《知識在地力》AI時代更需要數學素養 應數系系主任林英杰:應數人才跨領域重要橋樑

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2026-09-17 生成式AI快速發展,不少人開始思考:「AI愈來愈厲害,還需要學數學嗎?」國立高雄大學應用數學系主任林英杰認為,AI並沒有降低數學的重要性,反而更凸顯數學素養的價值。從天氣預報、交通號誌秒數、飛機噴射引擎設計,到人工智慧與半導體產業,背後都離不開數學模型與推理能力;而應用數學人才最大的價值,不只是解決數學問題,更是串連理論研究、工程實務與人工智慧等不同領域的重要橋樑。

日前林英杰接受國立教育廣播電台高雄分台《Tea Time時光》主持人朱茹玉(Ruby)專訪,於高雄大學與教育廣播電台合作企製的《知識在地力》單元中,分享應用數學如何走出課堂、連結科學研究與產業發展,也談及AI時代下數學教育的價值,以及應用數學人才在跨域合作中所扮演的重要角色。

■ 純數與應數界線日益模糊 數學因應用而持續發展

許多人認為純數學偏重理論、應用數學偏重實務,但林英杰認為,兩者其實沒有絕對界線,而是彼此支撐、相互發展。許多純數研究,最終可能因科技進步而找到新的應用方向;應用數學則必須建立在扎實的數學理論之上,因此兩者缺一不可。

他以今年(2026)菲爾茲獎得主為例指出,一名長期從事數論研究、屬於純數學領域的加拿大數學家Jacob Tsimerman,在國際數學家大會宣布將加入OpenAI投入AI安全研究,正反映純數與應用數學的界線正隨科技發展日益交會。對他而言,數學從來不是封閉的學問,而是不斷因應現實需求,持續拓展新的可能。

數學的價值,也早已存在於日常生活之中。例如氣象預報無法像一般實驗反覆操作,因此必須建立數值模型,透過大量計算模擬未來天氣變化;同樣地,許多工程設計與科學研究,也都必須依賴數學模型分析、驗證,再逐步發展出實際應用。

■ 一次「卡住」反而愛上數學 研究需要耐心更需要交流

談起與數學結緣的起點,林英杰笑說,可以追溯到小學六年級。當時閱讀物理、化學等科普書籍時,總會在數學部分停下來思考,也因為一次次「卡住」,反而激起更大的好奇心,想把問題弄懂,逐漸確立投入數學領域的方向。

長年投入研究,他最大的體會並不是數學有多困難,而是研究需要時間累積,更需要與不同領域的人交流。他笑說,外界常以為數學家整天埋首推導公式,其實「很多數學是聊出來的」。研究過程中,每位學者都有不同專長,透過彼此討論、交換觀點,往往能找到新的切入角度,也可能因此突破原本停滯已久的問題。

他也分享,今(2026)年兩位菲爾茲獎中國數學家鄧宇(Yu Deng)、王虹(Hong Wang)曾提到,博士班研究遭遇瓶頸時,指導教授建議他們暫時放下手邊工作,到不同地方走走、轉換心情,再回頭思考原來的問題。林英杰認為,每位研究者都會遇到低潮與瓶頸,適時沉澱、重新整理思緒,有時反而更容易找到新的答案。

■ 從紅綠燈到飛機噴射引擎 數學模型就在日常生活

談到應用數學,林英杰認為,許多人誤以為數學只是課堂上的公式與計算,其實生活中許多看似毫不相關的現象,都有數學模型在背後運作。

例如每天經過路口時,紅綠燈秒數並非憑經驗設定,而是透過分析不同時段的車流量、車流方向及道路容量,再利用數學模型模擬各種情境,希望降低車流回堵、提升整體通行效率。交通研究中,甚至會借用流體力學中的「擊波(Shock Wave)」概念,分析塞車形成與消散的過程,讓交通管理更具科學依據。

同樣的概念,也廣泛應用在流體力學研究。林英杰表示,飛機噴射引擎、機翼或噴嘴設計,都需要分析空氣流動、壓力變化等複雜現象。過去往往必須反覆進行昂貴的風洞實驗,如今可先建立數學模型,再透過數值模擬預測結果,不僅大幅降低研發成本,也能縮短產品設計時間。從交通管理到航太工程,看似不同的領域,其實都建立在相同的數學思維之上。

■ 應數人才最大的價值 在不同專業之間搭起橋梁

談及應用數學系的定位,林英杰認為,數學家擅長建立理論,工程師熟悉實務應用,但兩者之間往往需要有人能理解彼此的語言,而這正是應用數學人才的重要價值。

他表示,學生在大學除了建立扎實的數學基礎,也應依興趣結合資訊、人工智慧、工程、財務金融等不同領域知識。當同時具備數學能力與跨域素養後,便能在理論研究與實務應用之間扮演溝通、整合與轉譯的角色,協助不同專業共同解決問題。

林英杰認為,未來社會需要的不只是單一專長的人才,而是具備跨域能力的人。應用數學正是培養這類人才的重要基礎,因為數學不只是工具,更是一種理解問題、建立模型與分析問題的方法,也因此能成為不同學科之間的重要橋梁。

■ AI不會取代思考 真正重要的是數學素養

面對生成式AI快速發展,林英杰認為,AI看似無所不能,但真正決定答案品質的,仍然是使用者如何提問。

他指出,同樣一個問題,只要下達的指令不同,AI給出的答案就可能截然不同。尤其面對數學或專業領域問題,如果使用者本身沒有足夠的基礎知識,就很難提出精確的問題,自然也無法得到真正需要的答案。

因此,他認為,思考如何提問、如何讓問題更精確,本身就是推理的過程,也正是數學訓練的重要能力。AI並不會取代數學,反而更凸顯基礎知識的重要性。

他也提醒,教育工作者應思考如何引導學生善用AI,而不是禁止AI。真正的目標,是讓AI成為學習助力,而非取代思考的捷徑。

■ 扎實數學基礎結合跨域學習 培養面向未來的人才

談及高雄大學應用數學系的特色,林英杰表示,系上以扎實的數學訓練為核心,並結合科學計算、組合數學、數據科學及機率統計等發展方向,鼓勵學生依興趣跨足人工智慧、資訊工程、財務金融等領域,培養解決真實問題的能力,而非只停留在理論學習。

面對AI快速發展,他也逐步將人工智慧融入課程設計。例如下學期「高等微積分(三)」課程,將引導學生運用AI了解數學概念形成背景、重要數學家的研究歷程及理論發展,再透過課堂報告與討論,加深學生對高等數學的理解。他認為,AI能協助學生更有效率取得資訊,但真正重要的仍是理解知識、建立判斷能力,而不是直接接受答案。

在升學與就業方面,林英杰指出,系上每年約有四分之一學生選擇繼續攻讀研究所,其餘畢業生則投入各行各業。根據人力銀行資料,畢業生除擔任軟體工程師外,也有不少人成為資料科學家、演算法工程師,或投入財務金融、半導體等產業,展現應用數學跨領域、多元發展的特色。

他表示,未來科技發展速度只會愈來愈快,但越是面對快速變化的環境,越需要扎實的數學素養與跨域能力。無論人工智慧、智慧製造、金融科技或半導體產業,都需要能夠理解問題、建立模型、整合不同專業知識的人才,而這正是應用數學教育希望培養的核心能力。

《Tea Time時光》由國立教育廣播電台高雄分台(FM101.7)製播,主持人朱茹玉(Ruby)長期關注教育與社會議題。高雄大學與教育廣播電台於2026年合作推出《知識在地力》單元,邀請校內師長分享專業研究與社會實踐,讓大學知識走出校園、連結社會。林英杰專訪9月17日下午4時至5時播出,相關內容亦可透過教育廣播電台平台收聽,節目上架後將於官網保留收聽 60 日。