科学计算用什么编程语言？从编程的角度看

“道德经”说，“天地不仁，以万物为刍狗。”

自然科学，以及它的载体语言，都是不以人的情感而转移的。

所以，什么样的语言更适合自然科学？

从编程的角度来看，语言也是对科技人文的一种编程。

既然是编程，那么目的就是以最简单的方式，编码最多的信息。

只不过人类语言与编程语言有一个区别：电脑的编译器都是一样的，而人脑的编译器是不一样的。

所以，编程语言是没有歧义的，但人类语言是有歧义的。

1，自然科学的基础是第一外语，

自然科学，不受地域文化的影响，在全宇宙都是通用的，自然也可以在全球范围内交流。

如果不能及时在更大的范围内交流，那么自然科学就肯定会落后。

古埃及的衰亡、玛雅文明的衰亡，都是因为过于偏僻，很难与其他文明交流而导致的。

要在全球范围内交流自然科学，使用的大多是第一外语。

大多数科技文献正好是母语的情况，从概率的角度来算，非常少。

虽然英语的科技文献非常多，但我的scf编译器框架的文章全是中文的[捂脸]

我没写英文文章，估计也没人把我的文章翻译成英文。

所以，自然科学的基础是第一外语。

第一外语与母语相比，它的学习时间更短！

母语是什么？

母亲的语言。

还不会说话的时候，老妈教的什么语言，母语就是什么语言。

所以，第一外语的学习时间是远不如母语的。

如果是第二外语，那学习时间会更短。

所以，自然科学的载体语言，必须简单易学！

法语，据说学起来先难后易，所以它不适合写科技论文：第一关都过不了，谁还有兴趣等它后易的时候？

就算是C语言，它也得先hello world，后指针。

不可能说先指针，然后说等指针学会了，剩下的1天就看会了：要是这样，那换本先hello world的书显然更容易。

总之，简单易学，入门曲线要平滑，是必要条件。

这是由第一外语的学习时间所决定的。

所以，自然科学的载体语言，只能是拼音文字。

不可能在给国际期刊写论文之前先要学上几千个象形文字，大多没这个时间，除非是母语。

母语，可以看做是遗传自母亲的先天语言，后天腾不出那么多时间去学。

拼音文字简单，认识几十个字母，就可以凑合着写一篇文章[捂脸]

2，多少个字母最合适？

50-100之间，这是从查找效率来考虑的。

32 = 2的5次方，

64 = 2的6次方，

128 = 2的7次方，

4096 = 2的12次方，

可以看出，字母个数从64增加到4096，查找的难度增加到了2倍。

如果人脑的底层机制跟电脑一样使用二分查找的话，3000个汉字的难度是26个英文字母的2倍。

这对第一外语的人影响很明显，外国人学中文，绝对比我们学法语难得多[捂脸]

字母数如果太少的话，则单个字母的信息量不够。

我说过词法分析的数学原理，就是利用空格降低样本空间的个数，提高信息量。

单个字母的信息量，就是字母的总数N：它的作用是把不确定度从 1/N 提高到1。

如果字母的个数太少了，那么词的长度就会变大。

计算机使用二进制，相当于只有0和1两个字母，所以机器指令是非常长的！

如果把机器指令的二进制码写出来，估计没几个人看得懂，程序员实际使用的是16进制。

在只有1个字母的情况下，16进制是2进制的8倍效率。

如果2个字母，16进制就是2进制的8^2 = 64倍效率。

从数学上看，这就是字母个数对语言的影响。

当然字母个数太多了也不行，因为查找效率会降低。

计算机的出现，更是对字母个数添加了额外的限制：键盘的大小有限，太多了放不开。

3，打字和写字有什么不同？

打字，相当于把写字的过程记住了、简化了。

写字，是手在纸上的二维运动过程，它消耗的时间更多。

打字，相当于把这个过程提前转化成了一维的，点一个按键就行，消耗的时间更少。

小孩子算 5 8 = 13很慢，因为Ta是一个个的数数：

sum = 0;

for (i = 0; i < 5; i ) sum ;

for (i = 0; i < 8; i ) sum ;

printf("5 8 = %d\n", sum);

以上是小孩子算数的C代码[呲牙]

成年人算5 8 = 13很快，因为他早就记住了，只需要查表就行：

printf("5 8 = %d\n", sum[5][8] );

这是成年人算数的C代码！

个位数的加法，成年人的时间复杂度是O(1)，小孩子的是O(N1 N2).

与之类似，打字的时间复杂度是O(1)，写字的时间复杂度是O(N)，N是跟字形有关的笔画长度。

总的来说，字母的个数应该在50-100之间，是这几个因素决定的：

1）查找的效率，

2）字母的信息量，

3）打字的效率，

4）键盘的大小。

英语和俄语的字母个数都是偏少的，所以它们的单词都很长。

4，缩写符号只能在右上角，不能在字母上方，

在右上角，字母和缩写符号还是一维排列。

在正上方，字母和缩写符号就是二维排列了，在键盘上怎么打出来？

所以，牛顿的导数符号不合适了，莱布尼茨的导数符号更合适。

像上图这种撇号加在字母上方的，是把它当作单独的字母，还是在键盘上另加一个类似shift的按键？

字母要尽量一笔写出来，同时空白区域要尽量大。

一笔写出来，书写速度更快。

空白区域越大，对人眼的干扰越小。

5，名词和动词需要有点词缀变化，

有点词缀变化，但不能多：超过5种就没有意义了，因为人眼难以第一时间区分。

主调函数，caller.

被调函数，callee.

英文虽然没有格的概念，但这两个词实际上就是主格和宾格。

在计算机的文档里，末尾的这点词缀区别，是程序员避免歧义的关键。

所以说，自然科学的载体语言，需要有一点点的曲折度，不能是纯分析语。

编程语言可以是纯分析语，是因为它的编译器是通用的。

但是人脑的编译器，每个人都有点区别[捂脸]

纯分析语，相当于把语义全放在了语法层面，而不是词法层面。

这会放大作者和读者的“编译器差异”，产生歧义。

因为词法分析的分隔符是明确的，就是空格、逗号、句号，etc.

语法分析就不一样了：就算是编程语言的语法，也是存在大量的复杂递归的。

实际的人类语言，比这更复杂。

所以，名词和动词在词法层面保留一点词缀变化，可以极大地降低歧义。

词缀变化的数量，不能超过5种。

我觉得，名词有2种词缀表示主格、宾格，动词有5种词缀表示时态，在大多数的科技资料里就够用了。

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