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Wolfram语言入门

在过去25年多的时间里,我一直致力于为大家介绍Wolfram语言,终于是时候将我所掌握的知识精华撰写成书,以便读者自行阅读和学习.本书便是我努力的成果.

当我们在年首次发布Mathematica(Wolfram语言的前身)时,我出版过一本关于该系统的教程简介和参考指南.该书受到了广泛的好评,并且我认为其对Mathematica的早期成功贡献良多,这便是众所周知的TheMathematicaBook.在接下来的十多年中,该书经历了五次再版,内容也随之增加到了接近页的长度.

对于TheMathematicaBook,我的目标是能够系统性地覆盖Mathematica系统中所有的方面.但在年发布了一个大型新版本后,单独一本书显然已经不能容纳所有的内容.同时,我们的在线文档也在不断扩充,随着大量新范例在年的引入,印刷版将达上万页.

Wolfram

Alpha于年诞生,其独特的自然语言界面无需任何说明或文档.但接下来,对由Mathematica和Wolfram

Alpha融合而成的Wolfram语言,我们有必要再次给出文档并对其进行说明.

我相信Wolfram语言的在线文档(其打印后将超过5万页)对如何使用系统中所有各方面的功能给出了很好的解释.但对于初学者来说,他们更迫切地想要理解语言的原理——为了保持其连贯性和一致性,我付出了多年的心血.

Wolfram语言在编程语言中独树一帜,并且在诸多方面与众不同.在不久前,我撰写了一本约30页的《快速编程入门》(wolfr.am/fifp),为现代程序员讲解了Wolfram语言最基本的原理基础.

那么,完全不懂编程的人该怎么办?Wolfram语言不仅为其打开了步入编程殿堂的大门,而且为其向当今的计算前沿快速跨越提供了难得的机会.

这也许是我们致力于Wolfram语言技术开发近30年全部努力的成果.我的目标是创建一种语言,使得任何人都能够轻松指定其想做的事情,而所有内部细节都会自动完成.

对于Wolfram

Apha的快速问答而言,用日常英语提出你想知道的问题即可.但如果你想要完成更多系统性任务时,就需要用清晰准确的方式对其进行表述.Wolfram语言便可在此发挥功效.

那么,大家该如何学习Wolfram语言呢?浸入式是其中一种方法:将自身置于使用Wolfram语言的环境中.探索可运行的程序,并将其作为范例从中学习.据我观察,当遇到问题时,只要有人可以从旁解答,哪怕只是偶尔能够帮助解释一下原理,你也会受益匪浅.

但如果想完全通过自学掌握Wolfram语言呢?对此,我认为需要进行系统性的介绍,渐进式地构建各个概念,并在学习过程中对常见问题给予回答.这便是我想在本书中做到的.

学习Wolfram语言与学习人类语言有些相似.必须把指令词汇和原理结合在一起进行学习.Wolfram语言比人类语言更加系统化:无需记忆不规则动词,但仍然需要通过不断的练习才能熟练掌握.

我曾经有过疑惑,不知该如何撰写本书,但最终我还是决定大致按照我小时候学习拉丁语用的教科书那样编写.与日常语言不同,拉丁语无法浸入式学习,除了逐步构建之外别无选择,这点和这本书一样.

在某些方面学习编程与学习数学有些类似,两者都有一定的准确性:结果只有对或错.但对于Wolfram语言,编程则更加具体:在每一步你都能够看到发生了什么,并知道你所做的是否正确.这里没有隐藏的、无法直接看到的、需要从外部进行抽象解释的概念.

尽管如此,数学教育历经两千年的发展,对算术、代数等的讲解顺序已经被逐步优化.而讲解Wolfram语言时遇到的问题却都是全新的,需要从零开始.现存的编程教育并没有太多帮助,原因是其教授的大部分内容都是在Wolfram语言中已被自动执行的非常底层的结构.

我把本书视为一次尝试:试图为学习Wolfram语言提供一种特定的途径.我不想涵盖语言中的所有内容,那将至少需要5万页才能完成.相反,我试图通过用一定数量的具体范例来解释语言的基本原理.

我选择了一些在实践中寓教于乐的范例.但重点在于这些范例覆盖了Wolfram语言中几乎所有的核心原理.并且,在了解这些原理后,你将可以通过查看具体的参考资料来理解语言在特定方面的功能.

勿庸置疑,Wolfram语言拥有大量复杂的功能.其中一些,如图像中的对象识别,内部虽然复杂,但是解释起来并不难.不过其他一些内容,如计算格罗布纳基(Gr?bnerbasis)——仍旧难以讲解,可能需要很多数学和计算机科学之外的知识.

我的目标是使读者可以完全自学这本书,不需要任何超越常识的知识.我尽量避免使用明显高于基础算术的数学,但是学习过高等数学的读者会注意到很多数学概念和本书概念中的关联.

当然这不会是唯一一本关于Wolfram语言初级入门的书籍,我希望还会有更多的书籍.这本书循着一个特定的,同时在许多方面是随意的路线,遍览了Wolfram语言的各种功能,并特意讲解了其中某些特性,但是还有许多同样重要、值得提及的特点没有涉及.

无论如何,我殷切期望这本书能够展现出我倾注了大半生心血的Wolfram语言的强大功能和魅力,同时让拥有不同背景的学生和各界人士,通过这本书开始了解Wolfram语言,并参与到定义当今时代特征的计算思维中来.

什么是Wolfram语言

Wolfram语言是一种计算机语言(







































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