- 给孩子的编程探险故事
- 海天著 庄茗绘
- 2124字
- 2023-09-04 17:41:35
序
2022年年底,一个叫ChatGPT的聊天机器人开始风靡全球,ChatGPT是美国OpenAI研发的聊天机器人程序,于2022年11月30日发布,ChatGPT是人工智能技术驱动的自然语言处理工具,它不仅能够通过理解和学习人类的语言与我们进行对话,还能够根据聊天的上下文进行人机互动,甚至还能完成撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码,写论文等任务。更有甚者,让ChatGPT做北京高考的试题,并取得了不俗的成绩。
一时间,人工智能成为当下炙手可热的话题,可以预言,在不远的未来,类似ChatGPT的百度文心一言等AI软件会像雨后春笋一般纷纷面世。其实早在几年前,人工智能就已经闯入了人们的视野。2016 年,谷歌人工智能程序 AlphaGo(阿尔法围棋)战胜韩国围棋选手李世石,就是人工智能领域发展的标志性事件,AlphaGo的成功,不仅是人类在人工智能领域取得的一个里程碑式的胜利,而且标志着一个新的纪元—智能时代的开始。
果然,虽然AlphaGo在与李世石的对战中,因为一个Bug(漏洞)而输了一局,但随后在2017年与中国柯洁的顶峰对决中,再也没有给这位人类的顶尖围棋选手任何机会,以3∶0干净利落地拿下了这场比赛。不仅如此,自动驾驶、AI绘画、AI写作、AI诊断、AI教育等人工智能应用层出不穷,人工智能在现代社会中的应用达到了一个前所未有的高度,直至最近ChatGPT横空出世。
为此有很多人担心,随着人工智能越来越广泛的应用,计算机会跟人类抢夺工作机会,许多大量复杂艰苦的体力劳动工作,已经被计算机控制的机器人取代了;而随着计算机人工智能的发展,许多带有创造性的脑力劳动工作,比如艺术创作,工业设计等,也存在着被计算机取代的 趋势。
于是家长们开始担心,在未来的生活中,计算机控制的机器人会不会控制人类,剥夺人类的就业机会,以致自己的孩子将来找不到工作,生活不如人意?于是现在有些人甚至开始排斥计算机,排斥人工智能技术,并将其视为洪水猛兽。其实这种担心是完全没有必要的,人工智能之所以厉害,是计算机专家为它们编写的程序厉害,机器永远不会控制人类。
至于担心自己的孩子将来找不到工作,就更是杞人忧天了。人工智能虽然可以取代人类很多体力和脑力劳动的工作,但同时也会创造更多的就业岗位,比如给 AlphaGo 编写程序的计算机专家等。所以,我们现在要做的不是排斥人工智能,而是拥抱人工智能。只有这样,我们的孩子在未来的智能时代中才能占有一席之地。
怎样才能让孩子拥抱人工智能呢?当然是尽早接触和学习计算机编程方面的知识了。不过计算机编程方面的知识一般比较深奥难懂,也比较枯燥乏味。如果启蒙教材选择不当,很容易让孩子产生厌学情绪,效果往往适得其反。
于是我用两年时间撰写了这本《给孩子的编程探险故事》,本书通过两个小学生——奇奇和妙妙到外星球参加编程夏令营探险的故事,将所有计算机编程需要的基础知识,比如二进制、计算机结构、计算机原理、编程算法、机器码编程、常用算法……用一个探险故事全部串在了一起,让孩子在兴趣盎然中,不知不觉地接受了计算机知识的 熏陶。
书中的主线是一个探险故事,悬念迭出,妙趣横生,目的是吸引小读者看下去,而且每一个计算机编程的知识点也都是用好玩的游戏,或者日常生活的例子来说明。比如在介绍二进制计数法时,我就是用两个魔术—猜生肖和猜扑克牌来具体说明的,看完了这本书,还可以跟同学玩玩这两个魔术,孩子会特别有成就感。
在介绍计算机程序的运行原理时,我采用了生活中西红柿鸡蛋面的例子,将制作西红柿鸡蛋面的动作和食材,分别比作计算机指令系统的指令和参数,于是西红柿鸡蛋面的制作过程就变成了一串数字程序,将冯·诺依曼的程序结构,以及运行原理简单、明了地展现在小读者的面前。
书中还通过寻找数字人的游戏,介绍了冒泡排序、二分搜索法等经典的计算机算法,并通过耳熟能详的华罗庚烧水泡茶的故事,介绍了计算机算法的运行效率,以及时间复杂度和空间复杂度等难以理解的概念,也是希望用一种趣味的方式,让孩子们学习计算机编程方面的入门知识。
其他诸如计算机中的“与或非”运算,输入我用开关表示,输出用电灯的亮灭来表示;递归算法中常用的“汉诺塔”问题,我也用上小下大的多层蛋糕来说明;就连飞船上的密码,我也是用一个小游戏,让小读者通过自己的聪明才智推理出密码。为此,我对全书细节的处理还是下了不少功夫。
最后我设计了一套简单的计算机指令系统,具体说明放在了附录。我还将书中介绍的桌面游戏做成了一个计算机硬件模型,并将需要的卡牌也一并附在了书后,小读者可以用这套桌游,调试书中的各种算法程序,如田忌赛马、鸡兔同笼等,不需要用真正的计算机就可以编写和调试出来,这对孩子理解计算机的编程原理,对保护孩子的视力,都有非常积极的意义。
科普书非常难写,对此我深有体会,要将一些复杂的知识,用简单的方式讲给小读者,并让小读者听懂、听明白,非常不容易。为此,我做了非常多的努力,但书中难免会存在一些不太准确的内容,希望广大小读者和家长们不吝批评指正,我期待和你们一起改进。
在本书出版之前,我已经出版了《给孩子的哲学探险故事》和《给孩子的财富探险故事》,也都是科普哲学和经济学的儿童长篇小说,虽然都是写给孩子的书,但对家长们了解自己的孩子也非常具有参考价值。
衷心希望这本融入我个人编程经验的书籍,能给更多的小读者带来帮助,也希望更多的优秀作者参与到为孩子们写书的队伍中来!