軟件工程師需要數(shù)學(xué)的真正理由

1、.軟件工程師需要數(shù)學(xué)的真正理由軟件工程師們常常聲稱他們從來不用在大學(xué)里學(xué)到的任何數(shù)學(xué)知識。 說到這個(gè)，他們還會說連大學(xué)里學(xué)到的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識都用不了多少。我搞了三十年數(shù)學(xué)，就讓別人來談計(jì)算機(jī)專業(yè)方面的情況，不過就數(shù)學(xué)的使用情況而言，我不得不坦白成認(rèn)那些軟件工程師太對了：他們就是用不著大學(xué)里學(xué)的數(shù)學(xué)。但他們也太錯(cuò)了。他們每天都運(yùn)用著大學(xué)里學(xué)到的數(shù)學(xué)。其實(shí)這沒什么矛盾。關(guān)鍵在于“運(yùn)用這詞何解。一種理解是軟件工程師們曾在數(shù)學(xué)課上常碰到的。比方，在高數(shù)課上學(xué)了分步積分法后，學(xué)生們就用該方法解相應(yīng)的練習(xí)題和考試題。這種所謂的“運(yùn)用最為常見，而且也是當(dāng)軟件工程師說他們從不用大學(xué)數(shù)學(xué)時(shí)所暗指的。不過，這種理

2、解建立在把人的學(xué)習(xí)方式看作“填鴨的觀點(diǎn)上。根據(jù)這種“填鴨觀，教育主要就是把知識灌到我們頭腦中，而運(yùn)用我們所學(xué)主要就是把灌進(jìn)去的東西再倒出來。我敢說，這種教育觀高度簡化而且錯(cuò)了。不過，現(xiàn)行教育制度我也置身其中下，人們開課，然后設(shè)置三小時(shí)反芻般的筆試譯注：三小時(shí)的筆試是北美很多大學(xué)期末考試的標(biāo)準(zhǔn)來檢驗(yàn)課的效果。正是這種方式，一次又一次滋養(yǎng)了教育是填鴨的觀念。相比之下，數(shù)十年來所有關(guān)于大腦工作方式及學(xué)習(xí)方法的大量研究都說明，掌握知識和像算法般的系統(tǒng)化做事步驟不過是人們學(xué)習(xí)過程的表象我們知道那些是表象，因?yàn)槲覀円话愣紩谄谀┛荚嚭箫w快地忘記課堂上學(xué)到的東西。教育的真正價(jià)值不在于此。我們的大腦或許是世上

3、適應(yīng)性系統(tǒng)的最正確范例。當(dāng)我們讓大腦經(jīng)受長期的教育，大腦就會發(fā)生永久性的改變。從身體角度講，大腦中某部分傳導(dǎo)神經(jīng)纖維鏈進(jìn)一步生長并得到加強(qiáng)。從功用和經(jīng)歷的角度講，我們獲取了新的知識和技能。學(xué)習(xí)過程重復(fù)得越多，上述的改變就越強(qiáng)越久。重復(fù)學(xué)習(xí)在數(shù)學(xué)里展現(xiàn)的效果之強(qiáng)烈，其他學(xué)科無出其右。形式化數(shù)學(xué)大概有五千多歲。5000年在漫漫進(jìn)化史中不過眨眼工夫，而且肯定只夠我們的大腦做出最細(xì)微的改變。因此，雖然閃族人在5000年到8000年前提出抽象的數(shù)，人類的數(shù)學(xué)思維當(dāng)在更久更久前便已發(fā)軔。我們在最初的自然選擇中開展了考慮大自然和社會的才能，但人腦中應(yīng)數(shù)學(xué)考慮而生的新改變將綜合我們的才能，使我們不光能考慮具象

4、的世界，還能推演我們頭腦所創(chuàng)照的純粹抽象世界。要人腦處理新層次上的抽象極度困難。這就是為什么直到18世紀(jì)數(shù)學(xué)家們才能自如地處理零和負(fù)數(shù)，也是為什么直到今天許多人都不能承受負(fù)一的平房根是真正的數(shù)。但是，軟件工程全跟抽象相關(guān)，它的每一個(gè)概念，觀點(diǎn)，以及方法，都是完全抽象的。當(dāng)然，很多軟件工程師都不這樣覺得，但這正說明了我的觀點(diǎn)。他們從數(shù)學(xué)課上得到的最大收益便是曾對純粹抽象的物體和構(gòu)造進(jìn)展過嚴(yán)格推演。而且，數(shù)學(xué)課是唯一給他們這種體驗(yàn)的科目。這種體驗(yàn)不在于那些課堂上教的重要東西，而在于其本身是數(shù)學(xué)化的。日常生活中，熟悉滋生出輕慢，而在學(xué)習(xí)如何在高度抽象的領(lǐng)域工作時(shí)，熟悉培養(yǎng)出的是種感覺，唔，熟悉的感覺

5、 - 就是說，曾經(jīng)讓人感到抽象的東西開場變得詳細(xì)，因此變得比較容易對付。盡管學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)帶給計(jì)算機(jī)專業(yè)人士的回報(bào)大過常人，但現(xiàn)今社會里每個(gè)人都能由此受益。例如，美國教育部2019年一項(xiàng)研究The Reilly Report說明，在高中修過嚴(yán)格的代數(shù)或幾何課的學(xué)生在升學(xué)方面表現(xiàn)更加優(yōu)秀，而且升學(xué)后的表現(xiàn)也更好，不管他們在大學(xué)里學(xué)的是什么。換句話說，看來完成一門嚴(yán)格的數(shù)學(xué)課 - 學(xué)生們甚至不用學(xué)得多好 - 是讓人們進(jìn)步自己思維才能，變得聰穎的絕佳方法。這種思維才能能讓人們在各方面受益。我在自己的書，?數(shù)學(xué)基因：數(shù)學(xué)考慮如何演進(jìn)及數(shù)為什么像閑言碎語?Basic Books, 2019中，我更加仔細(xì)地分析

6、了本文的觀點(diǎn)，并確定了哪些生存優(yōu)勢致使人類有才能進(jìn)展數(shù)學(xué)考慮。這個(gè)工作可讓學(xué)生分組負(fù)責(zé)搜集整理,登在小黑板上,每周一換。要求學(xué)生抽空抄錄并且閱讀成誦。其目的在于擴(kuò)大學(xué)生的知識面,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會,熱愛生活,所以內(nèi)容要盡量廣泛一些,可以分為人生、價(jià)值、理想、學(xué)習(xí)、成長、責(zé)任、友誼、愛心、探究、環(huán)保等多方面。如此下去,除假期外,一年便可以積累40多那么材料。假如學(xué)生的腦海里有了眾多的鮮活生動的材料,寫起文章來還用亂翻參考書嗎?老師范讀的是閱讀教學(xué)中不可缺少的部分，我常采用范讀，讓幼兒學(xué)習(xí)、模擬。如領(lǐng)讀，我讀一句，讓幼兒讀一句，邊讀邊記；第二通讀，我大聲讀，我大聲讀，幼兒小聲讀，邊學(xué)邊仿；第三賞讀，我借用錄好配朗讀磁帶，一邊放錄音，一邊幼兒反復(fù)傾聽，在反復(fù)傾聽中體驗(yàn)、品味。一般說來，“老師概念之形成經(jīng)歷了非常漫長的歷史。楊士勛唐初學(xué)者，四門博士?春秋谷梁傳疏?曰：“師者教人以不及，故謂師為師資也。這兒的“師資，其實(shí)就是先秦而后歷代對老師的別稱之一。?韓非子?也有云：“今有不才之子師長教之弗為變其“師長當(dāng)然也指老師。這兒的“師資和“師長可稱為“老師概念的雛形，但仍說不上是名副其實(shí)的“老師，因?yàn)椤袄蠋煴匦枰忻鞔_的傳授知識