老司機解題都用它，WolframAlpha的演算法原來這麼牛

不知從何時起，WolframlAlpha已經橫掃了美國教育系統，成為大學生和高中生做作業的必備工具。它不但能提供習題的答案，還順帶給你完整的解題步驟。

想必留學黨對這個軟體不會陌生，想當年小編上AP Calculus（美國預科課程的微積分）的時候，就用這個程序混過了很多次習題集和自測卷。有了它，媽媽再也不用擔心我的GPA……

對於沒用過的同學，我們在這裡也要安利一下。WolframlAlpha長這樣：

圖丨WolframAlpha搜索首頁截圖

在搜索欄內直接輸入文字題目、算式、甚至圖像，它都能幫你查出來、算出來甚至畫出來。

做歷史題的時候，你可以問它「權利法案是誰寫的？」；如果在三維坐標系裡畫圖，直接輸z=x^2+y^2（它會把三維函數圖像、等值線圖、實虛根、定義域和值域、奇偶性以及導數函數等等你能想到的所有信息都給你）；當然什麼矢量啦、積分啦、矩陣啦、線性回歸啦都完全OK。

圖丨在WolframAlpha輸入z=x^2+y^2得到的圖像

那麼問題來了，美國老師如何避免學生用這個程序作弊？

在常規的計算器中，輸入問題是得不到步驟的，我們只能根據程序給出的答案檢查作業，而不能做到一步一步地抄襲。而WolframAlpha卻讓這成為了可能。使用該網站很難被老師察覺，它也就逐漸成為了作弊的常用手段，特別在一些好學生當中可謂用得得心應手。

當然除了WolframAlpha之外，我們還有CliffsNotes、SparkNotes和維基百科等其他小工具收藏在瀏覽器的書籤里，以備不時之需。但是，在搜索性能和計算能力上，WolframAlpha仍然是首屈一指的神器。

圖丨WolframAlpha輸入z=x^2+y^2的各種功能

也許你不知道，如此強大的性能其實都源於WolframAlpha內置的人工智慧語義分析技術。

語義分析使WolframAlpha能分解輸入的詞條，包括等式和像「美國總統是誰？」之類的語句，然後在其龐大的資料庫中交叉對比詞條。這個資料庫包括地質探測圖、元素周期表、人體基因、歷史上的氣象數據等等上千個話題，WolframAlpha把它們集成在一起，為用戶提供答案。

然而，系統的運行仍有限，並不能回答所有問題，也不能以人類交流的自然語言回答所有問題。但好處在於，WolframAlpha的搜索方式雖然和Google相似，但它只會給出唯一的答案，而非無數頁搜索結果。

甚至是Siri都依賴著WolframAlpha背後的主要引擎——Mathematica，作為搜索工具。

圖丨Mathematica 11

在科學計算領域，Mathematica對許多科學家和工程師來說都是最強大、最綜合的搜索引擎，它的首個版本在1988年發行。

除了搜索功能，Mathematica也是一個非常強大的編程語言，其操作對象不僅限於特定數據模式（比如數字和字元串），還能以多種結構表達公式和數據，比如對非數值數據建立邏輯結構、為其他程序編寫表達式等。

Mathenatica在符號學上的特性使其達到了一個前所未有的兼容度，能與系統的其他演算法和數據相互調度融合。因此，五百萬行的Mathematica程序語言在WolframAlpha上的執行能力能夠媲美一千萬行的基礎系統編程語言（如 C語言、Java或Python）。

圖丨Mathematica官網截圖

搞笑的是，Wolfram|Alpha的創始人Stephen Wolfram到了四十歲還不會算豎式除法。和我們大家一樣，他兒時對數學有著痛苦的記憶，而且他從小感興趣的科目是物理，並且在15歲就已經開始發表論文了。

雖然Stephen Wolfram對物理概念熟悉，但數學運算擋住了他進步的道路，於是他弄來了一台電腦，打算用編程的方式解決這一難題。在把公式編入程序之後，他就能靜下心來想他的物理問題了。於是，在1981年，當Wolfram憑藉編程獲得麥克阿瑟天才獎時，他才21歲。

圖丨WolframAlpha創始人Stephen Wolfram

但是，這一本應為科學獻身的程序卻使Wolfram和所謂的科學漸行漸遠。Wolfram開始沉迷於計算機上的複雜系統和操作計算系統的程序。五年後，Wolfram開始開發Mathematica，並在1988年發布了這一程序。

Wolfram從未想過他的程序會以現在這種方式造福廣大親(lao)少(si)年(ji)，但是他對此也毫不在意。他抨擊了那些利用WolframAlpha作弊的人，說「機械性地學習數學是很低級的。相反，我們應該學會編程的思考方式，把自己的想法程式化，並讓計算機明白你的思想。」

學了代數幾何不能讓你在當今的世界飛起來，但是編程可以。Wolfram認為，如果學生能掌握這一點，他們也就離人生贏家不遠了。

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