科学不能忽视计算思维

“用望远镜观测太空已经过时”，这话虽然略有夸张，但不无道理——对许多天文学家来说，现在研究的第一步不是“看到”，而是“计算”。如今，天文学家已经更多利用网络来调度观测，远程控制位于沙漠或偏远地区的望远镜，下载相关的观察结果，然后利用计算机进行分析。

不仅仅是天文学，生物信息学、计算语言学以及粒子物理学等学科，从某种程度上，都依赖于通过计算模拟对世界进行建模，并对观测数据进行探索分析——

今天的科学正在发生以数据为驱动的深刻转变。

17世纪的科学是经验主义科学。其时，大家普遍认为人类可以用感官来收集尽可能多的数据，通过这些数据最终了解整个世界。基于此，科学发现具有偶然性也被大家广泛接受。但科学发展、新科学仪器的使用，让科研数据量呈几何级数增长。这种情况让以往的经验变得不再适用——

仅靠感官，人类已经无法处理和掌握这些数据，必须利用计算机进行分析；同时，探索和挖掘数据的方式甚至能够让科学家们“计划偶然性”。以天文学为例，在寻找新的天文现象上，大数据极可能会产生意想不到的结果：天文学家邓肯·洛里默发现了快速无线电脉冲、本科生克莱·奥法发现了地球电离层中的等离子管。

当今的科学研究形式是：许多科学家一起合作，设计能够一次服务于多种项目的实验，并测试不同的假设。因此，编程、计算、统计等与计算机相关的关键技术在科学研究中变得极为重要，例如，为了设计合理的实验，选择可靠的样本，科学家需要优秀的统计学技能。……