人脑用在刀刃上：可计算理论的教育思想初探.pdfVIP

2013．9教育传播与技术 总第78期 教育信息化 人脑用在刀刃上 ：可计算理论的教育思想初探 柳 栋 唐亦军 (1．虹 口区教师进修学院，上海 200081； 2．北京圣陶教育创新与发展研究院，北京 200872) 摘 要：本文主要介绍了StephenWolrfam对基本理论研究的认识，以及由此发展出来的基本工具Mathematica和可计算 文档格式CDF，并对其重要项 目WolframAlpha知识引擎与基于计算机的数学教育CBM进行了详细阐述，以期为 我国教育信息化的发展提供参考素材和可利用的资源线索。 关键词：可计算知识 知识引擎 Mathematica WolframAlpha 些规律，认为世界可计算、知识可计算。 “计算等 一 、 可计算的字宙 效原理”是 NKS的核心原则之一。NKS的基础是 史蒂芬 ·沃尔夫拉姆 (StephenWolfram)，15岁 科学，应用有 四类 ，即模式 (建模)、技术、创作和概 时就发表了首篇粒子物理方面的学术论文，17岁其 念 。他认为复杂的世界可能有着简单 的模型，解 科学论文发到了 《核物理》杂志。并曾在美国阿格 决现实世界的问题需要建模与计算解决问题的办 纳 国家实验室的理论高能物理小组工作。1978年 法。人需要从机械的具体计算 中解放 出来 ，把人 受著名物理学家穆雷 ·盖尔曼 (MurrayGell—Mann) 脑用在对问题的建模与对世界的作用上。在这个 之邀到加州理工学院，从事基本粒子物理学方面的 认识的基础上，史蒂芬 ·沃尔夫拉姆发展 了一个 研究，取得显著成就，一年 内获得理论物理学博士 重要的程序语言，Wolrfam语言；两个重要的工具， 学位。之后曾在普林斯顿高级研究所工作，后又成 Mathematica(中文名：数学)和可计算文档格式 为伊利诺斯大学的物理学、数学和计算机科学教 CDF；形成 了两个重要 的项 目，WolframAlpha知识 授 。早在 1981年，沃尔夫拉姆的研究兴趣从基本粒 引擎和基于计算机 的数学教育 (Computer—Based 子转向了自然界复杂性的起源问题，试 图通过 电脑 Math，简称 CBM)。 运算来解释各种复杂现象，并取得 了一定的成果。 二、Mathematica与可计算文档格式CDF 1991年他继续开展之前因为种种原因暂停 了的复 杂性理论研究，对诸如时间空问、开放系统、自然选 (一)Mathematica 择、秩序与随机性、感知与分析、图灵机、数字系统 Mathematica是一个演进历史超过25年的专用 与网络系统等基本 问题开展了深入思考，历经 10 学科软件，1988年发布了Mathematica1．0，1991年 年最后形成 了一本 1200多页、重 5磅 的专著 《A 发布了重大改进的版本Mathematica2．0，2011年发 NewKindOfScience(简称：NKS)。 布的Mathematica8．0．1中包含了中文版和中文的 史蒂芬 ·沃尔夫拉姆声称找到复杂性中的一 支持中心，2012年和2013年发布的Mathematica9 13 教育 ／g-息化