国产科学计算软件产业：悄然崛起 未来可期

原标题：国产科学计算软件产业：悄然崛起 未来可期

如今，航空航天、生物信息、金融科技、天气预测等领域都离不开功能强大的科学计算软件。

记者了解到，由北京大学数学科学学院副院长、北京大学重庆大数据研究院副院长李若教授领衔的科研团队，研发了首款具有完全自主知识产权的国产通用型科学计算软件——北太天元数值计算通用软件（以下简称北太天元）。其底层数学函数替换率达77%，功能函数替换率达55%，打破了长期以来这一领域被国外公司垄断的局面，填补了国内空白。目前，北太天元已在教育、汽车制造、能源电力等领域应用。

近年来，悄然崛起的国产科学计算软件不只有北太天元。我国一些企业在这一赛道多有布局，并取得相应成果。

在多个领域用途广泛

科学计算软件可再现、预测和发现客观世界运动规律和演化特性，建立数学物理模型、研究计算方法、开发应用程序、进行模拟计算并分析计算结果。具体来说，科学计算软件分为专业型科学计算软件和通用型科学计算软件两大类。

“科学计算软件能模拟真实条件下无法或难以进行的实验。”李若说，“例如想要研究海啸、地震、核爆炸的破坏强度，人们不可能进行真实实验，但却可以通过科学计算软件来模拟。”

“同时，它还能降低真实实验成本。”李若举例，传统的造车方式容错率低且成本高。如今，借助科学计算软件，工程师可以构建汽车模型。在没有汽车实物的情况下，相关人员也能直观分析车辆动力性能等关键指标，预判汽车可能出现的问题并作出调整。这大幅降低了生产成本，提高了研发效率，有利于提升产品性能。

不仅如此，科学计算软件在高校教学中也颇受欢迎。比如，在数学教学领域，科学计算软件已成为数学分析、线性代数、概率统计等相关课程的基本教学工具。“高等数学中有很多抽象概念，学生学习起来难度较大。科学计算软件可以用图像加深学生对这些概念的理解。”李若说，“尤其是它能将数据可视化，这对学生理解空间解析几何很有帮助。”

相关资料显示，在控制、机械、电气、电子、通信、热能等专业领域，科学计算软件也已成为核心原理讲解、实验验证及科研实践不可或缺的工具。同时，它在工科专业教学中也发挥着关键作用，许多验证性实验都基于科学计算软件搭建。

打破外国软件巨头垄断

长期以来，我国科学计算软件市场被国外软件巨头垄断。以业内领军科学计算软件之一——MATLAB为例，其早在20世纪80年代就进入中国市场，目前这一软件支持的行业多达15个以上。

时下，由中国自主研发的科学计算软件正在改变这一状况。

以北太天元为例，2020年10月以来，李若带领团队在北京大学数学科学学院开启北太天元“0—1”内核原创研究后，在北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室进行北太天元技术孵化。2021年，团队入驻北京大学重庆大数据研究院，推动北太天元“1—10”产品孵化。2022年6月，北京大学重庆大数据研究院依托北太天元孵化了北太振寰（重庆）科技有限公司，进一步推动国产科学计算软件发展。

据北太天元相关研发人员介绍，产品从零开始自主开发，目前拥有常用功能函数1500多个、核心数学函数400个以上，已基本满足高校教学和研究需求。同时，它具有科学计算、并行计算、函数绘图、算法开发、数据处理等功能，应用范围涵盖大部分科学和工程计算领域。目前该产品已突破国产通用型科学计算软件内核的根技术，在完成软件专利的基础上适配了国内软硬件环境。据团队相关人员介绍，北太天元完全兼容国外同类产品并支持中文变量编程。基于此，用户可以保留以往的工作习惯和语法习惯，高效率、低成本地完成软件使用的过渡，将更多精力投入到自主创新工作中。