「為什麼」的中心（艾倫·凱）
編譯自：艾倫·凱（Alan Kay）的The Center of 「Why?」，這篇文章是艾倫·凱改編自2004年11月11日他在京都獎紀念講座上的演講。
稻盛基金會（Inamori Foundation）要求我們回顧過去，談談我們的動機、內心感受和哲學。這是一個相當大的挑戰！桑頓·懷爾德（Thornton Wilder）劇中的老算命先生說：「我預測未來：沒有什麼比這更容易的了，」然後問道「……但是誰能告訴過去？」
未來比較容易預測，因為它還沒有發生。我們可以含糊其辭，仍然在正確的鄰域，但是過去是混亂的，因為它已經發生了；它非常詳細，而且所有細節都相互交織在一起，所以很難使長時間的談話連貫一致，因為有很多東西必須被忽略。
書和更多的書
我認為我一生中最重要的事情發生在很早的時候：在我上學前幾年學會流利的閱讀。我最早的記憶是書籍。如果不是廣泛的閱讀，也不可能在相同的想法上遇到許多不同的觀點，即使是幼稚的閱讀。例如，我從頭到尾讀過的最早的成人書籍之一——大概在四五歲左右——是伊迪絲·漢密爾頓的《希臘羅馬神話》。這本書最重要的部分（幸運的是，我讀到了最後！）是北歐神話的最後一部分，它提供了一個有趣的對比，與書前面介紹的大部分希臘神話。
我第一次感覺到不同的群體為相同的主題編造了不同的故事。更重要的是，有不止一種觀點，它們都可以被寫下來，因此，沒有什麼特別的理由去接受任何錶面上寫下來（或說出來）的東西；還需要的更多。幾年後，我意識到，因為「不」這個詞可以添加到任何斷言中，人們可以用語言表達任何東西——也就是說：語言不包含宇宙中實際發生的事情。進一步深刻認識到：語言本身可能存在局限性，我們表達想法和思考想法的能力可能會阻礙我們真正理解我們處境的基礎。
「一本書」
當我到了上學的年齡時，我已經讀了許多書。但是我驚訝地發現，在學校里，每個科目只有一本書：教科書，那是老師用來解釋所有觀點和問題的最終權威。我5歲就開始讀一年級了，那時我還很小，所以我們可以想像下，一個聲音很高的小孩不斷地舉手說「但是我在一本書里讀到的不是你說的，而可能是這樣的」。很快我意識到老師根本不想討論這些有趣的想法。事實上，我越舉手，她似乎就越生氣。當時我說不清楚，但很明顯，這所學校對想法不感興趣，尤其是我的想法。但是，通過書本，我發現如果我想學點什麼，我可以自己去做，所以上學只是有點痛苦，不是完全痛苦。
9歲：對學習的不同看法。
但是在四年級時，老師瑪麗·奎克小姐（Miss Mary Quirk）從一開始就與眾不同。她的教室里有一些非常不同的東西。在右手邊的後面有一張舊餐桌，上面堆滿了各種各樣的雜物：工具、電線、齒輪、電池和書籍。
奎克小姐從未提到過這張桌子。最後，我開始四處看看上面有什麼。作為一個書迷，我首先看了看書。其中一本是關於電的，看起來很有趣。那天下午上英語課的時候，我拿起了我的英語書，後面放著一本更小的關於電的書，再後面放著大的乾電池、釘子、電線和回形針。我按照書中所示的方式，將電鈴線纏繞在釘子上，將電線的兩端連接到電池上，發現釘子現在會吸引並抓住回形針！
我尖叫了一聲：「它奏效了！」上課停止了。我彎下腰，期待著某種形式的懲罰，就像我在以前的學校經常遇到的那樣。但是，奎克小姐卻沒有這樣做。她停下來問：「你是怎麼做到的？」我解釋了這本關於電的書，並展示了我的電磁鐵吸著回形針。她說：「哇，太棒了！書中還有什麼？」我告訴她下一個項目是用電磁鐵做電報！她問班上其他人對此是否感興趣，有些人對此感興趣。她說，好吧，今天下午晚些時候，我們有時間做項目，你們可以一起做書中接下來的事情。事情就是這樣！
這種情況發生過很多次。孩子們會在桌子上找到他們真正感興趣的東西，然後做一些東西。奎克小姐會讓孩子展示它，看看還有誰有興趣做這個。很快，我們的上課的大約一半時間都花在了這些自己選擇的項目上。我們開始越來越早的來學校，希望我們可以花更多的時間在這些項目上。
我對小學教育應該如何進行的大部分想法，都是來自於奎克小姐管理她的課堂的方式。她選了孩子們會感興趣的課程，並把真正的數學、科學和藝術結合在一起作為她的課程。
後來，當我有幸進入猶他大學一所很棒的研究生院時，我的第一反應是這就像「四年級」一樣！然後我意識到瑪麗·奎克教的四年級，就像一所偉大的研究生院一樣！這是一個重要的見解。孩子們處於和研究科學家一樣不知道的狀態。他們需要經歷許多相同的發現過程，才能讓新想法成為他們自己的想法。因為「發現」真的很困難，而且花費數百年的時間，不同之處在於，必須小心翼翼地為孩子們搭建腳手架（但不要使用蘇格拉底式的方法，它「引導證人」太多）。相反，腳手架必須設置成近距離接觸和仔細但看不見的順序，讓孩子們自己做出最後的跳躍。這就是瑪麗·奎克的天才之處。有趣的是，我們從未發現她知道什麼。她專註於我們所知道的和能夠發現的。
10歲：吸塵器真的很爛嗎？
當地的一家百貨公司有一個氣動輸送系統，可以把收據和錢從櫃檯轉移到收銀台。我想弄清楚他們是怎麼工作的，就問了店員。他們都知道。「真空吸塵器」，他們說，「就像你媽媽的吸塵器一樣，真空吸塵器吸著這些容器」。但是它是如何工作的，我問道？他們說，「真空吸塵器，真空吸塵器做了這一切」。這就是大多數成年人所謂的「解釋」！
所以我拆開了我媽媽的胡佛（Hoover）吸塵器，想知道它是怎麼工作的。裡面有一個電動馬達，這是我預料到的，但是裡面唯一的另一個東西是一個風扇！風扇怎麼會產生真空，它又怎麼會吸呢？
我們有一個室內風扇，我更仔細地看了看。我知道它像飛機的螺旋槳一樣工作，但是我從來沒有想過它們是如何工作的。我拿起一塊木板，移動它。這使空氣流動得很好。所以螺旋槳和風扇的葉片只是馬達不斷推動空氣的板子。
但是真空呢？我發現一張紙會粘在風扇的背面。但是為什麼呢？我聽說空氣應該是由小得看不見的微粒組成的。因此，當你通過移動一塊板來獲得一陣風時，你是以一個方向撞擊小微粒，而不是另一個，就像用槳划槳一樣。但是風扇和吸塵器吸紙的力是從哪裡來的呢？
我突然想到，空氣中的微粒一定已經移動得很快，相互碰撞了。當板或風扇葉片將空氣微粒從風扇移開時，風扇附近的空氣微粒就會減少，而已經在運動的微粒碰撞的機會就會減少，因此就會向風扇移動。它們不「知道」風扇，但它們似乎知道。
真空吸塵器的「吸力」根本不是吸力。事情是這樣的，物體進入真空吸塵器是因為它們被空氣粒子的正常運動「吹進來」，它們沒有受到通常風扇內空氣顆粒壓力的影響！
那天晚上，當我父親回到家時，我大聲說道：「爸爸，空氣中的微粒一定在以每小時至少100英里的速度移動！」我告訴他我發現了什麼，他看了他的物理書。其中有一個公式可以計算不同溫度下不同空氣分子的速度。結果發現，在室溫下，普通空氣分子的運動速度比我想像的要快得多：大約是每小時1500英里！這完全出乎我的意料！我敢肯定，這是我第一次像科學家一樣思考問題，並且能夠抵制常識，發揮足夠的意志力，就一個真正讓我感興趣的現象做進行實際的實驗。
繪畫和音樂
我的母親是一位優秀的繪圖員並且彈鋼琴，所以我也對藝術和音樂感興趣。
幾周前，在我家演奏管風琴的時候，伴隨著美妙的音樂，我意識到我不喜歡我最初發給稻盛基金會的演講。我演奏著，感受著這美妙的音樂，但並沒有試圖解釋「為什麼」的答案對我來說是「計算機音樂」。我改變了這個話題，這樣我就可以解釋為什麼以及有多少科學家、數學家和技術人員被這些領域的美學本質所吸引。
「為什麼？」的中心是藝術
藝術是「人們創造的所有東西」，這包括我們的信念（我們喜歡稱之為「現實」）。大多數人不認為科學或技術是藝術，但這三個領域實際上都是藝術形式。我們最熟悉的美術在左手邊，加上技術和科學，這是京都獎委員會頒發的三類獎項。
審視這一廣闊領域的一種方式是考慮每種藝術形式的最終批評家。人們所說的「藝術」大多是形式的塑造，最終的批判者是人。形式是相當任意的，與物理宇宙沒有聯繫。例如，我們可以說：「情況是這樣的：說個不停（blah blah blah"）」，我們也可以在每個句子中插入一個「不」，這樣我們就可以說：「情況是這樣的：說個不停（blah blah blah"）」，所以我們可以說任何話，就像什麼也不說一樣。
在另一個極端，在右手邊，我們有科學，它的最終批評者是自然。我們的觀點和希望在這裡並不重要，因為大自然就是這樣，而不是我們希望的那樣。科學的藝術是找到不被愚弄的方法，讓無形的東西變得更可見，並創造出理論，這些理論是我們能夠製作的最好的地圖，關於我們無法直接獲得的東西。科學是非常棘手的，因為我們必須使用數學、故事和計算等與自然界沒有內在聯繫的表達系統（而且我們必須使用自己容易被愚弄的大腦！）。
在中間，我們有一些必須遵循自然規律的創造物——比如橋樑和飛機——我們不希望它們輕易斷裂！但是它們也有我們喜歡的視覺形式。這些技術是非常有趣的藝術形式：它們將傳統藝術和新的科學藝術結合起來！
藝術家
人類最偉大的特徵之一是能夠深愛，渴望與所愛的人融合。這是人生中最偉大的經歷，發生這種事並得到回報。藝術家是一種既能與他人相愛，又能表達思想和感情的人。把藝術描繪成一種愛的行為，是我唯一知道如何描述這一過程的方式。
玻璃吹制是一種有趣的藝術形式，這也是一種技術。我的一位威尼斯吹玻璃的朋友曾經告訴我，如果可以的話，他會吃掉吹玻璃管末端的玻璃熔滴！我完全理解他的意思：他想成為他的藝術。皮格馬利翁（Pygmalion）愛上他的創造物的神話強烈地適用於這些人。
做藝術不需要其他理由。帕斯卡說：「心有其原因，理性無法知曉（The Heart has its reasons that Reason cannot know）」。藝術家不能不做他們的藝術：這是他們的基本個性特徵。
現代「玻璃吹制」
玻璃是由沙子製成的，沙子主要成分是二氧化硅。今天的計算機晶元也大多是由硅製成的，這裡有一個現代的「玻璃吹制者」——鮑勃·諾伊斯（Bob Noyce），集成電路的發明者之一。
我們可以看到矽片在外形上非常漂亮，但是它們真正的美更像是印刷機的美：如果圖案被印在承載真正藝術的材料上，就像印刷技術一樣，圖案可以是非常微妙和深遠的。
科學是棘手的！
生物通過進化來生存，而不一定是為了清楚地了解宇宙。例如，青蛙的大腦被構造成能夠識別食物是長方形的運動物體。所以，如果我們拿一隻青蛙的普通食物——蒼蠅——用一點氯仿麻痹它們，並把它們放在青蛙面前，青蛙不會注意到它們，也不會試圖吃掉它們。
它會在食物面前餓死！但是，如果我們向青蛙扔小塊矩形紙板，青蛙會吃掉它們，直到吃飽為止！青蛙只看到我們看到的一點點世界，但它仍然認為自己感知到了整個世界。
當然，現在我們不像青蛙了！還是我們像青蛙一樣？
我們比我們想像的更像青蛙！
當莎士比亞讓帕克（Puck）說「這些凡人是多麼愚蠢！」他的意思不是說我們是白痴，而是說我們都很容易被愚弄。事實上，我們喜歡被愚弄！許多文學、戲劇和魔法藝術之所以成為可能，是因為我們能夠被愚弄，而且喜歡被愚弄。
但是當我們試圖不被愚弄的時候，我們也很容易被愚弄，例如當我們試圖了解宇宙，甚至只是為了畫畫。偉大的繪畫老師貝蒂·愛德華茲（Betty Edwards）總是在藝術課的第一天展示這兩張桌子，並向學生解釋說，人們繪畫有困難的原因不是因為他們不能小心地移動他們的手，而是因為他們的大腦太渴望識別世界上的物體，而不是光做的形狀。
為了說明這一點，她告訴他們桌面的大小和形狀完全相同。這裡沒人相信。然後，她從一張桌子上移動桌面，旋轉它，顯示它正好適合另一張桌子。這個例子我已經做了幾百次了，但是我仍然看不到這個！
藝術家們解決這些問題的方法是使用測量儀器來更準確地了解外面的世界。科學家也是這樣做的。《塔木德》（Talmud）中有一句名言：我們看到的不是事物的本來面目，而是我們的本來面目。也就是說，每當我們放眼世界，我們總是看到自己，我們並沒有真正看到外面的世界。我們必須非常仔細地學習如何看到外面有什麼。
科學是表象和「表象之外有什麼？」之間的關係。
這裡有兩張地圖，都有很多細節，都畫得很有說服力。
右邊是19世紀英國測量師精心製作的印度地圖。左邊的是托金（Tokein）的「中土世界」，幻想中的《指環王》就是在這裡發生的。
僅僅看這些地圖，我們無法分辨哪些是「真實的」，哪些是虛構的。我們需要其他過程都幫助——這些其他的過程就是科學的藝術。
我們也可以開始認識到這些地圖並不是對現實的真實描繪，而是一種「儘可能準確」的對陰影的描述，我們可以通過感官和儀器捕捉到這些陰影。
讓我們把重力作為我們的現象，並把它描繪成兔子。兔子的影子是我們對地球重力的體驗和測量。
然後我們可以嘗試製作一個投射相同陰影的模型。這裡我們做了一個手影木偶——把它想像成牛頓的引力理論——這在大多數地方都是一個很好的影子兔子。牛頓用數學來製作他的模型，但是如果我們仔細觀察，我們可以看到真正兔子的影子有一條圓尾巴，牛頓模型有一隻伸出來的胳膊！
「兔子的胳膊」花了一些時間才找到，但是水星的軌道與牛頓的理論不一致，所以牛頓的模型並不像我們希望的那樣完美。
愛因斯坦不得不採取一種與牛頓非常不同的方法，以便把圓尾巴放在人類的影子上。
他說了一些我們應該努力記住的話：「你應該小心區分真實和現實」。他的意思是，我們可以用語言——尤其是數學——創造「真實」的事物，因為這僅僅是關於自身的，並且可以變得非常一致。但是，當我們試圖將數學和其他表徵系統應用於「外面的世界」時，我們偏離了實際情況，只好用近似映射。
科學的重要性在一定程度上在於，它能夠很好地進行仔細的近似。這些表述仍然是故事式的，但本質上是一種新的故事。如果我們從更大的意義上來看，這意味著為了效率，進化讓我們認為我們的觀念和信念是現實的，我們就是這樣做的。在過去的幾百年里，利用科學，我們一次又一次地發現我們的感知是不準確的：我們一直在欺騙自己。這意味著，對生命來說，一個非常好的策略是在感知和快速行動之間插入緩慢的思維，因為我們最初的感知和反應往往是錯誤和危險的。
科學藝術「讓看不見的東西變得更可見一點」的能力是相當了不起的。到了18世紀，歐洲人喜歡隨身攜帶袖珍地球儀，這種地球儀描繪了從太空中可以看到的地球，儘管當時內燃機和飛機還沒有發明出來。
200年後，當我們最終進入太空，將一架相機送回地球時，沒有什麼好驚訝的。在18世紀怎麼可能知道這些呢？部分原因在於，「知道並發現」的含義已經發生了變化。
今天最重要的無形事物是我們自己。大多數人生活在他們和他們的社會編造的故事中，他們稱這些故事為「現實」。我們是地球上對我們自己和環境最危險的力量。教育的主要目的不是提供信息或技術，而是提供一套更好的視角來更好地看到無形的東西。
只有當你意識到自己是盲人時，你才能學會看東西。教育是幫助人們認識到他們是盲人，並教他們如何看一點。
數學之美
現在讓我們來看看數學中的幾種美：內在的，作為一組和諧的關係，有點像音樂，以及它被用來描繪外部宇宙的方式。
例如，牛頓的引力理論非常漂亮，他是如何得出這一理論的也非常漂亮。詩人濟慈說過「美即真，真即美（Beauty is Truth, and Truth Beauty）」。許多人認為牛頓的理論是正確的，因為它很漂亮，而且效果很好。但是，儘管這個理論美麗而有用——我們今天使用它來精確地發送宇宙飛船環繞太陽系——水星的軌道和許多其他最近的觀測表明，它並不是引力的全部。愛因斯坦的理論也相當漂亮，提供了更多的故事，但不是全部。
許多美麗的數學理論很難向普通觀眾解釋。但是有些可以更直接地理解。
例如，畢達哥拉斯的構想相當驚人。有許多證據，包括這個，它可能是2500年前的原件。
我們可以用三個以上的三角形圍繞C正方形來製作一個更大的正方形，其面積是C正方形加上4個三角形。我們複製並移動三角形。這個奇怪形狀的橙色區域仍然是C方形區域。我們看到我們可以移動A和B方塊來精確覆蓋這個區域。成功了！
我們可以看出，這個公式適用於任何一個直角三角形，不管它是什麼形狀。
非常漂亮！
計算之美
計算的一部分是一種特殊的數學，這種新藝術中最早的美麗創造之一出現在20世紀50年代末，當時的英雄之一約翰·麥卡錫（John McCarthy），京都獎的獲得者，今天也在這裡的——找到了一種非常緊湊和新的數學方法來寫下一種非常強大的編程語言的關係。
當我在60年代作為一名學生第一次理解這一點時，我被這種看待事物的方式的美麗和力量所征服。我認為這是麥克斯韋計算方程（Maxwells Equations of computing）！它對我思考許多事情的方式產生了巨大的影響。對我來說，這就是計算機科學的本質！
在過去的幾個月里，我花了很多時間試圖向京都獎的普通觀眾解釋約翰的短程序的含義，但沒有成功。就像許多其他偉大而優美的數學一樣，這並不難，但有相當多的背景需要遵循這些論證。事實上，今天的大多數專業計算機世界還不理解40年前這半頁藝術的含義，這實際上阻礙了整個領域的發展。
一件更容易欣賞的偉大計算機藝術作品——一種類似於幾何學的例子——是伊凡·薩瑟蘭（Ivan Sutherland）從60年代早期開始創作的「畫板：人機圖形通信系統（Sketchpad: A man-machine graphical communication system）」。這是我在研究生院看到的第一個例子，展示了計算機是多麼特別、不同和重要。
它所能做的是相當了不起的，與我所遇到的任何計算機的使用都是完全不相關的。最容易抓住的三大理念是：它是現代互動式計算機圖形學的發明；圖像是通過繪製「主圖（master drawing）」來描述的，該「主圖」可以生成「實例圖（instance drawings）」；控制和動態是由「約束」提供的，也是以圖形的形式，可以應用於主控形狀和相互關聯的部分。這是第一個有裁剪和縮放的視窗——在大約1/3英里的正方形虛擬板上繪製一個「草圖」！
純粹是由於機緣巧合，1966年猶他大學的研究生院是大約15個高級研究計劃局（Advanced Research Project Agency）的項目（由美國政府贊助）之一，從事他們所謂的「ARPA夢想」，計算的命運就是成為地球上每個人的互動式智能夥伴和相互通信媒介。
創建一個「星系間網路」（現在稱為Internet）的工作正在進行中，這個網路將連接地球上所有的計算機。可擴展性面臨著相當大的挑戰，因為從來沒有人建立過這樣的數據網路。
在看到Sketchpad之後，我接觸了一個來自挪威的鮮為人知的模擬語言Simula，並逐漸意識到這是一種非常強大的方式來編寫類似Sketchpad的結構。
我的本科專業集中在純數學和分子生物學，我突然發現生物學、數學、計算機圖形學和網路之間的相似性。
這給我一種印象，計算機中的一切都可以用相互通信的小型計算機來表示。
我設計了一個可以做到這一點的系統，並開始試驗。當有人問我在做什麼時，我說「面向對象編程」。現在我希望我能想出一個更有啟發性的術語！
道格·恩格爾巴特與「概念空間中的思想載體」
當我在研究「對象」的時候，猶他州來了一位了不起的道格·恩格爾巴特。他對「ARPA夢想」的理解是，在線系統（NLS）的命運是通過一個互動的工具「增強人類的智力」，在「概念空間的思想載體」中導航。
他的系統所能做的是令人難以置信。不僅僅是超文本，還有圖形、多個窗格、高效的導航和命令輸入、互動式協作工作等。
一個完整的概念世界和世界觀。這一願景的影響是在那些「渴望得到增強」的人心中產生一個關於交互計算應該是什麼樣子的令人信服的隱喻。
最近創作的另外兩個令人驚嘆的計算機藝術作品是我對第一台個人計算機的投票——韋斯利·克拉克（Wes Clark）的LINC（其中一個設計要求是它要比使用者矮！）——以及第一個基於筆的系統，蘭德公司出色的GRAIL系統。
所以這是一個非常浪漫的時刻，我的導師戴夫·埃文斯（Dave Evans）把我介紹給他的朋友埃德·謝德爾（Ed Cheadle），他正在研發一種「小機器」，可以放在桌面上，並與工程師互動。我建議我們嘗試讓它為許多領域的專業人員工作，這是我們在FLEX機器上愉快合作的開始，我們稱之為「個人計算機」。
這是一幅在自己的顯示器上繪製的自畫像。它有基於窗口和筆的平板電腦輸入，看起來非常熟悉。
當我們在FLEX機器上工作時， 我開始參觀終端用戶對互動式計算機的有趣應用，最令人吃驚的訪問是西摩·帕爾特與孩子和LOGO的早期工作。
帕爾特是一名數學家，也曾與兒童認知心理學家讓·皮亞傑（Jean Piaget）一起做過研究。他有一個偉大的見解：計算機的特殊性質可以給孩子們帶來很多真實而重要的數學知識，並將創造一個數學王國，在那裡數學語言將對孩子們有很大的意義。這完全出乎我的意料！我認為這是所有對於計算機真正的用途所擁有的最好的想法，我立即開始考慮像Flex機器這樣的計算機，但它是為兒童設計的。
在回猶他州的飛機上，我畫了一幅小漫畫，展示了兩個孩子在他們的兒童電腦上學習物理——我稱之為Dynabook——通過製作太空戰爭遊戲，使用一種特殊的編程語言作為一種富有表現力和強大的數學新方法。
我一直認為計算機是一種工具，但這讓我意識到計算機是一種表達的媒介，就像印刷機放大的閱讀和寫作一樣。
我曾經是一名專業的音樂家，所以我也把它作為一種新的樂器來聯繫起來，這種樂器的音樂都是有創意的。
我們與代表我們想法的媒介有著密切的關係，這種洞察力對我有很大的影響。
然後，在70年代早期的施樂PARC，大約20多名年輕的ARPA計算機科學家有機會在更大更實用的規模上真正發明個人計算和網路。
我去那裡試圖製作一個兒童電腦的實用版本——一個「臨時Dynabook」——直到真正的Dynabook技術出現。這是1970年和1971年的想法草圖。
與此同時，需要一種新的面向對象的語言，這種語言可以由兒童編寫程序。
我一直在考慮這個問題，但是被走廊上的一場關於「世界上最強大的計算機語言的描述有多大」的打賭打斷了。
那時我已經理解了約翰·麥卡錫的LISP，我說「半頁（Half a page）！」他們說「證明它」。兩周後，我用約翰的一些技術，為一種新的基於對象的語言的內核編寫了這個腳本，但它是直接可執行的。
一個月後，我的同事丹·英格爾斯（Dan Ingalls）已經將這個編寫到我們的一台小型計算機中，我們突然有了一種可行的、非常高級的、簡單而強大的動態對象語言！
幾個月後，我們突然有了一台臨時Dynabook：Alto個人電腦，由查克·薩克爾（Chuck Thacker）製造，由他和我們幾個人共同設計，包括巴特勒·蘭普森（Butler Lampson）。
蓋瑞·斯塔克偉澤（Gary Starkweather）剛剛發明了第一台可用的激光印表機，即使以今天的標準來看，這也是不可思議的：一頁每秒500像素/英寸。
鮑勃·梅特卡夫（Bob Metcalfe）和戴夫·博格斯（Dave Boggs）剛剛開始用乙太網連接所有這些東西。
丹·英格爾斯（Dan Ingalls）和我很快就和計算機科學家兼教育家阿德勒·戈德堡（Adele Goldberg）一起開始為兒童做實驗。一個重要的里程碑是1975年在一所學校設立了第一台Altos。
在70年代中期的接下來幾年裡，超過1000台Altos被建造並投入使用。這是一個非常嚴肅的實驗！
正如巴特勒·蘭普森（Butler Lampson）指出的那樣，當時沒有人對個人電腦感興趣，所以我們在相當長的一段時間裡獨享整個領域。這項工作大部分是由大約25個人完成的，成功的兩個關鍵是這些科學家能夠（a）當這是一個好主意時，要相互合作——這在很大程度上要歸功於實驗室的經理、心理學家鮑勃·泰勒（Bob Taylor）——以及（b）非常簡單地講述他們是如何將這些偉大的想法變成現實的。
孩子們能做什麼
現在讓我們拋開過去，看看今天的孩子們用他們的「創造性思維的動態媒介」能做些什麼。事實上，我正在使用一台兩磅重的筆記本電腦——就像我們35年前想的那樣——來做這個演講。
一種看待孩子的方式是，他們都是藝術家，直到他們被社會拋棄。如果你想教育孩子，試著保持他們的藝術動機不變，不要一開始就對他們太實際。相反，試著讓他們真正對想法感興趣。正如愛因斯坦所說:「愛是比責任更好的老師！（Love is a better Teacher than Duty）」
一個9歲、10歲和11歲的孩子真正喜歡的項目是設計和製造一輛他們想要學習駕駛的汽車。他們首先畫出他們的汽車（並且經常像這樣給裝上大的越野輪胎）。
到目前為止，這只是一張圖片。但之後他們可以「深入」他們的畫，查看它的屬性（例如汽車的位置和方向）和行為（朝著它的方向前進的能力，或通過轉彎改變它的方向的能力）。這些行為可以被拉出來放到「世界」上，製作一個腳本，點擊時鐘就可以設置「滴答」。汽車開始按照劇本行駛。如果我們把汽車的筆放在世界上，它會留下一條軌跡（在這種情況下是一個圓圈），我們看到這是偽裝的帕爾特的logo龜，一隻穿著制服的烏龜，用簡單的方法查看和控制它。
為了開車，孩子們發現在汽車轉彎後改變號碼會改變方向。然後，他們畫一個方向盤（和汽車一樣的物體，但是有不同的裝束），看看能不能在車轉彎後馬上轉向……這可能會讓方向盤影響到車。他們可以獲得方向盤的轉向（方向盤正在顯示的轉向編號的名稱）並將其放入腳本中。現在他們可以用方向盤駕駛汽車了！
孩子們剛剛學會了什麼是變數以及它是如何工作的。我們的經驗表明，他們從這個例子中學到了很多。
他們很快發現很難控制汽車。他們需要在車輪與汽車的連接中引入一個「齒輪」。他們可以通過互聯網上的輔導界面從老師、家長、朋友或幾千英里外的孩子那裡獲得所需的建議。他們打開腳本中的表達式，將方向盤上的數字除以3。這種縮放使得方向盤的轉向影響較小。他們剛剛學會了除法（和乘法）的真正用處。
瑪麗亞·蒙特梭利（Maria Montessori）會意識到剛剛發生的事情。孩子們認為他們在玩(他們確實在玩)，但他們是在一個擁有21世紀玩具、體現21世紀理念的環境中玩的。他們玩遊戲有他們自己的原因——孩子們在玩遊戲的原因和他們想玩的東西上是不同的——但他們都學到了21世紀強有力的思想，更重要的是：他們開始學習最有效的思考方法。
珍妮的大賽……呃，豬賽跑
然後我們讓孩子們自己想出一個項目。只要有可能，珍妮就喜歡介紹她對事物的看法（我們把她的汽車當作帶輪子的鉛筆），她認為做一場豬賽跑會很有趣。
以下是她對Squeakers DVD項目的解釋。
我們要去參加一年一度的豬賽跑。今天看起來很難熬。粉紅色的豬撞在牆上。
（我這裡還有一個觀察者告訴我它們的速度。）哦，藍色的豬領先了。我有自己的豬。我叫它傑克遜。通常它會輸，但是，哦，看那頭黑豬正在追上來，把那頭白豬留在泥土裡！
她想要她的豬的真實軌跡，並且需要弄清楚如何讓每隻豬都在自己的跑道上。她有一個奇妙的想法，她的豬的鼻子將是完美的感測器，用來判斷它何時試圖逃離它的跑道！
相當多的事情都是「只是在做」，所以反思剛剛發生的事情也是一個好主意。做到這一點的一種方法是讓物體留下痕迹，顯示它們隨著時間的推移在做什麼。
如果速度是恆定的，那麼點的軌跡是均勻分布的，這表明每一小段時間內移動的距離是相同的。
如果我們增加時鐘每一次滴答的速度，我們會得到一個這樣的模式。這是均勻加速度的直觀圖形。
如果我們每次都將速度改為隨機的，我們就會得到每一次滴答聲所走過的距離的不規則模式。
隨機速度非常適合比賽！
真正的兒童科學
到目前為止，我們一直在做數學。要做科學，我們必須看外面的世界。對於11歲的孩子來說，一個很好的例子是研究當我們扔下不同重量的物體時會發生什麼。
孩子們認為越重的重量下降得越快。他們認為秒錶會告訴他們發生了什麼。
但是很難判斷重量何時釋放，以及何時達到。
在每堂課上，你通常會發現一個「伽利略孩子」。在這門課上，有個小女孩意識到：你真的不需要秒錶，你只需要放下重的和輕的，聽一聽它們是否同時到達。這和伽利略400年前的見解是一樣的，顯然，在我們地球上之前的8萬年里，任何成年人（包括非常聰明的希臘人）都沒有想到過這一點！
為了更詳細地了解地球表面附近重力的情況，我們可以使用攝像機捕捉下落重量的動態。
我們可以一幀一幀地看到球的位置，相隔1/30秒。為了更容易看到，我們可以每隔五幀拉出一幀，並把它們並排放置:
另一件要做的好事是把每一幀畫出來，畫出不重要的部分，然後把它們堆起來。當孩子們這樣做時，他們中的大多數會立即說「加速！」，因為他們認識到垂直間距模式與幾個月前他們使用汽車玩的水平間距模式相同。
但是，什麼樣的加速度？我們需要測量。
一些孩子會直接在展開的框架上測量，而另一些孩子更喜歡測量堆疊的框架。
這些半透明的矩形可以幫助我們更準確地看到球的底部。長方形的高度表示當時球的速度（速度是單位時間內移動的距離，在這種情況下大約是1/5秒）。
當我們堆疊矩形時，我們可以看到速度上的差異由暴露的小條帶表示，並且這些條帶的高度看起來是相同的！
這些測量結果顯示，汽車的加速度看起來相當穩定，他們幾個月前就為自己的汽車製作了這樣的腳本。最快速地意識到，由於球是垂直的，所以他們必須寫腳本，這樣才能增加垂直速度，改變垂直位置y。他們畫了一個小圓形作為模擬球，並寫下腳本：
現在，如何證明這是他們所觀察到的一個很好的模型？11歲的蒂龍決定像幾個月前對待他的汽車那樣做：留下一個圓點拷貝，以顯示他的模擬球的路徑與視頻中的真實球的位置完全相同。
以下是他在解釋他所做的，以及他是如何為Squeakers的視頻所做的事情時所說的話：
為了確保我做的是正確的，我有一個放大鏡它可以幫助我弄清楚我是讓它——大小是否剛好合適。
完成之後，我會點擊基本類別按鈕，然後會彈出一個小菜單，其中一個類別是幾何體，我點擊了它。這裡有很多與矩形的大小和形狀有關的東西。所以我就會看到高度是多少…我一直堅持這個過程，直到它們按高度排好隊。我從大的高度減去小的高度，看看是否有什麼模式可以幫助我。我最好的猜測是有效的：所以為了證明它是有效的，我決定留下一個點拷貝（這樣球就能以正確的速度和加速度運動。）
一個11歲的孩子的調查作品！
順便說一句，在美國，大約有70%的大學生被教授地球表面附近的重力，但他們並不理解。這並不是因為大學生比五年級學生更笨，而是因為大多數大學生學習這些思想的環境和數學方法不太適合他們思維的方式。
現在孩子們已經掌握了重力，他們可以立即製作許多遊戲。在月球著陸器中，孩子們剛剛創作的重力腳本會把飛船拉下來，如果它移動得太快，就會墜毀。火箭發動機腳本可以對抗重力，細心的飛行員可以平衡它們，使飛船安全著陸！
複雜系統的美和重要性
我們現在都非常清楚，計算機可以做的一件簡單的事情就是快速和廉價地複製內容。
正因為如此，我們可以通過編寫一個項目的行為腳本並複製多個副本來探索非常複雜的系統。例如，如果我們做很多小點，我們可以探索傳染過程的行為，比如謠言和疾病。這裡的腳本非常簡單，當一個點與一個「受感染」的點碰撞時，它會改變顏色。碰撞舞台的大小決定了碰撞之間的延遲，並允許我們探索生死問題，比如真正理解流行病的特徵：快速致命的，如傷寒，非常明顯，緩慢致命的，如艾滋病（這在一定程度上是致命的，因為艾滋病的爆發並不劇烈）。對世界許多地區緩慢而致命的流行病缺乏了解是造成艾滋病災難的主要原因之一。人們必須超越他們的常識，進入災難模型的「非普通常識」，以幫助他們的想像力激勵他們及早採取行動。計算機最終將在人類思維方式上創造比印刷機更大的變化。
宇宙中的很多東西都很有彈性！
現在，對於最後一組想法，我想展示的是，對現實世界的簡單觀察，加上非常簡單的模型，再加上計算機快速處理許多簡單事情的強大能力，能夠揭示一個全新的藝術和科學世界。
經典科學的一個問題是，它重複使用了常見的辭彙，如知識、理論、力量等。用於非常新的觀點。應該選擇新單詞。
例如，在科學中，物體的重量被認為是指向引力源方向的力。但是，如果我們把一個重物放在一個堅固的桌子上，使它不再移動，大多數人不會想到桌子會施加一個向上的力來平衡重物向下的力。
如果我們嘗試用薄木製成的桌子，比如輕木，我們會看到桌子彎曲，直到它斷裂或者能夠施加向上的平衡力。
如果我們在一張紙上試著這樣做，它會簡單地塌陷到地板上，施加向上的力。
梁具有相同的特性。所有這些都是「有彈性的東西」的例子。
如果我們看一個有重物掛在上面的彈簧，我們可以測量它伸展了多少，直到它能夠平衡力。
如果我們增加兩倍的重量，大多數彈簧的拉伸會非常接近兩倍。這給了我們一種簡單描述彈簧力的方法：它與拉伸的長度成正比。
現在我們可以利用從下落的重量中學到的加速度和速度的概念。但是加速度現在不是恆定的，因為它正比於彈簧的拉伸。我們能做什麼？
這裡真正美妙的是，我們可以讓計算機計算很小的運動，我們可以假設加速度是恆定的。然後我們可以測量彈簧的拉伸，再做一次。這給了我們一個非常簡單但很好的彈簧模型，這是一個很好的例子，說明了在計算機環境中學習微積分是多麼容易。
更好的是，一旦我們製作了一個彈簧，我們就可以讓計算機一遍又一遍地複製它，以獲得更多的彈簧。
這是一部所有工程師在大學裡看到的電影，一場時速100英里的風吹過橋。看到這座鋼橋如此有彈性，真令人吃驚！
讓我們用兩個彈簧和一個重物做一個簡單的橋。如果我們打開重力彈簧模型，我們會看到這一點：如果我們打開風，我們看到它會找到一個平衡。但是，如果我們颳起風，但是打開和關閉它，我們開始看到像橋一樣的行為。
但是現在讓我們做一座真正的橋吧！因為真實的橋樑在我們的三維世界中，我們需要一個三維世界來製作我們的模型，我們看到我們一直在一個三維世界中！
但是現在我們讓橋運轉起來。這種結構與我們用兩個彈簧和一個質量塊建造的簡單結構相同，但是現在我們使用計算機的力量來製作彈簧和重量塊的許多副本，從而形成橋樑結構。
讓我們先打開重力。這將使大橋有點下垂——注意它有點彈性。
現在讓我們來看看彈簧的腳本。讓我們通過將剛度值改為- 400來使它們更有彈性。
我們可以看到橋下陷並反彈一點。
現在，我們將打開一股陣風，就像電影中啟動弔橋的風一樣。這有一些更多的細節，但仍然簡單和不重要的。
模擬的橋樑真的開始劇烈地擺動，非常類似於電影中的真實橋樑！讓我們移到一邊，這樣我們就可以往下看。它是如此的柔軟和有彈性，在我看來有點像布料。這就產生了一個想法。讓我們拆下橋的一端，逐漸在上面加上紋理，看看風和重力會發生什麼。
我們得到了一個驚喜！這是一面旗幟！
塞薩爾·帕維爾（Cesare Pavese）說：「要了解這個世界，就必須構建它」。我們可以看到，計算是一種新的浪漫主義藝術形式，在這種形式中，我們把自己的想法當成藝術，對這些想法的理解就是藝術。
希臘人說美術是對生活的模仿——但是我們看到了計算美術是對創作本身的模仿！正是這種浪漫吸引了孩子們建立他們的想法，並幫助他們學會比現在大多數成年人更好地思考。
這就是我們的浪漫，這就是我對「為什麼」這個問題的回答。
謝謝。
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