第7章 模拟宇宙计划

直到柴璃抒拆开最后一个快递箱,发现里面有一块木板,上面写着自己的QQ号:4××××××1备注:不加。

柴璃抒迅速拨通了冷静流的电话。“您好,您呼叫的用户不在服务区。Sorry,this......”

柴璃抒查找了这个QQ号,发现号的主人竟是她自己。她仔细端详着木板,这与小学时的课桌十分相似。

冷静流为什么要把自己小学时候的课桌木板寄过来?

这个意外的发现让柴璃抒陷入了深深的思考。她轻轻抚摸着木板上的每一道纹路,那些被岁月雕刻的痕迹让她的思绪飘回到了童年的时光。

停!再继续,读者都分不清主次了!

柴璃抒只好暂时停止了回忆,重新投入到上课当中。

物理老师讲到了“拉格朗日方程”,这个方程在物理学中非常重要,它以物体的能量变化来描述物体的运动规律,在处理复杂系统时非常有用。

“同学们,拉格朗日方程是基于牛顿定律的一种更为高级的表述方式,它能够帮助我们更简洁地描述物理系统。”物理老师一边讲解,一边在黑板上写下了方程的一般形式。

“拉格朗日方程的核心在于寻找系统的拉格朗日量,也就是动能减势能。通过建立拉格朗日量,我们可以将复杂的物理问题转化为一组简单的微分方程来求解。”老师继续讲解。

倘若昨天刷到的那个“万能解数学题神器”在三维空间中考虑其他因素(如:密度,温度,力,热量,功......)从而会得到更精确的结果,从而能够解决许多物理难题......

如果真的存在这样一个工具,它可能会彻底改变物理学的研究方式。

这样的工具能够自动解析复杂的物理问题,提供精确的解决方案,并且节省了大量资源,这对于物理学家和学生来说都是一个巨大的福音,也许在此之后也能解决核物理难题。

一张宏伟的蓝图在柴璃抒心中展开:

第一步:超越巨硬数学,成为高中数学(代数)解题神器。

首先,制作一个强大的函数图像绘制工具。这不仅仅是简单的线性函数,还包括三角函数,指数函数,对角函数等等等等,只要输入表达式就能绘制出精确的图像,还有交互式操作,最好还能有复平面。

其次,实现符号计算,用户可以自行选择:保留分母,π,根号等等,并实现的功能包括但不限于求导、积分、极限、微分方程等等。

最后,解方程。

第二步,超越几何画板,成为高中(几何)解题神器。

先实现一个基础的几何作图工具,再提供工具来构建更复杂的几何图形,实现“玩家”们头疼的“动点问题”。

然后开发一个工具来辅助几何证明,它可以自动检测并提示几何关系。

最后设置立体几何模块,进行几何计算,用户也能自定义“公式”进行计算。

第三步,整合物理引擎,成为高中物理(力学、电磁学等)解题神器。

创建一个物理模拟环境,支持力学、电磁学、能量转换、振动波动和量子力学的基础概念模拟与可视化。

第四步,开发一个集成化学引擎的高中化学解题和模拟工具,包括化学反应模拟、分子结构建模、化学动力学分析、化学平衡计算和虚拟实验室模拟。

柴璃抒的思绪又不禁由此想到了以后核污水问题被解决的世界。

那是一个乌托邦,科技与自然和谐共存,环境问题不再是威胁人类生存的难题。在那个世界里,像她这样的年轻人可以自由地追求梦想,不必担心未来的不确定性。

一个没有污染、没有疾病、没有贫穷的世界,一个科技被用来造福全人类,而不是成为杀戮机器的世界,一个全世界的人类共同富裕,而不是少数人富裕的世界。

那一切所真若童话一般美妙,像一个故事一样。但理想终究不是现实,虚假终究存在于现实,人们互相欺骗着,“真相”只是靠人来解释。

如果以后不会实现这个故事,人们又为何而奋斗?

即使梦想可能永远无法完全实现,但追求梦想的过程本身就是有意义的。它激励人们推动社会向前发展,向着美好而奋斗。

奋斗的价值不仅仅在于结果,更在于过程中的收获。每一次尝试,每一次失败,都是向梦想靠近的一步。即使最终结果可能并不完美,但那些为梦想而努力的日子,将成为人生中最宝贵的财富。

柴璃抒豁然开朗,她明白了即使理想与现实之间存在差距,但正是这个差距驱使她不断前进。她不需要一个完美的世界来证明她的努力是有价值的,她只需要相信自己,相信每一点进步都在让世界变得更好。

她也明白了自己提前完成任务的意义。自己能够在这样的条件下能够有更多时间发展出自己的热爱,做更多有意义的事情,让每一天的生活都变得美好。

阳光照在她的脸上,充满了前所未有的清晰和坚定。哪怕单枪匹马一往无前,也不回头。

柴璃抒决定,这个计划,就叫做——“模拟宇宙”计划。

时间恰好来到了下课,柴璃抒草草吃了午饭就去做核酸。

柴璃抒脑中一直构建着框架,既然想好了第一步如何做,回到家就直接开干!

回到家,她立刻打开电脑打开VScode,利用matplotlib库来绘制函数图像。她首先编写了一个简单的代码,实现了基本的线性函数和二次函数的图像绘制。

随着代码的逐步完善,屏幕上开始展现出了函数的图像。她添加了更多功能,包括绘制三角函数和指数函数的图像,并实现了图像的缩放和平移操作,让用户能够查看每个点对应的坐标,顺带还有一些分析函数功能,比如极大值,拐点,单调性什么的。

接下来,她开始着手实现符号计算功能。她使用了SymPy库。她编写了函数来实现求导、积分和求解方程的功能,并确保用户可以选择保留分母、π和根号的显示方式。

她首先尝试使用SymPy库来处理一些基本的符号运算,比如求导和积分。这些功能很快就实现了,但是当涉及到更复杂的表达式简化和变形时,问题就变得复杂起来。可是SymPy在处理一些特定类型的表达式时,结果并不总是符合预期,有时候需要额外的步骤来调整表达式的形式。

此外,如何将这些复杂的计算过程呈现给用户,也是一个大问题。用户不应被复杂的数学符号和公式所困扰,理论上应当提供一个直观、易于理解的界面。

她编写了一个函数,用于解析用户的输入,并将其转换为SymPy能够理解的格式。这个函数还处理了一些常见的输入错误,不然bug(故障,漏洞)就会满天飞了。

然后设计一个结果展示模块,它能够将计算结果以易于理解的形式呈现给用户。对于复杂的符号表达式,她会提供一个简化的版本,并提供选项让用户查看更详细的信息。

柴璃抒测试完最新版本,已经是深夜十一点了。

“糟了,晚饭还没吃。”

柴璃抒打开客厅的灯,热了2袋小笼包下豆浆草草了事,就睡觉了。

接下来的两周,柴璃抒上课的时候就边听课边写作业,除了完成次日的作业,剩下的时间不是完善代码就是打游戏,与静流聊天。

在这两周的时间里,柴璃抒已经对于“模拟宇宙”的解决数学神器的脚本完善了很多,柴璃抒将它命名为“琉璃数学”。

琉璃数学在代数上,不仅超越了巨硬数学,创建了一个基本的图形用户界面,它能通过点击按钮和填写表单来输入表达式,查看结果,并且提供了一些基本的图形化工具,比如历史记录和收藏夹功能,最重要的是能够数形结合,让结果一目了然,简洁明了,高中数学基本上没有它不能解决的代数题。

琉璃数学在几何上,超越了几何画板,改变了几何画板传统的作图方式,支持尺规作图,并且自定义数值,动点等操作都采用图形化界面,新手小白几乎零门槛。

琉璃数学在统计与概率上没什么创新点,毕竟高考也没什么新难题。

柴璃抒在小黑猫(github)上发布了“琉璃数学”,并发了相应的帖子。

一个网名叫“秋景和生123”的网友添加了她。

“你好你好,我是景和”

“你好你好,我是璃抒”

“加我什么事吗”

“我觉得你做的琉璃数学挺好的,要是我上高中的时候也能用上这软件该多好啊”

“哈哈,谢谢夸奖,小哥你也很有眼光啊”

“其实我是女的,不过事情不大,我在帖子上下载了琉璃数学,发现你的代码中使用了基于事件的几何处理方法,这很棒,但我认为如果引入一些计算几何的算法,比如使用多边形剪切算法来处理更复杂的几何构造,可能会更高效”

“小姐你真有眼光!这可是一个大优化!”柴璃抒默默记下了。

景和又陆续提了很多意见,又和柴璃抒聊了一下她的打算。

原来璃抒做这个不打算盈利,景和暗自想道。

“我在做一个类似的项目,但更偏向于物理模拟,我希望你能加入我的团队,你的几何处理经验对我们会很有帮助。”

“啊?景和小姐,我得好好考虑考虑”柴璃抒就知道,平凡无故来加自己,果然是有事委托。