記事本里的信息技術課

陳凱

記事本（Notepad）是Windows操作系統自帶的應用軟件，相信大多數人對它都不陌生。盡管記事本簡單小巧，但若稍微動動腦筋，將它用作信息技術課堂的小道具，會有意想不到的效果。

解密阿雷西博信息

某一天，有人收到一串完全由“0”和“1”組成的字符串，共1679個字符，他將這些字符串復制到記事本中，設置為自動換行，看上去似乎完全找不出其中的規律（如圖1）。

然后，他小心地微調記事本編輯框的寬度，當記事本編輯框的寬度恰好能容納23個字符時，神奇的事情發生了，一幅圖畫出現在記事本中。如果將“1”替換成“.”，效果就更明顯（如圖2）。

是不是在記事本中看到類似外星人的圖案？實際上，這是人類于1974年向可能存在外星文明的M13球狀星團發送的阿雷西博信息，之所以被稱作阿雷西博信息，是因為它是從阿雷西博射電望遠鏡發出的信號。這1679個二進制數，當恰好被排成73行23列時，就會顯現出一幅點陣圖畫。圖案中的生物其實是地球人，信息的最下方畫的是一個射電望遠鏡，阿雷西博信息中還包含許多其他信息，這里限于篇幅就不一一解讀了。可見，即便是外星人，也必須在對原始數據進行處理后才能知曉信息的意義。整段阿雷西博信息可在維基百科上獲得，將其中回車符號刪除后，就可成為教學活動的素材了。

把記事本當成計算器

對于機器來說，所謂的信息處理，本質上說就是按預定的規則，把一些符號序列轉換成另一些符號序列。于是，只要用“全部替換”功能，在記事本里也可以做數學運算。

例如，做乘法“7乘以4再乘以8”時，則可以在記事本中輸入7個“a”，注意不要輸入多余的符號，如空格、回車之類，然后點擊“編輯—替換”，將“a”全部替換成“aaaa”，即代表乘以4，操作完成后再將“a”全部替換成“aaaaaaaa”，即代表乘以8。最后保存文件，查看文件大小，可發現文件大小是224個字節，而“7乘以4再乘以8”的結果正是224（如圖3）。

做除法運算原理類似，只是會多出余數。例如，在計算“34除以4”時，先寫下34個“a”，然后只要將“aaaa”全部替換成“b”，然后，若要知道商是多少，只要將“a”全部替換成空（注意不是空格），若要知道余數是多少，只要將“b”全部替換成空即可。

用記事本做減法也是可以的。例如，在做“34減15”時，在記事本中寫15個“a”，再寫34個“b”，然后反復執行將“ab”替換成空的操作，最后看文件大小，就是減法的結果了。

如果增加替換步驟，還可以“發明”一些奇妙的運算法則。例如，對于初始字符“a”，反復執行將“a”全部替換成“ab”，將“b”全部替換成“ba”的兩步，即可逐個計算出斐波那契數列每一項。在這里留個問題給大家，如果要計算的不是斐波那契數列項，而是魯卡斯數列的數列項，那么應該如何設置替換規則？（魯卡斯數列以數字“1”和“3”為開始的兩項，其后每一項都是前兩項的和，所以第三項是“1+3”得“4”，第四項是“3+4”得“7”，將數列寫出來的話就是“1、3、4、7、11、18、29、47、76、123……”）（答案在本期找）