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美国又一刀砍下来!找到MATLAB替代品很难吗?

2020-6-29 13:48| 发布者: Insigne| 查看: 532| 评论: 0|原作者: 林雪萍|来自: 瞭望智库

摘要: MATLAB断供,学术界被抽了一通鞭子。它落在了少数人的身上,却痛在所有人的眼里。

文 | 林雪萍 瞭望智库特约观察员

编辑 | 戴丽丽 瞭望智库

本文为瞭望智库原创文章,如需转载请在文前注明来源瞭望智库(zhczyj)及作者信息,否则将严格追究法律责任。

欢迎关注本文作者的公众号“知识自动化”(ID:zhishipai)。

哈尔滨工业大学。

2020年5月23日,美国对华科技制裁再度升级,宣布将33家中国企业列入“实体清单”,其中赫然包含了哈尔滨工业大学(以下简称“哈工大”)和哈尔滨工程大学。

随后哈工大学生发现MATLAB软件已经不能使用。6月11日,学生们收到了正版软件取消激活的通知,在与供应商Mathworks交涉之后才发现,由于受到实体清单的限制,相关授权已被中止。

换言之,理工科高校里广泛使用的MATLAB软件被美国“断供”了。这让人感到非常惊讶。MATLAB软件属于商业用软件,主要用于计算、可视化、数据分析等方面;它最主要的用户就是大学,而大学一向被视为学术自由的殿堂。

MATLAB的断供,打碎了这个盛行已久的共识。

哈工大被断供MATLAB,到底意味着什么?

1

好算的软件碰上爱偷懒的学生

MATLAB最早的开发者,毕业于斯坦福大学。由于被高等数学中的数值计算搅昏了头,被折磨的学生成为老师后,立志让数值计算变得很简单,于是开发了MATLAB软件。它使得学生可以更方便地调用当时很流行的一种数值线性代数软件包。

这是MATLAB的一半基因。另一半基因则来自联合创始人,一个控制工程师。

作为MATLAB的用户,他敏锐地捕捉到了这个软件在控制系统设计中的潜力。

二人联手,创建公司并重写代码,推进了MATLAB的商业化。论软件的基本功,这两个创始人其实很一般,离当时好多学校差距很大。可以这么说,MATLAB最早的内核,相对于当时许多系统分析软件,就是一个很平庸的产品,摇摇晃晃上路了。然而创始人在当时做了一个天才的决定(或者是无奈的决定),就是提供给大学生使用。不过,美国的大学很难接受这种免费物品(要捐赠,就得是大笔资金进来)。于是这个软件,一开始就被大学以很低的费用拿来使用。好算的软件碰上了爱偷懒的学生,烈火加干柴,当时大学几乎就是替MATLAB免费做宣传。MATLAB迅速崛起。

这个故事,不免让人想起当时Facebook崛起的时候,也是从哈佛大学的用户圈开始的。当然了,如果我们记性够好的话,会记起共享单车ofo和摩拜也是从清华北大发迹的。

2

“病毒”从大学开始传播

软件是容易上瘾的,对软件的依赖性一旦形成之后,就很难更换其他品牌。这种依赖性是怎么形成的?软件企业在很早之前就发现了其奥秘的发源地,那就是大学。

许多软件企业,会通过捐赠和赞助的方式,让大学科研院所在教学和科研中使用其软件,包括传授软件的使用操作。这种方式,本来也无可厚非。但如果大学的体制比较孱弱,教学课件也完全依赖这些软件商提供的课程的时候,那么软件的人才培养,就走上了一条死路。

一堂物理课,要做出一个简谐振动的演示。如果用MATLAB,一个正弦波,马上可以做出结果,可视化效果非常好。然而,这种结果,真的启发了学生的心智吗?在十几年前,要想得到这样一个演示,要么真实做实验,要么用C语言写(从底层写)。绝不是简单地动动手,输入一个参数,然后伸着脖子直接看结果。

有些志存高远的导师,对于新来的研究生,直接要求把MATLAB删除掉。听上去很匪夷所思,其实这正是培养的奥妙。一个傅里叶变换,修改几个参数,结果马上就出来了,学生根本不用太多地思考。但问题的关键是,这些参数应该怎么设置、如何做。大学教育,需要的不是这种看结果的工具,而是要培训学生的过程思维。这就需要深入到底层通识。

大学科研院所无论是在理论、算法,还是在程序设计、接口等方面的能力几乎完全丧失。这一点,去看看任何一所大学的教材就知道了。例如仿真领域最为经典的有限元理论,基本就是国外CAE仿真软件的培训说明。授课老师先讲有限元理论,此后就只讲CAE软件的操作方法。老师,变成了地地道道的国外CAE培训师。学业结束,学生就心满意足地带着这种技能,进入了社会。

这种人才教育方式,就像一种病毒,悄无声息地从大学开始蔓延。大学将病毒传给学生,留在学校里的教授继续传递;走向工作岗位的学生,在工作中只认这一种品牌,其他品牌往往就会处于被封杀的状态。这样一个循环下来,国产软件变成了最大的受害者。因为学校没有老师去教,学生学会了也找不到工作。出版社则成了最大的帮手。他们出版的教材,基本都是以国外品牌软件的功能作为出发点,只有这种书好卖。

大学一旦急功近利,学生们的工业软件教育,就变成了对某种品牌心智上的膜拜。走出象牙塔,这种蒲公英种子会传播很远。大学成了发源地,工业界则是相邻的受害者。

3

MATLAB被禁有多大影响?

对大学和科研人员而言, MATLAB被禁用是一个晴天霹雳。就像是拖拉机突然坏掉了,农民需要扛着镢头上地头了。后工业化时代的人,一下子被打回农耕时代。作为高校中的最爱,MATLAB软件已经成为理工科专业生必不可少的工具。许多论文都是在此基础之上。更重要的是,它本身已经成为“合格认定”的一部分。许多提交论文,必须附加MATLAB的程序验证。如果不允许使用MATLAB,会使得许多研究人员直接断炊。这就是标准的力量。

MATLAB最早是纯计算,但纯计算,解决不了物理世界的问题,必须进行动态仿真。于是公司就开发了与之配套的是Simulink软件,一种用于模拟非线性动态系统的产品,包括控制设计、信号处理和通信、图像处理、测试和测量、计算生物学以及金融建模和分析。因此它的应用领域,还是非常广泛的。在运动控制领域,可以做动态系统仿真。它与时间相关,主要是模拟整个运动过程,包括流体、飞控、火箭等。

相对于学术界而言,中国工业界使用MATLAB其实并不多。说来有点黑色幽默。一般而言,只有进行正向设计、独立自主开发的产品,才会进行这种复杂的计算和运动控制仿真;如果是仿制产品,则往往是不需要的。MATLAB号称有300万用户,但主战场是欧美,中国的用户比例应该是以个位数计算的。真正自主研发的人才需要它。国内自主研发工程应用得少,用得自然也少。

MATLAB最大的好处就是让研发人员,可以避开C语言(最早是Fortran语言),直接上手编程。在工业领域,对汽车行业的影响是最大的。汽车行业,一般都是使用德国Despace公司定制的面向汽车的方案。由于Simulink仿真模型跟用户真实环境之间,还是有一个间隔,Despace公司通过定制代码,可以无缝连接软硬件,快速搭建原型,一体化实现模型在环、硬件在环和系统仿真这三个完整的工作。但是DS的软件、仿真器都很贵,数千万元,也只有汽车企业才能享用。由于德国大众汽车等都已经先行使用,形成很好的示范效应,国内一汽、奇瑞、宇通汽车等都在使用。在其他如航空航天、电力电子、风机等领域,也都有着巨大的影响。

一汽-大众华北基地的生产车间。


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