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拥抱交叉科学 中国为时不晚
2014年11月14日

三年年级排名第一、世界顶级计算机视觉会议CVPR审稿人、各种奖学金拿到手软……近日,被誉为“清华新一代学霸”的清华大学交叉信息研究院2014级毕业生吴佳俊的超强个人履历再度被网友曝光,引发一片惊叹。

实际上,交叉信息研究院培养出来的“牛人”还有很多,例如,刚刚以第一作者身份在《自然》发表文章的博士生祖充、全球第一个在本科阶段获得ACM计算经济学国际学术大会最佳学生论文奖的王君行。

随着科技发展的日益深入和复杂,交叉科学成为创新发展的突破口和必然路径。在此背景下,如何更好地进行跨学科人才培养?近日,在微软亚洲研究院与清华大学联合举办的第十一届微软亚太教育峰会间隙,《中国科学报》记者专访了清华大学交叉信息研究院院长、图灵奖得主姚期智和曾两度担任美国卡内基梅隆 大学计算机科学系主任的微软全球资深副总裁周以真。

广东话与上海话交流

“现在很多学科与计算科学融合形成了交叉学科,这是因为在他们的领域里如果有一个精通计算机科学的人,可以使得他们的工作获得本来不可能取得的成果。”在姚期智看来,所谓的交叉学科,就是缺少了其中任何一个学科,研究工作就会失色很多。

周以真告诉《中国科学报》记者,她对跨学科研究的定义是对两个或者是两个以上的学科进行综合性研究,包括这些学科间如何进行互动。“在两个学科交互的时候,其中一个学科的问题就可以通过另外一个学科的经验和知识来解决,推动这两个学科共同进步。”

“作交叉研究是比较辛苦的事情,尤其是领域相差甚远的,例如计算机和医学。20年前,计算生物学刚刚开始兴起的时候,计算机领域的专家和生物学 家沟通时就像是在讲不同的方言,如广东话和上海话,非常辛苦。”姚期智说,虽然现在不少交叉学科已经具备了相当规模,但这也就是近五年、十年的事情,所以中国如果现在开始建设交叉学科,“一点都不晚”。

周以真也认为,虽然交叉科学在中国是一个相对比较新的概念,但我们要勇敢地拥抱这一概念,力争成为未来的佼佼者和领头羊。

发现自己的潜力

交叉的深度和广度,是影响创新的关键因素。那么,如何做到“又广又专”?

“要做到这一点,我们必须鼓励学生,让他们有更高的志向,把自己所有的潜力都发挥出来,自动、自发地学习。”姚期智坦承,这是一个非常理想的境界,实行起来也需要很长的时间,但却是“唯一的方法”。

清华大学交叉信息研究院就正在朝这个方向努力。祖充是该院刚成立时从清华物理系招来的学生。当时,祖充已经在国外找到了很好的机会,然而,当研究院老师问他“你想不想在这里做出中国第一台,甚至是世界第一台量子计算机”时,他留了下来。

在交叉信息研究院,祖充和他的同学们不仅可以学到一流的信息科学知识,而且有机会向物理学、生物学和经济学等领域的优秀学者学习相关课程。4年后,当姚期智问他“你现在后不后悔当初的决定”,他说:“一点儿不后悔。”

周以真告诉记者,在美国,不同的大学也都有不同的机制来鼓励学生学习自身专业以外的课程。例如,卡内基梅隆大学就要求计算机科学的学生选择第二专业,或者辅修一些专业,例如音乐、日语、电子科学、数学等等,这样就形成了多学科学习的氛围,使之成为学校的一个常态,学生毕业后就业也会更有竞争力。

周以真说,大学应该提供机会,让学生发现自己的潜力,并鼓励学生去实现他们的梦想。

去除边缘化危险

在姚期智看来,对计算机科学而言,学科交叉是一个很正面的现象,它预示着计算机科学会越来越有用。但与此同时,如果计算机领域不能很好地把握这个机会,在交叉领域拥有一部分人才,那将来的结果就是其他学科各自有自己的计算机专家,完全不需要靠计算机学科来为他们作贡献。而计算机科学就会面临被边缘化和淘汰的命运。

对此,周以真持有相同看法。2006年3月,时任卡内基梅隆大学计算机科学系主任的周以真首次提出“计算思维”概念,并引起了业界的强烈反响。

她告诉记者:“计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计,以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。”利用计算思维,我们可以忽视一些不必要、不相关的细节,学会调动有限的资源来专注于应该解决的关键细节。

据周以真介绍,自2006年以来,计算思维在许多国家都取得了进展。今年,响应中国教育部的号召,微软成立了“产学合作专业综合改革项目”,力图以“计算思维”为切入点,携手中国高校推进大学计算机基础课程改革,让计算机科学的精华向更多的学科和专业渗透。

周以真希望,未来“计算思维”能和“数学思维”、 “经济思维”一样,成为每个人基本的技能。

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