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| 美学者撰文分析科学学会目前存在的问题 |
图灵奖史上最年轻获奖者高德纳:把一件平常事做到人间极致
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作者:苏椰 来源:新京报 发布时间:2010-3-14 10:58:21
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高德纳设置了一个悬赏游戏。如果有人挑出了他编写的TEX程序的错误,他就给挑错者奖励。第一个错误值2.56美元,第二个值5.12美元,第三个值10.24美元。据说,这张10.24美元的支票是他迄今为止为此签出的最后一张。
高德纳是美国计算机科学家唐纳德·克努斯(Donald Knuth)的中文名。这位“现代计算机科学的鼻祖”是计算机界的传奇人物。他在年仅36岁时就获得了图灵奖,成为该奖历史上最年轻的获奖者。他的获奖作品《计算机程序设计艺术》原计划出七卷,至今才出到第四卷。尽管如此,它依然与爱因斯坦的《相对论》、狄拉克的《量子力学》、费曼的《量子电动力学》等并列,被《科学美国人》杂志评选为20世纪最重要的12本物理学著作之一。
1 早期经历
“是男人就得-67”
1938年高德纳出生于美国密尔沃基。他的超凡智力在8岁时就显示出来了。当时,一家糖果商在孩子们当中举办了一项有趣的比赛,要求用“Ziegler’s Giant Bar”里面的字母,写出尽可能多的单词。裁判事先准备了一份2500个单词的列表,可小高德纳令人惊讶地写出了4500多个单词。他为学校赢得一台电视机,还为每个同学赢得一根棒棒糖。他的赛后感言是,我还能写出更多。
高德纳就读的大学是凯斯理工学院。1956年,他在这里第一次使用了IBM650,并开始学习编程。不久之后,高德纳就对编程有了许多体会。当时高德纳还兼职管理学校的篮球队,于是他编写了一个程序,能够自动评估每名球员的价值,令球队的教练非常欣赏,还引来了CBS电视台。后来高德纳、球队教练和IBM650的合影还被印到了IBM650的宣传册上。1960年,高德纳以公认出色的成就,打破了学校的惯例,同时获得了学士和硕士两个学位。
随后,高德纳进入伯克利攻读数学博士学位。在此期间,他的编程生涯也正式开始了。他当时所写的程序中最值得一提的,是对ALGOL60编译器提出的测试方法。ALGOL60经常会因为编译器不成熟而出故障。高德纳编写了一段非常简单的测试程序,江湖人称“Man or boy test”,翻译成中文就是“是男人就得-67”。高德纳说,只要用ALGOL60编译器来编译我的这段程序,如果运行结果等于-67,就说明这个编译器是纯爷们儿。
2 获图灵奖
盖茨为他“做推广”
1963年,25岁的高德纳拿到了博士学位,并留在伯克利任教。在毕业前一年,高德纳已经因为设计编译器而响誉计算机行业。著名的Addison-Wesley出版社向他约稿,请他写一本关于编译器和程序设计方面的书。这本来是很平常的一件事,但不久之后,他就把这件事做成了计算机科学史上的奇观。1962年约的稿,高德纳一直写到1966年还没交。编辑急了,找到高德纳,说这都4年了你写了多少啊。高德纳说,才写3000页手稿。编辑大囧,忙问都这么长了怎么不交稿?答曰,我还没写到正题呢。编辑崩溃了,说那你出个多卷本吧……
把一件平常的事做到人间极致,这就是高德纳。他不是故弄玄虚,他的心里攒着一股劲儿,要写一部与牛顿的《自然哲学的数学原理》相媲美的巨著。1968年,《计算机程序设计艺术》(TAOCP)的第一卷正式出版了。这一卷的标题叫《基本算法》,但难度却并不低。据说比尔·盖茨曾经花了几个月的时间读完这一卷,并且做了大量的练习,然后他说,如果你想成为一个优秀的程序员,那就去读这个《基本算法》吧。高德纳本人的说法更犀利:要是看不懂,就别当程序员。
同年,高德纳跳槽到斯坦福大学,并当上了教授。一年后,TAOCP第二卷正式出版。1973年,这本书出到了第三卷。这三卷书被计算机界惊为“神作”,在最初的几年内就卖出去100多万套。按照计划,这套书一共是七卷,但是现在刚刚写完三卷,就已是震古烁今。震到什么程度呢,连图灵奖颁奖委员都坐不住了。按照惯例,图灵奖的获奖者都是成就等身,要经过时代的检验。但此时,美国计算机协会便决定立即为其颁发图灵奖。这对高德纳来说,无疑是个殊荣,这一年他只有36岁。至今,他仍保持着图灵奖最年轻获奖者的纪录。
3 中途辍笔
圆周率充当序列号
高德纳在获此殊荣之后,再一次令世界大跌眼镜:他宣布从此歇笔了,因为排版工具太差,破坏了这套书的美。这一动作让外界十分震惊。有人说,高德纳江郎才尽,见好就收;有人说,图灵奖对前三卷的评价过高了,高德纳只好找理由撤了;还有人说,获奖之后停止写作,充分体现了他写书的目的就是为了功利。
可高德纳在辍笔的10年间居然创造了三个重要的成果:字体设计系统METAFONT、文学化编程(Literate Programming),以及其中影响最大的排版系统TEX。
在Word系统中写科学论文是一件很辛苦的事,你需要调整格式,也很难表现数学式。但是在TEX中,这些麻烦几乎完全不存在,只要载入样式文件,排版就自动完成了。TEX是一场出版界的革命,直到现在仍是全球学术排版的不二规范。
TEX作为一个软件产品,也令人叹为观止。它的版本号不是自然数列,也不是年份,而是从3开始,不断逼近圆周率(目前最新版本是3.1415926)。高德纳再一次用行动宣告,这个东西趋近完美,不可能再有什么大的改进了。他还设立了奖金:谁发现TEX的一个错误,就付他2.56美元,第二个错误5.12美元,第三个10.24美元……以此类推。结果直到今天,他也没有为此付出多少钱,可见TEX经过了怎样的千锤百炼。他设置的另一个奖项是找出其著作中错误的人能得到2.56美元,因为“256美分刚好是十六进制的一美元”。据说,获奖者将有他签名的支票视为珍宝,并不兑现。
4 回归写作
计算机王者归来
歇笔十年的高德纳,手捧这三项成果重出江湖,打消了一切质疑。这时他才对十年前的歇笔事件做了一个轻描淡写的解释:一个人要想把事情做得漂亮,就必须要跟上帝保持和谐,现在,上帝终于让我去写四卷了。
1992年,高德纳为了专心写作,宣布提前退休,并停用电子邮箱(此人从1975年就开始玩电邮了)。高德纳一共带了28位博士生,他觉得28这个数字很好,于是便宣布不再收学生了。尽管如此,他仍然为想要师从于他的人们留下了一个盼头:他开了一门公开课,每次会提出一个问题,如果谁能快速解出来,高德纳就会为他的博士论文签名。不知道哪位后起之秀能够获得如此殊荣呢,我们拭目以待吧。
2008年,在TAOCP的前三卷面市30年之后,第四卷终于面世了。而高德纳自己却已是白发苍苍的古稀老人了。他对计算机科学的热爱,使他为这套丛书耗费了一生的心血。
【新知补丁】
图灵奖 Turing Award
计算机科学界最高奖。美国计算机协会(ACM)于1966年设立,专门奖励那些对计算机事业做出重要贡献的个人。其名称取自计算机科学的先驱、英国科学家阿兰·图灵。目前图灵奖由英特尔公司以及Google公司赞助,奖金为25万美元,一般每年只奖励一名计算机科学家。
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
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”科学网尽是狗屁文章。kruth的悬赏是“书中的打印错误(排版错误)——typographical errors or mistakes”。支票也不是停止在第三张。而是2008年因为银行错误(bank fraud),改为发一张他自制的“Bank of San Serriffe”凭证。更多的错误就懒得指出了。对于伟大的人,更要实事求是,否则写得和一个江湖骗子一样,这就是当代编辑的水平吗。“
这话有些偏激。应该两方面的事都有的。
1. 悬赏TEX的错误;2. 悬赏书中的错误
虽然我对Kruth不是特别了解,我也知道清华的缀学的牛人王垠自已说指出书中的一个错误,得过一张支票。
院士谈钱学森之问:浮躁情绪是人才培养最大敌人
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作者:周锐 来源:中国新闻网 发布时间:2010-3-13 20:23:06
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5年前,著名科学家钱学森曾对中国总理温家宝感叹,中国为什么老是冒不出杰出人才?这一“追问”,让中国教育界反思至今。
今年“两会”期间,钱学森的弟子之一,全国人大代表、中国工程院院士杜善义,以及曾师从诺贝尔物理学奖获得者丁肇中的全国人大代表、中国科学院院士陈和生接受中新社记者专访,他们认为,普遍存在于社会的浮躁情绪,是人才培养过程中的最大敌人。
杜善义:“浮躁”情绪影响深远
“老师说的人才,应该是像他和李政道这样儿的。”杜善义是中国工程院院士,著名的飞行器结构力学和复合材料专家。大学时期,钱学森曾是他的系主任。
回忆恩师,杜善义表示,那一辈科学家的两方面特质让他印象深刻。首先,是献身科学的精神。其次,就是把自己的命运和祖国完全联系起来。
杜善义说,由于外部环境的影响,他们这一代的很多科学家都是在40岁后才开始进行研究,错过了创造力爆发的黄金年龄。虽然研究有些断层,但“帮助中国尽快改变面貌”依然是他们最大的愿望。
“现在环境变了,”杜善义说,随着经济的发展,科学研究的条件越来越好。但社会发展过程中的一些问题,也影响到了年轻的科技工作者。其中,对科学研究影响最深的就是浮躁情绪。“我们基础人才储备充足,但缺乏顶尖人才,浮躁是很重要的一个原因。”
杜善义说,年轻人有自己的目标,懂得为自己设计是好现象。因为如果没有个人需求,国家也就缺乏前进动力。但他也提醒年轻的科研工作者,要站得更高,看得更远,不要过度关注眼前。
“只要你能捕捉、掌握科学研究的前沿,在你的领域作出成果,同时满足国家的需求,那么这个社会一定会给你相应的认可和回馈。”
陈和生:“诺贝尔奖不是唯一标准”
陈和生是中国科学院院士,粒子物理学家。
作为诺贝尔物理学奖获得者丁肇中的学生,“丁肇中获奖的秘诀”是陈和生经常需要回答的问题。
在陈和生看来,中国人对诺贝尔奖的“过度”渴望中,也掺杂了不少浮躁的情绪。他表示,诺贝尔奖是一个重要的标准,但绝对不是唯一和首要的。获奖从来都不是研究的目的。
“如果一定要有诀窍,那就是献身科学的精神。”陈和生表示,丁肇中一直坚信,基础科学研究中只有第一没有第二。因此,即便是获得诺贝尔奖后,丁肇中也依然站在研究的最前沿。这正是现在年轻人最应该学习的地方。
陈和生表示,他所从事的研究目前根本看不出有什么具体用途,研究成果也无法直接转化成生产力。因此,投身这一领域,一定需要献身科学的精神。“你要是追求挣得最多、最享受,那这儿一定不是你要来的地方。”
陈和生回忆说,自己还是学生时,都是最好的学生抢着要学物理。但现在,学生们更愿意学习经贸、法律等学科,很少愿意到自然科学上来。他表示,这不是学生们的错,很少有人能超脱于社会的浮躁和价值观变化带来的影响。
陈和生表示,自己的这项研究已经持续了30多年,是探索自然界奥秘的欲望和振兴中国科学技术的期望支撑着他一直走了下来。
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超级计算机模拟图:黑洞合并产生巨大能量(图)
新浪科技讯 北京时间3月16日消息,据美国《探索》杂志报道,大自然很少为我们呈现容易处理的数字,从银河系的数千亿颗恒星到一个病毒内的数十万个原子,我们便可见一斑。一直以来,科学家便试图描绘这些复杂集合内每一个成员的特性和行为。随着超级计算机的出现,我们在了解复杂实体系统方面经历了革命性变化。
模拟程序要在房间大小的超级计算机上运行几天,从无边无际的宇宙到极小的物质要素,超级计算机模拟让视觉形式达到此前无法想象的程度。类似这样的模拟绝不仅仅是科学家的一种娱乐活动,同时更有助于他们进行方方面面的研究,例如研究药物如何对抗甲流病毒,时空如何在相互碰撞的黑洞周围发生扭曲。通过超级计算机进行的模拟,我们可以进一步发现这个世界的秘密以及它美丽的一面。
1.双星

这幅图片来自于一次超级计算机模拟,运行于美国能源部位于加利福尼亚州门洛帕克的国家加速器实验室,展示了可能形成于宇宙初期质量相对较低的双星,它们的形成时间距离大爆炸只有2亿年。此前对原始宇宙进行的模拟显示,最初形成的恒星主要是孤巨星,质量最高可达到太阳的300倍。此次模拟涉及由8×1052立方英里(约合3×1062立方米)气体和暗物质构成的宇宙区域。颜色较淡的区域密度更高,是两颗正在发育中的低质量恒星所在地。
2.一颗将要走向死亡的衰老恒星

当一颗质量大约相当于10个太阳的衰老恒星即将耗尽容易熔化的轻元素,其尚未熔化的铁心便会发生塌陷。恒星内部随后像球面活塞一样回弹并发生爆炸,最终变成一颗II型超新星。利用位于美国田纳西州橡树岭国家实验室领导计算设施的一台超级计算机,天体物理学家展示了微中子在为撕裂恒星的冲击波提供能量方面扮演着怎样的关键角色。这幅模拟图展示了一颗巨星核心物质的流体力学流动。棕褐色区域熵值更高或者说温度更高,蓝色和绿色区域的温度则相对较低。
3.研究甲流病毒抗药性

2009年春季,人们对H1N1甲型流感病毒的担忧情绪不断升级。在这种背景下,美国伊利诺伊州大学香槟分校和犹他州大学的研究人员获得批准,利用奥斯汀德克萨斯高级计算中心的超级计算机对这种病毒进行研究。他们的目的是,就甲流病毒可能对达菲(图片中部的白色分子)等药物产生的抗药性进行建模。
这些抗病毒药物与一个被称之为神经氨酸酶的表面蛋白结合在一起,甲流病毒就是利用这种表面蛋白感染宿主细胞。超级计算机连续两周的计算结果显示,与神经氨酸酶结合的地方主要带负电荷(红色),周围被带正电荷的区域(紫色)环绕,一条狭窄的带负电通道供药物通过。这条运输线一带的蛋白质发生变异,能够让甲流病毒对药物产生抗药性,但这种病毒现在仍比较脆弱。
4.核聚变中的电子流动

几十年来,科学家便一直希望通过持续的核聚变反应产生清洁能源。太阳的巨大能量正是来自这种反应。在地球上,核聚变反应需要借助于可控的温度大约在1.5亿摄氏度的等离子体(带电气体)实现,这一温度是太阳核心的10倍。在利用核聚变反应方面,最雄心勃勃的项目当属目前正在法国建造的国际热核聚变实验堆(以下简称ITER),耗资100亿欧元。
最近进行的计算机模拟将ITER的甜甜圈形反应室几何学结构与其能量巨大的等离子体约束磁场结合在一起,以帮助研究人员预测ITER内部等离子体的行为。图片中长长的纤维状结构代表等离子体内穿过反应室的密集电子,红色和橙色代表密集度更高的区域。由于可视宇宙有超过99%的区域由等离子体构成,类似这样的模拟同样有助于了解一系列天体物理学现象,其中包括恒星的产生以及形成宇宙射线的剧烈活动。
5.黑洞探戈

特大质量黑洞合并是宇宙中最为激烈并且尚未被观测到的事件之一。这些质量相当于十亿个太阳的怪物就潜伏在大型星系中心。正如图片所展示的那样,在上演一段螺旋舞之后,黑洞会在相互碰撞中合二为一。图片中的彩带代表不断扩散的引力场,两个灰球代表黑洞的事件视界。事件视界内的一切物体均无法逃脱黑洞的巨大吸力,即使光线也是如此。
根据爱因斯坦的广义相对论,黑洞合并将产生剧烈的引力波,使时空产生涟漪。为了解如何观测和识别引力波,科学家对美国宇航局位于加州莫菲特场的艾姆斯研究中心以及马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心运行的超级计算机模型进行了研究。模拟结果显示,黑洞合并能够产生巨大能量,将合并后形成的特大质量黑洞抛出所在星系。
6.揭开帕金森氏症背后分子谜团

帕金森氏症患者之所以出现肌肉颤动和僵硬是因为,正常情况下分泌用于协调运动的化学物质多巴胺的脑细胞死亡。杀死脑细胞的主要嫌犯是一种被称之为α-突触核蛋白的蛋白质分子。它们能够聚成一串,形成长长的具有破坏性的纤维状结构。但如何做到这一点仍旧是一个谜。
为了揭开这个谜团,美国加利福尼亚州大学圣地亚哥分校的科学家进行了超级计算机模拟,运行时间长达962757个处理器小时,以探究α-突触核蛋白分子可能采取的每一种方式。模拟结果显示,这种蛋白质聚合成环形结构,刺破细胞膜(图片中绿色区域),导致脑细胞死亡并诱发帕金森氏症。这些模拟研究为研制新型预防聚合药物铺平了道路。(秋凌)
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