怪不得老司机解题都用它，WolframAlpha的算法原来这么牛

不知从何时起，WolframlAlpha已经横扫了美国教育系统，成为大学生和高中生做作业的必备工具。它不但能提供习题的答案，还顺带给你完整的解题步骤。

想必留学党对这个软件不会陌生，想当年小编上AP Calculus（美国预科课程的微积分）的时候，就用这个程序混过了很多次习题集和自测卷。有了它，妈妈再也不用担心我的GPA……

对于没用过的同学，我们在这里也要安利一下。WolframlAlpha长这样：

图丨WolframAlpha搜索首页截图

 

在搜索栏内直接输入文字题目、算式、甚至图像，它都能帮你查出来、算出来甚至画出来。

做历史题的时候，你可以问它“权利法案是谁写的？”；如果在三维坐标系里画图，直接输z=x^2+y^2（它会把三维函数图像、等值线图、实虚根、定义域和值域、奇偶性以及导数函数等等你能想到的所有信息都给你）；当然什么矢量啦、积分啦、矩阵啦、线性回归啦都完全OK。 

图丨在WolframAlpha输入z=x^2+y^2得到的图像

那么问题来了，美国老师如何避免学生用这个程序作弊？

在常规的计算器中，输入问题是得不到步骤的，我们只能根据程序给出的答案检查作业，而不能做到一步一步地抄袭。而WolframAlpha却让这成为了可能。使用该网站很难被老师察觉，它也就逐渐成为了作弊的常用手段，特别在一些好学生当中可谓用得得心应手。

当然除了WolframAlpha之外，我们还有CliffsNotes、SparkNotes和维基百科等其他小工具收藏在浏览器的书签里，以备不时之需。但是，在搜索性能和计算能力上，WolframAlpha仍然是首屈一指的神器。

图丨WolframAlpha输入z=x^2+y^2的各种功能

也许你不知道，如此强大的性能其实都源于WolframAlpha内置的人工智能语义分析技术。

语义分析使WolframAlpha能分解输入的词条，包括等式和像“美国总统是谁？”之类的语句，然后在其庞大的数据库中交叉对比词条。这个数据库包括地质探测图、元素周期表、人体基因、历史上的气象数据等等上千个话题，WolframAlpha把它们集成在一起，为用户提供答案。

然而，系统的运行仍有限，并不能回答所有问题，也不能以人类交流的自然语言回答所有问题。但好处在于，WolframAlpha的搜索方式虽然和Google相似，但它只会给出唯一的答案，而非无数页搜索结果。

甚至是Siri都依赖着WolframAlpha背后的主要引擎——Mathematica，作为搜索工具。

图丨Mathematica 11

在科学计算领域，Mathematica对许多科学家和工程师来说都是最强大、最综合的搜索引擎，它的首个版本在1988年发行。

除了搜索功能，Mathematica也是一个非常强大的编程语言，其操作对象不仅限于特定数据模式（比如数字和字符串），还能以多种结构表达公式和数据，比如对非数值数据建立逻辑结构、为其他程序编写表达式等。

Mathenatica在符号学上的特性使其达到了一个前所未有的兼容度，能与系统的其他算法和数据相互调度融合。因此，五百万行的Mathematica程序语言在WolframAlpha上的执行能力能够媲美一千万行的基础系统编程语言（如 C语言、Java或Python）。

图丨Mathematica官网截图

搞笑的是，Wolfram|Alpha的创始人Stephen Wolfram到了四十岁还不会算竖式除法。和我们大家一样，他儿时对数学有着痛苦的记忆，而且他从小感兴趣的科目是物理，并且在15岁就已经开始发表论文了。

虽然Stephen Wolfram对物理概念熟悉，但数学运算挡住了他进步的道路，于是他弄来了一台电脑，打算用编程的方式解决这一难题。在把公式编入程序之后，他就能静下心来想他的物理问题了。于是，在1981年，当Wolfram凭借编程获得麦克阿瑟天才奖时，他才21岁。

图丨WolframAlpha创始人Stephen Wolfram

但是，这一本应为科学献身的程序却使Wolfram和所谓的科学渐行渐远。Wolfram开始沉迷于计算机上的复杂系统和操作计算系统的程序。五年后，Wolfram开始开发Mathematica，并在1988年发布了这一程序。

Wolfram从未想过他的程序会以现在这种方式造福广大亲(lao)少(si)年(ji)，但是他对此也毫不在意。他抨击了那些利用WolframAlpha作弊的人，说“机械性地学习数学是很低级的。相反，我们应该学会编程的思考方式，把自己的想法程式化，并让计算机明白你的思想。”

学了代数几何不能让你在当今的世界飞起来，但是编程可以。Wolfram认为，如果学生能掌握这一点，他们也就离人生赢家不远了。

-End-

参考：

http://blog.wolframalpha.com/2009/05/01/the-secret-behind-the-computational-engine-in-wolframalpha/

https://www.wired.com/story/ai-is-making-it-extremely-easy-for-students-to-cheat/

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