nantahfriends
.com
郑奋兴教授教育之旅:从全球教育改革到全球教育复兴
傅文成 17 July 2002


8。世纪神品Mathematica


美国开国元勋,美国独立宣言起草人之一的富然克林(1706-1790),同时也是科学家。 一天他在雷雨之中放风筝证实了电力的存在与雷,电的关系,成为万世美谈。(严重 警告年青学子不好学他,雷雨中放风筝易遭电殛。富然克林得天之宠未发生意外, 其实当天那一幕极可能是悲剧(惨遭电殛)而非美谈)。

富然克林两百多年前将天上的神话:“雷电”请到人间,现代资讯科技的产品,Mathematica 则将不可捉摸的“数学”实体化。它建立云梯,让更多人可攀上数学峰岭。同时运用电脑多媒体功能,将遥不可及的智慧宫殿绘形绘色地展现在更多人眼前。

电脑程式有循环运算的功能,可以设定规则与参数,让电脑循着设定的规则与参数 重覆无数次无误运算。由于电脑软硬体的迅速发展,从巨型电脑(价格千万美元)到 今天主导全球的微形电脑(价格千余美元),从机器语言,组合语言到今天高层次, 高功能的程式语言,终于诞生了可以包容数学定义与公式,摸批人类数学推演,迅 速(比人类快上千百万倍)获得解答,而每个人负担得起的Mathematica。在Mathematica中,各类令古往今来最伟大的数学家束手无策,或须花上数十年寻求解答数学难题,许 多都在万份之一秒获得答案。

1970年只有加减乘除功能的计数机面世时,许多人都目瞠口呆,今天则成为见怪不怪的 生活习惯。Mathematica 在未来世界中也一样,许多数学难题都在它的魔术棒下成了小儿科般的简单游戏。解除了此一“大患”,让Mathematica去应付种种令人冒汗的运算工作,人们就能从事下一步的,更富创意的工作。

Mathematica 是1982年一个21岁物理系博士生的创作,之后20年来集合许多数学与 电脑专家不断改进增新,现在已经发展成为世上公认最强有力的电脑数学工具。Mathematica 拥有超过一千个数学功能,可应用到所有科学领域。如果能允许学生用它作为工具,高级中学学生只须掌握10%的功能就能应付作业与考试。依此编写中学教程,从6年 减为3年乃是保守的估计。

由于Mathematica 能将数学复杂的演算在瞬息中得出答案,而数字在电脑中可化为 图案,数学公式推演出来规律性的数字组合,也就在电脑萤幕呈现规律性的画面, 成了数学之美在观感上的体现。这只是Mathematica 的牛刀小试。

许多网页利用Mathematica数学推算的能力作出许多“产品”,走出了许多前人未走的路,从实际运用到图象音响有许多的尝试空间。经过Mathematica电脑萤幕上发生闪动变化,每一闪动变化都可能是极端繁复的数学运算。外行人看了尝心悦目,内行人看了却惊心动魄。

从更宏观的角度来看,Mathematica 也不过是电脑无穷功能的牛刀小试。再过不到 十年,今天的天才作品恐怕也要变作过时产品,这是资讯世界的正常生态。

不论如何,Mathematica 在人类数学发展之中可说是个伟大的突变,并非创造者有 超过前人的数学发现或成就,而是他机敏地搭上资讯世纪的顺风车,将数学世界在电脑中演绎呈现。成就有如五百年前笛卡儿将数字与图形连结,代数与几何连姻,为后来的数学发展带来革命性的影响。

Mathematica 的真正影响尚在评估之中,中学数学课程从六年减到三年是其一,而 对电脑互联网有浓厚兴趣的年青人来说,也可从中领悟一些资讯世界中的创作之道。

有兴趣进一步探索者请到www.mathematica.com一游


Home

1