可视化推动科学发展

我们常把人脑当做一个单一的器官,其实它是一个多种模式的复杂组合,会用不同方式处理不同信息。世界通过两个小小的虹膜在我们的视网膜上形成二维的图像。以某种方式,我们能毫不费力地从这些二维图像里实时地构建出丰富多样的物体。人类在这方面的能力依然远远超过目前最强大的计算机。人脑的其他部分也有特殊的优势,可以以解析的方式处理更为抽象的符号信息,这些信息包括数学公式和逻辑结构(比如族谱、处方或计算机程序)等。

披头士教我做科研

我在高中参加的摇滚乐队乏善可陈,但从披头士乐队身上,我学到了一点,并且受益终生。记得我在电视上看过他们早期的一场新闻发布会。一位记者问道:“你们平时花多少功夫练习乐器?”约翰•列侬(John Lennon)微笑着答道:“从不。”整个会场一声惊叹,同时夹杂着一些笑声。列侬继续解释道:“我们只是创作新歌然后去台上表演。”

欧几里德的几何时空

公元前约300年,古希腊数学家欧几里德写下了他著名的《几何原本》(Sements)。这本书是思想和表达方式的不朽之杰作。它以几条明确设定的、不言自明的公设或公理为前提,通过演绎与推理,得到了丰富的、强有力的、甚至惊人的结论。《几何原本》不仅是空间几何与测量科学的好教材,也广泛用于培养与提高学生的逻辑思维能力。两千多年来,尽管期间有发展非常缓慢的阶段,科学已经有了非常大的进展,而欧几里德几何,尽管有些缓慢的拓展与变化,却延续至今。

冷而酷的物理

孕育了众多新物理的极低温,或许也是计算机技术取得新突破的关键。现代制冷技术在很多方面改变了我们的生活。借助冷藏技术,我们得以品尝到来自全球各地的食物--无论是当季的还是反季节的;有了空调,家和汽车也变成了三伏天的避暑场所。

纠错之错

当最先进的计算机还是一个由大量真空电子管组成的庞然大物时,整机需要塞满几个房间。此时,计算机的设计师还必须认真地考虑真空管的局限性。因为这些真空管易损耗,甚至会突然完全失效。部分受到这些问题的启发,约翰•冯•诺依曼(John von Neumann,被后人称为“现代计算机之父”)等人开创了一个新的研究领域。