姚期智:为了中国计算机学科的腾飞

姚期智:为了中国计算机学科的腾飞

对于建设世界一流大学，清华大学乃至中国政府都寄予了很大的期望。从这个角度讲，能在这份事业中贡献我的一份力量，可以算是一件大事。

 

　　要想为国内计算机科学的教学研究工作和建设世界一流大学起到助益，很重要的一步就是真正实事求是，从最基础的事情做起，从每一个领域建设起，在各个方面都做出努力，因为它们都是互相联系在一起的。

 

　　虽然说“科学无国界”，但是在为中国的年轻人讲解知识、同时看到他们真正吸收了的时候，心里会有特别的感觉，我想是有一种天然的感情联系的缘故吧。——姚期智

 

为了中国计算机学科的腾飞

 

 

●新闻中心记者 程曦 卢小兵

 

 

　　3月29日，星期四。像往常一样，姚期智走进第六教学楼二层的一间教室。9点50分，软件科学实验班的课照常开始。

 

　　下午2点，姚期智把来自加州理工学院和奥克兰大学的两位学者请到信息科学技术大楼，给研究生开讨论课。

 

　　下午3点，姚期智向前来看望自己的教育部部长周济和科技部部长徐冠华汇报了两年多来在清华的工作进展，并与两位部长共同商讨世界一流学科的建设问题。

 

　　下午4点，会谈结束。姚期智开始了自己的科研和备课工作，直至深夜……

一个几乎没有间歇的忙碌的日子。对这位享誉世界的计算机“图灵奖”得主来说，是他在清华的平常一天。

 

　　精耕细作的大师课堂

 

　　全英文授课，全英文交流，讲台上经常出现来自世界各地的优秀学者。师生间没有拘束，甚至也没有台上台下、课上课下的分明界限。学生们用流利的英语提问，问题尖锐而幽默，课堂上不时响起阵阵笑声。这就是软件科学实验班最普通的一堂课。

 

　　这样的课堂，让人很难想像，讲授的内容是艰深难懂的理论计算机科学。

 

　　“大师的课就是明白易懂。”一位旁听该班课程的基科班大二学生这样评价。由于对量子计算感兴趣，他已经旁听过一个学期的课了。

 

　　软件科学实验班的每堂课都是精心设计的。每次上课，姚期智都会选择生动典型的实例，将学生引入到最根本的理论问题中。从清华到王府井怎么走路程最短？男女生如何选择约会对象成功率最高？教学楼里的自动售货机如何付款最划算？这些贴近学生实际生活的例子，大大激发了他们的兴趣和求知欲，更重要的是让他们体会到基本数学工具的强大“威力”，明白理论何所来、可向何处去。

 

　　姚期智的课没有一成不变的教材和教案，却真正凝结了他自己多年来丰富的研究成果和心得，这也是这门课最宝贵、最闪光的地方。因为没有哪一本教科书能这样既有对理论计算机科学最前沿的把握，又有如此明白生动的讲解。

 

　　知识面前人人平等。姚期智说，自己不会感觉到老师和学生的分别，他上课就是在与学生对话，他经常将学生们请上讲台。对于许多见所未见的问题，学生们往往能提出各种不同的解决方案，有些甚至是姚期智自己都没想到的好主意。每到这时，姚期智都会觉得自己得到了最好的回报。

 

　　有一次，姚期智在课堂上“悬赏”出题，25分钟内解出者请吃“必胜客”。令他惊喜的是，90％的学生在规定时间内做出了正确的解答。对任何一家“必胜客”而言，近百人的就餐队伍都显得过于庞大，但姚期智信守承诺，按人数叫来外卖，奖励了每位答对的学生。那天姚期智特别高兴，甚至半开玩笑地问学生：“你们以前有没有遇到过像我这么好的老师？”

 

　　在姚期智眼中，这是一群聪明可爱的学生。从过去一年的教学、考试情况来看，班里最优秀的学生已经超过了他在国外见过的最好的本科生。但姚期智并没有因为钟爱而放松对学生的要求，恰恰相反，他的课是出了名的容量大、习题多。所有作业必须以英文完成，而且要用专门的科学论文排版软件LaTeX来写。

 

　　对于姚期智严格训练科学规范的苦心，同学们大多能够理解。在我校2005～2006学年度春季学期对873门本科课程进行的学生问卷评估中，《理论计算机科学》课程居理论课前十位。曾担任过该课助教的博士生蔡洪旭说：“这么大作业量的课还能做到让学生都喜欢，实在很不容易。”

 

　　事实上，为了把握课程的适当难度，姚期智每周都会花很多时间和高研中心的孙晓明老师一起讨论，应该讲些什么、怎么讲，学生接受起来会不会有困难；每次布置的作业题，姚期智也总会让孙晓明先做做看，感觉一下难度如何；由于采取全英文的授课方式，为了防止学生“掉队”，姚期智请助教在每周的小班习题课上用中文讲解、答疑；第一年选课学生太多，姚期智还让5位助教分别“承包”一个小组，每周组织学生讨论课上遇到的问题。这种“精耕细作”的教学辅导方式，的确难能可贵。

 

　　在姚期智的精心调教下，软件科学实验班两个年级的大多数学生已经摆脱了最初的压力与迷茫，变得活跃而自信。他们中既有工作能力极强的计算机系科协主席，也有第29届ACM国际大学生程序设计竞赛金牌得主，甚至还有计算机游戏界面设计方面的“专家”，特点不一，但都灵性十足。

 

　　从根部解决问题

 

　　很少有教授承担着如此繁重的教学任务：除了带博士生做研究、亲自指导本科生的毕业设计外，每周还要为本科生讲4小时的课，这是姚期智为自己定下的工作量。而他在普林斯顿任教时，只是每年按惯例为本科生和研究生各上一学期的课。

 

　　不辞辛劳，是因为他对清华的本科生寄予厚望。2006年春天着手创办软件科学实验班时，姚期智明确表示：“我们的目标并不是培养普通的计算机软件程序员，我们要培养的是具有国际水平的一流计算机人才。”

 

　　回国之初，姚期智原本计划尽快构建一个培养博士生的良好机制，打造一支好的研究团队。但随后在清华的亲身感受，让他逐渐萌生了精英教育要从本科生开始的想法。姚期智在普林斯顿大学的“关门弟子”、目前在加州理工学院做博士后研究的张胜誉由衷钦佩老师的决心：“看到完善本科教育的重要性后，他不惜扎到最深处，从根部解决这个问题。他在本科生中开办软件科学实验班，自己一点点教起，这是很费气力的一件事。”

 

　　姚期智主导并与微软亚研究院沈向洋院长一起探讨，为软件科学实验班制定培养方案，编写教学计划。按照这个计划，8门高水平核心课程分别由姚期智等知名教授和来自微软亚洲研究院的高级研究人员担纲，其中由姚期智亲自主讲的《理论计算机科学》（1）（2）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及复杂性领域。这门课特别加强了学生的计算机理论基础，为国内计算机理论教育首开先河。

 

　　8门核心课程中，有4门课程由微软亚洲研究院的高层研究人员讲授。这些研究人员活跃在计算机研究和开发领域的最前沿，他们将最新的科研进展和课题引进教学，内容丰富、信息量大、难度高，如从2006年开始开设的《程序设计和算法基础》及《操作系统》两门课在课程的先进性和工程性上都有所突破，令人耳目一新。

 

　　培养方案将大四整整一年设置为实践教育和研究训练时间，地点在微软等国际知名的大IT公司，指导教师采用双导师制，以保证教学的规范性和工程实践的先进性。

 

　　姚期智把前来访问的国际知名学者悉数请到软件班的课堂上，深入浅出地介绍他们各自专长的研究领域；与此同时，他还想办法让这个班最优秀的学生到美国前五位的大学学习、交流。

 

　　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，软件班的学生实在很幸运。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——那时，很多讲授类似课程的教师都还无法获得任何有关Vista的具体资料。

 

　　学校教务处将软件科学实验班的培养特点通俗地概括为“顶天立地”四个字。既深入探究理论前沿，又注重应用，按照姚期智的办班理念，同时加强理论和实践两方面，对于培养具有创造力的一流科学家至关重要。

 

　　对于课程理念和教学方式的设计，姚期智有着长远的考虑：“我们要多为学生提供增加基础理论知识的机会，同时也要不断丰富他们将理论用到实际方面的经验。在这个迅速变化的信息社会里，惟有具备深厚的理论基础和主动学习的能力，他们才能适应未来信息领域不断变动的工作环境。”

 

　　为中国做贡献刻不容缓

 

　　2002年5月，在上海、南京和北京，姚期智第一次与国内计算机领域的学者进行了广泛接触和交流。对于这一系列多少带有“启蒙”色彩的报告，孙晓明和张胜誉有着同样清晰的记忆。

 

　　那时他们都是我校计算机系的研究生。为了让学生一场不落地听完报告，姚期智在复旦演讲时，张胜誉的导师应明生教授甚至将组里所有人都送到了上海。“这些报告第一次大范围地让国内相关领域学者、尤其是年轻人看到，国际一流学者正在进行怎样的研究工作，同时也使我们真正领略了大师的眼界和风范。”

 

　　所以接下来的“巧合”也许就有了某种必然性：张胜誉作为姚期智在普林斯顿的“关门弟子”赴美留学；孙晓明则成为姚期智在清华指导的第一位博士生。

 

　　正是在这一次的访问中，清华学生的聪敏好学给姚期智留下了深刻的印象；次年，他欣然接受领衔组建计算机系讲席教授组的邀请；又过了一年，也就是2004年9月，姚期智辞去普林斯顿的终身教职，正式加盟我校高等研究中心，成为清华的全职教授。

 

　　临行前，姚期智将决定简短地告知张胜誉：“我要回去了，permanently（永远地）。” 张胜誉有些讶异，但随即感到释然：“单纯从做研究的角度讲，的确没有一个地方比普林斯顿更舒服。他回国，应该是要做一件大事。”

 

　　姚期智自己则表示：“对于建设世界一流大学，清华大学乃至中国政府都寄予了很大的期望。从这个角度讲，能在这份事业中贡献我的一份力量，可以算是一件大事。”

 

　　姚期智的归来，在相当长一段时间里也是美国人、尤其是旅美华人眼中的一件“大事”。

 

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