發明「小海龜編程」的人工智能之父逝世了，世人對他的編程哲學仍未理解
早上起床從推特得知西摩爾·帕普特（Seymour Papert，1928.2.29~2016.7.31）駕鶴西歸，內心多少有些憂傷，於是寫下了這些文字，作為紀念。
麻省理工學院（MIT）校長拉斐爾·賴夫（Rafael Reif）在 MIT 官網的訃告文裡總結說，西摩爾·帕普特至少給三個領域帶來了革命，分別是兒童發展、人工智能，以及科技與教育之融合。能夠在上述任何一個領域做出一點成績都不容易了，而帕普特則橫跨三個領域，而且對這三個領域的發展都帶來了極為深遠的影響。
我第一次知道西摩爾·帕普特是2006年看了 Nicholas Negreponte 的一個TED演講，他當時介紹的是 One Laptop Per Child 這個教育項目，後來 Negreponte 回憶說，每一臺 OLPC 電腦裡其實都印刻著帕普特的思想。後來 2015 年我開始搞教育培訓，於是從亞馬遜書店買了帕普特寫的 Mindstorms，拿到書之後，花了兩個月逐行逐字細細閱讀了兩次。這次才真正領悟到帕普特的思想是多麼的超前。
這裡先簡單介紹一下帕普特的生平。帕普特 1928 年出生於南非，年輕的時候曾參與反對種族隔離的運動。他 24 歲就拿到了數學博士學位，30 歲的時候拿到了第二個數學博士學位。其後他去到瑞士日內瓦，追隨著名心理學家皮亞傑（Jean Piaget）學習兒童發展的理論。後來帕普特在一次學術會議上與人工智能研究的先驅馬文·明斯基（Marvin Minsky）相識，而且非常有趣的是，當時兩人提交了幾乎一模一樣的論文。明斯基邀請帕普特來到 MIT，開啟了帕普特在美國的學術生涯。帕普特參與創辦了 MIT 人工智能實驗室，也是後來成立的 MIT 媒體實驗室的創始教員。他曾與明斯基合著 Perceptrons 一書。Facebook 的人工智能研究主管伊恩·勒坤（Yann LeCun）在讀大學的時候聽說了「perceptron」的概念後，激發了對學習型機器的熱情，雖然業界普遍認為這本書是讓剛誕生的神經網絡胎死腹中，但勒坤說，他一直都是帕普特的粉絲。
進入 60 年代後，帕普特開始思考怎麼用電腦來幫助兒童更好地學習。他發明了 LOGO 編程語言，也成為 20 世紀下半葉建構主義學習理論的代表人物。帕普特一生致力於理解兒童是怎麼學習的，兒童到底在學習什麼，怎樣才能更好地幫助兒童學習。他的研究和實踐給無數的教育工作者帶來了啟發，尤其是 Mindstorms 一書，雖然是誕生於個人電腦尚未普及的 70 年代末，但書中的思想即使是今天讀起來依然讓人感覺是超前的。
帕普特的思想極為博大精深，短短一篇文章難以盡言，這裡抽取其中三點跟大家分享一下。
讓孩子對電腦編程，而不是讓電腦對孩子編程。
帕普特有一句非常著名的話，他說，我們要關心怎麼才能讓孩子對電腦進行編程，而不是讓電腦對孩子進行編程。這句話可謂道出了他的真心。
早在 60 年代，在那個電腦要幾千美金的年代，帕普特就在想，怎麼才能讓電腦成為孩子學習的好幫手，讓孩子成為電腦的主宰，讓孩子通過電腦這一媒介來表達自己，並且將自己沉浸在各種有力的思想（powerful ideas）當中。換言之，帕普特關心的是怎麼提供一種建構式的學習（constructivist learning），而非灌輸式的教育。帕普特早年從皮亞傑那裡學到了關於兒童行為及心理的很多東西，而這些洞察直接指導了他後來的研究和工作。
為了讓孩子也能用使用電腦做點有意義的事情，帕普特發明了 LOGO 編程語言，這一語言非常簡單，任何一個小孩一天就能學會。在 LOGO 的世界裡有一隻小海龜，你可以通過輸入指令，讓海龜在畫面上走動，可以向上下左右，或者是按照你指定的角度移動。你還可以讓小海龜以加速或減速移動，也可以讓小海龜重複某一個動作。這些指令看似簡單，但假如能將其進行合理的組合和排序，你就可以創造出各種東西，包括人、房子、汽車、動物、抽象圖案，甚至有人還專門寫了一本 600 多頁的書（書名就是 Turtle Geometry，烏龜幾何），發掘 LOGO 帶給人們的無限可能（這本書會告訴你，用 LOGO 來學習包括微積分在內的各種高等數學知識也不是不可能的）。
回顧自己第一次接觸帕普特時受到的觸動，圖靈獎獲得者艾倫·凱（Alan Kay）說，帕普特讓他意識到，我們教給孩子的不應該是一種經過稀釋的知識，孩子要學的並不是大人所掌握的知識的小孩版。我們首先要了解孩子的學習機制，才能為其提供很好的教育。孩子對周圍的世界總是會充滿好奇，而這樣的好奇本身就能成為教學內容的一部分。艾倫·凱於 2004 年參與發起了「一百美元電腦」項目，旨在讓每一個孩子都能用得上電腦，並且還不是你在商店買的普通電腦，而是內置了許多學習軟件的 OLPC 電腦，由於所有的軟件都是開源的，而且很容易找到源碼，孩子可以自行修改這些軟件，來滿足他們的需要。這正是帕普特所提倡的讓孩子對電腦進行編程的精神之傳承。
反觀今天絕大多數給小孩開發的軟件，本質上都是電腦對孩子編程，而非孩子對電腦編程。電腦的普及，並沒有讓孩子受惠，反而讓他們成為了奴隸。
Powerful ideas
你是不是一直都認為，小學數學就該從數數開始學，然後一路加深難度，直到大學的時候，才把微積分給祭出來？
但你知道嗎？小孩子對數數本身也許興趣不大，他們更感興趣的反而是微積分！
其實小孩真正感興趣的是理解他身處的世界，而微積分則是已知的認識這個物理世界最好的數學工具之一。在帕普特開發的 LOGO 語言環境裡，孩子們可以創作任何圖案，他們一開始通常會想到畫正方形、三角形，然後自然就會想到去畫圓形，畫花瓣。要畫圓形的話，就需要指揮小海龜往北走一小段路，然後左轉，再走一小段路，再往北，然後往左，如是反覆上千次之後，你就能畫出一個比較接近圓的圖案了。而這個過程本身，跟微積分的思維本質上就是一致的。所以小孩在畫圓的時候，就不知不覺地學習到微積分了。
實體版的小海龜。圖：cyberneticzoo.com
再舉一個例子，如果孩子對汽車怎麼移動這一現象感興趣，那我們完全可以用電腦對此進行模擬（用最簡單的 LOGO 就能做出這樣的模擬），孩子可以觀察電腦模擬，在老師的引導之下，自己找到汽車加速的規律。他們可以一邊玩玩具，一邊掌握加速度這樣的物理概念。
世界需要像牛頓這樣的天才來發明微積分，而我們這些凡夫俗子只需身處一個恰當的環境，就能領悟到微積分的奇妙，而像帕普特這樣的好老師的價值，就體現在他們給孩子創造出了非常真實的模擬環境。
帕普特並不是為了發明 LOGO 而發明了 LOGO，他是希望小孩能夠通過學編程，接觸到「有力量的」數學概念，而編程則是實現這一目標的極佳手段。1980 年出版的 Mindstorms 一書的副標題是 Children, Computers, and Powerful Ideas，大多數人只看到副標題裡的孩子和計算機，卻忽視了 powerful ideas。其實 powerful ideas 才是帕普特最為關注的東西。
編程本身並不能使你成為更懂得思考的人，只有當你通過編程，在電腦上做了某些模擬，然後加深了對世界的理解和認識之後，你才真正接觸到了帕普特說的 powerful ideas。
假如說這個世界是由上帝創造的，那這位上帝應該是一位數學家。我們身處的這個世界，從城市交通、空氣汙染，到橋樑結構、地質演變，再到經濟活動以及人際互動，無不可以用數學模型來幫助我們理解。帕普特自身是一位數學家，他深深明白這一點。而且他相信，這些模型不需要讀到研究生才有資格去學習，一個小孩也能學習，而且說不定小孩還能發現模型的漏洞。在整個世界都日趨複雜的今天，我們更是需要懂得這種思維的人。而電腦則是培養這樣的思維的最好的工具，只是非常可惜，大家都只把電腦當作升級版的電視，沒有看到電腦的程序可供性（procedural affordance）。
思考怎麼思考
You can’t think about thinking without thinking about thinking about something.
帕普特的這句話流傳甚廣，翻譯成中文，大致意思是，我們不能只是思考思考本身，除非我們有一個思考的對象，否則我們只是在那裡思考就會一無所獲。這個想法第一次出現，是在帕普特給神經網絡早期研究者沃倫·麥卡洛（Warren McCullough）的 Embodiments of Mind 一書所寫的序言裡，其後，帕普特在另一篇同題論文裡對此有展開論述（強烈建議大家下載閱讀原文）。
MIT 媒體實驗室創始人尼古拉斯·尼葛洛龐蒂（Nicholas Negroponte）在一次研討會上說這句話對他影響深遠。他因此而改變了思考所有問題的方式。比如，當同事跟他討論如何為媒體實驗室籌款時，尼葛洛龐蒂就會說，我們應該討論的是，我們該如何思考為媒體實驗室籌款這件事本身。這一法則適用於其他任何場景，它能幫助你找到問題的本質。因此，尼葛洛龐蒂認為，我們向帕普特學習，最重要一點，就是要理解帕普特的思維方式。
圖：來自帕普特的 Mindstorms 一書
帕普特所提倡的教育理念之核心，在於為孩子賦能，創造出能夠讓孩子發揮其好奇心的環境，而這本身就是對傳統工業化教育理念的反思和顛覆。在 Mindstorms 一書裡，帕普特特別強調了調試（debugging）之於思考的意義。所有寫過電腦程序的人都知道，很多時候你寫出來的程序不一定能運行良好，你需要調試，改變某個參數，或者修改某項指令，改完後再測試，假如不行，再改，如此反覆，直到最後程序能按照預期那樣運行。LOGO 的環境就給孩子提供了一個非常好的場域，他們對程序的任何修改是否有效，馬上就能看出來。其實帕普特最初是做了一個長得像海龜的機器人，孩子可以通過編程來指揮小海龜機器人運動，而對孩子來說，小海龜有足夠的吸引力，他們只覺得自己在玩，而不是像在學校那樣，被迫做很多自己搞不懂為什麼的練習。
其實，不論是大人還是小孩，為了不讓我們的思想過時，我們都該時不時對自己的思想進行調試。
帕普特提出的教育命題迄今依然沒有獲得廣泛關注，科技的革新並沒有帶來真正意義上的教育革新。原因何在？也許我們該回到帕普特那裡去找到答案。
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