Wolfram Language & Mathematica 14.3: Großes Update mit KI & Dark Mode

Wolfram Research hat Version 14.3 von Wolfram Language und Mathematica vorgestellt, ein umfangreiches Update, das eine breite Palette neuer Funktionalitäten und Verfeinerungen in seiner gesamten Rechenlandschaft einführt. Trotz seiner Bezeichnung als Minor-Version liefert diese Veröffentlichung signifikante Fortschritte, von denen viele langjährige Benutzeranfragen adressieren und das Engagement der Plattform für Designkonsistenz und Abwärtskompatibilität über fast vier Jahrzehnte hinweg unterstreichen.

Ein herausragendes neues Feature ist die umfassende Dark Mode-Unterstützung. Über eine einfache Farbinvertierung hinaus passt Version 14.3 Tausende von Benutzeroberflächenelementen und Grafiken intelligent an, um eine optimale Ästhetik und Lesbarkeit in dunklen Umgebungen zu gewährleisten. Zum Beispiel passen Diagramme automatisch die Achsenfarben an, während die Datenkurvenfarben beibehalten werden, die bereits in Version 14.2 für helle und dunkle Displays voroptimiert wurden. Das System führt LightDarkSwitched für die explizite Farbsteuerung, LightDarkAutoColorRules für die globale automatische Umschaltung und SystemColor zur Anpassung an Betriebssystemthemen ein. Textinhalte und themenbasierte Farben, die über ThemeColor zugänglich sind, passen sich ebenfalls dynamisch an und zeigen einen tiefgreifenden algorithmischen Ansatz für die Ästhetik der Benutzeroberfläche.

Die Veröffentlichung vertieft die Integration mit moderner Künstlicher Intelligenz weiter. Als “universeller Rechenagent” oder “Werkzeug” für große Sprachmodelle (LLMs) positioniert, nutzt die Wolfram Language ihre präzisen Rechenfähigkeiten, um die heuristische Natur von LLMs zu ergänzen. Version 14.3 führt LLMGraph ein, das es Benutzern ermöglicht, komplexe “Agenten-Workflows” direkt innerhalb der Wolfram Language zu definieren. Diese Graphen können die parallele Ausführung von LLM-Prompts und Wolfram Language-Code orchestrieren, komplett mit Testfunktionen zur Entscheidungsfindung, was ausgeklügelte KI-gesteuerte Prozesse ermöglicht.

Datenanpassung und -analyse erhalten einen signifikanten Schub mit ListFitPlot, einer neuen Funktion zur einfachen Visualisierung von Datenanpassungen, einschließlich lokaler, linearer und exponentieller Modelle. Ergänzend zu bestehenden Tools bieten LocalModelFit und KernelModelFit neue nicht-parametrische Anpassungsoptionen. Die Option PlotFit ermöglicht das Hinzufügen von Anpassungen zu bestehenden Diagrammtypen, und ListFitPlot3D erweitert die Anpassungsfähigkeiten auf 3D-Oberflächen.

Kartenfunktionen werden visuell durch aktualisierte Stile und Rendering verbessert, einschließlich vollständiger Dark Mode-Unterstützung. Karten verwenden jetzt standardmäßig auflösungsunabhängige Vektorgrafiken für eine gestochen scharfe Anzeige bei jeder Zoomstufe. Neue Funktionen wie nächtliche Satellitenbilder und die Möglichkeit, unauffällige Basiskarten zu generieren (für eine bessere Datenüberlagerung), verbessern die Anpassungsmöglichkeiten. GeoReposition ermöglicht die präzise Manipulation geografischer Objekte und demonstriert Konzepte wie Kontinentaldrift oder die wahre Größe von Landmassen, sogar außerhalb des Planeten.

Grafik- und Farbverbesserungen erstrecken sich auf ein neues Konzept von “Standardfarben” wie StandardRed und DarkRed, die eine “designtere” Ästhetik als reine RGB-Werte bieten und sowohl für helle als auch für dunkle Modi optimiert sind. Die Farbauswahl wurde komplett neu gestaltet, um eine intuitive Bedienung zu ermöglichen, und umfasst ein Farbrad sowie eine optimierte Hell/Dunkel-Umschaltung. Standardfarben in verschiedenen Plotfunktionen wie DensityPlot und ArrayPlot wurden “aufgepeppt” für eine größere visuelle Wirkung. LabelingTarget bietet eine feingranulare Kontrolle über Plotbeschriftungen, um Überschneidungen zu vermeiden, und PlotInteractivity ermöglicht das Deaktivieren interaktiver Elemente für Effizienz oder Druckoptimierung.

Erhebliche Fortschritte wurden in der Nicht-kommutativen Algebra erzielt. Die langjährige NonCommutativeMultiply (als ** eingegeben und jetzt als ⦻ gerendert) gewinnt endlich an Rechenleistung. Neue Funktionen wie NonCommutativeExpand ermöglichen die kanonische Formentwicklung, und die Verallgemeinerung von Gröbner-Basen auf den nicht-kommutativen Fall ermöglicht leistungsstarke symbolische Array-Operationen und Anwendungen in der Physik und funktionalen Programmierung. Die Veröffentlichung führt auch GeneralizedPower und Commutator für nicht-kommutative Ausdrücke ein.

Im Bereich der Matrizen erweitert RangeSpace den NullSpace, und Projection unterstützt nun die Projektion auf Unterräume. Es werden vier neue Matrixzerlegungen eingeführt, darunter EigenvalueDecomposition und FrobeniusDecomposition (die eine robuste Diagonalisierung bieten). Neue Funktionen wie MatrixMinimalPolynomial und MatrixPolynomialValue erweitern Polynomoperationen auf Matrizen, während Polynom-HermiteDecomposition und Reduktionsfunktionen die algebraische Manipulation verbessern.

In der Geometrischen Berechnung ermöglicht SurfaceContourPlot3D das direkte Plotten von Funktionen auf 3D-Oberflächen, und HighlightRegion ermöglicht die visuelle Annotation spezifischer Bereiche auf Regionen in jeder Dimension. Neue Krümmungsberechnungen (GaussianCurvature, Mittelwert, Max/Min) bieten eine präzise Analyse der Oberflächengeometrie. FindShortestCurve und ShortestCurveDistance erleichtern geodätische Berechnungen und Pfadplanung auf beliebigen Regionen, einschließlich komplexer Netze und zur Hindernisvermeidung in der Robotik. SubdivisionRegion bietet eine leistungsstarke Methode zur Generierung glatter, realistischer Geometrie aus groben Annäherungen, während SmoothMesh, SimplifyMesh und Remesh Werkzeuge zum Verfeinern und Reparieren von 3D-Netzen bereitstellen.

Chemie und Biowissenschaften sehen eine verbesserte molekulare Visualisierung mit eigenschaftsbasierter Farbgebung für Atome und Bindungen. MoleculeFeatureDistance bietet ein quantitatives Maß für die molekulare Ähnlichkeit, was Anwendungen wie die molekulare Clusterbildung ermöglicht. MoleculeModify wird erweitert, um die Inversion der Molekülstruktur einzuschließen. Eine wichtige neue Funktion ist das lokale Proteinfalten, das es Benutzern ermöglicht, maschinelles Lernen-basierte Proteinstrukturvorhersagen auf ihren eigenen Maschinen durchzuführen, wodurch externe API-Beschränkungen umgangen werden. BioMoleculeAlign hilft beim Vergleich vorhergesagter Strukturen mit experimentellen Daten, und neue Maße wie Ramachandran-Winkel bieten tiefere Einblicke in die Proteinform.

Für Ingenieurwesen und Steuerungssysteme führt Version 14.3 SystemModelValidate zur Überprüfung des Systemverhaltens anhand von Spezifikationen ein. Mithilfe von Temporallogik-Konstrukten wie SystemModelAlways, SystemModelEventually und SystemModelSustain können Ingenieure Bedingungen definieren (z. B. Batterietemperaturgrenzen) und beurteilen, ob ein Systemmodell diese erfüllt, um Fehlerpunkte zu identifizieren. Steuerungssystem-Workflows werden durch interaktive Modellmanipulation und neue Analysewerkzeuge wie PoleZeroPlot für Stabilitätsanalyse und LQ-Reglerdesign optimiert.

Mehrere Programmiersprachen-Erweiterungen verbessern die Entwicklererfahrung. Das lang gewünschte With-Konstrukt mit mehreren Argumenten vereinfacht die verschachtelte Variablenskopierung. Die neue Cyclic-Funktion bietet eine bequeme Möglichkeit, Listen als unendlich wiederholende Sequenzen zu behandeln, nützlich sowohl für Berechnungen als auch für zyklisches Styling.

Die in Version 14.2 eingeführten Tabulardaten-Funktionen werden weiter abgerundet. Neue Importquellen umfassen OneDrive, Kaggle und den direkten In-Core-Import aus relationalen Datenbanken (SQLite, Postgres, MySQL, SQL Server, Oracle) über DataConnectionObject. Die Unterstützung für Apache-, Common- und Extended-Logdateien sowie JSON Lines wurde hinzugefügt. Neue Funktionen wie ColumnwiseCombine und das verbesserte JoinAcross bieten leistungsstarke Möglichkeiten, Daten aus mehreren Tabular-Objekten mit flexiblen Kriterien zu kombinieren. Auch das Styling von Tabulardaten wird eingeführt, was die programmatische Steuerung von Anzeigegröße, Erscheinungselementen, Hintergründen (einschließlich bedingter Formatierung basierend auf Werten) und Item-Stilen ermöglicht.

Im Bereich der Semantischen Textverarbeitung bietet SemanticRanking eine neue Funktion zur Rangfolge von Optionen basierend auf Textbeschreibungen, wobei moderne Sprachmodelle genutzt werden. Es ergänzt SemanticSearch, indem es detaillierte Relevanzwerte für kleinere Optionsmengen liefert. Ein erweitertes, vorab trainiertes FeatureExtract für Text verbessert Klassifizierungs- und Vorhersageaufgaben weiter.

Eine zentrale neue Fähigkeit für den Wolfram Language-Compiler sind kompilierte Funktionen, die pausieren und fortgesetzt werden können. IncrementalFunction ermöglicht die Erstellung von Coroutinen und Generatoren mithilfe von IncrementalYield und IncrementalReceive. Dies ermöglicht inkrementelle Berechnungen, die den internen Zustand automatisch aufrechterhalten, was besonders nützlich ist, um große Datensätze aufzulisten, die nicht in den Speicher passen würden, oder um Datenströme zu verarbeiten.

Die Externe Berechnung verzeichnet erhebliche Leistungs- und Benutzerfreundlichkeitsverbesserungen. Die Bereitstellung der Python-Laufzeit ist dramatisch schneller, auch für spezifische Abhängigkeiten. Eine hochgradig optimierte R-Integration wird eingeführt, die mehrere R-Sitzungen innerhalb einer einzigen Wolfram Language-Sitzung ermöglicht, jede mit unabhängigen Abhängigkeiten, und die ExternalFunction für die nahtlose Ausführung von R-Code unterstützt.

Für Notebooks in Präsentationen löst Version 14.3 das langjährige Seitenverhältnis-Problem. Eine neue Vollbild-Bildvorlage in Presenter Notebooks skaliert Bilder und Grafiken automatisch, um sie an den Bildschirm anzupassen oder diesen auszufüllen, wodurch professionell aussehende Diashows ohne manuelle Anpassungen gewährleistet werden.

Die Benutzeroberflächen-Polierung wird mit subtilen, aber wirkungsvollen Verfeinerungen fortgesetzt, wie z. B. der intelligenteren Handhabung von Zeichenfolgen wie -> für Pfeiltasten und dem Umbruch von Einzelzeichen-Trennzeichen (z. B. das Tippen von { um eine Auswahl herum umschließt diese automatisch mit {...}). Die Unterstützung für separate britische und amerikanische Rechtschreibwörterbücher wurde ebenfalls hinzugefügt.

Schließlich ist Markdown jetzt ein erstklassiges Format, das den einfachen Import und Export von Markdown-Dateien und -Fragmenten ermöglicht und die Kommunikation mit anderen Systemen und LLMs erleichtert. Die Webdokumentation erhält außerdem eine neue, hochfunktionale Navigationsseitenleiste für den schnellen Zugriff auf Optionen und Abschnitte innerhalb von Funktionsseiten.

Über diese Highlights hinaus enthält Version 14.3 zahlreiche weitere Verbesserungen in den Bereichen Videoverarbeitung (Stabilisierung, Objektverfolgung), Bildimport (.avif), lokale Sprachsynthese mit neuronalen Netzmodellen, verfeinerte Datumsbehandlung, effizientere RandomTree-Generierung, Multithreading für BitVector-Datenstrukturen, GPU-Unterstützung für zusätzliche Funktionen, achsensymmetrische Flüssigkeitsströmungslösung in PDE, neue biochemische Verbindungen (UniProt, AlphaFold) und Compiler-Introspektionstools.

Version 14.3 von Wolfram Language und Mathematica steht für Desktop-Systeme zum Download bereit und ist live in der Wolfram Cloud verfügbar, was die neuesten Fortschritte in den kontinuierlichen Forschungs- und Entwicklungsbemühungen der Plattform darstellt.