讲席教授团组:清华理论计算机科学拔尖人才培养的重要模式

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2008年10月17日

在首届中国理论计算机科学人才培养研讨会上,第二期清华大学理论计算机科学讲席教授团组首次集体亮相——这20位国际上理论计算机科学的知名学者,包括美国国家科学院院士4名、美国国家工程院院士1名、美国人文科学院院士2名、奈望林纳奖(Nevanlinna Prize)得主2名,齐聚清华园共同探讨如何培养中国的理论计算机科学的顶尖人才,并与清华学生进行了面对面的交流和探讨。

这是国际理论计算机科学领域又一次难得的盛会。

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从姚期智先生2003年作为首期讲席教授团组成员来到清华以来,清华理论计算机科学的事业在一步一步扎扎实实地向前推动。2003年,姚期智先生领衔的 10位国际知名的华人学者加盟清华大学首期理论计算机科学讲席教授团组,为清华,也为中国的理论计算机科学开启了新的篇章;2004姚先生毅然离开普林斯顿大学,来到清华做全职教授,开始在清华探索中国的“图灵之路”;2006年姚先生创建清华大学软件科学实验班,以自己在国外多年的理论研究与教学经验为基础,借鉴国外计算机教育的先进方法,结合世界上最优秀的软件研究院之一--微软亚洲研究院资深专家的实践经验,致力于从根部开始着手培养具有国际一流水平的清华的理论计算机科学拔尖创新型人才;2007年,姚先生创办清华大学理论计算机科学研究中心以开展各项工作,同时开始积极筹划组建由20位国际知名学者组成的第二期讲席教授团组为人才培养创造国际一流的环境;2008年,姚先生开始招收“预研班”学生,从软件科学实验班的本科学生中里挑选出11名学生组成预研班,为他们在研究生实验室安排了独立工位,根据学生情况进行因材施教的个人化特别培养。更为难得的是,在推动理论计算机科学在清华全面发展的同时,姚先生亲自为学生制定培养方案,编写教学计划,并亲自为本科生和研究生上课,具体指导他们进行学术研究。

经过4年的努力,目前,清华大学理论计算机科学从本科生到研究生乃至博士后已经形成了一条完整的培养线。教学研究管理初具稳定规模,成为国际上知名的理论计算机科学中心,综合实力在该领域达到世界前列。

为了培养具有国际一流水平的计算机领域的拔尖创新型人才,姚期智先生密切联系当前国际上理论计算机科学一流的学者,共同参与到理论计算机科学人才培养的各项工作当中。事实证明,由这些学者组成的讲席教授团组,在中国“图灵之路”这项充满希望和挑战的道路上发挥着重要作用。

首届讲席教授团组:理论计算机科学在清华从无到有的见证者

由于深切感受到了理论理论计算机科学研究的欠缺给整个计算机学科发展带来的不利影响,清华大学计算机系的张钹院士和时任系主任的周立柱教授向学校提出希望通过清华大学讲席教授团组的方式引进国际知名的理论计算机科学学者,给计算机科学的研究带来新的动力。

2002年,当张钹院士和周立柱教授计划邀请姚期智先生回国创办一个理论计算机科学讲席教授团组的时候,还没有预见到,当年这样的一个筹划会在几年之后给中国理论计算机科学的发展带来历史性的机遇。

清华校友、香港城市大学教授邓小铁受托帮助联系国际计算机界最高奖项“图灵奖”获得者、美国普林斯顿大学威廉及爱娜麦克里工程及应用科学讲座教授姚期智先生到清华做讲席教授,领衔理论计算机科学领域的讲席教授团组,姚先生颇为痛快地答应了。

随后的工作进展迅速地进展着。在清华计算机系应明生教授、马少平教授等人积极的联系和推动下,姚先生在接受邀请之后,进而邀请了堵丁柱、蔡进一、姜涛、葛可一等10位旅美华人科学家,组建了清华大学理论计算机科学的首期讲席教授团组,这里面几乎包囊括了所有海外华裔中最为出色的理论计算机科学家。2006年底首期讲席教授团组聘期结束,但他们大多还和清华理论计算机研究中心(以下简称“中心”)保持着紧密的联系,共同进行人才培养和科学研究。

由于当时的理论计算机科学在中国的研究基本上是空白,姚期智和其他的讲席教授组成员为启动这一领域的研究倾注了大量的心血。

为了弥补学生在理论计算机科学知识方面的欠缺,除了一些讲座和学术报告之外,他们每人利用每年到清华至少工作一个月的时间,为同学们开设了《算法分析与设计》和《计算理论导论》两门课程。课程不仅侧重基础知识,而且在课上,教授们还会把自己研究领域的最新进展介绍给同学们,与同学们共同讨论下一步的发展和研究方向,很多颇有价值的研究成果就是这样在这样的课堂上产生了。

为了根据学生不同的特点使得学生获得最为具体的指导,这10位教授与当时的十余名学生双向选择,每人固定指导1-2位博士生。通过派学生出国到导师所在学校或研究机构学习、讲席教授每年到清华讲课,以及平时的电话和网上沟通对学生进行具体的指导。

2004年,在杨振宁先生诚挚的邀请和清华校方的努力下,姚期智先生毅然地辞去了普林斯顿大学的终身教职,来到清华大学做全职教授。这个决定和行动意味着清华的理论计算机科学发展获得了一个前所未有的开创性局面,而姚先生的决心和行动也给讲席教授团组的工作带来了更大的推动力,“我被姚先生离开普林斯顿大学全职到清华工作的决心所深深打动了。同时我认为,我们有能力帮助国内的大学在理论计算机科学方面有所突破,而这所大学,我想最好的选择就是清华了。我有机会和姚先生旗下的两位博士研究生进行了非常紧密的合作。我认为,他们是我从事这个领域的研究20年以来遇到的最好的学生。”首期讲席教授团组成员、美国康斯威星大学教授蔡进一说。

在姚先生、蔡进一和其他讲席教授团组成员的指导下,2005级博士生陆品燕逐渐在国际理论计算机科学领域崭露头角。他先后在理论计算机界的最高会议STOCFOCS,计算复杂性理论的最高会议CCC,算法设计方向的最高会议SODA等发表了论文,并在欧洲理论计算机重要会议ICALP 2007上发表一篇有关全息算法(Holographic Algorithm)的论文,该论文解决了该领域的一个基础性难题,并获得欧洲理论计算机协会颁发的最佳论文奖(Best Paper Award),这也是该奖项首次颁给华人学者。

截至目前,陆品燕在博士阶段已经在国际上发表的14篇学术论文中,有11篇是在讲席教授团组的指导下完成的。陆品燕非常喜欢在姚期智领导的这个团队里面进行科学研究,他说:“不同的教授对于同一个学术问题会有不同的理解,研究的思路也是很不同的,在这样的研究团队中,我会接触到很多不同的研究方式,并且慢慢形成自己的思路。此外,在众多研究风格不同的讲席教授组成员当中,学生总可以根据自己的兴趣和喜好找到一位作为自己近期研究的指导教师,这也是讲席教授团组的一个很大的好处。”

2008年暑假,陆品燕又一次到美国威斯康星大学与蔡进一教授共同进行研究,这是他第三次到威斯康星大学。他这样形容这种合作的研究状态:“蔡老师非常全身心地投入到指导我的工作当中,在一起的时候我们几乎每天都会有讨论,研究需要的时候,甚至包括周末,下班时间和吃饭时间等,我们的很多思路和结果都是在这样的思维碰撞中产生的。从他身上,我学到了很多做学问的态度和做学问的方法。蔡老师人也很不错,跟他在一起,你不会觉得自己是一个学生,更多的是觉得彼此就是科学道路上的合作伙伴。”

在姚期智和讲席教授团组的指导下,2003级博士生陈汐先后有3篇论文被理论计算机科学界最重要的两大会议——STOCFOCS录用,一篇论文入选计算机算法领域首要会议SODA 2007。他与讲席教授团组成员、香港城市大学邓小铁教授合作完成的Settling the Complexity of 2-Player Nash-Equilibrium一文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。

同样是在2006年,姚期智领导的理论理论计算机科学研究团队有3篇论文入选理论计算机科学领域最顶级学术会议FOCS,不仅实现了国内学者在该会议上“零的突破”,入选篇数甚至超过了美国计算机科学领域的“超一流”大学加州大学伯克利分校。2006年,姚期智领导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,美国纽约州立大学石溪分校教授葛可一在首期讲席教授团组结束后在美国取得进修假,在中心工作访问一年,除了开设一门研究生课程外,还主持每周的以英语演说的论文研读课,并继续和清华研究生共同合作进行研究;美国明尼苏达大学教授堵丁柱现在还和中心联合培养博士研究生,每年定期访问中心2个月以上,中心的博士生马长存现正在堵丁柱那里进行学术交流访问,刚刚毕业的博士生程永席也将到堵丁柱那里做博士后的研究;美国加利福尼亚大学教授姜涛正在继续指导中心的博士生肖晶进行博士论文的研究等等。

“姚先生领导的清华理论计算组的学生以及其他几位讲席教授团组的教授都完全热心地投入研究工作。姚先生为大家提供了非常好的工作环境,包括研究室,国外访客等,即使是美国一流大学的计算机系也往往难以具备如此理想的环境。”葛可一说。

第二期讲席教授团组:与姚期智携手推动清华理论计算机科学迈向世界一流

秉承第一期讲席教授团组成功的经验,姚期智先生从2007年开始联系和组建清华大学理论计算机科学研究中心的第二期讲席教授团组。该讲席教授团组于20081月正式成立。现在这20名国际知名的学者,正在和中心合作培养20名博士生。

20名国际知名的学者中,有的跟姚先生相识多年,有的在学术上跟姚先生保持着密切的交流,而其中的绝大部分,更是在近年实地访问过中心,进而被姚先生领导的科研团队的学术实力和学术氛围所吸引。

目前,第二届讲席教授团组教授的课程构架,以及以“一对一”的形式进行博士生的指导等工作正在进行中。在运作形式上体现为:既要求讲席教授团组成员每年有固定的时间段来清华访问,也保证博士生在就学期间有机会出国出境进行学术访问。

在通过中心严格的研究生资格考试之后,中心的每位博士研究生就学期间将有数次机会出境学术访问,中心规定第二次出境学术访问需间隔上次出境访问一个学期,单次出访时间最长不超过6个月。

1013日,在清华大学理论计算机科学人才培养研讨会的首场学术报告中,美国国家科学院院士、加州大学圣地亚哥分校首席科学家Ronald Graham以一口流利的中文作为开场白,令全场大为惊诧。

他为在场的师生做了题为“斯坦纳树”的学术报告,幽默的语言,恰到好处的讲解,引得场内不时发出会心的笑声。学术报告的最后,他还展示了一张具有特殊意义的照片——时任国家主席的江泽民在一次接见中与他握手。

软件科学实验班2006级学生朱晨光向Ronald Graham教授提问,他在做了初步的回答之后告诉学生:“茶歇的时候请你来找我,我会继续和你讨论这个问题。”

在和记者的交谈中,这位长着一头金发、富有幽默感的大牌学者时不时蹦出几个中文的词汇——原来这位美国科学院院士是中国的老朋友,已经数次来访中国,先后到过香港、北京、上海、济南等地。而此次的清华之行,已经是他第5此来访北京了。

谈起为什么要加入姚期智先生领导的清华理论计算机科学讲席教授团组,他说:“我和姚先生相识已久。姚先生在清华的出色工作已经显示了他的卓越能力,并且,他的决心让人敬佩。此外,清华学生具有的聪明才智也是我加入这个团队的重要原因。我正在尝试以我自己的能力去帮助他。”

  对于姚期智先生在清华致力于培养理论计算机科学“明日之星”的种种举措,Ronald Graham非常赞成,他说:“我跟姚先生正在筹划共同培养清华的学生,相信我跟清华理论计算机科学研究中心会有很好的合作。”

  在采访中,几乎所有的学者在交谈中都对清华大学理论计算机研究中心的学术水平和学生素质给予了很高的评价。加州大学伯克利分校的Luca Trevisan教授说:“我2006年首次来到清华大学,在与姚先生和他的学生接触中,姚先生的科研态度和清华学生的优秀才能给我留下了深刻的印象,这也是我为什么后来加入姚先生领导的讲席教授团组的重要原因。”

20083月,Luca Trevisan教授受邀加入讲席教授团组并第二次来到清华,发现中心的科研队伍比以前还要壮大,学术氛围更加浓厚。以出席研讨会为契机,他第三次访问清华,并将在清华用一个月的时间指导学生。“我会给学生做一些学术报告,与他们探讨科研中遇到的问题。目前,我正在给2008级博士生乔友明以科研上的指导。” Luca Trevisan教授说,“希望我与姚先生带领的科研团队的合作,能够促进加州大学伯克利分校与清华大学计算机领域学生的交流与合作。”

讲席教授团组成员、普林斯顿高等研究院教授Avi Wigderson已经是第三次到访清华了。这位奈望林纳奖(Nevanlinna Prize)得主在研讨会上以“ The Art of Reduction”为题向师生介绍了自己研究的最新进展。他说:“我认识姚先生也许有25年了,此次我将在清华停留一个月,与学生们一起讨论和研究问题。”

谈到此次研讨会,Avi Wigderson教授说,理论计算机领域如此众多的一流学者聚在一起是一个很特别、很难得的机会,学生可以从中学到很多,受益匪浅。他还特别提到:“姚先生为在中国建立一个高水平的理论计算机科学研究中心付出了很大的努力。这个中心将在未来吸引更多的学者来这里工作,共同培养优秀的学生和进行科学研究。”

讲席教授团组成员、麻省理工学院教授、奈望林纳奖获得者Madhu Sudan说:“姚先生是一位令人尊敬的学术大师。在这里,我看到清华的学生是非常有潜力和希望的。我相信这次他们有机会和来访的学者们讨论,会对他们将来的学术发展意义非常。”

2006级博士生张家琳在20082-5月访问了布朗大学,与Maurice Herlihy教授一起就分布式计算这个领域进行了研究。“Maurice Herlihy教授在学术上对学生要求很严格,但是为人非常和蔼可亲。由于他也主要从事分布式计算这方面的研究工作,所以他能够给我很具体的指导。”张家琳说。借中国理论计算机科学人才培养研讨会之机,Maurice Herlihy教授这次将在中心和张家琳继续进行学术研究工作。

在姚先生和讲席教授组成员的共同支持下,20089月,中心已经送俞炜同学去麻省理工学院的Madhu Sudan教授的研究团队访问5个月。近期将送戴德承同学到普林斯顿大学Sanjeev Arora教授处访问5个月。

合作的讲席教授团组成员以及相对应指导的学生,会定期把学生的科研进展情况汇报给中心。

在姚先生的带领和组织下,通过讲席教授团组对学生的指导,与学生的互动和交流,不仅能够培养学生出色的研究理念和方法、完善的科研素质,还能够在博士生阶段就给学生一个国际化的舞台和视角,为他们今后在国际上的发展奠定更为坚实的基础。

以讲席教授团组的形式,借助全世界最为杰出的理论计算机科学学者的力量为清华和中国培养理论计算机科学杰出人才的这种模式,已经取得了显著的成效。

2007年全年,清华大学理论计算机科学研究中心在国际期刊或者是国际会议上发表论文31篇,其中16篇是在顶级会议或者是知名期刊上发表的;而20081-6月仅半年的时间,中心在国际期刊或者是国际会议上发表论文19篇,其中有12篇是在顶级会议或者是知名期刊上发表的。

现在,在中心所在地,清华大学信息科学技术大楼的46层,经常会有来自世界各地的知名学者来访,其中有数位图灵奖获得者,还有来自世界各地的学者做博士后。在实验室,在会议室,不时闪现的各种肤色的面孔,告诉人们,这里已经成为理论计算机科学一个国际上的要地。

(摄影郭海军 编辑文清)