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1969年图灵奖得主--马文·明斯基
热度 1 shanbowei 2012-4-28 03:55
1969年图灵奖得主--马文·明斯基
明斯基在MIT 和麦卡锡(J. McCarthy)一起在1956年发起“达特茅斯会议”并提出人工智能(artificial intelligence)概念的计算机科学家马文·明斯基(Marvin Lee Minsky)被授予了1969年度图灵奖。这是第一位获此殊荣的人工智能学者。其后,麦卡锡(1971年),西蒙(H.A.Simon)和纽厄尔(A.Newell,1975年),费根鲍姆(E.A.Feigenbaum)和劳伊·雷迪(Raj Reddy,1994年)等5名人工智能学者先后获奖,在至今获图灵奖的40名学者中占了近1/6,可见人工智能学科影响之深远。 明斯基1927年8月9日生于纽约市。他的父亲是一名眼科医生,同时又是一位艺术家。他的母亲则是一个活跃的犹太复国主义者(真是有趣的巧合:麦卡锡的母亲是来自立陶宛的犹太人,活跃的女权主义者)。小学和中学,明斯基上的都是私立学校,对电子学和化学表现出兴趣。他的活动范围基本上是知识分子阶层。1945年高中毕业后明斯基应征入伍,在芝加哥北边的大湖海军培训中心(Great Lakes Naval Training Center)和其他约120名新兵一起接受训练。按照明斯基本人后来的说法,这是他第一次、也是最后一次和非学术界的人员混在一起。退伍后,1946年他进入哈佛大学主修物理,但他选修的课程相当广泛,从电子工程,数学,到遗传学等涉及多个学科专业,有一段时间他还在心理学系参加过课题研究。当时流行的一些关于心智起源的学说与理论使他难以接受,比如新行为主义心理学家斯金纳(Burrhus Frederic Skinner,1904--1990)根据一些动物行为的事实提出理论,把人的学习与动物的学习等同起来,明斯基就不以为然。并激发了他要把这个困难问题弄清楚的决心。后来他放弃物理改修数学,并于1950年毕业之后进入普林斯顿大学研究生院深造。二次世界大战以前,图灵正是在这里开始研究机器是否可以思考这个问题的,明斯基也在这里开始研究同一个问题。1951年他提出了关于思维如何萌发并形成的一些基本理论,并建造了一台学习机,名为Snarc。Snarc是世界上第一个神经网络模拟器,其目的是学习如何穿过迷宫,其组成中包括40个“代理”(agent)和一个对成功给予奖励的系统。基于agent的计算和分布式智能是当前人工智能研究中的一个热点,明斯基也许是最早提出agent概念的学者之一。Snarc虽然还比较粗糙和不够灵活,但毕竟是人工智能研究中最早的尝试之一。在Snarc的基础上,明斯基综合利用他多学科的知识,解决了使机器能基于对过去行为的知识预测其当前行为的结果这一问题,并以“神经网络和脑模型问题”(Neunal Nets and the Brain Model Problem)为题完成了他的博士论文,1954年取得博士学位。学成以后,他留校工作3年,期间他与麦卡锡、香农等人一起发起并组织了成为人工智能起点的“达特茅斯会议”,在这个具有历史意义的会议上,明斯基的Snarc,麦卡锡的Alpha-Beta搜索法,以及西蒙和纽厄尔的“逻辑理论家”(Logic Theorist)是会议的三个亮点。1958年,明斯基从哈佛转至MIT,同时麦卡斯也由达特茅斯来到MIT与他会合,他们在这里共同创建了世界上第一个人工智能实验室。 明斯基在人工智能方面的贡献是多方面的。1975年他首创框架理论(Frame theory)。框架理论的核心是以框架这种形式来表示知识。框架的顶层是固定的,表示框架的概念、对象或事件。下层由若干槽(slot)组成,其中可填入具体值,以描述具体事物特征。每个槽可有若干侧面(facet),对槽作附加说明,如槽的取值范围、求值方法等。这样,框架就可以包含各种各样信息,例如描述事物的信息,如何使用框架的信息,对下一步发生什么的期望,期望如果没有发生该怎么办,等等。利用多个有一定关联的框架组成框架系统,就可以完整而确切的把知识表示出来。例如,有一个关于汽车的框架如下: name:汽车 super-class:交通工具 sub-class:轿车,面包车,吉普车 车轮个数: value-class:整数 default: 4 value:未知 车身长度: value-class:浮点数 unit: 米 value: 未知 ...... 其中super-class和sub-class分别表示该对象的父类和子类,“车轮个数”和“车身长度”是两个槽,反映汽车的结构属性,分别由若干侧面组成,例中有value ,表示属性的值,value-class(或type)表示属性值得类型,default表示默认的属性值,等等。 明斯基最初是把框架作为视觉感知、自然语言对话和其他复杂行为的基础提出来的,但是一经提出,就因为它既是层次化的,又是模块化的,在人工智能界引起了极大地反响,称为通用的知识表示方法,别广泛接受和应用。不但如此,它的一些基本概念和接结构,也被后来兴起的面向对象技术和方法所利用。此外,明斯基的框架理论也成为当前流行的一些专家系统开发工具和人工智能语言的基础,例如,著名的KRL(Knowledge Representation Language)就是1979年由鲍勃罗夫(D.G.Boborow)基于框架结构设计与实现的。框架理论的另外两个特殊贡献是:一、它最早提出了“缺省”(default)的概念,成为常识知识表示的重要研究对象。二、从框架发展处“脚本”表示方法,可以描述事件及时间顺序,并成为基于示例的推理CBR(case-based reasoning)的基础之一。 明斯基还把人工智能技术和机器人技术结合起来,开发出了世界上最早的能够模拟人活动的机器人Robot C,使机器人技术跃上了一个新台阶。明斯基的另一个大举措是创建了著名的“思维机公司”(Thingking Machines, Inc.),开发了具有智能的计算机。20世纪80年代中期思维机公司开始推出著名的“连接机”(Connection Machine)系列CM-1,CM-2和CM-5,把大量简单的存储-处理单元连接成一个多维结构,在宏观上构成大容量的智能存储器,再通过常规计算机执行控制、I/O和用户接口功能,能有效的用于智能信息处理。CM-1由4个象限组成,每个象限包含多达16384个一位处理器,全部处理器则分为4096组,组间形成12维超立方体结构,其集成峰值速度达到每秒600亿次。CM-5的结点数更多,功能更强。 明斯基也是“虚拟现实”(virtual reality)的倡导者,虽然VR这个名词与概念是20世纪90年代才出现与明朗的。早在20世纪60年代,明斯基就自己造了一个名词,叫telepresence,译为“远程呈现”,明斯基所谓的telepresence是这样一种设备或环境,它允许人体验某种事物,而不需要真正介入这种事件,比如感觉自己在驾驶飞机,在战场上参加战斗,在水下游泳,等等,实际上这些事件都没有发生。明斯基提出过利用微型摄像机、运动传感器等设备来实现telepresence的一些方案。明斯基的telepresence可称为现代VR的鼻祖。 明斯基作为人工智能的倡导者之一,是坚信人的思维过程可以用机器去模拟,机器也可以有智能的。他的一句广为流传的话是:“大脑无非是肉做的机器而已”(the brain happens to be a meat machine)。我们前面已经提到,他的这种观点遭到另一位图灵奖获得者威尔克斯针锋相对的抨击,这当然属于最为常见的学术争论了。 明斯基的主要著作有: 《计算:有限与无限的机器》(Computation:Finite and Infinite Machines, Prentice-Hall, 1967) 《语义信息处理》(Sematic Information Processing, MIT Pr., 1968) 《感知器》(Perceptions, MIT Pr.,1969; Expanded edition, 1988) 《表示知识的框架》(A Framework for Representating Knowledge, McGraw-Hill, 1975) 《心智的社会》(The Society of Mind, Simon Schuster, 1986) 《机器人学》(Robotics, Anchor Pr./Doubleday, 1985) 明斯基是美国科学院和美国工程院院士。他曾出任美国人工智能学会AAAI的第三任主席(1981-1982)。除了获得图灵奖外,1989年他还获得MIT所授予的Killian奖。1990年他获得日本政府所设立的“日本奖”。 明斯基在接受图灵奖时发表了题为“计算机科学的形式和内容”的演说,刊载于Journal of ACM,1970年4月,197~215页。也可见《前20年的图灵奖演说集》(ACM Turing Award Lectures--The First 20 Years: 1966--1985, ACM Pr.),219~242页。明斯基在演说中讨论了在计算理论、程序设计语言和教育三个方面的所谓“形式和内容的混淆”问题(form-content confusion),并发表了自己的看法。其中相当篇幅是批评当时的“新数学”(New Mathematics)的。他主张对儿童的数学教育,不到要强调形式,也要注重内容而不应忽略内容。
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1968年图灵奖得主--理查德·哈明
热度 3 shanbowei 2012-4-27 04:46
1968年图灵奖得主--理查德·哈明
理查德·哈明 像 一提起“哈明码”(也有译为海明码的),恐怕很少有人不知道的。这种能找出并纠正数据块在传输过程中出现的错误的编码方法,对于计算机技术和通信技术来说真是太重要了。发明这种编码技术的理查德·哈明(Richard Wesley Hamming,1915-1998)因此而获得了第三届即1968年度的图灵奖。 哈明1915年2月11日生于芝加哥。1937年在芝加哥大学获得数学学士学位,1939年在内布拉斯加大学获得硕士学位,接着又于1942年在伊利诺伊大学获得博士学位,成为一名数学专家。学成以后,他留校工作两年,然后转入肯塔基州位于俄亥俄河畔的路易斯维尔大学任教,两年后来到洛斯阿拉莫斯国家实验室,参与了著名的曼哈顿计划。但在那里哈明也只呆了两年,就又转到贝尔实验室工作。正是在这里,哈明遇到了他感兴趣和能发挥他特长的课题,也有一个适宜的工作环境,因此一干就是30年(1946-1976)。这期间,他曾长期担任贝尔实验室计算机科学部主任。1976年他离开贝尔,到美国海军研究生院(Naval Postgraduate School, 在加利福尼亚州的蒙特雷)工作,直到1997年82岁高龄时才退休,第二年1月7日去世,享年83岁。 哈明到贝尔实验室后接受的第一个任务就是解决通信中令人头痛的误码问题。通信时发送方发出的信息在传输过程中由于信号的衰减和外界的电磁干扰,到接收方产生了畸变和失真,获得的是错误的信息。这在商业、军事等应用中都会产生严重的后果,有时简直会祸国殃民,因此迫切需要加以解决。但在相当一段时间里,这成了摆在许许多多科学家和工程师面前的一大难题,谁也找不出解决的好办法。哈明接受了这个任务以后,意识到通信线路质量的改善是有限度的,外界干扰是客观存在的也无法绝对避免,因此这个问题不可能通过让发送的代码不出错这条途径去解决,而只能通过一旦出错如何发现、如何纠正才能解决。这使哈明的研究沿着正确地路线进行。经过深入讨论,1947年哈明终于发明了一种能纠错的编码,这种码就叫“纠错码”(error-correcting-code)或“哈明码”(Hamming code)。哈明码是一种冗余码,即在有效信息代码中要加入校验码,这是为纠错而必须付出的代价。其基本原理是使每一信息位参与多个不同的奇偶校验(parity check)。所谓奇偶校验是在代码中设置一个校验位,通常置于代码的最左边。若整个代码中“1”的个数为奇数认为代码正确,称为奇校验(odd check);反之,若整个代码中“1”的个数为偶数认为正确,则称为偶校验(even check)。哈明码就是有多个奇偶校验位的一种代码,在适当安排下,通过这多个奇偶校验位就可以检查出代码传送中错误并自动纠正。一般而言,对于长度为n位的代码,其中应包括r个校验位,有效信息位为n-r,r的值应满足以下公式: 下面我们举一个例子简单说明哈明码的原理。以7位字组的二进制编码的十进制数的传送为例,根据以上公式,有效信息为4位,校验位为3位。安排3、5、6、7四位为信息位,而1、2、4三位为校验位,如下图所示。 发送时,信息位的内容当然是根据所要发送的十进制数是几而定的,1、2、4三个校验位的内容是按以下规则自动生成的: 校验位1:由1、3、5、7四位的偶校验决定校验位1的内容; 校验位2:由2、3、6、7四位的偶校验决定校验位2的内容; 校验位4:由4、5、6、7四位的偶校验决定校验位4的内容; 也就是说,比如对校验位1,若3、5、7三位中1“1”的个数为奇数,则校验位1置为“1”;若3、5、7三位中“1”的个数为偶数,则校验位1置为“0”,其余类推。 这样形成的7位代码发送出去以后,若到了接受方发生错误,就能检测出来并可以自动纠正。举例说,发送的数是“6”,应为1100110,但接收到的却是1110110,则通过对上述三组4位代码的偶校验,发现第1和第2两组中“1”的个数都为奇 可断定发生错误;错的是哪一位呢?这可通过如下方法确定:哪一组的偶校验通过,记为0;偶校验出错,记为1,第一组到第三组按从右到左的次序排列所形成的二进制数就确定了出错列的位置。这里是“011”,即3,可断定左起第3位出错了,把它反过来(这里是把“1”变成“0”)就是了。同理,若接收结果为1100111,则三组偶校验均出错,记为“111”,指明第7位出错了,把它反过来即可。 大家看,多么巧妙!当然,这个例子仅仅是最简单的情况。现在,包括哈明码在内的整个编码学已建立在十分复杂而严格的数学理论基础之上,要用到抽象代数中的群论。 哈明码的发明是为了解决通信中的误码问题,但对计算机同样有用。因为计算机的CPU、内存外存、各种外部设备之间的代码传送同样存在着误码的可能。例如,计算机的存储器差错校验就常常采用哈明码校验。在计算机联成网络的情况下,数据通信的可靠性问题更为突出。ACM在将图灵奖授予哈明的1968年,计算机网络的研究刚刚开始不久,Internet的始祖ARPANET是1969年才将最早的4个站点连通的。从这点看,ACM在图灵奖的评奖中是很有远见的。 作为一名数学家,哈明的专长是数值方法、编码与信息论、统计学和数字滤波器等。这些学科中有不少名词术语是由哈明定义的,因此而用哈明命名的,除“哈明码”外,常见的还有: “哈明间距”(Hamming distance)。这指同样长度的两个码中,对应位不同的码的个数,比如01010和11001,哈明间距是3。 “哈明权”(Hamming weight)。这指代码中1的个数。如01110的哈明权是3。 “哈明窗口”(Hamming window)。这指一种滤波器的通频带。 哈明的论著颇丰,主要有: 《科学家和工程师用的数值方法》(Numerical Method for Scientists and Engineers, McGraw-Hill,1973, 第2版) 《数字滤波器》(Digital Filter, Prentice-Hall, 1977, 1983, 1989) 《编码和信息论》(Coding and Information Theory, Prentice-Hall, 1980, 1986) 《用于微积分、概率论和统计学的数学方法》(Method of Mathematics Applied to Calculus, Probability, and Statistics, Prentice-Hall, 1985) 《计算机与社会》(Computers and Society, McGraw-Hill, 1972) 《实用数值分析导论》(Introduction to Applied Numerical Analysis, Hemisphere Pub., 1989) 《从事科技工作的技巧》(The Art of Doing Science and Engineering, Gorden and Breach Science Pub., 1997) 哈明有一句名言:“计算的目的不在于数据,而在于洞察事物”(“The purpose of computing is insight, not numbers”)。此外,他还非常欣赏孔子的话:“学而时习之,不亦悦乎”,把这句话印在他著的《科学家和工程师用的数值方法》那本书的的卷首作为座右铭(英文诗To study, and when the occasion arises to what one has learned into practice--is that not deeply satisfying?)。纵观哈明的一生,他自己就是实践这两句话的以一生。 哈明是美国工程院院士,1958--1960年曾出任ACM的第七届主席。除获得图灵奖外,1979年他获得IEEE的Piore奖,1981年获得H.Pender奖,1996年获得Rhein基金会奖。有趣的是,IEEE设立了一种以哈明命名的奖章,1991年把这种奖章颁发给了哈明本人。 哈明在接受图灵奖时发表了题为“我对计算机科学的看法”(On Man's View of Computer Science)的演说,刊载于Journal of ACM, 1969年1月,3~12页,也可见于《前20年的图灵奖演说集》(ACM Turing Award Lectures-- The First 20 Years: 1966~1985,ACM Pr.),207~218页。他在演说中提出的以下一些观点,如计算机科学家必须具有良好的数学训练,应该由相关的系而不是计算机系来教授计算机应用方面的课程,以及应该注重计算机程序设计风格的教育,等等,至今仍具有十分重要的意义。 延伸阅读--http://amturing.acm.org/award_winners/hamming_1000652.cfm
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1967年图灵奖得主--莫里斯·威尔克斯
热度 3 shanbowei 2012-4-26 04:52
1967年图灵奖得主--莫里斯·威尔克斯
年轻帅气的威尔克斯,正在观察其设计的EDSAC上的水银延迟线 1967年图灵奖授予英国皇家科学院院士、计算技术的先驱莫里斯·威尔克斯(Maurice Vincent Wilkes),以表彰他在设计与制造出世界上第一台存储程序式电子计算机EDSAC以及其他许多方面的杰出贡献。 威尔克斯1913年6月26日生于英国中西部的达德利(Dudley),距著名的工业重镇伯明翰仅20km。由于威尔克斯从小就有严重的哮喘病,因此他父亲果断的把家迁到气候比较宜人的斯陶尔布里(Stourbridge),使威尔克斯的健康状况有了明显好转。他在当地的爱德华四世普通中学完成了学业,培养了对于数学、物理和无线电的爱好。当时无线电广播刚刚开始普及,威尔克斯对组装收音机十分入迷,很快成了这方面的一个“小专家”,取得了业余无线电操作员证书,还为学校的广播站制造过一些设备。1931年他进入剑桥的圣约翰学院,1934年以优秀成绩毕业。之后他获得一个研究课题的合同,进入剑桥著名的卡文迪什实验室工作。这个实验室由于获得诺贝尔物理奖的人数最多而有“诺贝尔奖的摇篮”的美称。威尔克斯在这里完成了“关于甚长无线电波在电离层中的传播特性”的研究,并以此为题完成了博士论文,于1938年10月取得剑桥大学博士学位,而他的硕士学位是在当年年初才取得的。 威尔克斯取得博士学位的时候,欧洲上空已布满了战争的阴云,英国已开始准备对付希特勒的进攻。因此,威尔克斯很快被吸收到研制侦察潜水艇、军舰和飞机的雷达设备的项目中去。大战期间,威尔克斯辗转于法国北部的敦刻尔克,英国的剑桥、佩特斯哈姆、马尔文等地,参与了或主持过10cm雷达,GL MarkI、II、III以及OBOE的研制,其中OBOE是“将轰炸机引向轰炸目标的导航”的英文缩写。采用这种导航技术时,飞行员不需要看地图,只需按地面站发出来的简单指令飞行。这种系统在地面有一个“猫站”,一个“鼠站”。猫站的作用是用信号通知飞行员在一个大的圆弧线上飞行,轰炸的目标就在圆弧线上。若飞机没有到达圆弧线,猫站就发“点”信号,指示飞行员往外飞;若飞机飞出圆弧线,猫站就发出“划”信号,指示飞行员往回飞。这样沿着圆弧线飞到目标上空时,鼠站就发出信号,飞行员只管投弹就行。完成任务后猫站再以同样方式将飞机引导回基地。这种导航技术在二战中最受盟军飞行员欢迎。 战后,威尔克斯回到剑桥大学,担任数学实验室(后改名计算机实验室)主任。1946年5月,他获得了冯·诺依曼起草的EDVAC计算机的设计方案的一份复印件。EDVAC是Electronic Discrete Variable Automatic Computer的缩写,是宾夕法尼亚大学莫尔学院于1945年开始研制的一台计算机,是按存储程序式思想设计的,并能对指令进行运算和修改,因而可自动修改其自身的程序。但由于工程上遇到困难,EDVAC迟至1952年才完成,造成“研制开始在前,完工在后”的局面,而让威尔克斯占去先机。威尔克斯仔细研究了EDVAC的设计方案,8月又亲赴美国参加了莫尔学院举办的计算机培训班,广泛地与EDVAC的设计研制人员进行接触、讨论,进一步弄清了它的设计思想和技术细节。回国之后,威尔克斯立即以EDVAC为蓝本设计自己的计算机并组织实施,起名为EDSAC(Electroni Delay Storage Automatic Calculator)。EDSAC采用水银延迟线作存储器,可存储34bit字长的字512个,加法时间1.5ms,乘法时间4ms。威尔克斯还首次成功的为EDSAC设计了一个程序库,保存在纸带上,需要时送入计算机。但是EDSAC在工程实施中同样遇到困难:不是技术,而是资金缺乏。在关键时刻,威尔克斯成功的说服了伦敦一家面包公司J.Lyons Co.的老板投资该项目,终于使计划绝处逢生。1949年5月6日,EDSAC首次试运行成功,它从带上读入一个生成平方表的程序并执行,正确地打印出结果。作为对投资的回报,Lyons公司取得了批量生产EDSAC的权利,这就是于1951年正式投入市场的LEO计算机(Lyons Electronic Office),这通常被认为是世界上第一个商品化的计算机型号,因此这也成了计算机发展史上的一件趣事:第一家生产出商品化计算机的厂商原先竟是面包房。Lyons公司后来成为英国著名的“国际计算机有限公司”即ICL的一部分。 EDSAC的成功当然不在于它能生成平方表。还在试运行期间,它就完成了一系列重大任务,向世人展示了计算机的巨大潜力。著名的数学家和统计学家菲歇尔(R.A.Fisher)拿来一个二阶非线性微分方程,当程序员编出程序,输入EDSAC很快就给出了解以后,菲歇尔惊奇的简直无法相信。EDSAC还为剑桥大学著名的生物学家肯德烈(J. Kendrew)分析了成百上千张有关分子结构的X射线衍射图案的照片,肯德烈因为这方面的成就而荣获1962年诺贝尔奖,他多次提到EDSAC在他的研究工作中所发挥的无可比拟的作用。射电天文学的主要创始人、因发明综合孔径射电望远镜而荣获1974年诺贝尔物理学奖的马丁·里尔(Martin Ryle)也是在EDSAC上对获得的天文照片进行分析和综合,帮助他取得成果的。 在设计与制造EDSAC的过程中,威尔克斯决不是简单的模仿和照搬EDVAC的设计,而是创造和发明了许多新的技术和概念。诸如“变址”(威尔克斯当时称之为“浮动地址”----floating address);“宏指令”(威尔克斯当时称为“综合指令”--synthetic order);微程序设计;子例程及子例程库,;高速缓冲存储器即Cache,等等。所有这些都是对现代计算机的体系结构和程序设计技术产生了深远的影响。EDSAC和LEO计算机的成功奠定了威尔克斯作为计算机大师和先驱在学术界的地位,而EDSAC(LEO)以及其后在英国国家物理实验室NPL由图灵进行设计、而由威尔金森(J.H.Wilkinson,1970年图灵奖得主)主持实现的Pilot ACE及其商品化产品DEUCE一起,则使英国的计算机技术在20世纪5年代处于世界领先地位,可以与美国平起平坐。 威尔克斯后来还有过不少创造,比如他曾开发了一种简单的表处理语言wisp。在MTI实现分时系统的MAC项目中,威尔克斯其时正作为访问学者在MIT,曾参与其中并作出了贡献。尤其令人惊叹的是,威尔克斯的创造力是如此旺盛和经久不衰,在他64岁的时候(1977年),他还提出了一个语言翻译系统,叫做“语义原语系统”(semantic primitive)。这个系统利用字典处理输入文本中各个单词的各种不同的意义。字典中的定义利用了80个语义原语,共分5类,即实体类、动作类、情况类、修饰类以及类型指标。利用原语构成的语义公式可以完全的、完整的表示文本中的各个语句。语义原语的一个重要优点是允许信息冗余,有利于表达关联。对威尔克斯的语义原语系统,斯强克(R. Schank)后来又提出了一种概念从属理论,使得描述世界上各种活动所需要的原语大大减少,从而提高了系统的实用性。 到20世纪90年代,威尔克斯已进入了古稀之年,但我们仍能在《ACM通信》等杂志上经常看到他写的评论,1995年还出版了一部《计算技术展望》的书(Computing Perspective, Morgan-Kaufmann),令人肃然起敬。 威尔克斯著述颇丰,主要有: 《怎样在电子数字计算机上准备程序》(Preparation of Programs for an Electronic Digial Computer, Addison-Wesley, 1951, 1958) 《自动数字计算机》(Automatic Digital Computer, Methuen, 1956) 《数值分析导论》(A Short Introduction to Numerical Analysis, Cambridge Uni. Pr., 1966) 《分时计算机系统》(Time-Sharing Computer Systems, Elsevier, 1968, 1975) 《剑桥CAP计算机及其操作系统》(The Cambridge CAP Computer and Its Operating System, North Holland, 1979) 《一个计算机先驱的回忆》(Memoirs of a Computer Pioneer, MIT Pr.,1985) 最后这本书威尔克斯自传式的回忆录。 由于威尔克斯的突出贡献,他于1956年就成为英国皇家科学院院士,1977年和1980年先后当选为美国工程院和美国科学院外籍院士。1956年他发起成立了英国计算机协会并任首任主席。他也是国际信息处理联盟IFIP的主要发起人之一。除了图灵奖之外,他还于1980年获得ACM的另一个奖项Eckert-Mauchly奖;1968年获得AFIPS的Harry Goode奖,1981年获IEEE的McDowell奖,1982年获宾夕法尼亚大学的Pender奖,1988年获日本的CC奖,1991年获意大利的Italgas奖。世界上有8所大学授予他名誉博士学位。ACM的计算机体系结构委员会即SIGARCH还建立了以威尔克斯命名的奖项,即Wilkes Award。 威尔克斯1980年从剑桥大学退休后出任DEC公司顾问和MIT的兼职教授。1986年他回到英国担任Olivetti公司顾问。 威尔克斯是在1967年8月在华盛顿特区举行的ACM20周年庆典大会上接受图灵奖的。他发表了题为“计算机的过去和现在”(Computer Then and Now)的演说,刊载于Journal of ACM,1968年1月,1~7页,也可见《前20年的图灵奖演说集》(ACM Turing Award Lectures--The First 20 Years:1966-1985, ACM Pr.),197~206页。当然,威尔克斯所描述的计算机的“现在”早已成为历史,但他在演说中预见到硬件和软件的结合,程序设计语言和数据结构的重要作用,甚至谈到了可移植性问题,而当时结构化程序设计的概念还没有正式提出,其预见性令人佩服。至于对已经出现的人工智能研究,威尔克斯则表示了一些不同的看法,不像明斯基(M.L. Minsky,1969年图灵奖获得者)认为“大脑不过是肉做的机器而已”(the brain happens to be a meat machine)那样,威尔克斯认为“动物和机器使用完全不同的材料,按十分不同的原理构成的”(Animal and machine are constructed from entirely different materials and on quite differet principles)。各有所长的专家们在学术上的观点存在分歧,这其实也是所有学术领域的共同特点。 延伸阅读: http://amturing.acm.org/award_winners/wilkes_1001395.cfm
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1966年图灵奖得主--艾伦·佩利
热度 4 shanbowei 2012-4-25 00:41
1966年图灵奖得主--艾伦·佩利
艾伦·佩利像 艾伦·佩利(Alan J. Perlis)由于在ALGOL语言的定义和扩充上所做出的重大贡献,以及在创始计算机科学教育,使计算机科学称为一门独立的学科上所发挥的巨大作用,从而获得首届图灵奖。 佩利1922年4月1日生于美国宾夕法尼亚的匹兹堡。在卡耐基理工学院学的专业是化学,1942年毕业取得学士学位。随后被应征入伍,在空军服役。战后他进入加州理工学院研究生院继续深造,改学数学,于1947年取得硕士学位,然后又到麻省理工学院(MIT)攻读博士学位,于1950年取得该学位。1951年他在美国陆军军械部设在马里兰州的阿伯丁试验基地内的“弹道研究实验室”(冯·诺依曼曾在该实验室当顾问)干了一年,然后回到母校MIT参加“旋风”(Whirlwind)计算机计划,为“旋风”编制程序。为了说明佩利参与“旋风”计划的意义,我们首先需要回顾一下计算机诞生初期的发展历史。 大家都知道,世界上第一台电子计算机叫“ENIAC”,是在宾夕法尼亚大学莫尔学院(Moore School)根据上述阿伯丁弹道研究实验室为各种火炮计算弹道、编制射击表的需要于1943年6月与联邦政府签订10万美元合同而研制的。项目由约翰·莫奇利(John William Mauchly)负责逻辑设计,伊克特(John Presper Eckert)负责电路设计。ENIAC是一台十进制并行计算机,能同时处理10个十进制数,采用电子管电路,时钟频率100,000Hz,加法时间0.2ms,乘法时间2.8ms,是一个占地1500ft 2 (约139m 2 ),重30t,功耗150kW的庞然大物,于1946年2月完成,未能参加第二次世界大战,但被洛斯·阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室用于计算原子弹爆炸的突变问题,后来又曾用于阿伯丁的空军试验场,一直运行到1955年10月才停止工作。世人一直公认莫奇利和伊克特是ENIAC的发明者,但后来在两家计算机公司的诉讼中,法院判定他们剽窃了约翰·阿塔那索夫(John Vincent Atanasoff)的构思和设计。这个设计世界上第一台电子计算机的发明权案件曾经轰动美国。但是有趣的是,虽然阿塔那索夫确实曾在1941年把自己关于构思计算机的设想告诉过莫奇利,后者也确实因此受到启发而写出了有关论证报告并设计出了ENIAC,但社会舆论似乎并不支持法院的判决,现在一提到ENIAC,几乎众口一词的仍然说事莫奇利和伊克特发明的,没有人说是阿塔那索夫发明的,这对美国法院的判决真是一种讽刺。 ENIAC虽然是世界上第一台电子计算机而被载入史册,但它不具备存储程序的能力,程序要通过外接电路板输入。要改变程序必须改接相应的电路板,对于每种类型的题目,都要设计相应的外接插板。这不是理想的结构,不符合冯·诺依曼早就提出的存储程序的设想。那末世界上第一台存储程序式计算机是哪一台呢?有些资料认为是前面曾经提到过的曼彻斯特大学的MARK I,但现在的一般说法是英国剑桥大学威尔克斯(M.V.Wilkes,1967年图灵奖获得者)设计和完成于1949年5月的EDSAC。实际上,最早开始设计与实现存储程序式计算机的还是莫尔学院的EDVAC。这是1945年3月,由冯·诺依曼本人与莫奇利、伊克特等人经过两天会谈、讨论后制定的设计方案,采用电子管和半导体二极管,用水银延迟线做存储器,时钟频率1MHz,字长32bit。由于ENIAC的原因,EDVAC的研制从1947年才开始,加上莫奇利和伊克特两人后来离开了莫尔学院,使工程遇到困难,1952年(有的资料说1951年)才完成,这才使威尔克斯的EDSAC“后来居上”。 但是不管EDSAC也好,EDVAC也好,都是串行计算机(serial computer),即数据的传送和运算都是按位逐一进行的,这样的计算机运算部件少,运算也简单,但速度慢,不能满足某些应用的需要。那么世界上第一台存储程序式的并行计算机是哪一台呢?这就是前述“旋风”计算机。“旋风”的主要设计者和研制者是MIT的弗里斯特(Jay Wright Forrest)。弗里斯特也是受军方委托,用风洞来研究飞机稳定性时根据数据处理的需要而设计“旋风”的。“旋风”受EDVAC的影响采用存储程序方式,但鉴于处理飞机稳定性需要2000条以上指令,必须改串行为并行,但又要照顾飞机体积不宜过大,因此设计成16位字长的并行计算机。“旋风”的另一项创新是采用英国曼彻斯特大学威廉斯(Frederic Calland Williams)发明不久的阴极射线管做内存储器。“旋风”的研制工作从1946年开始,1950年试运行成功。20世纪50年代冷战加剧的形式下,美国军方对“旋风”寄予极大希望,空军每年投资100万美元(试比较一下,ENIAC的总经费才10万美元),MIT也专门成立了著名的“林肯实验室”,以弗里斯特原先的实验室为核心,研究“旋风”的军事应用。1951年,“旋风”与当时著名的SAGE(Semi-Automatic Ground Environment)首次实现连接,把位于卡德角的防空警戒雷达所截获的信息送到MIT,由“旋风”计算机进行处理、分析和存储。这是世界上计算机与通信结合的先驱。弗里斯特还在20世纪40年代末和美籍华人科学家兼企业家王安几乎同时分别独立的发明了磁芯存储器,并把它用在“旋风”中以代替阴极射线管存储器,从而进一步大大提高了“旋风”的性能。 佩利在“旋风”上工作到1952年9月。之后他来到普渡大学,在那里他创建了全美大学中的第一个计算中心,开创了在大学中建立计算中心的先河。他出任普渡大学计算中心的第一任主任。在他的努力下,计算中心先安装了一台IBM的CPC(Card Programmed Calculator)计算机,以后更新为Datatron205。佩利为之设计了称为IT(Internal Translator)的语言,并开发了IT的编译器。1956年佩利转到卡耐基理工学院,“故伎重演”,又推动该校成立了计算中心并出任主任,配置了IBM650计算机。佩利把他在普渡大学开发IT及其编译器移植到IBM650上,曾经在美国许多大学的IBM650上被广泛采用。在IT的基础上,佩利和史密斯(J. Smith)、佐轮(H. Zoren)、伊万斯(A.Evans)等人一起为IBM650设计与开发了新的代数语言和汇编语言。这些工作奠定了佩利作为计算机程序设计语言的先行者的地位。因此,当ACM于1957年成立程序设计语言委员会以便与欧洲同行合作,设计通用的代数语言的时候,佩利被理所当然地看作是最佳人选而被任命为这个委员会的主席。1958年,在苏黎世举行的ACM小组和以当时联邦德国的应用数学和力学协会GAMM为主的欧洲小组的联合会议上,两个小组把他们关于算法表示法的建议综合为一,形成了Algol58。在Algol58的基础上,1960年1月在巴黎举行的有全世界一流软件专家参加的讨论会上,确定了程序设计语言Algol60, 发表了“算法语言Algol60报告”。1962年又发表了“算法语言Algol60的修改报告”。Algol60是程序设计语言发展史上的一个里程碑,它标志着程序设计语言由一种“技艺”转而成为一门“科学”,开拓了程序设计语言的研究领域,又为后来软件自动化的工作以及软件可靠性问题的发展奠定了基础。而后像1967年出现的首次引入“类型”的概念,把数据和被允许施行于这些数据之上的运算结合为一个统一体,因为称为现代抽象数据类型的开端以及第一个面向对象的语言SIMULA67,1971年出现的著名的PASCAL等语言,也都是在Algol60的基础上加以扩充而形成的。Algol60的主要特点有: 1. 局部性 首次引进局部性概念,既扩充了语言的表达能力,又可节省内存空间,提高程序的紧凑姓 2. 动态性 语言含有动态成分,从而明显提高了语言的表达能力(当然也相应增加了实现中的开销)。 3. 递归性递归性的引入开拓了软件的研究领域,促进了软件的发展。 4. 严谨性它的语法和语义均有严格的描述,特别是语法,采用了著名的巴克斯范式BNF,结构清晰,理论严谨。 在Algol58和Algol60的形成和修改过程中,佩利都起到了核心和关键的作用。佩利之所以荣获首届图灵奖,主要就是因为他在这方面的重大贡献。 与此同时,在佩利的积极组织下,卡耐基理工学院率先在大学生中开设程序设计课程。在此之前,有关程序设计的知识是作为“数值分析”课程内容的一部分予以介绍的。程序设计课的开设是计算机科学教育的开端。这引起了计算机的最大用户--美国国防部的重视,由它的高级研究计划署ARPA出面,出资资助对计算机科学及其教育立项研究,其结果是20世纪60年代中期首先在卡耐基理工学院、斯坦福大学、MIT等少数几个大学建立起了计算机科学系和计算机科学研究生院,使计算机科学脱离电气工程、数学等学科而成为一门独立的学科。鉴于佩利在其中所起的巨大作用,佩利被称为“使计算机科学成为独立学科的奠基人”--A fouding father of Computer Science as a separate discipline。而在卡内基理工学院(现卡耐基--梅隆大学),佩利和西蒙(H.A.Simon)、纽厄尔(A. Newell),后二人是1975年图灵奖获得者,三人被称为“计算机系的三驾马车”。 1971年,佩利离开卡耐基--梅隆大学,加盟新成立的耶鲁大学计算机系,曾数度出任系主任,为耶鲁大学计算机系的建设和发展做出了重大贡献,其间,1977-1978年,他曾在加州理工学院任教。因此,佩利可谓“桃李满天下”,尤其是美国的第一批计算机科学博士生,绝大部分都是佩利的弟子。 佩利也是计算机学术组织和学术交流活动的积极倡导者和组织者。1962-1964年他出任ACM主席。著名的杂志Communication of ACM也是由他倡议创办的,并在1958-1962年担任第一任主编。作为知名学者,他经常到世界各国讲学或做报告,足迹遍及前苏联、丹麦、意大利、以色列、墨西哥、秘鲁、英国、荷兰、委内瑞拉......其中也曾两次到中国讲学。他也是“乒乓外交”后,最早(1972年7月)到中国访问的美国计算机科学家代表团的成员之一。 佩利说过这样一句话:“任何名词都可以变为动词”(any noun can be verbed)。他的意思是说,任何远大的理想、志向、抱负和对新事物的追求,通过努力和不懈的实践,都是可以实现的。这是佩利总结自己的一生所形成的至理名言。 佩利的主要著作有: 《对程序设计语言的思考》(A view of Programming Languages, Addison-Wesley, 1970) 《计算机科学导论》(Introduction to Computer Science, Harper Row,1972, 1975) 《软件可重用性》(Software Reusability, ACM Pr., 1989) 最后这部书分为两卷,第一卷:概念与模型(Concepts and Models),第二卷:应用与经验(Application and Experience),是佩利与比格斯托夫(T.J. Biggerstaff)合编的。这是他生前最后一部著作,反映了他晚年对软件工程的关心和重视。 佩利1973年当选为美国艺术和科学院院士,1976年当选为美国工程院院士。除了获得图灵奖外,他还在1984年获得AFIPS的教育奖,曾被普渡大学、滑铁卢大学等多所大学授予名誉博士学位。1990年2月7日,佩利因心脏病在康涅狄格州的纽哈芬去世,享年68岁。 佩利是在1966年8月举行的ACM第21届全国大会上被授予图灵奖的。佩利发表了题为“算法系统的综合”(The Synthesis of Algorithmic Systems)的演说(刊于杂志Journal of ACM, 1967年1月,1~9页),也可见《前20年的图灵奖演说集》(ACM Turing Award Lectures--The First 20 Years:1966-1985, ACM Pr. 5~16页)。佩利发表演说的1966年,编程还要通过专门设计的“编码纸”(Coding sheet)和穿孔卡片进行。但佩利的眼光已经瞄向未来。他在强调指出图灵计算模型的重要意义之后,讨论了程序设计语言和系统下一步应朝哪些方向发展,包括更丰富的数据类型和数据结构,以及与之相联系的更丰富的操作等。佩利所指出的方向有些已被随后的研究与开发所实现,如LISP,Smalltalk,有些则至今有待进一步的研究。 延伸阅读---图灵奖官方网站介绍佩利: http://amturing.acm.org/award_winners/perlis_0132439.cfm
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从今天起,每天介绍一位图灵奖得主!
热度 4 shanbowei 2012-4-24 10:55
从今天起,每天介绍一位图灵奖得主!
从今天起,每天介绍一位图灵奖得主,力争用大家都懂得通俗语言,但同时保证史料的绝对准确。 每天介绍一位,总计45位介绍完,就到6月份了。这样正好为6月23日图灵百年诞辰献礼! 鼓励自己每天都要写好,绝不中断,中断了是小狗!!!
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2011年图灵奖获得者Judea Pearl教授
热度 1 huangfuqiang 2012-3-29 22:23
2011年图灵奖获得者Judea Pearl教授
ACM获奖理由:人工智能领域基础性的贡献-------概率推理与因果关系推理的演算模式 博主注:1、(概率图模型PGM)拓展了AI的知识工程进路研究范式,推进了不确定性信息处理的方法,概率推理+图论+认知+因果关系+知识工程+。。。。。。不同于基于逻辑、基于规则的研究进路。丰富了AI的范式,为AI后续发展奠定了一种方向性的基础。现有方法与思路对AI的发展都重要,关键是如何集成现有成果?何时集成现有成果?针对性的问题如何纵深演化下去?统一的基础到底能否形成?如何形成?AI的追问与反思永远会继续,每次创新,都有新的视角。 2、可以作为一般方法论。 3、真正是创新有影响的一系列思想与方法论成果,对AI及其它领域发展具有重要意义。 做这方面思路研究的人现在国内外很多,比如MIT,主要涉及领域性应用的与一般方法论推进的。笔者除了读过英文介绍中提及的2000年著作 "Causality: Models, Reasoning, and Inference" 外,还读过他的1988年 “Probabilistic-Reasoning-in-Intelligent-Systems_Networks-of-Plausible-Inference” 的著作。 ACM DL Author Profile Research Subjects Judea Pearl is a professor of computer science at the University of California, Los Angeles , where he was director of the Cognitive Systems Laboratory . Before joining UCLA in 1970, he was at RCA Research Laboratories, working on superconductive parametric and storage devices . Previously, he was engaged in advanced memory systems at Electronic Memories, Inc. Pearl is a graduate of the Technion, the Israel Institute of Technology , with a Bachelor of Science degree in Electrical Engineering. In 1965, he received a Master’s degree in Physics from Rutgers University, and in the same year was awarded a Ph.D. degree in Electrical Engineering from the Polytechnic Institute of Brooklyn. Among his many awards, Pearl is the recipient of the 2012 Harvey Prize in Science and Technology from the Technion, and the 2008 Benjamin Franklin Medal in Computers and Cognitive Science from the Franklin Institute. He was presented with the 2003 Allen Newell Award from ACM and the AAAI (Association for the Advancement of Artificial Intelligence). His groundbreaking book on causality, Causality: Models, Reasoning, and Inference , won the 2001 Lakatos Award from the London School of Economics and Political Science “ for an outstanding significant contribution to the philosophy of science .” Pearl is a member of the National Academy of Engineering and a Fellow of AAAI and the Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE). He is President of the Daniel Pearl Foundation www.danielpearl.org named after his son. Pearl's Work Judea Pearl's work has transformed artificial intelligence (AI) by creating a representational and computational foundation for the processing of information under uncertainty (不确定性信息处理:AI演进的关键问题). Pearl's work went beyond both the logic-based theoretical orientation of AI and its rule-based technology for expert systems. He identified uncertainty as a core problem faced by intelligent systems and developed an algorithmic interpretation of probability theory as an effective foundation for the representation and acquisition of knowledge (知识表示与获取). Focusing on conditional independence as an organizing principle for capturing structural aspects of probability distributions, Pearl showed how graph theory can be used to characterize conditional independence, and invented message-passing algorithms that exploit graphical structure to perform probabilistic reasoning effectively . This breakthrough has had major impact on a wide variety of fields where the restriction to simplified models had severely limited the scope of probabilistic methods ; examples include natural language processing, speech processing, computer vision, robotics, computational biology, and error-control coding. Equally significant is Pearl's work on causal reasoning, where he developed a graph-based calculus of interventions that makes it possible to derive causal knowledge from the combined effects of actions and observations . This work has been transformative within AI and computer science, and has had major impact on allied disciplines of economics, philosophy, psychology, sociology, and statistics. 获奖教授主页 维基百科 Turing Centenary Celebration and Awards Banquet in June. Judea Pearl wins Turing Award for work on AI reasoning, now looking at 'moral'computers 2008 Franklin Institute Awards 英文信息来源于ACM网站
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[转载]人工智能专家Judea Pearl获2011年图灵奖
huxiaoxuan 2012-3-20 11:30
[转载]人工智能专家Judea Pearl获2011年图灵奖
转自:http://news.cnblogs.com/n/135256/ 北京时间 3 月 16 日消息,被誉为“计算领域诺贝尔奖”的图灵奖,今年颁发给了 UCLA 的 Judea Pearl 教授(75岁),奖励他在人工智能领域的基础性贡献,他提出概率和因果性推理演算法,彻底改变了人工智能最初基于规则和逻辑的方向。   图灵奖以传奇人物阿兰·图灵(Alan Turing)的名字命名,自 1966 年创立以来一直用于奖励在计算机科学领域取得成就的人。目前谷歌和英特尔都在资助图灵奖,今年的奖金额为 25 万美元。   Judea Pearl 是加州大学洛杉矶分校计算机科学学院的一名教授,担任认知系统实验室主任。在 1970 年,加入 UCLA 之前他在 RCA 研究实验室工作,负责超导存储设备的研究。而此前,他曾在 Electronic Memories 公司研究高级存储器。Judea Pear 毕业于以色列理工学院 Technion,在那里获得电气工程学科的学士学位。1965年,他获得了 Rutgers 大学的物理学硕士学位,同年获得了布鲁克林理工学院的电气工程学的博士学位。   2012年,Judea Pearl 获得了以色列理工学院颁发的科学技术领域奖项 Harvey Prize。2008年,他获得富兰克林研究所计算机与认知科学专业的富兰克林奖章。他还曾被 ACM 和 AAAI 提名 2003 年的 Allen Newell 奖。其著作《 Causality:Models,Reasoning,and Inference 》创立了因果推理演算法,为他赢得了 2011 年英国伦敦经济和政治科学学院的 Lakatos 奖,评语中说“他为科学哲学作出了重大的杰出贡献”。   Judea Pearl 是一名美国国家工程院院士,也是 AAAI 和 IEEE 的资深会员,是以他儿子姓名命名的 Daniel Pearl 基金会的主席。   Judea Pearl 的工作改变了人工智能,他通过在不确定的条件下为信息处理创造了一个具有代表性的计算基础。他的工作超出了基于逻辑理论基础的人工智能以及基于规则科技的专家系统范畴。他指出智能系统所面临的不确定性是一个核心问题,并且提出概率论算法作为知识获取及表现的有效基础。   博主另一篇关于Pearl的博文: 一场牛人云集的计算机学术会议,只为一个人而开
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沧海横流,谁开辟了DNA计算?
热度 3 tangchangjie 2010-12-10 11:00
沧海横流,谁开辟了DNA计算?----我所认识的L. Adleman(6) (唐常杰)   是谁带来DNA分子的千军万马,是谁打开了生物计算机时代之门?   其理念或前有渊源,但作出第一个能演示的DNA计算机原型的学者,是伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)。   还是先讲故事,后作科普,把DNA计算科普放到本系列最后,是因它有点神秘,又有点长,要写得容易懂,还真费思量。 博学深思出灵感 下列取自对伦纳德·阿德曼的一次科学访谈录(意译):   “我是个一生都异想天开的人。   “我躺在床上读Watson的基因分子生物学,DNA像一个四色项链, DNA双螺旋中两支上,碱基互补、聚合酶工作时,像图灵机的读写头游走于存储带 …   Wow! 它像计算机,它可以计算,我立刻起身下床,开始了思考……       该出手时就出手 敢想敢干、连远缘领域的艾滋病免疫都敢去客串一把的L.Adleman说干就干,于是就有了DNA计算实验室,于是就有了那张著名的狂热科学家的工作照:The mad scientist at work(参见系列博文之一)。 天道酬勤,1994年,Leonard Adleman在论文 中公布了它设计的第一个DNA计算机原型,成功解决了7城市8线路的旅行商问题。虽其速度不敢恭维,但它的生物属性令人眼睛一亮,DNA也可玩计算!展示了生物计算机的潜力,开辟了一个崭新的领域。       L.Adleman最初想象的工作场景 :   (a)一米见方的DNA计算机 ,成束的试管装着DNA汤,一个传统的硅片电脑控制着几十个机械手,不断地移动和和倾倒试管(最初实验中,阿德曼自己临时顶替了设想的机械手);   (b) 一系列生化过程 (聚合链反应PCR等,详见科普部分)施加到这一锅DNA汤中N亿个DNA上,   (c)用生命的力量计算 。N亿个巧妙编码的DNA“麦片”在生化酶作用下,并行地、采用“人”海战术、用生命的力量,去碰撞、粘连,实现基因组合;几秒钟内,代表结果的DNA “麻花”(双螺旋)出现在这一锅DNA汤中。 (d)去粗存精,去伪存真 ,从DNA汤中的N亿个对象中,用一系列生化技术(包括超声波降解、亲和层析、克隆、诱变、分子纯化、电泳、磁珠分离等),取出那个代表结果的DNA,解释并输出结果,(详见后面科普部分)。    DNA计算的魅力 。1立方米的DNA溶液可存1万亿亿比特数据;1立方厘米DNA溶液将超过1万亿片CD光盘的存储容量。速度可达到每秒10 20 次,耗能甚微。据称,以色列学者2001年研制出首台可编程DNA“微微”电脑,体积只一滴水的一万亿分之一,为进入人体奠定了基础。    坚冰已经打破,航线已经开通 。目前的DNA计算离实用尚远,还有太多的路要走,Leonard Adleman的工作展示了生物计算的可能性。DNA计算已成为全世界计算机科学家关注的新方向,有数百个团队在这里攻关竞争。   当记者问Leonard Adleman,你是否意识到你已经开辟新的科学领域,他谦虚地说,这是两个学科,即计算机科学与分子生物学,自然结合的产物。   他和分子生物学家Myron Goodman合作,建立了一个DNA计算和分子生物学的实验室。2001年获得发明专利。       以子之矛攻子之盾 L. Adleman参与发明了RSA公钥技术(盾) ,又发明了DNA计算(矛);以子之矛,攻子之盾,结果会如何?   RSA公司 1978年悬赏100万美元征解,公开了公钥 (n, e ), 1995年4月26日,路透社报道, 600位专家,用1600台机器,用 8个月时间,把公布的129位整数 n分解为 p*q,求得d,构造出私钥。这说明129位 不够长,不够安全。   如果沿用上述的平台来破解256位的RSA,其计算量要大10 128 倍,如果没有方法上的革命,等它等到“天亦老”了。现在已有研究者提出用DNA 计算破译加密标准DES的方案,也有人雄心勃勃想用DNA计算的“人海战术”破解较小规模的RSA;在技术日新月异的今天,科学预言家一般不轻言某项基础研究“不实用”、某项技术“不可能”,但可说,近两年不太容易。    用一锅DNA汤”来计算旅行商问题 (以下为科普内容)   拟用一个5城8线的旅行商问题来说明DNA计算的轮廓,此文利用了一些笔者过去的PPT页面,虽读过一点DNA计算文章,但未做过这方面的项目,理解自然就不深刻;初稿写好后,请了一位非计算机专业、亦非生物专业,但知识面较宽的大三学生来试读,他觉得难懂的地方或者删去,或者改写成了非标准的比喻(如DNA麦片,DNA麻花),失误之处,请专家指正。       虚拟的“22世纪梦之旅”公司 . 此公司开辟了 北京、天津、太原、郑州、济南 五城的飞艇娱乐旅游,开张伊始,仅图1中箭头所示的8条航线。    拟解决的问题: 某人想从北京出发,游遍五个城市,到郑州结束,每城都要到且仅到一次,不考虑返程(例如,返程可在郑州坐火车);请用DNA计算机找出一条合乎要求的旅游路线。           图1 DNA双螺旋碱基配对 和 5城8线旅行问题   问题中仅5城8线,不用计算机也可看出“北京-- 天津-- 太原-- 济南-- 郑州” 是一个正确答案。   难度随城市数k呈指数增长,当城市数k很大时(例如10 4 数量级),目前的高级硅片计算机+巧算法 也会 “芯有余而速不足”。这是图论中的旅行商问题,是典型的NP完全问题。时下已有人宣称证明了“P不等于NP”,可能其证明或有瑕疵,但人们都倾向于相信这一结论,所以,NP问题是难计算的。   而Leonard Adleman竟异想天开,要 用“一锅DNA汤”来计算它 。      (1) 准备工作,符号和编码长度   DNA中有4种个碱基,其名称首字母是A、C、G、T;推荐一种助记法:gCat,Cat是猫,“g-猫”既时髦又响亮,词内的字母顺序能帮助记忆下列规则:构成DNA双螺旋时,G、C配对(或互补), A、T配对(或互补)。   DNA双螺旋的两个分支,就像阴模和阳模;DNA分裂--复制时,阴阳并行,像太极理论一样,1--2--4-- …--2^n,成指数的增长。   如果一个汉字用三个字母表示,四个字母表达4^3=64个汉字,对我们这个小问题够用了。(大问题时,把编码加长)。本问题中,城市名含两汉字,用6个碱基表示。长度为6的编码可以区分 4^6=2^12=4096个对象,够用了。 (2) DNA麦片 用DNA的4个碱基G、C、A、T给城市及已通航线编码。 图2中,城市序列 中的带框文字 是5城市的编码,长度5X6=30;航线序列是已通航线中的4条,(其余4条航线未画出),其中 头控 和 尾控 是为了保证 从北京开始,到郑州结束, 长度3+4X6+3=30。                 图2 5城4线的编码      易见,按G与C互补、A与T互补的规则,航线编码串刚好是城市编码串的补码,两序列可绞成长为30的双螺旋结构(参见图1左边的双螺旋)。      带框的字符串只含3个或6个碱基,较短小,好像是麦片(而不是长面条);此问题5城8线,共需 5+8+2=15种DNA麦片,表达了5城8线 和头尾控制,这些麦片可用专用设备制备,也可到专门的生化公司或研究机构订货,几毫升就有若干亿个。   (3) 生命的力量使得DNA麦片汤变成麻花汤   是金子就要放光芒,是生命,就要生长。   把15种DNA麦片及其它必要的材料放在试管中,在正确的时间加入正确的酶(如限制内切酶、结合酶、转移酶、外切核酸酶 、修饰酶),给以合适的温度压力,生命的奇迹发生了,亿万个麦片 在DNA汤中 翻滚、碰撞、粘连,最后变成一锅麻花汤。   例如,代表 北京 和 天津 两个城市的麦片,通过互补的 京天线 ,可连接成图3中的麻花中的一小段:                    图3    想象一下,图2的 城市序列 和 航线序列 分写两纸条,然后对准互补的碱基,搓绳一样绞起来。 得到了什么?DNA双螺旋结构!参见图1左边的双螺旋。 由于我们有控制头尾的麦片,CGA使头为北京; GGC 使得尾为济南;所以,这一锅DNA麻花 表达了各种各样路径,且以 北京 开头, 济南 结尾。(这里简化了复杂的生化过程)。 这是生命的礼赞,这是信息的演绎,这是DNA在计算! 一条好消息 : 这一锅麻花汤中,肯定已了有若干这样的DNA双螺旋:代表了从 北京 到 济南 的、不重复城市的、且游遍了5城市、的正确的航线;当然,并不唯一。 一条坏消息 : DNA汤中也夹杂了其他不合格的线路,有的有重复城市,有的长度不合格,鱼龙混杂。 1994年,Adleman煮了一锅7城8线的DNA麦片汤,只用了几秒钟,就成了DNA麻花汤;但接下来,取其精华,去其糟粕的过程用了一个星期! 用电泳技术,筛出长度合格的线路   注意,DNA常带负电,用gel电泳技术,在上正下负的电场之下,不同长度的DNA受到不同的力,使得他们(在受力图上)像鸡尾酒一样分层,短的靠近上层,长的靠近下层,同长的在一层。   有差别就有办法,通过适当的生物化学参数或技术,可取出长度为30(碱基数)的DNA,其双螺旋结构中,一支包含五个城市,另一只包含了4个航班。(可再参见图2)。   筛选尚未成功,因长度为30(碱基数)的DNA中,五城可能有重复,(同时也就有遗漏),所以,L Adleman同志仍需努力。    磁铁钓硬币的启示。 有某农家乐,招揽游客向池中假山上“福”字投币祈福。每天傍晚,老板娘用钓鱼竿悬挂磁铁,把一元硬币钓出来,(因为 一元硬币与磁铁有亲和力),而一分五分的铝币,则暂留水中招揽游客。映射到这里,老板娘不自觉地用了一种称为 “亲和力萃取”的高技术。       DNA麻花汤之钓鱼术 用亲和力萃取技术(affinity purify),模仿上述老板娘,但把磁铁 换为能吸引 北京DNA 的材料,利用亲和力,可把 包含北京碱基的、长度为30的DNA钓出来,放到缓冲池1中,再从缓冲池1中,把含天津碱基的DNA钓出来,…….,如此,流水线方式(串联地)地钓5次,则得到了含5个城市的DNA,都以北京开始,济南结束,且不重复不遗漏。 五次钓鱼可比喻为过五关,过完五关,同时也“斩了四将” 得到四条航线。 Adleman做完去粗存精、去伪存真的过程用了一周。对大规模题目,可以用渐进 PCR方法,改进效率,(类似动态规划,保存并引用中间结果),减少时间代价。   观察上述流程:DNA麦片--DNA麻花汤--电泳筛选-- DNA麻花汤中钓鱼,这就是DNA计算机解决5城市8线小规模旅行商问题的大致思路。   一时间,学术界一片匪夷所思的感叹,一阵跟风追浪的潮流。    什么是创新, 这样的“无中生有”,就是创新; 什么是掀起潮流?这样的“兴风作浪”就是掀起潮流!   关于L. Adleman的六篇系列博文到此结束,如果读者意犹未尽,请复习博文之二,  图灵奖得主是怎样炼成的--侧应钱学森之问 , 那里还留下了若干思考。该文最初被策划为系列之六,为了内容的由浅入深,才改为之二,请读者发表评论或博文来探讨和抒怀。科普文章中通俗和严谨不容易平衡,通常是宁可漏写,不可错写;失误之处,请专家指正。 关于 Leonard . Adleman的系列博文    1 一位狂热科学家的工作照 2 图灵奖得主是怎样炼成的-----侧应钱学森之问 3 他凭什么得到图灵奖 ? (在RSA中的贡献,+RSA科普) 4 一不小心,成了计算机病毒的教父 (科普) 5 奇思妙想,客串艾滋病免疫研究 (科普 ) 6 沧海横流,谁开辟了DNA计算? (DNA计算简介,科普) 其它系列博文的入口 唐常杰博客主页 科学博客主页 参考文献 Adleman, L.M., Molecular computation of solutions to combinatorial problems, Science, 226, 1021-1024,(Nov. 11) 1994  
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奇思妙想,客串艾滋病免疫研究
热度 1 tangchangjie 2010-12-9 09:53
奇思妙想,客串艾滋病免疫研究--我所认识的 Leonard Adleman(5) (唐常杰)   1991年,45岁的 L.Adleman客串艾滋病免疫领域,在关于艾滋病的的国际会议和学术期刊上发表了令人匪夷所思的奇思妙想 。   花开两朵,话分两头,先讲一个可诠释L Adleman关于艾滋病免疫之奇思妙想的园丁艺术。        1 农家乐中一棵桑 。这可是亲眼所见,郊区一农家乐中有一桑树。两大枝,枝繁叶茂,俨然一个Y型的大伞。一日,风雨大作,桑树左枝上半,被折得骨断皮连,在风雨中颤抖。农家乐主人锯掉骨断皮连的左残支,同时把右边并未伤残的一支也锯得左边一样长,变成了对称的、但光秃秃Y字型。   询问主人,桑也有生命。好比如人之左手断了,何以狠心把右手也砍断?主人说,桑有残肢,再生极快,(可能有某种反馈信号);但它不能区分好枝与断枝,不会只长断枝而停长好枝,如不把两支锯得一样长,右支长得比左支还要快,很快使桑树不平衡,可能在下一次风雨中倾覆。(果然,半年后枝繁叶茂,体态端庄的桑树印证了主人理论的成功)。   下面要说的Adleman关于艾滋病的免疫模型与此例挺相似。只是不知当年L. Adleman 在提出艾滋病免疫的妙想时候,是否也有这样的巧遇和巧喻。       2 人类免疫系统的狙击小组。   在人的血液中有两类免疫细胞,带CD4的T-4,和 带CD8的T-8。为了通俗,这里斗胆作个(也许是不太恰当的)比喻,二者联合组成消灭入侵者的狙击小组,T-4是只拿望远镜的观察手(负责记忆和识别), T-8是拿枪的狙击手。   狡猾的恐怖分子不和拿枪的狙击手对抗,而选择打掉拿望远镜的观察手,没有观察手的狙击小组就是半残废。   在自然选择的压力下,突出重围的艾滋病病毒(HIV,Human Immuno-deficiency Virus),就像狡猾的恐怖分子,专门破坏T-4,从而破坏人的免疫力。       3 人类进化中过程的一个虚步 病毒的狡猾是外因,人类得艾滋病,还有内因。不知是上帝的疏忽,还是过去几百万年的进化中过程中没有经历过艾滋病毒的洗礼,人的血液再生机制不能精细地对T-4(观察手)和 T-8(狙击手)区别和分别计数,如果艾滋病毒杀死100个T-4(观察手),再生机制将补充100个T细胞,新补充的细胞中,T-4和 T-8可能大致平衡,例如T-4, T-8各增50个。正常情况下,T细胞的总数是恒定的,按照L.Adelman的理论,没有损失的T-8(狙击手)也同等补充,就占用了T-4(观察手)的应有的补充份额,最后,使得T-8比正常多,而T-4(观察手)就比正常少;就会有若干狙击小组成半残废。长此以往,免疫力下降。下降到一定阈值,就是艾滋病;这就像那棵残废的桑树,右支比左比长,也好像一个军队残废的弱国,被各列强入侵欺凌;可能一场感冒,中招者就要驾鹤西去。     4 客串艾滋免疫舞台 L. Adleman涉猎极广,一次他读了关于艾滋病病毒的论文,研究了在T-细胞上的作用机理,提供了一个免疫功能重建思路:当T-4减少时,人为地、在安全范围内,减少一些T-8,使得T-4细胞免疫重建过程中有足够的恢复空间,恢复到正常的平衡水平。   真是反常规思维,真是匪夷所思!   如果人的左手断了,把右手也砍掉,那是荒唐;但对T-4和T-8在免疫重建,却似乎可行。邻居的小孩观察昆虫的触须,说触须断了是可再生的,不需要截短另一支,可以单独再生复原。不知他观察是否正确。如果是,内在原因又是什么?请博友中这方面的专家解答。      L.Adleman把这一奇思妙想写成了严肃的研究论文, 1991年发表了两篇关于艾滋病的国际会议和学术期刊上 ,笔者未查到被引用情况。1993和1996又发表了两篇这方面的论文 ,在google Scholar 上搜索,可查到其中一篇被引用75次,一篇被引用17次,给免疫功能恢复和重建提供了一个新的很活很野的思路。   在这篇论文之后,有许多类似这一思路的工作,不知是否与L. Adleman客串的贡献有关,笔者是外行,不能擅议,需要请专家来评说。   无怪乎,当NetWorker记者(1996年8月)听了伦纳德·阿德曼的解释后,大呼 “Beautiful theory.” 的确是妙! 感概 :或许,L. Adleman在艾滋病免疫领域的贡献不足说道, 但这说明了三点: ( a) 敢想敢干敢客串。 L.Adleman那年45岁,在中国,是可以申请杰青和长江学者的年龄;他选择了开辟新路, 探索多学科融合的路子,积累了生物、化学方面的基础,为后来在DNA计算方面的创新作好了准备。 (b) 学术环境宽松自由 ,如L. Adleman自己说的,“ 感谢这个的国度给我的科研自由, 允许我按照我认为的最好方式来工作 ” 。设若某管理机构以不容忍这样的跨学科客串,用类似SCI-EI的指标去限制他,可能就没有后来在DNA计算方面的创新了。 (c) 博友不妨取春晚心态。 当客串演员站在这舞台”时,“掌声响起来, 要知道人家也是“经过多少失败,经过多少等待”,宽容地报以笑声,方显出你心更明白。 这是L. Adleman从RSA的高峰,暂时低调迈出跨学科的步伐,再走向DNA计算高峰的真实 历史 ,是在介绍DNA计算之前不能不写的环节。 关于 Leonard . Adleman的系列博文    1 一位狂热科学家的工作照 ( 2 图灵奖得主是怎样炼成的-----侧应钱学森之问 ) 3 他凭什么得到图灵奖 ? (在RSA中的贡献,+RSA科普) 4 一不小心,成了计算机病毒的教父 (科普) 5 奇思妙想,客串艾滋病免疫研究 (科普 ) 6 沧海横流,谁开辟了DNA计算? (DNA计算简介,科普) 其它系列博文的入口 唐常杰博客主页 科学博客主页 参考文献(感谢 博友 eyuepeng 对参考文献的修订) Leonard Adleman, David Wofsy: Selective Depletion Of CD4+ T-Cells Elicits The Production Of CD8+ T-cells In Mice. Abstract. VII International Conference on AIDS. Flourence, Italy, (June) 1991.   Leonard Adleman, David Wofsy: T-cell Reconstitution Following Selective Depletion Of CD4+ T-cells. Abstract. Clinical Research, 39:2, 19. Leonard Adleman, David Wofsy: T-cell Homeostasis: Implications in HIV. JAIDS, 6(2):144-152. 1993. (被引用75次). Leonard Adleman, David Wofsy: Blind T-cell homeostasis in CD4-deficient mice . J Acquir Immune Defic Syndr Hum Retrovirol 1996 Apr 1;11(4):334-40 (被引用17次).
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他凭什么得了图灵奖?
热度 3 tangchangjie 2010-12-7 10:07
他凭什么得了图灵奖---我所认识的L . Adleman (3) (唐常杰) 1 幸运之星照耀有准备的头脑   1976年,MIT的Rivest and Shamir 正在研究基于数论计算复杂性的新型密码技术;他们缺少扮演蓝军的研究者,Leonard .Adleman下列条件使得其他竞争者败下阵去: (a) UC Berkely的 EECS博士学位(文化底蕴与资质); (b) 1975 -1976的三篇关于数论计算复杂性的论文 (课题组急需的内功); (c) 做过银行程序员,而且是编程高手(针对性极强的硬功)。      黑白照片时代的RSA三剑客 彩色照片时代的RSA三剑客       隐隐透出工作的疲惫 笑意写在脸上,洋溢着丰收的喜悦   Adleman本人在多年后(1996年8月)对NetWorker记者说,“我是在正确的地方,正确的时间,碰巧有正确知识的人”( I was in the right place at the right time and, accidentally, had the right knowledge.)   阳光好、土地肥、种子壮;基础、机遇、勤奋和经验,构成一个难能可贵的组合。   舍他其谁也?   他顺利地以讲师职称进入了Rivest and Shamir的密码技术研究团队,扮演蓝军,负责攻击。 2 RSA研究中的蓝军   他们的攻防演习做了43 次 ,前42次蓝军胜,Adleman说,有些方案几分钟就破解了,有的用了几天。第43次,Rivest and Shamir,利用素数与整除性,构造了世界上第一个陷门单向函数,这个陷门之盾(详见本文科普部分),终于挡住了Adleman的才华之矛;用当时的计算机,要 long long time,成千上万年,才能破解。   “红”方终于胜利了,这是红蓝双方的成功。   他们先申请了专利,命名为 RSA公钥密码技术,在加州成立了RSA 数据安全公司,后来这个专利转到了MIT (猜测:因为这是职务发明,专利权归属学MIT学校);1978年在顶级杂志CACM上发表了开创性的论文 ,于2002年三人共获图灵奖。    RSA最奇妙之点在于 ,互不相识的双方在不安全信道上,也能进行安全通信.其思想启发了今天的CA认证服务。因科普内容放在后面,这里暂用淘宝购物来比喻(实际上内涵不同),在淘宝上用支付宝购物,互不相识的买卖双方,通过第三方支付宝实现安全交易。    说到这里,笔者想再次推荐在“ 基础、机遇、勤奋和成功 ”中 中的哪个的积分公式,Leonard . Adleman正是这样一位基础好、路线对,勤奋而又有机遇的人,他成功了。 3 RSA公钥密码的用户感受 先从用户感受来看这一发明的轮廓,把更深的原理放在附录2中,供有兴趣的朋友参考(其实,静下心来,用中学数学知识也能了解附录2的大概思想)。 ( a) 铸剑秘籍和鸳鸯剑 传说中的铸剑师,得到了传说中的铸剑秘籍,制作了一对鸳鸯剑,形如y=f(x)和 x=g(y);这两把剑刚好互为逆函数,即 x=g(f(x)), y=f(g(y)),真个是珠联璧合,天衣无缝;有下列特点: * 如果用y=f(x)加密,则可以用 x=g(y)解密,反之亦然; * 最终用户不必知道铸剑秘籍,就可使用鸳鸯剑; * 如只得到其中的一个,要想造出另外一个,知秘籍者易,不知秘籍者难,需要计算N万年。   天下有这样的铸剑师,有这样的铸剑秘籍吗?   有,而且办了公司,RSA公司就是这样的鸳鸯剑函数公司,批量生产(其生产流程参见附录2),对社会销售。一般人只能买鸳鸯剑函数,而买不到秘籍(正规名称:陷门、可理解为造钥匙的窍门,即一对秘密的大素数,参见附录2)。下面假定我们已经买回三对鸳鸯剑函数。 (b)公钥体制的大致思路 。   设x是明文,y是密文,有a,b,c三个户,他们从鸳鸯剑公司那里买回了自己的鸳鸯剑函数,鸳剑作公钥函数(让地球人都知道),鸯剑作私钥函数(妥善保管),用大写字母表示如下      公钥函数 私钥函数       y=A(x), x=A -1 (y)       y=B(x) , x=B -1 (y) ,       y=C(x), x=C -1 (y) (c ) 用途1:举报罪犯 。 a通过网络 发信息x 给b,举报罪犯c;a当然不希望c知道,操作如下:   a 把密文y=B(x)送给 B,   b 收到密文y后,用x= B -1 (y)解密,即接受者用自己的私钥解密,得到明文x。   即使c截获了y=B(x),也无法理解,因为要构造出函数B -1 ,相当于做因子分解,需要若干年。好像两位客家人用家乡话聊天,旁边的东北人即便听见了,也懂不起。 (d) 问题:举报后怎样领奖? 如果是有奖举报,a凭什么领奖呢? b说,的确收到了举报信息y=B(x), 凭什么说是a举报的呢? (e) 增加发信者指纹 ,要点如下: * 为留下领奖凭据,a做了改进,把举报信息用改成 y=A -1 (B(x)),这好像在信封外再加一层信封; * b收到后,先用a的公钥y=A(x)函数脱去A -1 这层信封;注意,只有A自己才知道私钥函数A -1 (.. ),具有A -1 (…)这层信封的信息只能是A送来的,因此公钥密码体制还有防诬告,防抵赖的作用。 * b然后用自己的私钥B -1 解密。   以上就是公钥密码机制的思想,不需要微积分,需要若干数论中的关于整除性的定理;高三学生静下心来,也能理解思路框架,更多的技术细节的通俗解释在附录中,为通俗,有不到位的地方,请专家指正。 4《红灯记》要与时俱进 传统的密码电报的密钥是密码本,需要单独的安全通道传送。截获与保卫密码本的斗争演绎出了许多可歌可泣的故事。现代京剧《红灯记》描写了抗日战争中,李玉和一家三代为保护密码本的故事,他们不怕牺牲、前赴后继,激励了几代人的革命激情。   在公钥密码体制中,通信双方干脆公开自己的公钥,不怕敌人听到,而私钥静放囊中,不存在长途运送;所以,用人来传送密码本的故事,在未来战争中可能不会有了。   爱国主义的主题是永存的,它将以新的形式存在和表达。在此意义上,《红灯记》也将与时俱进。    附录1 天河一号超级计算机(10 15 次/秒)用穷举法分解200位大素数估计时间。 通常的算法是 n=m (1/2) For (q=2;qn; q++), If (q能整除m) { p=m/q; printf(“m分解为%d 和%d)\r\n”,p,q) } If (q==n) printf(“m本身是素数,不能分解\r\n”) 当m是一个200位的10进制整数时,for循环次数的数量级是10 100 , 用天河一号,每秒千万亿(10 15 )次,还需要10 85 秒, 假定一个聪明人找到一个好算法,把速度再提高十亿亿亿倍(10 25 ),还需要10 60 秒, 一年不到10 9 秒,至少要10 51 年。 ( 一年365x24x60x60=31536000秒 10 9 秒) 附录2 陷门单向函数(鸳鸯剑函数)的制作 下面的科普牺牲了严格性,希能使中学数学兴趣小组的朋友也看懂思路。 (a)双向函数 two-way function   三角函数y=Sin(x)的反函数是x=ArcSin(y),对于基本三角函数,给定原来的函数f(x),不难找到 反函数 f -1 (y), 因为正反都容易,映射来去自由,所以称为双向函数。 (b) 单向函数 one-way function   单向函数y=f(x)有下列性质,如果给定x 1 ,求y 1 =f(x 1 )容易;反过来给定y 2 , 解方程y 2 =f(x) 求x 2 很难。(作为科普,就不费力地描述这个“很难”到底有多难)。 乘法X与逆向运算因子分解InvX就是一对这样的冤家。 给定两个100位的大素数p,q ,做乘法容易,对200位的合数做因子分解是一件难事(若干年)。 附录1给了一个粗略的估计,如果用笨笨的穷举法,用高级计算机分解200位的大数,需要10 u 年,如果某聪明人吧方法加快了十亿亿亿(10 25 )倍,只不过用v=u -25 取代了u,还要10 v 年。不解决根本问题。 ( c) 铸剑秘籍和鸳鸯剑 传说中的铸剑师,得到了传说中的铸剑秘籍,制作了一对鸳鸯剑,形如y=f(x)和 x=g(y);这两把剑刚好互为逆函数,即 x=g(f(x)), y=f(g(y)),真个是珠联璧合,天衣无缝;有下列特点: * 如果用y=f(x)加密,则可以用 x=g(y)解密; * 最终用户不必知道铸剑秘籍,就可使用鸳鸯剑; * 如只得到其中的一个,要想造出另外一个,知秘籍者易,不知秘籍者难,需要计算N年。 (d) 陷门单向函数 one-way function   RSA三剑客就是那个铸剑师;而那个秘籍,又称为陷门(或窍门),是一对大素数。为了做一对鸳鸯剑,需秘密地选一对数量级为10 100 的大素数p,q ,做乘法 n=pq;   利用的整除性技术构造两个依赖于p和q的整数e 和 d ,(技术细节,参见 ), e 和 d 所藏身区间的大小的数量级是10 100 (穷举法搜索就死心了吧)。   有了n,e, d,造出这 一对互逆的鸳鸯剑(函数), 一个做私钥,一个作公钥,如下: y = x e mod n , (做私钥) x = y d mod n (作公钥)   教科书上,利用e,d的具体细节,可验证:x=( x e mod n)d mod n= x ,即 明文x 用 鸳剑 函数加密,而用 鸯剑 函数脱密,最后还原为明文,不失真。   构造不是很复杂,计算起来也不慢;   如只得到了鸳鸯剑之一,想造出另外一个,很难。因为关键是在数量级为10 100 的区间中找出 d或e, 但这需要把n分解为素数p,q, 如附录1的估计,这是难计算问题,现在的技术,要若干年。 利用RSA原理,可开展鸳鸯函数租售业务,一般人只买鸳鸯函数,而不买秘籍(或陷门、即那一对素数),这样,自己都不知道破解法,破解法被窃取的隐患就少一个。 买回的鸳鸯剑,一个做私钥,自己保管好;一个作公钥,让地球人都知道。 参考文献   Leonard M. Adleman, Kenneth L. Manders: Computational Complexity of Decision Procedures for Polynomials (Extended Abstract) FOCS 1975: 169-177   Kenneth L. Manders, Leonard M. Adleman: NP-Complete Decision Problems for Quadratic Polynomials STOC 1976: 23-29   Leonard M. Adleman, Kenneth L. Manders: Diophantine Complexity FOCS 1976: 81-88   . R. Rivest , A. Shamir L.Adleman, A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-Key Cryptosystems, Communications of the ACM, 21(2):120-126,(February) 1978.   博友 dailiangren (评论4)推荐的参考资料 ttp://zh.wikipedia.org/zh/RSA 加密演算法 关于 Leonard . Adleman的系列博文    1 一位狂热科学家的工作照 2 图灵奖得主是怎样炼成的-----侧应钱学森之问 3 他凭什么得到图灵奖 ? (在RSA中的贡献,+RSA科普) 4 一不小心,成了计算机病毒的教父 (科普) 5 奇思妙想,客串艾滋病免疫研究 (科普 ) 6 沧海横流,谁开辟了DNA计算? (DNA计算简介,科普) 其它系列博文的入口 唐常杰博客主页 科学博客主页
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图灵奖得主是怎样炼成的--侧应钱学森之问
热度 1 tangchangjie 2010-12-6 10:13
图灵奖得主是怎样炼成的--我所认识的L.Adleman (2) (唐常杰)   钱学森问:为什么我们的大学培养不出杰出人才? 本文不说“为什么不能”,而说“怎样能”,从另一个侧面响应钱学森之问。将介绍广谱多产且高质的科学家L .Adleman;他幼时非神童,青年时见异思迁,如他自己所说,“非常幼稚和不成熟”,但最后,成长为图灵奖得主。    看看他的成长环境,看看他的人生经历,看看杰出人才的钢铁是怎样炼成的。   赶上了美国的盛世享太平 伦纳德·阿德曼(Leonard M. Adleman)于1945年12月31日出生在一个由电器推销员和银行出纳员组成的犹太家庭。当时二战已结束,美国的综合国力和国际地位都处于一个历史区间的峰值,二战中备受艰辛的犹太人扬眉吐气,憧憬着幸福和繁荣。他的童年是美国经济科技和教育的成长期。    中国的同龄人可没有那么好的童年运气 。65年前,就在阿德曼出生的那一天,五星上将马歇尔在中国过了他退休后的第一个生日,65岁生日,(65后又一个65,真是无巧不成文)。   马歇尔来华目的不是享受退休生活,而是筹备国-共-美的三方会谈和军事协调。时值重庆谈判后两个多月,神州大地战雨欲来风满楼,那以后的三年中国故事,地球人都知道。(本文将借用电视剧中的双线索方法,做四次对比和感慨,希望不影响主线。)       好变好奇一少年 他的小学和中学时期的故事鲜见报道, 我们只能猜测,这位聪明好奇、见异思迁的犹太少年的生活是怎么样呢?像马克吐温笔下汤姆,沙耶,还是像哈克,贝利芬?从已知的佚事,用上一点关于人生履历数据流的聚类方法,有理由猜测,那一定是充满了兴趣、好奇和探索。高中的英语老师辅导他读哈姆雷特,启迪了它,他的生活和理想仍然充满了青春的变数、不确定和见异思迁。在电视上看了Mr.Wizard,他就想当化学家,听了远房亲戚的鼓动,又想当医生,上大学时,游移踌躇中选定了数学,天生一副探索者的身子骨。    I was fun. 下面这段他的话也印证了上述猜测:“Things have never change from when I was little child --going out and doing chemistry…. It never changed. I was fun then, it was fun now (从小就没变,走出去。作化学家……,那时充满了兴趣和好玩,现在也充满了兴趣和好玩)。   不知道他像不像罗大佑在《童年》中唱的,想着“为什么太阳总下到山的那一边”,思考着“山里面有没有住着神仙”,那就是个“这么好奇、这么幻想的童年”。          见异思迁一青年 。 1963年,他毫无悬念地进入了名校UC Berkeley,作为本科教育的第一站,在游移和思迁中,放弃了小时候憧憬的化学家和医生、阴差阳错,不,应是阴 “ 合” 阳 “对” 地、正确地选择了数学。   在美国,职业和个人也是“你选择了我,我选择了你”,设若Adleman去当医生,可能世界上会多一个名医,RSA这项发明则可能被延迟,其第三个字母 “A”也可能改变了,而DNA计算要等另外一个聪明勤奋和运气的、难能可贵的基因组合了。   大学读了5年,1968年获得了UC Berkeley数学学士学位,顺而且爽。       在中国的同龄人就没这样顺爽了,那一年,是文化革命第三年,造反派开始退场、刘少奇被开除出党,工宣队、军宣队进校,中国的在校大学生开始到军垦农场,……      此后,伦纳德·阿德曼,浅试了闯荡社会,做过银行程序员,练成了编程高手(这是他后来扮演RSA蓝军的硬功),一度想进旧金山州立学院攻读物理,刚录取,还没注册,就又改了主意。   他说,那时“不喜欢做物理实验,喜欢思考理性的东西。“   见异思迁和志存高远(或可用有点贬义的词汇 好高骛远,较难界定)是读研前的小伙子们的特色状态,未来的图奖得主L.Adleman也莫能其外,如他自述,当时是“难以置信的幼稚和不成熟 ”。   短时间的且有益的晃荡,练就了程序员高手水平之后,又回到了UC Bekerl攻读博士学位,夯实了坚实的数学内功, 1976 写出了一篇关于数论计算复杂度的论文,获得了电子电气和计算机科学(EECS)的博士学位。      那一年的中国,发生了太多太多的事情:例如唐山地震,例如四人帮垮台,……, 痛苦和新生相继,像凤凰涅槃;艰难和希望交织,似登山观日。在美国的L.Adleman拿到了博士学位,而同龄的中国人求索和思考的主要是“中国向何处去”,还不是学术和技术。……       人生的辉煌 一般地,博士生在指导下做科研,获得了博士学位,才算是独立研究生涯的正式开始。   1976年来到MIT数学系,开始了人生的辉煌 ,1977做讲师,他加入了RSA公钥密码研究团队,扮演蓝军,为这一图灵奖成果做出了卓越贡献(本系列博文之三详述)。   1979晋升副教授,在美国,一般讲师需要5-6年才能晋升副教授,在顶级大学MIT,能两年做到副教授。殊为不易。   1980年到南方加利福尼亚大学(USC),1981年发表从合数中鉴别素数的算法 ,Adman本人认为这项成果超过了他在图灵奖成果RSA中的贡献,是他一生的骄傲,他曾说过,此项成果或可刻在自己的墓志铭上。   1983升教授 ,他的学生弗雷德.科恩(Fred Cohen)那年写出了能自我繁殖的计算机程序-计算机病毒,在讨论班上演示时, Adleman命名其为计算机病毒,一不小心,成了计算机病毒的教父;稍后,发表了深刻的论文 。      那一年,中国迈开了改革开放的步伐,一批利用联合国贷款的中国学者和学生到了USC,为弥补因那特殊年代造成的十年差距,我认识的一些中国学者和学生特别勤奋;为了晚上能半费或免费上机,时不时地在星期二四六只打个盹,星期一三五才睡个6小时的“好”觉;只因中国刚打开久闭的窗户,满眼新奇,令人亢奋。      1985 年,他继Seymour.Ginsburg之后,成为Henry Salvatori讲座教授, (一种荣誉或位置,退休前恒有不须申请的大额科研基金),笔者目睹了他们都每周70小时工作方式。   1991年发表了关于艾滋病免疫机理的数学模型的两篇论文 :建立了数学模型描述艾滋病病毒破坏免疫力的数学过程。   1994年在Science上发表了开创DNA计算领域的论文 (见本系列博文之四)   2002年,他成为第三十七位图灵奖(2002年)获得者(R、S、A三人共享); 如今,接近65岁了,还孜孜不倦的思考,如他自己所说,有时一天工作16小时,连续几周甚至几个月。在著名的DBLP文献库上可以看到,从2002年到2009年他在判定性问题,Infinite Ribbon问题,组合优化方面还有署名第一的文章发表。    L. Adleman的典型语录    我是理论计算机科学家,是一生都异想天开的人。   把有限的智力资源花在正确的问题上.(right question to spend your valuable limited intellectual resources) 没有好问题时,我情愿读魔幻小说。不是忙碌于平凡的工作而错失重要问题的机会。   感谢这个的国度给我的科研自由,允许我按照我认为的最好方式来工作,   当我是小孩子时候,科学是有趣的,现在还是有趣的,我惊奇这个社会允许我这样继续工作一生且给了我好的生活条件养家活口。   可以每天16小时,持续几个月或几年去攻克一个问题,有时是如此的专注,以至于有人进我的工作室时,会把我吓一跳。    从另一个角度议论钱学森之问 钱学森问,为什么我们的大学培养不出杰出人才,L. Adleman的例子,从一个侧面做了响应。 在科学成就上,L .Adleman达到了钱学森所说的杰出人才标准,有过之而无不足。   L .Adleman不是神童,不是金钱的富二代,也不是知识和教育的富二代;不是少年老成,也非从小立大志。如他自己所说,他曾经幼稚,曾经很不成熟,曾经见异思迁;但他最终成长为图灵奖得主。从他的成长过程中,似可悟出:    1 和平、稳定与经济发展的盛世是科学文化人才批量出现的最重要条件 ;上面用类似于视剧的双线索方式,对比了Adleman及中国同龄人的条件。 类似于Adleman成长的条件,在中国晚到了30多年。 想告慰钱老 钱学森大师,我们再稳定地发展十年、二十年(也给我们大致相同的时间,这才公平);先小康了,然后又受教育了的中国人,才有足够的时间去反思、检讨和改进教育体制,中国的杰出人才也会批量地出现。    科学文化人才的零星出现,可以靠家庭环境、个人奋斗和奇遇(如武侠人物)实现,而批量出现一定要安定繁荣的社会大环境。培养人比发展企业更花时间,以中国体育为例,两代人吃饱了、吃好了,第三代人的身体素质上去了,金字塔的底层又广又实,再加上正确方略,奥运亚运冠军就批量出现了。   2 对见异思迁的宽容、对研究兴趣的尊重,是对潜在人才的爱护;   3 素质教育和通才教育出大师;   4 前辈大师对年轻人的扶持,“名师+明师”出高徒,这里的“明”,是开明的明;   5 很多科学家都曾为经费伤透了心,如果能不为科研经费发愁,不年年为申请花去 N%的精力,那真是愉快科研,那真是善莫大焉;   6 神童和学前教育并非必要条件,知识的富二代也不是必要条件。      还有更多的“悟”,请博友们补充。 关于 Leonard . Adleman的系列博文    1 一位狂热科学家的工作照 2 图灵奖得主是怎样炼成的-----侧应钱学森之问 3 他凭什么得到图灵奖 ? (在RSA中的贡献,+RSA科普) 4 一不小心,成了计算机病毒的教父 (科普) 5 奇思妙想,客串艾滋病免疫研究 (科普 ) 6 沧海横流,谁开辟了DNA计算? (DNA计算简介,科普) 其它系列博文的入口 唐常杰博客主页 科学博客主页 参考文献   .Leonard M. Adleman On Distinguishing Prime Numbers From Composite Numbers, Annals of Mathematics, 117, 173-206, 1983. (with R. S. Rumely and C. Pomerance). Leonard M. Adleman,An Abstract Theory of Computer Viruses ,Leonard M. Adleman,Lecture Notes in Computer Science, 1990, Volume 403/1990.   Leonard Adleman, David Wofsy: Selective Depletion Of CD4+ T-Cells Elicits The Production Of CD8+ T-cells In Mice. Abstract. VII International Conference on AIDS. Flourence, Italy, (June) 1991.   Leonard Adleman, David Wofsy: T-cell Reconstitution Following Selective Depletion Of CD4+ T-cells. Abstract. Clinical Research, 39:2, 1991   Leonard M. Adleman Molecular Computation of Solutions To Combinatorial Problem, (Science, 266: 1021-1024, (Nov. 11(Nov. 11) 1994.)
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一位狂热科学家的工作照
热度 1 tangchangjie 2010-12-6 08:36
一位狂热科学家的工作照 -- 我所认识的L .Adleman (1) (唐常杰)   下面这张照片的英文标题是 “A picture of the mad scientist at work“(一位的狂热科学家的工作照,也有人曾把mad翻译为疯狂)。灯光下,图灵奖得主 Leonard Adman(伦纳德·阿德曼)正在南加利福尼亚亚大学的DNA计算实验室中充满激情地工作。 他是一位广谱多产的科学家 , 在 他的下列成果中,普通人若幸有其一,就足以成名: a) 第三十七位图灵奖获得者(2002年,RSA )(详见本系列之三); b) 计算机病毒的教父(1983),他的学生 Fred Cohen,于1983年展示了一个能自我复制且能传染的程序。Adleman在讨论班上,联想起科幻小说,灵感突发,给程序命名为计算机病毒。稍后他们发表了深刻的论文。(详见本系列之四)。 c) 客串艾滋病免疫数学建模,提出了一个反常规的方法(详见本系列之五); d) DNA计算的发明人。1994年在Science 上发表了开辟这一领域的论文(详见本系列之六)。 e) 在数论方面,提出了判别部分素数的方法;他自认为这一工作胜过在RSA中的贡献,准备刻在墓志铭上。 f) 是电脑黑客的影片的科学顾问,如Sneakers(《大盗》或《通天大盗》)等。…….   人们曾经认为,产生像牛顿,罗蒙罗索夫那样的广谱多产高质的科学家的时代绝对地一去不复返了,读了这个系列博文,也许会考虑去掉“绝对”二字。    他是一位不知疲倦的科学家, 如今接近65岁,还孜孜不倦的思考,如他自己所说,多年来,坚持第一线科研,有时一天工作16小时,连续几周甚至几个月。在著名的DBLP文献库上可以看到,从2002年到2009年他在判定性问题,Infinite Ribbon问题,组合优化方面还有著名第一的文章发表。  他是我认识的科学家 。(上 世纪)八十年代初,笔者曾在美国洛杉矶的南加利福尼亚大学(USC)计算机系学习,那几年,该系在全美计算机专业的排名区间是 ,相当不错。该系奠基者是形式语言和数据库理论先驱Seymour Ginsburg,他的研究团队中有三位外来学者:田中克己(Katrumi Tanaka,现日本著名数据库专家之一),现在颇有名气的Rich Hull和笔者。   我与田中的工作室与L.Adleman的办公室相邻,用数据挖掘的行话,我们是Adleman的两个最近邻(2-NN)。在走廊上、在讨论班上,在Ginsburg的办公室里,与他时有交流。   在那如歌如诗如赛场的岁月中,田中和Hull非常勤奋,笔者的上千个日日夜夜最后也凝聚成了在Theoretical Computer Science上的三篇论文。   当时的L.Adleman已是RSA发明人之一,继Ginsburg之后,他也成为讲座教授。我们像仰参菩提树一样向他请教。他是高人,指点之后或许会淡忘,但受教者会铭记终生;也许,他还记得给我们论文支招,还能记得对我的论文思路的“Wild and beautiful”考语。 忆海钩沉却为何 ?笔者把过去的几个PPT改写成此系列博文,虽然是改写,也忙了一个周末;有下列目的: a) 介绍一位多才多艺、广谱多产且高质的科学家; b) 从另一个侧面来响应钱学森之问。在培养杰出人才方面,且不说“为什么不能”,而说“怎样能”,看看杰出人才是怎样炼成的; c) 纪念Leonard Adleman的,在月末的65周岁生日(12月31日); d) 也许是老之将至,最近常忆起S.Ginsburg,他给我们讲过一些Leonard Adleman的轶事,写出来,方不负师生一场的缘分; e) 回答 在博文 “中美学生思维差异、RSA蓝军以及盗梦算法争议与实验 ” 中关于的RSA蓝军的一个问题。 关于 Leonard . Adleman的系列博文    1 一位狂热科学家的工作照 2 图灵奖得主是怎样炼成的-----侧应钱学森之问 3 他凭什么得到图灵奖 ? (在RSA中的贡献,+RSA科普) 4 一不小心,成了计算机病毒的教父 (科普) 5 奇思妙想,客串艾滋病免疫研究 (科普 ) 6 沧海横流,谁开辟了DNA计算? (DNA计算简介,科普) 其它科普 博文 六度分隔的扩展应用--穿越几次见欧拉(科普+科幻) 大数据 与 马航MH370 其它系列博文的入口 唐常杰博客主页 科学博客主页
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清华图灵奖得主姚期智大师的贡献和价值兼论科研体制
dulizhi95 2010-7-2 18:59
清华图灵奖得主姚期智大师的贡献和价值兼论科研体制 姚期智老师是华人里唯一一位图灵奖的获得者,人所共知,图灵奖的档次不亚于诺贝尔。因此,本人对姚老师一直非常崇敬,也算是他老人家的一粉丝吧。大家知道,大明星往往都懂得对自己的粉丝态度友好,不摆架子。 今年 5 月将敝人的拙文 A Polynomial Time Algorithm for Hamilton Cycle and Its Proof 全文通过电子邮箱寄给姚老师,请求于万忙当中抽出时间一看,自信绝对值得大师一看,然而,一直未有回音。后又追加一封 email ,表示哪怕能回几个字也可满足。然就是得不到几个字的回音。最后又打电话联系,都是其助手接的电话,表示已将我的意思转给了姚,会否答复让我等,然一直等不到答复。姚老师系诺贝尔级的大师,很忙而无时间搭理这等事,可以理解,我当然也无权说什么。不过我这人一向喜欢品评天下事,这里冒昧发几句议论,不当之处,万望海涵。 姚老师本为台湾人,年轻时赴美闯荡奋斗,并在美奋斗成功,荣获图灵奖。后来竟令人奇怪地不远万里来到人生地疏的大陆。姚老师离开美国可以理解。我很了解美国,哪里英才众多。你成功了,当时会热一阵;过后你过气了,再拿不出像样的东西,谁也不再尿你。 例如,我曾就读的学校,一老师拿了图灵奖,学校计算机系在美的排名当年即跃升到很靠前的位置。尽管该老师一直未离开,但因未有新的显著点,随后几年,校计算机系的排名迅速回落。该图灵奖的老师非常平易近人,没有架子,不像中华文化出来的人,一有点名气和地位,架子就来了。此老师给我们上的课是计算理论,曾找他问过问题,当然是很有难度的问题。说心里话,在与图灵奖大师讨论问题时,在智商、思维能力包括思维的深度和反应速度等方面,本人丝毫也未感受到压力。 姚老师选择来环境陌生的大陆就不可理解了,难道台湾给不了你大陆所给你的如此高的尊重和待遇吗?姚老师系理论计算机领域的超一流,也在美国呆了多年,中华文化的劣根性在姚老师身上应该没有多少残留啊? 我想姚大师现在日子也不一定好过,压力挺大的。你相当于国家花高代价请来的外籍人士,国家给你的待遇和尊重愈高,你的压力也就愈大,尤其是当你长期拿不出显著创新性贡献的时候。而在需要强力思维的理论计算机领域,一个六十多岁的人要想拿出显著的新东西,恐怕不易。凭着以前的威望和人脉,不时从国外拉一些名人来开几次大会,显摆显摆,那是不能解决实质问题的。开几张十年或二十年培养规划的空头支票亦是如此,你为什么不去跟美国政府说,你要对美国年轻人搞一个二十年培养规划?再说搞这些哗众取宠的东西还得国家掏钱哪,收益呢?我想问姚老师的是,就算: 1 ,你能教给学生所有人都教不了的知识, 2 ,你教学方法的先进性所有其他老师都不具备;但是,只要你改变不了: 1 ,中国传统文化对创新人才的压抑, 2 ,科研环境尤其是社会环境;凭你个人之力,你如何能保证你的二十年培养规划能培养出大师级的人才?靠鼓吹我教的清华学生是全世界最优秀的学生,或花钱为学生买匹萨之类的来讨好学生,那都是小儿科,问题是,多年来,你教出的清华学生,与其他教授教出的清华学生,到底有哪些本质的不同? 营造人才的培养成长和发展环境,是一项庞大的社会工程,需要相应的社会环境,科技经济乃至于政治制度方面的配套。美国一所三流大学,都能出诺贝尔,出图灵,而中国最顶级的清华大学,却只能将一个外来的过气图灵当宝贝供起来,自己是断断出不了诺贝尔和图灵的。原因何在?科研环境,社会环境使然。试想,假使将培育了多个诺贝尔奖的大物理学家卢瑟福搬到文革中的中国来,他恐怕连一个像样的工程师都培养不出来。现在,我们的姚大师竟凭一人之力,以近耄耋之躯,在一个根本不具备基础的社会, 要 在中国建立世界一流研究型大学,并打造中国的图灵之路,吹此毫无保障,毫无实现可能的大牛,实在理解不了目的何在?或许姚先生应建议联合国,将所有健在的 诺贝尔和图灵,再加上沃尔夫和菲尔兹,分派到世界各个国家,一国一个,那么,二十年后,全世界所有国家都会拥有 世界一流研究型大学,拥有 诺贝尔和图灵,沃尔夫和菲尔兹。哈哈,那样的话,世界将何其地美好!当然,最好还是将这些人都请到中国来,以中国高官们的求贤若渴,加上手中所拥有的巨大财力、权力,你们来中国绝对会有满意的待遇。如此,二十年之后,中国将会有一百个哈佛和剑桥,外加一百个诺贝尔和图灵,沃尔夫和菲尔兹! 大家知道,美国有大量过气的诺奖、图灵奖得主,后来长年默默无闻。美国政府绝对没有这样想:因为你曾经拿过图奖、诺奖,所以我给你投大量的金钱,你就能干出与众不同的伟业来。唯独我们的掌权者思维逻辑不一样。倘若美国所有拿过图奖、诺奖的人都像姚大师这样善于发挥余热的话,那么: 1 ,美国的钱光投到这一项上都不够花; 2 ,若够花的话,那图奖、诺奖就不够发了,至少每天要为美国人发一个! 所以,如果你在中国本土上拿了图奖、诺奖,或者培养出了几个这样的学生,实现了国人最喜追求的为国争光,你或可在中国人民面前摆摆架子,否则,有什么架子好摆的? 没办法,这就是中国。行政官员如市长们,喜欢通过搞大型的市政工程来显示政绩;而管科技的官老爷们却喜欢通过引进人才来显示政绩,反正花的都是中国人民的钱。试想哪有比引进曾拿过诺奖、图奖的人才更能显示政绩的?殊不知结果往往是:别人弃之不用的过气人才,你却拿来当宝贝!试问,我们的官老爷们为什么从来没能引进这样的人才,引进之后在中国的土地上拿诺奖、图奖? 同样出自台湾的陈省身数学大师,长期为南开奉献,不仅不要报酬,反而将自己积攒下来的数百万之巨捐赠给南开。我们的姚大师只要能将清华给他的高收益(高报酬加庞大的科研经费提成)捐赠给清华,那就是真正的大师风范了! 给姚老师发 email 的时候,本人原想,以姚大师的优势,再以本人锋头正劲的思维能力,倘若在计算机算法领域能得姚大师简要的点拨和方向性指示,定会有显著的业绩。另外,发 email 的特别目的是:假使姚大师愿花时间好好审审我的论文,并凭自己的威望而加以推荐,那当然最好不过。假使姚大师不愿花时间,只要简单地告诉我:当确信自己是对的,却没人相信时,我该怎么办?可惜姚大师无此气度和胸怀!连回一句话的时间都不愿意花!再说,审我的文章可不是白花时间,对年轻人,绝对能锻炼思维能力,对年老者,绝对有益于其练练脑,以保持思维能力不衰退。 需要郑重说明的是,我找姚大师绝不是想从知识和智慧的角度、从我的算法的对错如否、是否有什么问题或需做什么改进等角度得到姚大师的指点和帮助,对我算法和证明所包含的每一个要素,我都有完全清晰和透彻的把握,这方面绝不需要求助。我想求助的是:凭你的经验告诉我该怎样发表,凭你的威望帮我推荐。若你无此气度和胸怀,也没什么,总有云开日出的时候。 再次申明,发此贴的目的不是为了谈论姚老师,姚大师的成就世所公认。我的目的是: 1 ,还是同前,留下痕迹。 2 ,一个没有敢于挑战大师勇气的人,是不可能搞得了 NP 的。换言之,中国人惯有的对权力和权威的奴性,包括环境对敢于出头者惯有的压制,决定了中国本土上难以出创新型人才!
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[转载]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
annehuang 2010-3-21 13:09
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Zieglers 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。 引用地址: http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/3/229434.shtm 作者:苏椰 来源:新京报 发布时间:2010-3-14 10:58:21
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近看图灵碗 (8. 我就是上帝) (上)
songshuhui 2010-2-11 14:09
苏椰 发表于 2010-02-11 0:56 过年了,苏椰特意叮嘱编辑们先把这个系列的第八章发出来,理由之一是大过年呢,8是个喜庆的数字。真没想到最年轻的松鼠还会从这个角度为读者细心考虑,那就成全他8,让我们在这部专辑里暂时做一次穿越,先看看第九只图灵碗背后有怎样的故事。 密尔沃基市,是美国威斯康辛州最大的城市。1938年1月10日,圣诞刚过不久,密尔沃基市民像往常一样平静地生活着。咖啡店里,有人在议论着罗斯 福总统的救市新政策,有人在议论着到底该不该限制公民持枪。而更多的人呢,则一边品尝着密尔沃基闻名全国的啤酒,一边听着广播里面的实时战况:侵华日军登 陆青岛了。谁也没有想到,这个平静的日子将载入这座城市的史册。这天,密尔沃基路德教会高中的一名印刷管理员,高兴地迎来了一个健康的儿子。他为儿子取了 一个响亮的名字,这个名字在不久的将来,成为了计算机编程艺术的旗帜:Donald Ervin Knuth。 为了方便讲述,请各位读者允许我先剧透一件39年后的事儿。在1977年Knuth造访中国前夕,姚期智的夫人为他取了一个中文名字:高德纳。在下面的故事里,我们就使用这个名字来称呼他。 高德纳天资聪颖,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Zieglers 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,可他却远远低估了小选手的能力,高德纳令人惊讶写出了4500多个单 词,毫无疑问地获得了冠军。他为学校赢得了一台电视机,还为每个同学赢得了一只棒棒糖,他的赛后感言是,我还能写出更多。 高德纳的高中就读于他父亲所在的路德教会高中,在这期间,他发表了此生第一篇学术文章。尽管如此,但这个充满了才华和个性的年轻小伙,并没有把心思 放在科学上,他的主业是音乐和作曲。他的老师,甚至包括他自己,十分怀疑他将来进入大学后,是否能够顺利学习数学。这种想法给高德纳造成了不小的自卑,尽 管他的平均分是学校历史上最高的。不过有句话说,真正的天才是1%的灵感加上99%的汗水,这话用在高德纳身上毫不夸张,18岁的他,在进入大学之后,丝 毫没有向数学屈服,而是花费无数的课余时间,大量练习数学难题,这种努力的劲头再加上他的天份,使他很快就在数学方面超过了其他同学。其实我们与其关注一 些科学家们不可模仿的机会和天赋,莫不如更关注他们如何面对困难和挫折。高德纳告诉我们,没有什么过不去的坎儿,方法就是抓紧时间干活。 高德纳就读的大学是凯斯理工学院,在这里他接触了IBM650计算机,这导致高德纳的音乐家梦想一去不复返,科学天赋终于重新占领了他的心扉。 1956年,在他第一次使用IBM650之后,他就躇踌满志地相信,说明书上介绍的程序,一定比不上他自己编写的。于是高德纳开始学习编程,他的第一个程 序是因数分解,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。这件事还吸引了CBS电视台的报道,后来高德纳、球队教练和IBM650的一张合影,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,大家来做个减法吧,算算高德纳此时年岁几何。 随后,高德纳从五大湖区,来到了美国西南岸,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,他对外提供软件服务,为各种不同机 器设计各种稀奇古怪的编译器,曾经一个程序卖到5000美元。最值得一提的,就是他对ALGOL60编译器提出的测试方法。不知道大家是否还记得 ALGOL,这盏批量生产图灵奖的阿拉丁神灯。当时我们介绍过,ALGOL60的设计目标要求支持递归,而在设计编译器时,对递归的处理是很复杂的,所以 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,俗名是男人就得-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,否则就只能算小男孩。 1963年,25岁的高德纳顺利拿到了博士学位,并留在伯克利任教。在毕业前一年,虽然还是研究生,但高德纳已经因为设计编译器而响誉计算机行业。 于是著名的Addison-Wesley出版社与他约稿,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,但您看看高德纳是何许人也, 不久之后,他简直把这件事做成了一件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,在此期间他又是毕业,又是教书,终于人家 出版社急了。编辑找到高德纳,说这都四年了你写了多少啊,高德纳说,才写3000页手稿。编辑大囧,忙问都3000页了你怎么还不交,高德纳答曰,急啥, 我还没写到正题呢。编辑彻底雷住了,说那你出个多卷本吧 《计算机程序设计艺术》,就这么诞生了。 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,要写出一部与牛顿的《自然哲学的数学原理》相媲美的传世巨著。 他一开始计划了六卷,后来觉得这个数字不怎么好,又改成了七卷。1968年,《计算机程序设计艺术》(The Art Of Computer Programming,江湖人称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。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,确保自己能够解决里面的每一个问题。然而,高德纳本人的 说法却比盖茨犀利多了:要是看不懂,就别当程序员。 就在这同一年,高德纳跳槽到斯坦福大学,并当上了教授,一边带博士,一边继续写书。一年后,TAOCP第二卷《半数值算法》正式出版,又过了三年, 也就是1973年,第三卷《排序与查找》也相继付梓。这三卷书立即被计算机界惊为神作,在那几年之内就卖出去了100多万套,至今仍然是编程书籍中的最高 经典。有一些对我们来说巧妙得不能再巧妙的算法,在这三卷书中顺手掂来,比比皆是,这个我们等会再说,现在有件要紧的事儿。按照高德纳的计划,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,他们做了一件前所未有的事。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,然而高德纳却是例外,在他的七卷本刚刚写完三卷时,ACM便决定立即为其颁发图灵奖: 授予高德纳图灵奖,以表彰其在算法分析、程序设计语言的设计和程序设计领域的杰出贡献,特别是其著名的《The Art of Computer Programming》系列丛书。 这是1974年的ACM图灵奖颁奖词,高德纳捧走了历史上第9个图灵碗。这对高德纳来说,无疑是个殊荣,因为这一年他只有36岁,直到现在,他仍然保持着获奖年龄最小的纪录。 我们故事才讲到一半,可天才的高德纳却已经得到了图灵奖。各位读者可能要问,那下面还讲啥,他无非就是接着写书,接着带博士,就别废话啦。您要是这 么想,那就大错特错了,他要是那么做,他就不是高德纳。提前剧透一下,这个看上去顺理成章的计划,很快就被打破了,计划中的七卷本,直到今天都没有完成。 欲知发生了什么,且听下回分解。
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近看图灵碗 (一. 从苏黎世到巴黎) (下)
songshuhui 2010-2-11 13:51
苏椰 发表于 2010-01-31 7:30 1960年新年刚过,浪漫之都巴黎正是白雪皑皑的冬天。游客们缓缓登上埃菲尔铁塔,鸟瞰美丽的花都,弥满着四处纷飞的雪花,陷于一片朦胧。 这时候,ALGOL58已经诞生一年多了(58年末至60年初),佩利、巴科斯等主要参与者们,都在实践当中对新语言有了新的体会。革命的脚步不会停下,很快,他们集合了紧密团结在ALGOL58周围的13名计算机科学家,来到巴黎,再次对语言设计进行讨论。尽管苏黎世会议的大部分老朋友都又来到了巴黎,然而这次研究会的主角儿,对我们而言却是一个新面孔,他是丹麦计算机科学家诺尔(Peter Naur)。 诺尔1928年出生在丹麦,29岁获得了天文学博士学位,后来在哥本哈根天文台工作时,为了计算天文数字,他设计了丹麦第一台电子计算机DASK。诺尔是一位兼具才华与情趣的科学家,读者不妨检索一下他发表的学术论文,涵盖了天文学,计算机科学,古典音乐,心理学等诸多领域,是学术界当之无愧的一名男子全能选手。就在巴黎会议召开不久前,诺尔进入了丹麦计算研究院工作,并为玻尔研究所授课,同时还被选为了欧洲语言设计小组成员。尽管如此,这时诺尔的主要兴趣仍是天文学,计算机对它来说,不过是研究天文的工具。 主角儿到了,那就让会议开始吧。还记得苏黎世会议上提出的巴科斯范式吧,巴黎会议的首要任务,就是继续完善这个范式,诺尔在第一局就立了大功。为了更清晰地描述下一代ALGOL语言,诺尔对巴科斯范式进行了大幅度的简化,缩减了它的符号集,如今使用的巴科斯范式,均是经过诺尔改进后的。后来高德纳(Donald Knuth)指出,应该将巴科斯范式改称为巴科斯-诺尔范式,以肯定诺尔为其做出的贡献,然而谦虚的诺尔却并不乐意这样。在《人类行为计算》一书中(这本书记载了诺尔为计算机科学所做的大量贡献),诺尔曾说,我没有打算要把我的名字加进去,其实我觉得,它叫巴科斯范式挺好的。 范式并非难题,随着诺尔的工作,很快就通过了,13位代表开始讨论新一代ALGOL本身的设计。这次会议,大家吸取了上次苏黎世的教训,要求坚决不能再留下争议,对每一个细节都不能含糊。于是,每名代表都铆足了劲儿,进行了旷日持久的讨论,整个会议竟然持续了半个多月才闭幕。后来佩利回忆这次巴黎会议,他说最大的感觉就是累,实在太累,感觉简直就是没完没了。而且像上次一样,这些人论战起来丝毫不留情面,很多人的想法刚说出来就被彻底否定,一点翻身机会都不给。佩利说,这13名代表的精神头儿实在令人感叹,在那半个多月里,他们每天一见面,个个都像打了鸡血。 13个人马不停蹄地论战半个月,平均下来,每个人要叭啦叭啦说上一整天还多。然而,他们的努力却没有白费,这次会议终于终一了意见,完整地规划出了新一代ALGOL语言,按照年份,命名为ALGOL60。在会议的最后,由诺尔对此进行总结,整理会议讨论出的ALGOL60的所有特性,形成了后来名扬江湖的《算法语言ALGOL60报告》。这个总结工作充分体现了诺尔的才华和巴科斯范式的力量。在这之前的编程语言,是由编译器代码来描述的,既冗长又混乱,学习起来很有难度,而且非常难以在人类之间进行交流。这就好比你买了一部手机,发现附带的说明书很有特色,是这个手机的全部电路图,请你根据这些图来学习使用手机。当时学习编程,就是这么尴尬,但诺尔改变了这些,他首开先例,使用巴科斯范式对语言进行定义,用人类语言精心措词,短短17页报告,简洁优雅至极。这份报告成为了计算机科学史上的名作,它完整地描述了ALGOL60语言的所有特性,却不依赖任何机器细节,便于在人类之间交流编程语言第一次拥有了使用说明而不是电路全图。诺尔的这项工作,改变了此后描述编程语言的方式,直到现在仍在使用。 巴黎会议,诺尔一鸣惊人。这个来自童话王国,热爱古典音乐的天文学家,站在这里告诉世界,计算机科学也可以很美的。 各位读者,我们已经从苏黎世的春天,一路走到了巴黎的冬天,ALGOL语言的正式版本终于被确定下来了。接下来要做的,就是把它付诸实践。冬去春来,万物复苏,1960年夏天,荷兰计算机科学家狄克斯特拉(Edsger Dijkstra)开发出了ALGOL60的编译器,ALGOL正式登上了计算机科学的舞台。随后,佩利将它引入了大学的课堂,在那个计算机科学的初始混沌期,此举一下子让无数的人们看到计算机科学到底应该是什么样子(哇塞,原来不是电路全图耶~)。狄克斯特拉说,这是一个伟大的标志,这标志着计算机科学真正地诞生了,ALGOL60是个绝对的奇迹。在接下来的30年里,ALGOL一直是教课书和学术界用来描述算法的不二之选。 说到这里,按照学习编程的惯例,认识一种语言,要先看它的Hello,world样例。下面就是ALGOL60的例子,我们共同一睹这个绝对的奇迹芳容如何。没有学习过编程的读者不必担心,这段程序的功能,就是在屏幕上显示一行Hello,world!,要是您实在看得一头雾水,那就直接跳过这些蝌蚪文,我保证不会影响您享受接下来的旅途。当然,我相信以ALGOL语言的优美,一头雾水的可能性并不大的。 BEGIN DISPLAY(HELLO WORLD!) ; END. 值得注意的是,这个写法并不唯一,因为ALGOL60仍然保持了ALGOL58的那个奇怪特性:分成文言文和白话文。事实上,ALGOL60主要是在ALGOL58的基础上改进得来的,所以它在许多地方都继承了ALGOL58的特性。如今,很难再找到编译器来让这段程序跑起来了,因为半个世纪荏苒而逝,时代的浪潮不饶人,想让ALGOL复活,已经不太可能了。然而,ALGOL的灵魂却从未离开,它简洁而优雅的定义(这主要归功于诺尔),影响了后面一系列编程语言的设计。ALGOL提出的许多概念都被后来的编程语言沿用,例如代码块结构这些我们习以为常的编程方式,都是由ALGOL率先使用的。包括C和C++在内的大部分五星级上将语言,都因为师出 ALGOL而被称为类ALGOL语言。可以说,ALGOL直接影响了整个计算机科学界和工业界的发展,影响之程度深入骨髓,而且至今经久不衰。 好了,我们旅途的第一站已经游览完了,不知这一路上大家感觉如何,是否感受到了瑞士的美丽和法国的浪漫,是否感受到了巴科斯揭竿而起改造编程语言的决心,是否感受到了佩利在语言设计和教育方面的高瞻远瞩,是否感受到了诺尔才华横溢的优雅气质,是否感受到了舌战群儒半个多月的激烈气氛,是否感受到了两次会议每名代表的聪明才智,是否感受到了ALGOL是一个绝对的奇迹。现在,女士们先生们,让我们屏住呼吸,颁奖的时刻到了。 那位认为IAL绕嘴又狂妄的艾伦佩利,因为在卡内基和普渡创建了计算机专业,并在ALGOL早期发展中带队做了大量工作,于1962年当选为美国计算机学会(ACM)主席。四年后,也许是近水楼台先得月,佩利成为历史上首位ACM图灵奖得主,捧走了历史上的第一个图灵碗。ACM对他的颁奖词是: 授予艾伦佩利图灵奖,以表彰其在高级编程技术及其编译器构造领域的影响 。 五年后,佩利再次跳槽,来到了耶鲁大学,连任多届计算机科学系主任,期间还一度执教于加州理工大学。1982年,退休后的佩利返老还童,写下了一系统关于编程的幽默,发表于ACM的SIGPLAN期刊上。其中他写道,如果你给别人讲解程序时,看到对方在点头,那就拍他一下吧,他一定是睡着了。 1990年2月7日,佩利因心脏病在纽哈芬去世,享年68岁。 还记得这场绝对的奇迹的导火索、不爱学习、后来在IBM揭竿而起的巴科斯吗?在佩利获得图灵奖11年后,1977年10月17日,巴科斯也凭着ALGOL的设计工作,在西雅图ACM年会上获得了图灵奖,捧走了第14个图灵碗。ACM对他的颁奖词是: 授于约翰巴科斯图灵奖,以表彰其在高级编程系统,程序设计语言规范的形式化定义方面所做的贡献。 巴科斯随后发表了获奖演讲,不知是不是因为他最初提议设计新语言时,曾经遭到冯诺伊曼的反对,从而对冯诺伊曼记恨在心(哈哈开个玩笑),他演讲的题目是《程序设计能从冯诺伊曼形式中解脱出来吗?》。2007年3月17日,巴科斯在美国俄勒冈州的家中去世,享年82岁。 已经两个了,可是还没有结束,我们一定没有忘记后来出场的那位才华横溢的科学家诺尔,他的图灵奖比前面两位来得似乎晚了一些。2005年,已经77 岁高龄的诺尔,在ALGOL60报告发布的45年后,终于等到了迟来的图灵奖,捧走了第50个ACM图灵碗。ACM给诺尔的颁奖词是: 授予彼得诺尔图灵奖,以表彰其在定义ALGOL60程序设计语言方面的先驱性工作。 虽然他的图灵碗迟到了40年,但是以诺尔的淡泊和平和,我们不难想见,他不会太介意的。 计算机科学早期的程序语言设计,是一项很艰难的工作,在这十多位科学家的努力下,创造了ALGOL这个绝对的奇迹。其中,上面这三位直接因为 ALGOL捧得了图灵碗,事实上参加巴黎会议的13名科学家中,还包括麦卡锡(John McCarthy),他后来因为在人工智能领域的杰出贡献获得了图灵奖,我们将在后面单独欣赏他的工作。为ALGOL60开发编译器的狄克斯特拉,也紧跟着麦卡锡,作为一位编程艺术大师而获得了次年的图灵奖。ALGOL,它就像一个阿拉丁神灯,亲手触摸过它的寥寥十几位科学家中,先后5位捧得了图灵碗,戴上了计算机科学界的最高桂冠,从这个意义上来说,它真的是一个绝对的奇迹。 (第一章完)
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近看图灵碗 (一. 从苏黎世到巴黎) (上)
songshuhui 2010-1-25 12:29
苏椰 发表于 2010-01-24 22:43 我们的旅程从世界花园瑞士开始,1958年5月27日,苏黎世过完了六鸣节,到处春暖花开。就在4年前的这个季节,图灵离开了人间。 这一天,一场8个人的讨论会将在苏黎世召开,没有花,没有酒,连个专门的会议名称都没有。会议桌的一边,是美国计算机学会(ACM)的4名代表,另 一边是德国应用数学和力学学会(GAMM)的4名代表,索性把地点和双方名称连起来,就叫苏黎世ACM-GAMM会议。后来的历史将会证明,这场毫不隆 重、甚至不太圆满的会议,改变了此后的计算机科学,特别是对于1922年成立的GAMM来说,这场会议几乎成了它唯一的光辉事迹。8名代表陆续抵达了苏黎世,他们将要在此讨论,规划一种新型的编程语言,叫作国际代数语言(IAL)。 在电子计算机刚刚出现时,想让它干活十分不容易,关键的问题就在于,计算机听不懂人类语言。既然没法让计算机说人话,人们只好使用机器语言跟它们沟通。 左手是电线,右手是开关,这就是最早的机器语言(图为1946年的ENIAC计算机)。程序员先在纸上把程序设计好,然后进行持续数周的扳开关和接 电线的工作,读者如果做过数字电路的课程实验,就能体会到那是怎样的麻烦,万一哪根儿线断了,排查起来那就是恶梦的样板。后来,程序员们有了新方法,把程 序设计成打孔卡片(有孔没孔就是二进制),于是编程的主要工作变成了打孔,大家要是有兴趣,把自己身份证号码转成二进制,打在纸条上,看看是什么滋味。打 一个数尚属不易,打一个程序就不难想象了。再后来,冯诺伊曼提出的存储程序实现了,人们把程序像数据一样保存在机器里,随时调用,编程从这时起才正式变成 脑力劳动。但别高兴得太早,虽然不用接电线和打孔,但编程还是要用0101001111,就像《麦兜的故事》里面麦太太说的,鸡包纸包纸包鸡包鸡包纸包再 包鸡鸡鸡。这种程序,编的时候只有作者和上帝能看懂,过一阵子之后,恐怕只有上帝能看懂了。随后,人们把一些常用的指令用一些助记符来代替,有了 ADD、MOV这样的写法,形成了汇编语言,但本质上跟鸡包纸包鸡还是同一码事。 1953年,IBM公司的巴科斯(John Backus)再也忍不下去了,这哪里是编程,这不跟受刑一样么。他揭竿而起上书董事长,要为IBM704系列计算机开发一种新型编程语言。号称计算机之 父的冯诺伊曼当时是IBM的顾问,他坚决认为这个提议十分不靠谱,但也许是应了有心人天不负,董事长Hurd同意了这个计划。 巴科斯1924年出生在美国费城,他的父亲是一家火药公司的员工。巴科斯小时候不爱读书,勉勉强强混了个中学毕业,进入弗吉尼亚大学学习化学,成绩 依然很不好。二战爆发后,巴科斯参加了美国陆军,在Haverford学院(这可不是哈佛)接受医疗训练,准备治病救人,结果别人没救成,倒是发现自己长 了一个脑瘤,于是接受了手术。后来,巴科斯打算当一名无线电技术员,在训练过程中,突然对数学产生了极大的兴趣,于是进入哥伦比亚大学学习数学,于 1949年获得硕士学位,进入了IBM公司工作。 巴科斯开发新语言的提议得到了批准后,立即组建了一个开发小组,并担任组长,主持开发工作。1957年,第一套Fortran语言诞生了,尽管呱呱 坠地时哭声不响,第一次演示就出了编译错误,但还是坚强地活了下来。本文不是编程教材,对于Fortran的具体细节,就不过多叙述了,但是我们要记住这 个名字,因为它是非常耀眼的。Fortran是世界上第一个被正式应用的高级语言,所谓高级语言,是说它的语法更接近人类语言,而不是鸡包纸包鸡。从此以 后,程序员不必再背那些枯燥的机器码,只需用IF (x 0) THEN x = 0这样的简单易懂的方式编程,可想而之它的推出让人多么兴奋。在电影《硅谷海盗》中,微软CEO鲍尔默讽刺说,要想激起比尔盖茨的性欲,必须这样叫 床:Oh!Fortran~Oh~For~~Tran~。直到如今,经过多年改进的Fortran仍然在计算机界占有一席之地,不知道知天命之年的 Fortran是否会记恨,当年冯诺伊曼差点把它掐死在摇篮里,戏剧的是,就在第一套Fortran诞生之前两个月,冯诺伊曼因癌症去世了。关于Fortran就先说到这里,尽管它光辉夺目,但对于本文来说,它只是配角。在上世纪 50年代末,编程语言的矛盾已经白热化,并非Fortran一己能够力挽狂澜。况且Fortran本身还有一个严重缺陷,它为IBM704而生,依赖特定 的机器型号,很难移植到别的机器上。革命尚未成功,同志仍需努力,在这个时候,ACM和GAMM都对编程语言有一些想法,于是他们决定坐在一起讨论讨论, 规划一种更好的语言。苏黎世讨论会就是在这样的背景下召开的。 Fortran语言之父巴科斯这回又没闲着,作为ACM的代表之一,他也来到了苏黎世,想再次参与锻造新刀。这次制定语言,主要有两个原则,第一点 毫无疑问,要使它更容易被人类理解,这是一直以来的革命方针;第二点,是要弥补Fortran的一些不足,主要是要具有通用性,兼容不同型号的机器。 讨论会开始了。由于只有8人,不必拘泥形式,再加上诸位代表都是理工背景,说起话来锱铢必较,这场讨论,注定激烈无比。 为了描述即将诞生的国际代数语言,巴科斯用他带着重重鼻音的费城口音,首先提出了一套用来描述语言的语言,称为巴科斯范式。我们知道,学英语的时 候,有一些主+系+表之类的句套子,对学习英语有很大帮助。对于计算机语言,也需要这样的句套子来描述它,巴科斯范式就是为了描述IAL而提出的。当 然这个范式并非这么简单,它也能描述其它编程语言,甚至一部分自然语言,是一套非常了不起的设计。 有了巴科斯范式,8名代表你一言我一语,将自己在设计语言方面的经验倾囊而出,开始制定国际代数语言的标准。正所谓众口难调,每个人都对自己心中的 新语言有着自己的观点,大家很快就陷入了争执,谁也不让谁,抢着用飞快的语速反驳对方,屋里的空气陷入了紧张,一个接一个的IAL、IAL、 IAL飘在空中,不停地游荡。这时,ACM小组的主席艾伦佩利(Alan Perlis)突然瞪着圆圆的眼睛大声说:停!你们难道没发现IAL这个词很绕嘴吗? 佩利比巴科斯大两岁,1922年出生于美国匹兹堡,与巴科斯的家乡费城同在宾夕法尼亚州,俩人也算是半个老乡。佩利虽然出生在愚人节,但他一点儿也 不笨,比起巴科斯,佩利可算是年轻有为。无巧不成书,佩利初入大学时也是化学专业,他在21岁时,获得了卡内基理工学院的化学学士学位,这个学院就是现在 美国计算机专业排名第一的著名学府,卡内基梅隆大学。与巴科斯巧合的是,刚刚走出大学校园的佩利,看到满街都是征兵海报,看到山姆大叔紧盯着他说I want you,看到珍珠港事件后神经绷紧的美国,也选择了参军。更加惊人的巧合是,佩利也是在服役期间突然对数学产生了强烈兴趣,并转而攻读之。1950年, 他在麻省理工学院获得了博士学位。两年后他来到普渡大学,出任普渡大学计算中心首任主任,在普渡安装了IBM CPC计算机,并为其设计了一个叫作IT(Internal Translator)的编程语言。过了四年,这个毕业才6年的34岁年轻人,又一跃当上了卡内基理工学院第一任计算机科学系主任,为卡耐基配置了IBM 650,顺便把IT语言移植到650上。这些工作使佩利在程序语言的设计方面,有了许多经验和体会,所以在ACM成立这个程序设计语言委员会时,佩里坐上 了主席的位置。诸位读者,假如这个惊人的成长步伐让您吃惊,那您可要好好地适应一下了,在我们这个系列的文章中,比比皆是这样的天才人物,会让您脊背发 凉。 言归正传,我们刚才说到,佩利在讨论时,认为IAL这个词很绕嘴。假如他懂一点中文,没准还会发现,这个词一旦读快起来,很像汉语中的哎 哟。佩利扶了一下眼镜,继续说道:我想不明白为什么要起这么个名字,不但很绕嘴,而且狂妄自大,不就是个语言么,何必扯虎皮做大旗,叫什么国际语 言?佩利此言并无它意,然而他一心只顾着说,没有注意到身边的巴科斯此时已是脸红耳热,巴科斯所在的公司,早在1924年还在卖人口统计卡片的时候,就 狂妄自大地改名叫作国际商用机器公司。 尽管佩利认为IAL这个名字既绕嘴又狂妄,但其他代表却觉得这个名字好听又大气,再说这又不是什么要紧的事,何必在这上面浪费口舌。这件事情仿佛成 了插曲,直到五天后会议结束时,新语言的名字仍然是IAL,并写进了会议总结。也许这些代表怎么也没预料到,佩利在一年之后,还是执意改掉了这个名字,他 们更没预料到在多年之后,新的名称将以烫金大字铭刻在计算机科学的历史上,而IAL却鲜为人知。 取代IAL的新名字,叫作ALGOL。这是ALGOrithmic Language的缩写,即算法语言。后来Bauer强调说,ALGOL这个名字,是Bottenbruch最先提出的,这两位都是苏黎世讨论会的德国代表。 除了名字没有达成共识之外,最终大家对新语言的句法也没能统一意见,苏黎世ACM-GAMM会议带着许多未尽的争议,在1958年5月1日草草落下 了帷幕。然而,对于这些科学家来说,事实胜于一切雄辩,绝不能陷入驴子的困境。会议结束后,他们立即投入到实现新语言的工作中既然分歧不能解决,那就 干脆两种都做出来再说。他们成立了一个ZMMD小组,旨在开发一种ALGOL语言的编译器,ZMMD这个名称的由来,是其几位组员以及他们使用的一台 Z22计算机分别所在的四个城市的开头字母。 请计算机专业的读者们在此稍息片刻,容我给其它专业的读者稍微解释一下什么是编译器。前面我们说过,因为计算机没法理解人类语言,我们需要用机器指 令来编写程序,我们现在有了高级编程语言,不必使用麻烦的机器指令,这并不是因为计算机学会了人类语言,而是因为我们请了一位翻译。简单地说,它能够把高 级语言翻译成机器指令,既使我们不用再做那些机械劳动,也能满足机器们的冰冷胃口,这个翻译就是编译器,它本身也是一套程序。好了,大家回回神,继续我们 的故事。 就在不久之后的1958年年底,欧洲的冬天到来了,世界各地的游客纷纷来到壮丽的阿尔卑斯山,体验激动人心的滑雪运动。就在这个冬天,在ZMMD小 组的努力下,第一套ALGOL语言及其编译器成功地开发出来了,按照年份,命名为ALGOL58。好玩的是,ALGOL58有三种不同版本的语法,在实际 编程和书面表达时写法是不同的,有点像汉语分白话文和文言文,其差异之大,连小数点的写法都不一样。由于巴科斯的参与,ALGOL58既继承了 Fortran的许多优点,又弥补了Fortran的许多不足,一度使Fortran的地位面临着严竣的挑战。这里我们不详细介绍ALGOL58的样子, 它的生命实在太短暂,很快就退出了历史舞台。因为,就在一年多以后,ALGOL58的创造者,包括巴科斯和佩利等,对这种新语言有了许多新的体会和感受。 1960年1 月,他们召集了其他几位参与ALGOL工作的计算机科学家,来到了浪漫之都巴黎,再次召开了一场关于ALGOL语言的研讨会。 (未完待续)
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近看图灵碗 (0. 引言)
songshuhui 2010-1-25 12:03
苏椰 发表于 2010-01-17 23:26 人们总是这样介绍图灵奖:这是计算机科学界的诺贝尔奖。不难看出,诺奖已经彻底符号化了,这个名词本身,就代表着知识界的顶峰,相比之下,其内容已是次要。用它来形容图灵奖,就暗藏了一个可怕的隐喻,图灵奖也将被符号化,人们只关注它的象征意义,而不是它背后的那些天才成果。所以我不喜欢这个比喻,却更想这样解释图灵奖:它代表着计算机科学历史上,那些最耀眼的杰作。 不知道有多少有心人留心过图灵奖的奖杯,那是一个银碗,外形朴实得很,但色泽却光彩夺目。 这种亮得晃眼的碗,中国古代也有一种,就是定窑的白瓷碗。现在几乎公认,宋瓷是中国瓷器艺术的巅峰之作,定窑作为宋朝的五大名窑之一,在艺术上的造谐是极为杰出的。可是,当朝皇帝却不喜欢定窑的碗,本朝以定州白瓷有芒不堪用,就因为它太亮,没法用。 图灵碗也是有芒不堪用,它们太亮太耀眼,几乎没有哪项图灵奖的成果,能够直接应用于日常生活。但是,正如这并不妨碍定州白瓷成为艺术极品,图灵奖的作品,也同样值得我们拿着放大镜细细品味,感叹它们的美。计算机科学不是关于计算机的,它也不只是一门科学,的确,它是一门艺术。 掐算下来,从1966年到2009年,图灵奖已经走过了近半个世纪,这也是计算机科学走过的半个世纪,获奖成果串连起来,就是一部计算机科学史。这条旅途跌宕起伏,光影变幻,人类历史上从没有过哪个学科,在破壳而出后的短短半个世纪里推进如此之远(如果不把量子物理看成独立学科的话)。 接下来,我们大家就结伴同行,去近看这55个图灵碗。它们中的每一个,都是铭文清晰,包浆温润,我索性客串一名掮做,为大家逐一解说这些令人享受的巧夺天工之作。那些捧得图灵碗的大师,每一位都是成就等身,篇幅所限,我们不能历数,只介绍他们直接赢得图灵奖表彰的工作。在这些前贤面前,我是走狗一只,初出茅庐,还不知两分天下,所以文中错误难免,还请读者海涵。 好了,来,让我们开始吧,先屏住呼吸,将时间拨回1946年好好好,我知道计算机科学人士看到这个年份就不耐烦了,那我们就再将年针拨一圈,来到1958年。对1946年之后几年的计算机发展史不熟悉的读者也别着急,需要提到的知识,我们都不会漏掉的。好了,睁开眼睛,旅途从这里开始了。 (未完待续)
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牛年,NDBC在南昌刷新成绩
tangchangjie 2009-10-21 11:40
----在数据库学术会议NDBC2009的总结发言 (说明:2009.10.16—18,中国数据库学术会议NDBC2009在南昌胜利召开。受数据库专委会指派,作了大会总结发言。因相关人士索取讲稿,现将当时用的手机上的简目补成了这份较详的提纲,保留了小部分口语元素,加了几张照片在后面。) 十月南昌,金风送爽。此时此地,场外银桂飘香,场内充满活力;套一句歌词:“流动中的魅力充满着朝气”, NDBC在南昌刷新成绩。今年的NDBC很成功,……,原因:天时、地利、人和。 1 天時 。 今年是牛年,又逢国庆六十周年,1949年也是牛年,历史告诉我们,牛年大吉。 昨天大会报告上,日本的yasushi教授谈挖掘对象的情感语义。设若给他一幅牛图,可否挖掘出下列语义?(1)勤恳耕耘(传统语义),(2)蒸蒸日上(有股票后的新增语义,需动态、增量地挖掘);以下的“牛”,都含这两层意义。UCSB苏建文教授在大会报告中提醒,今年又是关系数据库模型提出40周年,国际数据库界正在纪念,或正在准备纪念这一大事件。关系数据库模型提出者E.F.Codd是超级牛人,从提出理论到1981年获图灵奖,多少艰辛有谁知?维基百科有介绍,……; 国庆六十周年+牛年+纪念数据库界牛人,NDBC2009的时态环境真的很牛。 2 地利 说到南昌,自然联想起南昌起义,庐山风云,……。在Google Map上看南昌,城在湖中,湖在城中(近有前湖、象湖,青山湖,远有鄱阳湖);水绕(赣江)山环(西山,梅岭); 有些老师来过多次, 有些老师是第一次来,“第几次来没关系,有太多话题”: 来南昌必去腾王阁,腾王阁序有名句:“秋水共长天一色, 落霞与孤鹜起飞”(大家可都看到了毛主席的手书?那真是神采飞扬…);“物华天宝,…人杰地灵”(常有人用此名句,但不一定都知道出处在这里);“雄州雾列,俊采星驰,……”(趣味挖掘问题:周星驰大名可与此相关?此外,数据库界某位新秀大名是否出也自第一段?) 总之,南昌的文化底蕴+金秋+银桂+山水,喻示南昌是开会的好地方。让我们用热烈掌声,感谢我们会议的东道主……(一谢)。 3人和 大会给特邀报告人准备的精美礼物是五牛瓷瓶。若问,能否在大会中挖掘出“五牛”新语义,有哪五个“牛”?。答:(1) 专家群体 很牛;请国内外10位教授作大会专题报告, 他们是 孟、苏、李、陈; 王、董、崔、陈;以及Ha, Ya 。即孟卫一、苏建文、李建中、陈雷、王海勋,董欣、崔斌、陈群、Hanan(美),Yasushi(日) ,十位教授 ,个个都很“牛”。(2) 作者群体 很牛 (获奖论文作者……); (3) paper集群 很牛(正如 数据库专委会主任,何新贵院士所肯定的,覆盖面广,选题新);(20多篇将上EI检索的学术杂志,其中8篇获奖,…);(4) 承办协办群体 很牛; (江西财大是江西牛校;协办单位有江西省计算机学会、南昌大学、江西师范大学、华东交通大学,…) 东道主团结、执着,终成正果。在分享丰收喜悦的时候,让我们用热烈掌声,感谢东道主单位及教授们(列出单位和教授们名单),(二谢)。(5) 整个大会 很牛,……。 4 二十字方针 何新贵院士在开幕式上提出了办会方针:团、交、发 、培、 服 .即20字方针:“团结同行,交流学术,发展学科,培养人才, 服务国家”。会议进程 和上面所得五“牛”贯彻了何院士的二十字方针,(展开解释….) 5 大会特点 (1) 录取率控制严格 ,文章质量明显提高,其中有20多篇论文将在被EI检索的学术杂志上发表。 (2) 内容创新 ,第一天研究生论文指导,请国内外名师点评指导,属会议内容创新 (3) 会程创新 。考察四个半天使用的会议室个数序列:1,5,5,1 ; 开始觉得“曾相识”,问是何处“燕归来”?像国庆阅兵时装甲兵的菱形编队,像数学上的格Lattice;会程有放有收,前呼后应;人气持久,可圈可点;创新安排,可仿可学。 再次用热烈掌声,感谢大会承办者和专委会参与大会组织的于、李、孟三教授,(三谢)。 6 祝贺获奖者 。 祝贺八位“萨师煊优秀论文奖”获得者(解释奖项历史渊源)。今天NDBC给你们光荣, 明天你们将是NDBC的光荣。看,你们的导师正会心微笑;老师就是这样,总是快乐着学生的快乐,幸福着学生的幸福。 7 喜讯 今年数据库界评准一位杰青,专委会增选五委员;热烈祝贺;我们看到了数据库的未来和未来的数据库;希望明年有更多杰青、更多的年轻委员、更多的优秀论文。 8 人才战略 腾王阁序中,有句:“冯唐易老,李广难封”。后半句说的是李广年青时,文景二帝用老将相,到李广老时,汉武帝用年轻将相;用计算机科学的行话描述:李广的成长过程,总与机会异步;作者王勃借此略发了一小点牢骚,……。积极地理解,那是因为汉景帝开始的、汉武帝继承并发扬的人才战略取得了成功,才会有年轻英才涌现;李广之所以难封,不是因为李广不行,而是卫青更行、而霍去病则太行太行…;改革开放后,在新的人才战略催化下,中国数据界正在源源不断出英才,中国数据库界奔驰在希望的田野上,……。 9 明年的数据库活动 有ICDE;有APWEB,2009.11.2截稿;北京 NDBC截稿时间 2010.5.1;WAIM2010截稿时间 2010.1.29(搜索关键字WAIM 2010 ),VLDB, SIGMO 截止期还早。 鼓励投稿,(a) 不怕失败…;(b) 爱拼才会赢,…; (c) 选题要好 ,…。 10 数据库、活力,及青春 只要有计算,就会有数据;只要有数据,数据库就有活力,数据库事业大有前途。 UCSB苏建文教授在大会报告中说,20多年前,少有机会让学生选方向,多半是研究方向选学生;他被数据库研究方向选中,当时个人没多大的主动权。20多年来,做了不少成果,感觉还不错。如果现在再让他选一次,他还会选数据库; 非常赞同苏教授的话,一大批年富力强的教授也是20多年前被数据库选中,现已成果累累;他们把青春献给了数据库,数据库是他们无悔青春的一部分。 现在年轻人和数据库方向是双向选择,“你选择了我,我选择了你”,人与学科,两情相悦;更有研究兴趣,更有创新激情,……;真羡慕现在的年轻人,你们赶上了好时代。 11 青春寄语 (对新委员、新杰青,年轻获奖者,对这里所有的年青人) 有两首歌曲,都唱“再过二十年,我们来相会”。 再过二十年,数据库界将迎来第46届全国学术会议,即NDBC2029。它将在那里召开?什么季节开?不是在此时,不知在何时,我想大约会是在秋季。注意,那个秋季可不平凡,那是国庆80周年的前后,那是关系数据库模型提出60周年纪念的日子。 再过二十年,年轻人中会涌现更多杰青、甚至院士、更多论文获奖者,可能还会有图灵奖获得者……。 再过二十年,我们主席台上的老师都会健在。我们和年轻人有个约定,一定来参加以你们为主体的NDBC2029;即使不能到现场来,也一定要参加NDBC2029的视频会议。 憧憬一下,那时会是何情,那时将有何景? 那时的山、那时的水、那时的祖国一定更美;浪漫一点,那时的视频会议可以传香味。 举杯赞英雄,光荣属于谁?属于他,属于你 ,属于中国数据库界新一辈! . . (收到邮件问,下面的照片是怎样叠加的,在PPT上叠加,把PPT另存为JPG,用ACDSee剪切、修整即得,这样字节数很小,60多K ,也可作为一种图片压缩技术使用,详见另一篇博文 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=252429 ) 相关博文( 不说套话更精彩 系列 ) 一个任遐想驰骋的Logo --- 它包容了执着、团结与潇洒 NDBC10 为什么这些专家比较长寿 (NDBC2010闭幕式发言 ) 科技接力与青春寄语 牛年,NDBC在南昌刷新成绩 (NDBC2009闭幕式发言 ) 群星正灿烂,科学有希望 第十五届中创软件基金人才奖励颁奖仪式 三十年回回头,看看走过的路 东西方文化在这里碰撞 (NDBC2011闭幕式发言 ) 大数据与小世界的聚会三道茶 - NDBC2012闭幕式发言 如今老去才华尽, 犹盼春来草上笺 (NDBC2015 闭幕式发言 ) 其它系列博文的入口 唐常杰博客主页 科学博客主页
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2008年图灵奖揭晓,Barbara Liskov成为第二位女性桂冠得主
turing 2009-3-13 14:38
by 图灵刘江 转载请注明出处:http://blog.csdn.net/turingbook 【图灵本月主打书】 iPhone开发基础教程 Amazon榜首图书,让我们抢先拥抱软件开发的未来 Flex 3权威指南 来自Adobe公司的官方教程 刚才看 HackerNews 获悉,昨天, ACM(计算机学会)将 最新一届图灵奖颁发给了麻省理工学院的女教授 Barbara Liskov 。她将获得Intel和Google赞助的25万美元奖金。 这位美国第一位计算机科学女博士,如今成为了有史以来第二位女性图灵奖得主(第一位是前年得奖的 Frances Allen )。如果说前年和 去年 两届图灵奖得主我们很多同学都不熟悉的话,那么Liskov你要是没听说过,那就别大言不惭地说自己是程序员啦,面壁三天去先。什么?你不知道图灵奖?那,那你来CSDN干嘛? ACM网站正式的颁奖理由是: For contributions to practical and theoretical foundations of programming language and system design, especially related to data abstraction, fault tolerance, and distributed computing. (对编程语言和系统设计的实践与理论基础,尤其是数据抽象、容错和分布式计算方面的贡献。) Wikipedia上对她的简介是这样的(这个条目是我刚才写的,呵呵): 芭芭拉利斯科夫 (1939年),本名Barbara Jane Huberman。美国计算机科学家,2008年图灵奖得主,2004年约翰冯诺依曼奖得主。美国工程院院士,美国艺术与科学院院士。ACM会士。现任麻省理工学院电子电气与计算机科学系教授。 1961年在加州大学伯克利分校获得数学学士学位。1968年在斯坦福大学获得博士学位,她是美国第一个计算机科学女博士。导师为1971年图灵奖得主约翰麦卡锡,论文题目是国际象棋残局程序。 利斯科夫领导了许多重要的项目,包括小型低成本交互式的分时操作系统Venus,第一个支持数据抽象的面向对象编程语言CLU的设计与实现,第一个支持分布式程序实现的高级语言Argus,面向对象数据库系统Thor,还有最近的Byzantine分布式容错系统。其中,CLU语言对现代主流语言如C++/Java/Python/Ruby/C#都有比较深远的影响。而她从这些实际项目中提炼出来的数据抽象思想,已经成为软件工程中最重要的精髓之一。 她另外一个在程序设计中有广泛应用的成就,是与周以真(Jeannette Wing)一起提出的Liskov替代原则,是面向对象最重要的几大原则之一。 【图灵图书推荐】图灵奖得主著作:Jim Gray 事务处理:概念与技术(英文版) Ian Sutherland 高速CMOS电路设计:Logical Effort方法(英文版) 可以说,Liskov是历史上为数不多的与程序设计直接相关,或者说是程序员出身的图灵奖得主。她的博士论文就是一个程序,还是一个游戏程序嘛。而Liskov替代原则,只要你用面向对象,就很可能天天在用。 关于CLU语言,还可以多说几句。在Wikipedia CLU条目 上有这样的一段话: Python and Ruby borrowed several concepts from CLU (such as the yield statement and multiple assignment) CLU and Ada were major inspirations for C++ templates. CLU's exception handling mechanisms also influenced newer languages like Java and C++. All objects in a CLU program live in the heap, and memory management is automatic. These elements directly influenced Java. Python and C# include generators (iterators in C#), which first appeared in CLU as iterators. Lua took multiple assignment and multiple returns from function calls from CLU. 搜索了一下,国外有 DDJ 和 MIT 网站有报道。国内 新浪 和 搜狐 基本上就是翻译了上述外国网站上的内容,内容很业余,但是比起前几年过了多少天也没反应,已经强很多了。DDJ的报道还是比较深入的,还有一个小的QA: Q : When you began your career in computer science, it was still a relatively young field. How have you seen this discipline evolve over time -- at MIT and elsewhere? A : The change has been tremendous. When I started, most of the field was unexplored and there were obvious problems everywhere -- lots of low-hanging fruit, but also very fundamental issues that were poorly understood and very confusing. Today the field is on a very sound foundation. There are still many problems to work on, but now this work happens in the context of all that has gone before. When I started, this context was missing, so you just struck out on your own. Q : Looking back at your career, what is the single accomplishment of which you are most proud? A : Probably the development of the concept of data abstraction and the CLU programming language. This work was done at MIT in the 1970s. Q : Where do you plan to focus your research going forward? A : Today I am working primarily on distributed systems -- systems that run on many computers connected by a network like the Internet. My focus recently has been on the security of online storage. I believe that more and more users will store their information online, but the storage they use needs to be implemented so that they don't lose their information, their information is available when they need it, and they can be confident that their confidential information will not be leaked. Q : As the first woman to earn a PhD in computer science, what advice would you give to other women who are considering going into this field? A : I have found computer science to be a wonderful field to work in. I think the main reason is that the kind of thinking and problem-solving it requires matches my abilities. I believe that finding work to do that you like and are good at is the most important way to find a satisfying career. Young women (and young men) who find that computer science is a match for them should pursue it. There is lots of interesting work remaining to be done. Q : When you began studying computer science at Stanford, computers were big mainframes and the Internet was still in the distant future. Today, computers fit in the palm of our hands -- many are much smaller -- and the Internet is ubiquitous. Given that you have watched these transformations over the last five decades from a front-row seat, what do you think the next half-century will hold? A : I don't have a crystal ball! It seems obvious that computers and the Internet will continue to be very important to individuals, companies and society. But I don't know the exact form this will take. 【延伸阅读】 2007年图灵奖揭晓 Frances Allen荣获2006年图灵奖 帮助寻找图灵奖得主Jim Gray 图灵奖得主、FORTRAN之父逝世一位回头浪子的传奇人生
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