
經(jīng)費(fèi)受限，“有時(shí)需要自掏腰包和依賴無(wú)償志愿者”
據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，NSF計(jì)劃在2025年將基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)費(fèi)削減超51%，明年也擬議類似幅度的削減。該報(bào)道通過(guò)援引歷年經(jīng)費(fèi)數(shù)據(jù)稱，NSF 的新?lián)芸钯Y金至少處于 1990 年以來(lái)的最低水平。報(bào)道還稱，與取消的撥款相比，新?lián)芸畎l(fā)放的緩慢問(wèn)題更為廣泛，“已對(duì)美國(guó)科學(xué)界造成了全面打擊”。
陶哲軒轉(zhuǎn)載了該報(bào)道內(nèi)容，并評(píng)論說(shuō)：“削減此類研究經(jīng)費(fèi)短期內(nèi)或許能省下幾分錢，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看將極大削弱解決具有重大現(xiàn)實(shí)影響的復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題的能力。”
對(duì)于經(jīng)費(fèi)的削減，陶哲軒算了一筆賬：過(guò)去10年，數(shù)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域年均可獲得1.13億美元的經(jīng)費(fèi)支持，以美國(guó)3.4億人口計(jì)，合人均80美分；但今年，截至5月21日，該領(lǐng)域獲得的資助總額僅為3200萬(wàn)美元，人均不足22美分。
“我本人有幸在職業(yè)生涯的大部分時(shí)間里能夠獲得這筆80美分中微不足道的一部分資助，這使我能夠開(kāi)展暑期研究、邀請(qǐng)學(xué)者訪問(wèn)我所在的院系并支持研究生培養(yǎng)。但現(xiàn)在，我僅能依靠有限的資助維持這些活動(dòng)的基本運(yùn)轉(zhuǎn)，但已經(jīng)無(wú)力為任何長(zhǎng)期項(xiàng)目投入資源。”陶哲軒說(shuō)。
他舉了一個(gè)例子：他正嘗試用新技術(shù)來(lái)優(yōu)化數(shù)學(xué)工作流程的實(shí)驗(yàn)，就完全依賴他自掏腰包和一群無(wú)償?shù)脑诰€志愿者的力量。他希望能申請(qǐng)一些經(jīng)費(fèi)，將該項(xiàng)目從概念驗(yàn)證階段推向更高層次，但他預(yù)計(jì)“競(jìng)爭(zhēng)會(huì)異常激烈”。
美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)在近期的一份聲明中稱，NSF雖然重點(diǎn)專注于特朗普政府的優(yōu)先事項(xiàng)——例如人工智能、量子信息科學(xué)、生物技術(shù)和核能等，但其仍然“致力于授予撥款并資助所有科學(xué)和工程領(lǐng)域”。
基礎(chǔ)研究無(wú)用？它的貢獻(xiàn)“往往微妙而間接”
數(shù)學(xué)科學(xué)等基礎(chǔ)科研經(jīng)費(fèi)被削減，在陶哲軒看來(lái)，在于其在短期看來(lái)“似乎毫無(wú)用處”。
“基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究的問(wèn)題，往往距離實(shí)際應(yīng)用非常遙遠(yuǎn)。”陶哲軒寫道，“但它會(huì)以難以察覺(jué)的方式，滋養(yǎng)著最終催生實(shí)際應(yīng)用的更廣泛研究生態(tài)。”
陶哲軒拋出了“開(kāi)普勒橙子”的故事。
1611年，德國(guó)天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家開(kāi)普勒提出了一個(gè)名為“空間中最有效球體堆積方式”的問(wèn)題：“如何將球體（比如橙子）在空間中堆疊得盡可能緊密？”
從實(shí)用角度看，這個(gè)問(wèn)題的解決方案早已被水果販們掌握了數(shù)百年——采用六方最密堆積法。但數(shù)學(xué)家們花費(fèi)了數(shù)十年才嚴(yán)格證明了這種堆積的最優(yōu)性，并最終在2012年獲得形式化驗(yàn)證的證明。
幾百年來(lái)水果攤販都知道的事情，數(shù)學(xué)家們?yōu)槭裁催€要費(fèi)力去證明？這有什么用？
“數(shù)學(xué)家們的好奇心并沒(méi)有止步于此。”陶哲軒繼續(xù)寫道，數(shù)學(xué)家們還在其他幾何體系中探索了這個(gè)問(wèn)題的變體，比如在高維歐氏空間、在有限域上的離散幾何中。烏克蘭女?dāng)?shù)學(xué)家Maryna Viazovska就在8維和24維空間中取得驚人突破，并因此獲得了2022年菲爾茲獎(jiǎng)。
“這類由好奇心驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題看似缺乏直接應(yīng)用價(jià)值——畢竟沒(méi)人需要把八維橙子裝在一起。”陶哲軒話鋒一轉(zhuǎn)說(shuō)道，但這并不是數(shù)學(xué)家的自?shī)首詷?lè)，當(dāng)手機(jī)普及后，這些探索和證明馬上派上了大用場(chǎng)。
“手機(jī)普及后，人們迫切需要解決如何在無(wú)線頻譜中高效編碼多個(gè)設(shè)備的信號(hào)，以避免相互之間的干擾問(wèn)題。”陶哲軒解釋道，事實(shí)證明，探索離散高維球體堆積問(wèn)題所產(chǎn)生的數(shù)學(xué)技術(shù)和洞見(jiàn)對(duì)此極具價(jià)值——不僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)高效編碼方法的“正向”貢獻(xiàn)，還通過(guò)給出理論效率上限為評(píng)估進(jìn)展設(shè)定基準(zhǔn)，并避免在數(shù)學(xué)上不可行的編碼方案上浪費(fèi)資源。
開(kāi)普勒的“橙子”，經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的“堆積”，最終幫助人類更好地用上了手機(jī)。
“值得一提的是，開(kāi)普勒猜想證明的形式化成功，還啟發(fā)了許多后續(xù)協(xié)作形式化項(xiàng)目，包括我在這個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，盡管這些項(xiàng)目并不直接涉及球體堆積。”陶哲軒寫道。
陶哲軒說(shuō)，這正是數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)研究的魅力所在：它們對(duì)具體技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)往往“微妙而間接”，但若沒(méi)有它們，許多突破可能需要更長(zhǎng)時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)，有些甚至可能永遠(yuǎn)無(wú)法開(kāi)展。
“因此，削減此類研究經(jīng)費(fèi)——尤其會(huì)打擊新一代研究者——短期內(nèi)或許能省下許多錢，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這將極大削弱解決具有重大現(xiàn)實(shí)影響的、復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題的能力。”陶哲軒最后寫道。
本文鏈接：陶哲軒發(fā)文批NSF削減基礎(chǔ)科研經(jīng)費(fèi)：短視！http://m.sq15.cn/show-11-21316-0.html
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