2023北京交叉科学大会

我很荣幸参加了2023北京交叉科学大会。 天下大势，分久必合，合久必分。学科也是类似，古代的数学家往往也是物理学家、天文学家，例如张衡。张衡是天文学家广为认知，实际上他在数学上做出了很多杰出的工作，例如计算圆周率的近似值是10的平方根。后来不同学科之间逐渐分家。杨振宁在《20世纪数学与物理的分与合》里说， “在20世纪的中叶，数学跟物理是完全分家了”。当前，科学技术的发展已进入了一个大交叉时代。交叉科学更是未来科学发展的重要方向，在新技术变革和新兴产业发展中发挥着重要作用。

中国在过去几十年中取得了巨大的经济和社会发展成就，成为全球最大的制造业和出口国之一。 另外，中国在高科技领域的竞争力也在增强。这种快速发展引起了美国的担忧, 对中国实施科技封锁政策。美国把中国的与国防有关的部分高校和企业列入所谓的“实体清单”，禁用通用型科学计算软件MATLAB。2020年6月，包括哈工大在内的多所高校被禁用，参加全国大学生数模竞赛的哈工大的学生无法像其它学校的学生一样使用MATLAB。MATALB禁用引发了热烈的讨论，上了当年的人民日报，被称为对我国科技封锁的"第一枪"。

2020年夏天, MATLAB被禁事件在科学界也成为很多会议热点议题， 如中国计算数学常务理事会对次展开了长时间的热烈讨论， 中国计算机学会青年计算机科技论坛还举行了“透过MATLAB封禁事件看国产基础软件的机遇和挑战”的特别论坛。从这些讨论中可以看到， 大家的共识是认为，开发能够替代MATLAB的软件， 应对美国对我的禁用，对国家是至关重要的，这是整个学术界的社会责任。另外，从这些讨论可以看到要完成这个任务可能要面临很多方面的困难，如技术，制度，生态等等。

汤涛老师的热情鼓励使得李若老师决心要去做这个事情。在一行代码没有的情况下，李若老师找到了我，我们开始对技术原型做了艰苦的探索。在我们感到有了一点点把握后，我们去找了张平文老师。张老师非常重视，迅速安排了我们使用北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室的资源和北京大学重庆大数据研究院的资源进行开发。张平文老师这些年来一直在努力探索把产学研用 有机结合起来的机制。我们在北京大学重庆大数据研究院成立了数值计算实验室 ，使用一种全新的模式进行软件开发。这是一种和以前在高校里做科研的模式不一样的工作模式， 把高校的科研创新能力和企业的开发能力结合起来。我们开发MATLAB替代软件这个项目， 没有长期的大量的资源的投入，显然是不可能完成的。张平文老师设计的这个新工作模式，在北京大学和重庆市的支持下，决定性地提供了我们工作基本保证。

经过两年多的努力，我们开发了北太天元软件，初衷是替代MATLAB，使得我国的教学科学人员的积累的MATLAB代码能够零成本或者极低的成本就能迁移到北太天元来。为此，我们北太天元的语法尽量做到了兼容MATLAB。可以说，如果您在使用的过程中发现你的MATLAB代码在北太天元无法执行，请报告给我们, 我们会努力把这当成一个bug来修复。在开发北太天元的这几年中，我们逐渐地认识我们不仅仅是要解决缺少MATLAB软件本身的问题，我们意识到更加严重的问题。从大学的课堂教学，到人才培养，到实验室的科研工作所发展出来的 理论和算法，并且将其实现为代码并包装进入软件，最后将软件应用到我们的工业和社会生产中，产生实际的价值。在这个悠长的科研创新链条上面， 在过去的几十年中我们在诸多节点 都有建树，并且取得了很大的成果，但是我们距离建立起这个完整的链条还非常遥远。 开发一个完全自主可控的通用型科学计算软件对建立一个这样完整的链条有着更加重要的意义， 另外， 对我国的交叉科学的发展也有着重要的作用，因为交叉科学的研究需要跨越不同学科领域的知识和技能。通用型科学计算软件可以集成不同学科领域的知识和技能，从而促进不同学科之间的交流和合作。这有助于打破学科之间的壁垒，推动跨学科研究的开展。通用型科学计算软件可以提供通用的科学计算工具和算法，使得研究者不必重复开发工具和算法。这可以大大提高研究效率，使研究者更加专注于研究本身。通用型科学计算软件可以方便地共享数据、模型和代码，这有助于研究者之间的知识共享和合作。这也可以促进学科之间的知识传递和技术转移。通用型科学计算软件提供通用的数据分析和可视化工具，可以方便地生成可重复的实验结果。这可以提高研究的可信度和可验证性，从而增强交叉科学研究的可靠性和影响力。

北太天元的内核形成了全面整合的根技术，将底层的算法、专业的知识，转换易 于掌握的脚本语言执行，并成功适配了国内软硬件环境。北太天元底层核心数学 函数替换率为72%，功能函数替换率为34%，可以支持高校教学与科研工作，并 成功承接重庆市工业和信息化领域“揭榜挂帅”面向新能源汽车的国产科学计算与模拟仿真软件开发项目。 我们还从2022年开始赞助了全国大学生数学建模竞赛，并且设立“北太天元数模之星”的奖项。 第十四届、十五届“华中杯”大学生数学建模挑战赛，第八届“数维杯”大学生数学建模挑战赛。这一年我们的软件保持在日新月异的进步中，相信今年参加建模竞赛的同学们的使用体验会和去年完全不一样。为了方便用户学习和使用北太天元，我在B站上开设了专门的频道，发布了超过300个视频，详细介绍了北太天元的用法以及在数学建模中的应用。这些视频涵盖了从基础操作到高级应用的不同层次，相信能够满足大家的不同需求。

 2023年5月20日，中国工业与应用数学学会（CSIAM）第三届数学促进企业创新发展论坛在上海开幕，开幕式上发布了2023年（第三届）CSIAM应用数学落地成果。 北太天元“国产通用型科学计算软件”项目获得应用数学落地成果认证。李若老师汇报了国产基础软件的发展与思考。这个软件的开发就是一个典型的有组织科研，把人的活力激发出来。 为学无用平生耻，作为学者，在祖国需要我们的时候，我们把不能发挥作用作为平生最大的耻辱。来自企业界和学术界的很多朋友给予无私的帮助，我们非常感谢。这些无私奉献者的名单这里不再一一列出，详情看李若老师的报告。

在未来的日子里，我们将继续完善北太天元的功能和性能，不断提升用户体验。同时，我们也期待与更多的科研机构、高校和企业合作，把多个学科的知识集成起来。让我们共同携手，共同推动中国的通用型科学计算软件的发展，从而更好促进我国交叉科学事业的高质量发展，为实现高水平科技自立自强而奋斗！

"关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的",  但以下面这首打油诗与君共勉:

高歌弹铗不畏难，百年事业归天元。嫦娥奔月落背面，蛟龙入海能深潜。
操作系统百花放，科学计算岂等闲。中华儿女齐努力，久久为功定振寰。