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科学家与科学之路 -------------------------------------------------------------------------------- 思想者小传
姚期智 世界著名计算机学家， 2000年图灵奖得主，现任清华大学交叉信息研究院院长、清华学堂计算机科学实验班首席教授，美国科学院院士、美国艺术与科学学院院士、中国科学院外籍院士。 1975年至 2004年，先后在麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、普林斯顿大学任教授， 2004年加入清华大学。他创建了通讯复杂性和伪随机数生成计算理论，奠定了现代密码学基础，并在量子计算等领域作出独到的贡献。 我从事科学研究这么多年，认识了许多很有名很杰出的科学家，今晚我想借这个机会，把我见到的一些科学家，以及我对于科学事业的心得和大家一起分享。 代表科学的两种精神 萧伯纳在一个剧本里说过，“有的人看到已经发生的事情，问‘为什么会这样’；我却梦想一些从未发生的事情，然后追问 ‘为什么不能这样’。”我觉得这句话非常脍炙人口，正可以用来代表科学的两种主要精神。 首先，我们要谈一谈什么是科学家，科学家做什么样的事情。在此，我想 引用一位大文豪——萧伯纳（Bernard Shaw）在一个剧本里说的几句话： “有的人看到已经发生的事情，问 ‘为什么会这样’；我却梦想一些从未发生的事情，然后追问 ‘为什么不能这样’。”这句话非常脍炙人口，很多人用不同方法引述。我觉得这句话正可以用来代表科学的两种主要精神。属于第一种的，看到自然现象想到去解释 “为什么会这样”，代表者就是牛顿 （IsaacNewton）：被苹果击中而推出万有引力。代表第二种的科学家，就是高锟教授，从玻璃梦想到用光纤通讯而成了光纤之父，得了2010年诺贝尔物理学奖，对整个世界产生了无比重要的贡献。 在我的生涯中，遇到过很多这样的科学家。首先讲讲他们对我的启发。 我早年在哈佛大学物理系的导师——格拉肖 （Glashow）教授，是1979年诺贝尔奖得主。他并非出身于书香门第，而是生于从俄国移民到美国的工人阶级家庭，但他家里对子女教育非常注意。他从年轻时就像各位一样，对科学非常敏锐，上的是布朗士科学高中 （Bronx ScienceHigh School），纽约市非常出名的中学。大家都知道，上很好的学术学校，最大的好处并不是为了证明自己的优越和聪明，而是你在这些地方能遇到很多杰出的同学和朋友，能够互相激励，最大限度地发挥每个人的天赋。他的一个高中同班同学，后来也成为诺贝尔奖得主。格拉肖教授对我很大的一个影响是，他是一个非常有创新力的人，能够很大胆地假设一些事情，觉得世界是这个样子，对自己所做的结论非常有信心。他所做的事情中，有一个非常杰出的，就是预测了粲夸克 （CharmQuarks）。物理学家一开始觉得有三种基本的夸克 （Quark），他推断有第四个存在，虽然他作出推断、得出结论的方法并不是那么严谨，但他有非常强的直觉。后来他的推断果然被证实，对物理界产生了非常大的影响。 从格拉肖教授身上，我收获的是：我们要对自己有信心，敢于提出别人没有提出的观点。 第二位是我在哈佛大学物理系的同学，戴维·波利策 （David Politzer）。我们同一年读研究生，他2004年获得诺贝尔奖。他很有意思的一点是，第一篇论文发表于1973年，解释某种物质的基本构造，这篇论文成了他2004年获得诺贝尔奖的基本贡献。在座的同学应该得到鼓励，一个年轻人所做的事情，很可能就是非常重要的，不要妄自菲薄，研究生论文可能变成科学领域最杰出的贡献之一。在物理学领域，甚至有本科生就做出诺贝尔奖级别的成绩。这里还有一段有趣的插曲，波利策当年提出的问题，当时哈佛有一位博士后曾经也想过，他最先花了一年多的时间把所有的理论都证明计算了一次，计算了七八个不同的理论，剩下最后一个理论时他放弃了，让别人去做。就是这个理论，戴维·波利策拿来接着计算，结果验证成功而得了诺贝尔奖。对于那位哈佛博士后而言，这可算得上是功亏一篑。 从中我收获的是：我们不能轻易放弃，要能吃苦并坚持到底。 第三个例子，是大家比较熟悉的约翰·纳什 （John Nash）。刚才我们讲人在年轻时就可能做出举世闻名的工作，我想这种英雄出少年的例子在全世界是很多的。比如1994年诺贝尔奖得主约翰·纳什，他的第一篇文章是1950年他还是普林斯顿大学的本科生时发表的一篇两页纸的论文，“N人游戏中的平衡 点”（ Equilibrium points in N -personGames）。当时博弈论有个未解的问题：就是当博弈有双赢的可能性时，怎样做一个对自己最有利的策略？这个问题即使博弈论的创始人冯·诺伊曼 （Von Neumann）也不知如何解决。纳什把他的草稿请冯·诺伊曼过目，后者觉得没有什么价值，这让纳什很沮丧。但他的一个好朋友大卫·戈尔（David Gale），鼓励他说这个工作做得非常不错，应该好好写完拿出来发表。很幸运，约翰·纳什后来发表了这篇论文，并在45年后因此获得诺贝尔奖。 这给我们的启示是：不要绝对相信权威，即使像冯·诺伊曼这么伟大的科学家，也会有误判的时候。 科学家的逸闻趣事 1974年图灵奖得主、斯坦福大学教授高德纳非常多才多艺，他有三个特点让人敬佩：一是很专注，任何时候只专注于一件事情；二是追求完美，每件事情都力求尽善尽美；三是做事快、效率高。他曾把自己关在一个无窗的小阁楼里，一个下午搞定了三四十页的论文，且手稿绝少更改，好像莫扎特写乐曲。 下面谈谈我在计算机领域遇到的一些人。第一位叫高德纳 （DonaldKnuth），任教于斯坦福大学， 1974年图灵奖得主。我第一次见到高德纳是在1975年，当时我刚结束计算机科学博士学位的学习，解决了一些问题，他邀请我去做一个夏天的访问。他非常多才多艺，数学上非常有造诣，编程上更有造诣。在美国计算机科学会举办的第一次编程大会上，他的程序比别人快很大一截。清华有很多编程高手，但我相信还是比不上他。 他有三个特点让我很敬佩，一是很专注，任何时候只专注于一件事情。他是一个很有纪律的人，曾说过，今后两年的日历上每天做什么都应有一个计划。第二是追求完美，每件事情都力求尽善尽美。第三是做事非常快，做出来的程序比别人运行快，写程序的速度也很快。他这三个特点可以用一个他写Tex软件的例子来说明。大家都知道写这么大的软件非常花力气，他做的时候基本不做别的事情，全神贯注。一般做这样的事情需要一个团队，但他是一个人写的，因为他不放心别人能写出像他那么漂亮的编码，而他一个人完成得也很快。 关于完美和效率，我还可以举另外一个例子。 1975年夏天，我在斯坦福访问期间，我们一起做了几篇论文，他说写的部分不用我管了。他把自己关起来，别人都喜欢有窗户有花园有鸟鸣的环境，他却把自己关在无窗的小阁楼里，一个下午搞定了大概三四十页的论文。他的手稿绝少更改，好像莫扎特写乐曲，不得不让人佩服。 高德纳最伟大的工作包括 《编程的艺术》 （Art of Programming）这一系列书。在1960年初的时候，计算机科学刚起步，美国的大学也刚开始有计算机科学系。他对计算机科学不但了解其数学理论，而且是编程序的高手，有很多写码的经验。他几乎是唯一的一个人，有这样的能力及学识，能写下所有的相关知识，来建立一门学科。他的这一系列巨作，使计算机科学成了一门科学。在1968年 《编程的艺术》第一卷出版之前，他已经亲笔写好七卷共3000页的手稿。他的3000页跟我们一般想象的概念不一样，都是蝇头小字，很难相信是一个身高两米的人写的。在这一点上他很像 《哈利·波特》的作者罗琳，她也是七卷手稿拟定后才一卷卷出版。我想各位如果曾经读过 《编程的艺术》，就会发现该书写得非常流畅，能够把很多信息写得非常精细，而且用的篇幅很少。里面小小一段话，换了别人写可能好几页纸还说不清。 这部著作到1973年共出版了3卷，另外还有4卷，但他对当时的排版技术不满意，认为排出的格式不够美观，他想设计一套好的排版系统，让效果更加完美。 1977年我和他一起搭乘飞机去德国开会，他说要暂时中断关于 《编程的艺术》的工作，因为要做这排版系统的工作，大概要半年左右。但是没想到十年一晃就过去了。倒不是说写系统花了很长时间，而是他发现不光是排版不够好，印刷的字体也不够漂亮。他是一个有着很深人文传统的人，喜欢以前西方古书里专人手写的字体，希望印刷技术能用科学方法做到和以前的字体一样美丽。他运用数学算法设计字体，因而耽误了出版的进展，最近第四卷才出来。他说还是要完成7卷，要做到80多岁， 2030年可以做完。 高德纳对中国很友好。有一天我在他办公室外见到两位从中国去的学者。当时是1979年左右，中国首批学者到西方学习研究，高德纳先生把他们请进房间，跟他们讲Metafont的工作，后来他们把它用在中文字体的设计上。这几位学者在斯坦福呆了一年多，我曾见过几次。上世纪80年代，我第一次回到北京参加科学院的会，很惊喜地见到我当初在斯坦福的这几位老朋友，他们现在都已经是中国科学院院士，在计算机领域担任非常重要的工作。 再提一位，杰弗里·乌尔曼 （JeffUllman），大家可能读过他的一些书。他本来在普林斯顿工作，后来被吸引到斯坦福去。他是一个有冷幽默的人。他曾讲过一句话让我印象很深。他说：“聪明人不值钱，一毛钱可以买一打，重要的是能对他人有影响。”他本身也在实践这个哲学。他自认有一个长处，就是对于新东西吸收很快，写书也很快。计算机科学日新月异，他对很多新的事情都用心学，很多领域他都开课写书。他还有另外一句话，关于写书的哲学： “如果材料好，写得差一点也不要紧。”在一个新的领域里，第一本书会有很多人用，会影响很多人。 再来谈谈数学家保罗·埃尔德什（PaulErdos）。他写了1525篇文章，有511个合作者。我不是希望大家也学他写千篇文章，跟这么多人合作。现在文章写得多不算稀奇，我想说的是，他是一个完完全全专心做研究的人，而且他有一些特别之处。比如他是没有家的人，一年365天有360天在路上，在美国、欧洲各个地方旅行，基本所需都在一个行李箱里。他也不住旅馆，而是住在朋友家，而且基本都是数学家，从早到晚都可以交流。他有很多脍炙人口的小故事。比如Epsilon，微积分里用来代表 “微小”、 “小”的意思。他喜欢用 Epsilon代表小孩子。朋友问他：“吃过午饭了吗？ （Have you hadlunch？ ） ”他回答： “我吃了一点。（Yes， I ate an epsilon.）”朋友笑他：“你是食人族，吃了个小孩子！” 再比如咖啡，他用一个词 “定理咖啡（Theorem coffee）”来指咖啡很浓，可以激发数学思维，证明出定理。他在斯坦福访问时，曾在我们家住过两天，称赞我太太储枫教授做的咖啡堪称“Theorem coffee”。他的整个思维，觉得数学不但是很高深重要的科学，也是社会合作的一个活动，觉得数学应该大家都参与，互相都合作，这是做数学最好的方式。科学界流行一个 “埃数”（Erdos number）的概念，代表和埃尔德什合作的 “最近”距离，可说是最早的一个社交网 （social network）。埃尔德什的社交网络之广到什么程度呢？不仅数学家，甚至许多生物学家、经济学家都有一个近距离的 “埃数”。 科学之路该怎样走 组织一个团队，或者交朋友，都要看到别人的长处。抱着积极的态度会让人过得比较愉快，这样才能和别人合作，而多数工作需要团队合作。一个人的才能不完全是天生的，很可能是后天培养的，只要努力，总能变得更聪明更优秀。 最后谈谈学问以外的事情。我在台湾长大，一直很用功，社会上也觉得读书是一件很辛苦的事。我在哈佛的导师格拉肖教授像电影明星一样，是很风趣、外向的人。他喜欢滑雪，喜欢吃好的喝好的。我在哈佛读书期间，他曾带我到法国马赛访问一学期，其间还到意大利西西里岛参加过一个夏令营。在那半年，我受他影响，体会到原来科学家不用像苦行僧一样生活。他曾带我去一个法国顶级的三星米其林（Michelin）餐厅用餐。我当时很土，当穿着燕尾服的服务生来问点什么饮料时，别人都点了鸡尾酒，我却要了牛奶，服务生非常吃惊，格拉肖更是笑得不可开交。我记得那时米其林餐厅的人均消费是150美元，相当昂贵。岁月如梭，辛苦不再谈。另一次觉得生活特有情趣的是1984年，在意大利西南海边的一个渔村开会，当地人的生活方式非常轻松写意，我们会后，傍晚时在海边一起聊天、跳舞、吃海鲜，我真正感受到完全放松下来，平时觉得非常重要的事情都没有那么重要了。那真是一段美好的记忆。 我再说说高德纳的为人。他是一个对自己要求苛刻的人，而对别人却非常慷慨大度。他对每个人每件事都能看到其正面，又热爱音乐、艺术、文学等等。他的多元化态度是我们应该要学习的。组织一个团队，或者交朋友，都要看到别人的长处。抱着积极的态度会让人过得比较愉快，这样才能和别人合作，而多数工作需要团队合作。 我去过很多地方，每个大学都有其不同之处，有些地方竞争非常强，有些地方很安静，但基本上每个环境都有它好的一面。有时听人埋怨所处环境不好，我想重要的是应该利用环境中好的地方。譬如一个地方来往的人很多，这是长处，可以扩大交流；一个地方非常安静，这也是机会，可以不受人影响，专心做出有深度的东西。 还有最重要的一点，一个人的才能不完全是天生的，很可能是后天培养的。每个清华学生，毕业时应该比入学时更聪明。有很多人天生非常聪明，开始可能比人家好很多，但后来的成就未必突出。一个人只要努力，总能变得更聪明更优秀。我给自己一个挑战的方法，不想老是做一样东西，我每次要求一个新的方向，而且要越做越好。你督促自己做什么，就向这个方向走，即使不能完全达到，也能比别人走得更远。每次都做比自己能力更难一点的事，这样容易进步。我们应该要把自己变成最好的自己。同时，不能闷头自己做，要把握一个十年后仍然重要的方向。 今天的听众我想多半是本科生，我下面说的可能更适合研究生。 你可能会问，如果我想改变研究方向行不行？我告诉你：高德纳本科学物理，博士研究数学，最后成为计算机科学家；沃特·吉尔伯特 （WalterGilbert），从物理学转而研究分子生物学， 1980年获化学诺贝尔奖，他还是生化公司Biogen的创始人。 该不该事业转型？没有人能给你最好的建议，你要听从内心的召唤。 会不会太迟了？要有信念，值得做的事情会存在很多年的。 会不会太早？还是要有信念，此外还需耐心，慢慢等到时来运转。 现在大家都在谈创新、创造力。毕加索 （Pablo Picasso）是20世纪最重要的、拥有伟大创造力的艺术家之一。他的工作改变了世界，但是你看他后期的作品，不会想到他早期是一个传统型的画家，写实性的，完全没有抽象的。我们平时总说，创新最忌讳模仿他人。但毕加索说的一句话我非常欣赏： “模仿别人是必要的，但老重复自己，炒冷饭，就可悲了。”这句话对我们搞创新很有启发。 其实在科学以外，到处都有能让我们学习、鼓励我们前进的人和事。今年年初的澳网男单决赛 （AustralianOpen），德约科维奇 （Djokovic）对阵纳达尔 （Nadal），长达5小时53分钟，是澳网史上历时最长的对决。纳达尔是网坛一哥，战无不胜，但这场他输了。大家一般认为他是乡土少年，不善言辞。但这次比赛后记者访问，他说的一番话，极具智慧，堪称完美。他说：“在这里比赛感觉很好，能不断尝试挑战自己身体的极限”， “我真的很喜欢这种感觉，我总是说享受痛苦是一件好事，不是吗？所以当你身体状况佳，有激情，有准备，你就不怕吃苦，而且能享受这种痛苦。今天我就有这种感觉，非常好的一种感觉。比赛很煎熬，但是比赛中遇到的所有困难都给了我乐趣。我不断努力去寻找解决困难的方法。我不断用心、用智，去克服困难，全力以赴在打比赛。虽然痛苦，却觉得真爽，那种感觉超越了网球之外。” 我觉得他的这番话用来诠释科学家与科学之路，最恰当不过。 |
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来自： 王兆善 > 《科研和企业自主创新》
