學(xué)編程才能更好的了解世界

    在斯蒂芬·沃爾夫勒姆的一篇專(zhuān)訪《宇宙的本質(zhì)是計(jì)算》中，這位傳奇科學(xué)家說(shuō)：“我們的世界就是計(jì)算，就是一套簡(jiǎn)單的規(guī)則生成的復(fù)雜現(xiàn)象。很多時(shí)候人們說(shuō)的‘隨機(jī)性’，只是證明你還沒(méi)為這個(gè)系統(tǒng)建立完整的模型而已。”

    如果不理解文章的意思，我試著解釋一下，不一定對(duì)：物理定律是恒定的，是宇宙運(yùn)轉(zhuǎn)的原理;數(shù)學(xué)是物理的基礎(chǔ)，所有物理定律都能用數(shù)學(xué)來(lái)表達(dá);數(shù)學(xué)是復(fù)雜的，但無(wú)論多復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，都是從最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)出來(lái)的。所以，從最基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)出發(fā)，就可以描述整個(gè)宇宙的運(yùn)轉(zhuǎn)。描述的過(guò)程，就是建立數(shù)學(xué)模型的過(guò)程。現(xiàn)在我們描述不了，只不過(guò)因?yàn)檫€沒(méi)有完全建立所有模型。假如模型都有了，那么就可以在計(jì)算機(jī)中模擬宇宙的一切。如果計(jì)算機(jī)的速度足夠快，快得超過(guò)宇宙的運(yùn)算速度，那么甚至能計(jì)算出未來(lái)會(huì)發(fā)生什么，也就是能預(yù)測(cè)未來(lái)。

    如果上述理論正確，那么真的就一切都是計(jì)算，也就一切都可用計(jì)算機(jī)處理，學(xué)編程就是了解、控制這一切的最便捷途徑。這套理論還只是猜想，也許不能說(shuō)服你。但有另一套更接地氣的理論，已經(jīng)被廣泛接受，叫“計(jì)算思維”。

    “計(jì)算思維”理論的提出者是曾任CMU計(jì)算機(jī)系系主任的周以真教授，她在最近的一次采訪中說(shuō)道：“計(jì)算思維就是像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考。”她本人也承認(rèn)這句話不好理解。我試著解釋一下。

    我們所處的時(shí)代被稱(chēng)作“信息時(shí)代”，計(jì)算機(jī)是信息處理的核心。商業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、教育等等都被計(jì)算機(jī)技術(shù)推動(dòng)著進(jìn)步。如果能知道計(jì)算機(jī)是怎么做到這一切的，也就是知道這里蘊(yùn)含的計(jì)算思維是什么，能給個(gè)人在所處行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)幫助。否則，就只能浮于表面地應(yīng)用現(xiàn)成軟件而已。比方說(shuō)，人類(lèi)一直在用推理來(lái)解決很多需要思考的問(wèn)題，比如下棋。所以看到會(huì)下棋的程序，很多人都認(rèn)為這是計(jì)算機(jī)在思考，很神奇。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)從來(lái)都不會(huì)思考。

    1997年打敗國(guó)際象棋冠軍卡斯帕羅夫的IBM深藍(lán)電腦，使用的核心方法叫做“搜索”，就是盡可能地窮舉所有棋步的可能，從中搜索對(duì)自己最有利的那一步落子。干的是體力活，一點(diǎn)兒都不智能。2011年，在一檔經(jīng)典的智力答題節(jié)目中，IBM的Watson系統(tǒng)戰(zhàn)勝了兩位人類(lèi)冠軍。是這個(gè)程序的智力超群?jiǎn)?也不是。Watson的核心方法還是“搜索”，搜索的范圍是一塊4TB的硬盤(pán)，上面存滿(mǎn)了資料。也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)在智能方面戰(zhàn)勝人類(lèi)，依靠的是其不知疲倦的高速搜索能力和海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。其實(shí)想想看，我們自己所謂的智能，是不是很多時(shí)候也就是對(duì)自己腦中的記憶進(jìn)行搜索呢?也許有一天大腦的秘密被完全解開(kāi)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它的工作原理和計(jì)算機(jī)是類(lèi)同的。不管怎樣，知道了高速海量搜索這個(gè)“計(jì)算思維”，就可以將其應(yīng)用在自己遇到的難題上，用計(jì)算機(jī)找到答案。

    即便在日常生活中，知曉“計(jì)算思維”也是大有好處的。比如說(shuō)ifttt.com這個(gè)網(wǎng)站，提供了非常便利的界面，讓用戶(hù)可以利用計(jì)算思維中的“條件分支”概念過(guò)自動(dòng)化生活。就像我，有個(gè)MisfitShine運(yùn)動(dòng)手環(huán)。我在ifttt.com設(shè)置了當(dāng)我運(yùn)動(dòng)量達(dá)標(biāo)，就自動(dòng)發(fā)微博求點(diǎn)贊，而不達(dá)標(biāo)時(shí)，則求被嘲笑。因?yàn)榕卤怀靶Γ易詮脑O(shè)了這個(gè)recipe(在ifttt上，條件設(shè)定被叫做recipe)，就再也沒(méi)有一次不達(dá)標(biāo)。ifttt已經(jīng)將很多網(wǎng)站、智能設(shè)備和手機(jī)相連接，能搞出很多有趣的玩法。比如一離開(kāi)工作地點(diǎn)，就給老婆發(fā)條短信；天氣預(yù)報(bào)明天下雨，就提醒女友帶傘；快到家了，自動(dòng)打開(kāi)電暖氣；到電影院，手機(jī)自動(dòng)靜音。

    在英美等國(guó)家，很多小學(xué)都開(kāi)始教授計(jì)算思維，這是“人人學(xué)編程”活動(dòng)起源的基礎(chǔ)。在中國(guó)，這么好玩的事情只可能高考之后才讓學(xué)生接觸。所以，大學(xué)肩負(fù)起了傳播計(jì)算思維的重任?！洞髮W(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》這門(mén)課在以前主要是教計(jì)算機(jī)操作、Word、PowerPoint等。隨著時(shí)代的進(jìn)步，已經(jīng)很少有學(xué)生在上大學(xué)時(shí)還不會(huì)操作計(jì)算機(jī)了。所以這門(mén)課現(xiàn)在正在轉(zhuǎn)型為傳播計(jì)算思維。如果你畢業(yè)早，沒(méi)學(xué)過(guò)計(jì)算思維，可以學(xué)學(xué)這兩門(mén)MOOC：哈工大的《大學(xué)計(jì)算機(jī)——計(jì)算思維導(dǎo)論》和山東大學(xué)的《大學(xué)計(jì)算機(jī)——計(jì)算思維的視角》。

    總之，“人人學(xué)編程”，并不是人人都要“學(xué)會(huì)”編程，而是每個(gè)人都要學(xué)會(huì)計(jì)算思維，并通過(guò)它來(lái)了解、探究和控制這個(gè)世界。

教育機(jī)器人市場(chǎng)升溫技術(shù)仍待突破

    在機(jī)器人創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域，除了占比最高的工業(yè)級(jí)機(jī)器人之外，服務(wù)機(jī)器人也頗受關(guān)注。從掃地機(jī)器人、教育機(jī)器人到人形機(jī)器人，不同企業(yè)都在切入不同的應(yīng)用場(chǎng)景。其中，教育機(jī)器人近兩年逐漸升溫，一方面是政策利好推動(dòng)了需求增加;另一方面是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)步使產(chǎn)品更加成熟。

    然而，對(duì)于門(mén)檻較低的服務(wù)型機(jī)器人，艾媒咨詢(xún)總裁張毅說(shuō)到，“目前不用對(duì)服務(wù)機(jī)器人寄予過(guò)高的厚望，現(xiàn)在很多機(jī)器人側(cè)重玩具屬性，把玩具可編可控，例如把學(xué)習(xí)機(jī)做成機(jī)器人的樣子。”

    眼下，機(jī)器人能較好地應(yīng)用于教育和娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)，然而尖端技術(shù)的瓶頸讓機(jī)器人止步于更多的應(yīng)用場(chǎng)景。

    機(jī)器人教育升溫

    機(jī)器人教育升溫

    據(jù)了解，目前在教育機(jī)器人的應(yīng)用形式上，主要分為兩種，一類(lèi)是做機(jī)器人培訓(xùn)，有面向小學(xué)生和中學(xué)生的教育課程，也有專(zhuān)注于學(xué)習(xí)操作工業(yè)機(jī)器人的職業(yè)培訓(xùn);另一類(lèi)是做產(chǎn)品，包括老師使用的教具和學(xué)生們可自行搭建的科技玩具。

    獲得紅杉資本投資的Makeblock則屬于后者，Makeblock創(chuàng)始人王建軍說(shuō)到，公司為創(chuàng)客、DIY愛(ài)好者提供一站式的機(jī)器人創(chuàng)建、搭建解決方案，包括金屬積木、電子模塊，以及軟件等各類(lèi)機(jī)器人套件。在發(fā)現(xiàn)創(chuàng)客的小眾市場(chǎng)達(dá)到瓶頸后，王建軍便規(guī)劃向教育這一大眾市場(chǎng)進(jìn)軍，率先在國(guó)外市場(chǎng)發(fā)力。通過(guò)運(yùn)用Makeblock的產(chǎn)品，教師可以用圖形化的方式向?qū)W生展示繪圖、編程等。

    “去年公司70%的收入來(lái)自國(guó)外，毛利維持在60%以上，我們產(chǎn)品在國(guó)外覆蓋的學(xué)校為3萬(wàn)所左右。”王建軍說(shuō)，“機(jī)器人教育的興起并不是孤立的，2005年左右美國(guó)就開(kāi)始提出跨學(xué)科式的教育，但是之前硬件軟件技術(shù)應(yīng)用于教育還有一些距離，現(xiàn)在技術(shù)服務(wù)于教育變得更加可行，所以才會(huì)大力推廣機(jī)器人教育。”

    從去年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)機(jī)器人教育開(kāi)始升溫，在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)列入“十三五”規(guī)劃之后，“各個(gè)省區(qū)教育部門(mén)都更加重視機(jī)器人教學(xué)，很多學(xué)校撥款做創(chuàng)客教育，或者機(jī)器人教育。”王建軍說(shuō)道。今年，Makeblock將著力拓展國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，合作學(xué)校有300余家，通過(guò)經(jīng)銷(xiāo)商做2B的生意。

    王建軍表示，“如果只做幾款產(chǎn)品，技術(shù)門(mén)檻并不是很高，但是硬件和軟件工具的結(jié)合，平臺(tái)的構(gòu)建、工藝鏈的支持等并非一朝一夕就能完成。”而如何更好地將產(chǎn)品融入到教學(xué)場(chǎng)景中，滿(mǎn)足學(xué)生和老師的需求，需要長(zhǎng)久的溝通和磨合。畢竟，在購(gòu)置了機(jī)器人產(chǎn)品后，機(jī)器在學(xué)校蒙灰的案例也不少。

    事實(shí)上，這類(lèi)針對(duì)K12教育的機(jī)器人是樂(lè)高之后的新型“玩具”，低級(jí)的教育機(jī)器人和積木類(lèi)似，進(jìn)行組裝教學(xué)，高級(jí)一點(diǎn)的是學(xué)做簡(jiǎn)單的編程。多位業(yè)內(nèi)人士表示，產(chǎn)品可以吸引兒童，受眾廣，銷(xiāo)量較為可觀。

    技術(shù)限制

    王建軍說(shuō)，服務(wù)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈并不復(fù)雜，“上游是一些核心元器件，芯片、傳感器。如果是高精核心傳感器，供應(yīng)商只有幾家，而像電機(jī)等元器件的廠家選擇很多。然后進(jìn)行組合的研發(fā)，最后是制造，我們的代工廠主要集中在佛山、深圳和東莞。一些國(guó)外的教育機(jī)器人廠商也會(huì)聯(lián)系深圳的公司進(jìn)行制造。”

    然而，目前國(guó)內(nèi)的機(jī)器人技術(shù)普遍偏低，處于市場(chǎng)邊緣，核心的技術(shù)由國(guó)外公司占領(lǐng)。核心技術(shù)的缺乏，也導(dǎo)致機(jī)器人在切入細(xì)分行業(yè)后達(dá)不到令人滿(mǎn)意的效果。

    有投資人士表示，在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，只有掃地機(jī)器人的市場(chǎng)比較成熟，而餐飲服務(wù)的機(jī)器人、迎賓機(jī)器人并沒(méi)有達(dá)到很先進(jìn)的程度。雖然機(jī)器人吸引眼球，但是靈巧程度不足，避障等及時(shí)反應(yīng)還需要進(jìn)一步提升。

    “國(guó)內(nèi)很多公司做了機(jī)器人的殼，然后裝底盤(pán)、導(dǎo)入視覺(jué)系統(tǒng)，成本在幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)量級(jí)，但是并沒(méi)有出現(xiàn)剛需產(chǎn)品，服務(wù)機(jī)器人在技術(shù)和成本上都沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)。”

    眼下，教育和娛樂(lè)是服務(wù)機(jī)器人創(chuàng)業(yè)最容易切入的兩大產(chǎn)業(yè)。

    該投資人士說(shuō)，“市面上的陪伴機(jī)器人噱頭比較多，主要是兩三千的產(chǎn)品，功能并不多，雖然裝了很多傳感器，但沒(méi)有太多實(shí)際用處。有很多公司寫(xiě)了商業(yè)計(jì)劃書(shū)來(lái)融資，想打造家庭娛樂(lè)的陪伴機(jī)器人，實(shí)際上卻一年都生產(chǎn)不出產(chǎn)品。”

    從這個(gè)角度看，服務(wù)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破、進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)，仍面臨著眾多瓶頸。

為什么要讓孩子學(xué)習(xí)編程

    有關(guān)編程的話題從來(lái)沒(méi)有像近幾年這么熱過(guò)，更不要提青少年編程了。編程一開(kāi)始只是專(zhuān)業(yè)人員才做的一個(gè)非常專(zhuān)業(yè)的事，到后來(lái)人們才發(fā)現(xiàn)編程對(duì)培養(yǎng)青少年創(chuàng)造性思維的價(jià)值，可是編程的門(mén)檻對(duì)絕大部分青少年來(lái)說(shuō)還是太高了，所以難以普及。

    少兒編程普及

    但近些年，隨著像Scratch之類(lèi)積木化的編程語(yǔ)言的成熟和推廣使得編程的門(mén)檻大為降低?，F(xiàn)在，即便是小學(xué)生也可以輕松的開(kāi)發(fā)自己的游戲或是動(dòng)畫(huà)。更有甚者，還有像APPInventor2這樣的讓小學(xué)生都可以進(jìn)行Android開(kāi)發(fā)的編程平臺(tái)，可以方便的開(kāi)發(fā)自己的APP。

    再加上不計(jì)其數(shù)的面向青少年開(kāi)發(fā)的編程圖書(shū)、網(wǎng)絡(luò)教程和軟硬件平臺(tái)，使得編程條件從來(lái)沒(méi)有像今天這樣如此有利于青少年。創(chuàng)客教育也因此孕育而生并被各界人士所大力倡導(dǎo)。在實(shí)踐中培養(yǎng)青少年的創(chuàng)造力又多了橋和路。

    少兒編程的普及

    兩年前，Code.org發(fā)起了“HOUROFCODE”活動(dòng)，旨在向全球青少年推廣編程教育、普及計(jì)算機(jī)科學(xué)。在全球200個(gè)國(guó)家、用35種語(yǔ)言，向百萬(wàn)青少年發(fā)出邀請(qǐng)，一起挑戰(zhàn)“編程一小時(shí)”。活動(dòng)得到了美國(guó)社會(huì)從企業(yè)家到政府官員，從教師到家長(zhǎng)的各界人士大力支持。并在全球范圍內(nèi)也得到了積極響應(yīng)。

    而在一些歐洲國(guó)家，像英國(guó)，更是在2014年9月將編程課列為5歲以上兒童的必修課。

    英國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的大約5%來(lái)自計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)。但和許多發(fā)達(dá)國(guó)家一樣，英國(guó)的勞動(dòng)力隊(duì)伍仍無(wú)法趕上計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展步伐。英國(guó)政府認(rèn)為英國(guó)孩童在學(xué)校所學(xué)習(xí)的技能無(wú)法滿(mǎn)足21世紀(jì)的競(jìng)爭(zhēng)需要。有鑒于此，改革學(xué)校電腦課程，包括把電腦程序設(shè)計(jì)列為必修課程之一。

    鑒于此，達(dá)內(nèi)童程童美依托集團(tuán)多年積累的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和百余名IT精英教研團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)，專(zhuān)為中國(guó)兒童訂制開(kāi)發(fā)，在興趣培養(yǎng)和思維鍛煉的同時(shí)，傳遞前沿技術(shù)，養(yǎng)成科學(xué)習(xí)慣。課程涵蓋網(wǎng)頁(yè)游戲編程、移動(dòng)APP開(kāi)發(fā)、微信開(kāi)發(fā)、3D游戲及虛擬現(xiàn)實(shí)——互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代學(xué)互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)言，達(dá)內(nèi)童程為孩子推開(kāi)通往未來(lái)的科技之門(mén)!