華羅庚與優(yōu)選法統(tǒng)籌法

華羅庚與優(yōu)選法統(tǒng)籌法

徐偉宣

華羅庚是當(dāng)代杰出的數(shù)學(xué)家和教育家，他是我國(guó)科學(xué)界的驕傲，是中華民族的驕傲。我們作為華老60年代的學(xué)生，有幸跟隨他從事優(yōu)選法、統(tǒng)籌法和其他數(shù)學(xué)方法的推廣應(yīng)用工作，親身體會(huì)到華老為了將數(shù)學(xué)理論與生產(chǎn)管理實(shí)踐緊密結(jié)合、為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)而作出的卓越貢獻(xiàn)，也看到了他在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中遇到的種種艱辛和付出的巨大努力。

華老探索數(shù)學(xué)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)要追溯到1958年。在當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)界掀起了“理論聯(lián)系實(shí)際”和“數(shù)學(xué)直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)”之風(fēng)，他率領(lǐng)萬哲先、越民義、王元、吳方、朱永津、管梅谷等一大批來自數(shù)學(xué)所、山東師范學(xué)院和曲阜師范學(xué)院等單位數(shù)學(xué)家，走出校門到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位去尋求線性規(guī)劃的實(shí)際應(yīng)用案例，取得了一批應(yīng)用與理論成果，如“圖上作業(yè)法”、“打麥場(chǎng)設(shè)計(jì)”等，還有被國(guó)際運(yùn)籌學(xué)教材賦予“中國(guó)”之名的“中國(guó)郵遞員問題（CPP，Chinese Postman Problem）”。后者現(xiàn)在已成為當(dāng)今兩大類尋路問題（Node-routing problem 和 Arc-routing problem）第二類中最經(jīng)典的原型，發(fā)表第一篇CPP論文的管梅谷先生還被國(guó)外同行譽(yù)為“中國(guó)郵遞員問題之父”。華老還嘗試了“礦體幾何學(xué)”和蒙特卡洛（Monte Carlo）方法的應(yīng)用研究。1959年前后，他在人民日?qǐng)?bào)、光明日?qǐng)?bào)等報(bào)刊發(fā)表了“大哉數(shù)學(xué)之為用”、“數(shù)學(xué)的用場(chǎng)”等鼓勵(lì)數(shù)學(xué)應(yīng)用的文章。

由于線性規(guī)劃和上面提到的一些方法要求繁雜的計(jì)算（當(dāng)時(shí)還沒有計(jì)算器），應(yīng)用面也不廣，難以進(jìn)行大規(guī)模的推廣，“線性規(guī)劃”運(yùn)動(dòng)也逐漸冷了下來。華老總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷思考，要尋求一些易于被人接受、應(yīng)用面廣的數(shù)學(xué)方法。60年代初，他從國(guó)外友人那里得到了關(guān)于“關(guān)鍵路徑法（CPM）”和“計(jì)劃評(píng)審技術(shù)（PERT）”的資料，這些方法雖然簡(jiǎn)單，但對(duì)制定生產(chǎn)管理和作業(yè)計(jì)劃很有幫助。華老和他的助手們透徹地分析并簡(jiǎn)化了這些方法，結(jié)合毛主席“統(tǒng)籌兼顧”和“抓主要矛盾”的思想，起名叫“統(tǒng)籌方法”。1965年2月，華老帶領(lǐng)學(xué)生到了北京774廠試點(diǎn)，雖然沒有獲得預(yù)期成果，但得到了寶貴的經(jīng)驗(yàn)：統(tǒng)籌法必需應(yīng)用到一次性的項(xiàng)目！接著，華老應(yīng)當(dāng)時(shí)的鐵道兵副司令員郭維誠(chéng)和西南鐵路建設(shè)指揮部總指揮韓光的邀請(qǐng)，帶領(lǐng)學(xué)生和助手兩次到西南三線推廣統(tǒng)籌法，取得了很好的成果。1965年6月6日華羅庚在《人民日?qǐng)?bào)》上以整版篇幅發(fā)表了《統(tǒng)籌方法平話》，用老百姓都知道的“泡茶喝”作為引子通俗易懂地介紹了統(tǒng)籌法。同時(shí)還在北京、南京等地組織了統(tǒng)籌方法學(xué)習(xí)班，做了許多試點(diǎn)推廣的工作。毛主席收到華老的匯報(bào)和《統(tǒng)籌方法平話》小冊(cè)子后，7月21日回信說：“你現(xiàn)在奮發(fā)有為，不為個(gè)人而為人民服務(wù)，十分歡迎?！泵飨@封信，對(duì)華老堅(jiān)定推廣工作的決心和應(yīng)對(duì)艱難險(xiǎn)阻是極大的鼓勵(lì)。

在提出統(tǒng)籌法的同時(shí)，華老還注意到國(guó)際上剛出現(xiàn)的最優(yōu)化方法。他認(rèn)為D. J. Wilde 在1964年的新書Optimum Seeking Methods (Prentice Hall, N.J., 1964) 中提出的一些方法對(duì)合理安排試驗(yàn)改進(jìn)工藝參數(shù)很有用處，應(yīng)用面會(huì)很廣。這些就是華老后來提出進(jìn)行推廣的“優(yōu)選法”中分?jǐn)?shù)法和黃金分割法。在西南視察講學(xué)期間，他應(yīng)邀觀看了爆破兵在掌子面的一次爆破作業(yè)，在那次爆破中，班長(zhǎng)為了排除22個(gè)雷管中的一個(gè)啞炮壯烈犧牲了。這使他受到很大震動(dòng)，他覺得：比起抽樣檢查等手段的質(zhì)量把關(guān)來，從源頭提高質(zhì)量更為重要！優(yōu)選法應(yīng)該可以提供幫助。

推廣普及統(tǒng)籌法工作剛開始見到成效，便因?yàn)檎芜\(yùn)動(dòng)停頓了幾年。1970年3月，周恩來總理在一個(gè)批示中，指出要支持華羅庚繼續(xù)試驗(yàn)他的統(tǒng)籌法。同年4月20日，華羅庚到國(guó)務(wù)院向一些部委領(lǐng)導(dǎo)介紹統(tǒng)籌法和優(yōu)選法，引起很大興趣。之后，他應(yīng)邀到上海推廣雙法，帶著陳德泉、計(jì)雷二位助手，到了上海煉油廠試點(diǎn)。他們和工廠個(gè)人、工程人員一起，運(yùn)用統(tǒng)籌法使酚精煉擴(kuò)建工程工期從30天減為5天，運(yùn)用優(yōu)選法使軍工用的605降凝劑凝固溫度從攝氏零下38度降到零下41度。接著，華老派陳德泉到電子行業(yè)、計(jì)雷到化工行業(yè)試點(diǎn)推廣雙法，取得了一個(gè)又一個(gè)可喜的成果。

1972年起，華老組織了“推廣優(yōu)選法統(tǒng)籌法小分隊(duì)”，到各地進(jìn)行大面積推廣。從1972年到1985年，華老帶著小分隊(duì)到過26個(gè)（現(xiàn)在算是28個(gè)）省市自治區(qū)。各地的工礦企業(yè)從推廣優(yōu)選法和統(tǒng)籌法入手，掀起了群眾性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，取得了豐碩的成果。

華老致力推廣雙法二十年，對(duì)當(dāng)時(shí)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了卓越的貢獻(xiàn)。更為可貴的是，他為人民服務(wù)的堅(jiān)定信心，推動(dòng)數(shù)學(xué)應(yīng)用的戰(zhàn)略思路，數(shù)學(xué)應(yīng)用推廣的方法，給我們樹立了光輝的榜樣，留下了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和財(cái)富。

（1） 推動(dòng)數(shù)學(xué)應(yīng)用的戰(zhàn)略思路

從20世紀(jì)50年代開始，華老就不斷思考數(shù)學(xué)如何為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)的問題。從線性規(guī)劃，礦體幾何學(xué)，到推廣優(yōu)選法統(tǒng)籌法，都是他審度當(dāng)時(shí)的環(huán)境而選擇的數(shù)學(xué)方法，但遠(yuǎn)不是全部。在70年代初，他反復(fù)強(qiáng)調(diào)“在管理上搞統(tǒng)籌，在工藝上搞優(yōu)選”。那時(shí)候，國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)為“管理”只是經(jīng)驗(yàn)，不是科學(xué)。華羅庚是第一位倡導(dǎo)并致力于使我國(guó)管理科學(xué)化的數(shù)學(xué)家，推廣雙法為發(fā)展中國(guó)管理科學(xué)作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。70年代中，華羅庚總結(jié)他10多年來普及數(shù)學(xué)方法的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)，覺得在管理上用得著的方法可以概括為36個(gè)字：“大統(tǒng)籌，廣優(yōu)選，聯(lián)運(yùn)輸，精統(tǒng)計(jì)，抓質(zhì)量，理數(shù)據(jù)，建系統(tǒng)，策發(fā)展，利工具，巧計(jì)算，重實(shí)踐，明真理?！鼻懊?0個(gè)字包括了10個(gè)方向，后面6個(gè)字是評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在，這10個(gè)方向在中國(guó)都有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成長(zhǎng)為比較大的學(xué)科領(lǐng)域了。

（2） 數(shù)學(xué)應(yīng)用的推廣方法

“講解方法通俗易懂，學(xué)習(xí)應(yīng)用方便靈活。重視試點(diǎn)取得經(jīng)驗(yàn)，由點(diǎn)到面循序漸進(jìn)。骨干隊(duì)伍不斷壯大、各行各業(yè)互相促進(jìn)?！笔峭茝V雙法小分隊(duì)的顯著特色，實(shí)踐證明這是推廣數(shù)學(xué)方法很有成效的路子。

華老用折紙條、泡茶喝的方式講解雙法，用十指交叉講解有序樣本，等等，在當(dāng)時(shí)公民科學(xué)文化水平還較低的時(shí)候，能夠使得不同程度的聽眾都聽得津津有味，而且學(xué)完就能在自己的工作崗位上應(yīng)用，這是不容易做到的。現(xiàn)在國(guó)民文化素質(zhì)高了，但數(shù)學(xué)應(yīng)用的對(duì)象是數(shù)學(xué)的“外行”，應(yīng)用數(shù)學(xué)家必須訓(xùn)練出“深入淺出”的本領(lǐng)，將高深的理論和繁瑣的計(jì)算盡量用最簡(jiǎn)單的方式表達(dá)出來。

（3） 從生產(chǎn)管理實(shí)際中尋找理論研究的問題

現(xiàn)在中國(guó)的管理科學(xué)界已經(jīng)逐漸趨于共識(shí)：“必須從中國(guó)管理實(shí)踐中提煉科學(xué)問題開展研究，才能創(chuàng)造出‘頂天立地’的原創(chuàng)性成果?！叭A老在推廣雙法的同時(shí)，就經(jīng)常要求我們多注意從解決生產(chǎn)管理實(shí)際難點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)和尋找理論研究的問題，他自己也常常對(duì)這樣的問題如醉如癡地思考。有一張新華社記者抓拍的照片，華老和陳德泉、計(jì)雷在一張椅子上等候開會(huì)，華老就在一把扇子上給他們演示關(guān)于梯級(jí)水庫(kù)提水問題解決途徑。那是在山西推廣時(shí)遇到的一個(gè)問題，難度很大，但終于被解決了。這樣的例子有很多，例如：用數(shù)論方法解決了齒輪掛齒的精確逼近問題；在山西口泉站利用排隊(duì)論解決了突運(yùn)存煤的難題；在大連解決了n個(gè)開關(guān)控制一盞燈的設(shè)計(jì)難題；等等。華老去世后，“從生產(chǎn)管理實(shí)際中尋找理論研究的問題”也成為我們團(tuán)隊(duì)研究工作的特點(diǎn)之一。在完成國(guó)家大型項(xiàng)目“兩淮煤炭開發(fā)方案論證”（國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)）、“大慶油田開發(fā)與地面工程規(guī)劃方案優(yōu)選的研究”（國(guó)家二等獎(jiǎng)）、“攀鋼提釩工藝參數(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化”（國(guó)家一等獎(jiǎng)）、以及最近幾年完成的金融風(fēng)險(xiǎn)管理、航空公司管理、突發(fā)事件應(yīng)急管理等項(xiàng)目時(shí)，除了解決用戶提出的目標(biāo)外，還完成了一些水平較高的理論研究。

為了弘揚(yáng)華羅庚精神，我們中國(guó)優(yōu)選法統(tǒng)籌法于經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會(huì)（華老創(chuàng)辦并任首屆理事長(zhǎng)）與中國(guó)少年兒童出版總社、中央電視臺(tái)、中國(guó)教師報(bào)社等單位共同組織了“全國(guó)華羅庚金杯少年數(shù)學(xué)邀請(qǐng)賽”。每年的活動(dòng)都盡力宣傳介紹華老愛祖國(guó)、愛人民、愛科學(xué)的故事，激發(fā)少年兒童對(duì)數(shù)學(xué)的興趣。自2006年起，中國(guó)大陸、香港、澳門、臺(tái)灣和菲律賓、新加坡等國(guó)家聯(lián)合組織了華杯賽少年數(shù)學(xué)精英邀請(qǐng)賽，第四屆精英賽今年8月在臺(tái)灣成功舉辦。我們希望通過不斷的努力將華羅庚金杯賽活動(dòng)推向世界。

華老的一生頑強(qiáng)拼搏，開拓進(jìn)取，為祖國(guó)為人民立下了不朽的功績(jī)。我們紀(jì)念他，就是要以他為榜樣，繼續(xù)沿著他開創(chuàng)的道路不斷前進(jìn)！