程序员，为未来准备好了吗？

计算机产生以后，这个行业的发展日新月异，不停地产生新的技术来解决新的问题。这里不把计算机语言的更新换代看作技术的变化。计算机语言应该算做是规范，除了解决新问题外，有些语言的产生和流行也是有历史原因的。

从计算机刚刚产生时，解决的是计算问题。其将很多人花费好几个月的计算在几天之内完成。这一代的工程师们更多的在解决硬 件问题。程序员（或者叫做软件工程师）是将问题翻译成计算机语言（其实程序员做的一直是这个），也就是卡片纸。程序员在当时的计算机系统中，应该不算一个 核心角色。因为大部分问题和挑战在硬件系统、算法上。

随着计算机成本的降低，世界大战后战争需求减少，开始大力发展经济。硬件解决方案的成本问题开始凸显，于是开始产生了通 用计算机。通用计算机逐渐统一了硬件标准，把更多的灵活性放到了软件上。基本模式就是：巨无霸的硬件厂商们负责提供计算资源，程序员们负责解决问题。这时 候，程序员的春天来了。在此同时，软件开发的理论也在不停地发展。随着各种语言的层出不穷，基本上大家认可了指令、数据，程序基本流程、库函数等各种计算 机的概念。

再往后，随着计算机的应用的范围越来越大，挑战也越来越多了。由于系统复杂性的增加，很多系统已经不是几位，甚至是数十 位程序员就能完成的了。（当今的操作系统、搜索引擎都是数千甚至数万人几十年辛苦工作的结晶）。新的挑战也来了——软件工程，如何更高效、可预期地开发、 维护复杂系统。这里的挑战包括：如何将传统的项目管理经验放到软件项目管理中来；如何让程序员们采用各种标准化的编程风格；如何构建合适的团队结构等。这 时候，程序员的重要性就凸显出来了，产业链中的地位也变高了。纵观历史，数万人以前集中在一起都是进行体力劳动或者战争。人类从来没有这么大规模的将智力 集中在一起解决问题。

同时，解决的问题规模和类型也进一步增加。其中，人机交互是一个热门且有挑战的方向。输入上，除了从打字机来的键盘外，又发明了鼠标，显示，扬声器 等各种人机交互的设备。程序员们除了要实现底层的驱动代码，在人机交互层面也要实现方便易用的交互体验。这时候除了算法和设计等挑战，还有人体工学、文化 上的挑战。比如，中国人花了很多年，也没制造出广泛应用的中文键盘和流行的输入方式，最后还是英文键盘+拼音成了最主流的输入方式。这是汉字本身的特点造 成的，而广大程序员花了大量的人力物力才认识到了这些文化上的规律。另外，网络也是另一个热门。程序员们在底层将计算机连接在了一起，并依靠强大的网络能 力实现了人们的远程沟通。

到了近几年，又出现了大数据、物联网等热门的方向。程序员们从底层实现大数据的批处理、传输、存储，解决了性能、可靠性等各种问题。由于大数据的精确性和完备性通常达不到100%，所以大数据也让很多程序员开始去解决不确定的问题。

别人家的程序员们一直在解决不同领域、类型的问题。程序员的角色开始了分化（同时也有很多角色从程序员中分化出来了），从开发、测试，到架构设计、 体验优化、前端开发、后端开发、驱动开发、数据库开发、IT等等数不胜数。纵观不太长的程序员职业历史，这些角色也在不停的产生和消失中。这代表着一代一 代的程序员要么不停的学习，要么从这个行业中离开（也没什么不好的，好多富翁都是程序员变的）。从历史来看，程序员们解决的问题，使用的组件和思维模式都 在不停地变化。但也有一些不变的东西，比如程序基本流程、设计模式、软件工程。所以很多程序员在不停的学习新东西，从而能够解决新问题。

那么，现在正在、未来会发生什么变化呢？这里只想讨论一个：人机交互的革命，包括人机交互方式，和人机交互层次两方面的革命。（说人话！）好吧，就 是Kinect, HoloLens、Cortana带来的新情况。这类新产品集中在一起，会对现有的人机交互产生颠覆性的革命。一句话概括：未来人们应该花更少的时间来学 习如何使用科技，程序员们要花更多时间让科技来适应人，而不是人去适应科技。比如，单轮摩托车不需要学习怎么在一个轮子上保持平衡，四轴飞行器不需要学习 怎么转弯、稳定，这都是很好的例子。

1. 人机交互方式。人是生活在三维空间里的，程序员们也在不停地在各种输入输出方式模拟三维空间。首先，显示屏是一个二维的输出，由此鼠标和各种触摸 方式也设计成了二维的。这里的二维性除了它们是平面输入输出外，它还真的只是个物理的平面……显示器放在哪里就在哪里，触摸要在显示器上完成，鼠标也需要 在一个平面上完成移动。键盘呢？可以说其维度都没到一维。

什么是未来的输入设备呢？它包括全息输入输出设备和解放双手的输入方式。

• 全息输入设备。Kinect这 样的体感、手势输入设备属于全息输入设备。Kinect很酷，但不得不说这只是全息输入设备的雏形。这不仅是因为其不温不火的状态，也是其本身还有很大的 提升空间。一方面，设备本身精度不够、使用的范围不是360度无死角；另一方面后面没有强大的人工智能来支持（人工智能放到交互层次部分讲，这里只讲全息 输入设备）。未来的输入设备应该是覆盖整个空间，精确检测到人的微动作和微表情，甚至能够检测到人的健康状态（安全和隐私是需要考虑的方面）。从单个技术 上来说，应该没有突破不了的难题了，但集成起来制造出完美的设备仍然需要巨大的投入。

• 全息输出设备。全息显示技术在很多科幻电影里都演示过了。HoloLens这 样的增强现实设备和各种虚拟现实设备都属于全息显示设备。这些设备还处在非常初级的阶段，但已经带来了很大的震撼。在物理技术没有突破之前，这种可穿戴的 设备是全息技术的主要载体。除此之外，还会出现各种味觉、触觉的设备，这些全部加起来，覆盖了人的所有感觉器官，就可以称作全息输出设备了。

• Cortana一 类的语音助手。其最革命性的一点是进一步解放了双手（听起来怎么这么耳熟？）。这和人类直立行走的解放双手当然不能相提并论，但其革命性也是可圈可点的。 还是那句话，这类语音助手还在雏形阶段，它们的主要挑战除了语音识别外，主要是在后文要讲的交互层次上。Cortana不像鼠标键盘，一方面需要学习如何 使用，一方面还需要到固定的位置或者某个固定的姿势才能使用。现在Cortana虽然要将手机拿起来才能使用，但通过物联网的进一步发展，是可以进一步发 展的。

对程序员的挑战就来了：

• 制造、集成出这些设备，甚至发明出新的设备。这些设备需要提供完美的体验，和人的运动、感官无缝结合，且让人感到自然。

• 在较高层次，如何采集模糊、大量的输入，并转变成计算机能够处理的确定命令。和传统的输入方式相比，除了空间变成了三维，信息量也有数量级的增加。

• 怎样提高输入的效率、降低学习成本？程序员需要考虑的是如何颠覆性的提高输入效率。这里不仅是鼠标和屏幕的坐标从二维变成了三维的。想想钢铁侠是怎么输入的？

• 如何让设备输出最自然的体验？特别是全息显示设备，要解决头晕等问题需要大量的调试和研究的。

• 最重要的是：如何用这些设备构建全新的体验模式。比如，不同种类的应用应该放在什么位置，什么呈现方式？什么样的动作操作才是最有效率、最自然的？这些需要一代一代的产品不断的迭代，才能加深对新体验的认识，发挥新一代全息设备的能力。

1. 人机交互层次。当前的人机交互方式上，虽然很多产品号称体验非常好，仍然需要人去适应设备。不仅是输入输出的方式，还是思维的方式，当前的人机交互的体验都有很大的提高空间。

例如，想出去旅游时，要先研究到底去哪里，要么上网，要么听人说，或者去旅行社直接预定。去旅行社当然最省事，但听不到第一手的体验，成本也会比较 高。如果要自己研究，选地方，确定日期，买机票、酒店，找攻略，过程中要用到很多次搜索引擎，各种预订网站，发邮件等。从开始想到基本确定至少需要好几 天，中间也得好几个小时使用各种工具。而富豪们呢？也许只花5分钟就完成了整个过程：告诉助手：想出去玩。助手可能就问问想去什么样的地方（也许不是某个 特定的地方）？玩几天？大概什么时候去？然后基本确定后再汇报一下安排就可以了。这两个过程之间的核心区别就在于交互的层次。普通人是依靠计算机进行任务 层次的交互，而富豪是意图层次的交互。这就是交互层次的不同对效率的影响。

Cortana这样的语音助手除了解放了双手，它也是一个非常自然的输入方式。这让程序员和科学家们开始更多的研究人们语言后面的意图，从而提高计算机和人的交互层次。

Project Oxford和Azure Machine Learning这 样的开放的人工智能组件真正把多年实验室里的玩具带给了全世界。这就像当年Siri的发布一样，虽然它不是最好的，但没有它，就不会有google now和Cortana的迅速推出。好吧，又来一次：虽然Project Oxford只是个雏形，但是Project Oxford的推出给业界定义了人工智能组件更高层的接口标准，降低了人工智能的学习、应用门槛。特别是其中的语言模型。除了人工智能组件的开放，可以预 见由各大公司基于大数据的各种数据模型也会很快共享。基于它们，人工智能的应用很快就会遍地开花，所有程序员都能创造出更智能的应用，从而每个人都可以有 自己的个人助手。如果不能脑补个人助手的价值，请观看电影《她》（《Her》），看看人工智能是怎样帮忙处理电话和邮件的。

另一方面，在这一轮人工智能的热潮下，硬件公司们也开始制造采用人工智能算法的处理器，这也代表着新一代的编程语言和理念的开始流行了。

交互层次方面对程序员就有更大的挑战了：

• 最大的挑战就是学习和适应新的编程理念。以前的程序都是if..else + while这样的确定性的结构化程序，程序员要开始学习如何写元程序。写出的程序是可以自己适应个体用户需求的，而不是写一段能够适应所有用户的程序。程 序员的代码将是方向性的，统筹性的，而不再是细节的堆叠。

• 大开脑洞，如何结合全息交互和物联网等技术提高人机交互层次。帮助人们做事情10步并5步，5步并1步。比如，什么情况下抬手表示要喝水，抬头表示想开灯，甚至无需特定动作；真正帮助人们管理时间，协调日程，而不仅仅是一个日程表。

总而言之，这里描述的未来可能需要10年、20年或更长。也许我们这代程序员已经退出江湖了。热点将不再是发明各种语言、发现各种工程管理方式和软 件设计模式了，而是科技如何进一步的以人为本，促进生产力发展。对程序员的挑战除了要学习和探索新的输入输出方式，还要学会人工智能这样的完全不同的编程 理念。