Some people look at an equation and see a bunch of complicated numbers and symbols while others see beauty. Now, thanks to a new tool created at Carnegie Mellon University, anyone can now translate the abstractions of mathematics into beautiful and instructive illustrations.
This exciting new tool is named Penrose after the mathematician Roger Penrose, who is famous for using diagrams and other drawings to communicate complicated mathematical ideas. Penrose enables users to create diagrams simply by typing mathematical expressions and letting the software do the drawing. Unlike a graphing calculator, these aren’t restricted to basic functions, but can be complex relationships from any area of mathematics. ”Some mathematicians have a talent for drawing beautiful diagrams by hand, but they vanish as soon as the chalkboard is erased,” said Keenan Crane, an assistant professor of computer science and robotics. “We want to make this expressive power available to anyone.”
Diagrams are often underused in mathematical communication, since producing high-quality illustrations is beyond the skill of many researchers and requires a great deal of time and effort. Penrose addresses these challenges by letting diagram-drawing experts turn their knowledge about creating diagrams into computer codes so that other users can access this capability using familiar mathematical language and a computer. “We started off by asking: ‘How do people translate mathematical ideas into pictures in their head?’” said Katherine Ye, a Ph.D. student in the Computer Science Department who is involved in the development of Penrose. “The secret sauce of our system is to empower people to easily ‘explain’ this translation process to the computer, so the computer can do all the hard work of actually making the picture.”
Once the computer learns how the user wants to see a mathematical object visualized – a vector represented by a little arrow, for instance, or a point represented as a dot – it uses these rules to draw several candidate diagrams. Users can then select and edit the diagrams they want from a gallery of possibilities. A special, simple-to-learn programming language was also developed so that they can easily convey the ideas in their minds to the Penrose system, Crane said. “Mathematicians can get very picky about notations,” he explained. “We let them define whatever notation they want, so they can express themselves naturally.”
The researchers will present Penrose at the SIGGRAPH 2020 Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, which will be held this July. “Our vision is to be able to dust off an old math textbook from the library, drop it into the computer and get a beautifully illustrated book -- that way more people understand,” Crane said, noting that Penrose is a first step toward this goal.
(Adapted from sciencedaily.com)
|
Bài dịch:
Một số người nhìn vào một phương trình và thấy một loạt các số và ký hiệu phức tạp trong khi những người khác nhìn thấy vẻ đẹp. Giờ đây, nhờ một công cụ mới được tạo ra tại Đại học Carnegie Mellon, giờ đây bất kỳ ai cũng có thể dịch những điều trừu tượng của toán học thành những minh họa đẹp mắt và mang tính hướng dẫn.
Công cụ mới thú vị này được đặt tên là Penrose theo tên của nhà toán học Roger Penrose, người nổi tiếng với việc sử dụng biểu đồ và các hình vẽ khác để truyền đạt những ý tưởng toán học phức tạp. Penrose cho phép người dùng tạo sơ đồ đơn giản bằng cách nhập các biểu thức toán học và để phần mềm thực hiện việc vẽ. Không giống như máy tính vẽ đồ thị, chúng không bị giới hạn ở các hàm cơ bản mà có thể là các mối quan hệ phức tạp từ bất kỳ lĩnh vực toán học nào. Keenan Crane, trợ lý giáo sư về khoa học máy tính và người máy, cho biết: “Một số nhà toán học có tài vẽ các biểu đồ đẹp bằng tay, nhưng họ sẽ biến mất ngay khi bảng đen bị xóa”. “Chúng tôi muốn làm cho sức mạnh biểu cảm này có sẵn cho bất cứ ai.”
Các biểu đồ thường ít được sử dụng trong giao tiếp toán học, vì việc tạo ra các minh họa chất lượng cao nằm ngoài kỹ năng của nhiều nhà nghiên cứu và đòi hỏi rất nhiều thời gian và công sức. Penrose giải quyết những thách thức này bằng cách cho phép các chuyên gia vẽ sơ đồ biến kiến thức của họ về việc tạo sơ đồ thành mã máy tính để những người dùng khác có thể truy cập khả năng này bằng cách sử dụng ngôn ngữ toán học quen thuộc và máy tính. “Chúng tôi bắt đầu bằng câu hỏi: ‘Làm thế nào để mọi người dịch các ý tưởng toán học thành hình ảnh trong đầu họ?’” Tiến sĩ Katherine Ye cho biết. sinh viên Khoa Khoa học Máy tính, người có liên quan đến sự phát triển của Penrose. “Bí mật trong hệ thống của chúng tôi là trao quyền cho mọi người dễ dàng ‘giải thích’ quá trình dịch thuật này cho máy tính, vì vậy máy tính có thể thực hiện tất cả công việc khó khăn để thực sự tạo ra bức tranh.”
Sau khi máy tính biết cách người dùng muốn xem một đối tượng toán học được trực quan hóa – chẳng hạn như một vectơ được biểu thị bằng một mũi tên nhỏ hoặc một điểm được biểu thị bằng một dấu chấm – nó sẽ sử dụng các quy tắc này để vẽ một số biểu đồ ứng cử viên. Sau đó, người dùng có thể chọn và chỉnh sửa sơ đồ họ muốn từ bộ sưu tập các khả năng. Crane cho biết, một ngôn ngữ lập trình đặc biệt, dễ học cũng được phát triển để họ có thể dễ dàng truyền đạt ý tưởng trong đầu đến hệ thống Penrose. Ông giải thích: “Các nhà toán học có thể rất kén chọn về các ký hiệu. “Chúng tôi để họ xác định bất kỳ ký hiệu nào họ muốn, để họ có thể thể hiện bản thân một cách tự nhiên.”
Các nhà nghiên cứu sẽ trình bày Penrose tại Hội nghị SIGGRAPH 2020 về Đồ họa máy tính và Kỹ thuật tương tác, sẽ được tổ chức vào tháng 7 này. “Tầm nhìn của chúng tôi là có thể phủi bụi một cuốn sách giáo khoa toán cũ từ thư viện, thả nó vào máy tính và có được một cuốn sách minh họa đẹp mắt -- theo cách đó, nhiều người sẽ hiểu hơn,” Crane nói, lưu ý rằng Penrose là bước đầu tiên hướng tới mục tiêu này. mục tiêu.
|
Question 36: Which best serves as the title for the passage?
A. Penrose: The Tool Making Textbooks Outdated
B. Visualizing Mathematics With Penrose
C. The Age of Computer Mathematicians
D. Why Mathematicians Cannot Draw Diagrams
Giải thích: Tiêu đề phù hợp nhất cho bài văn?
A. Penrose: Công cụ làm cho sách giáo khoa lỗi thời
B. Hình dung toán học với Penrose
C. Thời đại của Toán học Máy tính
D. Tại sao các nhà Toán học không thể vẽ biểu đồ
Giải thích: Bài văn nói về Penrose, cách thức nó giúp con người nhìn nhận các vấn đề về toán học.
Question 37: The word “restricted” in paragraph 2 can be best replaced by ___________.
A. confined B. enclosed C. included D. contained
Giải thích: Từ “restricted” trong đoạn 2 có thể thay thế bởi ______
A. giới hạn B. xây tường vây quanh, đính kèm
C. Bao gồm D. chứa đựng
- Unlike a graphing calculator, these aren’t restricted to basic functions, but can be complex relationships from any area of mathematics.
- Không giống như máy tính vẽ đồ thị, chúng không bị giới hạn ở các hàm cơ bản mà có thể là các mối quan hệ phức tạp từ bất kỳ lĩnh vực toán học nào.
Mở rộng:
- confine = restrict: giới hạn (v)
+ be confine to sth/ doing sth: giới hạn trong cái gì
+ confine yourself to sth/ doing sth: giới hạn bản thân trong cái gì đó
- Enclose: xây tường vây quanh cá
+ be enclosed with/ in sth: được vây quanh bởi
- Include: bao gồm;
+ Include sb/ sth in sth: làm ai trở thành một phần của cái gì
- Contain:
+ contain: chưa đựng (information/ materials/ element…)
+ contain yourself/ your excitement: kiềm nén cảm xúc
+ contain sth: ngăn chặn những thứ có hại lan truyền ra xung quanh (dịch bệnh…)
Question 38: In paragraph 2, what do we learn about the tool Penrose?
A. It was named after the famous mathematician who developed it.
B. It helps users to create mathematical diagrams by themselves.
C. It is much more powerful than a typical graphing calculator.
D. It was created so that anyone can draw diagrams by hand.
Giải thích: Trong đoạn 2, chúng ta biết được điều gì về Penrose?
A. Nó được đặt tên theo một nhà toán học nổi tiếng đã phát triển nó
B. Nó giúp người dùng tạo biểu đồ toán học bởi chính họ.
C. Nó mạnh hơn một máy tính minh họa bằng đồ thị thông thường.
D. Nó được tạo ra để bất kì ai cũng có thể vẽ biểu đồ bằng tay
Giải thích: Đáp án C : Unlike a graphing calculator, these aren’t restricted to basic functions, but can be complex relationships from any area of mathematics.
Các đáp án còn lại không được đề cập đến trong bài
Question 39: The phrase “secret sauce” in paragraph 3 is closest in meaning to __________.
A. unexpected benefit B. mysterious feature
C. unnatural ability D. special element
Giải thích: Cụm từ “secret sauce” trong đoạn 3 gần nghĩa nhất với______
A. Những lợi ích bất ngờ B. những đặc tính bí ẩn
C. Những khả năng không tự nhiên D. Những nguyên tố đặc biệt
Thông tin: The secret sauce of our system is to empower people to easily ‘explain’ this translation process to the computer, so the computer can do all the hard work of actually making the picture.”
Dịch: Bí mật trong hệ thống của chúng tôi là trao quyền cho mọi người dễ dàng ‘giải thích’ quá trình dịch thuật này cho máy tính, vì vậy máy tính có thể thực hiện tất cả công việc khó khăn để thực sự tạo ra bức tranh.”
Question 40: Penrose address the challenges of creating diagrams in mathematical communication by allowing users to _________.
A. make mathematical diagrams from computer codes with the help of diagram-drawing experts.
B. describe how they visualize mathematical ideas to the computer so that it can create diagrams.
C. learn about how experts translate mathematical language into pictures created with computers.
D. utilize codes developed by diagram experts to figure out how to visualize mathematical ideas.
Giải thích: Penrose giải quyết thách thức của việc tạo biểu đồ trong giao tiếp toán học bằng việc cho phép người dùng __________
A. tạo biểu đồ toán học từ mã code máy tính với sự giúp đỡ của chuyên gia vẽ biểu đồ
B. mô tả cách họ hình dung những ý tưởng toán học với mãy tính để nó có thể tạo biểu đồ
C. học cách những chuyên gia dịch ngôn ngữ toán học sang hình ảnh được tạo bởi máy tính
D. tận dụng code được phát triển bởi chuyên gia biểu đồ để hình dung cách hình dung ý tưởng toán
Giải thích: Đáp án B: The secret sauce of our system is to empower people to easily ‘explain’ this translation process to the computer, so the computer can do all the hard work of actually making the picture.”
Các đáp án A, C, D không được đề cập đến trong bài
Question 41: The word “they” in paragraph 4 refers to ___________.
A. users B. diagrams C. possibilities D. ideas
Giải thích: Từ “they” trong đoạn 4 đề cập đến ________
A. người dùng B. biểu đồ C. Khả năng D. ý tưởng
Đáp án: A
Thông tin: Users can then select and edit the diagrams they want from a gallery of possibilities. A special, simple-to-learn programming language was also developed so that they can easily convey the ideas in their minds to the Penrose system,
Dịch: Sau đó, người dùng có thể chọn và chỉnh sửa sơ đồ họ muốn từ bộ sưu tập các khả năng. Crane cho biết, một ngôn ngữ lập trình đặc biệt, dễ học cũng được phát triển để họ có thể dễ dàng truyền đạt ý tưởng trong đầu đến hệ thống Penrose. Ông giải thích:
Question 42: Which of the following can be inferred from the passage?
A. Hand-drawn diagrams are not as beautiful and easy to understand as digital diagrams.
B. In general, mathematicians are not very good at remembering and defining notations.
C. How a mathematical object should be visualized varies from person to person.
D. Almost all people consider traditional math textbooks to be extremely boring.
Giải thích: Câu nào sau đây rút ra từ bài văn?
A. Biểu đồ vẽ tay không đẹp và dễ hiểu như biểu đồ kỹ thuật số
B. Thông thường, các nhà toán học không giải nhớ xác định các ký hiệu
C. Các một yếu tố toán học nên được hình dung từ người này đến người khác
D. Hầu hết mọi người coi sách giáo khoa truyền thống là nhàm chán
Giải thích Đáp án C: Our vision is to be able to dust off an old math textbook from the library, drop it into the computer and get a beautifully illustrated book -- that way more people understand
Các đáp án còn lại không dược đề cập đến trong bài