人类在上世纪迎来了百年一大变局:从第三次工业革命到信息技术革命。七十年代初,为适应信息时代的需求,伯克利组建电子工程和计算机系(EECS)。很快伯克利的计算机系进入了黄金时期,在八十年代这短短的十年间,她有5位校友获图灵奖;甚至从1982年开始她连中4元,年年有校友得奖。(注:美国的大学对校友的定义比较广泛,校友泛指本校毕业生、离任和现任的教授。)
82年的图灵奖颁给理论界带来奠基性成果的库克 (Cook)。他的成果告诫人们,计算复杂性的天花板在那里,只要把它撬开,所有问题迎刃而解。然而,库克却是伯克利的悲情英雄,1970年库克教授中考未果,遭数学系解聘。库克是在离开伯克利的第二年发表其开创性的论文。库克的哈佛师兄卡普(Karp),时任伯克利的青年教师,看到库克的文章时激动万分。他很快提出了一套数学方法,证明了数学、物理、工程中许多看似不相关的问题都一样难,比如整数线性规划,它们都是库克的“天花板”。
这二位的结果给理论界指明了方向,从那时起,人们一直在问计算机理论的“天花板”和“地板”之间到底有没有距离,这就是二十世纪七大数学难题之一,P vs. NP 问题。在库克获奖的四年后的1985年,卡普获图灵奖。
在伯克利工作四十多年的卡普对库克的离开耿耿于怀,他多次在场合指桑骂槐,数落数学系的老教授对当时的计算机科学这新生事物不敏感。漂亮国老教授亦如此,东方大国的那些七老八十的“院士”更是中看不中用。
老子英雄儿好汉。这里要提一下好汉他“爹”,库克在的哈佛博导—— 王浩。王浩是我中学(南师附中/中央大学附中)的前辈,早年他考取西南联大经济系,不喜,弃之;来年再考,入西南联大数学。留美后,两年时间即获哈佛博士学位。王浩是“哲学界的数学家,数学界的哲学家”。在牛津任教几年后,他回哈佛,头衔是数理逻辑教授,但他既不属于数学系,也不在哲学系,而是在应用物理学部。七十年代,他常去普林斯顿与他的知己,数学家、逻辑学家和哲学家哥德尔(Gödel)探讨逻辑学。
上世纪最伟大的实验室是贝尔实验室。贝尔实验室有两个载入史册的发明:半导体和UNIX操作系统。半导体开启了信息时代,Unix是所有移动终端操作系统的祖师爷。1983年的图灵奖颁给了诞生仅七年的Unix的发明者——汤普森和Richie。
二十世纪美国高科技有两大寡头:AT&T和国际商业机器公司(IBM)。AT&T控制了电信业,垄断的恶果之一是那时打美中跨洋电话三美元一分钟。IBM垄断了计算机。两霸之间有楚河汉界:AT&T不造计算机,IBM不入电信业,井水不犯河水。
汤普森伯克利毕业后来到贝尔实验室。AT&T是贝尔实验室的母公司,后者则是“引导AT&T的核心力量”。不能造计机,AT&T仍可开发操作系统。汤姆森为了能在PDP11上玩游戏,自己开发了早期的Unix。他和后来的Richie合作改进了Unix并把其发明的B语言进化成C语言。Unix和C一经推出,即成红遍天下的炸仔鸡,从此计算机变了天,它打破了IBM一统计算机天下的格局。谁说天天玩游戏不能改变世界。人们日常用的UTF8,vi等都是汤姆森的杰作,年逾古稀的他宝刀未老,已最近又发明了新语言Go。
计算机科学可粗分为理论、语言、系统,以及交叉领域,比如数据库还有当初“爹不亲娘不爱”的人工智能。图灵奖每年颁给不同的领域。前两年是理论和系统(笔者愚见这两年的Unix和库克的结果是近几十年来计算机界里最有里程碑意义的),84年的图灵奖轮到语言类。早期计算机语言缺陷很多,甚至连递归函数都没法实现,当时的程序员像“土八路”,靠的是“小米加步枪”。这年的图灵奖奖给了伯克利毕业博士的N. Wirth,他发明了PASCAL,Algo-W等语言。伯克利在八十年代中第5位获奖者是Kahan,89年图灵奖奖励他对数值计算的贡献和制定了浮点计算标准。
计算机系的姣姣者是斯坦福、伯克利和MIT,SBM是这三校名的第一个字母缩写,坊间俗称“傻逼们”。傻逼们治愈“精神内耗”的偏方是互挖墙角。黄金时期的伯克利从邻居斯坦福挖来了冉冉升起的新星——姚期智。在伯克利的新星中还有从MIT来的Blum。他们成为数学和计算机交叉的学科——密码学的领头人。东方大国的高等学府能不能像“傻逼们”学一学,不要近亲繁殖。
说计算机科学家家发明了计算机,人们不竟要问是先有鸡还是先有蛋。说数学家发明的计算机,没毛病。数学对计算机科学的发展是独一无二的,纵观八十年代图灵获奖者,每年至少一人有数学学位。中国的高校应该让数学系学生多一些计算机实践,贯彻“理论结合实际”的方针。也劝那些父母,家里如有“呆儿子”想学数学,比如早年的笔者,多鼓励,少拦着。这帮“扫地僧”,思维慎密,“武德”充沛,到社会上“拳打脚踢”,像电影《让子弹飞一会》里的张麻子说的:“我要站着,还TMD的把钱给挣了!”
此文之意不在”奖“,在乎高考题目也。前面介绍了数学在信息时代重要性,笔者借本文的结尾喷一下高考数学。今年的数学出题人成功地将全国性“精神内耗”推到了新高度,他们指挥了全社会追求复杂的计算和无尽且无用的解题技巧,考的那些几何、方程题是服务于农耕时代和工业时代的;他们为什么不出算术题,让祖国的花朵也体会一下石器时代的冰冷。
信息时代需要把问题转化成计算机语言,让计算机解决,这里有无穷的工作机等待孩子们。日常生活中就有很多优化问题,比如从家里到学校最短路径是什么。这不是几何,也不是方程,这里需要有离散数学知识。我们要普及离散数学(初极),比如概率、统计、图论、组合论、数学建模和数字逻辑等等。事实上美国从七十年代就开始推广这方面的教育,这也是为什么美国善于建立交叉学科,并处于领先地位,而我们的高考指挥棒却依然让全社会陶醉在农耕时代的问题,浪费了孩子们的最好时光。