姚期智－华人图灵奖得主

　（Prof. Yao Qizhi, Tsinghua University），祖籍湖北省孝感市孝昌县，1946年12月生于上海，著名物理学家，计算机学家。1967年获得台湾大学物理学士学位，1972 年获得美国哈佛大学物理博士学位，1975年获得美国伊利诺依大学计算机科学博士学位；1975年至1986年先后在美国麻省理工学院数学系、斯坦福大学 计算机系、加利福尼亚大学伯克利分校计算机系任助教授、教授；1998年被选为美国科学院院士，2000年被选为美国科学与艺术学院院士。2004年当选 为中国科学院外籍院士。
　　多年来，姚期智先生以其敏锐的科学思维，不断向新的学术领域发起冲击，在数据组织、基于复杂性 的伪随机数生成理论、密码学、通信复杂性乃至量子通信和计算等多个尖端科研领域，都做出了巨大而独到的贡献。他所发表的近百篇学术论文，几乎覆盖了计算复 杂性的所有方面，并在获图灵奖之前，就已经在不同的科研领域屡获殊荣，曾获美国工业与应用数学学会乔治·波利亚奖和以算法设计大师克努特命名的首届克努特 奖，是计算机理论方面国际上最拔尖的学者。
　　2007年3月29日，姚期智领导成立了清华大学理论计算机科学研究中心。
　　姚期智之妻储枫（Francis Yao），自2004年起在香港城市大学计算机科学系担任系主任。
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　　从普林斯顿到水木清华
　　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。
　　下午两点,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。姚期智开始科研、备课,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,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,让人很难想象,讲授的内容是艰深难懂的理论计算机科学。
　　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?这些贴近学生生活的例 子,大大激发了他们的兴趣和求知欲。
　　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。姚期智信守承诺,按人数叫来近百份外卖,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。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。
　　对于姚期智的苦心,同学们大多能够理解。在清华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。
　　事实上,为了把握课程的难度,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;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;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。
　　　从根部解决问题
　　除了带博士生做研究、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,而是培养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,但随后在清华的亲身感受,让他逐 渐萌生了人才培养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。”
　　姚期智与微软亚洲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》是国内首次开 设的计算机理论课程。
　　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,他们将最新的科研进展和课题引进教学。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。
　　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,采用双导师制,以保证教学的规范性和工程实践的先进性。
　　“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。唯有具备深厚的理论基础和主动学习的能力,他们才能适应未来的工作环境。”姚期智说。
　　　为中国作贡献刻不容缓
　　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。那时,孙晓明和张胜誉都是清华计算机系的研究生。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将组里所有人都送到了上海。
　　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。
　　正是在这次访问中,清华学生的聪敏好学给姚期智留下了深刻印象;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,正式加盟清华高等研究中心,成为清华全职教授。他说:“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。能在这份事业中贡献我的一份力量,可以算是一件大事。”
　　姚期智的夫人储枫教授非常支持他的这一决定。早在2003年,储枫从美国去香港城市大学担任计 算机科学系系主任,也正是受到了先生的鼓励。储枫表示,姚期智是个很有决断力的人,不喜欢拖泥带水。他认为做这件事情能够为中国的高等教育、为中国的科学 研究出力,所以很值得。最重要的是,清华有许多很好、很有潜力的学生,对他们的培养刻不容缓。
　　　一次又一次“零的突破”
　　姚期智的全职回国,填补了国内计算机学科的空白:这不只是因为他无可争议的学术地位,更因为在 他所从事的算法和复杂性领域,当时几乎还看不到中国国内学者的身影。而这一领域既是美国理论计算机科学的主流方向,又是计算机界最高奖项——“图灵奖”获 奖人数最多的一个方向。
　　由此,清华的计算机学科第一次集齐了理论、应用、系统结构和软件四大领域的优秀学者,这在国际上也是不多见的。
　　姚期智带来了一个从6人增至10人的讲席教授组,他们都是国际上算法和复杂性领域最出色的华人学者。
　　随着姚期智的归来,清华计算机学科国际交流的频率和层次都达到了一个新的高度。以姚期智创建的 理论计算机科学研究中心(ITCS)为例,2007年国外学者的访问日程已经安排到了12月31日。美国两院院士、1985年“图灵奖”得主 RichardKarp,2002年“图灵奖”得主、著名密码学家AdiShamir……都曾出现在ITCS的访问学者名单上。
　　2006年,清华计算机系有3篇论文入选理论计算机科学领域与STOC并列的最顶级学术会议 FOCS,不仅实现了国内学者在该会议上“零的突破”,而且入选篇数超过了美国计算机科学领域的“超一流”大学UCBerke-ley。更令人振奋的是, 当年24岁的博士生陈汐与来自香港城市大学的讲席教授邓小铁合作,出色地解决了理论计算机科学的著名难题——二人博弈中纳什均衡点的复杂性问题,并因此获 得2006年度FOCS最佳论文奖。
　　这一年,姚期智的团队还为国内计算机学者填补了在《美国科学院院刊》上发文的空白。
　　2007年4月16日—19日,理论计算机科学研究中心成功主办了第十届国际公钥密码学会议, 来自世界15个国家的学者参会,姚期智担任大会主席。这是国际密码学研究领域和理论计算机研究方向的一次世界级盛会,首次在中国召开,又恰逢该会议的十周 年庆典,可谓意义深远。
　　　与中国学生天然的感情联系
　　对他的中国学生,姚期智给予了超乎寻常的爱心和耐心。他给学生买来舒适的座椅,为的是让他们喜 欢来实验室,坐下来好好想问题;陈汐从美国波士顿大学交流回来后,姚期智专门和他探讨如何改进组里的工作,陈汐讲到的情况和建议,姚期智都认真记录下来; 学生做例行报告时即使讲得不尽人意,姚期智也会耐心地听完,再指出不足之处。
　　姚期智喜欢给本科生上课。在他看来,给本科生上课与给研究生上课不同。怎样把一个理论解释给很聪明、但在这个领域还没有很多知识的本科生,往往需要想得更加深入。
　　谈到在普林斯顿与在清华教学的不同,姚期智说:“心理上的满足感会不一样。虽说‘科学无国界’,但是在为中国的年轻人讲解知识、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吧。”
　　旗帜性人物归来的“放大效应”
　　2007年3月29日,教育部部长周济、科技部部长徐冠华共同到清华看望姚期智。周济强调,姚期智全职归来并带动一批人才回国发展,堪称一面“旗帜”。徐冠华也谈到,像姚期智这样的旗帜性人物回国,必然会产生“放大效应”。
　　姚期智回国两年半,不仅显著改变了国内理论计算机领域的研究面貌和学术水平,也在广大华人学者、学生中产生了潜移默化的影响。
　　讲席教授滕尚华注意到,现在有很多中国留学生回到北京,参加微软亚洲研究院理论组的招聘面试, 这在10年前是不可想象的。至于他自己,以前回国往往只呆一周左右的时间,现在有了姚期智的理论计算机科学研究中心,他每次都会在北京呆大半个月甚至更 久。他感觉到,在姚期智的影响下,北京正逐渐成为理论计算机科学的中心城市之一。
　　讲席教授组成员、香港城市大学邓小铁教授这样评价姚期智的归来:“清华请来姚先生,同时也带回 了他在这个领域的影响力。从那以后,有很多知名科学家造访清华……一些顶尖的计算机科学家对我说,只要姚先生在这里工作,清华将会有越来越多有天分的学生 进入理论计算机科学领域,并成为这一领域有影响力的人物。”
　　如何完善世界一流计算机学科建设的整体规划,如何吸引并留住一批顶尖人才、一个优秀团队,在中国共同建设一流的计算机学科,这是姚期智目前最关心的问题。他始终坚信,能够为中国的高等教育、为中国的科学发展出力,十分值得。