“无论是古代的田忌赛马、丁渭修宫,还是当前的各种搜索引擎、滴滴打车,运筹学的充分运用,会让我们的工作更有效率!”
在6月26日至29日的中国科协“女科学家走基层一贵州行”科普报告会上,来自中科院数学与系统科学研究院的闫桂英研究员,为同学们带来了一场以“数学之运筹学,做事情到最好”为主题的科普报告,向大家介绍了运筹学之义、之美、之用。
咋一看这个主题,你可能觉得很理论、很深奥。而在闫老师的报告里,运筹学是生活化的、有趣的、有用的!
“运筹”二字来自哪里?在《史记一高祖本纪》中有这样一段描述:“夫运维策帷帐之中,决胜于千里之外,吾不如子房。镇国家,扶百姓……”。在中国文学里首次出现了运筹字眼。大家熟知的田忌赛马、丁渭修宫,更是中国古时候运用运筹学取得好结果的很好例子。在田忌赛马这个故事中,田忌和齐王各有上、中、下3种等级的马,同等级马的能力齐王的略胜一筹。在对战的6种选择中,田忌采用了孙膑的策略,用下等马对齐王的上等马,用中等马对齐王的下等马,用上等马对齐王的中等马,最后赢得了齐王的干金赌注。这告诉我们,在双方条件相当时,如果策略得当,是可以战胜对方的;即使双方条件相差很远,对策得当也能将损失降到最低。
另一个则是丁渭修宫。北宋时期,有次皇城失火,皇宫烧毁,宋真宗派大臣丁渭修宫。当时修复任务繁重,既要清理废墟又要挖土烧砖,还要从外地运输大量建筑材料,费时费力。经过深入研究之后,丁渭想出了一个很好的方案,即把整個修宫看成一个系统工程,在宫内挖沟渠引水,水进来之后可以运送材料,一举多得,充分体现了运筹的思想。
运筹学被认为诞生于二次世界大战,著名的兰彻斯特方程描述了如何通过兵力筹划,取得战争胜利,迄今为止在经济商业领域也得到广泛应用。“Blackett”马戏团是世界上第一个运筹学小组,他们成功地对雷达探测、信息传递、作战指挥、战斗机与防空火力进行系统研究和协调,大大提高了英国本土的防空能力,在后来对抗德国纳粹的空袭战斗中发挥了极大作用。20世纪初,排队论、博弈论、存储论等的诞生,极大地丰富了运筹学的研究内容和应用领域,但关键的目标均是达到最佳的效果。
当然,我们生活中每天都在或多或少地运用运筹学,网购就是个很好的例子。网上买的东西从哪里来?是仓库。这就涉及到订单和进货问题,两者如何匹配是很有讲究的:库存多占地方多、增加成本,库存少又可能发货慢,甚至缺货。这就要求商家有一个最佳的订货周期和库存量,使得库存量降到最低,又满足客户要求,同时又能减少物流的环节,这就是典型的库存问题,需要运用统筹思维来优化。
搜索引擎大家都不陌生,而它是如何进行搜索的?实际上,就像我们去超市买东西一样,超市需要进货;搜索引擎有那么多信息,同样需要“进货”。通常,这些搜索引擎都有个叫“爬虫”的“进货员”,每时每刻在网上“这家串串、那家串串”,一看到什么新的信息就往自家“仓库”里面装。这样一来,我们要什么货,网上就能找到什么货。而进货员如何选择最优进货路径,使得进货最有效率?“进货员”可以从贵州沿着一条路一直搜索到美国,或者更远的地方,把新的东西装进仓库里,进行深度搜索;也可以先搜索完贵州周边的所有地方,在进一步扩大范围,一层一层的搜索,实现广度搜索。这都可以利用运筹学思想来选择一条最佳的“进货路径”。实际上,今天熟知的滴滴打车,也需要运用运筹学的思想,让客人在最近的地方找到车,让司机能够找到最优的路抵达目的地,从而降低成本,提高效率。
无论是古代的田忌赛马、丁渭修宫,还是当前的各种搜索引擎、滴滴打车,运筹学的充分运用,会让我们的工作更有效率,让我们的生活更加精彩!(编辑/任伟)