姚期智:建造中国的“图灵之路”

王乐

  题记

  踩在冬末的尾巴上,享誉世界的计算机科学家、自图灵奖创立以来唯一亚裔获奖学者姚期智教授,在位于清华大学信息科学技术大楼二层的办公室,接受了我的采访。此时,是他从美国归来的第六个年头。

  坐在我对面,平静而从容地谈论着精英人才培育理念、世界一流大学建设、中国的图灵之路等种种话题的姚期智教授,一定不会忘记当年他从普林斯顿来到清华大学时,带给周遭世界的不平静。“姚期智就这样走了吗?”不仅姚期智在普林斯顿的同事异常关注他的回国初衷,象牙塔外,相当长一段时间里,他的回国,也成了美国人、尤其是旅美华人眼中的一件“大事”。

  美国的主流报纸《纽约时报》以及众多华人媒体,均对此事作了报道,甚至在纽约街头的小饭馆里,普通的工薪族也都在讨论此事……人常说“叶落归根”,而姚期智则是在刚刚获得图灵奖仅4年后的58岁——对一个科学家而言,最黄金也是最成熟的年岁,辞掉在普林斯顿大学的终身教职,卖掉在普林斯顿的房子。一个人,一张机票,回到祖国。

  六年前,有人问姚期智,你希望做什么?多久可以完成?姚期智说,成立一个世界一流的计算机科学研究中心。

  六年后的今天,全球的理论计算机科学家,几乎无人不知清华大学理论计算机科学研究中心,更没有一个科学家否认,这是世界级领先的计算机科学研究中心。

  精英教育要“从本科生开始”

  设立“姚期智计算机科学实验班”,在姚期智教授刚来到清华大学时,并非其计划中的一部分。起初,姚期智设想构建一个良好的机制培养博士生,组建一支研究团队,但随后的亲身感受,让他萌生了精英教育要“从本科生开始”的想法

  回到清华近6年,姚期智的日程安排始终紧凑。每周不仅要完成科研工作、指导博士研究生,还要保证为本科生授课的4个课时,投入大量备课时间……如何才能找到机会采访他?如何才能和他面对面交流?“姚期智计算机科学实验班”本科教学助理张燕老师告诉我,只要你有心,一定会发现,位于信息科学技术大楼二层的姚期智教授办公室,每天清晨7时左右就会亮起灯光——只要姚期智教授没有出差。

  姚期智教授回国后指导的第一位博士生,现任理论计算机科学研究中心副教授的孙晓明告诉我,当年他和导师一起工作,有时从晚8时一直工作到翌日早晨8时,孙晓明早已面露倦容,而姚期智教授回去睡了一个多小时后,重又回到办公室工作……此时,姚期智教授侃侃而谈,并不时发出爽朗的笑声;可谁能想到,在回国的头几年,他的心情又是怎样急迫呢?在普林斯顿大学任教时,他按惯例每年只为本科生和研究生各上一学期课;但来清华后,工作量完全翻了个儿……

  前不久,在清华大学理论计算机研究中心召开的“国际计算机创新研讨会”上,以及更早些时候举行的“中国计算机科学2020国际论坛”上,远道而来的历届图灵奖获得者,和所有来自世界顶级学府与实验室的学术领军人物,都并非会场焦点。讲台下,100多名年轻学子,成了聚光灯下的主角——每到提问环节,他们瞄准台上主讲人,问的都是当前最前沿的热门话题;茶歇阶段,他们围住大师们讨论交流。论坛主讲人之一、曾任美国卡内基-梅隆大学计算机系主任的周以真教授(Jeannette M.Wing)告诉我,这些学生不逊于任何一个美国顶尖计算机系的学生。此时,我特意看了一眼姚期智教授,他的嘴角扬起一丝不易为人察觉的微笑。

  事实上,设立“姚期智计算机科学实验班”,在姚期智刚来清华大学时,并非其计划中的一部分。2004年9月,离开普林斯顿来到清华大学担任全职教授时,姚期智设想构建一个良好的机制培养博士生,组建一支研究团队,但随后的亲身感受,让他萌生了精英教育要“从本科生开始”的想法。

  “中国的学生非常聪明,但是创新能力较弱。”回国后,姚期智和学生的接触过程,证实了他对中国学生一直以来的印象。现在,他每年都会为大一新生开设一门计算机入门课。第一次开课时,上了三堂课后,就有学生写邮件给他:讲课内容太浅显了。“那时,我就知道这些学生有多优秀了。现在,我这门课教授的内容,已相当于国外大四甚至研究生开始阶段的水平了。”姚期智说,如果能真正启发这些学子,他们的前途无可限量。

  但同时,姚期智也为这批聪明的学子感到可惜。因为他们较少与世界一流学者接触,较少与国际上出类拔萃的同龄人交流,他们不知道如何创新,没有创新思维的习惯。其实,早在美国任教时,姚期智就发现,从国内到美国攻读硕士、博士研究生的学子,由于缺乏创新思维的学术训练,不得不多花费一年甚至更长时间弥补本来没学过的知识,接触从未领略的思维方式,“这对中国学生来说,太吃亏了。”

  为此,在归国翌年,姚期智教授就着手创办“计算机科学实验班”,扎到最深处,由根部解决问题——从本科生阶段开始,以最好的课程挑战学生的思维、激发他们的潜力,以最优的教学理念,保证他们获得良好的教育。“我们的目标,不是培养普通的计算机软件程序员,而是具有国际水平的一流计算机人才。到这批学子本科毕业时,应能和诸如麻省理工学院、斯坦福大学等美国顶级计算机系的学生,站在同个平台上竞争!”

  每年通过严格的笔试、面试,从清华所有本科新生中挑选出30名学子进入“姚班”后,由姚期智与微软亚洲研究院专家一起,亲手为其制定培养方案、编写教学计划。《计算机应用数学》、《程序设计与算法基础》、《理论计算机科学》、《高等算法》……按照计划,10门高水平的核心课程,分别由姚期智和研究院高级研究人员担纲。其中,由姚期智教授主讲的《理论计算机科学》,是国内首次开设的计算机理论课程,主要内容正是他最精通的计算机算法设计以及复杂性领域。

  身处大师的课堂,在世界一流学者和高级研究人员的指导下,接受最先进的计算机理论教育和工程教育,“姚班”学子很幸运。2006年秋,来自微软的教员竟然讲到了当时还未在中国上市的Vista操作系统。要知道,当时很多讲授类似课程的教师,都无法获得任何有关Vista的具体资料。姚期智把前来访问的国际知名学者,悉数请到实验班课堂上,深入浅出介绍各自专长研究领域;同时,他还想办法让班上最优秀的学生,前往美国排名前五位的大学交流。

  “实验班的学习,对思维能力的挑战很大。”2007级“姚班”学生刘阳威向我介绍,在课堂上,姚期智教授会从具体实例,引入到根本的计算机理论问题。从清华大学到王府井,怎么走路程最短?男、女生在约会时,如何具体设定标准,才能使找到最理想伴侣的概率最高?……所有学生感受着一次次脑力激荡;在“中国计算机科学2020论坛”现场和1985年图灵奖获得者、美国伯克利加州大学教授Richard Karp作了面对面交流的2006级“姚班”学子朱晨光对我说,能和这些享誉世界的学界前辈精英交流,机会非常难得;而敢于直面大师,则得益于多年的思维方式训练。

  爱妻影响“牵手”计算机

  命运,有时就是如此神奇。若非遇上一些特别的人,和特别的问题,姚期智本可能“按部就班”成为一个物理学家;但受到妻子储枫的影响,他教育经历的最后一段履历,被定格在了1975年美国伊利诺伊大学的计算机科学博士

  1946年12月24日出生于上海,幼年随父母移居台湾。1967年,毕业于台湾大学物理学系,获得学士学位。1969年,获得哈佛大学物理学硕士学位。1972年,获得哈佛大学物理学博士学位……如果你仔细翻看姚期智的教育背景,定会惊讶地发现,这位后来以其敏锐的科学思维,在数据组织、基于复杂性的伪随机数生成理论、密码学、通信复杂性以及量子通信和计算等多个尖端科研领域均作出巨大贡献的计算机科学家,大部分的教育经历似乎都只和物理学相关。一直到1975年,姚期智所获得的学位,才是“名正言顺”的计算机科学——美国伊利诺伊大学计算机科学博士学位。

  从某种程度上来说,那一代青年学子在选择与报考大学专业时,存在着一定的“盲目性”,姚期智也不例外。“我们那时选专业方向,一般只会考虑哪个学科最难学,选择哪个专业最能让做家长的感到有脸面、让家庭更光荣——这几乎成了我们选修专业的单一标准。”40多年前,对一个年轻人来说,周遭的环境与现在完全不同。青年学子获取信息的渠道,以及对整个世界的了解程度,与时下相比有着天壤之别——对周遭的信息知之甚少,对世界的了解局限很多。一如相对于当时非常热门的物理学与电机专业,“姚期智们”绝少愿意把生物学这样的专业作为选择方向。当时,没有人能预见到未来生物学会带给世界如此精彩而深刻的变化。

  与此同时,1957年,华裔物理学家杨振宁教授和李政道教授获得诺贝尔物理学奖的消息传来,让国人欢欣鼓舞。这一历史性的大事件对很多中国人产生了很大的影响。一时间,国内不少家庭都一致希望自己的孩子学习物理,以便日后也可以捧个诺贝尔奖回来,“这就是那时人们的脑筋啊。”

  并不明白物理学究竟有何意义的姚期智,终究还是幸运的。凭借着刻苦与努力,他不仅收获了求索科学知识的快乐,也收获了严格而系统的学术训练。1967年,从台湾大学物理系毕业后,接受了21年中国教育的姚期智背起行囊,远赴大洋彼岸的哈佛大学,跟随1979年诺贝尔物理学奖得主格拉肖(Sheldon Lee Glashow)教授,继续自己在物理世界的探索之旅。

  若不是因为遇上了一些特别的人,遇上了一些特别的问题,姚期智本会“按部就班”地成为一个卓有建树的物理学家。但命运,有时就是如此神奇。谁也无法料到,她什么时候就会在你按部就班的人生旅途上,突然给平静的生活加点儿料。在获得哈佛大学物理学博士学位后不久,受到妻子储枫的影响,姚期智打算攻读第二个博士学位——计算机科学!

  “我的太太是学数学的,但她在麻省理工学院攻读博士学位时,所撰写的论文是有关理论计算机方面的。那段时间,我受到她的影响,开始接触到一些理论计算机方面的问题,同时也接触到一些正在做这方面课题的研究者——可以说是一种机缘巧合,我发现自己对计算机科学居然如此有兴趣,甚至超过了对物理学本行的热衷程度,理论计算机为我打开了另一扇硕大而迷人的窗户!”那时,美国的大学里,第一个计算机系的成长史也不过10年时间,姚期智却执意转行研究计算机科学,并于1973年进入在计算机科学研究领域颇有积淀的伊利诺伊大学攻读博士学位。于是,他教育经历的最后一段履历,定格在了1975年的第二个博士学位——美国伊利诺伊大学计算机科学博士,并在此后近30年间,在美国各所顶尖学府中,以计算机科学相关领域为主业,从事教学与科研工作。

  多年以后,姚期智教授对我说,“就能力和性格而言,我应该更适合搞计算机研究。物理学看重直觉,你必须推想出问题的正确答案;而计算机科学,要求你必须用严格的数学,来证明这个答案。我发现自己的论证能力,在计算机科学领域可能更适合。”每个人的决策与思维方式迥异,即便同为科研工作者,个体间亦有巨大不同。姚期智说,自己喜欢新奇的东西,若有新的方向,都试图去看一看,并尝试一下。这也是他为什么经常劝告年轻学子,不要只把眼光局限在自己的学科领域。若有机会,应尽力欣赏众多不同领域的精彩与美丽,“主观地限制目力所及的范围,那未尝不是一种巨大的遗憾!”

  期待“谈笑有鸿儒”的未来

  刚回到中国不久,有人问姚期智,你希望做什么?多久可以完成?姚期智说,成立一个世界一流的计算机科学研究中心——如今,在姚期智归国的第六个年头,这项工作已基本完成

  今年64岁的姚期智教授,希冀自己一直工作到学生中间出现图灵奖获得者。但同时,他又认为,建造中国的图灵之路,并非急功近利以培养图灵奖获得者为唯一目标,而是要创造一个适宜大师级人才涌现的培育土壤。

  “能获得一个大的奖项,肯定是对一个国家的国力在科学水准上的肯定,但更重要的,还是一个国家的科学,如何在各个领域做到世界最前列。如果能有很多人都达到世界前沿水准,都在从事第一流工作的话,那么最后出现能够得到大奖的领军人物,就是自然而然的事了。”姚期智坦言,我们当然希望未来能够产生获得图灵奖的中国人才,但努力的方向,是创造一个教育系统,一个培养了这些人才、并使他们将来还愿意回来工作的环境。目前所有的工作,都是为这个目标而努力的一部分。

  将眼光转向大洋彼岸,在美国的计算机领域,常常在某一个时段、某一个地方,涌现出一批非常有才华的学生。10多年之后,他们几乎都成长为计算机科学领域里的风云人物。再过几年之后,类似的情况又会在另一个地方重演。姚期智将此比喻为“群体性现象”优秀学子聚在一起交流讨论,高水准的学术导师给予点拨指导……这样所产生的良好研究环境,使新来后到的学生也能迅速融入其中,不断变成优秀的学生。这种良性循环,所产生的显著的群体性效应,才是国内高等学府在育人过程中所急需的。

  姚期智教授对我说,作为导师,主要的工作就是为学生创造出类似良好的研究环境,并努力使这种“群体效应”最大化。“培养出一个好的研究环境之后,导师就会轻松很多。那个时候,导师的主要工作就是给研究生在研究方向上给予提点,经常邀请该领域的杰出学者前来做学术报告,与年轻人面对面地讨论,让青年学子知道这个研究领域的最前沿动向与最新的进展情况……”

  刚回到中国不久,有人问姚期智,你希望做什么?多久可以完成?姚期智教授的回答是,想成立一个世界一流的计算机科学研究中心,想组建一个强大的理论计算机科学团队,想吸引麻省理工学院、伯克利的毕业生愿意来这里做博士后。5年时间左右,或可看到一些实绩……“谈笑有鸿儒,往来无白丁”——如今,在姚期智归国的第六个年头,这项工作已基本完成。

  “留在美国,我也许可以多写几篇论文,生活也许会更安逸一些,但那不是我想要的。”一如近40年前,生活一旦被命运加了点儿料之后,便不愿再按照既定的轨道向前运行,不再顺理成章地向成为一个物理学家前进;完全可以功成身退的姚期智,选择了回到祖国,虽然工作更艰辛,前路也有更多未知。“但,无论就个人的满足感,还是从我的经验与能力所能发挥的作用而言,这都是一个最好的选择!”

  对话录 为一流大学建设一流的计算机学科

  文汇报:不久前,您提出了“中国计算机科学2020计划”。这是在怎样的背景下提出的?

  姚期智:在我来到清华大学的前5年中,主要工作就是发展本科生、研究生教育,以及在我的本行——理论计算机科学领域,成立一个世界知名的研究中心。目前,很多工作已经达到甚至超越了预期目标;我对国内的环境、学生的情况,也比刚回来时有更深刻的了解。所以,我觉得现在是一个时机,可仔细思考未来应从哪些方面,着手发展中国的计算机科学,最终达到建设世界一流大学的目标。

  另一方面,中国计算机科学的发展,时间很紧迫。未来10年中国的信息产业将会发展出一个庞大的市场,很多跨国公司都很期待这个市场。如果到了2020年,中国的信息技术发展还处于落后状态,缺乏能帮助IT业界取得自主知识产权的学者和年轻人的话,那么很有可能相当一部分IT市场就会被跨国公司和他们的年轻人所控制。那时,再想追赶就很困难了。所以,我们在发展计算机学科时,也要注重帮助中国的IT业界做好高端的知识成果转化,取得长足发展。

  文汇报:“中国计算机科学2020计划”,其主要设想有哪些呢?

  姚期智:我们希望能在10年时间里建设一个相对独立、与世界一流大学的机制比较接近的中等大小的计算机学科。具体来说,从2010年至2015年,选择计算机科学中5个重要领域,每个领域从全球引进6名资深或年轻学者,每位学者平均培养4名博士生。这样5年下来,我们就会有30名左右的教授和120名左右的博士生。

  从2015年至2020年,希望能把研究领域扩充到10个。这样到2020年,差不多有60位教授和240位博士生,这基本上是一个相当理想,且很有竞争力的计算机研究机构。我们期望到2020年,这个计算机研究机构,能和世界上前10名的计算机学科相竞争。

  文汇报:您认为“中国计算机科学2020计划”的提出,对中国建设世界一流大学,将起到怎样的作用?

  姚期智:这是个很好的问题。我当初回到中国,来到清华大学,是因为我知道,中国有建设世界一流研究型大学的迫切愿望。世界一流大学需要有若干一流学科,我作为一个计算机科学家所能贡献的,就是帮助清华和中国建立一流的计算机学科;如果真能通过“中国计算机科学2020计划”建成一个世界排名前10位的计算机学科,那么我们至少在计算机科学方面,是世界一流的。如果其他很多学科也能进行类似的建设并成功,那么离世界一流大学的目标,也许就不远了。

  人物小传

  姚期智,世界著名计算机科学家,2000年图灵奖(A.M.Turi ng Award)得主,美国科学院院士,美国科学与艺术学院院士,中国科学院外籍院士。由于对计算理论,包括伪随机数生成、密码学与通信复杂度的诸多贡献,2000年姚期智被授予图灵奖,成为迄今为止获此殊荣的唯一亚裔计算机科学家。

  图灵奖,由美国计算机学会(ACM)于1966年创立,以计算机概念创始人图灵的名字命名。每年评选出1至3名获奖者,是世界计算机科学领域最高奖项。2000年,获此奖项的只有姚期智一人。

  来源:文汇报 2010-03-01

2010年03月01日 13:06:52  清华新闻网

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