說數教學設計
另一個例子是“信息爆炸”。本世紀以來,書籍、報刊、資料等所包含的信息量大約每五年增加一倍,根據上述同樣的原理,這種信息量的指數增長也不可能永遠保持下去,遲早會達到飽和。具體機制是,信息是為了給人利用的,太多了就無法有效地加以利用,到那時信息量的指數增長就會受到需求不足的抑制而趨于飽和。
我們已經看到指數增長的強大威力。科學家日常和指數打交道,想必不會忽視。也不盡然,有時不小心也會犯錯,下面講一個因此而鬧出笑話的故事。六十年代初,美國一位信息科學家(姑隱其名)靈機一動,想出一個絕妙的主意,發表文章說,人的大腦所進行的智力活動都可以通過選擇來實現。他舉例說明:作家寫文章屬于高級智力活動,寫出來的文章不僅要有意義,要符合文法和修辭的規則,還要講究氣勢、意境和美等等。但是如果有一定的選擇機制,猴子也能辦到!這可真是一語驚人,但他并非開玩笑。他說給猴子一架打字機,讓它在鍵盤上任性亂打,這樣打出來的東西當然絕大部分是垃圾,但偶爾也會出現一句有意義的句子,如果運氣特別好,也可能出現媲美于文學大師的佳作。基本思想是:混沌產生一切,關鍵在于選擇。只要可供選擇的樣本足夠多,什么好東西都能從中選出來。為簡單起見,假設猴子在只有d、g、o三個鍵的英文打字機上任意亂打三個字母,結果共有3×3×3=27種不同的可能,其中24個毫無意義,但確實出現了3個具有不同意義的字:dog(狗)、god(上帝)和odd(奇)。他進一步設想:事先在電腦中按主觀意愿設定選擇準則,再將無規則的噪聲輸入電腦,就可以在許多可能的結果中選出你所需要的來。乍看,這是一個絕妙的好主意:只要會選擇,猴子就能打出媲美莎士比亞之名篇,一片混沌的噪聲終究會產生出能與莫扎特和貝多芬唱和的杰作來,這豈不是太美妙了!
但只要算一筆簡單的賬,就可以看出他那絕妙的好主意根本無法實現。英文共有26個字母,再加上空格和常用的標點符號,就算30個常用鍵吧。假如要選出只有50個字母的一個特定短句,用30個鍵完全混沌地打出50個字母,所產生的可能結果之總數是30連乘50次之積,大約等于70億億億億億億億億億!別說猴子一輩子也打不出其億萬分之一,就是用每秒運算一萬億次的最快的超級電腦,也要花上200萬億億億億億億年!而宇宙的年齡不超過150億年。毛病出在哪里?原來這位仁兄忽視了指數增長的威力。后來他自己也認識到了,修正了原來的觀點說:不能從完全混沌中選擇,而應加上約束。所謂約束就是將那些明顯不符合選擇標準的排除在外。上述同樣的例子如果不以字母而是以5000個常用字為單位進行選擇,就省事得多。由5000字組成包含8個字的短句,所有可能結果之總數是5000連乘8次之積,大約等于400萬億億億。雖然仍是天文數字,但比前面以字母為單位的少得多了,這是因為已把那些不構成字的字母組合全部排除在外。如果再引入文法、修辭等更多的約束,就有可能將可供選擇的樣本數減少到電腦能勝任的范圍內,他的這個主意并非完全不可行。而且有時在電腦中有控制地適當引入混沌的隨機因素,不失為一個好主意。因為這樣才會產生出乎意料之外的新東西,才會有創造性。