序言

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第1章 未來必備的思考能力

像電腦科學家一樣思考，你可以將隨處可見的想法化為現實



第2章 尋找說話的方式

若你某天跟《潛水鐘與蝴蝶》作者尚-多明尼克．鮑比（Jean-Dominique Bauby）一樣，在醫院的病床上醒來後，發現自己全然癱瘓，只剩下眼睛可以眨動，你要怎麼跟外界溝通？電腦科學家也能幫助閉鎖症候群患者溝通嗎？



第3章 魔術也是一種演算法？

想成為一位傑出的舞台魔術師，你需要的技巧竟然和傑出的電腦科學家一樣？

計算思考如何讓你的魔術萬無一失？



第04章 投入一萬個小時練習，能讓你成為專家

如果你想要成為某領域的專家，就要發展你的模式比對和通化技巧。

若要被認可為專精於某項技巧，首要規則就是你需要投入一萬小時的練習。



第5章 騎士之旅和城市導遊

兩個表面上看來不同的問題一旦經過通化後，實際上是同一個問題，解也一模一樣。



第6章 人類初學者的機器人建造課

就算沒有電腦，你也可以創造自己的聊天機器人。

你只需一疊空白卡片、一支筆和一點思考，就可以辦到。



第7章 建立一顆腦

有了人工智慧電腦，我們便可以直指核心深入探索，身為人類是什麼意思？



第8章 建造一個詐騙機器人

巴納姆效應建基於一個事實：當一段敘述可應用於大多數人身上時，人們往往會相信這段關於他們的敘述是對的。就好像「有時你懷疑自己是否做了正確的選擇」，或是「你的某些夢想滿不切實際的」。

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第9章 生命也可以轉變成網格遊戲？

細胞自動機的遊戲，讓我們理解植物在雨林中如何散布生長、珊瑚礁如何發展、地震如何發生，以及動物如何遷徙。也讓我們理解塞車如何形成，疾病在人群中如何傳播。



第10章 如何讓電腦觀看？

人類大腦總是在尋找模式，因為要在影像中觀察到模式，才能辨認出圖像中的事物。因此我們的觀看能力來自於我們能在影像中找到邊界。那麼，電腦要如何「觀看」到邊界呢？



第11章 翻轉醫學的奇蹟

高科技醫療器能拯救生命，也能奪走生命。這些儀器都是醫護人員在使用，但醫院是個繁忙又充滿壓力的地方，因此科技在設計時應該把這點考慮在入，讓心理學家及人因專家參與其中，一起創造出更為實用的科技。



第12章 人類也能像電腦一樣完美思考？

人類大腦有許多偏誤和偏見，因此我們常常會犯錯，但機器能幫助我們不犯錯。提款機先取回卡片後吐鈔的設計，就是機器幫助我們減少犯錯的案例之一。



第13章 究竟什麼是計算思考？

對人有所瞭解，必須是計算思考問題解決的中心。

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推薦文



現代人非學寫程式不可嗎？

洪士灝 （臺大資訊工程系、網路與多媒體研究所教授）



　　思考的演算（computational thinking），也稱計算思考或運算思維，是當前我們很希望融入教育、改良產業，讓社會更進步的重要技能。電腦已經大幅改變了這個世界，但還有更多、更大的改變正在發生之中，因為對現代社會的人們來說，計算的能力已經無所不在，但如何利用這些隨手可得的計算能力來強化思考、解決問題，難道只有少數懂得寫程式的人才行嗎？事實上並非如此，近年來用計算思考來解決問題的門檻已經大大地降低了，而廣義的計算思考更是擴大問題的範疇到社會的各層面，涵蓋了教育、產業、消費、娛樂，乃至於改變我們學習、工作和生活的方式。



　　因此，許多國家都在提倡計算思考，甚至將之列入中小學課程。然而，我們要如何學習和應用計算思考呢？非學會寫程式不可嗎？其實，理解計算思考的方法很多，透過寫程式與電腦互動是最直接有效的方法，但寫程式這件事情並不是計算思考的全貌，好比學會寫字並不代表能寫出一篇好文章，而且文字只是諸多創作的方式之一，繪畫、音樂、舞蹈、戲劇也都是創作展演，除了通曉技能之外，創作者的素養也是極為重要的。從某個角度看，計算思考也是一種創作，把想法透過計算的形式呈現出來，但創作者必須理解計算、駕馭計算的工具，才會產生出好的作品。



　　究竟什麼是計算思考？這是一個非常難回答的問題。如果讀者先翻到《思考的演算》這本書的最後一章，會讀到一些非常抽象的概念，包括演算法思考、計算模型、科學思考、抽象化、通化、拆解、評估、創造力，但可能在讀完這一章後對這些抽象概念仍然非常模糊。很多會寫程式的人對計算思考也是一知半解，因為對於現代電腦如何做好工作，缺乏系統性的理解。



　　我認為，廣義的計算（computation）不只是算術，而是包括所有能夠用電腦（computer）完成的工作。這樣的定義有點弔詭，因為如果我們把電腦定義為做計算的東西，那麼就成了循環定義，但我想強調的重點在於：現代電腦能夠完成的工作，遠遠超過一般人所理解的計算，也遠超過數學所關切的範疇，與其定義電腦，不如直接去認識電腦以及電腦能做的事情。所以我建議學生在學習計算思考的時候，除了由下而上從基本的演算法和程式邏輯學起，最好也由上而下去看看現代電腦能夠做什麼，理解如何能做到那些事情。透過研究思考個案把上下融會貫通起來，才能真正體會計算思考的內涵。



　　國內現在有很多教程式設計的地方，也有不少創客（maker）的社群和教材，但是非常缺乏由上而下從問題導向去探索計算思考的科普教材。本書的出現，對於我們提倡計算思考的教育工作者，如同一場及時雨。作者藉由豐富有趣的個案引人入勝，介紹現代電腦能做的事情，並且引領讀者去探索電腦如何能做到那些事，由這些個案呈現出解決問題的方法，歸納出關鍵的計算思考，這是我樂見的教學法。每一章的個案，都有助讀者理解某些有助於解決問題的計算思考法則，而本書的十件個案，極有系統地逐步涵蓋重要的計算思考法則，因此我非常樂意推薦這本好書，給想體會和運用計算思考的朋友們。



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