Wolfram語言被用在各種領域,用於許多不同的目的。我們爲我們的産品在多個學科中的廣泛應用感到自豪,並(bìng)很高興與大家分享 Wolfram 語言用戶的七本最新書籍。書的主題包括社交網絡、通信、計算折紙和生物科學。我們還榮幸地與兩位作者讨論瞭(le)他們在Mathematica和 Wolfram 語言方面的項目和經驗。
《分析社交網絡中的叙事》
Zvi Lotker 博士是《分析社交網絡中的叙事》的作者,是以色列巴伊蘭大學工程學院的副教授。他擁有本古裏安大學數學和計算機科學雙學士學位以及工業工程學士學位,以及特拉維夫大學數學碩士學位和分布式算法博士學位。主要研究領域爲通信網絡、在線算法、傳(chuán)感器網絡和社交網絡。2018 年,他被授予SIROCCO 分布式計算創(chuàng)新獎。
圖書出版商施普林格表示,《分析社交網絡中的叙事》強調社交網絡的講故事方面,以及通過整合叙事、動态網絡和時間來建立叙事與社交網絡之間的聯系。它在文學、數字人文和社交網絡之間架起瞭(le)一座橋梁,並(bìng)試圖用數學術語表達社會和哲學結構。通過使用文學網絡及其附帶的叙述,本書爲社會網絡分析提供瞭(le)一種新穎的方法。
我們採(cǎi)訪瞭(le) Lotker 博士,讨論瞭(le)他的最新著作、他在 Wolfram 語言方面的經驗以及他對社交網絡分析的創新和跨學科方法。
問(wèn):您是如何第一次接觸(chù) Mathematica 和 Wolfram 語言的?
答:我是 Mathematica 的忠實用戶。我從1992 年的2.0 版本開始使用它。一個兒時的朋友向我推薦瞭(le)這個程序,從那時起我一直在密切關注它。Mathematica 在我的整個職業生涯中一直伴随著(zhe)我。我在學生時代就使用過它,今天在我的研究中使用它。它對我的工作産生瞭(le)重大影響,因爲當有新版本可供使用時,我往往會受到啓發,朝不同方向進行研究。我可以肯定地說,如果沒有 Mathematica,我的書就不會寫成。
問:您的書對(duì)社交網絡分析的文獻有何貢(gòng)獻?
答:我的書中有很多新概念,比如主觀時鍾、社會理性、沖突函數和高維時間框架。在我看來,它也是第一個在社交網絡語境中區分頻率圖和距離圖的方法。但我的書最重要的貢獻是将社交網絡與叙事聯系起來。允許機器處理叙事,給瞭(le)我們工具來研究哲學問題,並(bìng)以計算機科學至今還無法做到的方式與人文學科進行互動。它使我們能夠擴大我們可以使用社交網絡調查的問題的範圍。
問:您的書與其他有關(guān)社交網絡(luò)分析的著作有何不同?
答:通常,社交網絡分析會獲取社交網絡並(bìng)對其進行分析。相反,我試圖開發工具和定義以允許其他人去分析叙事網絡。我探索瞭(le)諸如以下問題:什麽是故事?故事什麽時候開始,什麽時候結束?我們如何定義和計算沖突?我們如何在叙事中代表善與惡,這對人和機器的道德有何看法?
這些文學問題尚未在社交網絡的背景下提出,但這樣做可以極大地豐富該領域,因爲它可以在其背景下構建我們擁有的任何數據。例如,我發現社區檢測由於(yú)解釋自由而不适用於(yú)叙事,這在叙事中是必不可少的。我的書使用錨點和新的沖突函數解決瞭(le)這個問題,這些函數通過允許解釋自由來擴展社區檢測的定義。
問:您在本書中採用瞭(le)獨特的方法。告訴我們更多關於(yú)您如何使用文學研究社交網絡的信息。
答:在科學領域,我們的目标是找到一個真正的答案。在文學中,人們接受甚至呼籲一系列的解釋和答案。這就是我們在上一個問題中提到的解釋自由。将這兩種觀點(diǎn)結合起來對我來說很困難,因爲我也持有計算機科學的確(què)定性态度。
我通過讓人類與機器進行對話來克服這種不和諧。這個過程的關鍵是定義人類和機器都能理解的概念:錨、時鍾和沖突等概念,可以用數學和對話方式表達。機器喜歡計數和處理,而人類喜歡分類和提問。在兩者之間的對話中結合雙方的優勢,豐富瞭(le)互動中的每個人,並(bìng)使我們能夠在叙事中看到我們原本無法看到的事物。我喜歡書中的一個例子是對科波拉的《教父》的分析,它揭示瞭(le)康妮和邁克爾之間鬥争中新的女權主義方面。
問:讀(dú)者在日常生活中會(huì)如何使用您書中的内容和結論?
答:講故事是人類體驗的基石。可以使用這些新工具查看任何叙述——甚至客戶服務互動或睡前故事。我的書是一個工具箱,它提供瞭(le)與我們的叙述互動的新方法。有些,例如我在第 14 章中對時鍾的研究,很簡單,可以在高中文學課堂中使用,而另一些則可以用於(yú)學術研究,以賦予人文科學更多的定量品質。它允許科學家、數學家和工程師使用他們最熟悉的工具以他們自己的方式與藝術互動。我的目标是擴展和連接數字人文學科的雙方,我和那些跨越這座橋的人一樣感到高興。
問:您的書涉及多個(gè)領域。告訴我們更多關於(yú)數學、文學、數字人文和社會科學如何與您的工作相交的信息。
答:本書位於(yú)一個交叉領域:計算機科學、人工智能、心理學、社會學和哲學。叙事是一個跨學科的複雜問題,它涉及所有這些學科——是的,甚至是計算機科學。參(cān)與叙事的技術經常被忽視,尤其是在人文學科中,但它一直存在,無論是講述故事的火,寫字的紙,還是将書籍帶給大衆的印刷機。
既然智能機器技術在大數據時代已經與我們的生活和叙事更加緊密地交織在一起,那麽将其與我們的叙事分析相結合就顯得尤爲重要。主觀時鍾是這種合並(bìng)的一個例子。他們受到心理學的啓發,考慮到人類忘記不重要的時間跨度和記住我們個人生活叙事中的關鍵時刻的經驗。引入社交網絡後,這些主觀時鍾已成爲瞭(le)解人類和我們的社交互動的重要工具。
問(wèn):本書(shū)中如何使用 Mathematica 和 Wolfram 語言?
答:我的研究過程在很大程度上依賴於 Mathematica。我通常從一個想法或一個研究問題開始,然後收集相關數據。就我的書而言,通常是規範的戲劇和電影劇本。然後我使用 Mathematica 處理數據,最後生成總結該過程的圖像。使用圖像,我可以驗證過程的合理性並(bìng)丢棄不合邏輯的猜想。當我有瞭(le)最終的圖像時,我會進行寫作。這本書就是這樣誕生的。
我書中的所有算法和圖形都是使用 Mathematica 編碼的,該程序在我的研究和寫作過程中爲我節省瞭(le)很多時間。在過去的三年裏,我在教書時也使用瞭(le) Mathematica。向學習本書的學生介紹Mathematica ,他們喜歡在工作中使用它。機器學習尤其受到學生的喜愛(ài),他們在叙事語境中探索它時會感覺非常有趣。
問:請告訴我們更多有關您在 Bar-Ilan 大學擔(dān)任教授的經曆以及您是如何對撰寫有關社交網絡的文章産(chǎn)生興趣的。
答:我有閱讀障礙,但我一直很喜歡故事。當我還是個孩子的時候,我夢想開發一種機器,可以給我寫和讀故事。我也對電影、數學和書籍充滿熱情——即使接觸它們對我來說有困難。當我後來休假時,我想重溫那些童年的夢想。我想看看我是否可以讓機器理解故事。我開始嘗試這個想法,並(bìng)看到它是可能的,而不僅僅存在於(yú)科幻小說中。
我的書就是那個夢想的結果,它通過社交網絡和計算機科學變(biàn)得可行。動(dòng)态社交網絡是叙事中人物之間關系的完美模型,是計算機可以操縱和理解的離散對象。我目前的夢想是人們,即使是那些有閱讀困難的人,也能使用我書中的工具來教授和讨論文學,這樣做會爲其他人開辟新的閱讀和欣賞故事的方式。
《具有軟件支持的離散數學》
Enrique Vílchez Quesada,《具有軟(ruǎn)件支持的離(lí)散數學》
的作者,是哥斯達(dá)黎加國立大學(UNA)計算機科學學院的正教授。他擁有UNA數學教學學士學位和UNA信息學院教育技術與信息學碩士學位。Vílchez Quesada 是多個(gè)與教育數學、教育計算和應用數學領域相關的會議的國際講師。
他的書《具有軟件支持的離散數學》通過經典理論、示例的開發和免費使用包VilCretas的教學應用解決瞭(le)與離散數學相關的基本内容。VilCretas 由作者創建,向 Wolfram 語言添加瞭(le) 230 多個命令,並(bìng)允許學生與數學對象進行交互,支持基於實驗和分析的課堂過程。
我們有機(jī)會(huì)與 Vílchez Quesada 談論他使用 Wolfram 語言的經驗、他的最新著作、VilCretas 軟件包和他的教學理念。
問(wèn):您是如何第一次接觸(chù) Mathematica 和 Wolfram 語言的?
答:大約 25 年前,我在 UNA 學習數學時開始使用 Wolfram 技術。原則上,我對它的使用主要集中在技術上,即學習在教育環境中通過某些應用程序使用基本命令。之後,在哥斯達黎加的不同大學擔任教授,如哥斯達黎加理工學院(ITCR)、哥斯達黎加大學和UNA,我是UNA的終身教授。我一直在使用 Mathematica 在基礎數學、微積分、線性代數、統計學和離散數學課程中進行不同的教學創新過程。這些項目經過多年的發展和各種擴展,對 UNA 内外學術工作的改進産(chǎn)生瞭(le)直接影響,展示瞭(le) Wolfram 語言在多個内容領域的教學質量。
問:請告訴我們更多有關(guān)您使用 VilCretas 的開發(fā)過程的信息。
答:在 EIF-203 計算機科學離散結構課程中,該主題是 UNA 信息系統工程課程學習計劃的一部分,開發瞭(le)一個名爲“VilCretas:A Didactic Resource through the在 EIF-203 課程中使用 Mathematica 軟件。” 該項目的主要目标是設計一個針對 Mathematica 程序的軟件包,該軟件包将作爲教學資源來教授離散數學課程,並(bìng)分析通過使用所述軟件包實施的計算機輔助策略的優缺點,以評估其教學效果。
名爲 VilCretas 的軟件包集成瞭(le) 233 個功能,這些功能面向課程内容和具有類似屬性的任何其他主題的教學工作。每個命令的開發周期包括它們的設計、編程、集成到包中、實現和測試。VilCretas 側重於(yú)以下内容領域:遞歸、遞歸關系、算法分析、二元關系、圖論、樹理論、機器和有限狀态自動機以及語言和語法。通過案例研究驗證瞭(le)其從教育角度來看的有效性。
問:來(lái)自 VilCretas 的新命令如何幫(bāng)助和增強 Mathematica?
答: VilCretas 是一個庫,爲 Mathematica 增加瞭(le) 233 個函數,並(bìng)在以下幾個方面對軟件進行瞭(le)增強。VilCretas 包的命令通過生成動态對象爲枯燥的主題實現可視化和概念操作,其中學生通過簡單的幻燈片或更改文本字段中的值,可以直觀地體驗定義的含義, 有限數學不同主題軸上的性質和定理。
它還提供用戶友好的命令,而無需深入瞭(le)解 Wolfram 語言。這方面非常重要,因爲通常在大學級别的數學課程中,解決理論與實踐内容並(bìng)同時教授學生使用感興趣的語言進行編程的任務變得非常複雜。VilCretas 提供的指令通過使用已集成在 Mathematica 功能中的地理數據來促進具有實際量級的對象的生成。
它是一個專爲教育目的而設計的軟件包,因此它爲學生提供瞭(le)自學工具。通過簡單地調用某些命令,學生可以自動逐步接收某些經典離散數學算法的執行細節,從而使他們能夠回顧以前使用更傳(chuán)統資源解決的問題。
問:什麽樣的讀(dú)者最能從(cóng)您的書的内容中受益?
答:本書面向基於(yú)軟件使用的離散數學通用課程的學生和教師,認識到在教育技術的使用中,一種教學機制可以有益於(yú)實現更多參(cān)與性和教育方法以及更多發現的建設性性質。
問:您如何看待這本書(shū)在課(kè)堂上的使用?
答:本書強調瞭(le)以創新教學設計爲中心的數學教育的目标,通過這種教學設計,教學面向啓發式學習過程,激發離散數學知識的可視化、操作和自主構建。在這項工作中所做的努力反映瞭(le)在一個難以理解的知識領域尋求方法論的變化,負責任地假設瞭(le)由開創性教學轉變的不確(què)定性引起的實質性挑戰。
問:您的書對(duì)離散數學的文獻有何貢(gòng)獻?
答:本書爲讀者提供瞭(le)離散數學的非傳統視野。它專注於(yú)探索新的教學和學習機會,強調學生在課堂實驗室中的積極參與:評價、調查和争論,所有這些都在教育技術占據主導地位的教學實踐框架内進行。經過多年的課堂經驗,我在這本書中通過将經典理論、相關示例的開發和使用軟件作爲基本教學資源之間的有利組合,提供瞭(le)一個颠覆性的闡述。
問:請告訴我們更多有關(guān) VilCretas 與離散數學之間(jiān)的關(guān)系的信息。
答: VilCretas 添加瞭(le)專門用於離散數學領域的命令,特别是遞歸、遞歸關系、算法分析、二元關系、圖論、樹理論、機器和有限狀态自動機以及語言和語法等主題。從這個意義上說,VilCretas 包爲學生提供瞭(le)不同的概念和程序探索工具,提供瞭(le)與數學對象交互的可能性,並(bìng)在引導式教學處理的前提下支持基於實驗和分析的課堂過程,這将導緻自學。
問:請告訴我們更多關於(yú)您在 UNA 擔任教授的職業經曆以及您是如何對離散數學寫作産(chǎn)生興趣的。
答:我是UNA計算機學院擁有正教授職稱(chēng)的學者,教授離散結構、計算機科學基礎和運籌(chóu)學課程。我既是老師又是協調員。我是一名研究員,從事與軟件和計算機化教育材料開發相關的不同活動和項目。我從 2007 年 10 月開始在 UNA 計算機科學學院擔任教授。我在 UNA 擔任離散數學主席的協調員已經超過 10 年,這就是我對撰寫這些主題感興趣的原因。
除瞭(le)這兩本書之外,這裏還(hái)有五本使用 Wolfram 語言的最新書籍。
《應用cdf的工程數學》
在這本書中,作者 Enrique Vílchez Quesada 和 Juan Félix Ávila Herrera 爲工程專業的學生展示瞭(le)基本的數學内容。主題包括命題邏輯、集合論、函數論、歸納和序列以及數論。作者結合瞭(le)經典數學理論和詳細的解釋,並(bìng)附有貫穿全書的示例。教師和學生還将發現作者開發的寶貴多媒體資源,以加強教學過程。其中包括 654 個代碼示例,它們邀請讀者觀看帶有理論-實踐解釋和大約 130 個可計算文檔格式的不同視頻(CDF) 文件,由作者開發,爲概念和算法探索提供工具。通過将傳統方法與計算機輔助方法相結合,爲讀者提供瞭(le)工程中工具數學的新觀點。
《通信系統簡介:使用 Wolfram 語言的交互式方法 》
作者 Victor S. Frost 提供瞭(le)一種獨特的教學方法,通過使用交互式圖形和内聯問題來教授通信系統的基礎(chǔ)知識。正如堪薩斯大學圖書館所指出的,這本開放獲取的書首先描述瞭(le)比特到數字基帶波形的轉換。讨論的其他主題包括二進制相移鍵控 (BPSK)、正交相移鍵控 (QPSK)、M-ary 正交幅度調制 (M-QAM)、M-ary 相移鍵控 (MPSK)、正交的基本理論頻分複用 (OFDM)、傳統模拟調制系統和系統權衡,包括鏈路預算。
所涵蓋的主題相互依存,最後介紹瞭(le)在 WiFi、4G 和 5G 通信系統中使用的 OFDM 發射器和接收器的實現。爲學生提供交互式圖形和内嵌複習問題,使他們能夠參與通信系統概念並(bìng)快速檢查系統權衡和設計替代方案。
《計算折紙簡介》
根據斯普林格的說法,折紙在本書中被視爲一組基本的幾何對象,這些對象由計算機以符号和圖形方式表示和操作。作者 Tetsuo Ida 專注於(yú)如何通過折紙解決古典和現代幾何問題,以數學嚴謹性和對我們科學直覺的吸引力來解釋這些方法,結合數學公式和圖形圖像來做到這一點(diǎn)。
反過來,這本書讨論瞭(le)使用計算機軟件和符号計算工具驗證折紙。本書提供瞭(le)作者創(chuàng)建的折紙軟件的二進制代碼Eos。
《生物科學中的數學模型 I》
作者 Michael Frame 是一位屢獲殊榮的教授,他緻力於(yú)向生物科學專業的學生介紹微積分和數學建模的基本概念。正如耶魯大學出版社所描述的那樣,本書在生物系統的背景下探讨瞭(le)微積分的基本概念。Frame涵蓋瞭(le)基本微積分和概率的必要思想和理論,同時提供瞭(le)如何将它們應用於(yú)化學療法和腫瘤生長、化學擴散、異速縮放、捕食者-獵物關系和神經沖動等學科的例子。該書基於(yú)作者在耶魯大學的微積分課程,使微積分概念與理科專業和醫學預科生更相關。
《聚類分析和應用》
該書的出版商 Springer 将其描述爲适用於(yú)使用聚類分析方法和應用的各個領域的研究生和專家,例如數學、土木和電(diàn)氣工程、農業和社會科學。
涵蓋的主題包括代表、數據聚類、搜索最佳分區、索引和模糊聚類問題。本書适用於(yú)聚類分析或數據挖掘的入門課程。每章還包括不同複雜程度的練習——從(cóng)簡單的練習到适合研讨會演示的練習。
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