《漫話數學》

《漫話數學》


 

計算機的「絕活」是甚麼


現在計算機已經普及了。許多同學都會操作計算機,沒有操作過的也都看過別人怎樣操作計算機。最幼小的孩子也都聽說過計算機的本領:計算機會加減乘除,會自動解題,還會畫畫;如果把計算機安在機械人的頭上,它還會幹活;如果把計算機安在導彈的頭上,它還會自動尋找目標……計算機的確了不起。


那麼,計算機為甚麼會有這麼大的本領?它真正的奧秘是甚麼?我們的回答是:計算機的奧秘就是一個「快」字。聽了這個回答,許多人不以為然,覺得「快」算不得甚麼真本領──馬比人跑得快,可是馬的本領沒有人大。


下面,讓我們舉個例子說明,「快」就能做出驚人的事。一個學生叫李明,他帶了300元錢到市場上去買光碟。別人告訴他,這個市場上小偷很多。於是他始終小心謹慎地把手插在褲兜裏握着錢。走着走着,一隻小蟲子碰了他的眼角一下,李明抬手揉一下眼睛的工夫,兜裏的錢沒了。李明此行雖然沒有買到光碟,卻體驗了「快」的威力。


當然這個例子是個玩笑,可是玩笑中往往包含着許多道理。下面是一位物理學家的玩笑。他說「快」可以讓歷史重演。大多數人聽了都會覺得這位物理學家是侃大山、吹牛皮。不過在責怪他之前,我們最好先聽聽他的故事。


譬如我們現在想看看古代原始人的居住環境和生活動態,怎麼辦呢?原始人並不知道現代的商店裏可以買到攝像機,他們也就沒有為我們後代留下一個鏡頭。時至今日,到哪裏去為原始人拍攝鏡頭呢?


攝像機拍攝景物的過程是這樣的:先由太陽(或其他光源)把光線射到景物上,經過反射,景物上的反射光線到達攝像機上,於是在攝像機磁帶上留下了明暗和色彩各異的圖像。當時,原始人的面前雖然沒有架著一台攝像機,而從他們身上反射出來的光線總還是有的,而且這些反射光在太空中沿着直線一直還在傳播着。如果某個記者擁有一艘超光速的飛船,派他去追趕那些光線,跑到那些光線的前面,架起攝像機,就能把古代原始人的鏡頭攝下來。通過電台一播放,大家就可以看到我們老祖宗當時的生活片段了。


這也是一個玩笑,因為人類至今還沒有發現比光更快的速度,更談不到造一艘超光速的飛船了。然而這至少讓我們品味到「快」會產生許多我們意想不到的結果。


下面舉一個走迷宮的例子。人家給你設計了一個迷宮,也許你走了一個多鐘頭還走不出來,甚至整整走了一天,由於過度的疲勞而認輸。但是,計算機卻可以在幾秒鐘內就走通。計算機是怎麼走的呢?隨便你怎麼畫迷宮,畫出來的通道和岔口總是有限的。計算機用的是最笨的方法:它把所有可能的岔口和路徑都走了一遍,最後終於從某條路徑走通了。表面上,計算機給人的印象是有「靈」性(即智能性)。當它宣告勝利的時候,知根知底的人並不佩服它的聰明,卻佩服它的速度。


通過這些故事和例子,也許在你的腦子裏已建立起一個新概念:只要速度快到一定的程度,天下許多難事也是有希望解決的。


出版社:商務印書館(香港)出版
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作者介紹

張景中, 任宏碩

張景中, 任宏碩

張景中,1954年於北京大學數學力學系學習,1979年任中國科學技術大學數學系講師,1981年升為副教授。1958年起在中國科學院成都分院工作,任數理科學研究室主任、研究員。計算機科學家、數學家和數學教育學家。1995年10月當選中國科學院院士。

任宏碩,北京大學畢業,曾任中科院數學所研究員,師從萬哲先院士。著有《信息安全與密碼》。
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