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理性碰撞的火花

新闻来源:学生处   新闻作者:1506马树晟   责任编辑:闻毅   新闻录入:王美佳
字体大小: 超大          字体颜色:字体颜色     新闻阅读: 次    发布时间:2014.05.26

    在谈论今天的话题之前,我想先咨询一下大家对于一个问题的看法:“电脑和人脑最本质的区别是什么?”
    现在,暂且不说我对这个问题的看法,我们来讨论一个现在计算机领域存在的一个普遍问题(其实更准
确客观地说应该是一种普遍现象):“科技黑箱”。
首先我来解释一下什么是“科技黑箱”:它是指一种特殊的贮存知识、运行知识的设施或过程,使用者
如同面对黑箱,不必打开,也不必理解和掌握其中的知识,只需按规则操作即可得到预期的结果。这就是“科技黑箱”的概念。举个简单的例子,我们平时使用的电脑、手机、电视都属于科技黑箱:我们不必懂得其内在的工作原理,只需按照规则去操作(如开机、关机、运行程序),就基本能够完成我们要达到的目的。说道这里可能同学们会有疑问:有些人们称之为的计算机高手,他们知道如何破解密码、如何编程、不用杀毒软件干掉电脑病毒等等很“高端”的事情,难道他们也不懂计算机的内在工作原理吗?答案基本是肯定的。举个例子,像我们平常的家用电脑,光盘启动,然后打两行命令就能破解密码。然而能说这几行命令代表了计算机的内在原理吗?显然不能,甚至说仅仅代表了一小部分原理都是荒谬的说法。任何人把这两行命令背下来,都能进行这样的工作。但是这两行命令是通过什么途径,让计算机“识别”它们,并作出相应的反应,恐怕大家都不知道,甚至连想都没想过。说道这里,最好普及一下计算机的基本知识(就当是举个例子吧)。计算机语言分为两种:“低级语言”和“高级语言”。我们平时接触到的Scilab,Visual Basic,C++等等这些都属于“高级语言”——它们有自己固定的语法,并且写出来之后我们人类虽然有时看着也会感到头大,但分析其中的基本逻辑关系、提炼或翻译出命令的含义(即算法)是不难的。而计算机工作的基本原理是“低级语言”,从最浅显的角度去说它的工作原理就是:计算机内部元件工作需要电流,也就是说这个元件只有两个状态:“通电”和“断电”,而“通电”和“断电”对元件的作用效果肯定是不同的,而计算机就是通过这些元件受到的不同作用效果执行起任务的。“通电”和“断电”可以代表两个不同的信息,但这两个信息只能说“是”或者“否”,就相当于进行一个判断。简单地说,计算机就是在这样无数次判断中工作的。现在,如果用“0”来代表“断电/否”,用“1”来代表“通电/是”,那么一个元件就有2种可能的值。并且如果再有第2个、第3个、……第n个元件,每个元件都有2种可能的值,根据分步乘法计数原理,总共有2n种可能出现的值。如果每一个值都代表一个信息,那么这就比仅有一个元件通断电能表达的信息多得多了,由此,“二进制”诞生了。“低级语言”全都是用“二进制”编写的数字,因为“二进制”恰好能够表现出电流的两个状态“开”和“闭”。由此可见,“低级语言”是原理十分简单但书写十分复杂的,想想用二进制来表示我这次期末考试的成绩的结果就是“1101111011”这一长串数字,那么执行复杂的工作命令需要多么长的10001000111010101……
由此可见,像电脑这样一个普及在社会中的“科技黑箱”,懂得其内部工作原理,恐怕除了生产厂家的
科技研究员寥寥无几。那么现在,问题来了:“科技黑箱”的出现到底是利还是弊呢?很   显,科技黑箱的优势是有的:它使我们每一个使用者都能够像牛顿一样,“站在巨人的肩膀上”,去应用已经得到的成果去解决生活问题。现在社会很多IT届的人士,他们编程、研发软件、编写出游戏想必用的都是“高级语言”。他们只需要把这些“高级语言”的语法也就是规则背下来,并具有较强的逻辑思维能力和实际应用能力,就能够开发出丰富多彩的软件。换一个更加贴近我们的例子:我们浏览网页时,恐怕不会想到:排列得错落有致、图文并茂的网页,后面全都是数以十页、百页计的HTML代码。我们根本不用考虑这些网页是怎么编写出来的(注意我用的词是编写不是制作),只需享去受去浏览就可以了。
    一个事物的优势也将是它的致命弱点,“科技黑箱”带来的弊端也十分明显。还用刚才网页的例子来说:以大家聪明的头脑,想必一个星期学会“制作”网页不是问题,只要有一定
的排版基础,然后blablabla……,就行了对吧。但要是学会“编写”网页代码,分析网络错误问题,呵呵……
    进一步说,科技黑箱表面上使我们的生活更加简便,而实际将带来难以想象的“科技危机”。为什么?
因为“科技黑箱”从表面上看,是在与大众共享复杂理论的研究成果,但是在应用逐渐广泛化的历程中,这部分理论和知识往往会贬值甚至连最初的研究者都会遗忘:因为作为一个已经成型的理论结论,已经可以直接应用于实际了,其自身的推导过程、以及最开始研究者创造这些理论所经历的思想历程都将逐渐显得无关紧要,也就没人会去记住它们。说道这里,恐怕大家想到了我们平时上课经常出现的一个情形:某位同学问老师这个地方为啥,然后老师很生气地回答道这都是平时做题推出的结论怎么还没记住……比如说,v=√gr,嗯嗯大家应该明白我在说啥,“过山车”能够通过圆形轨道最高点而不掉落所需具备的最低速度对吧。凭啥v=0就不行,为啥v=0没到最高点就一定会掉下去,可能有点老师解释了有的没解释,但如果严格证明定性分析是不行的需要用到推广了的余弦函数及其单调性这是毫无疑问的……这仅仅是一个例子,还有很过,甚至有些已经被当作基本原理,比如“强酸制弱酸”、“8(或2)电子稳定”……
    当然我们要像保证在考试取得成绩,有些结论是必须要记住的,有些模型和方法是必须要背的。但是我
今天不得不在这里说:所有的数理化公式、物理模型、数学的类型题固定方法和技巧,都在广义上属于科技黑箱。如今的“应试教育”考的不是思想、不是逻辑分析能力,而是一个又一个的模型。模型背下来了,考试就有高分;模型掌握的越熟练,分就越高。这种方式的确有一定的人才选拔作用,因为毕竟完全靠背模型缺乏理性思维和逻辑分析能力,最终还是不能产生不错的成绩的。所以说现在考试的考查效果,应该说不是考查能力、而是考查解题能力。当然解题能力需要自己原本的能力,正是因为需要原本的能力考试才会有选拔作用。那么这种方式到底好不好呢?我没有答案。我最后讲一个事例,相信大家听了之后,会有不同的看法。
    近几年来,随着人类对疾病治疗要求的提高,病理的研究已越发重要,人们需要分析众多得到信息和所
研究疾病的联系,“生物信息学”由此诞生。这门学科有一项很重要的研究内容叫做DNA测序,其主要步骤就是通过测出DNA分子上连续三个碱基的排列来分析出其代表的是人体(或动植物)的哪一种基因。(大家不要疑问三个碱基的排列组合总共能有多少种,因为分子有空间结构,还会受分子外作用力的影响,总数非常巨大)当然,这个任务我们交给计算机软件去完成,目前主要有两种软件的编程方式。第一种是99%的软件采用的:建立一个庞大的数据库,把所有遇到过的基因及决定其的碱基一一对应的存入数据库中,然后测定时,在数据库里去搜索这种基因;这种方法的特点很明显:①快:只要数据库里有的,马上就能测得②准:因为完全靠和原数据对比,几乎不会出错③经不起变化的考验,全靠积累:如果同样的构型进行了微小的改变,或者遇到了没见过的基因,这种方法束手无策。完全靠见一种记录一种,需要大量的累加数据。第二种是剩下1%的软件采用的:其主要思想是通过数学的空间解析几何、物理的电场和引力作用、有机化学的分子结构理论,根据测得的碱基去算它的N中构造方法的能量,选出能量最低的结构即为实际合理的分子结构,最后通过复杂的理论计算去推测其对应的基因。这种方法的特点:①慢②准确度不如方法一③灵活,应变。
    这两种方法到底哪个好?如果第二个好,那为什么99%的软件选择了第一种?显然因为它虽然麻烦但逻辑
简单,容易为大多数人接受。如果第一个好,为什么理科竞赛的选拔,大多用学生们没见过的知识?显然因为学过一部分知识,经过大量训练之后,在学生中“拉平效应”已经十分显著,用没学过的就是为了防止“黑箱模型”的干扰……社会发展需要创造者,而新的理论推进需要领会之前的理论的思想历程,逻辑方法;但又少不了背诵“科技黑箱”固定规则的熟练度。不要说这两者同时进行不矛盾,互相制约得很明显(我不就是个例子吗)。所以,向左走,向右走?你的决定,社会会最终选择……

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