近日有消息称,美国已经禁止哈工大、哈工程使用MATLAB,如果不出意外,其他在实体清单中的公司陆续也会被禁止使用MATLAB,不仅是MATLAB,还有更多的美国软件或者含有美国技术的软件会登上被禁用目录。
笔者身为金融数学硕士,就是用MATLAB来进行数学模拟(simulation),因此,还是对MATLAB比较熟悉。想不到一款这么通用、广泛应用于工科以及材料学的软件,居然拿来对付中国的大学,实在让人匪夷所思。
可能有读者不了解,MATLAB是什么?
MATLAB 是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。使用 MATLAB,您可以较使用传统的编程语言(如 C、C 和 Fortran)更快地解决技术计算问题。
简单来说,MATLAB就是把一些复杂的数学函数,变成一些可以看得见的二维图或者三维图(如下图)。
MATLAB的前世今生
1970年代末到80年代初,时bai任美国新墨西哥du大学教授的克zhi里夫·莫勒尔为了让学dao生更方便地使用LINPACK及EISPACK (需要通过FORTRAN编程来实现,但当时学生们并无相关知识),独立编写了第一个版本的MATLAB。这个版本的MATLAB只能进行简单的矩阵运算,例如矩阵转置、计算行列式和本征值,此版本软件分发出大约两三百份。
1984年,杰克·李特、克里夫·莫勒尔和斯蒂夫·班格尔特合作成立了MathWorks公司,正式把MATLAB推向市场。MATLAB最初是由莫勒尔用FORTRAN编写的,李特和班格尔特花了约一年半的时间用C重新编写了MATLAB并增加了一些新功能。
C语言版的面向MS-DOS系统的MATLAB 1.0在拉斯维加斯举行的IEEE决策与控制会议(IEEE Conference on Decision and Control)正式推出,它的第一份订单只售出了10份拷贝,而到了现在,根据MathWorks自己的数据,目前世界上100多个国家的超过一百万工程师和科学家在使用MATLAB和Simulink。
1992年,学生版MATLAB推出;1993年,Microsoft Windows版MATLAB面世;1995年,推出Linux版。从此,MATLAB走进广大校园。
MATLAB主要是用于什么,有多重要?
笔者的专业是金融数学,就需要MATLB把一些实变函数画出来(下图),这里用到随机变量的一些知识,一般的表格是做不到的,需要MATLAB来干。
这还是最简单的二维图,还有一些更复杂的三维公式,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB 函数集)扩展了 MATLAB 环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。
因此,MATLAB的应用范围非常广,只要是学理工的都离不开这款软件。
没有MATLAB,还有其它选择吗?
答案是有些可以,但不能全部替代。有些人会说可以用盗版,这个是没错,但是如果发表论文用盗版,估计就是很大的侵权问题。
上面提到,MATLAB是用C语言写出来的,所以如果你是电脑高手,对编程语言以及数学等知识非常了解,可以用C语言直接模拟你需要的数据和图像,不过说实话,C语言本来就非常“笨重”,要完全掌握实在不容易,所以的确没有MATLAB好用(可以简单理解为MATLAB其实就是简易版的C语言)。
还有其它替代工具,例如笔者的金融数学领域可以用R语言代替,而且是免费开源的软件。一些统计学或者图像处理的学科,其实也可以用python代替。不过这些都需要重新学习,而且有些领域肯定是要重新学习。
最大的问题是,不用MATLAB,可能导致我国在某些领域和国外的学术机构脱节,毕竟如果我们不用主流的MATLAB来绘图,可能会导致图像出来了,但是推导的过程不一样,主流周刊看不懂而退稿。以后有什么学术交流会,由于用的是不同的软件,大家也会有障碍。
其次,MATLAB是一项系统工程,跨学科工程,已经不是光靠敲代码就能做出来的了。它需要收集工科类算法实验数据,这是庞大的数据支撑起来的,和操作系统完全是两回事。MATLAB是工业的衍生物,或者说是工业体系的一部分,只不过其表现形式和载体是“软件”罢了,可以说已经超脱于普通软件之外了。这需要大量的时间积累,这个积累过程,美国已经至少持续了30多年。
还有哪些软件,容易被人卡脖子?
其实,大部分我们国家的商用软件,都来自美国,例如大名鼎鼎的Windows,CAD(绘图工具),Maple(世界上最为通用的数学和工程计算软件之一),EDA(半导体领域的设计软件,华为已经被禁)等等一系列的软件。
CAD画出来的景观图
如果不是相关专业的,对于这件事可能确实没什么感觉,就是一个软件啊有什么大不了的,少了它还做不了瓷器活了?我们不是有阿里巴巴、腾讯这样的巨头们,下面有几十万程序员,找他们集中写几个软件有什么难的?
微信、淘宝这样的软件属于互联网应用。而这次的MATLAB和华为被禁的芯片设计软件都属于工业软件,两者是完全不同的概念。可以说中国互联网行业是风光无两。但是注意了,这只是我们在互联网应用领域的成就,在工业软件部分,我们被老外还甩了一条街不止。
在工业互联网领域,我们并没有什么国际巨头,我可以讲一个例子,EDA领域,用来设计集成芯片,国外巨头公司,研发人员大约有7000人,其中5000多人做EDA工具,每年的研发投入超过11亿美元!而我们的EDA龙头华大九天研究人员只有300多人,总收入只有5亿人民币,还不足人家研发投入的零头!
未来该怎么办?
现在,美国很好得给我们上了一课,去年,我们还成谜于“先进”的互联网时代的假象,全民用上了微信、支付宝等支付系统,就觉得走在了美国的前头。但美国用一个又一个制裁告诉我们,我们的高端制造业还很落后,很多核心技术离不开美国制造,甚至连颇为骄傲的软件行业也受美国全面限制!
当然,在软件这个行业,相比于芯片,我们还是有很多储备人才,就拿阿里云来说,当年也是从零开始最后用了超过10年时间,成为世界前三的云业务供应商,而且底层代码都是自己研发自己写出来的,也就是说这一切都不会受美国牵制。
目前,我们国家也意识到了问题的严重性,正大力发展的信息技术已经工业互联网的底层软件。疫情期间,工信部新闻发言人谢少锋说“集中力量解决关键软件的卡脖子问题,着力推动工业技术的软件化”。财政部也发文对集成电路和软件产业给予政策支持,企业盈利后给予两年免税,三年减半的扶持。总有一天,我们不必受限于美国的垄断。
本人是金融数学硕士,有多年的金融从业经验,欢迎大家添加关注,并且私信金融问题!