1.2 最优化问题的起源与发展

最优化的理念起源于微积分研究的初期,法国数学家Pierre de Fermat(1607−1665,图1-2(a))与法国数学家Joseph-Louis Lagrange(1736−1813,图1-2(b))分别提出了基于微积分的公式求解最优值的方法。除了简单的函数最优化问题之外,一般又统称最优化问题为数学规划(mathematical programming)问题。相关的历史回顾可以参见文献[1]

苏联学者Leonid Vitaliyevich Kantorovich(1912−1986,图1-2(c))在最优化领域尤其是线性规划领域做了大量的奠基工作,美国数学家George Bernard Dantzig(1914−2005,图1-3(a))提出了著名的单纯形法(simplex method)[1],求解线性规划问题。Dantzig提出单纯形法的背后有一个有趣的故事[2],[3]。1939年加州大学Berkeley分校的博士生Dantzig有一次上课迟到,错把老师Jerzy Neyman(1894−1981)在黑板上写的两个世界数学难题当成课后作业,给出了问题的解,为线性规划问题提出了一种高效的求解方法。美国数学家、计算机学家John von Neumann(1903−1957,图1-3(b))提出了对偶理论与计算方法,进一步提高了线性规划问题的求解效率。

图1-2 Fermat、Lagrange和Kantorovich画像或照片

注:图像均来源于维基百科

美国应用数学家Richard Ernest Bellman(1920−1984,图1-3(c))开创了一个最优化问题的新领域——动态规划,实现了多级决策的规划问题。

图1-3 Dantzig、von Neumann和Bellman的照片

注:图像均来源于维基百科

最优化理念与技术为许多科学与工程领域奠定了数学基础,“最优”一词可以和任何一个领域联用,为其注入新的活力。例如,在搜索引擎上搜索“最优”可以搜索到很多相关的领域,如最优控制、最优设计、最优系统、资源最优配置、最优停止理论、最优资本结构等,这些领域都是和最优化密切相关的。