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计算机思维与数学思维的本质区别(修订版)

2019年1月6日  来源:scottcgi 作者: 提供人:98565201289@1......
计算机思维与数学思维的本质区别(修订版)

计算机思维和数学思维,都包括了逻辑和抽象

数学思维的抽象,在于剥离具体。数学研究从公理出发,可以变成纯思维的活动,和具体的的现实脱离关系。数学上人为的“定义”和“创造”,就是为了尽可能的给出范围明确,不冗余的信息抽象。然后再利用这些信息,通过逻辑证明,得出范围明确不冗余的抽象结论,接着这些结论就扩展了人为的“定义”和“创造”,以后就可以推理证明出更多的结论,如此反复。可见这里,数学需要的是一个自洽的信息结构和关系,并且这些信息是架空具体和现实的。虽然,数学在极力的探索结构寻找关系,但这个行为是发生在有限范围内,由层层已知的定义和定理,圈定好的护栏内的。

计算机思维的抽象,在于映射具体。计算机是用来模拟现实和解决现实问题的。所以,计算机思维是和现实极为紧密的,而现实的关系又是错综复杂的。所以,我们无法避免信息的冗余,乱入的信息会随机出,无法意料的自由组合。这也是为什么,数学的正确和错误清晰而明确,但计算机就无法保证绝对的正确,只能说目前没有错误,Bug永远存在需要不断的修复。因为现实变化了,计算机映射的思维模型就要跟着变化。

数学思维的抽象,服务于寻找逻辑和证明猜想,计算机思维的抽象,服务于解决现实问题和提高模拟现实的程度。两种抽象思维的相似之处,就是都是为了找到事物之间的本质关联,而不同之处就在于,计算机思维需要有对生活的理解,有对现实问题的体验经历,并且和个人品位生活的能力息息相关,数学思维则对现实生活的要求不高。所以,大数学家可以是疯子、社交障碍、精神分裂、或是抑郁症,但计算机科学家则必须从现实出发,经过抽象解决问题后,再回归到现实。

关于逻辑。其实,逻辑就是事物之间的关系,而掌握了关系的触发条件,就会被看成规律。为什么按照逻辑,应该是这样的,为什么你的逻辑是对的,为什么他的逻辑就是错的,就是因为逻辑本质的关系是物质所固有的(但不同的角度看同样的关系,可能会有不同的逻辑)。在相同的环境和条件下,关系所呈现的规律被观察、被体验、被总结、被验证,从而最后被理解和掌握。每每当我们对规律有了新的认识,就相当于重新定义了关系,过去的逻辑就会被推翻,新的逻辑就会被建立。那么逻辑推理,就是根据经验数据,对关系进行猜测,猜对了关系就是规律,猜错了就是毫无逻辑。

数学研究结构和关系,而现实世界就是由结构和关系构成。这里就是有意思的地方了,现实是完美运行的结构和关系,而数学是在人脑里模拟探索的结构和关系。所以,数学可以成为计算机科学的工具。当计算机科学在某个方面无法抽象和映射了,这时候就需要等待数学同步意淫出来和现实世界一样逻辑原理的结构和关系,比如人工智能就是。 现实在随机发展,数学在随机猜想,而数学又是现实的一部分,这就像是计算机运行的原理,充满了递归。那么,人脑像个计算机,人脑也像个宇宙,宇宙发明了人类,人类发明了计算机,人类能否用计算机递归发明人脑,现在不就在这个方向发展么?(数学的本质是什么?数学与物理有什么内在的关联?(修订版))

计算能力不是产生智能的本质原因。人类大脑的计算能力有限却有逻辑推理能力。目前计算机的计算能力远远超过人类的计算能力,却无法产生类似的学习和逻辑推理能力。但有一点计算机和人脑是一致的,就是信息通过二进制0和1(比特)来存储传递和表达。而算法和结构有一个关系,就是结构越复杂算法就可以越简单,结构越简单那么算法就需要越复杂。所以,人类大脑的智能是因为大脑的结构非常复杂。对比计算机的结构如此的简单,是把复杂的算法都转移到了程序设计上面,也就是让人类的大脑来产生。未来人工智能能够像人类靠近的话,需要的不是计算能力而是一个复杂的硬件结构。并且人类的逻辑思维和智能的演变与人类使用的语言密切相关,所以人工智能也是需要配套的和人类语言差不多的编程语言出现(没有对应的词汇,智能就无法表达)。当然,也不排除未来人工智能可以发展出有别于人类智能模式的智能,比如变形金刚。

关于编程和数学。虽然,数学是计算机的工具,在思维的本源上有相似性和共同性(编程语言与数学语言)。但编程和数学不同的思维模型,说明了它们在上层需要构建各自不同的技能树。而学习和掌握一个技能点需要花时间练习,从而在大脑中训练出特定的结构。所以编程与数学不可能做到学一个,另一个就自然而然地掌握了。但编程需要数学,数学则不需要编程。

关于数学。纵然数学是工具是基础是上层的依赖,但并不是说,数学就高于一切,优于一切,是最强大的。最基础是必要的最开始,但不一定就是最强大的。比如,沙子是建筑的基础但不能代表建筑的价值,无机物是有机物的基础,有机物是生命的基础,但生命的价值必然高于无机物。发展的过程,环环相扣,关系的道路上谁也少不了谁,基础代表必要,发展代表未来。

最后,比特是信息的基本单位,结构和关系是信息的属性。计算机的伟大之处,就在于以二进制系统为基础,使用比特去描述和映射世界,而万物皆比特。

结构是固有存在的,关系是观察者从某一个角度观察结构所看到的结果,并且这个角度看到的关系是可以被观察者所理解和可感知的。这里的可感知——即是可以被人体的感觉系统(如视觉、听觉、触觉等)所处理的。那么就肯定存在,有些(甚至是大部分)结构所呈现出来的关系,是无法被理解和可感知的。而从不同的角度去观察相同的结构,也会得到不同的关系。

「逻辑是信息结构的属性」

计算机思维 / 数学思维 / 逻辑 / 结构

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