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中国人的数字运算机制的探讨(10:00 a.m. ,Wednesday , Mar. 30, 2016)
发表时间:2016-03-29 阅读次数:756次

时间:      10::00      周三    2016.3.30               

报告地点: 复旦大学光华东主楼2201

题目

中国人的数字运算机制的探讨

 Study of the brain mechanisms in the arithmetical operations of Chinese

摘要:

        中国文字是一字一音的方块字,而西方则是拼音式、一字多音的文字,在此基础发展出来的数字计算可能会有不同。中国可能因为一字一音的方便性发展出听觉式运算机制,因而利于算术、演算。而西方可能由于文字特性较不利于听觉而倾向于视觉式运算,因而利于几何、系统。造成中国古代数学在代数方面有重要的成果,解方程方面的成就超越过同时代的其他地区与文明。

 

报告背景:

       一 般人来在做计算时,内心一定有一些声音,即使你看到是冷冰冰的数字,内心还是有一些声音。所以我就在想,人在做计算时是不是用声音来当辅助?就这一点来 说,由于外国人的数字表达不像中文是一字一音,所以在用声音来辅助学习时一定比较慢。也因此,外国人在计算能力上通常比不方中国人。那他们怎么补救这一 点?会不会用视觉来辅助?也就是说,外国人怎么跳过听觉来做计算?这也是外国为什么推行建构式数学的原因。在做乘法运算时不断的用累加的方式做运算,在累 加的过程中学生经由图象的辅助来学习乘法这件事。大致上来说,外国人一般是用视觉来辅助的!有一本书「数字感」(Number Sense),在书中作者提到:他问读者,是否在做6,7及8的乘法时会比较难?对中国人来说,在学习过九九乘法程后 我们根本体会不到差别。所以,我个人认为外国人在做乘法时是用视觉来辅助。也就是说,用听觉来学习数学对外国人是不利的,所以他们的教学都是以视觉辅助为主。所以,我在此提出二个名词:「视觉式运算机制」和「听觉式运算机制」。这件事是否为真?当然要靠科学理论来证明。尤其是近年热门的「脑认知科学」,藉由先进的fMRI设备,可能让我们解开这个谜题!所以,我的想法是我们找人来做fMRI的实验。当我们问他一些计算问题时,看他大脑活动的部位是否因「视觉式运算机制」和「听觉式运算机制」学习的过程而有所不同。这方面的试验不知道是否有人做过?外国人可能做过类似的试验,他们大概认为不论什么人种的运算机制应该都相同。但我相信他们没有考虑过语言对数学计算影响,像中国人一般来说运算时间都比外国人快,一定会有原因的。若实验结果,真的是有差别,那我们一贯向英美学习的教育理念、数学的课纲可能都要检讨。因为西方的教育方式是适合他们用「视觉式运算机制」的主轴下设计出来 的教育体制,但这对中国人来说是不适合的!因为中国人是用「听觉式运算机制」来做运算的,所以我们应该设计一套适合中国人的教育体制。

 

报告人简介:

嘉宾:  张耀祖教授

               义守大学应用数学系副教授兼系主任

 
个人成就简介
        2003年与国际著名的编码学专家、义守大学电机信息学院院长张肇健教授(T. K. Truong)合作,共同領导义守大学的编码团队,从事编码理論的研究工作。该团队以我提出來的构想以及所写出來的一个关键算法,经过一番努力、克服困难,成功地以Berlekamp-Massey 译码法來解出包括编码学界重要大老 Berlekamp 在内普遍认为难解的平方剩余码(quadratic residue code,下文简称为QR 码)。这是一个好的、硬件容易实现的译码法。目前已经得到的成果是:成功地完成码长分别为71, 79, 89, 97, 103 和113的解碼工作(因此,所有码长小于113的QR 码都已经成功解碼),論文发表在著名杂志IEEE Transactions on Communications 及Transactions on Information Theory。
        综合而言,平方剩余码这个在1958 年由Prange 提出來的难解好码,在1990 年由RS码(Reed-Solomon code)的发明人、编码学大师Reed 教授等南加州大学学者解出码长31 的码开始,之后他们又解出了码长分别为41、47 和73 的QR 码,接下來的码长71、79、89、97、103 和113 的QR 码都是由义守大学的编码团队解出來的,都是第一次出现在世人面前,算是解决了包括编码学界重要大老Berlekamp 在内普遍认为平方剩余码难解的难题,这为华人在纠错编码这个領域抢得了一席之地。于2007/08年发展出新型译码算法,堪称为全球最快的译码算法(于2011年取得美国专利,也获得台湾和大陆专利)。该算法可解任何线性码、循环码,当码长不超过256的情形下,效果极为惊人;以著名的葛雷码(Golay code)为例,我们的译码器,速度比网路上某外国公司的快100倍,芯片面积也更小。从理论上看,没有更快的解碼方法了。个人认为,将來许多信息产品的标准规格,会因为这个技术而重新制定(之前不知道能纠多错的纠错码的译码速度可以这么快)。这是一项革命性的突破,对一切數字相关产品讲求处理速度的今日,采用此核心技术,可以让台湾产业界开发出高度竞争力产品,可以提升产业的技术层级、增加产业获利效益,打破以往技术核心掌握在别人手中而任人予取予求的窘境。2011年取得美国专利之后,曾与国内某家DRAM公司的研发部门以及及另一家随身碟业者接触过,了解现行的技术及遭遇的困难,更加深对我们技术的信心,我们的译码器可以应用在这两个重要产品,以提升效能、增加竞争力。
 
 

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