为什么编程很重要? --北太天元学习1

雷功炎说:"数学模型正是一种将理论与应用相结合的典范，这非常有利于我们更好的认识数学，了解数学，发展数学。" 李大潜说:"数学建模是开启数学大门的金钥匙。" 许多接近现实的模型最终需要计算机的帮助才能求解。 因此，学习一门编程语言，对于数学建模来说，是非常重要的。选择哪一个编程语言呢？这就像问世界上哪一个语言是最美丽的一样，很难得到统一的答案。我推荐大家学习的编程语言是北太天元。实际上，一旦你学会了一种编程语言，你可能会发现学习其他编程语言要容易得多。北太天元是非常适合学生学习的第一语言，而且非常适合数学建模的编程。从2022年起，全国大学生数学建模竞赛设立了北太天元数模之星的奖项。越来越多的大学生们开始学习北太天元。

我陆续收到一些朋友的来信，说: "在你的B站上我看到很多介绍北太天元使用的视频，但是这么多视频从哪一个开始看呢？"  这是个很好的问题，我计划写一个系列的专栏文章（配上适当的视频）讲讲如何使用北太天元编程。


算法是用于完成某些任务的一组指令。在数学中，这项任务可以是非常简单的，如: 进行算术运算、求解方程或模拟某个研究对象的发展变化过程。

在我们很小的时候，实际上就会使用人体计算机了, 例如我们被幼儿园老师要求去计算3+4， 要知道我们具有的技能是数数 1 , 2 , 3, 4 ... ， 我们扳着自己的手指， 一个，两个，三个， ok，我们完成了 3 的输入工作， 3 已经存在了我们的手指这个内存里， 然后，我们开始 做加4 的操作， 一个，两个，三个，四个， 我们完成把4写入内存的操作， 而且此时内存里存储的就是 3+4 的结果，我们只要再把内存的结果 读出来即可， 我们扳着手指来说，一个，两个，三个，  ... , 七个，然后我们骄傲地告诉老师，7。

 后来，我们长大了，3+4这个计算结果已经放在了我们大脑的脑细胞里了。稍微长大后，我们需要计算乘法，我们是把乘法转化成加法来计算，当然，后来我们也把乘法口诀也放在了大脑里。在我们大脑内存不够用的时候，我们借助了演草纸， 这相当于外加了存储条。国外和上海还允许在高考中使用科学计算器，这样你可以处理更加复杂的运算， 更快地完成复杂一些的任务， 如找到最小公约数或找到函数的极值。

在学习和工作中，我们经常遇到非常复杂的任务，完成这样的复杂任务手工计算往往需要花费很长的时间。学习使用计算机编程，把算法写成计算机能理解的语言，然后让计算机做计算来完成复杂的任务，这项技能对我们来说就是非常重要的。

计算机实现算法的编码是通过按一定顺序应用数学计算规则和数学定理来编写的，当然，编码还要遵守编程语言的语法规定。应用算法对学习和研究基础数学也非常重要，虽然基础数学的学习往往需要用铅笔和纸进行缓慢而有条理的探索，但是计算机也很有用, 现在已经成为很多数学家的必备工具。没有计算机的帮助， 陈景润用6麻袋的演草纸才攻克数学难题。

在许多情况下，我们理清思路如何解决一个问题，把思路变成一个用流程图表示的过程， 把解决它的实际计算过程留给了计算机。因此，了解计算机能够做哪些计算以及能够解决哪些问题，并学会如何编写自己的计算机程序来解决问题, 这些技能也很重要。此外，数学家和工程师总是想出新的算法来解决新的问题或者以更有效的方式解决旧问题。

我们知道,一般的五次以上一元方程不能用根式求解。假设，你要求解x^5+x-10=0, 这个问题不好求解。你可以试着画出y=x^5+x-10的图形，看看它在y＝0 处对应的x大致在哪个区间里。而且，虽然我们无法解出这个方程的精确解，但是我们知道这是一个奇数次多项式，，它在x趋向于正负无穷大的时候，函数值相应地也趋向于正负无穷大，因此我们知道它肯定存在一个实数解。通过北太天元来绘制函数图像，

我们确实通过看图就可以找到这个解所在的范围。如何找到精度更高的近似解，这还需要学习学习一点点技术和理论。后面我们也会给出一个简单的算法。


作为一种通用型科学计算软件， 北太天元不仅仅能够帮助大家学习数学建模, 而且是一种把企业工程师和科学家联系起来的通用语言，还是一种解决工业软件卡脖子问题的根干技术。同学们在学习北太天元的过程种，如果有什么问题，欢迎留言或者到北太天元开发者社区发帖。