遇见会魔法的机器人阿布
第 1 章：遇见会魔法的机器人阿布
放学了。小米背着书包，走在回家的路上。今天的夕阳特别漂亮，把整条小路都染成了橘红色。
可是小米没有抬头看夕阳。她一直低着头，盯着自己的脚尖。因为今天发生了一件让她很委屈的事——同桌小胖又在科学课上嘲笑她了。
"小米，你又在记蚂蚁搬家啊？"小胖大声说，"蚂蚁搬不搬家关你什么事？"
全班同学都笑了。小米憋红了脸，小声地说："我……只是想看看它们是不是真的像书里说的那样，会沿着同一条线走。"
"哈哈哈，"小胖笑得前仰后合，"你以后是不是要去当科学家啊？"
下课之后，小胖走过小米身边，还故意哼了一声："无聊。"
小米越想越难过，眼眶都有点红。她低着头走，越走越快——
"哎哟！"
她的脚踢到了一个软软的东西。
一颗会发光的橡果
小米蹲下来，揉了揉被踢疼的脚趾，往草丛里一看——
是一颗橡果。
可这颗橡果不太一样。它比普通的橡果大一些，圆滚滚的，像一颗棕色的小灯笼。最奇怪的是，它正在发出淡淡的蓝光。
"一……一闪一闪的……"小米瞪大了眼睛。
她从来没见 过会发光的橡果。她小心翼翼地伸出两根手指，把橡果捡起来。橡果摸起来凉凉的、滑滑的，蓝光在她的手心里一闪一闪，节奏很慢很稳，就好像……它在呼吸。
"哇……"小米一下子忘记了难过，眼睛亮了起来。
她把橡果举到眼前，仔仔细细地看。就在她看得入神的时候——
橡果突然从她手心里跳了出来。
"哎呀！"
小米赶紧去抓。可橡果好像长了眼睛，每次小米快要碰到，它就又往前跳一点。它一边跳，蓝光一边闪，好像在说："你来呀，你来呀。"
小米顾不上捡书包了，迈开腿就追。
跟着橡果走进森林
橡果在前面跳，小米在后面追。
她追过了那片她经常玩耍的草地，钻过了学校旁边那道矮矮的灌木丛——
然后，她停了下来。
眼前是一片她从来没来过的树林。树木长得又高又密，像一排排站得笔直的士兵。夕阳从树叶的缝隙里漏下来，在地上投出一块一块金色的光斑。空气里有一种湿润的、带着青草和泥土的味道。
"我……我这是到哪了？"小米小声问自己。
橡果没有回答。它继续在前面跳，跳得越来越慢，好像在等她跟上来。
小米深吸一口气，决定继续追。她从小就有一个习惯——遇到"奇怪的事"，一定要弄清楚到底是怎么回事。
她跟着橡果，跳过一个小水坑，绕过一棵长满青苔的老树，最后来到了一个小小的林间空地。
橡果停了下来。它的蓝光变得越来越柔和，最后变成一种几乎看不见的暖黄色，静静地躺在草地的正中央。
小米气喘吁吁地追上来，弯下腰，双手撑在膝盖上。
"橡果……你……为什么……"她上气不接下气。
就在这时，她听到了一个声音。
一个细细的、亮亮的、像风铃一样的声音：
"谢谢你追过来。我叫阿布。"
迷路的小机器人
小米猛地抬起头。
在她面前的空地上，站着一个——一个——
一个小机器人。
它大约只有小米一半那么高，脑袋圆圆的，像一个倒过来的小碗。身体是银白色的，胸口有一个小小的蓝色光点，正一闪一闪地亮着——和刚才那颗橡果发出的光一模一样。
最让小米奇怪的是它的脚。它的脚不是轮子，而是两只小小的、圆圆的……兔爪？上面还覆盖着一层银白色的绒毛。
"你……你是谁？"小米结结巴巴地问。
小机器人歪了歪脑袋。它的脸不是一张真正的脸，而是两块亮亮的屏幕，上面滚动着一些小米看不懂的小符号。听到小米的话，那些符号停止了滚动，慢慢变成了一张笑脸。
"我叫阿布呀，"它的声音细细的、亮亮的，"我迷路了。"
"迷路？"小米问，"你是从哪儿来的？"
"我来自算法王国，"阿布说，眼睛屏幕上的笑脸变成了一朵小花，"那里离你的世界很远很远。我这次出来，是要找一个能和我一起完成'学习任务'的小朋友。可我在森林里转了好久好久，都找不到。"
"算法王国？"小米困惑地挠了挠头，"算法是什么？是算数学题吗？"
阿布摇了摇头，眼睛屏幕上的小花变成了一个问号：
"算法不是算数学题。算法啊，是一套做事情的步骤。"
它伸出小爪子，在空气中比划着："比如你早上起床要做哪些事？"
小米认真想了想："嗯……睁开眼睛、坐起来、穿衣服、下床、洗脸、刷牙、吃早饭……"
"对！"阿布的眼睛屏幕上出现了一个大大的对勾，"你刚刚说的这些'一步一步'的事情，连在一起就是一个'算法'。算法王国里的所有居民，都有一个属于自己的'算法'。比如，我有一个'走路算法'——第一步，看前面有没有障碍物；第二步，决定往哪边走；第三步，迈开腿；第四步，再看前面。"
"哦，我懂了，"小米点点头，"算法就是'先做什么、再做什么、然后做什么'的顺序。"
"非常聪明，"阿布高兴地说，"小米，你是第一个这么快就理解'算法'的小朋友。"
算法王国是什么样的
小米的好奇心完全被勾起来了。她一屁股坐在草地上，盘着腿，眼睛一眨不眨地看着阿布。
"阿布，"她问，"算法王国是什么样的？那里的人都像你一样吗？"
阿布的眼睛屏幕上，那些小符号又开始滚动了。这次它们变成了一些奇怪的图案——有一棵棵大树，有一群群小动物，还有一座座圆圆的、像蘑菇一样的房子。
"算法王国很大很大，"阿布说，"那里有山有水有森林。住着各种各样的居民——有像我这样的小机器人，也有会飞的算法鸟，会游泳的算法鱼，会算数的算法狐狸……"
"会算数的狐狸？"小米眼睛亮了。
"对，"阿布笑了，"因为它们有'算数算法'嘛。我们算法王国所有居民，都靠'算法'活着。我们不会像你们人类一样，今天心情好就做这件事，明天心情不好就不做。我们的每一步，都是按照'算法'来的。"
"那……学习呢？"小米问，"你们学习也是靠算法吗？"
阿布的眼睛屏幕闪了闪。它突然安静下来，脸上的笑脸消失了，取而代之的是一个有点失落的表情。
"小米，"它小声说，"算法王国里所有的居民，脑袋里最初都是一片空白的。"
"一片空白？"小米惊讶地问。
"是的，"阿布点点头，"我们没有爸爸妈妈从小教我们。我们也没有老师给我们上课。我们的身体是算法王国的大工厂造出来的，造好之后，脑袋里什么都没有——没有'看到过什么'，没有'听过什么'，没有'知道过什么'。"
"那……那你们怎么学习？"小米更困惑了。
"我们要靠一样东西，"阿布说，"这种东西是所有算法王国居民的'粮食'。没有它，我们什么都学不会。"
"什么东西？"
"数据。"
数据是什么
小米重复了一遍这个词："数据……"
阿布的眼睛屏幕上出现了一个大大的字：数据。
"小米，"阿布说，"我问你一个问题。从这里到你家，大概有多少棵树？"
小米想了想："嗯……很多很多吧……几十棵？一百棵？我也不知道。"
"你看，"阿布说，"这就是'数据'和我们'随口一说'的区别。你刚才说'很多很多'、'几十棵'、'一百棵'，这些都是'凭感觉'说的话。但如果你回家之后，认真地数一数你家门口那条路上有几棵树，然后把它'记下来'——比如'我家门口的小路上有23棵树'——那么'23'这个数字，就是'数据'。"
"哦……"小米有点懂了，"数据就是'认真数过的、记下来的数字'？"
"差不多，"阿布说，"但'数据'不只是数字。'数据'是'被认真记录下来的观察'。"
阿布用小爪子指了指天空："比如，你抬头看了一眼天空，看到今天是蓝色的。然后你把它'记下来'——'今天的下午6点，天空是蓝色的'。这条记录，就是数据。"
它又指了指地上的草："比如，你蹲下来看一片草叶，发现它是绿色的，叶子的边缘有锯齿。然后你把它'记下来'——'森林里空地上的草叶是绿色的，叶子的边缘有锯齿'。这条记录，也是数据。"
阿布认真地说："数据不一定都是数字。颜色是数据，形状是数据，大小是数据，方向是数据，声音是数据，温度是数据……只要你'认真观察'了一个东西，然后'认真记录'了下来，那就是数据。"
小米皱起眉头想了想："可是……为什么要记下来呢？我自己记在脑子里不行吗？"
阿布笑了："可以呀。但你的脑子有时候会'忘记'。而且你的脑子一次只能记一点点东西。如果你今天观察了一件事，记在脑子里；明天又观察了一件事，记在脑子里；后天又观察了一件事，记在脑子里……过了一个月，你能记住多少？"
小米不好意思地笑了："大概……五件？"
"对，"阿布说，"但如果你把它们'写下来'，记在小本子上，那么一年、十年、一百年以后，你都可以重新拿出来看。这就是为什么我们要'记下来'——因为记下来了，它就不会'消失'。"
"而且，"阿布继续说，"在算法王国，我们的居民没有'脑子'。我们没有记忆。所以我们必须把所有东西都'记下来'——记在纸上，记在石头上，记在云朵上……"
"记在云朵上？"小米睁大了眼睛。
"那是我们算法王国的秘密啦，"阿布神秘地眨眨眼睛，"以后我再告诉你。"
森林里的第一个"数据课"
就在小米和阿布聊得开心的时候，旁边的灌木丛里传来一阵"沙沙沙"的声音。
小米吓了一跳，赶紧躲到阿布后面。
阿布的眼睛屏幕亮了一下："别怕，是一只小兔子。"
果然，一只雪白雪白的小兔子从灌木丛后面跳了出来。它有一双长长的耳朵和一双红宝石一样的眼睛。它在空地上停了一下，用鼻子闻了闻空气，然后"嗖"地一下跳进另一个方向的灌木丛里，消失不见了。
小米松了一口气。
"可是你看，"阿布指了指地面，"它留下了一个礼物。"
小米低头一看，地上有一串小小的脚印。一只、两只、三只……一共有十只。
"脚印？"小米说，"可是脚印有什么用？"
"这就是'观察'呀，"阿布说，"但更重要的是——你能不能把它变成'数据'。"
它的眼睛屏幕上出现了一个空白的表格：
``` 脚印编号 方向 大小 1 ? ? 2 ? ? 3 ? ? ... ... ... 10 ? ? ```
"小米，"阿布说，"现在请你做一件事——像算法王国的居民一样，把这十只脚印'观察'一遍，然后'记录'下来。"
小米兴奋地点点头。她从小就有这个习惯——遇到有趣的事就记下来。她从口袋里掏出那支随身携带的小铅笔，又翻出那个皱巴巴的小本子，蹲下来，开始认真地观察每一只脚印。
"第1只，"她小声地说，"方向是……朝北。嗯……应该是北，因为我看到了它的影子在右边，而太阳是从西边落下去的，所以右边就是北。"她一边说，一边在本子上画了一只小脚印，旁边写了一个朝上的箭头"↑"，再写了一个"北"。
"第2只，朝北。这一只比较大……比别的都大。"她写了个"大"。
"第3只，朝北。中等大小。"
"第4只，朝北。大的。"
"第5只，朝北。大的。"
"第6只……"她愣了一下，"这一只方向不太一样。它是……朝南的。而且比较小。"
"第7只，朝北。大的。"
"第8只，朝北。大的。"
"第9只，朝南。小的。"
"第10只，朝北。大的。"
观察完了，她数了数，朝北的一共有8只，朝南的有2只。大的有7只，中等的有1只，小的有2只。
她把这些数字写在本子上：
``` 北：8只 （占8/10） 南：2只 （占2/10） 大：7只 中：1只 小：2只 ```
"阿布，"她抬起头，兴奋地说，"我做完啦！"
阿布的眼睛屏幕上出现了一个大大的笑脸："非常好！这就是'数据'！"
"可是，"小米问，"我做完数据，又怎么样呢？"
学习魔法圈：观察、猜测、验证
阿布的眼睛屏幕上出现了三个大字：观察、猜测、验证。
"小米，"阿布说，"你刚才做的事情，就是'观察'。你用眼睛看了十只脚印。"
"嗯，对。"
"然后你把它'记下来'，变成了'数据'。这一步，是我们算法王国最关键的一步——因为没有数据，我们什么都学不了。"
"嗯，对。"
"接下来，"阿布说，"我要请你做'猜测'。"
"猜测？"小米奇怪地问，"猜什么？"
"猜一猜，"阿布说，"这只小兔子，最喜欢往哪个方向走？"
小米看了看自己记下的数据，认真地想了想："嗯……它往北走了8次，往南只走了2
……只。所以我猜——它最喜欢往北边走！"
"非常好！"阿布的眼睛屏幕上出现了一个大大的对勾，"你刚刚做的事情，就是'猜测'——根据你收集到的'数据'，猜出一个答案。"
阿布的小爪子挥了一下，眼睛屏幕上的三个大字"观察、猜测、验证"，慢慢地拼成了一个转动的圆圈：
``` 观察 ↗ ↘ 验证 ← → 猜测 ```
"看到没有，"阿布说，"这就是我们算法王国小朋友都要学的'学习魔法圈'。"
"学习魔法圈？"小米睁大了眼睛。
"对，"阿布说，"我们算法王国的每一所学校，每一个小朋友，从学会走路那天起，就要学这一个圈。这个圈一共有三个步骤——"
它用小爪子在空中一画：
"第一步：观察。就是用眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴、手——用所有你有的'感觉工具'，去认真看一个事情。"
"第二步：猜测。看完之后，根据你观察到的，'猜'一下结果是什么。"
"第三步：验证。猜完之后，'真的去做一次'，或者'再观察一次'，看看猜得到底对不对。"
"如果猜对了，"阿布说，"你就'学到'了一个新知识。"
"如果猜错了，"阿布继续说，"你也'学到'了一个新知识——你学到了'原来不是这样'。"
小米眨了眨眼睛："猜错了也能学到东西？"
"对呀，"阿布笑了，"在算法王国，我们有一句老话——'猜错比不猜强一万倍'。"
"为什么呀？"
"因为如果不猜，你就永远不知道自己'不知道什么'。你猜了一次，哪怕错了，你就知道'哦，原来我之前想的是错的'。这本身，就是非常非常厉害的进步。"
小米若有所思地点点头。
蝴蝶的秘密
就在这时，旁边又传来一阵"扑棱扑棱"的声音。
小米抬头一看——是一只漂亮的蝴蝶。它有两对翅膀，翅膀是蓝色的，边缘带着一圈白色的花纹。它在空地上轻轻地飞了几圈，然后停在了一朵黄色的小野花上。
"哇，"小米小声地说，"好漂亮的蝴蝶啊。"
"这就是新的'观察'啦，"阿布说，"要不要把你看到的东西记下来？"
小米立刻掏出小本子，认真地观察着蝴蝶：
"嗯……它的翅膀是蓝色的……不，不对，"小米揉了揉眼睛，"好像还有一点点紫色？边缘是白色的……花纹好像是……像眼睛一样的圆圈。"
她把这些都写在本子上：
``` 蝴蝶的观察记录 时间：放学后的傍晚 地点：森林空地
颜色：蓝色，带一点点紫色 花纹：像小眼睛一样的圆圈 大小：比我的手掌小一点 它停在：黄色的小野花上 ```
"看，"阿布凑过来看了看她的记录，"这就是非常漂亮的'数据'。"
"可是，"小米有点不好意思，"我觉得我观察得不够好。蓝色和紫色我有点分不清……"
"没关系，"阿布说，"数据有一个非常重要的特点——它可以'越来越准'。"
"越来越准？"
"对呀，"阿布说，"比如你今天看到这只蝴蝶，写了下来。如果明天你又看到一只新的蝴蝶，你就再观察一次，把新的记录加到小本子里。后天又看到一只，再加一笔……"
"那你的小本子会变得越来越厚，"阿布的眼睛屏幕闪了闪，"而你对蝴蝶的了解，也会'越来越准'。"
它画了一个简单的小图：
``` 第1次：你觉得蝴蝶是蓝色的。 第2次：你又看到一只，是紫蓝色的。 ↓ 你想："哦，原来是蓝色偏紫一点。" ↓ 第3次：你又看到一只，是浅紫色的。 ↓ 你想："嗯，我之前的判断还要改一下。" ↓ ……随着观察越来越多， 你的'猜测'就会越来越准！ ```
小米看着这个图，突然"啊"了一声："我懂了！我懂了！"
"懂什么啦？"阿布笑着问。
"算法王国的居民，就是这样学习的吧！"小米兴奋地说，"你们一次又一次地'观察'，一次又一次地'猜测'，观察越多，猜测就越准！"
"完全正确！"阿布的眼睛屏幕上出现了一个大大的笑脸，"猜得越来越准——这就是'学习'。"
机器学习，就是让计算机学会"猜测"
夕阳的余晖透过树叶，在阿布银白色的身体上镀了一层金边。它在小米的对面站好，像一位小小老师。
"小米，"阿布认真地说，"现在我要告诉你一个特别特别大的秘密。"
"什么秘密？"小米紧张地问。
"你知道'机器学习'是什么吗？"
"不知道，"小米摇摇头，"听起来好难。"
"不难，"阿布笑了，"机器学习，就是让计算机学会'猜测'的本领。"
它一边说，一边在空中画出三个字：机 器 学 习。
"我们刚刚学到的'学习魔法圈'——观察、猜测、验证——这三个步骤，机器也可以做。"
"机器也可以？"
"对，"阿布说，"只不过，机器的'观察'和我们不一样。"
"哪里不一样？"
"我们的眼睛看到一样东西，会自己'记住'一部分。可是机器没有'记住'的功能——除非我们'帮它记下来'。"
阿布的眼睛屏幕上出现了一个图形：
``` 人类的观察：
眼睛看到 → 大脑自动记住一部分 → 忘记了一部分
机器的观察：
"眼睛"看到 → 我们必须"记下来" → 全部都记得！ ```
"看到了吗？"阿布说，"人类的眼睛会自动'挑一些'东西记住，'漏掉'一些东西。但机器不会'漏掉'——只要你帮它'记下来'，它就会'完完整整'地记住。一个字都不会错。"
小米想了想："那机器是不是比人类厉害？"
"不一样的，"阿布摇摇头，"人类虽然会'漏掉'一些，可是人类'漏掉的'往往是不重要的。比如你今天看到蝴蝶，你不会记住'蝴蝶翅膀上第几根绒毛是什么颜色'——因为这不重要。人类会自动'挑重要的记'。"
"可机器不会挑，"阿布说，"机器只会'一股脑全部记下来'。所以算法王国需要一种特殊的小精灵，它们的工作就是'帮机器挑重要的记'。这种小精灵，叫'特征'。"
"特征？"小米说，"这是什么字？"
"特征，"阿布的眼睛屏幕上出现了两个字，"特征的'特'，是'特别的'的特；特征的'征'，是'征途'的征。"
"合在一起，'特征'就是'特别能代表这个东西的征象'。"
"比如，"阿布指着小米的小本子说，"你刚才记蝴蝶，你记下了'颜色'、'花纹'、'大小'、'停在哪里'——这四样东西，就是这只蝴蝶的'特征'。"
"但是，"阿布说，"你没有记下'蝴蝶翅膀上第几根绒毛是什么颜色'——因为你和我都知道，那不是这只蝴蝶的'特征'。"
小米"嗯嗯嗯"地点着头，越听越觉得有意思。
"所以，"阿布总结道，"机器学习就是这四件事——"
它在空气中一画：
``` 机器学习的四件事：
1. 观察（用"眼睛"看） 2. 记下来（变成"数据"） 3. 挑重要的（挑出"特征"） 4. 猜测（猜出"答案"）
然后猜得越来越准！ ```
"记住啦？"阿布问。
"记住啦！"小米用力点头。
算法王国的小礼物
夕阳慢慢落下了，森林里的光斑一点点变成了紫色和深蓝色。阿布抬头看了看天空，眼睛屏幕上的符号滚动得快了一些。
"小米，"阿布有点