3 指南针优于地图
3 指南针优于地图
家住纽约市郊的男孩扎克将数学算法看成类似指南针一样的东西。几年前,他发现自己有一种天赋,可以洞察到支配世界运行的潜在模式:生活中的大量事物,无论超凡的还是平凡的,都遵循一套精确的指令行动。这种洞察力已经成为21世纪的组织原则之一。就像按一下手电筒开关,灯会亮;再按一下,亮度会增加;如果不继续触碰开关,5秒钟后手电筒会熄灭。当一个孩子发现人可以用逻辑来解释意图,并且发现这个逻辑无论多么复杂都可以被分析、验证和理解,那么他要么认为魔法幻灭,要么认为他发现了魔法。
“这太不同寻常了,”扎克的父亲戴维·西格尔(David Siegel)说道,“他只要看到某个东西,就想理解其背后的运算规则。”当扎克开始使用Scratch(一款可以让孩子制作动画和电子游戏的软件)编程后不久,他就成了班里名副其实的电脑“专家”,开始帮老师解决电脑故障。
实际上,西格尔自己也能发现事物背后的运算规则。和扎克一样,西格尔一直在找寻支配人类行为的潜在规则。他将这方面的研究成果应用于复杂、特殊的国际金融市场,也因此过得不错,甚至可以说是相当不错。和儿子不同的是,他可以用数十亿美元来验证自己的理论。
从普林斯顿大学毕业后,西格尔在麻省理工学院学习计算机科学。1991年取得博士学位后,他进入一家新成立的金融服务公司德劭(D. E. Shaw)。该公司的创始人是哥伦比亚大学计算机科学家戴维·肖(David Shaw)。他能在混乱的股市中运用定量分析方面的知识在其中捕捉到投资信号。他和另一位对冲基金界的传奇人物詹姆斯·西蒙斯(James Simons)一起开启了运用复杂数学模型快速分析和进行交易的量化投资时代。他们的公司招聘的是物理学家、计算机工程师和数学家,而不是商学院毕业生。金融工程师们高度神秘甚至有些偏执,他们毫不留情地保护自己的数学公式。与华尔街的金融公司相比,这家公司的风格和硅谷的科技公司更相似。事实上,它也自称科技公司。杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)和拥有斯坦福大学统计学博士学位的数学天才约翰·欧文德克(John Overdeck)都曾在德劭公司工作。后来,欧文德克加入了贝佐斯新成立的公司亚马逊(Amazon)。亚马逊的一些复杂但非常赚钱的功能——可以实时通知买家“如果你喜欢那件商品,也可能会喜欢这件”,据传就是欧文德克主导开发的。
2001年,欧文德克和西格尔创立了自己的量化投资公司——双西投资(Two Sigma)。虽然公司没有披露收益情况,但当华尔街的众多银行裁员和缩紧业务时,双西投资的规模却在壮大。公司的办公室文化迎合了金融工程师的气质,与传统金融服务公司相比,双西投资更像旧金山的一些初创企业。周五上午,一群穿着帽衫或牛津布开衫的年轻人,在公司极简主义风格的大厅边吃贝果饼和熏鲑鱼边走来走去。“这是周五上午的惯例。”一个年轻员工在排队等候卡布其诺咖啡时和我说道。2013年,双西投资雇用的软件和数据专家的人数超过了分析师、交易员和投资组合经理人数之和。
西格尔认为技术不只是赚钱的工具。他对计算机科学热情不减。白天的大部分时间里,他都在分析数据和编写代码,下班后才会回到纽约州韦斯特切斯特县的家中。然而,一天中的最后几个小时,他又沉浸在自己最喜欢的爱好中,他分析数据,编写更多的代码。扎克6岁时说自己也想学编程,西格尔记得自己当时感到非常欣慰,任何一个父亲在这种时刻都会这样吧。
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他笑着说:“好,让我们看看该怎么做。”
爱丽丝:“请你告诉我,我应该走哪条路?”
柴郡猫:“那要看你自己想去哪儿。”
爱丽丝:“去哪儿都无所谓。”
柴郡猫:“那选择哪条路对你来说也就无所谓了。”
爱丽丝补充说:“只要能去一个地方就行。”
柴郡猫:“只要你走得够远,就一定能到达那里。”
——刘易斯·卡罗尔(Lewis Carroll),《爱丽丝梦游仙境》
本书提到的9个原则中,“指南针优于地图”最容易引起误解。事实上非常好理解:地图意味着掌握详细的地形信息以及最佳路径;相比而言,指南针是更加灵活的工具,需要使用者发挥创造性和自主性找到自己的道路。一个人决定放弃地图而选择指南针,是因为他认识到在日新月异的世界中,一份详细的地图可能会将你引入密林深处,带来不必要的高成本;而好用的指南针却总能带你去你想去的地方。
然而,这并不是说你在起程时完全不知道要去哪里,而是指,尽管通向目标的道路是曲折的,但比起在既定的线路上前进,你会更快地抵达终点。选择指南针而不是地图,可以让你探索其他线路,更加充分、有效地利用绕道的机会,发现意想不到的宝藏。
这些因素使得媒体实验室一直将“指南针优于地图”视为其指导原则之一。实验室把重点放在“无定向研究”,即在不同学科间的空白处着力。比如,内里·奥克斯曼的“丝绸亭”项目,即用6 000多只蚕的吐丝包裹成的复杂圆顶结构,最初是为了探索数字制造和生物制造之间的边界。随着项目不断推进,奥克斯曼和她的团队研发了一个叫作CNSilk的系统,使用计算机数控机器人布置好丝网来引导蚕的运动。这样做模仿并拓展了蚕用蚕丝细线生成三维蚕茧的能力。圆顶结构的整体形状是事先安排好的,但蚕茧上面的纹路是蚕在吐丝的过程中自然形成的。严密的计算机数控下的框架和覆盖其上的丝滑的有机蚕丝之间经常发生意想不到的,有时甚至是混乱的相互作用,创造出一个混合结构。在《大都会》(Metropolis)杂志的一篇特稿中,纽约艺术与设计博物馆馆长把该项目称作2013年最重要的艺术项目之一。
奥克斯曼的“丝绸亭”项目展示了“指南针”在指导“反学科”研究中的作用。针对这个项目,详细的“地图”很可能无法应对蚕的复杂行为,因为蚕对诸如光线变化和拥挤程度等环境条件有特殊的要求,这样才能维持它的生命周期。如果没有像指南针一样提供“正确的方向”,项目最后可能只剩下一团蚕丝和细线,而不会成为享誉世界的艺术设计作品。
“指南针优于地图”战略不仅可以让创新者在探索新理念的同时不偏离目标,帮助学习者从全局角度出发理解遇到的难题,也可以让个人和企业快速应对不断变化的设想和环境。面对障碍时,携带指南针的创新者可以借此导航绕过障碍,而不需要回到原点重新规划路线。这样他们不仅可以快速改变方向,还可以省下时间和成本,不用为了应对众多无法预见的突发情况而制订若干计划。
各项指导原则不会引导你去一个特定的目的地。它们像指南针一样发挥作用,在创新的过程中为你指明方向,不管你选择哪片区域。
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像美国这样一个充满智慧的国度,在某些方面也可能会变得非常愚蠢。美国的科技持续进步,创造了数百万个新工作机会,但从最新的教育统计数据来看很是糟糕,是否有足够多的人有能力胜任这些工作是值得怀疑的。
经济合作与发展组织每三年组织一次阅读、科学和数学测试,测试对象为全球65个最富裕国家的15岁学生。2009年,有23个国家的学生在基础数学能力测试中的得分高于美国学生。包括西班牙、爱尔兰和俄罗斯在内的35个国家的学生在2012年的测试中的得分高于美国学生。
斯坦福大学经济学家埃里克·哈努谢克(Eric Hanushek)说:“提高我们的成绩对经济有重大影响。”作为2011年发表的论文《面对全球挑战:美国学生准备好竞争了吗?》的作者之一,他认为美国学生的数学成绩达不到,举例来说,中国的水平,已经使美国年度经济增长率下降了1个百分点,或者说大约让美国每年损失了1万亿美元。而且,从未来预期来看,发展趋势更糟。
多年来,富有才华的教育改革家一直致力于改变教育状况,他们的努力鼓舞人心,但进展缓慢。遗憾的是,这些可能是错误的尝试。“知识就是力量”(Knowledge Is Power Program,KIPP)项目创办于1994年,如今在全美最落后的社区中运营183所公立特许学校。它们在公立学校纷纷失败的社区中取得了令人瞩目的成果。公立特许学校重视纪律,延长每日教学时间,让学生循序渐进学习数学、阅读和写作,并且强调布置作业。美国数学政策研究所在2013年的一份研究报告中发现,KIPP学校学生的数学科目学习进度平均领先其他学校学生11个月,科学科目领先14个月。
教育改革家还推出了一项最新的全美教育创新计划——“共同核心标准”(Common Core Standards)。45个州开始实施美国全国州长协会制定的新教育目标。这些州也推出了一系列标准化考试衡量学生的学习程度。然而,不同领域越来越多的专家呼吁,当我们修好自己老旧的道奇车里的发动机时,世界上其他国家已经在新式陆行艇上应用冷聚变引擎技术了。比如,芬兰不举行任何标准化考试,几乎不设置核心课程,让每个老师拥有近乎完全的自主权。
“问题是我们正在解决错误的危机,”KIPP项目的前首席执行官斯科特·汉密尔顿(Scott Hamilton)说道,“过去几年,我做的事卓有成效,KIPP项目发展壮大,‘美丽美国’(Teach for America)项目规模扩大了4倍。我在其中发挥了作用,对此我感到十分欣慰。可是对比来看,过去几十年中我们花在每个孩子教育上面的钱翻番了,但成效甚微。”
汉密尔顿认为美国学校即便按照更严格的“共同核心标准”,教育状况也不会变好,因为这些学校错失了良机。他目前运营一个名叫“环行”(Circumventure)的项目,通过焦点小组、现场测试和采访来确定家长和学生真正想从学校获得什么。去年大部分时间里,他在全美各地和2 000位家长以及他们的孩子进行了沟通。“我了解到的是,人们对学习本身有很浓厚的兴趣,但对学校的大部分课程不感兴趣。换句话说,学习和学校之间的关联性很低。”
“一个女孩问我,‘我想成为一名服装设计师,为什么要学代数’。我不知道怎么回答。”汉密尔顿打电话给研究教育的认知科学家丹·威林厄姆(Dan Willingham),询问为什么高中生要学习在他们生活中应用极少的代数。威林厄姆回答:“首先,代数是大脑的体操。”他接着说了更重要的原因,“代数教大脑如何将抽象的理论应用于实际”。换句话说,代数是座桥梁,连接柏拉图的理念世界和我们居住的纷乱世界。学生,包括所有人,都需要这座桥梁。
汉密尔顿有了答案。代数并不重要,重要的是那座桥梁——抽象思维。它是我们导航用的指南针。“那么我们的教授方法是最好的吗?”汉密尔顿问道,“因为如果有其他有趣且由学生驱动的方法,我可以把这些方法整理出来。”
幸运的是,现在有一款应用实现了这个目标。
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和那一代的很多程序员一样,戴维·西格尔对童年时使用Logo语言编程有着美好的回忆。作为爷爷辈用于教育的编程语言,Logo简单但功能强大,用已故发明者西摩·派珀特(Seymour Papert)的话说,Logo语言的特色是“低门槛”(易于学习)和米奇·雷斯尼克所称的“宽围墙”(不束缚儿童的想象)。但这已经是几十年前的发明了。西格尔想,30年的剧烈变革当然会带来巨大的进步,影响孩子们如何与当代最伟大的技术进行交互。
或者并没有进步。
“我们找了一个有点儿像Logo变体的简单小程序。”西格尔说,“但我能看得出,它还不够好。我又继续找了一阵子,最后发现了软件Scratch。”
Scratch的用户群定位在8——14岁的孩子,它看上去和Logo一点儿也不像,但有着和Logo相同的基因。它的编程指令用简单英语就可以实现,比如“移动10步”,而且指令要在颜色鲜艳的单元格中输入,组合起来像乐高积木一样。软件使用方便,色彩鲜明,设计有趣、有吸引力,而不会让人恐惧。
尽管Scratch背后的运算规则,如变量和条件,都来自电脑编程,但并没有出现一行类似扎克父亲习惯使用的程序代码。“要记住,他当时还是一年级。他从没想过一个程序是什么东西。我向他展示了一些小技巧,他不久就开始编写小游戏。”
2012年春天,扎克即将读完三年级。两年过去了,他对Scratch的兴趣并没有减退。西格尔会说:“为什么不用Scratch编一个‘上吊小人’(Hangman,一种英语猜词游戏)?”扎克第二天就能编好这个游戏。与此同时,扎克发现了这个软件大受欢迎背后的真正原因:一个全球范围的孩子社区,他们在其中分享建议、评论,同时支持Scratch的一项特殊功能——合成(Remix),即他们作品背后的源代码。
扎克从这个社区中得知其他Scratch用户要去麻省理工学院庆祝“Scratch日”,他也让父亲开车带他去参加活动。西格尔工作非常繁忙,但他一口答应。(“我能做什么,难道告诉他不行?”)
2012年5月一个暖和的周六上午,父子俩来到麻省理工学院媒体实验室6层,发现Scratch软件的几百位小用户在不同的工作坊和展示区之间跑来跑去。这是第五个“Scratch日”,热闹得像欢乐嘉年华。有整整一面墙供Scratch的用户涂鸦。还有寻宝游戏、负责各种采访的“记者团”、进行机器人制造和编程的工作坊,以及活动结束前的“展示与说明”环节。所有这些活动中最吸引人的还是孩子们在其中找到了一股凝聚力。“这次活动激动人心,”西格尔回忆道,“它让扎克意识到他并不是唯一一个喜欢编程的孩子。”
活动开始前不久,一个身材修长、一头灰色卷发的男子登台发言欢迎大家参加这次活动。令西格尔大吃一惊的是,讲话的人是20世纪80年代末他在麻省理工学院时的同事米奇·雷斯尼克。当天晚些时候,当各种活动接近尾声时,西格尔走向雷斯尼克,和他打招呼。
“我只想感谢你为我所做的,”西格尔告诉他,“你真的用想象不到的伟大方法启发了我的孩子。”
雷斯尼克微笑着点头,他并没有和西格尔叙旧,而是俯身和扎克交谈。他询问扎克喜欢Scratch的哪些功能,他是如何加入社区的,他最喜欢编程的哪个优点,以及希望Scratch在哪些方面有所改进。
“我的注意力更多地放在扎克身上。”雷斯尼克回忆说,“软件程序充满了多样性,所以我一直关心各种表现方式以及如何更加吸引孩子们参与其中。”
在驾车回纽约的途中,西格尔决定向Scratch捐款。西格尔想:“它是非营利性的,会需要这笔钱。”随后他又想到,比起一张支票,或许自己可以做更多的事。
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1864年,一个有进取心的机械师威廉·塞勒斯(William Sellers)在费城的富兰克林研究所做报告。他建议所有螺丝顶端都应设计成扁平的,螺纹牙型应为精确的60度角。美国政府采用了这项“塞勒斯螺纹”标准,铁路系统也随之采用。这项简单的提议,即将最简单的工业零件标准化,启发了通用件的发展。“他帮助点燃了第二次工业革命的火种,”麻省理工学院合成生物学家汤姆·奈特评价道,“你再怎么高估标准化对于创新过程的重要性也不为过。一个发明者需要的是创造,而不是为螺丝的螺纹发愁。”
汤姆·奈特、德鲁·恩迪和罗恩·韦斯曾经陷入一个困境。截至2004年,麻省理工学院以及一些其他机构的科学家已经具备了合成简单基因序列的能力。韦斯更是制造了生物计算机的基础部分,令奈特“DNA取代硅”的最初设想焕发了生机。和奈特进行相同研究的人士都在试图完成从孟德尔(Mendel)到沃森(Watson)和克里克(Crick)再到当代遗传学这一脉相承的工作。
但主流科学界质疑“合成生物学”这一说法,或者说他们丝毫不关注。奈特、韦斯和恩迪提议的远不只是对细胞DNA进行微小改造的基因工程。合成生物学同它的名字一样,是从无到有建构DNA序列的学科。生物学家认为他们几个不入流,工程师则认为他们是疯子。那是一段孤独的时光,这几个程序员只能靠卖电路板得来的钱来购买孵化器和离心机。
奈特认为,问题应归结为缺少组件。他在前一年撰写的论文中提出了一个“生物砖”系统——可用于合成生物学的像乐高玩具一样的组件。他和恩迪仍在完善这项标准,而“当时几乎不被接受”。他说:“这很令人失望。你想营造有活力的学术氛围,激发他们朝一个方向努力。我们要做的是打造一个引领标准制定和技术发明的先锋团队。”
有些生物砖被用作合成蛋白质,这些分子富有活力,为维持生命的大部分功能提供支持。有些被用作合成启动子基因,启动剩余DNA序列的生成。将一块生物砖嵌入另一块,就像搭建纳米级的乐高玩具一样,很快就会创造一种对于地球来说全新的生命生成形式。这是将生物学模块化,如果这听起来好像是一些计算机迷控制了细胞培养器和台式实验室,你离真相就不远了。事实上,合成生物学并不是源自生物学家。如奈特所说:“一个领域闯入另一个领域,有趣的事情就发生了。”
在纳特推进工作的同时,一项受开源软件运动启发,旨在“开放生物学”的运动慢慢初具雏形。在一次计算机科学家大会上,拥有计算机和语言学学位的梅雷迪思·佩特森(Meredith Patterson)在众目睽睽之下提纯了一个DNA片段。“他让人大吃一惊。”开放生物学坚定的倡导者马克·考威尔(Mac Cowell)评价道,“那是一场软件和硬件极客的聚会,没有人想过在生物学领域做些尝试。”
到2008年,“社区生物实验室”已经在纽约、伦敦和旧金山兴起。参与者很大程度上都彼此认识,形成了一种目标一致的氛围,考威尔将宗旨定义为“不做伤害的事,为公共利益努力”。通过读取指令而非记录指令进行基因测序的费用的下降速度是摩尔定律的6倍。或者用绝对值表示,克雷格·文特尔(Craig Venter)私人投资版的“人类基因组计划”预计需花费25万美元(而联邦财政支持的计划需花费27亿美元,包含行政和其他项目开销)。也就是说,任何人都可以仅花费1 000美元就完成自己的基因组测序。这些进展为科学家进行实验奠定了良好的基础,这就像我们给孩子们玩具,看他们造出房子、恐龙或香蕉一样。
然而,缺少统一标准让这个新兴学科进展缓慢。每个涉足合成生物学的研究者从某种意义上来说都在遵循不同的标准。哈佛大学分子生物学家乔治·丘奇解释说:“一个学术领域只有达成某种共识才能有所建树。”
由于无法吸引更多学校的科学家探索生物学和工程学的交叉地带,奈特、恩迪和兰迪·雷特贝格招募了另一群人:大学本科生。麻省理工学院的冬季学期每年2月开学,学校的传统是在1月让老师、学生或者校外的人组织各种各样好玩儿的课程,作为独立活动期的一部分。所以,2003年1月,奈特和同事们开设了一门合成生物学课程。“我们讲授如何设计生物系统。我们当时的想法是要研究创造有‘摇摆行为’(oscillatory behavior)的系统,就像交通信号灯一样可以控制开关的细菌。”奈特停了停,冷静地说,“可以这么说,我们当时那么做有点儿幼稚。”只有最基本的设备和奈特做出的少量生物砖,当时学生们连基因回路都做不出来。
这一切并没有影响他们的老师。“我们不知道怎么打造生物系统,”恩迪后来说,“你无法教授自己都不会的东西,所以学生们与我们一起解决。”他们最后确实解决了问题,为现今被恩迪和奈特称为“标准生物组件登记册”的项目添加了新的元素。受此鼓舞,奈特在当年夏天又开了这门课。该课程不仅吸引了麻省理工学院的学生,也引起了学术圈的关注。2003年秋天,美国国家科学基金会的一位项目主任联系了奈特,问道:“我们今年还有剩余资金,我们喜欢你做的研究,想帮助你深入研究下去,你考虑过同其他大学一起举办一场竞赛吗?”
2004年夏天,麻省理工学院举办了首届国际遗传工程机器大赛,邀请了波士顿大学、加州理工学院、普林斯顿大学和得克萨斯大学奥斯汀分校的代表队。每队学生被分配了一包冻干的DNA样本,即生物砖的早期版本。他们可以要额外的“元素”,但奈特笑着承认列表里的东西数量是有限的。
尽管如此,当年的机器人大赛还是涌现出了令人惊叹的作品。得克萨斯大学奥斯汀分校的团队做出了首张“细菌照片”,他们将很小的细菌王国中的一些基因连接起来注入大肠杆菌,开始复制并生成大肠杆菌培养基,一旦它突然暴露在光线下,还可以记录下图像。知名的《自然》杂志刊发了这一作品,这对本科生而言简直是前所未有的“逆袭”。这项年度赛事被称为“欢乐大会”,雷特贝格说:“我们不想说成是比赛。”“欢乐大会”还取得了另一项漂亮的成绩。许多团队最后出于简单的需要合成了新的基因序列。这些基因序列被标准生物组件登记册记录下来。现在已经有一万个不同的基因序列,每个序列都有独特的功能。
“贝当古小组”赢得了2013年国际遗传工程机器大赛的评审团大奖,并开始和印度非营利性组织“开源药物发现计划”一起研究肺结核的治疗方法。获得2013年比赛其他奖项的团队也不是等闲之辈。他们的成果包括:创造出一种新细菌,它可以避免让蜜蜂感染一种真菌,这种真菌曾肆虐全球,可以杀死蜂群;一种新大肠杆菌,它可以携带药物到达体内任何一个部位(被称为“出租车杆菌”)。
国际遗传工程机器大赛的报名面向在校高中生、大学生和那些已经取得本科学位的毕业生。2014年,大赛开始允许兴起的“社区实验室”之类的组织报名,一些来自基因空间(Genspace)、生物迷(BioCurious)的民间实验室的“生物黑客”组队参赛,与学校里的学生同场竞技。
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2012年,麻省理工学院斯隆商学院有一个小组的学生想写一篇关于媒体实验室组织模式的论文。他们采访了很多人,既有老师也有学生。过了一阵子,伊藤穰一得知他们放弃了这个念头,因为在采访后,每个人对媒体实验室的工作内容和工作模式都有自己的理解,以至他们无法精确地进行描述。
尝试从组织结构的角度来理解媒体实验室的运营是徒劳的。就像和随便一群人去大自然中漫步一样,有的人会关注地质如何形成的,有的人会注意到不同植物,有的人会关注微生物菌落,有的人会关注当地居民丰富的文化。
打个比方说,媒体实验室中的每个人都有自己的运算规则。他们彼此互动,与内部和外部的系统互动。一些运算规则取得了较好的成效,但每个人、每个小团队看待实验室的角度会稍有不同。虽然媒体实验室有“实验室文化”,但每个研究团队和每个小组也都有各自的文化。每个团队认可全部或一部分“实验室文化”,并用自己的方式诠释这种文化。这就形成了一个极其复杂却活力十足,最终又能自我适应的系统,让整个实验室不断“向前”推进,而其中任何一部分都无法完全理解整体,也无法完全控制整体。这个系统无法用“地图”引导前行,而其中每个人通常都靠着同一个“指南针”的指向前进。如果这个系统能用“地图”来涵盖,它将不会拥有现在的适应性和敏锐性。
媒体实验室曾举行过多次会议,讨论实验室的目标,即指南针的指向。伊藤穰一入职以来,也是在他担任主任第一年的一次会议上,真正达成了唯一的共识——实验室需要“独特性、影响力和神奇性”。独特性是指实验室研究的领域是未曾有人涉足的。如果有人已经在研究,实验室就会另寻目标。如乔治·丘奇所说,和别人去竞争是没有意思的。影响力是指许多在纯粹科学领域工作的人“为科学”发现新知,而对于媒体实验室的工作来说,重要的是带来更大的影响力。影响力的定义在过去几年间不断变化。尼古拉斯·尼葛洛庞帝据此提出了一个说法,“展示或放弃”(Demo or Die)。这一点指出了实验室的初衷:是以创新为导向的,也是以影响力为导向的。在一次教师会上,伊藤穰一尝试推动超越“展示”,因为越来越多的实验室作品可以通过互联网向真实世界展示,这样不仅可以减少制作成本,还能强化初创公司在其中扮演的角色。分子机器团队的负责人乔·雅各布森(Joe Jacobson)提出了“部署或放弃”(Deploy or Die),被媒体实验室视为新的目标。后来,时任总统奥巴马向伊藤穰一建议调整这一表述,由此缩短为“部署”。
这些“指南针”的指向为我们思考工作提供了参考框架,同时也留出了灵活性和可拓展的空间,使得每个团队和个人在拥有身份认同感和工作目标的同时,不会忽略其背后的多样性。“相比固态,我们更倾向于研究液态或者气态。”
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1978年,米奇·雷斯尼克只是一个在找工作的本科毕业生。他就读于普林斯顿大学物理系,也为校报写稿。为校报写稿的经历让他获得了在《商业周刊》(Business Week)的实习机会。实习期满后,他留了下来,因为编辑们发现他可以用清晰简洁的文字报道那些令人头疼的计算机新领域的新闻。他说:“那是一份不错的工作。我可以抓起电话打给史蒂夫·乔布斯和比尔·盖茨(Bill Gates)。他们也都愿意和我聊行业的进展。每周我都能学到新东西。”
但几年后,他变得焦躁不安。作为记者的他面对的是当今最伟大的一些技术挑战,却无法参与其中,他开始渴望能成为其中的一员,展现自己的价值。1982年春天,一个偶然的机会,他聆听了计算机科学家、教育专家、Logo编程语言发明者西摩·派珀特的一次主题演讲。这次演讲完全改变了他对计算机的认知。
“我们在《商业周刊》报道计算机新闻以及大部分人谈论计算机的方式都是将计算机当成工具,一种完成任务的方法,”雷斯尼克说,“而派珀特理解的计算机能帮助我们用全新的方式认识世界,它将成为儿童表达想法的媒介。”第二年,雷斯尼克获得了麻省理工学院一年期的奖学金。他报名参加了派珀特的研讨班,并被深深吸引。麻省理工学院成了他的新家。30多年过去了,他还在那里。
西摩·派珀特早期关于儿童教育的很多观点来源于瑞士哲学家、心理学家让·皮亚杰(Jean Piaget)。1958——1963年,他曾和皮亚杰在日内瓦大学共事。皮亚杰将84年人生中的大部分时间和精力都花在了研究儿童或者进一步说成年人是如何形成对世界的认识上面。他认为,人类从幼年开始构建不同的心智模式(mental model)解释自己周围的现象,比如加速的汽车、猫粗糙的舌头。随着逐渐长大,我们的经验和这些模式产生碰撞,迫使我们调整模式以适应不断变化的现实。如此说来,儿童玩耍就是不断创建和再创建自己心智模式的行为,以此更好地认识世界。
对于派珀特来说,计算机可以对照这些模式和经验,是兼顾玩耍和学习的完美载体。派珀特将这些理念编入Logo语言:比如,孩子认识到通过几行简单的代码可以让屏幕上的光标画出一个正方形,甚至是一朵花。如果这样做,就会出现那样的画面。最有价值的是,他们也会认识到,有时这样做可能不会出现那样的画面,这时需要寻求身旁的程序员的帮助。这个过程就是提出一种假设,然后去验证,再去修正得到新的假设。通过Logo语言,每个孩子都可以变成经验主义者。
到1984年,全美课堂中的第一代个人电脑都在使用Logo语言。整整一代计算机科学家人生第一次写下代码使用的都是Logo语言。更重要的是,整整一代艺术家、会计和保险推销员的第一次(很可能也是最后一次)写代码也是用Logo语言。
“计算机可以成为强力观点和文化创新种子的载体。”派珀特在他影响深远的作品《头脑风暴》(Mindstorms)中写道:“计算机帮助人们构建与知识的全新关系,一方面是冲破人文和科学界限的知识,另一方面则是以上两个领域对于自我认识的知识。”在几年的黄金期里,计算机的用途似乎是不言而喻的。计算机就是为创造提供便利。编程不是容易的事,即便使用Logo语言,对派珀特来说也是一种“挑战”,但不是“障碍”。挑战为学习带来乐趣。
但当Logo语言达到受欢迎的巅峰时,现实颠覆了派珀特关于“计算机是创造工具”的说法。第18届超级碗第三节结束的休息时间,苹果公司向千万美国观众播放了标志性的电视广告——“1月24日,你会发现1984年不会出现《1984》中的场景”。两天之后,苹果推出麦金塔(Macintosh)128K个人电脑,它使用了图形用户界面,从此彻底改变了人和技术之间的关系。计算机可以变得可爱。它们用起来方便,操作简单,不再充满挑战。儿童使用电脑时,从过去要成为小小程序员,变成只是被动的使用者。同时,如后来派珀特所哀叹的,学校里的计算机都被搬到计算机实验室,编程变成了一项专业化的活动,只面向特定的少数人,比如性格孤僻的人或疯狂痴迷的人(很久之后,是面向有钱人)。
与此同时,米奇·雷斯尼克已经开始在麻省理工学院攻读计算机博士学位。他和导师派珀特密切合作研发了乐高机器人,利用一系列编程机器人使乐高公司这个传统玩具制造商跨入了数字时代(雷斯尼克和乐高公司合作至今)。
雷斯尼克和其他团队成员都有决心证明儿童是可以编出游戏和软件的。雷斯尼克读完博士并在1992年成为麻省理工学院媒体实验室的教师后,他启动了现在被称为“终身幼儿园”的研究组,进一步实现派珀特的主张,即儿童可以运用科技拓展知识和表达能力。1993年,他作为发起人之一,成立了“计算机俱乐部”,这是一个由英特尔公司资助、面向中心城区儿童的课外项目。在英特尔公司的支持下,该项目很快发展为拥有100个网点的全球网络。
2003年,在之前近20年间,雷斯尼克致力于研究玩具机器人及其电脑编码,和编写这些代码的儿童之间进行富有成效的互动。当初他试图解决难题,如今他解决了,但他再一次变得焦躁不安。他说:“网络已经进入社会应用的第一阶段,但人们还是无法真正共享一个机器人。”
要想实现,除非像媒体实验室研究员、雷斯尼克长期合作者之一的纳塔莉·鲁斯克(Natalie Rusk)所讲的一样,你要“把机器人放进电脑”。鲁斯克和雷斯尼克开始编写一套程序语言,在某种程度上是从Logo语言止步的地方继续前进。这种编程语言将激励儿童通过设计和创造来学习,同时也将发掘社群在儿童学习过程中的巨大推动力量。人工智能的开拓者马文·明斯基(Marvin Minsky)曾说:“Logo语言的问题是它只有语法而没有文本。”他的意思是,Logo语言缺少被认可、推崇和复制的可能性。而Scratch软件将Logo语言带入了未来。
雷斯尼克回忆道:“我曾请研究团队的人吃饭,相比其他方式,这种方式能让我了解到更多的人。”雷斯尼克和同事花了4年时间编写、设计原型并进行测试,于2007年5月发布了Scratch软件。在这4年里,波士顿众多计算机俱乐部的孩子们经常在他们的办公室穿梭,带给他们很多灵感,Scratch是很多人共同努力的结晶,它秉承了派珀特的初心:让所有人坐在电脑前就可以立即编出作品,不论他是否有编程经验,不论他年龄大小。更重要的是,Scratch将社群功能融入了软件的核心。
雷斯尼克和他的学生将Scratch设计成一个智商正常的8岁儿童借助网上教程就可以开始编程的软件。一个孩子,一只橘黄色的猫(软件标识),还有编程的代码,这就是强调驱动力的数字化学习理念的核心。儿童应该或者说自觉地想学习,而设计好课程则是我们这些不断犯错、固执己见的成年人的责任。
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自2007年推出后,Scratch缓慢而持续地发展,如今规模越来越庞大。戴维·西格尔接触它时,该软件网站的流量比麻省理工学院任何一个站点的流量都多,在线项目增加到成千上万。每隔两三秒,软件的论坛区都会有新的评论和留言。雷斯尼克团队正在进行一次彻底的软件修补和更新,但工作量让雷斯尼克和整个团队精疲力竭。“我明白,若要让Scratch完全释放它的潜力,我们的工作团队需要一个新的架构。”他回忆说,“单单凭借媒体实验室本身是无法完成的。”
探访媒体实验室之后,西格尔在星期二给雷斯尼克发了一封简短的邮件,说自己将于月底回波士顿。“我很高兴顺便拜访,同时将为Scratch项目投一些钱。我想商量一下怎么参与其中,以推进项目发展。”
那年夏天,投身于计算机领域的两个人开始了邮件往来,尽管各自的目标不同。他们分享了共同的目标:不仅让小学生能够编程,而且还能从中找到乐趣。西格尔意识到自己在家中辅导儿子扎克编程也十分困难。“我只能想象,没有我这样专业背景的父母持续鼓励孩子编程,孩子会遇到怎样的困难。”但他若有所思地说,Scratch能够成为最好的工具。“软件在小学和中学将非常有用,因为大多数小学、中学并没有多少合格的编程指导人员。”
同年8月,西格尔再次来到媒体实验室考察项目进展。他选择了实验自行车(experimental bicycles)、电焊套件,当然还有“终身幼儿园”实验室里的乐高积木。坐在雷斯尼克的办公室里,两人构思了一项远比研发新的编程语言更远大的计划:彻底转变人们对学习以及教育的认识。
雷斯尼克和西格尔都认为学习编程并不只是为了培养未来的计算机工程师,学习编程是一种学习如何学习的极其有效的方法。雷斯尼克说:“学习编程能帮你组织、表达和分享你的想法,就像学习写作一样。这对于所有人来说都很重要。”
西格尔认同这个理念,“这不是学习为了编程,而是编程为了学习”。这个理念打动了西格尔,他回到纽约后就成立了一个新的非营利性组织——编程为学习基金会(Code to Learn Foundation),现在被称为“Scratch基金会”。
附言:思考神话而非任务
2011年,尼古拉斯·尼葛洛庞帝给我发邮件说:“我时不时会给你发一些小建议,当然你完全可以忽视,但这些都是只有父母才会给孩子提的……比如,我提起学院老师时从不说‘我的老师’,总是说某某和我一起工作,而不是为我工作。这些小事体现的都是企业界和你的新工作之间的差别,你现在从事的工作更接近公务员。”
我不同意尼古拉斯的一点是,我认为即便在企业界,互联网时代之前的传统、自上而下的领导方式也不再适应公司的发展。
我们在本章讨论了方向的重要性,即拥有一个“指南针”,以及在不断变化的复杂世界中尝试用“地图”进行描述和规划存在的陷阱。用一个详细的计划来领导一个像媒体实验室一样复杂和有创造力的机构几乎是不可能的。事实上,“管理”这个词在很大程度上给人错误的印象,因为我们经常将领导当成拥有巨大掌控权的人。但媒体实验室的领导更像是园丁而非首席执行官,他需要浇水施肥、修剪树篱,激发创意,让园中的一切都枝繁叶茂。
媒体实验室以及所有类似的组织都可以用“指南针”去“领导”,将其凝聚在同一个目标下。搞明白所有细节或预见几百个聪明、好奇、独立的同事的所有想法和遇到的挑战,这是不可能的。必须坦然认识到自己无法控制一切,我们无法预见甚至知道发生的所有情况,但我们还能做到充满自信和勇气。这一点让我们可以在思维、方法和时间上拥有多样的选择,而不是要求所有东西都要合拍。
相比规则甚至战略,成功的关键在于文化。不管我们谈论道德标准、世界观还是情商和品位,我们设定这些指南针都是通过我们创造的文化,以及我们如何用事实、邮件、会议、博客文章、规则甚至是音乐来交流这种文化。这更像是一个神秘的系统,而非某种使命宣言或口号。
——伊藤穰一