王元卓：计算机科学普及的思考2020年4月29日，科技部、财政部、教育部、中科院、工程院、基金委共同发布了《新形势下加强基础研究若干重点举措》的通知，其中明确指出“”，一时间引发了科学界的广泛关注，科学普及再次成为热门话题。无独有偶，习总在党的十九大报告中也明确强调“弘扬科学精神，普及科学知识”的重要性。可以说，当前科学普及工作被提升到了前所未有的高度。

　　公民科学素质是现代创新型国家的重要衡量指标。根据中国科协的调查数据，2018年我国具备科学素养的公民比例为8.47%，远远落后于欧美发达国家。而美国在2000年具备科学素养的公民比例已达公民总数的17%。如果我国希望在2020年进入创新型国家行列，那么公众具有较高科学素质的人员比例至少要达到10%。提升我国公民科学素养的根本途径是科学技术的传播和普及。从国家角度看，科研能力提升的是特定研究群体的创新能力，科普决定着国家的全民创新基础。对科研群体来说，科普与科研同等重要，既是权利，也是责任。

　　在新形势下，提升科学素养更是一个长期的过程，这对研究人员的科普能力提出了新要求，自然也提出了新问题：科研人员应该如何科普？本文尝试从科学普及工作所涉及的受众的分类和科学家的责任谈起，对比分析计算机科学普及的现状，并结合自身的经历谈谈对计算机科学普及的思考。

　　科学普及首先要确定的是受众目标，不同的人群有不同的认知基础和不同的需求。科学普及更倾向于内容输出，它区别于专业的、有来有往的学术交流，受众不一定是小同行专业人员，他们的知识背景可能存在大幅度差异。从认知基础角度，本文将科学普及的受众分为以下三类：

　　1.专业受众主要指大同行的专业人士，他们虽然对这个领域没有深入的研究，但其所从事的领域与之相通，有时科普者只需要简单介绍，这类受众就能快速理解并形成共鸣，比如给芯片专业人员普及人工智能知识。

　　2.外专业受众虽然这类受众所从事的工作领域与科普者所传播内容的领域不同，但他们会带着自身需求来了解科普者的创作，也愿意花费心思去理解一些复杂知识。这类人群更倾向于了解相对专业、有逻辑的科普内容。比如，对于大数据科普，企业管理者会思考如何利用大数据提升企业管理水平，政府领导者会思考如何发展大数据产业，而生物信息专业人员会思考如何让生物信息大数据发挥作用。

　　3.一般受众包括普通民众、中小学生等，数量众多，范围广泛。他们的相关基础知识储备相对较少，同时对科普的内容可能没有直接需求。与他们形成共鸣，需要更好的科普形式、传播渠道和内容组织。而这类人群人数最多，一旦科普内容被这类受众广泛接纳，也将会产生滚雪球式的影响力和传播速度。

　　虽然自英国发布《公众理解科学》报告以来，以“公众理解科动”为代表的科普运动在全球众多国家开展得如火如荼，但是在活动强调公众理解科学的同时，我们还应该注意强调科学（家）理解公众的认知基础，重视受众认知基础不同所带来的创作思路差异。例如，研究人员做科普工作时，潜意识里往往倾向于遵循学术论文的写作方式，使用大量术语，而忽略一般受众的认知基础，这将导致科普作品的内在传播能力受到大幅度限制。

　　科学普及其次要确定的是科普主体，即科学家本身。“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。”这是习总在2016年的“科技三会”上做出的重要指示。科学传播的理论研究与实践工作，不仅要让公众尽快尽可能地理解“创新”的成果，不断提高科技素质，也要使科技创新真正进入社会，成为大众的财富，成为全社会的力量。

　　在此基础上，谁来承担科学普及和科学传播的责任也是一个需要认真思索的问题。为了把科学普及这一“翼”打造得更强大，进而实现科技创新与科学普及的“两翼齐飞”，需要有更多的科研人员勇担科普责任，以实际行动参与科普。也需要有越来越多的科研人员以饱满的热情，自愿积极投身科普事业。对于科研人员来说，如何在科技创新中促进科学普及与科学传播是当前的时代命题，也是更长时间跨度的基础性工程。

　　当前，科研人员中还存在着对于从事科普的“四不”窘态：不愿做科普、不屑做科普、不擅长做科普和不敢做科普，改变这种状况需多方着力。要让科普真正成为科研人员自觉自发的行为，不能仅仅局限于科普责任，也需要从根本上调动科普积极性，让科研人员认识到科普对自身的重要价值。如何在更深层次上激励科研人员投身科普？笔者认为要为有意愿从事或者已经从事科普的科学家提供完善的机制、友善的环境、宽广的平台，充分利用网络新媒体平台，培养并鼓励科普明星科学家，形成榜样效应，这样才能有更多的科学家从幕后走到台前，积极地参与到科普之中。

　　近年来已经有越来越多的科学家致力于科学普及，科普讲座越来越多，也有不少科普书籍上市，但仔细观察会发现，其中广受关注、令公众学起来津津有味的科普创作大多都集中在物理、化学、数学等基础科学，以及宇宙空间、古生物、动植物等领域，相比较而言，计算机科学普及中广为传播的作品少之又少。计算机科普现状为何如此？下面以物理科普作比较，尝试做一些分析。

　　越是简单、生动、有趣的内容越是容易被人们所接受。知识性的科普内容通常包括概念、体系、历史、故事等知识性的内容，只要记住或者了解，传播学中认为这就是知识“符号化”的过程，观众或读者不用深入去理解或推理、操作内容，只需要记忆“符号”本身。即使记不住全部细节，只要了解大概就已经达到了科学普及的目的。物理学的研究已经非常深入，很多最新的实验和操作都不可能出现在公众的生活里，因此，物理等基础科学的科普者更倾向于通过历史故事、名人轶事或者科学幻想来将物理学所取得的那些关于自然界的奇妙知识展示给公众。这个过程中，哪怕只记住了“薛定谔的猫”“量子力学”等几个词，科普效果就达到了。

　　而技术性的内容，通常难以“符号化”，需要更加严谨地寻找创作方式，其中除了了解概念，还需要搞懂原理、理解设计思路，甚至要能重复部分操作，如果其中某部分没有理解或者忘记了，很可能会影响对其他部分内容的认知。因此，技术性的内容往往逻辑性更强，更注重理解，这对观众或读者来讲，总是比知识性内容要更“费脑筋”、更难理解、也更枯燥。

　　在计算机领域，虽然科普创作也可以依赖历史故事，比如图灵的经历、人工智能的几次发展等，但计算机毕竟是一个近代发展起来的工程学科，故事和历史都很短，而且新的概念和体系层出不穷，很多计算机方面的科普要么介绍新的概念和未来的发展趋势，要么介绍设计原理或实现技术方法，这些对大众而言都是些非常烧脑的技术性内容。此外，也存在计算机原理可视化困难等问题。这都会让计算机的科普创作变得枯燥且缺乏吸引力。

　　越是贴近人们生活的、与现实社会紧密相连的，从场景出发开始的趣味科普讲解，越容易使观众产生代入感，从而被观众接受。大众在中小学阶段就开始对物理知识具备了一定的认识基础，这有利于物理科普工作的开展。比如AG九游会登录j9入口，在科普引力波时，只需要类比水波，再从水波的基础上介绍引力可以像水波一样在空间传播，相信大多人都可以理解引力波的传播过程。

　　虽然很多人每天都在使用计算机，但人们更多地是把它当作工具，更愿意了解计算机里软件的安装使用、操作技巧，最多也就是软件编程。而在中小学阶段的教育中，对计算机有关的基础原理和科学知识涉及很少，这使得计算机科普的代入感往往相对较弱，在大众感知中，程序、网络、数据等很多知识都是抽象而且无法具现的。

　　因此，面对没有专业基础知识的大众的计算机科普创作，往往会面临更多困难，计算机科普人员也很难把这些复杂的知识用有趣的方式讲得符合大众认知。有时候，作者认为已经讲得很通俗的科普，读者或观众往往还是会看得云里雾里。

　　从科普创作方式来讲，科普书籍的数量和普及程度也在很大程度上影响着大众的认知基础，比如，知道牛顿和爱因斯坦的人数要远多于知道图灵和冯·诺伊曼的。如果能在初等教育中尽早开启计算机科学的课程，而不仅仅是计算机的使用，相信计算机的科普会变得事半功倍。

　　相比较而言，物理等基础学科的概念体系更加清晰，在不断发展的过程中，各学科分支和新的知识点都有较好的承接性和延续性。而以计算机为基础的信息科学却在飞速发展，新概念层出不穷，对新概念的解读也在不断发展，以摩尔定律为代表的很多固有定律不断被打破，使得领域内热点频现。热点自然会带来一定的关注度，也会影响科普创作思维，比如AI芯片的科普往往要从人工神经网络、机器学习、深度学习等更多热词的知识讲起。

　　另一方面，物理领域的一些深入浅出的科普，往往来自于很多一线科学家的亲力亲为，他们高屋建瓴的视角和精妙的文笔使得内容更具有感染力和吸引力。这也使得相关学科走向科普反哺科研的正向循环，因为只有通过生动的科普，相关研究意义和价值才能被更多人深入理解，也才能获得更多的科研投入。而计算机领域科研经费充足，产业发展迅速，一线科研人员更愿意花时间与同行进行交流和分享。

　　在物理科普中，可以只讲现象，不用说具体公式，其结果就已经可以通过生活实践而吸引观众，但在计算机科学中往往并非如此。

　　最简便的方法就是比喻和举生活中的例子，比如通过牛顿球的反复对撞介绍能量守恒定律。而计算机科普如果只用比喻讲现象，可能就类似把互联网比喻成信息高速公路，虽然形象直观，但又好像是在重复大多数人已有的认知。

　　虽然人们接触物理知识更早，但往往更加熟悉计算机应用。纯粹的应用很难给观众带来新鲜感，所以对计算机的科普一定要比物理科普做得更加深入，这样既能帮助人们探究计算机科学的根本，又能激发人们对计算机技术的兴趣，产生对计算机科学发展的思考、畅想和渴望。

　　计算机科普不应该仅仅满足于介绍类似计算机是怎么设计出来的，冯·诺伊曼结构是什么，互联网是怎么运行的这些结论，也需要我们激发大众对计算科学原理、发展的畅想和向往。

　　2019年的一次偶然事件，引发了我对科学普及的重新认识和深刻的思考。2019年初，我带女儿看了科幻电影《流浪地球》之后，给女儿画了6张手绘图讲解其中的科学知识。这6幅图被朋友发到了网上，意外受到了极大的关注，不仅上了微博热搜，先后被100余家媒体发布，相关新闻报导约22万篇；更引发数万人参与热议，微博总阅读量超过1.5亿人次，微信公众号文章3000余篇，多篇阅读量超过10万；手绘图还被境外媒体翻译成英文进行了报道，十多家电视台进行报道和专访。这些数字给了我很大的触动。

　　我的主要研究领域是大数据与人工智能，2013年我们在《计算机学报》上发表的文章《网络大数据：现状与展望》，历时近7年下载量才达到7万次，而我的手绘科普图实现过亿阅读，只用了7天时间。这让我深切意识到大众对科学知识的需要和对科研人员参与科普工作的认可。根据近期的思考，我认为推动计算机科学普及需要从品牌、产品和生态三个方面着手。

　　在新媒体环境下，大量的自媒体发布各种信息，信息的影响力不仅由内容决定，对观众“注意力”的争夺在很大程度上决定了信息的传播速度。新的信息分发方式带来了媒体界的深刻变革，这也为科学传播者带来了许多机会。现代科普既要重视巩固报刊、电视、广播等传统科普阵地，又要注重与新媒体的结合，满足不同受众的互动性和体验感，有热情的科研人员可以通过多样的渠道传播科学信息。因此，计算机科学普及也要充分利用好新媒体，将CCF打造成最权威的计算机科普品牌，在这个品牌下成就一批“明星科学家”。帮助公众理解科学、热爱科学、参与科学，形成有利于科学发展的群众基础。

　　科学知识的普及和科学精神的培养，也需要更多科学家走出实验室、面对公众，担负起解疑释惑的责任。如果在某些热点话题上“真”专家保持沉默，那么谣言和误导就会有存在和扩散的空间，进而潜移默化地影响大众认知。

　　科学普及要想影响更广泛的受众，并形成持续影响力，就需要有满足大众需求的产品，而大众的科普需求是需要创造，也是可以创造的。这需要培育“让科学流行起来”的大众文化，让科普更加接地气，成为有趣、有料、有温度的产品。我们的科学传播应该注意把事实和信息包含在社会和文化情境中，有效的科学传播应该是包容性的、整体性的AG九游会登录j9入口，需要整合不同的社会科学视角，让更广泛的受众更加容易接受。

　　对科学观点进行有效传播的关键是对新的或不熟悉的观点提供充足的情境，然后对关键内容的本质进行解释。比如我从2019年初开始致力于通过手绘的方式，以科幻电影为载体讲解其中的科学知识，获得了较好的结果。“科幻电影中的科学”系列科普文章和视频吸引了数千万人次的阅读和数千人次的讨论。

　　图1是我通过人们所熟知的漫威系列科幻电影中的钢铁侠使用他的智能管家（贾维斯、星期五等）的场景，来介绍智能大脑可能的组成和实现技术，如大数据感知、知识图谱、大数据引擎、高性能计算机、高通量计算机、智能计算机、智能芯片、智能计算和远程交互等的原理，比较直观和形象地介绍了计算机科学知识。

　　我始终认为，科学传播不同于科学研究，它是一门艺术，也是需要科研人员习得的技巧，更是沟通科学与社会和公众的桥梁与纽带。科研成果只有传播出去，被广大公众所理解和运用，才能更好地发挥其效果。

　　全社会可持续的科学普及发展需要良性生态。一方面，需要鼓励大量有能力、有热情，并且愿意投入时间和精力的科学普及者制作科普内容、讲解科学知识。科学普及不仅需要更多专业科研人员的参与AG九游会登录j9入口，尤其是有影响力和号召力的明星科学家发挥引领作用和示范效应，拉近科学与公众和社会的距离，还需要全社会的共同参与，需要更多专业领域的从业者、大学生、研究生等投身其中，承担基础性的科学普及工作。

　　另一方面，需要激发大众了解科学知识的，希望有更多人对科学问题感兴趣，并进行一定的思考，让科学在大众的生活中占据一席之地。科学普及生态的建立，需要更多科学普及者，将自己对科学知识的理解和对科普的热情结合起来，将科学知识深入浅出、寓教于乐地传播给广大公众，形成规模效应。大众科普呼唤明星科学家，我们应当让更多的科研人员成为科学普及的明星，让科学知识在大众中流行。

　　科学普及已经在实际生活中体现出越来越大的价值，本文从国家战略、学科领域、计算机科普三个层面分别阐述了对计算机科学普及工作的思考。实现我国建设创新型国家的战略目标，科学普及是必由之路，它决定着国家的全民创新基础。根据计算机科学与技术的特点和科普现状，根据受众认知基础、学科特点和多样的科普目的，建立适合计算机科学普及的创作体系和发展模式，有助于计算机科普工作事半功倍。建立权威的科普品牌、出产有温度的科普产品、建立良好的科普生态，将计算机科学普及工作从偶然为之变为可持续发展的良性生态，让计算机科学真正流行起来。

　　致谢：文中部分观点或内容引用自中国科普研究所副研究员王大鹏的系列科普评论；北京邮电大学的崔原豪博士参与了本文的校订和修改，在此一并表示感谢。

　　CCF 杰出会员、理事，CCF 科学普及工委主任。中国科学院计算技术研究所研究员、大数据研究院院长。主要研究方向为大数据分析、开放知识计算、社交演化计算等。荣获中国“十大科学传播人物”(2019)，河南最美科技工作者(2020)，河南省首席科普专家（2020）等。已出版《开放网络知识计算》、《社交网络演化计算》、《隐私数据泄露行为分析》、《科幻电影中的科学》等6部专著。返回搜狐，查看更多