12堂趣味邏輯課 - (EPUB全文下载)
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书籍内容:
目錄
文前
前言 生活中,邏輯無處不在
引言 一種更高效的思維工具
第1課 配對 別笑,這個低效的人可能就是你
第2課 查找 男人和女人逛商店的邏輯不一樣
第3課 排序 用這個方法,我玩拼圖就沒輸過
第4課 關聯性 讓路癡不再迷路的方法
第5課 信息拆分 外賣送到家之前都經歷了什麼
第6課 解決問題 順籐摸瓜的方法特別低效
第7課 高效表達 讓別人讀懂你的言「外」之意
第8課 推進項目 怎麼在上班時間完成所有工作
第9課 重組信息 據說記憶大師都是這麼記東西的
第10課 提升效率 寄快遞時怎樣快速找到合適的箱子
第11課 設定目標 這樣給文檔分類能節約大把時間
第12課 運用邏輯 生活中的每個場景都能找到邏輯
結語 常規方法之外,還有另一種解決問題的方法
名詞解釋
鳴謝
文前
你可以終日在知識的海洋中遨遊,卻不會因此而弄濕自己。
——諾頓·加斯特《神奇的收費亭》
前言 生活中,邏輯無處不在
不知你是否聽說過以下有趣的故事:著名物理學家理查德·費曼(Richard Feynman)在看到有人將盤子扔到空中後受到啟發,從而創造出了榮獲諾貝爾物理學獎的方程式;約翰·馮·諾依曼(John von Neumann)依據一位朋友關於人腦記憶儲存的理論模擬出了計算機的存儲模式;查爾斯·達爾文(Charles Darwin)在動物園看到的一隻猩猩像孩子一樣的頑劣,進而衍生出了進化論的想法。費曼、馮·諾依曼、達爾文還有很多其他偉大的科學家其實有一共同點,那便是在他們的眼中,物理、數學、科學無處不在,時時圍繞在他們的生活之中,遠遠超越了實驗室的方寸之地。
縱然你沒有要得諾貝爾獎的壯志,在日常生活中,你也可以通過算法建模的方法來解決問題。事實上,算法模型的應用在不經意間已經融入了人們的生活,用於解決各種各樣的問題。比如,在一堆衣服中找到一雙襪子,決定什麼時候去雜貨店,如何安排當天的任務排序等。算法是一系列解決問題的清晰指令,代表著用系統的方法描述解決問題的策略機制,它從一些輸入開始,止於一個輸出,這就是算法的特性。有趣的是,現存公元前1800年到公元前1600年左右的古巴比倫碑上就留下了類似的痕跡。古巴比倫人在石頭上記載了他們的決策過程,例如復利或者測量出水池的寬度和長度、根據高度來計算容積的方法等。這也就是說,古巴比倫人的程序是由一系列明確的指令和步驟構成的:他們有輸入,也有輸出,最終得到結論後終止,且結論為有效。因此,算法可以說是由來已久,在過去幾個世紀裡,無數的數學家、科學家為這一學科奠定了基礎。而在計算機科學誕生之後,這些特徵變得尤為重要——正是這種特點可以讓計算機通過人為控制的方式來執行任務。
儘管算法在我們的生活中如此重要,但關於算法的討論往往聚焦於複雜的細節之上——「怎麼做」,從而忽略了算法帶來的實際的應用效果。我們剛剛提到的看似簡單的日常工作,可以通過多種不同的方式執行。我們對實際應用的意識越強,便越能以最有效的方式來發揮所長完成任務。想想看,這種意識就像是強化了我們的直覺一樣。這便是我寫這本書的靈感來源。本書旨在通過強調解決日常任務的不同方式來向讀者介紹邏輯算法思維,並指出這些方法彼此間的相關性。例如,尋找一件適合你的襯衣時可能有兩種方法,用圖形表示出來就如下圖所示。[1]
這些線條的表現形式名為線性方程和對數方程,關於這兩種模型,本書將會進行集中整理和探討。對於有些事情來說,這兩種方法是有可比性的,需注意的是隨著事件數量的增加而發生的變化。本書重點選擇了12個人們熟知的場景,如客廳、裁縫店和百貨商店。在每一個場景中,我們都有很多潛在任務需要完成。在每個案例之後,會有一段場景描述、評論和開放討論,將這些應用場景與計算機科學的具體概念相關聯。此外,本書還會介紹至少兩種可行的解決方案來解決基本任務。一種方法速度較慢,另一種較快。通過這種對比的方式,向大家揭示邏輯算法思維的優勢,雖然這聽來有點挑釁的意思。本書的標題受計算機科學家唐納德·克努特(Donald Knuth,中文名高德納)的啟發,他認為邏輯算法是「好的」,是一種更加快速而有效的解決方案。[2]
[1] 本書中的所有線條都是基於重對數圖尺繪製的。
[2] 在這裡需要強調的一點是,在生活中,這些好與壞的定義並不能一概而論,比如在學習的過程中,「快」就不是一種美德。經驗告訴我,在任何學習過程中,都不可拔苗助長,因為欲速則不達。
引言 一種更高效的思維工具
為何要強調相對性?
對比的效果令人震驚。對於大部分孩子來說,人生中首先學會的往往是抽像的概念,例如大和小。比如,當一個孩子問「在自然博物館裡的泰坦龍有多高」時,如果你回答「小一些的有17英尺(約5.2米)高」,對他們來說,這樣的回答並不具有實際的意義,因為他們並沒有這種具象的概念。對孩子而言,或許這樣的回答才更有意義——「如果蘇珊女士、瑪格麗特女士和雅沙先生依次站在前一個人的肩膀上,那麼雅沙先生可能剛好夠到泰坦龍的下巴。」
或許,以相對大小的模式來進行思考是我們與生俱來的能力。近年來的實驗似乎表明,嬰兒在面對圖像變化時,要比面對圖像數量的變化時,大腦活動更強烈。還有一些針對偏遠地區人口進行的研究實驗表明,沒有受過正規教育的人,對於數字也有數量級大小的概念。這似乎是一種人類與生俱來的直覺。
有一類人希望將這種直覺放大,為大家所用,這類人就是計算機科學家。正是這種與生俱來的「直覺」給了他們認知能力和快速解決問題的能力,並且這種方式在解決問題時,比其他方法更有效。這一結論給我們帶來了啟發,在深挖某一領域時,以相對的邏輯思維模式來看待事物,也會是一種非常有效的方式。如果把這種相對的邏輯思維模式看作一種在小學時學到的數學符號,這種符號會在求學生涯中一直延用下去。
這一理念是我撰寫本書的動機之一。在過去很長一段時間裡,尤其是在學校求學期間,我一直在運用對比、預估和近似值的方法來理解各種概念,但我一直不敢向別人承認,因為這看起來似乎並不是一種高級的學習方法。直到我讀了《量子怪傑:保羅·狄拉克傳》(The Strangest ............
书籍插图:
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