“與其讓畢業生天天愁畢業論文的重複率,不如踏踏實實地搞點創新。”

文 | 木兔 編輯 | 小豆

6月6日起,陸續有哈爾濱工業大學(以下簡稱哈工大)的學生在知乎等社交網絡上反映,MATLAB軟件突然不能用了,明明學校已經購買了全套正版軟件,可顯示屏上卻顯示“授權許可無效”。詢問後得知,事因哈工大被美國列入“實體名單”,MATLAB的開發公司中止了相關授權。

十天過去,MATLAB被禁用在高校校園內引起了理工科學生們的廣泛關注,這一話題的討論在知乎上也愈加熱烈。

一則名爲“如何看待哈工大、哈工程受美商務部“實體名單”影響,被禁止使用MATLAB商業軟件”的討論帖已收穫了390萬瀏覽,3838個關注,得到799個回答。很多專業人士也加入了探討。

實際上,不僅是哈工大,5月22日,美國商務部將哈工大、哈爾濱工程大學、北京航天航空大學、中國人民大學、國防科技大學、同濟大學等13所大學列入“實體名單”。這些高校的研究領域涵蓋航空航天技術、材料、儀器、計算機、人工智能等多個領域,相關專業幾乎都要接觸或使用MATLAB軟件,其重要性對於工科學生來說,僅次於Office軟件。

什麼是MATLAB

如今,全世界有數百萬工程師與數學家在使用MATLAB軟件。那麼,MATLAB到底是一款什麼樣的軟件?

“你可以把它想象成一個可以模擬實驗的高級計算機”,畢業於哈爾濱工業大學焊接專業的李銘解釋道,MATLAB的基本功能是建立模型與計算。“我的專業裏主要用它模擬物質擴散和熱量傳導的實驗。如果要模擬一些複雜的實驗,只要在這款軟件裏輸入方程式以及相關參數,軟件就能根據輸入的條件自動計算出結果。”

“打個比方,我現在要做個實驗,需要知道a材料,在什麼樣的溫度下,加入多少濃度的b物質,才能使其擴散到a材料的內芯,以及擴散進去後內芯溫度是多少。這個軟件會給你提供曲線或者3D模型,你只要把相關的方程設置好,再輸入變量和參數就可以了。”李銘說。

除了自動計算,MATLAB軟件還能提供不同時間段,物體各個部分的溫度分佈圖。

MATLAB在計算過程中提供圖示,以便更直觀地瞭解物體在不同時間的參數變化。

這種稱爲“計算仿真”的功能,也很受哈工大儀器科學與技術專業博士程一然的喜愛。

他說,目前一些不能達到的實驗條件,只能通過仿真去進行。“比如探索一種光斑的結構,我們需要大量的光學鏡片,還要精密的安裝以形成一個超級精密的光學系統,這樣纔有可能實現想要的光斑形式,可這樣的實驗條件需要大量的經費去支持。如果用MATLAB的話,只需要我們編寫合理的代碼,就可以非常容易地獲得結果,並且進行修正。”

MATLAB的出現,一定程度上克服了因現實條件不足而難以完成實驗的困境,通過軟件建立數學模型,並用MATLAB編寫相關代碼進行仿真實驗,就能形成一個理想條件下的實驗結果。“這對於探索一些突破技術前沿的科學問題具有很高價值。”程一然說。

理工科學子“坐不住”了

“MATLAB一旦被停用,數據處理方面會出現很大的問題”,程一然說,“比如我們通過大量的實驗獲得了數據,在展示結果的時候,如果其中涉及到用MATLAB進行實驗所形成的圖表就不能使用了。很多人覺得Excel也可以,但實際用起來會特別麻煩。”

程一然坦言,除去通訊軟件,Office系列,在專業軟件中MATLAB能夠排進前三。如果MATLAB被禁用下去,很可能意味着,凡是被列入“實體名單”的高校發表的論文,將不能出現利用MATLAB得到的數據、圖表等元素。

MATLAB開發公司MathWorks的網站截圖

大連理工大學水利工程的趙月聲,在聽說哈工大的MATLAB軟件被禁用後,甚至擔心自己無法畢業。

“我們專業經常用MATLAB做數值模擬,MATLAB包含的工具很多,比C++語言好用,我現在寫論文只用MATLAB,因爲需要大量的圖表。”當被問及MATLAB如果停用對他會有多大影響,他鬱悶地說:“千萬別停用,MATLAB計算很快,我們基本只用這一個軟件,無論是做實驗還是寫論文。停用我就畢不了業了……”

華南理工大學通信技術專業的陳詩巖也一再強調MATLAB的重要性:“它真的很重要,這麼說吧,大部分工科生在不同的專業有不同的軟件,可數學領域幾乎就這一個軟件,說它全能或許有點誇張,但絕大部分數學領域都要用到它。”

陳詩巖認爲,一些工科生還沒有感覺到MATLAB停用的影響,是因爲不同的專業擁有衆多軟件,但對於商科生,特別是金融、數學專業,MATLAB的重要性就十分顯著了。“說實話,我想象不到除了用盜版,還有什麼其他替代辦法。”

有無可替代MATLAB的軟件?

知乎上,有越來越多的網友表達了自己對MATLAB軟件被禁用後的擔憂。

名爲“陳偉傑”的網友認爲,被禁止使用MATLAB的大學都要開始史無前例地大規模“轉碼”了。由於之前使用MATLAB軟件,要將其工程文件的代碼轉爲Python,這將耗費巨大的人力物力和時間。“特別是自己項目裏做了內部的工具箱,估計未來一年團隊都要做轉碼。”

除了轉碼,他還表達了對中國科研界未來的擔憂,“由於將更多的時間與精力放在轉碼上,未來這些大學可能很難有科研成果的產出,即便有也不能公開。”

網友“徐子陵”也表示,MATLAB被禁,意味着科研行業將失去一份重要的權限。“後果很嚴重!”因爲與此相關完成的所有科研項目,都不得出現借用此軟件取得的研究成果。她還回憶起當年讀博時,曾藉助MATLAB獲得優秀博士論文。在論壇上,她提醒網友們注意軟件之爭昭示了部分技術實力的封鎖。

MATLAB軟件被禁用,那麼有無可替代的軟件?

對此,哈工大儀器儀表專業的龍林說:“MATLAB是一個大而全的軟件,真的被停用的話,影響程度要看你使用哪些功能。對於一些基礎的算法、畫圖等,python、octave等軟件可以替代。但一些仿真的功能,如基於MATLAB建立起來的工具simulink,一些特殊行業特別是研發設計類專業經常會用到,就很難找到替代軟件了。“

對於還要依賴MATLAB做仿真實驗的程一然而言,現階段仍沒有哪一款軟件能夠完全替代MATLAB。當談及導師對此事件的看法時,程一然說,導師要求“集中精力搞科研”。

“老師們不考慮這個問題,MATLAB至多影響論文發表,對實驗影響不大。老師們也只是將目光放在了實驗上,畢竟現在這個形勢,不再是論文至上,而是成果至上。”

論文至上,間接導致國外軟件依賴?

“MATLAB的底層技術實力非常先進,特別是數學運算奇快無比。”北京某科技有限公司非線性有限元研發工程師郎雨捷表示,“但論功能,大部分軟件還可以替代。實際上,美國Ansys、美國MSC、法國達索、德國西門子這幾個巨頭幾乎壟斷了國內的研發市場。特別是達索的CATIA,所有飛機的研發都要靠他,如果這些軟件被禁用,那纔是工業界的災難,完全沒有辦法。”

有同樣擔憂的還有曾任武漢大學凝聚態物理教師的李必雲,但他說:“相對於很多人說改用盜版MATLAB,我更關心有沒有什麼途徑通過開源或者商業甚至政策等方式,解決軟件的依賴問題。”

李必雲說,很多看似強大的商業開源軟件,最初都是因爲要解決科學研究中的問題,由科學家發明,然後共享給很多人逐漸完善。例如,人工智能領域的Numpy和Scipy軟件也是當時的科學家希望能用Python做出一個和MATLAB一樣好用又免費的工具而發明的。

“MATLAB最初只是大學教授寫的一個讓學生學習線性代數的軟件,後來MathWorks公司僱傭專門人員完善這個軟件,成爲了廣泛使用的工具。專業軟件的技術並沒有想象的複雜,很多都是開放論文中的技術,只要重複就行了。先做一個功能相對完善的行業庫或者工具包,再經畢業生不斷完善補充形成技術積累,過不了幾年,‘卡脖子’的現象就不會出現了”。

與其讓畢業生天天愁畢業論文的重複率,不如踏踏實實地搞點創新。”李必雲說。

他表示,如今國內的評價體系存在論文至上的偏見,導致國內的很多科學研究都是直接購買商業軟件,即便有些部門自己開發軟件,也不是爲了共享促進發展,只是供課題組使用的工具包而已,但由於最終產品是論文,就沒有精力把它打磨成人人都可以使用的工具,這些都是阻礙專業軟件發展的障礙。

“我很喜歡Linus(Linux之父,芬蘭著名工程師)的一句話:我自己不是一個夢想家,只是一個工程師,很高興有這麼多的人在仰望天空,但我只是看着地面,想在我自己摔倒之前填上面前的坑窪。”李必雲說。

(應受訪者要求,文中人物均爲化名)

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來源|南都週刊

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