[消息] 姚期智的清華十年：A＋！

看板TWSU (大陸留學)作者wladimir (wladimir)時間9年前 (2015/03/15 18:27)推噓1(1推 0噓 0→)

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http://www.chisa.edu.cn/news/syyw/201501/t20150105_501949.html 2004年9月的一天，正在普林斯頓大學攻讀博士學位的張勝譽像往常一樣與導師姚期智碰面交流近期研究進展。姚期智突然對他說：“我要回中國了，permanently（永遠地）。 ” 張勝譽后來回憶說：“當時有些訝異，但隨即感到釋然。單純從研究角度講，的確沒有一個地方比普林斯頓更舒服。他回國，應該是要去做一件大事。” 此后不久，姚期智辭去普林斯頓終身教職，正式加盟清華大學高等研究中心，成為清華全職教授。57歲的他放棄美國的一切，在清華園，重啟人生全新的探索。 2005年，由姚期智主導并與微軟亞洲研究院共同合作的“軟件科學實驗班”（后更名為 “計算機科學實驗班”，也被稱為“姚班”）在清華成立，并先后招收大一、大二兩班學生。次年3月，姚期智在致清華全校同學的一封信中擲地有聲地寫到：“我們的目標并不是培養優秀的計算機軟件程序員，我們要培養的是具有國際水平的一流計算機人才。 ” 十年間，一批批拔尖創新人才從計算機科學實驗班邁向世界學術舞臺，他們思維活躍，勇于挑戰，懷揣堅定的科研夢想，勇攀計算機科學領域學術高峰。十年間，由姚期智領導的清華交叉信息研究院成立，信息科學與多個學科在這里交叉互動，成果疊出，以開疆辟土的恢弘氣勢填補了國內計算機科學在該領域的空白地帶，為世界學術界矚目。 “在清華十年所取得的結果，讓我感到很欣慰。如果給自己打分的話，我想應該是—— A＋！” 總結清華十年，姚期智欣然微笑。沒想到，他親自指導我論文計算機科學實驗班校內二次招生。全英文授課，全英文交流。沒有國界，沒有教材，沒有拘束，甚至沒有臺上臺下、課上課下的分明界限。需要上的課并不算多，但每門課都極具挑戰。講到會心之處，姚期智先生與同學們都非常開心。姚期智此前半生走過了世界上許多赫赫有名的大學——哈佛大學、伊利諾伊大學、麻省理工學院、斯坦福大學、伯克利加州大學、普林斯頓大學……當他決定在清華培養世界一流的本科生時，心中那幅世界一流大學課堂的畫面自然而然地浮現。姚期智主講的“計算機應用數學”是一門面向本科一年級的專業基礎課，每年開課，他都會極為認真地梳理教學思路，每一節都精心策劃。這門課一講就是8年，直至逐漸找到合適的年輕教師才把接力棒傳下去。期間他還擔任“計算機入門”、“理論計算機科學 ”、“量子信息”等多門課的任課教師。在計算機科學實驗班，絕大多數同學都曾在本科低年級聆聽過姚期智的課，并在短短的一兩個學期內，受其影響改變了自己的人生之路。王君行，計算機科學實驗班2010級本科生，在姚期智及其夫人儲楓教授的親自指導下，本科二年級就發表了第一篇全英文學術論文。而論文的靈感，正源自姚期智課上的一次 “隨意發揮”。當時，姚期智在課上向同學們介紹了拜占庭將軍問題，并將這一著名問題與計算機系統的可靠性保障問題相聯系，希望同學們提出解決方案。這些本科一年級同學們“毫不示弱”，像往常一樣自發組成小組展開討論。一小節課后，姚期智請幾個認為已找到答案的小組進行演示。有趣的是，每當一組演示時，其他小組就會直接指出其中的不足和錯誤，臺上臺下討論得十分熱烈。當姚期智看到大家“你一言我一語”一步步向正確結果靠近時，他起身準備宣布標準的解決方法。這時，一直沒有說話的王君行站了起來，打斷他說：“我還有一個方案！” 王君行走上講臺，起筆寫了四五行看起來非常簡單的算法。不像剛才大家七嘴八舌的“ 互挑毛病”，教室里突然安靜下來。姚期智后來回憶說，當王君行寫出他的算法時，大家都覺得可能是錯的，因為太簡單了。但幾分鐘后，他意識到眼前的這位一年級學生真的解決了一個困擾學術界30年的問題。課后，姚期智給王君行發了一封郵件，鼓勵他把課上的算法進一步深入整理成論文。此后數月，姚期智夫人儲楓教授自愿協助他修改論文，并就投稿期刊提出建議。2011年，王君行讀大二，他將這篇論文發表在國際期刊Journal of Combinatorial Optimizatio n上。從此，王君行義無反顧地走上了科研之路。三年后，他成為全球第一個在本科階段獲得 ACM計算經濟學國際學術大會最佳學生論文獎的人。如今，被姚期智親切地稱為“聰明的小鬼”的他，已在卡內基梅隆大學攻讀博士學位。在姚期智眼中，計算機科學實驗班最優秀的學生已超過他在國外見過的最好的本科生，他們有著極強的求知欲和可塑性，他們需要的不僅是課本上的知識，還有對學術研究深層次的理解。因此，姚期智的課堂上沒有一成不變的教材和教案，卻真正凝結了他自己多年來豐富的研究成果和心得。為了把握課程難度，讓學生逐漸從高中式的學習思維過渡到研究思維，姚期智精心設計課堂的每一個環節，提出兼具思考性和深度的問題，學期還未過半，課程難度就幾乎與普林斯頓、斯坦福本科四年級的課堂難度相當了。在姚期智的課堂上，老師和學生之間是令人愉快的平等關系。他向同學們提出有挑戰性的問題，也歡迎同學們向他發起挑戰。每當有學生給出一個出乎意料的答案時，他覺得這就是對自己投入本科生教學最好的饋贈。首屆計算機科學實驗班學生樓天城至今還記得自己曾在課上向姚期智提問，姚期智認為他的問題不夠明確清晰，叮囑他多想幾天后再問。沒想到沒過兩天，姚期智就主動找到了他…… 說起姚期智，樓天城、王君行就像在談一位自己再熟悉不過的老朋友。在他們眼里，姚期智毫無“大師架子”，交往中甚至比普通師生間還要親切，沒有隔閡。在清華流傳著許多有關姚期智給本科生上課的故事，其中一個流傳甚廣。一次，姚期智在課堂上“懸賞”出題，25分鐘內解出者請吃“必勝客”。令他驚喜的是，90％的學生在規定時間內做出了正確解答。鑒于人數眾多，姚期智信守承諾，叫來外賣獎勵了每位答對的學生。而與大師零距離的相處，也成為計算機科學實驗班學生備感自豪的一件事情。聽課、講課都是挑戰 “計算機科學實驗班的課內容不多，但聽起來解渴。”施天麟大一時選修了姚期智的課，這讓平時上其他課覺得“吃不飽”的他，毅然決定轉到計算機科學實驗班。在計算機科學實驗班，同學們需要上的課程并不多，但把總學分“解放”出來的同時，也提高了每門課的難度。有時一次課堂作業就需花費二三十個小時完成，而且還有可能找不到理想答案。這給予了許多像施天麟一樣喜歡科研探索的學生充足的“挑戰感”，也激勵他們把有限時間投入到對知識深層的理解中，進而做出一些創新性的工作，而不是局限于只了解書本上的知識。姚期智先生為清華學子作學術講座。和施天麟一樣，計算機科學實驗班2013級本科生范浩強對課上“不斷升級”的難度記憶猶新。他們雖然只是本科低年級學生，卻不像一般計算機系學生從基礎編碼學起，而是被“假設”已經掌握了這些基礎內容，課程更加偏重深層次的理論計算的分析和架構。這些被學生們戲稱為“虐心”的課程卻也讓他們欲罷不能，聽起來十分“過癮”。范浩強把在計算機科學實驗班聽課比喻為“蓋大樓”。“原本預想聽完一門課，自己的思維會從‘一層’升至‘五層’，這已經很刺激了，但沒有想到，老師直接從‘六層’ 講起！” 這種高強度的授課方式，給課上、課下都帶來了不小的壓力。一開始很多同學不適應，但漸漸地，他們發現自己居然可以做得到！這種“重新發現自我”的驚喜和肯定，極大地激發了同學們的潛力，很多同學甚至不滿足于課上所學，主動聯系老師找選題、做研究。在計算機科學實驗班范浩強注意到，大家在意的不是純粹的考試和高分，羨慕的不是滿分“學霸”，而是心中懷揣的那個高遠的科研夢想——立志要做出世界最頂尖的科研成果。范浩強的觀察也恰恰印證了姚期智創立計算機科學實驗班時的初衷。 “清華有許多很好的學生。有一些是中國典型的好學生，每科都力爭第一，但也有一些學生希望在大學里做自己真正感興趣的事。我希望清華的環境能讓大家沒有那么多壓力，而是能感受到學習、研究過程中的挑戰與突破，以及由此帶來的幸福感。唯有這樣，我們才能培養出世界最頂尖的年輕人，不管他們將來是做學問還是去創業。”姚期智說。與這群聽課聽得過癮的學生一樣，對于計算機科學實驗班的許多教師來說，講課也成為一種挑戰，被學生的問題“掛”在黑板上更是家常便飯。計算機科學實驗班2012級班主任徐葳有次在黑板上寫了一個非常復雜的程序，本以為難度很高、無懈可擊，可沒想到，剛剛落筆就有同學起立：“老師，您寫的這個程序少了一個‘點’！” 剛從伯克利加州大學回國的徐葳對于計算機科學實驗班自由而緊張的課堂氛圍感受強烈。“他們比國外大學的學生思維還要活躍，他們更勇于質疑和挑戰，我們經常在課上討論教案外的內容，這種互動比美國一些著名大學課堂上的生師互動還要精彩。”徐葳說。 “姚班”夢、清華夢、中國夢 2004年姚期智回國之初，原本計劃盡快構建一個培養博士生的良好機制，打造一支好的研究團隊。但隨后在清華的親身感受，讓他逐漸萌生了精英教育要從本科生抓起的想法。到底什么才是精英教育？姚期智憑借多年的研究經驗和國外世界一流大學的工作生活經歷，認為國內傳統教育比較重視計算機工程方面的學習，要想真正有所突破，清華還需要創建一個相對獨立的班級。這個班級能與世界一流大學的本科生教育媲美，不僅國際化而且富有挑戰性。姚期智的想法得到學校的大力支持，校領導對教育創新和改革的魄力也更加堅定了姚期智從根處解決問題、在本科生中開辦計算機科學實驗班的決心和信心。此后，57歲的姚期智在人生最為成熟豐美的黃金時節，開始了新一輪的開墾與奮斗。在姚期智的主導下，計算機科學實驗班的培養方案、教學計劃逐步確立并完善，姚期智親自主講的“理論計算機科學（1）（2）”成為國內首次開設的計算機理論課程，主要內容正是他最精通的計算機算法設計和復雜性領域。十年來，姚期智帶領著計算機科學實驗班重構計算機本科課程新體系，以領先而敏銳的視角，對教學內容進行優化重組，注重理論基礎，全面覆蓋計算機科學前沿領域，又突出計算機科學與物理學、數學、經濟學、生物學等多學科領域的交叉。在姚期智的邀請下，圖靈獎、奈望林納獎、哥德爾獎獲得者等頂尖學者、大師相繼走進清華的課堂，他們精辟的見解、嚴密的邏輯、深湛的哲理，以及演算和推導過程中像棋壇高手般走出的奇招、怪招，常常引得同學們屏息關注，熱烈討論。 2013年，施天麟來到美國麻省理工學院交流學習，他驚訝地發現原來自己平時上課學習的方式可以和世界一流大學“無縫銜接”。“國外的學生非常熱衷于討論問題、發表看法，很多國內去的同學往往會比較羞澀，不過我們計算機科學實驗班的同學卻不存在這個問題。”施天麟性格偏內向，但他在計算機科學實驗班卻非常享受和同學們思想交鋒的過程。清華學堂的討論間，成為施天麟和同學們相約看書、交流的好地方。像施天麟這樣赴世界一流大學交流的同學，在計算機科學實驗班中為數不少。據悉，截至2014年12 月，從計算機科學實驗班走出去參與聯合培養、出席國際會議和出訪交流的學生已近450人次，此外還有 20余名來自麻省理工學院、伯克利加州大學等學校的學生來訪，和計算機科學實驗班的同學們一起學習提高。這種國際化的、開放包容的學習氛圍在姚期智看來，是培養學生自信心的重要條件。“ 清華的學生要有自信心，他們可以和全世界最好的學生一樣，甚至可以做得更好。”姚期智說，“本科階段只是一個人研究生涯的開始，要讓學生們在本科期間就有充分的自信，他們才能把眼光放得高遠，才能在將來做出世界一流的成果，使我們的大學更加欣欣向榮，更好地為民族和國家作出貢獻。” 姚期智鼓勵學有余力的本科生參與科研。在計算機科學實驗班，從不缺乏本科生接觸科研的機會，“首次接觸”可以從一門課開始，或是一個已知的項目。姚期智把計算機科學實驗班形象地比喻為“超級百貨商場”，老師們的研究工作是“商品”，學生們可以根據興趣“選購”。在姚期智看來，發現自己的興趣點對本科生來說至關重要。截至2014年12月，計算機科學實驗班學生本科期間共發表論文 110 篇，其中以學生為論文通訊作者或主要完成人的共84 篇。這樣可喜的成績讓姚期智感到十分欣慰。因為哪怕是國外世界一流大學畢業的本科生，也很少能在國際學術期刊發表文章，更少有學生會有完整的科研經驗，但在計算機科學實驗班，幾乎三分之一以上的學生都發表過文章，其中一些成果甚至達到了博士畢業的水準。 2010年8月，清華計算機科學與技術學科進行國際評估，以圖靈獎得主、美國康奈爾大學約翰?克羅夫特（John Hopcroft）教授為首的評估專家組對清華的計算機科學實驗班給予了極大肯定，專家們一致認為，這里“擁有最優秀的本科生和最優秀的本科教育”。 2014年，清華的計算機科學實驗班獲得國家級教學成果一等獎。 “除了潛心育人，便是科學研究。”清華大學計算機系黨委原書記楊士強教授這樣評價姚期智在清華的工作，“十年來，姚先生將全部心血都奉獻給了清華的本科生教育和交叉學科的研究，一直把培養國家創新人才的使命放在心間，把攻克一個又一個世界領先學術制高點的責任記掛心頭。這是一種靜水深流的愛國主義，值得我們每個人學習和發揚。” 除了教學，計算機科學實驗班2011級本科生閆宇說，他對一次班會記憶尤深，那就是姚期智和同學們分享他的“姚班夢”；2010級本科生、清華大學本科生特等獎學金獲得者吳佳俊說，姚期智讓人印象最為深刻的是“他始終有一個Big Picture（宏偉的藍圖）” ；2012級本科生李竺霖說，有一天她突然意識到自己有了一個堅定的理想——成為一名像姚期智那樣的科學家時，她感到既驚訝又驕傲！也許對于所有計算機科學實驗班的學生而言，一份真誠的赤子之心，超越小我的大我，實現夢想的勇氣，直面人生挑戰的信念才是姚期智帶給他們最大的精神財富，并將陪伴和激勵他們一生。在思想的原野上，你需要進入一個完全不同的世界雖然計算機科學當今非常熱門，但姚期智認為，我們不能自滿，而要不斷推陳出新。計算機學科未來的遠景在哪里？回溯歷史發展的進程，姚期智認為計算機學科未來的新生恰恰孕育在它“初生”時的自然屬性——交叉之中。如何在中國開創一個計算機學科與其他學科交叉的研究環境？十年間，在尋求計算機學科交叉發展的道路上，姚期智始終沒有停下不斷探索和嘗試的腳步。他先后在清華建立了理論計算機科學研究中心、清華大學—麻省理工學院—香港中文大學理論計算機科學研究中心，并在這些努力的基礎上，于2010年12月成立了清華大學交叉信息研究院。從此，姚期智又多了一個新的身份——清華大學交叉信息研究院的管理者。在研究院管理中，姚期智十分重視人才在學科發展、學院建設、人才培養過程中的重要性。挖掘優秀人才，讓其發揮自身最大潛能，是姚期智管理工作的一條主線。交叉信息研究院的徐葳、黃隆波等青年教師幾乎無一例外都是經過姚期智親自面試進入研究院的。而他們放棄國外多年的工作和生活，選擇來到清華，幾乎都有一個共同的原因，那就是——姚期智。 “我和姚先生的研究領域不一樣，但他總是非常認真傾聽我的工作，在他身上展現的大師風采、對后輩的禮遇提攜，讓我深受感動，對清華交叉信息研究院也產生了強烈的好感。”經過與姚期智的單獨面談后，徐葳便作出了這樣的決定：我要回國，回到清華！在姚期智尋覓世界優秀人才、發展信息科學交叉研究的道路上，段路明的出現無疑為交叉信息研究院的未來增添了新的可能。段路明1994年就讀中國科技大學物理系，讀研究生時，他對量子計算產生了興趣，并在論文中看到了Andrew Yao（姚期智英文名）的名字。這一中國人的名字和他的研究工作讓段路明印象深刻。 2005年，在密歇根大學任教的段路明聽聞姚期智回國到清華工作，十分感慨：“姚期智真是一位了不起的科學家”。與此同時，年輕的段路明也在自己的領域馬不停蹄地做出了一系列重要的工作，而他不知道的是，那位只在文獻中出現的Andrew Yao也一直默默地關注著他的工作。 2010年，兩位彼此“熟知”卻素未謀面的科學家在電話中“相遇”了。那時，姚期智正計劃在清華組建一支能在量子計算領域做出創新工作的團隊。在過去的幾十年里，姚期智親眼見證了中國在世界微電子領域競爭中的“錯過”，他意識到未來量子信息和量子科技將成為新的發展點，中國必須得跟上。而量子計算除了需要理論計算機專家外，同樣也需要懂量子計算的物理學家。于是，姚期智想到了段路明。 2010年10月的一天上午，當時正是北京時間的深夜，段路明在密歇根大學正準備給學生上課，突然間身邊的電話響了，顯示號碼是北京，他萬萬沒想到，電話那頭居然是姚期智本人。姚期智在電話里表示希望段路明發揮在實驗設計方面的優勢，為清華成立量子網絡研究平臺作出開創性的工作。接到電話后，段路明感到既興奮又忐忑，研究直覺告訴他這將是一片大有可為的天地，但長時間的國外生活和研究經歷也讓他心存顧慮。但后來更讓他沒有想到的是，兩個星期后，姚期智專程飛到密歇根大學與他會面。經過這次為期幾天的停留，姚期智與段路明初步勾勒出清華量子信息中心的藍圖。兩個月后，也就是2010年歲末，段路明加盟清華量子信息中心的建設。憑借姚期智在學術界的威望，以及段路明在物理學界的影響，積極延攬人才，量子信息領域一批年輕學者開始將目光投向清華。中心需要實驗室，學校更是全力支持，將網球館西側的保齡球館劃分為實驗室用地。2011年1月，經過不到兩個月的籌劃，清華大學量子信息中心揭牌成立。成立四年來，清華大學量子信息中心在段路明等教師的共同努力下，取得了豐碩的研究成果。2014年10月，段路明研究組首次在常溫固態系統中實現了抗噪的幾何量子計算，該成果是量子計算研究領域取得的重要進展，研究論文發表在國際著名期刊《自然》上。更為可喜的是，論文第一作者祖充是交叉信息研究院在讀博士生，共同完成文章的還有兩名本科生。科研與教學園地里多年來的辛勤培育，逐漸開花結果。 “學院里有很多優秀的年輕人才，姚先生以他的威望為我們提供了充分的資源，這里的研究環境比許多國外的研究機構更有彈性和空間。我們感受到姚先生的信任，同時更加敬佩他對科學研究前瞻的判斷和獨到眼光。”回憶起量子信息中心四年來從無到有、迅速成長為具有國際影響力的量子信息研究基地，段路明深有感觸。對于這些海外歸來、滿懷科研抱負的年輕人而言，“放手去做”顯然比“什么都管”更具吸引力。姚期智以自己年輕時做學問的經歷為“鏡”，深知做研究需要一個完全自由的環境，心無旁騖，這就像是一個藝術家，在思想的原野里，需要進入一個完全不同的世界，不能有太多的世俗與牽絆，才可能做出一流的成績。當姚期智從一名研究者成為學院的管理者時，他奉獻出自己大半生的研究心得與感受，為這些年輕的學者提供了甚至比國外還要舒適和自由的研究環境。做研究就像是開5檔，飛馳在原野上，無拘無束！姚期智是把艱苦工作視作無上樂趣的科學家，對于做學問和搞研究，他有兩個觀點頗為耐人尋味：首先是做學問要有“Sense of beauty”(美感)，其次是“Happiest moment ”(最快樂的瞬間)，作為科研工作者，最大的幸福莫過于此。清華十年，姚期智的角色發生了許多變化，而科學研究的魅力始終讓他難以忘懷。大概兩三年前，姚期智的夫人儲楓教授給計算機科學實驗班的學生開設了一門關于博弈論的課。有一次，儲楓請姚期智代她上了一節課。在這節課中，他給學生講到經典的“拍賣利潤”最優化問題。他也注意到這領域尚有種種未解決的重要問題。在一個新鮮的研究領域里，年過六旬的姚期智還像一個“頑童”，對未知的世界充滿了好奇心。在后來的研究中，他突然注意到一個簡單卻很巧妙的拍賣方法，而這正是近年來相關領域學者都想做出來的一個問題。姚期智再一次陷入到陀螺般急速旋轉的思維世界里，為了心無雜念地解決這一問題，今年春天，姚期智在伯克利加州大學“閉關”了3個月，潛心攻克難題。“我覺得，做研究的人就好比一輛跑車，有好多‘檔’，也許普通的車開到4檔已經足夠了，但是真正好的研究者會加速到5檔，而且一些重要的、特別的工作只有在5檔狀態下才能完成。”保持 5檔高速駕駛的姚期智，又回歸到了他熟悉的、難以割舍的、純粹的研究狀態中。3個月后，姚期智成功解決了這一問題，并認為這是他“過去15年作出的最好的研究之一”。 “你曾經有過在原野上無拘無束飛馳的感覺嗎？它就如同一只飛翔的鳥，因為自由自在，所以它聲音嘹亮，它的每一片羽毛都會張開。每一位能做出好的研究的人都曾體會過這樣的感覺。”姚期智說。而姚期智對科學研究的熱情與投入，同樣感染激勵交叉信息研究院每一位教師和學生。助理教授Alioscia Hamma感慨地說：“不同學科的交叉領域正是這樣，在重重障礙下，不同領域最核心的部分往往有交融的可能。探索這種可能性并把不同學科的交融變為現實，需要杰出的判斷力和不懈的努力，而在這條曲折的道路上，姚先生已經邁出了一大步。” 從2004年到2014年，對于姚期智來說，是人生中非常難忘的一段時光。在他人生的頭20 年生活在中國，20歲以后生活在美國，57歲后又將人生歸根在中國、在清華。命運就像是交叉信息研究院的名字一樣，在他身上，體現了中西文化的“交叉”融合，體現了不同身份間的“交叉”換位，也體現了跨越學科的“交叉視野”。最令人欽佩的是，他在即將步入花甲之年毅然重構自己的人生和事業，為培養中國自己的理論計算機科學人才 “翻山越嶺”，作出開創性的貢獻。但了解他的人都知道，姚期智自己心中并沒有那么多復雜和糾結的想法，對人、對事、對科研、對祖國，他都是如此，簡單、性情、純粹、忘我。 “請用四個關鍵詞回顧自己的清華十年。” 姚期智沉思半晌，答案是：只要三個字：“很開心！” (錄音整理：學生記者張瀚夫胡惠怡潘子異王也文邢佩文) -- -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 183.206.175.40 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/TWSU/M.1426415258.A.39F.html