??！我想到了——信息技術(shù)課程內容設計集錦
————————————————————————————————
編者：以下信息技術(shù)課程內容設計陸續發(fā)表在《信息技術(shù)教育》雜志，其中還包括了少量由于篇幅限制而未在雜志公布的材料，按計劃將有100個(gè)片段陸續推出，也希望有更多老師共同參與，共同發(fā)表。
————————————————————————————————
馬丁.加德納是一位在美國科普界叱咤風(fēng)云幾十年的人物，他的一些科普名著(zhù)，如《啊哈！靈機一動(dòng)》（Aha!Insight），被翻譯成十幾國的語(yǔ)言在全世界流傳。馬丁.加德納最大的本領(lǐng)，就是把嚴肅的話(huà)題變成讓人意想不到的故事片段或小游戲，科幻作家艾薩克.阿西莫夫曾經(jīng)評價(jià)說(shuō)：“數學(xué)題材到了他手里，能變成雅俗共賞、妙不可言、讓人愛(ài)不釋手的文章。”
無(wú)論所學(xué)東西多么重要實(shí)用，對學(xué)生而言，興趣始終是激發(fā)出自主學(xué)習潛能的重要因素之一。近來(lái)許多信息技術(shù)學(xué)科的教師都有這樣的感覺(jué)，學(xué)生對信息技術(shù)課程的興趣已經(jīng)不如前幾年了，這也難怪，隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，許多城市里電腦已如普通電器一樣進(jìn)入到家庭中，網(wǎng)吧也隨處可見(jiàn)，在網(wǎng)上看電影、聽(tīng)音樂(lè )、玩游戲等種種消遣，無(wú)疑比課程內容更具吸引力。在信息技術(shù)課程標準里，提高學(xué)生的信息素養是教學(xué)的目標，但教學(xué)過(guò)程完全可以變得更生動(dòng)多彩，何不向馬丁.加德納學(xué)習一下呢？被許多人認為是枯燥無(wú)味的數學(xué)，尚且能于游戲中學(xué)習，何況是有著(zhù)更多綜合性、更強發(fā)散性的信息技術(shù)學(xué)科呢。
《??！我想到了——信息技術(shù)課程內容設計集錦》是向馬丁.加德納的敬禮，這里沒(méi)有整堂課設計的介紹，只有一系列的片段素材，這些素材中，有些是作者本人的嘗試，有些是借鑒了其他學(xué)科的創(chuàng )意重新設計而成、有些來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的討論，所有片段素材都可以靈活地安插到具體的課程中去，凡是引用或改編的素材都會(huì )注明出處，以便感興趣的朋友能進(jìn)一步加以考察。當然，更大的希望是，讀者們能不僅僅滿(mǎn)足于閱讀，而是把自己寶貴的經(jīng)驗奉獻出來(lái)，利用這個(gè)系列欄目進(jìn)行互動(dòng)交流，共同碰撞出靈感的火花，有任何好主意或建議，都可用電子郵件聯(lián)系專(zhuān)欄編者（kaikai_rabbit AT sina.com）或欄目編輯（tougao4 AT nettime.net.cn）。
第一期 令人費解的人工智能
計算機程序設計師以及人工智能的研究者曾對電腦人工智能的未來(lái)非常樂(lè )觀(guān)，然而近十多年來(lái)，在利用計算機程序模擬人類(lèi)思維方面的研究，進(jìn)展卻相當緩慢。哲學(xué)界對所謂“強人工智能”，即認為計算機能夠實(shí)現真正的心靈運動(dòng)，普遍持懷疑態(tài)度。而即便是“弱人工智能”，即讓計算機在一定程度模擬人類(lèi)智能，也面臨諸多困難。下面三個(gè)小故事也許說(shuō)明，讓一個(gè)很像真人的機器陪伴自己工作、學(xué)習、娛樂(lè )，恐怕還是非常遙遠的未來(lái)時(shí)代的事情。
[有智慧的金魚(yú)]
制作一個(gè)有智慧的機器人恐怕是太難了，但難道制作一條有智慧的金魚(yú)就簡(jiǎn)單嗎？
Kaikai用電腦程序設計了一個(gè)魚(yú)池，于是魚(yú)池出現了；Kaikai用程序給魚(yú)池注滿(mǎn)水，泛起波浪，于是就有了泛著(zhù)波浪的魚(yú)池；Kaikai用程序制作了一條可愛(ài)的小金魚(yú)，它一會(huì )兒游往東，一會(huì )兒游往西，游累了就休息。于是Kaikai宣稱(chēng)：“我創(chuàng )造了一條智慧的金魚(yú)。”
有一天，Kaikai對金魚(yú)說(shuō)：“現在，我要你犯個(gè)錯誤，比如跳到池子外。”金魚(yú)沒(méi)有一點(diǎn)猶豫就跳到了池子外面，金魚(yú)遵循了命令。然而，究竟是金魚(yú)在犯錯誤，還是Kaikai在犯錯誤呢？
[工程師、機器人與水]
隨著(zhù)計算機應用滲透到人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域，不少人開(kāi)始擔心，是否未來(lái)某一天，計算機或智能機器人會(huì )強大到反過(guò)來(lái)統治這個(gè)世界呢？
對此，著(zhù)名科幻作家艾薩克.阿西莫夫曾提出機器人三大定律：
◇機器人不得傷害人；
◇除非違背第1條定律，機器人必須服從人的命令；
◇除非違背第1或第2條定律，機器人必須保護自己。
這三大定律給人們帶來(lái)一些心理安慰，不過(guò)假設未來(lái)世界的所有機器人都嚴格遵守機器人三大定律，人類(lèi)是否就一定平安無(wú)事呢？看看下面的故事。
工程師Kaikai不幸被困迷宮，迷宮里有充足的生活必需品，唯一需要尋找的就是水，水散布在迷宮各處，工程師每天要花許多精力搜集水。所以，Kaikai發(fā)明了一種機器R2，它有強大的記憶和分析能力，牢固異常且動(dòng)力強大。R2的任務(wù)是在迷宮里尋找水并把水帶回。一個(gè)重要的問(wèn)題是，R2的正常工作也需加注一定量的水，Kaikai對R2預設了看似合理的程序，即首先保證R2自己有能夠正常工作的水，然后將其余水帶回。
在接下來(lái)的時(shí)間里，Kaikai可以悠閑地享用由R2帶回的水，可是迷宮里水的總量在減少，機器發(fā)現，近處的水量只能保證它正常運轉到稍遠處水源，而無(wú)法直接將水帶回。于是它開(kāi)始搜尋遠處有更多水量的水源。盡管R2仍然忠實(shí)地為工程師尋找水，然而是否會(huì )有一天，R2只能為了保證其自身的正常工作，而永遠奔忙于尋找水的路途中，卻再也無(wú)法將一滴水帶給Kaikai。由于Kaikai的記憶、分析和行動(dòng)能力都不及機器，他所面臨的后果將是什么呢？
[Call me a taxi]
在互聯(lián)網(wǎng)上，有一個(gè)關(guān)于和機器人對話(huà)的小故事，這里稍加以改編。
Kaikai和機器人R2來(lái)到一個(gè)陌生的城市旅行，可是Kaikai發(fā)現自己迷路了，倒霉的是，這個(gè)城市的地圖恰巧未儲存到機器人的資料庫中。最好的辦法，也許就是直接叫輛出租車(chē)。
Kaikai：Please call me a taxi.（請給我叫輛出租車(chē)。）
R2：You are a taxi.（你就是一輛出租車(chē)。）
Kaikai：Please call me a taxi.
R2：You are a taxi.
Kaikai：……
計算機經(jīng)常會(huì )誤解人的對話(huà)，想想看，原因都有哪些呢？
[參考答案]
有智慧的金魚(yú)
這條由程序控制的金魚(yú)還遠遠沒(méi)達到真正有智能的境界。原因很簡(jiǎn)單，它不會(huì )做命令之外的事情?？墒沁@里有個(gè)邏輯上的悖論：如何通過(guò)一系列的命令（比如程序設計），試圖讓某個(gè)對象去執行命令之外的事情呢？這是一個(gè)可以引出許多討論的問(wèn)題。
工程師、機器人與水
盡管艾薩克.阿西莫夫的機器人三大定律中規定，機器人必須在不傷害人的情況下執行命令，但讓機器正確地分辨“傷害人”與“不傷害人”的界限，本身就是很大的困難。此故事中，只要水源的分布以及機器的儲水量和耗水量符合一定的規律，那么機器就會(huì )先于工程師找到并且消耗掉迷宮中所有的水。然而機器并未背叛工程師，因為機器只是嚴格按工程師的程序指令行事。對這個(gè)問(wèn)題，可以嘗試假設各種條件組合，如各個(gè)水源與工程師之間的距離、水源的儲水量、機器的最大儲水量、機器運行每公里的耗水量等等。對于單個(gè)水源，設計一個(gè)計算機程序對此問(wèn)題進(jìn)行分析還是容易的，但要是考慮多個(gè)水源的分布情況，程序恐怕會(huì )比想像復雜得多。
Call me a taxi
計算機程序經(jīng)常會(huì )誤讀人類(lèi)的語(yǔ)言，原因是多樣的，如文化背景的缺乏、知識關(guān)聯(lián)度的局限、對事件前因后果缺少了解，對語(yǔ)言雙關(guān)含義理解上的困難等等（從專(zhuān)業(yè)角度講，就是計算機無(wú)法對海量的蘊涵和不蘊涵關(guān)系進(jìn)行計算，而人類(lèi)理解語(yǔ)言并不是依靠“計算”能力）。希望大家展開(kāi)討論，看看還有哪些對話(huà)計算機很難理解的呢？
————————————————————————————————
第二期 編碼與通訊
[不拎起電話(huà)的通訊？]
在不拎起電話(huà)的情況下，也能進(jìn)行通訊嗎？想想看這是怎么做到的。
考慮一下，當撥好對方電話(huà)號碼后，要么是對方拎起電話(huà)接聽(tīng)了，要么就是反復的長(cháng)撥號音響起而無(wú)人接聽(tīng)，要么就是忙音。造成忙音的原因多數是電話(huà)占線(xiàn)，可要是總是忙音，那就會(huì )想到，是不是對方電話(huà)沒(méi)擱好呀。
實(shí)際上，在電話(huà)很長(cháng)時(shí)間沒(méi)擱好的情況下，也可能會(huì )反饋出一種比撥號音短而比忙音稍長(cháng)的信號聲，為簡(jiǎn)化問(wèn)題，姑且也把這種信號聲稱(chēng)為忙音。
既然有“忙”和“不忙”兩種信號，那么只要雙方約定好時(shí)間，進(jìn)行通訊就成為可能，假設一下，在兩分鐘里：
第一分鐘 第二分鐘 代表含義
忙 忙 今天老師布置了好多作業(yè)，沒(méi)法去看電影了
忙 不忙 等做完作業(yè)，就去看電影
不忙 忙 等看完電影，再去做作業(yè)
不忙 不忙 不代表任何意義
嚴格規定時(shí)間是必要的，假設甲方負責撥號，乙方專(zhuān)門(mén)負責擱起或掛好電話(huà)，時(shí)間上要稍有錯開(kāi)，否則，當甲方撥號時(shí)，乙方若恰巧做擱電話(huà)的動(dòng)作，電話(huà)就會(huì )被接通，實(shí)驗就失敗了。有趣的是，撥號的甲方實(shí)際上是信息的接受者。
有人可能會(huì )提出，這種預先設定的信號含義，傳遞的信息量是否很有限呢？理論上說(shuō)，既然電腦里所有的文字都可以用二進(jìn)制ASCII碼來(lái)表示，那么用這種不接通電話(huà)的通訊方式，傳遞一部小說(shuō)都是可能的，只要有足夠的耐心。
還有人會(huì )提出，似乎上述方式只能實(shí)現單向的信息傳輸。實(shí)際上，只要合理地進(jìn)行約定，雙方相互通訊也可以實(shí)現。當然，要首先約定好大家都認可的信息組合，比如，設置好諸如“信息終止位”、“回復請求位”等等。計算機網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議實(shí)際上所做的，正是類(lèi)似的事情。
這里留給大家一個(gè)問(wèn)題，為什么將“不忙 不忙”的組合，設置為“不代表任何意義”呢。
順便提醒一下，對于上面所說(shuō)的辦法，要高度保密，否則電信公司可能會(huì )少收許多電話(huà)費呦。
[海岸民兵]
One if by land,and two if bysea,
And I on the opposite shore will be.
......
這是美國獨立戰爭前，民兵中流傳的一首詩(shī)，描述的是教堂屋頂上的燈籠--非常重要的信號--一個(gè)燈籠指英軍從陸地進(jìn)攻，兩個(gè)燈籠指英軍從海上進(jìn)攻。
《計算機文化》（New Perspectives on Computer Concepts，June Jamrich Parsons / Dan Oja）一書(shū)，把這個(gè)問(wèn)題和電腦問(wèn)題相關(guān)聯(lián)起來(lái)，書(shū)中指出，如何來(lái)表示這樣的情報：一部分英軍從陸地上進(jìn)攻，另一部分從海上進(jìn)攻。最簡(jiǎn)單的辦法，當然是用三個(gè)燈籠。不過(guò)從計算機編碼的理論上說(shuō)，一個(gè)燈籠可以有兩種狀態(tài)：“暗或者亮”，而兩個(gè)燈籠就可以表示四種情況：“暗和暗，暗和亮，亮和暗，亮和亮”，所以也許不需要用到這第三個(gè)燈籠。
不過(guò)現實(shí)總是比理論更復雜，因為既不能用“燈籠暗”來(lái)表示英軍從海上進(jìn)攻，也不能以此表示英軍從陸地進(jìn)攻，倘若如此，就無(wú)法表達出“太平無(wú)事”的信息了，畢竟英軍不“總是”在進(jìn)攻的。還有一個(gè)嚴重的問(wèn)題是，夜里在遠處無(wú)法很明確地區分“暗和亮”、“亮和暗”這兩種狀態(tài)。
引入更多思考，則問(wèn)題會(huì )更加復雜，比如海邊的大風(fēng)使某燈籠無(wú)法點(diǎn)亮，那該怎么辦，這樣的意外總不能完全避免。若三個(gè)燈籠全亮表示海陸的協(xié)同進(jìn)攻，可是大風(fēng)將其中一盞燈吹滅，那么民兵可能就會(huì )被從陸地上來(lái)的英軍包圍。
其實(shí)，很容易就能解決上面所有的問(wèn)題，只要為燈籠準備兩種不同顏色的燈罩即可。這樣做最大的好處是，假設燈籠被意外熄滅，則燈籠所傳達的含義就是“信號故障”。
留一個(gè)問(wèn)題給大家思考，唱片是用凹坑來(lái)表示0和1的數據的，然而，0或1兩種狀態(tài)，難道只是用“有凹坑”和“無(wú)凹坑”來(lái)表達的嗎？再重復一下前面的話(huà)：現實(shí)總是比理論更復雜。有興趣的話(huà)，不妨用搜索引擎查一下相關(guān)資料。
[給外星人的信]
怎么給外星人寫(xiě)信呢？這不是科幻小說(shuō)，而是非常重要的通訊理論問(wèn)題。因為假如地球人只能通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波而不是第三類(lèi)接觸（指直接的接觸）與外星人建立聯(lián)系的話(huà)，那么立刻會(huì )遇到語(yǔ)言交流上的問(wèn)題，并且語(yǔ)言的翻譯會(huì )變得極其困難，原因是缺乏兩者都可接觸的媒介，比如“stone--自然界真正的石頭--石頭”。
美國國家航太總署（NASA）是最早開(kāi)始研究這個(gè)問(wèn)題的機構之一，比較有效的方法，是尋找一些宇宙中所共有的媒介，比如碳的分子式，圓周率等，以這些關(guān)鍵媒介為根據，然后再慢慢擴展語(yǔ)言交流的范圍。然而在此之前更嚴峻的問(wèn)題是，如何使地球發(fā)向太空的無(wú)線(xiàn)電波看起來(lái)蘊涵著(zhù)深意，而不只是雜亂的干擾信號。
用帶有規律的周期性信號，是比較容易想到的辦法，但自然界本身也會(huì )發(fā)送有規律的周期性信號，比如脈沖星。所以，不僅要發(fā)送周期性信號，還要使信號變得有意義。著(zhù)名的7 X 11方案描繪了用無(wú)線(xiàn)電來(lái)傳送圖象的方法，這是一幅由7列11行格子組成陣列，使用0或者1兩種符號就可以在上面畫(huà)圖：
1 2 3 4 5 6 7
1 0 0 1 1 1 0 0
2 0 0 0 1 0 0 0
3 1 0 0 1 0 0 1
4 0 1 1 1 1 1 0
5 0 0 0 1 0 0 0
6 0 0 0 1 0 0 0
7 0 0 1 1 1 0 0
8 0 0 1 0 1 0 0
9 0 1 0 0 0 1 0
10 0 1 0 0 0 1 0
11 1 1 0 0 0 1 1
這樣從逐行逐列的發(fā)送信號，并且保持一定的周期性，就可以希望接收者能讀懂其中的含義?？墒?，為什么是7列乘11行呢？盡管可以使用其他種類(lèi)的格子陣列，但也并非是隨心所欲的。
請考慮以下問(wèn)題：對于以下三種畫(huà)圖紙：7行11列，8行12列，9行12列，選擇哪一種傳送信息最合理呢？
[參考答案]
不拎起電話(huà)的通訊？
“不忙 不忙”的組合具有相當的不確定性的，因為很可能只是因為接電話(huà)者不在場(chǎng)而不代表任何含義。要使得不拎起電話(huà)就能夠通訊并且保證較多信息傳輸的正確性，就必須充分利用能產(chǎn)生出變化的組合，僅此一點(diǎn)就能夠引發(fā)出更廣泛和深入的討論。
海岸民兵
唱片凹坑問(wèn)題，可到Google或百度等搜索引擎，使用“光盤(pán)”、“CD”、“凹坑”、“前沿”、“后沿”等關(guān)鍵字的合理組合，便可尋找到答案。
給外星人的信
7行11列總共77格，8行12列總共96格，9行12列總共108格，其中只有77存在7乘11的唯一因式分解。由于信號是逐個(gè)發(fā)出的，為了讓對方產(chǎn)生出二維陣列的聯(lián)想，7行11列是這三種方案中最合適的。實(shí)際上，給外星人發(fā)信號還有其他的辦法，這是一個(gè)可以充分展開(kāi)討論和實(shí)驗的主題。
————————————————————————————————
第三期 關(guān)于信息
“信息”一詞究竟是什么意思呢？相對于輕易就給這個(gè)詞語(yǔ)下定義，許多信息技術(shù)學(xué)科教材都傾向于用實(shí)際的事例來(lái)描繪所謂“信息”，早晨的天氣預報、路口的紅綠燈、汽車(chē)的報站、報紙上的新聞等等，實(shí)在可以舉出太多的例子。然而“信息”這個(gè)詞語(yǔ)，真是是那么容易就能被理解的嗎？
[原始人和蘋(píng)果]
信息技術(shù)一定是有了電腦和網(wǎng)絡(luò )以后才出現的嗎？想象以下的場(chǎng)景。
很久很久以前，原始人Kaikai（總得有個(gè)代號吧）偶然吃下一個(gè)紅蘋(píng)果，味道很不錯，然后又偶然吃下一只紅辣椒，當然是辣得夠戧。Kaikai是個(gè)很熱心的原始人，所以他又摘了兩個(gè)蘋(píng)果和兩只辣椒，回到部落里。
Kaikai碰到了原始人Meimei1（當然也是個(gè)代號） ，他拿了一個(gè)蘋(píng)果和一只辣椒，指著(zhù)蘋(píng)果砸砸嘴，指著(zhù)辣椒吐吐舌頭。要知道，當時(shí)語(yǔ)言還沒(méi)發(fā)明呢。不過(guò)Meimei1很聰明，她把蘋(píng)果吃了，把紅辣椒放著(zhù)當擺設，因為她想，這一定是讓人辣得吐舌頭的東西哪。
Kaikai又碰到了原始人Meimei2，他又拿了一個(gè)蘋(píng)果和一只辣椒，指著(zhù)蘋(píng)果砸砸嘴，指著(zhù)辣椒吐吐舌頭。
于是Meimei2吃下了那只辣椒，當然被辣得夠戧。她想，Kaikai為什么要騙她呢，這辣椒明明是辣得讓人咂嘴啊。
Kaikai帶給Meimei1和Meimei2是完全相同的信息，然而結果卻完全不同。Kaikai有沒(méi)有可能成為一個(gè)原始時(shí)代的信息技術(shù)專(zhuān)家呢？你也能幫他來(lái)想一想嗎？（參考答案在本期找）
[撲克牌魔術(shù)]
打撲克前一般要理牌和分牌，經(jīng)常見(jiàn)到過(guò)各種撲克比賽，但見(jiàn)過(guò)理牌和分牌的比賽嗎？
找兩付撲克牌，再找兩位參賽者，要求他們比賽理牌和分牌，看誰(shuí)的速度更快。
假如有參賽者提出，究竟該用哪種規則來(lái)理牌和分牌，那就讓他自己看著(zhù)辦好了。
實(shí)際上，如果是玩“釣魚(yú)”的話(huà)，只要找出四張不同花色的7，任務(wù)就完成了。原來(lái)，要在所謂理牌和分牌的比賽中獲勝，手指運動(dòng)的速度不是關(guān)鍵，關(guān)鍵是選擇撲克游戲的種類(lèi)。不同的撲克游戲，實(shí)際上依賴(lài)于不同的規則，而游戲規則充分體現出“信息”的靈活性。舉個(gè)例子，方塊J在拱豬游戲中意味著(zhù)什么呢？拿到方塊J，可能意味著(zhù)會(huì )被扣去100分，如果恰巧還拿到梅花10，扣分就還要加倍。然而不用擔心，拱豬以分數低者為勝。
拓展一下思路，假設大自然也是一個(gè)巨大的牌局，那就能發(fā)現更多“信息”和游戲規則，如：DNA信息與生物進(jìn)化、分子結構與化學(xué)反應、行星狀態(tài)（質(zhì)量和速度）與運行軌跡等等。某些信息似乎從不輕易昭示于人，如違反常理的黑洞內部以及永遠測不準的量子微粒。
撲克牌魔術(shù)師都是善于使用隱含信息的高手，有一種簡(jiǎn)單的魔術(shù)，是把紅桃A、梅花3、方塊4、黑桃5、紅桃6、梅花7、黑桃9各取2張共14張牌打亂后疊起背面朝上，觀(guān)眾任意抽出一張并記住花色和數字，然后插回到這疊牌中。此過(guò)程中魔術(shù)師不可能看到這究竟是什么牌。然而即便是讓觀(guān)眾打亂疊牌的次序，只要所有的牌面朝上攤開(kāi)在桌子上后，魔術(shù)師還是能非常容易地找出觀(guān)眾所抽的那張牌。這是為什么呢？（參考答案在本期找）
[宇宙中最后一個(gè)程序]
炎炎夏日回到家，要么開(kāi)一罐冰鎮可樂(lè )爽一下，要么泡一壺熱茶解暑，實(shí)際上，喝茶更能解渴。
然而，倒了一杯冰鎮可樂(lè )，又沖了一杯熱茶，卻不去喝，結果會(huì )怎樣呢？很簡(jiǎn)單，冰可樂(lè )會(huì )變熱，熱茶會(huì )變冷，最后，兩種飲料的溫度都會(huì )相同?？紤]冷和熱分別代表兩種不同的信息，那也就意味著(zhù)，信息最終將湮沒(méi)于時(shí)間的洪流中。保存冷和熱這兩種信息的最好的方法，是繼續使用冰箱和火爐，這就意味著(zhù)，必須投入能量來(lái)維系信息。能否用保溫瓶來(lái)保溫（冷）呢，在相當長(cháng)的一段時(shí)間里這很有效，但分子運動(dòng)最終還是會(huì )抹平所有的溫度差異。實(shí)際上，電腦磁盤(pán)的作用和保溫瓶的作用非常相似。
熱力學(xué)第二定律指出，隨著(zhù)時(shí)間的發(fā)展，封閉系統內部任何溫度差都將最終消失，從而導致可供使用的能量的消失。想象這樣一個(gè)可怕場(chǎng)景，在遙遠的未來(lái)，宇宙里最后一個(gè)太陽(yáng)也熄滅了，宇宙中所有地方的溫度都變得一樣，于是任何物理或化學(xué)變化都不再發(fā)生，宇宙猶如死灰一般走向滅亡，這就是倍受批評但邏輯上看似合理的“宇宙熱寂說(shuō)”。
那么，有沒(méi)有拯救宇宙的辦法呢？著(zhù)名科幻作家艾薩克.阿西莫夫設想出一個(gè)占用很少能量但可運轉很長(cháng)時(shí)間的計算機程序，當宇宙走向死亡的漫長(cháng)過(guò)程中，這個(gè)程序堅持不懈地進(jìn)行分析和運算，試圖找出逆轉“熱寂”的方法。在耗盡所有能量的最后時(shí)刻之前，計算機程序終于取得突破，它發(fā)現了拯救宇宙的秘密，于是，新一輪宇宙大爆炸又開(kāi)始了。
這個(gè)能夠拯救宇宙的秘密究竟是什么呢？就算是阿西莫夫本人也一定說(shuō)不明白。但所謂的“宇宙熱寂說(shuō)”一定有些什么不對勁的地方，究竟哪里有問(wèn)題呢？（參考答案在本期找）
[參考答案]
原始人和蘋(píng)果
假設將表情、手勢或簡(jiǎn)單的聲調等都當作原始的“信息技術(shù)”。那么從更寬泛的角度看，語(yǔ)言、文字乃至以后的印刷術(shù)的發(fā)明，便都是“信息技術(shù)”發(fā)展的重大里程碑。哲學(xué)家維特根斯坦把信息交流看做是游戲和規則建立。但若要問(wèn)先有游戲還是先有游戲規則，其實(shí)等同于追究先有雞還是先有蛋。在原始人和蘋(píng)果的故事中，Kaikai不可能預先和其他人建立起游戲規則，所以合理的策略是，一邊嘗試一邊建立規則：假設部落中大多數人都以咂嘴來(lái)表示辣，那么Kaikai就應該將這個(gè)動(dòng)作記錄下來(lái)并逐漸影響周?chē)渌?，按同樣的規則來(lái)理解咂嘴動(dòng)作。對此問(wèn)題可以有許多擴展討論的空間，如分析部落首領(lǐng)或巫師在建立規則以及信息傳承中所起的作用等等。
撲克牌魔術(shù)
無(wú)論是紅桃A、梅花3、黑桃5、紅桃6、梅花7還是黑桃9，都是上下不對稱(chēng)的，魔術(shù)師只要在觀(guān)眾所抽出牌插回到原來(lái)堆疊的牌列時(shí)，隱蔽地顛倒一下牌的上下位置，就能在所有牌攤開(kāi)時(shí)快速地找回被抽出的那一張牌。至于那張方塊4，用簡(jiǎn)單的排除法也能找回來(lái)。
宇宙中最后一個(gè)程序
熱力學(xué)第二定律雖然在局部的孤立系統中被驗證，但目前還沒(méi)有理由簡(jiǎn)單地將這個(gè)定律無(wú)限地推導應用在宇宙這樣的宏觀(guān)對象上。許多物理學(xué)家（如著(zhù)名的霍金）試圖改變普通人頭腦中關(guān)于宇宙發(fā)端和毀滅的傳統觀(guān)念，因為在那種極端情況下，時(shí)間和空間的形態(tài)都與現在大不相同。而艾薩克.阿西莫夫一定意識到，在宇宙的發(fā)展中，信息與物質(zhì)、能量一起，共同發(fā)揮著(zhù)重要作用。而信息的不確定性作用，使得逆轉宇宙熱寂成為可能。
只要不相信所謂的”命中注定“，就必須相信不確定性是存在的。否則這個(gè)世界就會(huì )運轉得有如鐘表一般機械，而不是呈現出今天的豐富多彩。而只要是相信不確定性，就必須面對許多“意料之外”的事。阿西莫夫的宇宙最后的程序一定進(jìn)行了一個(gè)意料之外的運算，而既然是意料之外，那就意味著(zhù)，盡管宇宙將被拯救，但秘密卻永遠成為秘密。
————————————————————————————————
第四期 程序設計與邏輯陷阱
一位教計算機程序的老師抱怨道：在課堂里用到的例子，要么是邏輯的，要么是數學(xué)的。
計算機程序正是依靠邏輯和數學(xué)才得以運作，再加之計算機特有的超級耐心與海量存儲能力，使其在處理涉及邏輯和數學(xué)相關(guān)的問(wèn)題上尤其顯出優(yōu)勢。然而要小心，有時(shí)即便是看似簡(jiǎn)單的邏輯或數學(xué)問(wèn)題，不恰當的（未必是錯誤的）的程序也可能把事情搞糟。
[床頭的四本書(shū)]
Kaikai的床頭總是堆著(zhù)幾本書(shū)，他有在睡前看書(shū)的習慣，但每晚只抽其中的一本來(lái)看。在相當長(cháng)的一段時(shí)間里，床頭柜上總共疊了四本書(shū)，最下面的那本，是平均6天才看一次，其上一本，是平均3天看一次，再上面一本，是平均2天看一次，那么最上面的一本書(shū)，多少天才看一次呢？請編寫(xiě)程序解決此問(wèn)題。
許多熟悉編程的朋友都覺(jué)得這是個(gè)棘手的問(wèn)題，因為不僅要涉及數組和循環(huán)語(yǔ)句，還有著(zhù)難纏的不確定性，因為Kaikai可能連著(zhù)幾晚都看同一本書(shū)，然后又在其后連續幾天都把這本書(shū)擱在一邊。那么答案究竟是什么呢?（參考答案在本期找）
[身處險境的007]
毫無(wú)疑問(wèn)，007早已經(jīng)成為世界上最神奇的特工的代號，下面這個(gè)問(wèn)題將使007身處極端危險的境地，并成為對這位世界著(zhù)名特工體力和智力的雙重考驗。
某次危險的行動(dòng)中，007不幸被困于一間密室中，與他一起被困的是一個(gè)定時(shí)炸彈，炸彈上顯示了一條一英尺長(cháng)的紅色光柱，這根光柱隨時(shí)間流逝均勻地縮短著(zhù)（導演也許覺(jué)得，用導火索太老土，用LED數字倒計時(shí)又太濫了），當光柱全部消失時(shí)，炸彈就會(huì )爆炸。
對于這種新型炸彈，007毫無(wú)拆解能力。他發(fā)現密室有兩扇門(mén)：A和B。當光柱剩下一半前，他一直在努力打開(kāi)A號門(mén)，但他失敗了，當光柱剩下1/4前，他努力打開(kāi)B號門(mén)，但又失敗了。隨著(zhù)光柱每次減半，007就來(lái)回在門(mén)A和門(mén)B前徘徊，顯然，他的動(dòng)作速度必須越來(lái)越快才行。問(wèn)題是，當最后的爆炸來(lái)臨前，007在A(yíng)號門(mén)還是B號門(mén)前。
如果以阿基里斯與烏龜賽跑的思路來(lái)考慮此問(wèn)題，那么一定會(huì )感覺(jué)相當困惑，因為光柱不斷減半的過(guò)程似乎永遠沒(méi)個(gè)盡頭。然而讓人感覺(jué)非常意外的是，計算機程序居然很快能計算出一個(gè)所謂的標準答案來(lái)（當然，不要太相信這個(gè)答案），為什么呢？（參考答案在本期找）
[參考答案]
床頭的四本書(shū)
最上面的那本書(shū)，Kaikai從來(lái)不看，是用來(lái)?yè)趸业?。這可不是腦筋急轉彎，編程解決只需一行代碼：print 1-1/2-1/3-1/6，結果是0，實(shí)際上也許心算更快，但若嘗試用常規的程序設計思路來(lái)解決問(wèn)題，則反而會(huì )把問(wèn)題搞復雜。
身處險境的007
由于程序精度所限，將數字連續除以2后終會(huì )成為0，這個(gè)過(guò)程并不長(cháng)，如以python或basic語(yǔ)言默認的精度為例，第1075次光柱減半之前，是007的最后逃命機會(huì )，此時(shí)他正在A(yíng)號門(mén)前。光柱最后的長(cháng)度為4.94065645841247E-324英尺。不過(guò)可以確信，導演及編劇一定會(huì )讓007在最后一次嘗試中獲得成功，否則就不可能再拍攝續集了。馬丁.加德納在其《數學(xué)悖論奇景》一書(shū)中給出多個(gè)類(lèi)似的但更復雜的超級任務(wù)，有興趣的朋友可閱讀參考。
————————————————————————————————
第五期 玩轉搜索引擎
[百變電腦]
有一個(gè)特別的DIY族，他們喜歡在電腦機箱上做足文章，比如，把電腦的外觀(guān)設計成酒桶的模樣。想知道更多的電腦改造創(chuàng )意嗎？用搜索引擎找找看吧，可如何設定搜索關(guān)鍵字呢？用“電腦改裝”還是“機箱DIY”作為關(guān)鍵字雖然也能找到不少資料，可似乎還不夠有趣。
組織幾個(gè)小組開(kāi)展一場(chǎng)比賽如何，規則是，使用任意名詞搭配“電腦 改裝”這個(gè)詞語(yǔ)，以此為關(guān)鍵字在搜索引擎進(jìn)行查找?？凑l(shuí)找到的最多，誰(shuí)找到的最奇妙。以下是一些不成功的例子：
藥瓶 電腦 改造 洋娃娃 電腦 改造 西瓜 電腦 改造
不過(guò)，當輸入“南瓜 電腦 改造”的時(shí)候，終于找到了一臺南瓜模樣的電腦。本期參考答案里記錄了一些奇妙電腦機箱，當然，讀者能找到得一定更多。
[宇宙的終極答案]
在Google搜索引擎里輸入“What is the answer to life, the universe, and everything?”（什么是人生、宇宙以及任何事情的終極答案？），Google會(huì )告訴你，答案是42。不用奇怪，這個(gè)答案源自道格拉斯.亞當斯的著(zhù)名科幻小說(shuō)《銀河系漫游指南》，當人們詢(xún)問(wèn)一臺超級電腦關(guān)于人生、宇宙以及所有事情的終極答案時(shí)，電腦的回答就是42。道格拉斯.亞當斯閃念間的一個(gè)數字成為Google里的一個(gè)幽默彩蛋，可見(jiàn)擬子的生存發(fā)展力量。然而有讀者問(wèn)，擬子是什么呢，那就再Google一下吧。
其實(shí)，每個(gè)人都可以借助搜索引擎，創(chuàng )造一些類(lèi)似有趣問(wèn)題的答案（無(wú)論是嚴肅的還是幽默的），例如，在Google中輸入：
"隨時(shí)隨地心情愉快的秘密"
注意，短語(yǔ)外加上英文的雙引號，假如顯示的結果是0個(gè)記錄，就說(shuō)明這個(gè)關(guān)鍵字還沒(méi)被使用過(guò)，倘若如此，創(chuàng )作者就可以充分發(fā)揮想象力了——寫(xiě)一篇包含"隨時(shí)隨地心情愉快的秘密"關(guān)鍵字的文章（至于是念咒語(yǔ)還是齜牙咧嘴，那就隨便了），最后，找一個(gè)人氣比較足的論壇或者Blog，把文章貼上去，耐心等待搜索引擎的自動(dòng)搜索機器人（搜索蜘蛛）找上門(mén)就行了。
想知道最有水平的老師是誰(shuí)？那就找一個(gè)著(zhù)名的搜索引擎，輸入"最有水平的老師"，看看結果是什么吧，別忘記在短語(yǔ)外加上英文的雙引號。
[Google游戲]
《55種Google娛樂(lè )》（55 Ways To Have Fun With Google）是一本有趣的著(zhù)作（但似乎尚未有中譯版本），正如書(shū)中作者自己所說(shuō)：“不僅是娛樂(lè )，而且可以學(xué)到了其他許多東西，如探索人生、學(xué)習解決問(wèn)題的方法、或者成為一個(gè)更好的資料搜索者”。在這里選取幾個(gè)可以在信息技術(shù)課上進(jìn)行的實(shí)驗或活動(dòng)。
我是誰(shuí)：許多網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)都曾在Google中搜索過(guò)自己的名字，但更有趣的是，在名字后加上一個(gè)“是”或“is”，比如，名字叫Sarah的，不妨搜索一下“Sarah is”，如果名字叫陳凱，就搜索“陳凱是”，若要精確一些，可以在關(guān)鍵字外加上英文的雙引號，若要趣味一些，就把搜索出來(lái)的所有資料整理成一篇完整的文章。試一下自己的名字吧，有時(shí)結果會(huì )非常出人意料。
關(guān)鍵字競賽：比較兩個(gè)含義對立的關(guān)鍵字，哪一個(gè)詞語(yǔ)能搜索到更多的資料呢？例如，輸入“戰爭”或者“和平”，結果“戰爭”勝利了（查詢(xún)戰爭獲得的結果更多）。當然，有很多可嘗試的詞語(yǔ)，如光明對黑暗、古典對流行、希望對失望等等。
六度空間：六度空間理論認為，通過(guò)不超過(guò)6個(gè)人的介紹，世界上任何人都可以相互認識。搜索引擎可以將這個(gè)過(guò)程很形象地表現出來(lái)，為了更容易操控，游戲可在一個(gè)受約束的環(huán)境中進(jìn)行，如演藝圈。隨便舉兩個(gè)演員的名字，看能通過(guò)多少部影視劇或舞臺演出，就能在兩個(gè)人之間建立起聯(lián)系。
短語(yǔ)填空：說(shuō)出一句有意義的話(huà)，然后將其中最主要的關(guān)鍵字去掉，讓Google來(lái)填空。比如，生活中最美好的（ ）， 人生最寶貴的財富是（ ），最痛苦的事情（ ），永恒的主題是（ ）等等，上面這些例子難度并不高，試試下面這個(gè)例子：
（ ）越多，（ ）越精彩。
當然會(huì )有很多結果，哪個(gè)結果排名最前呢？參考答案在本期中找。
[參考答案]
百變電腦
在互連網(wǎng)上，實(shí)在可以找到太多的創(chuàng )意電腦外觀(guān)設計，有做成蘋(píng)果模樣的、做成老式手提箱模樣的、做成書(shū)架模樣的、做成機器人模樣的、做成奶牛模樣的、甚至有人把電腦機箱做成魚(yú)缸的，不僅僅是象魚(yú)缸，而且是真的能養魚(yú)。有趣的例子實(shí)在太多，這里就不一一列出了。
Google游戲
合理的在關(guān)鍵字中加入通配符，可以提高搜索的效率，最常用的通配符是星號（“*”，代替一連串字符）和問(wèn)號（“？”，代替一個(gè)字符），不過(guò)用好通配符也還有不少講究，這里篇幅有限，還是麻煩讀者自己Google一下吧。
