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模糊数学在化工类专业中的运用
——评《化工数学》

2020-06-01张琳

分析测试学报 2020年5期
关键词:化工数学知识领域

数学是一门学习和研究自然科学的基础学科,在人类社会发展历史长河中有着不可替代的作用。随着科学技术的进步,计算机技术的普及,数学在各个领域的研究与发展过程中扮演越来越重要的角色。同时,数学在化学科研领域的地位也日渐突出。现代数学还将不断向其他领域扩张并深入渗透,继续发挥着它在科研领域的特殊作用。模糊数学也称模糊性数学,是研究和处理现实世界中许多界限不明、模糊现象的数学工具和方法。其在模式识别、人工智能等方面具有广泛的应用前景。近年来,随着信息技术的提高,数学知识在化工化学类专业的应用不断深入与渗透,成为化学科研领域最为重要的研究手段之一。

数学技术的发展和深入应用,使得我国化工数学领域的发展取得了重要的研究成果。由周爱月、李士雨主编,化学工业出版社于2011年9月出版的《化工数学》一书就是化学领域研究的重要成果之一。该书向读者介绍了化工数学是一门建立在高等数学、算法语言、物理化学、化工原理等学科的基础上,强调与化工相结合的综合型应用数学。本书内容介绍了化学、化工常用的数学方法以及化工领域引入近代数学应用的最新情况。该书内容详细,在编写目的上重视指导性与理论性相结合,启示性与实践性相统一。以通俗易懂的语言向读者介绍化工数学,便于读者对内容的理解和数学方法的掌握。本书可作为高等院校化学工程类专业的教学教材,同时也适用于化学、冶金、轻工、食品、制药以及石油炼制等专业的教材选用,亦可供有关研究、设计、生产单位科研、工程技术人员参考。研读该书,发现有以下特点:

第一、思路清晰,结构完整。该书是编者根据全国高校工程专业教学指导委员会所规定的要求编写的教材之一。在编写过程中思路清晰明了,编写结构严谨完整。整体概述了数学知识在化工化学领域的发展与应用,前九章重点介绍了数学模型方法、实验数据处理、三种常用方程(代数方程——线性方程组及非线性方程与方程组、常微分方程、偏微分方程)的求解方法、场论、拉普拉斯变换以及概率论与数理统计。后面则主要阐述了数据校正技术、图论、人工智能与专家系统、人工神经网络及应用、模糊数学及应用。每章后均配有化工应用实例及习题,便于读者对所学知识的巩固和校正。编写思路清晰,结构完整,有助于读者对该书内容的理解以及梳理。

第二、材料丰富,论述详实。本书在编写过程中吸收学术界研究成果的基础上,根据自身研究成果和经验进行整合编写而成,并提出新的论点和相关建议。编者对数学模型概论、实验数据处理方法、以及方程求解方法,包括数据校正技术、人工智能和专家系统以及模糊数学及其应用的详细介绍与阐述。阐明了数学应用在化工领域的研究工作中有着不可替代的作用。该书论述观点新颖,阐述材料比较充实,层次叙述分明,有较强的逻辑性。对读者了解和掌握化工数学的应用及其重要意义有一定的帮助作用。

第三、目标明确,重点突出。现代的化工过程是一种复杂又庞大的工业系统,在实现一个完整的化学工业过程中需经过复杂的设计、实践、检验等重要过程,这些都不可避免地会应用到数学的知识与技术。如何运用数学知识巧妙地解决化工化学类专业问题,实现数学在化学领域的应用价值和化工过程的数学模型化,推动数学知识与化工技术的完美结合,促进化工化学领域的发展,是现代化工领域研究者必须直视的问题。该书以化工过程中常应用到的数学知识与数学解题方法为主,化工知识为辅,将化工数学的知识及应用深入浅出地表述出来。编写目标明确,重点突出数学在化学工业中的重要作用。

《化工数学》一书内容的编写,能够有效帮助有相关知识需求的读者,学习、了解化工数学以及在化工过程中常用到的数学知识和方法。模糊数学在解决化学问题中具有重要作用。模糊数学相当于通过低的精密度得到高的准确度的数学模型。该数学方法在化学领域动态水、污染源的检测方面有着极为重要的作用。在进行动态水或污染源的检测过程中,运用模糊的数学原理去分析和研究,可以达到简单、快速、准确且降低成本的效果。数学是人类社会抽象思维的产物,但在历史长河中却是必不可少的文化成分,也是人类社会生产活动中不可替代的工具。数学不仅是我们的抽象思维表达,更是现代科学技术研究中最为重要的分析和应用工具之一,它对社会、经济、教育、环境、生产以及文化艺术等方面的发展都有着巨大的影响。

随着科学技术的发展,数学技术研究的深入,数学不仅仅应用于自然科学以及工程技术等领域的研究,而是以前所未有的深度和广度向各个领域扩张并渗透。近几十年来,数学建模技术在解决各领域的实际复杂问题中发挥着不可替代的作用。因此,数学知识、技术的跨领域研究与应用受到越来越多的关注与应用。化工工程是一个复杂的工业系统,将数学知识渗透到化工工业研究中,使复杂的问题抽象化、简单化,是寻求解决办法和创造科学、有效、合理的作业效果的重要途径。因此,有效运用数学知识去解决科研和生活中的各种问题,将会大大推动人类社会的生活、生产以及科技的发展与进步。

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