視點 | 讓人「雲裡霧裡」的計算機科普——計算機科學普及的現狀與思考

公民科學素質是現代創新型國家的重要衡量指標。從國家角度看，科研能力提升的是特定研究群體的創新能力，科普決定著國家的全民創新基礎。對科研群體來說，科普與科研同等重要，既是權利，更是責任。

在新形勢下，弘揚科學精神，傳播科學方法以提升科學素養更是一個長期過程，這對研究人員產生了新的、對科普能力的要求，自然也提出了新問題：作為科研人員又該如何科普？對比物理知識科普，分析計算機科學普及的現狀，或許能引發一些思考。

近年來，已經有越來越多的科學家致力於科學普及，越來越多的科普講座和科普書籍上市，但仔細觀察，會發現其中廣受關注、令公眾學起來津津有味的科普創作大多都集中在物理、化學、數學等基礎科學，以及宇宙空間、古生物、動植物等領域，相較而言，計算機科學普及中廣為傳播的作品卻少之又少。是什麼原因導致計算機科普現狀如此呢？

知識性科普比技術性科普更易符號化

越是簡單、生動、有趣的內容越是容易被人們所接受。知識性的科普內容通常包括概念、體系、歷史、故事等知識性的內容，只要記住或者了解，傳播學中認為這就是「符號化」知識的過程，觀眾不用深入去理解或推理、操作的內容，只需要記憶「符號」本身。即使記不住全部細節，只要了解大概就已經達到了科學普及的目的。物理學的研究已經非常深入，很多最新的實驗和操作都不可能出現在公眾的生活裡，因此，物理等基礎科學的科普者更傾向於通過歷史故事、名人軼事或者科學幻想來把物理學所取得的那些關於自然界的奇妙知識展示給公眾。這個過程裡，哪怕只記住了薛丁格的貓、量子力學等幾個詞，科普效果就達到了。

而技術性的內容，通常難以「符號化」，需要更加嚴謹地尋找創作方式，其中除了了解概念，還需要搞懂原理、理解設計思路，甚至要能重複部分操作，如果其中某部分沒有理解或者忘記了，很可能會影響對其他部分內容的認知。因此，技術性的內容往往邏輯性更強，更注重理解，這對觀眾來講，總是比知識性內容要更「費腦筋」、更難理解、也更枯燥。

在計算機領域，雖然科普創作也可以依賴歷史故事，比如圖靈的經歷、人工智慧的幾次發展等，但計算機畢竟是一個近代發展起來的工程學科，故事和歷史都很短，而且新的概念和體系層出不窮，很多計算機方面的科普要麼在介紹新的概念和未來的發展趨勢，要麼介紹設計原理或實現技術方法，這些對大眾而言都是些非常燒腦的技術性內容。此外，也存在計算機原理可視化困難等問題。這都會讓計算機的科普創作變得枯燥且缺乏吸引力。

受眾的認知基礎影響科普的效果

越是貼近人們生活的、與現實社會緊密相連的，從場景出發開始的趣味科普講解，會更容易使觀眾產生代入感，從而被觀眾接受。大眾在中小學階段就開始對物理知識具備了一定的認識基礎，這也更便利物理科普工作展開。比如：在科普引力波時，只需要類比水波，再從水波的基礎上介紹引力可以像水波一樣在空間傳播，相信大多人都可以理解引力波的傳播過程。

而雖然很多人每天都在使用計算機，但人們更多把它當作工具，更願意了解計算機裡軟體的安裝使用、操作技巧，最多也就是軟體編程。而在中小學階段的教育中，對計算機有關的基礎原理和科學知識涉及很少，這種現象使得計算機科普往往代入感相對較弱，在大眾感知中，很多知識比如程序、網絡、數據等都是抽象而且無法具現的。

這樣，面對沒有專業基礎知識的大眾的計算機科普創作，往往會面臨更多困難，計算機科普人員也很難把這些複雜的知識用有趣的方式講得符合大眾認知。有時候，作者認為已經講得很通俗的科普，讀者或觀眾往往還是會看得雲裡霧裡。

從科普創作方式來講，科普書籍的數量和普及程度也在很大程度上影響著大眾的認知基礎，比如，知道牛頓和愛因斯坦的人數要遠多於知道圖靈和馮·諾依曼的。如果能在初等教育中儘早開啟計算機科學課程，而不僅僅是計算機的使用，相信計算機的科普會變得事半功倍。

學科的特點影響科普的效果

物理基礎學科的概念體系更加清晰，在不斷的發展過程中，各學科分支和新的知識點都有較好的承接性和延續性。而以計算機為基礎的信息科學卻在飛速地發展，新概念層出不窮，對新概念的解讀也在不斷發展，以摩爾定律為代表的很多固有定律在不斷被打破，使得領域內熱點頻現。熱點自然帶來一定的關注度，也會影響科普創作思維，如AI晶片的科普往往要從人工神經網絡、機器學習、深度學習等更多熱詞的知識講起。

另一方面，物理領域的一些深入淺出的科普，往往來自於很多一線科學家的親力親為，他們高屋建瓴的視野和精妙的文筆使得內容更具有感染力和吸引力，這也使得相關學科走向科普反哺科研的正向循環。因為只有通過生動科普，相關研究意義和價值才能被更多人深入理解，也才能獲得更多的科研投入，而計算機領域科研經費充足，產業發展迅速，一線科研人員更願意花時間與同行進行交流和分享。

不同的科普目的影響科普的效果

在物理科普中，可以只講現象，不用說具體公式，其結果就可以通過生活實踐而吸引觀眾，但在計算機科學中往往並非如此。

最簡便的方法就是比喻和舉生活中的例子，比如通過牛頓球的反覆對撞介紹能量守恆定律。而計算機科普如果只用比喻講現象，可能就類似把網際網路比喻成信息高速公路，雖然形象直觀但又好像是在重複大多數人已有的認知。

雖然人們接觸物理知識更早，但往往更加熟悉計算機應用，純粹的應用很難給觀眾帶來新鮮感，所以對計算機的科普也一定要比物理科普做得更加深入，這樣既能夠幫助人們探究計算機科學的根本，又能夠激發人們對計算機技術的興趣。

計算機科普不應該僅僅滿足於介紹類似計算機是怎麼設計出來的、馮諾依曼結構是什麼、網際網路是怎麼運行的這些結論，我們同樣可以激發大眾對計算科學原理、發展的暢想和嚮往。

來源：科普時報

作者：王元卓 中國科學院計算技術研究所研究員

編輯：毛夢囡

終審：尹宏群

圖片來源於網絡

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