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由圓周率想到的關(guān)于科學(xué)與技術(shù)的矛盾

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樓主
ID:59583 發(fā)表于 2014-3-29 01:21 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |正序?yàn)g覽 |閱讀模式
在中國人的教育中,總夾雜些民族自豪感,說中國的古代數(shù)學(xué)是非常厲害的。最讓人記憶深刻的就是祖沖之的“祖率”了,祖沖之用工程的方面將無理數(shù)π算到了3.1415926與3.1415927之間。比西方又(為什么要說“又”呢?因?yàn)檫@只是歷史上諸多中華民族先進(jìn)性成果之一)早了一千多年的樣子。
我也為之自豪過,但是這種自豪,有可能像長(zhǎng)城一樣,既是民族的驕傲,也有可能是國人精神上的枷瑣;既是既是優(yōu)秀的文化遺產(chǎn),又是封閉保守的象征。原因很簡(jiǎn)單,那個(gè)圓周率基本上就是死算算出來的,而且不管是對(duì)于數(shù)學(xué)理論,還有實(shí)際應(yīng)用而言,似乎都沒有太大的價(jià)值。
從數(shù)學(xué)理論上看來,祖沖之對(duì)π的看法僅僅局限在一個(gè)數(shù)的范籌內(nèi),并沒意識(shí)到這個(gè)數(shù)的特殊之處,直到18世紀(jì)蘭伯特證明了它是一個(gè)無理數(shù),當(dāng)然,無理數(shù)的定義也是由古希臘的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派搞出來的。然而作為一個(gè)自然常量是在微積分發(fā)明之后,眾多數(shù)學(xué)家們推出了自然包含π的式子,像驚艷絕倫的歐拉方程e^πi+1=0——一個(gè)簡(jiǎn)潔的式子包含了自然數(shù)1,自然常數(shù),虛數(shù)以及π。這些天才的式子將π有機(jī)的融合到整個(gè)數(shù)學(xué)體系中了。而中國數(shù)學(xué)家只是把算π作為一個(gè)孤立的問題。
從應(yīng)用角度上看來,說得不好聽一點(diǎn),“祖率”這個(gè)東西味同雞肋,一般的生活中不需要用到這么精確的圓周率。我爺爺以前是博士(木匠,我們那方言稱木匠為博士,承認(rèn)了其技術(shù)工的地位,呵呵),做木桶要以直徑為根據(jù)割圓(做桶底),爺爺并不知道圓周等于直徑乘圓周率,更惶論3.1415926了,但有一套博士口決,足以做出一個(gè)不漏水的木桶出來。反觀西方,同樣以歐拉方程為例,這個(gè)式子卻是信息時(shí)代的理論基礎(chǔ)。式子e^πi+1=0可能仍然是單純的數(shù)學(xué)式子,但將其改寫成三角函數(shù)的形式時(shí),我們學(xué)電氣的人就恍然大悟了:偉大卻又磨死人的傅立葉變換和拉普拉斯變換正是基于此!有了這個(gè)工程數(shù)學(xué),才能誕生以高速信息處理為基礎(chǔ)的信息時(shí)代。
從算法而言,祖沖之的割圓法是繼承劉徽的想法,就是用正多邊型硬著頭皮算。其實(shí)阿基米德也做過這個(gè)事,不過阿氏比較懶,也有可能忙于稱皇冠去了,沒像祖沖之那么吃苦耐勞孜孜以求一直算了幾千幾萬邊形。但西方的數(shù)學(xué)家們提出了很多計(jì)算π的方法(有些方法也是祖沖之同時(shí)代提出來的),那些方法支撐著現(xiàn)在計(jì)算機(jī)算圓周率的算法。
在一個(gè)現(xiàn)代人的角度上來說,在圓周率問題上,中國人是完敗于西方人的,F(xiàn)在很多人還在繼承這樣的悲劇,本質(zhì)上是把應(yīng)用作為出發(fā)點(diǎn),但又常常跟著思維的慣性走極端,甚至覺得這就是在追求超凡脫俗的境界,結(jié)果既沒有純粹數(shù)學(xué)的豐富思想,同時(shí)也沒有多少實(shí)際作用,只能說是兩頭不靠譜的無用之功。在我們工科里,問題猶甚。這一點(diǎn)自改開以來,有很多人論述過了。

這是我持續(xù)了很久時(shí)間的“后青春期迷!钡陌Y結(jié)點(diǎn)。我一直沒找到讀研的定位,如果像有些人說學(xué)好幾塊芯片,找一個(gè)好工作,我覺得特俗,也特沒意思。對(duì)于我來說,芯片都是一樣的,長(zhǎng)時(shí)間我分不清DSP與單片機(jī)的區(qū)別,后來老師告訴我,DSP運(yùn)算速度快一些。然后我發(fā)現(xiàn),ARM的頻率可達(dá)到300多M,DSP也不過如此,甚至還低一點(diǎn)。也有人笑我鐘情于8051這種“古老”的單片機(jī),但我也找不到51與STM或ARM之間的本質(zhì)區(qū)別,其實(shí)51的增強(qiáng)芯片也有32位的,也有豐富事件管理功能,在51上也可以片載系統(tǒng)。說得文藝點(diǎn),在我看來,單片機(jī)只是一把殺豬刀,不管是破銅爛鐵還是絕世寶劍,在手中只做殺豬刀之用——能實(shí)現(xiàn)既定功能就行了。
(未完待續(xù))
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ID:60228 發(fā)表于 2014-4-18 13:28 | 只看該作者
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