中文名稱:BBC數(shù)字之夜--趣味數(shù)學(xué)系列 英文名稱:A Night of Numbers 資源類型:TVRip 版本:7月15日增加《Go Forth and Multiply》 發(fā)行時間:2006年 地區(qū):美國 語言:英語 簡介: ![]() 原圖:http://img./posts/0607/post-332432-1152493876.jpg | 640x352
這是BBC制作的一套講述趣味數(shù)學(xué)的系列片。極富趣味性和知識性。 第一集 質(zhì)數(shù)的旋律 第二集 破解密碼 iii Go Forth and Multiply 數(shù)學(xué)最早是研究量、結(jié)構(gòu)、變化以及空間模型的學(xué)科。在現(xiàn)代,數(shù)學(xué)又是利用邏輯形式研究現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系的學(xué)科,盡管對某一特定結(jié)構(gòu)的研究往往屬于自然科學(xué),特別是物理學(xué)的范疇。同時由于數(shù)學(xué)自身的發(fā)展,數(shù)學(xué)家也要研究純粹屬于數(shù)學(xué)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。 創(chuàng)立于二十世紀(jì)三十年代的法國的布爾巴基學(xué)派認(rèn)為:數(shù)學(xué),至少純粹數(shù)學(xué),是研究抽象結(jié)構(gòu)的理論。結(jié)構(gòu),就是以初始概念和公理出發(fā)的演繹系統(tǒng)。布學(xué)派認(rèn)為,有三種基本的抽象結(jié)構(gòu):代數(shù)結(jié)構(gòu)(群,環(huán),域……),序結(jié)構(gòu)(偏序,全序……),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(鄰域,極限,連通性,維數(shù)……)。 數(shù)學(xué),起源于人類早期的生產(chǎn)活動,為中國古代六藝之一,亦被古希臘學(xué)者視為哲學(xué)之起點。數(shù)學(xué)的希臘語μαθηματικ?? (mathematikós)意思是“學(xué)問的基礎(chǔ)”,源于μ?θημα (máthema)(“科學(xué),知識,學(xué)問”)。 數(shù)學(xué)最早用于人們計數(shù)、天文、度量甚至是貿(mào)易的需要。這些需要可以簡單地被概括為數(shù)學(xué)對結(jié)構(gòu)、空間以及時間的研究。 對結(jié)構(gòu)的研究是從數(shù)字開始的,首先是從我們稱之為初等代數(shù)的——自然數(shù)和整數(shù)以及它們的算術(shù)關(guān)系式開始的。更深層次的研究是數(shù)論。 對空間的研究則是從幾何學(xué)開始的,首先是歐幾里德幾何學(xué)和類似于三維空間(也適用于多或少維)的三角學(xué)。后來產(chǎn)生了非歐幾里德幾何學(xué),在相對論中扮演著重要角色。 到了16世紀(jì),算術(shù)、初等代數(shù)、以及三角學(xué)等初等數(shù)學(xué)已大體完備。17世紀(jì)變量概念的產(chǎn)生使人們開始研究變化中的量與量的互相關(guān)系和圖形間的互相變換。隨著自然科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,為研究數(shù)學(xué)基礎(chǔ)而產(chǎn)生的集合論和數(shù)理邏輯等也開始慢慢發(fā)展。 數(shù)學(xué)分支學(xué)科 算術(shù)、數(shù)論 初等代數(shù)、數(shù)學(xué)分析、集合論、布爾代數(shù)、群論、運籌學(xué) 初等幾何、立體幾何、解析幾何、拓?fù)鋵W(xué) 數(shù)學(xué)不是占數(shù)術(shù)。數(shù)學(xué)的證明或反證明的意念都要在邏輯之中進(jìn)行,占數(shù)術(shù)卻非。 數(shù)學(xué)不是會計學(xué)。雖然會計師的工作就是算術(shù)運算,他們只需檢查計算是否準(zhǔn)確。證明和反證假設(shè)對數(shù)學(xué)家很重要但對會計師毫不重要。如果高等抽象數(shù)學(xué)的發(fā)展不能改善簿記的精確性和效率,和會計學(xué)毫無關(guān)系。 數(shù)學(xué)不是物理,雖然歷史和哲學(xué)上兩者關(guān)系密切。 ![]() ii ![]() 破解密碼 阿蘭·圖靈(Alan Turing)這個名字無論是在計算機(jī)領(lǐng)域、數(shù)學(xué)領(lǐng)域、人工智能領(lǐng)域還是哲學(xué)、邏輯學(xué)等領(lǐng)域,都可謂“擲地有聲”。圖靈是計算機(jī)邏輯的奠基者,許多人工智能的重要方法也源自這位偉大的科學(xué)家。他在24歲時提出了圖靈機(jī)理論,31歲參與了Colossus(二戰(zhàn)時,英國破解德國通訊密碼的計算機(jī))的研制,33歲時構(gòu)思了仿真系統(tǒng),35歲提出自動程序設(shè)計概念,38歲設(shè)計了“圖靈測試”,在后來還創(chuàng)造了一門新學(xué)科—非線性力學(xué)。雖然圖靈去世時只有42歲,但在其短暫而離奇的生涯中的那些科技成就,已讓后人享用不盡。人們仰望著這位偉大的英國科學(xué)家,把“計算機(jī)之父”、“人工智能之父”、“破譯之父”等等頭銜都加冕在了他身上,甚至認(rèn)為,他在技術(shù)上的貢獻(xiàn)及對未來世界的影響幾乎可與牛頓、愛因斯坦等巨人比肩。 1912年,圖靈出生在倫敦一個缺少親情的家庭里。少年圖靈的性格迥異,他內(nèi)向、靦腆、膽小、軟弱并患有輕度口吃,不被人接受,更不擅與人打交道。他小時候?qū)W業(yè)平平,除了一些簡單的化學(xué)實驗和數(shù)學(xué)題外,并無太多閃光之處。圖靈的人生轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在他19歲進(jìn)入英國劍橋皇家學(xué)院學(xué)習(xí)時,從那時起,他對數(shù)字的興趣便一發(fā)不可收拾。在劍橋的圖靈就已經(jīng)是一個婦孺皆知的怪才。他的自行車鏈條經(jīng)常在半路上掉落,要是換了別人,早就拿到車鋪去修理了,而他居然在腳踏板旁裝了一個小巧的機(jī)械計數(shù)器,到圈數(shù)時就停,然后歇口氣換換腦子,再重新運動起來。 1936年,圖靈在一篇名為《可計算數(shù)學(xué)》的論文中首次提出了有關(guān)計算機(jī)的理論,其中最重要的三點笫來戳思瀋鈐兜撓跋歟杭撲慊某橄蠖ㄒ?、“通用紦溷机(Universal Machine)”的設(shè)想,以及“存在任何計算機(jī)都無法解決的問題”的想法。之后,“圖靈機(jī)”(Turing Machine)便誕生了。 當(dāng)時的圖靈機(jī)還只能計算有限的實數(shù),但它的符號記錄方法為以后的計算機(jī)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)理論,基于此,人類首次產(chǎn)生了符號處理的概念,并開始把研究重點轉(zhuǎn)向了“可改變的編碼程序”上,這就是今天軟件的前身。圖靈論文中的“用有限的指令和有限的存儲空間可算盡一切可算之物”理論讓當(dāng)時所有的科學(xué)家震驚,他也因此贏得了科學(xué)界的“史密斯獎”,美國《國防軟件工程雜志》也將他評為百年來影響軟件發(fā)展的十位大師之一。然而,這對他來說還只是個開始。 1939年第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā),正在為英國國家密碼機(jī)構(gòu)工作的圖靈和其他科學(xué)家一起著手研究如何破解敵人的密碼,他果然不負(fù)眾望,成功破譯了德國軍方使用的著名通信密碼系統(tǒng)“Enigma”(謎)。于是第一臺電子圖靈機(jī)被設(shè)計制造出來,做出重大貢獻(xiàn)的圖靈獲得了政府頒發(fā)的OBE獎。 二戰(zhàn)后,圖靈被英國國家物理實驗室邀請參加計算機(jī)的設(shè)計工作。1950年,圖靈的一篇里程碑式的論文《機(jī)器能思考嗎?》又為人類帶來了一個新學(xué)科—人工智能。為了證明機(jī)器是否能夠思考,他又發(fā)明了“圖靈測試”(Turing Test),圖靈測試在今天仍被沿用。他指出,最好的人工智能研究應(yīng)該著眼于為機(jī)器編制程序,而不是制造機(jī)器。而他在論文中預(yù)測的計算機(jī)發(fā)展過程中將會出現(xiàn)的一些問題,至今仍未被解決。 盡管才華橫溢的圖靈在許多領(lǐng)域都有著不凡的成就,但因其在計算機(jī)和人工智能方面的突出貢獻(xiàn),人們還是喜歡稱他為“人工智能之父”或“計算機(jī)之父”。同樣有著“計算機(jī)之父”稱號的馮·諾依曼的助手弗蘭克爾在一封信中寫到:“……計算機(jī)的基本概念屬于圖靈。按照我的看法,馮·諾依曼的基本作用是使世界認(rèn)識了由圖靈引入的計算機(jī)基本概念……” 為了紀(jì)念,圖靈的事跡已被拍成影視劇,寫成小說、詩歌等,以他名字命名的“圖靈獎”也已成為計算機(jī)界的諾貝爾獎。牛津大學(xué)著名數(shù)學(xué)家安德魯·哈吉斯在為圖靈寫的一部膾炙人口的傳記《謎一樣的圖靈》(Alan Turing: The Enigma)中這樣描述到:“圖靈似乎是上天派來的一個使者,匆匆而來,匆匆而去,為人間留下了智慧,留下了深邃的思想,后人必須為之思索幾十年、上百年甚至永遠(yuǎn)?!? |
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