1.2.4 计算思维对其他学科的影响

### 1.2.4 计算思维对其他学科的影响 随着计算机在各行各业中得到广泛应用，计算思维对许多学科都产生了重要影响。下面以数学、生物学和化学为例进行简单的介绍。 数学：计算机对数学来说过去只是一个数值计算工具，用于快速、大规模的数值计算， 对数值计算方法的研究导致了计算数学的形成。后来数学家利用计算机进行代数演算，形成 了计算机代数；利用计算机研究几何问题，形成了计算几何学。数学家还利用计算机去验证 数学猜想，虽然不能证明猜想，但是一旦发现反例就可以推翻猜想，以免数学家毕生投入到 一个不成立的猜想之中。在定理证明方面，美国数学家通过设计算法过程来验证构型，最终 证明了著名的四色定理；我国的吴文俊院士更是建立了初等几何和微分几何定理的机械化证 明方法，为数学机械化开辟了方向。总之，现在计算机已经成为数学的研究手段，大大扩展 了数学家的能力。 生物学：计算机和万维网迅速而显著地改变了生物学研究的面貌，过去生物学家在实验 室进行的研究现在可以在计算机上进行，因此出现了生物信息学（较老的叫法是计算生物学） 这一学科。生物信息学的内容包括基因组测序、建立基因数据库、发现和查找基因序列模式 等等，这一切都有赖于计算技术的应用。生物信息学的发展正在改变着生物学家的思维方式， 他们除了研究生物学，还研究高效的算法。对生物信息学家来说，对生物学的理解和对计算 的理解同等重要。 化学：计算技术对公认的纯实验科学——化学也产生了巨大影响，化学的研究内容、研 究方法甚至学科的结构和性质都发生了深刻变化，从而形成了计算化学这一交叉学科。计算 化学的主要研究内容包括分子结构建模与图像显示、计算机分子模拟、计算量子化学、分子 CAD、化学数据库等，能够帮助化学家在原子分子水平上阐明化学问题的本质，在创造特殊 性能的新材料、新物质方面发挥重大的作用。 此外，计算物理学、计算博弈论、计算材料学、计算广告学、电子商务等等新学科也都 在蓬勃发展。可以预见，“计算+X”将成为很多学科的发展方向之一。