一名幼兒知道媽媽的包裡有水果零食，他怎麼拿到零食呢？把媽媽包裡的東西統統倒出來--所有的東西都掉在桌子上、椅子上、地上，於是一下子就找到自己要吃的東西。
兒童的思維方式傾向於非傳統式，顯得沒有次序。這給了著名的心理學家Jean Piaget靈感：他發現兒童藉經驗建構認知，要經歷四個階段，而在前面兩個階段，兒童還不會運用結構化的邏輯。
Piaget很了不起，他徹底改變了世界對兒童的看法。因為他指出，兒童來到這個世界時，沒有一個與成人一樣的概念模組，而是必須藉著經驗來建構各種概念。從未有人像他收集到如此豐富的兒童奇特行為記錄，以至於即使現在，研究人員還是無法在兒童身上複製這些行為。
Piaget的觀察很正確，然而在加州伯克利分校，心理學教授Celeste Kidd的實驗室發現一些證據，顛覆了長期以來關於兒童邏輯能力局限性的假設。最近Kidd教授的研究團隊發表論文，描述了幼兒如何能在沒有任何指導的情況下，找到系統性解決複雜問題的方法。他在專家資訊網站做了簡介。
拿整理排序的能力為例。1960年代，要求一個4歲孩子將一些木棍從最短到最長排列，他通常無法排好順序。心理學家將孩子的這種排序低效率解釋為，兒童至少要到7歲才能運用系統性方法解決問題。
然而Kidd教授和同事們卻發現，增加排序所要求的難度和認知需求，實際上反而促使幼兒發現並使用算法來解決排序問題。心理學博士生Huiwen Alex Yang在團隊合作夥伴Bill Thompson的建議下，設計了一款電腦遊戲，要求兒童利用行動反饋的提示，推斷隱藏在牆後物品的高度順序。
遊戲要求孩子們透過點擊「兔子」的運動鞋來交換它們的位置，將「兔子」按從矮到高排序。只有當順序錯誤時，這些生物才會改變位置；否則它們會留在原地。由於孩子們只能看到兔子的鞋子，而看不到它們的身高，因此他們必須靠邏輯推理而不是直接觀察來完成任務。
楊教授對123名4至10歲的兒童進行了測試。發現兒童能夠獨立發現並使用至少兩種眾所周知的排序算法——選擇排序和搖動排序。這兩種算法通常在計算機科學領域中學習，然而在測試的兒童中，超過一半的兒童表現出結構算法的思維能力，最早的在4歲時就已經有。雖然年齡大些的兒童更有可能使用算法，但他們的發現與Piaget的觀點相悖。
Piaget認為兒童在7歲之前不具備「具體運作發展」(concrete operational stage of development)階段的邏輯能力。然而，兒童在前兩個階段雖傾向於用邏輯性較差的辦法解決問題，並不意味著他們不能在必要時做其它選擇。在上面遊戲中，需要排序的物品無法直接觀察，兒童不能靠著觀看嘗試結果來達成排序目標。
算法思維不僅在高等數學課堂中至關重要，在日常生活中也同樣重要。想像一下，你需要烤兩打餅乾，但你常用的食譜只做一打。你可以把所有步驟重複兩遍，中間甚至要清洗碗具，但你不會這樣做，因為效率太低。相反，你會把所有配料加倍，每個步驟只做一遍。算法思維能讓你找到一種系統化的方法，來解決減半或加倍數量的餅乾需求，提高烘焙效率--這是一項重要能力。
孩子們學習如何在現實世界中行動和運作，我們現在知道，他們掌握這些能力的時間比心理學家們先前承認的要早得多--在他們接受正規教育之前。
這個發現對科學、技術、工程和數學(STEM)教育很重要。現在，幼兒照顧者和教育工作者需要重新考慮，何時以及如何讓孩子有機會解決更抽象的問題和概念--我們可以更早開始培養這些能力，以支持他們更強的數學和計算能力。
下次當你看到孩子們以不太方便的方式與世界互動時，請耐心。當你從咖啡館的地板上拾起物品時，請記住，這都是孩子們建立認知的一部分--評估效率是否高。那些看似沒有邏輯的孩子很快就會養成比較明顯的邏輯行為。
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