第九周：计算与预测
关键词
正文
学校当前的目标是培养可满足未来需求的学习者
学校=未来实验室
--顾学雍 2015.11
引言
随着人类需求的增加、科学技术的飞跃发展，我们对未来的渴望、与人类的先知天性凸显的也越发明显。而实际上我们人类从刚刚起源就从未停止过对事物的计算、预测步伐，而这也许是为什么我们得以快速发展并持续高速进化的原因之一。
“计算”-人类的天性
在数学领域里，计算是一种将单一或复数之输入值转换为单一或复数之结果的一种思考过程。而今天我们要在这讨论的问题绝非仅限于数码之间的简单或复杂的逻辑运算，也区别于我们所说的算计。我们要讨论的是基于原有数据（库）的解析与运算得出相应结论并对一个事物进行预测的全过程。这里的计算虽然与数学计算不同，但随着需求的更替对数学计算的依赖性也越来越大。
| 计算的发展 | 数学（计算机）领域 | 对事物的预测 |
| 公元前5世纪前 | 常量数学时期 这个时期的基本的、最简单的成果构成中学数学的主要内容。这个时期从公元前5世纪开始，也许更早一些，直到17世纪，大约持续了两千年。这个时期逐渐形成了初等数学的主要分支：算数、几何、代数。 | 前期，通过对经验的积累以及失败或成功的教训对相似的事物进行推理预测。诸如：作战。也不乏迷信的预测方法：观天象、掷签等。
后期，可通过对原有事物、数据的简单分析对类似事物或相似情形进行预测。 |
| 17世纪----19世纪上半叶 | 变量数学时 变量数学产生于17世纪，大体上经历了两个决定性的重大步骤：第一步是解析几何的产生；第二步是微积分（Calculus），即高等数学中研究函数的微分、积分以及有关概念和应用的数学分支。它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微分学、积分学及其应用。微分学包括求导数的运算，是一套关于变化率的理论。它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学，包括求积分的运算，为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。 | 已经能通过数学分析的方法，将事物的特征数据化，并进行复杂运算，通过解方程的方法得出结论，从而对事物进行直接预测 。如：天气预报的产生。 |
| 19世纪上半叶---现在 | 现代数学时期 大致从19世纪上半叶开始。数学发展的现代阶段的开端，以其所有的基础--------代数、几何、分析中的深刻变化为特征 | 能通过建立在数学运算基础上的计算机进行信息处理、整合；建立模型对事物的发展进行模拟；基于大数据的运算结果。 |
范式的广泛存在性
范式是科学的基础。具有两个特征，一是能吸引一批坚定的拥护者，使他们脱离科学活动的其他竞争模式；二是，足以无限制地为重新组成的一批实践者留下有待解决的问题。一个范式成熟的标志是形成了自洽的语言系统，其中包括：ontology，structure, orientation. 如果我们将整个世界比做一个巨大的机器（足够大），那么我们为了让这台机器运转，就离不开各个零件、部分的正常独立的运行以及整个系统的融洽性。我们又注意到世界这台机器的功能并没有限定，这也就意味着我们可以在任意一个适合的位置添加零件。而这每一个可以独立运行的零件就像实体存在的范式。我们可以看出任何一个具有特定功能的相对独立的体系都会存在一个最适合它运行并实现其特定功能的系统。当然作为一个可以正常运行的体系，其内部结构必须首先是融洽的。又由于体系存在的广泛性我们可得出范式的广泛存在性。
范式建立的优越性
400px 毫无疑问，一个范式的建立过程必然伴随着体系自身的优化过程。随着我们对一个体系的认识加深，我们就会更好地理解这个体系自身的特点从而制定出适宜的范式。从某种意义上讲，一个范式建立的过程正是一个体系扩充直至成熟的过程，而范式的建立也是体系成熟的标志。所以从这个意义上讲范式拥有无可置疑的优越性。
范式举例
- 人类的预测（计算）发展过程无疑是一个预测范式的建立过程，我们也可以肯定的说随着这个体系的不断完善我们可以做到较准确地预测未来。当然在这我们并没有否定量子世界不确定性的存在，但是我们并不排除随着我们对微观世界的逐步探索也许有一天我们可以不依据原有数据的积累运用统计学的原理就能准确判断事物的发展方向，并对事物进行准确预测。
- 上图就是一个相对成熟的用于开发满足客户产品的范式。当然我们可以肯定的一件事是上面的范式不仅仅适用于此种条件。明确要求、探明条件、解决方案、实施计划；这几乎可以作为我们完成任何一件事的范式。
参考文献
- 顾学雍课件
- http://baike.baidu.com/ 百度百科
- http://baike.sogou.com/Home.v 搜狗百科