哈工程等高校科研院所被禁用matlab？

近日有消息稱，哈工大被禁止使用“MATLAB”這個(gè)軟件。我們知道上個(gè)月，美國就將中國的33家公司和機(jī)構(gòu)，加入實(shí)體名單，在實(shí)體名單中，就有哈工大。“MATLAB”就走進(jìn)普通人的視線，我們不禁要問什么是“MATLAB”軟件，有什么作用？對(duì)我們有什么影響等？

MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于數(shù)據(jù)分析、無線通信、深度學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺、信號(hào)處理、量化金融與風(fēng)險(xiǎn)管理、機(jī)器人，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。

MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室），軟件主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式。

MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。

“MATLAB”軟件具有以下優(yōu)勢(shì)

1) 高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能，能使用戶從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來；

2) 具有完備的圖形處理功能，實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編程的可視化；

3) 友好的用戶界面及接近數(shù)學(xué)表達(dá)式的自然化語言，使學(xué)者易于學(xué)習(xí)和掌握；

4) 功能豐富的應(yīng)用工具箱(如信號(hào)處理工具箱、通信工具箱等) ，為用戶提供了大量方便實(shí)用的處理工具。

MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行以下各種工作：

●數(shù)值分析

●數(shù)值和符號(hào)計(jì)算

●工程與科學(xué)繪圖

●控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

●數(shù)字圖像處理技術(shù)

●數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)

●通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

●財(cái)務(wù)與金融工程

●管理與調(diào)度優(yōu)化計(jì)算（運(yùn)籌學(xué)）

MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨(dú)提供的專用MATLAB函數(shù)集）擴(kuò)展了MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。

MATLAB是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。其擁有600多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便得實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計(jì)算功能。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而且經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C和C++ 。在計(jì)算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會(huì)大大減少。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡(jiǎn)單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。

我們被美國禁用后該如何應(yīng)對(duì)？我們不禁呼喚國產(chǎn)的在哪里？

實(shí)際上對(duì)哈工大的禁令在早些年就已經(jīng)開始了。例如針對(duì)哈工大購買一些大型設(shè)備，很早就已經(jīng)設(shè)限了，高純?cè)牧弦惨呀?jīng)在幾年前不再賣給哈工大的客戶。在禁令之前，就算是從歐盟等其他國家購買的儀器設(shè)備，也受到了美國的層層阻撓。只是這一次把更多的事情放到了桌面上，被禁止的范圍更加廣泛了。

MATLAB是美國MathWorks在1984年推出的商用數(shù)學(xué)軟件，目前世界上 180 多個(gè)國家的超過三百萬工程師和科學(xué)家在使用 MATLAB 和 Simulink。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，MATLAB已經(jīng)超越了普通數(shù)學(xué)軟件，成為理工科專業(yè)必不可少的工具。

MATLAB用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。通俗點(diǎn)說只要是數(shù)學(xué)方面的問題都可以用它來做，所以它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

對(duì)于現(xiàn)在的工科生來說，MATLAB已經(jīng)成為必備神器，其重要性可能與office有得一拼，已經(jīng)滲透到數(shù)值計(jì)算、機(jī)械化工、建模仿真、汽車航空、電力能源等學(xué)術(shù)研究和工業(yè)制造領(lǐng)域。

這個(gè)軟件太強(qiáng)大了，現(xiàn)在基本所有的車企自動(dòng)駕駛算法都是用這個(gè)軟件進(jìn)行開發(fā)的。這與美國對(duì)華為的打擊如出一轍。使用美國設(shè)備和美國公司專利的企業(yè)將不允許給華為做芯片代工，臺(tái)積電是世界上最大的晶圓代工企業(yè)，華為很多芯片都是臺(tái)積電制造的。美國政府要求臺(tái)積電不給華為供貨，原因就是臺(tái)積電制造用到了美國的專利。臺(tái)積電當(dāng)然不愿意斷供，華為是它的大客戶。但折騰到現(xiàn)在，臺(tái)積電對(duì)華為的供貨也受到了一定影響。而更可怕的是，華為將無法使用美國的軟件進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)，要知道EDA軟件正是聯(lián)接芯片設(shè)計(jì)與代工廠的橋梁。

在工業(yè)軟件行業(yè)中，我們自己國產(chǎn)和國際先進(jìn)水平至少有30年左右的差距。比如ANSYS、ABaqus、Comsol這三個(gè)軟件，分別在結(jié)構(gòu)、電磁、熱力、化學(xué)反應(yīng)、流體等諸多領(lǐng)域深耕多年，國內(nèi)想要短時(shí)間趕上太難了。

我們國家不是沒有人做這些同類型軟件，而是做的人太少，沒有市場(chǎng)，同時(shí)沒有足夠?qū)I(yè)的團(tuán)隊(duì)。如果想要開發(fā)出一款合格的有限元分析軟件，需要千人級(jí)別的軟件開發(fā)人才，需要上百人的物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、材料、機(jī)械、電氣電子等等專業(yè)性人才，每年至少上億的研發(fā)投入，以及對(duì)各種材料進(jìn)行大規(guī)模地實(shí)驗(yàn)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，而這些工作，美國這幾家公司已經(jīng)做了幾十年。

這類軟件開發(fā)容易，但其中的算法和數(shù)據(jù)才是核心，這塊才是最大的難點(diǎn)。舉個(gè)例子，你如果是做鐵路的，應(yīng)該知道金屬疲勞這個(gè)概念。ANSYS基礎(chǔ)材料庫，有常用材料的完整疲勞曲線，這是用錢堆出來的。ANSYS除了賣軟件，還賣數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫的價(jià)格更貴。

在工程軟件領(lǐng)域，能寫代碼只是基本條件，沒有專業(yè)知識(shí)很難理解要實(shí)現(xiàn)什么怎么實(shí)現(xiàn)。特別是在軟件開發(fā)初期，需要具有專業(yè)背景的軟件開發(fā)工程師，在行業(yè)軟件開發(fā)中，專業(yè)技術(shù)深度比軟件開發(fā)速度更重要。這樣的復(fù)合型人才光靠給錢是解決不了的，得花錢花時(shí)間培養(yǎng)。

我們常用的基礎(chǔ)軟件真的被別人卡脖子時(shí)，其帶來的負(fù)面影響還是肉眼可見的。如今中國國內(nèi)很多關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)都在廣泛使用美國等國家的軟件技術(shù)，比如數(shù)學(xué)分析領(lǐng)域的Mathematica、Maple，自動(dòng)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的AutoCAD和SolidWorks，半導(dǎo)體EDA芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的Cadence、 Mentor、Synopsys以及Crosslight，大型通用有限元分析領(lǐng)域的Ansys和Nastran，土木力學(xué)的MARC，F(xiàn)LAC，沖擊動(dòng)力分析的LS-DYNA，流體力學(xué)的FLUENT……

其實(shí)，類似于這種軟件被禁用的事情在之前已經(jīng)發(fā)生過。去年10月份， Adobe PS就大舉封禁所有委內(nèi)瑞拉賬號(hào)和服務(wù)，在國際上引起了軒然大波。在這種形勢(shì)下，國產(chǎn)軟件研發(fā)已經(jīng)迫在眉睫，刻不容緩。

面對(duì)美國日漸加深的技術(shù)封鎖，從開源社區(qū)中尋找替代品，或許是國內(nèi)組織機(jī)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)解決問題的一條捷徑。但從長遠(yuǎn)來看，只有我們擁有了自己的技術(shù)，才能完全擺脫別人的限制。當(dāng)然，這是一條漫長的艱難道路，很難在一朝一夕內(nèi)實(shí)現(xiàn)，但我們卻不得不堅(jiān)持走下去，中國在軟件開發(fā)的道路依然是任重而道遠(yuǎn)。