运筹学是怎么让我们的国家越来越好的?

最近我采访了中国科学院院士、中国科学院数学与系统科学研究院副院长戴彧虹。他给我讲了一个故事,运筹学是怎么让我们的国家越来越好的。现在全球都在搞数字化和智能化,中国也在搞这些大事儿。就比如说,你们用的5G基站,还有铁路网、电网,这些东西都需要运筹学来帮忙。运筹学其实是一门很古老的学问,古代人就已经有这种想法了。但在二战的时候,数学家们开始用数学工具来优化军事资源。现在这门学科已经变得非常强大了,它能从整体上去考虑问题,找出最好的解决办法。 我问戴院士,这门学问有什么用。他说,运筹学的核心就是优化,就是给你找出最省事、最划算的方法。它不是那种坐在书斋里的理论推演,而是从现实中遇到的问题出发。比如降低物流成本或者提高装备利用率,都需要研究者深入一线去发现问题。然后把这些复杂的管理问题转化成数学模型来解决。这个过程其实挺复杂的,先得定义清楚问题,再建模,然后设计算法去求解,最后还要验证结果。只有这样闭环的过程才能保证解决方案的可靠性。 说到实际应用,戴院士举了两个例子。一个是5G基站建设。现在中国的5G网络很厉害吧?它的高效和经济性都离不开运筹学在选址、频谱分配和负载均衡上的优化方案。另一个是航天领域的火箭回收。火箭回收过程中充满了不确定性和风险。传统方法有时候很难应对这些情况。戴院士他们就提出了一个“最小约束违背优化”的理论,这个理论就是让系统在不能百分之百达成目标的时候找到最不坏的方案。比如保证安全的情况下让着陆点尽量接近目标,同时节省燃料。 除了这些大工程外,运筹学在物流、电网调度、制造业生产排程和金融风险控制这些方面都有应用。它帮助各行各业提升生产率,推动产业转型升级。现在人工智能兴起了,戴院士觉得这是个好机会。人工智能跟运筹学能互补。一方面人工智能可以帮我们处理超大规模、超高维度的优化问题;另一方面它也能让我们更准确地刻画和预测不确定性。 同时运筹学也能给人工智能注入“优化思维”和“边界意识”。很多AI应用最后都要落地为具体行动,必须遵守现实中的各种约束条件。运筹学就是帮AI在这个框架里找出最优解。这样就能避免AI生成那些理想化但不可行的方案了。 戴院士说,这种融合会催生“智能决策”的新范式。未来的决策科学会变得更智能、更自主。这门学科已经超越了学术范畴,成为支撑国家现代化建设的底层关键技术之一。从夯实数字中国的网络根基到托举航天强国的飞天梦想都离不开它。 随着科技革命和产业变革的到来,持续加强这一基础学科的研究和人才培养非常重要。推动其成果在更广泛领域转化应用对我国实现高质量发展有长远而深刻的战略意义。