科學家的故事：數學提高解難效率
【明報專訊】「數學」是科學和社會發展的基石，日常生活中很多事情都離不開它，利用數學理論和算法優化有限資源的運用，更是現時數學界的熱門話題。以下由香港青年科學院創院院士、香港大學數學系主任袁曉明教授(圖)解說「數學優化」(Mathematical Optimisation)以及它在現今社會不同領域中應用的重要性。
什麼是「數學優化」？
「數學優化」是利用數學理論和演算法尋找解決問題的最佳方案，以實現最佳目標。它能夠協助我們充分利用有限資源，提高效率和效益，解決現實生活中的複雜問題。這門學問的應用範圍非常廣泛，不僅限於經濟學和管理學等傳統領域，在當今網絡科技時代，網絡加密、影像壓縮、人工智慧、雲計算等領域都需要使用「數學優化」。
數學優化最為經典的問題就是「裝箱問題」，即如何運用最少數目的箱子來裝載不同尺寸的多件貨物。這是碼頭和機場作業經常需要處理的問題，同時在現代雲計算中亦有大量應用。數學優化背後的理論和算法，可以幫助我們解決現實生活中的很多問題，提高效率並節省成本，突顯數學在生活和工業應用中的重要。
數學對社會發展
至關重要
隨着科學技術不斷發展，人們愈來愈認識到數學的重要和趣味。以網絡遊戲開發為例，過去的遊戲畫質較差，玩家體驗不佳；然而，通過數學優化的理論和快速計算，數學家能夠幫助遊戲開發者快速提供極高品質的遊戲畫面，從而提升玩家的投入感和體驗。此外，數學還廣泛應用於人工智慧技術，例如利用大數據進行機器學習和深度學習，我們實現了自動駕駛、語音識別、自動翻譯等功能。數學優化的知識也在供應鏈管理、交通流量優化、能源分配等領域發揮重要作用，令我們能更有效地應對生活的挑戰。
成功靠興趣和努力
數學並非少數數學天才的專利，個人興趣和努力都是在這領域取得成功的重要因素。當同學在數學領域中取得一些成就後，就會開始注意自己對數學的興趣和能力，從而激發自己去發掘更多和更深的數學知識。同時，學習過程也非常重要，同學應該在生活中多留意數學的應用範疇。如果家長發現子女有數學天賦，不妨多鼓勵和支持，讓他們參加數學相關的課外活動和比賽等，這將有助他們發揮天賦和激發更多潛力！
文、圖：香港青年科學院
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[常識學堂 第304期]
