美國禁用「工科神器」MATLAB軟體,我們應該怎麼辦?

近日，有哈工大師生在微博上反映，收到了被目前號稱統計界「數學運算最強軟體」MATLAB停止服務的郵件。消息一經推出後，瞬間就震驚了整個學術界。

原因是受美國實體清單的出口管制影響。

5月23日凌晨，美國商務部就宣布，將共計33家中國公司及機構等列入實體清單，其中就包括哈工大、哈工程兩所院校。

令人意外的是，實體清單從硬體擴展到了軟體層面，而且已經影響到了普通師生的教學與科研。那麼，被稱為「工科神器」的MATLAB究竟是何方神聖？離開了它，對中國高校的科研活動，甚至中國工業究竟影響幾何？

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「工科神器」MATLAB是什麼？

MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，是由美國MathWorks公司出品的商業數學及科學計算仿真軟體，目前世界上180多個國家中，有超過300萬的工程師和科學家正在使用它。

正如畫家用畫筆、文學家用文字來描述自然界那樣，科學是人類對於自然界的數學描述，而數學的描述具有可預見性：

火炮進行射擊的時候，在炮彈發射之前就可以計算出炮彈的落點。

這種紙面推演，只有數學才能做到。

經過空氣動力學修正的彈道曲線，可以描繪出炮彈在整個飛行過程中的軌跡。但是火炮的研製者只能給出彈道的數據，並不能讓他像一個畫家那樣繪製火炮開炮的現場以及火炮彈在飛行中的過程。

因為人不可能具備無限的知識和能力。

但如果我們把火炮的數據輸入到MATLAB裡面，它就會自動給我們生成一個可視化的過程。在這個可視化過程中，我們可以觀察炮彈在飛行中的運動軌跡，以及受到風力影響時炮彈的落點偏差。通過觀察炮彈在飛行中的過程，可以反過來對火炮的設計進行修正。

所以簡單的說，MATLAB的最基本功能就是把虛擬的數字變成可預期的、可視化的未來場景。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態系統的建模和仿真等諸多強大功能集於一身，提供更全面的解決方案，在數學類科技應用軟體中可謂首屈一指。

在理工科大學中，MATLAB也是必不可少的工具。我國各大高校，如清華、北大、西安交大等，都相繼引進了MATLAB校園版，哈工大也不例外。一些大學專業課程的第一課，就是在教學生們如何安裝並使用MATLAB，「工科神器」的稱號也因此得名。

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MATLAB被禁，比你想像得更嚴重

對於高校禁用MATLAB一事，非相關專業的人可能無法感受到切膚之痛。

「就是一個軟體啊有什麼大不了的，少了它還做不了瓷器活兒了？」

別說，還真就是這樣。

大家都知道圖紙是工程的靈魂，是所有基礎中的基礎，而工業軟體就是繪製這份圖紙的工具，沒有工具就畫不了圖紙。這種工具學名叫EDA，是電子設計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫。EDA技術的出現，極大地提高了電路設計的效率和可操作性，減輕了設計者的勞動強度。不幸的是，EDA屬於我國網信技術領域短板中的短板，而MATLAB以及華為被禁用的晶片設計軟體都屬於EDA。

從被美國列入實體清單的13所高校的性質來看，除了中國人民大學外，都是一些理工科高校，其中，哈工大、哈工程和北京航空航天大學、西北工業大學、北京理工大學、南京航空航天大學、南京理工大學一起被稱作直屬中國工業和信息化部的「國防七校」，美國一直指控這些大學向中國國防事業巨頭和華為、中興等高科技公司源源不斷地輸送人才。

這樣一來也就很好理解，美國為什麼要對他們禁用MATLAB了——直白點說，就是想要在高端製造領域最上遊「卡住中國的脖子」。

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Python有可能替代MATLAB嗎？

看到這裡，有人可能會有疑問：如果不用這個軟體，難道就沒有其他類似的軟體來替代嗎？

比如，知乎上就有用戶對「Python與MATLAB的對比」等相關問題進行了探討：

一些人認為，Python很難取代MATLAB的部分功能；另外一些人認為Python將會完全取代MATLAB，但可能需要很久。儘管觀點不一，但綜合來看，Python和MATLAB都是工具，以解決問題為導向，Python除了數值計算外，想要取代MATLAB就亟需開源社區設計出一個比較成熟的仿真軟體才有可能向MATLAB靠攏。畢竟MATLAB是一項系統工程、跨學科工程，或者說是工業體系的一部分，可以說已經超脫於普通軟體之外了，如果想尋找其他的「替代品」，需要大量的時間積累，而這個積累過程，美國已經至少持續了30多年。

但反過來看，有一個好消息是：如果現在讓中國的青少年都開始學習Python等這類程式語言，將有機會讓中國在不久的將來，不再受限於美國對於高端工業軟體的壟斷。

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學編程，研發屬於中國的「工科神器」

美國工業軟體的崛起，也並非一朝一夕。

1993年，因為與蘇聯對抗，美國很長時間裡都把提升軍事力量作為首要任務，可是伴隨著持續近半個世紀的冷戰正式宣告終結，經濟和科技已逐漸取代軍事力量，成為新的全球競爭焦點，而德國、日本等國家的崛起以及一眾新興工業國家的追趕，又給美國帶來了巨大壓力。

對此，美國發起了一項計劃，名為「國家信息基礎設施（National Information Infrastructure，簡稱NII）」，又名「信息高速公路計劃」。經過數十年的發展，這一計劃將美國和全世界從工業經濟帶入到信息經濟和知識經濟的新時代，為後續的網際網路大繁榮以及大數據、雲計算、AI等新技術的發展打下了堅實的基礎。

說到這裡，都是近年來我們耳熟能詳的詞彙了，這也正是為什麼說要讓孩子學習編程的原因：

從小處來說，學編程能夠培養孩子的「超數學能力」，即以編程為載體，將抽象的數學問題轉變為看得見、摸得著的具體圖像，與上文提到的MATLAB中的可視化過程類似，通過編程程序用計算機去解決數學問題。長期學習編程，能提高孩子創新創造的能力、工程實踐的能力、看透智能世界的能力，逐步成長為具備數學與編程思維的新型科技人才。

往大了說，學編程絕不僅僅是為了防止孩子們被人工智慧時代拋棄而習得的一門工具，而是以全新的方式去開創新技術的不二途徑。儘早學習編程的孩子，會用思辨的眼光與全球最前沿的領域智慧碰撞，而這些領域更是未來幾十年內，世界各國競爭最激烈的高地，同時也為我們今後重塑世界高端智能產業的格局帶來新的希望。

日前，工信部新聞發言人表示：「要集中力量解決關鍵軟體的卡脖子問題，著力推動工業技術的軟體化」，財政部也發文對集成電路和軟體產業給予政策支持。總有一天，我們將不必受限於美國的軟體壟斷，因為代表中國未來的編程少年們已經摩拳擦掌、奮起直追，他們必將成為今後世界舞臺最為洶湧澎湃的「後浪」，推動著我們的偉大祖國走向更美好的未來！