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运筹学的简史

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:运筹学作为朴素的优化思想在中国发展历史中源远流长。运筹学真正作为科学名词出现在第二次世界大战期间。在我国,运筹学的研究与应用起步较晚。在钱学森、许国志教授的推动下,中国第一个运筹学小组于1956年在中国科学院力学研究所成立。同时中国运筹学工作者坚持将运筹学理论研究与国民经济建设等重大项目和问题紧密结合,在国家若干重大工程计划实施方面发挥了积极的作用,产生了良好的经济效益和社会效益。

运筹学作为朴素的优化思想在中国发展历史中源远流长。春秋时期的《孙子兵法》处处体现了军事运筹的思想;同一时期,我国创造的轮作制、间作制与绿肥制等先进的耕作技术暗含了二阶段决策问题的雏形;战国时期的田忌赛马则是对策论的典型范例。这些事例无不闪耀着运筹帷幄、整体优化的思想,但却很少有人运用数学的方法将这些运筹思想和方法进行提升。

现代运筹学的思想萌芽于第一次世界大战时期,人们开始利用数学的方法探讨各种运筹问题。1914年,兰彻斯特开展了关于战争中兵力部署的理论,这就是军事运筹学中的战斗方程。1915年,哈里斯对商业库存问题的研究是库存模型最早的工作。1921年,博雷尔引进了博弈论中最优策略的概念,对某些博弈问题证明了最优策略的存在。1928年,冯·诺依曼提出了二人零和博弈的一般理论。1939年,康托洛维奇在解决工业生产组织和计划问题时,开创性地提出了线性规划模型,并给出了“解乘数法”的求解方法,于1975年获得了诺贝尔经济学奖。以上这些先驱性的研究工作对运筹学发展有着深远的影响。

运筹学真正作为科学名词出现在第二次世界大战期间。20世纪20年代末期,英国为了对付德国飞机的空袭研制了雷达系统,这些武器在技术上虽然是可行的,但如何有效的使用它们,却成为了当务之急。因此,英国组织了一批科学家,对新武器进行新战术试验和战术效率的研究,并取得了满意的效果。因为与技术研究不同,他们把自己从事的工作叫做“运用研究”(operation research)(我国在1956年曾用过运用学的名词,1957年正式定为运筹学)。因此,英军每一个大的指挥部基本都成立了运筹研究小组,其成员包括数学家、物理学家、天文学家和军事专家多人,探讨如何抵御敌人的飞机和潜艇的袭击。随后,美国和加拿大的军事部门也成立了一些专门小组,对战术革新、技术援助、战略决策、战术计划以及战果评价等问题开展了广泛的研究。这些运筹小组的研究为运筹学的发展积累了丰富的材料。第二次世界大战后,英国和美国在军队中成立了专门的运筹研究组织,美国还成立了著名的兰德(RAND)公司,开始着重研究战略性问题、未来武器系统的设计和其可能合理运用的方法。例如为美国空军评价各种轰炸机系统,讨论了未来的武器系统和未来战争的战略。他们还研究了前苏联的军事能力及未来的预测,分析前苏联政府计划的行动原则和未来的行动预测。同时一些运筹专家将研究的重点转向了国民经济发展中的民用问题,使运筹学相继在工业、能源、经济和社会问题等各个领域都有应用。在新的、更宽阔的环境中,运筹学的理论和应用研究得到了蓬勃的发展,并形成了运筹学的众多分支。研究优化模型的规划论,研究排队(或服务)模型的排队论以及研究博弈模型的博弈论(亦称对策论)是运筹学最早的三个重要分支,也称其为运筹学早期的三大支柱。随着学科的发展以及计算机科学的出现,运筹学现在的分支更细,名目更多。数学规划(线性规划、非线性规则、整数规划、目标规划、动态规划、随机规划等)、图论与网络、排队论(随机服务系统理论)、存储论、对策论、决策论、维修更新理论、搜索论、可靠性和质量管理等基础学科分支,以及工程技术运筹学、管理运筹学、工业运筹学、农业运筹学等交叉与应用学科分支也先后形成,运筹学发展成为一个庞大的、包含多个分支的学科。

在我国,运筹学的研究与应用起步较晚。20世纪50年代后期,钱学森、许国志等教授才将运筹学由西方引入我国,并结合我国的特点在国内推广应用。在钱学森、许国志教授的推动下,中国第一个运筹学小组于1956年在中国科学院力学研究所成立。20世纪60、70年代,华罗庚先生的“优选法”和“统筹法”深入人心,他在这一时期的推广工作中播下了运筹学哲学思想的种子,大大推动了运筹学在中国的普及发展。许国志和越民义先生在排队论的瞬时概率性态问题、非线性规划梯度算法收敛问题、组合优化中的排序问题等方面的研究取得了一批重要成果,得到了国外同行的关注和好评,为中国运筹学的发展打下了坚实的基础,同时培养了一批学科带头人和骨干。20世纪80年代,随着国内外学术交流的不断增加,中国运筹学有了快速的发展,取得了一批有国际影响的理论和成果。同时中国运筹学工作者坚持将运筹学理论研究与国民经济建设等重大项目和问题紧密结合,在国家若干重大工程计划实施方面发挥了积极的作用,产生了良好的经济效益和社会效益。

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