数学通报-201211

２ ０ １ ２年 第５ １卷 第１ １ 期 数学 通 报
１
科学道路上的步履与追求ห้องสมุดไป่ตู้
— — — 兼谈学术环境
孙贤和
（ 二零一二年八月于芝加哥 ）
“ 文化大革命 ” 中初中毕业后 父母都是教授 ． 编者按 孙贤和教授出生在北京的一个知识分子家庭 ， 没有上高中 ， 以文艺骨干的身份到北京市物资局马连道仓库做搬运工 ． 被录取为北京 １ ９ ７ ７ 年恢复高考 ， 师范大学数学系 １ 孙贤和赴美留学 ． ９ ７ ７ 级本科生 ． １ ９ ８ ３ 年冬天 ， １ ９ ８ ５年、 １ ９ ８ ７年、 １ ９ ９ ０ 年分别获得密西 根州立大学数学硕士 、 计算机硕士 、 计算机博士学位 ． 毕业后在美国 能源部艾姆斯实验室 做博士后 ． 担任 过 美国国家 航空与航 天 管 理 局 兰 利 研 究 中 心 科 学 研 究 员 等 职 ． １ ９ ９ ９年到美国伊利诺伊理工大学（ Ｉ ｌ ｌ ｉ － ） 计算机科学系 任职 ， 目前担任 计算机系系 主任 ． 孙贤和教授 发表了 近 ２ ｎ ｏ ｉ ｓ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ０ ０ ｇ ｙ 篇专 业 著述 ， 有 ４ 项专利 ， 是 多项 国家 项目 的 主持人 ． 分 布式 计算 理论 和系 统 是孙贤和教授 ２ ０多年来的 重点研究课题 ． 通常认 为中 央处理器 是 提 高计算机的计算 速度 的 主要障碍 ， 但 孙贤和教授 很早就发现 在 重负荷 计算中 ， 数 据存储 是 提 高计算 速度 的 主要障 碍 ． 经 过 长 期 的 研 究， 孙贤和教授在存储器对计算的 限制 上的 研究 取得 重 大 突破 ， 孙 － 倪定律已经成 为 可扩展 计算中 三 大 基 本 定律之 一 ． 孙贤和教授 还与 中国 各 大学 建 立 了 广泛 的 合作关 系 ： 他 担任 新疆 大学 可扩展 软件 国 际 研究 所所 长 、 北京工业大学 可扩展 软件 实验室主任 ； 是中国科 协海智 专 家和 八 大 特邀海外代 表 ； 并且 在北京 航空航 天 大学 、 中国科 技 大学 、 中科 院 计算 所 、 清华 大学 、 上海 大 学 等 学 术 机 构 担 任 兼 职 和 客 座 教 授， 为促进中美 科 技交流 做出 了重要 贡献 ． 孙贤和教授 不仅 在科 研 上取得 重 大 成就 ， 同时 还 热 心 参 与 社区活动 ． 孙贤和教授在 担任 美国 华 人 教 ， 授科学家学 社社 长期 间 ， 举办 了 ２ 芝加哥 教 育 论 坛 ” 研 讨 提 升 美 籍华 人 的 领导 能 力 ， 邀请 诺 贝尔 ０ ０ ８年“ 奖 获得 者 、 企 业家 、 侨领 、 学生 与 大家 讨 论 ， 对 华 人专 业 人 士和 华 人 青少 年都有 很 大的 帮助 ． ， 学 会院 士 （ 成为北京师范大 ２ ０ １ ２ 年孙贤和教授 当选 为国 际电 子 电气 工 程 师 （ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ） Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｆ ｅ ｌ ｌ ｏ ｗ） 学 第 一位获 此殊荣 的 校友 ． 今年４月， 学 会 的 芝加哥 分 会 为 分 会 三 位 新 当 选 的 院 士 举 办 了 庆 祝 晚 宴 ， 下 面刊 登 的是孙教授在 晚宴 上的 发 言 ． 发 言由 孙教授 翻 写 成 中 文 ， 原稿发表在《 中 国 计 算 机 协 会 通 讯》 上． 《 神 州 学 人》 只用了文章的前 应 教 育 部 的《 神 州学 人 》 杂志 之 邀 ， 孙教授 对 原稿 做 了 一 些 增 补 ， 成 为 此 稿． 半段 ， 本 刊 将其全 文 发表 ． 国际电子电气工程师学 ０ １ ２年 ４ 月 ２ １ 日， ２ （ ） 会 Ｉ 万达 · 瑞德尔 （ Ｅ Ｅ Ｅ 芝加哥分会为我 、 Ｗ ａ ｎ － ） ） 和欧瑞 · 沃尔夫森 （ 三位 ｄ ａ Ｒ ｅ ｄ ｅ ｒ Ｏ ｕ ｒ ｉ Ｗ ｏ ｌ ｆ ｓ ｏ ｎ 刚刚 当 选 的 Ｉ 举办了庆祝 Ｅ Ｅ Ｅ 院士 （ Ｆ ｅ ｌ ｌ ｏ ｗ） 晚宴 ． 主办方安排我们三位新的院士在晚宴上分享 一些个人的感 受 及 想 法 ， 包括开展科研工作的感 想， 当选院士的反应和感受 ， 以及对事业刚刚起 步 的同 仁 们 的 建 议 ． 当选 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ 院士是一个终身的 成就 ， 当选后我想了很多 ． 应中国计算机学会之 邀 我将当天的演讲翻写成中文 ， 并做了一些补充 ． 这 里我与大家分享一下自己的感受 ． 静心向学 ， 终获成功 回顾我的发展路程 ， 所过之路阳光大道极少 ，
２
数学 通 报 ２ ０ １ ２年 第５ １卷 第１ １期 系统管理员 ． 并行计算机当 时 仍 然 处 于 起 步 阶 段 ， 运行起 来问题很多 ． 我经常要帮助用户调程序并维护机 器的正常运转 ， 包括拆开并重组机器 ， 因而对计 算 机系统的 “ 内存 制 约 ” 有 第 一 手 的 感 性 认 识． 对硬 件限制有较好的理解并有将其抽象为简单的数 学 模型的分 析 能 力 ， 应 该 说 是 万 事 俱 备， 厚积而薄 发． 成绩的取得是不懈努力之后的水到渠成 ， 是很 平实的 ． 不言放弃是因为没有急于出成果的焦虑 ． 坚持终于使得曾经的挫折变为明亮的新起点 ． 有一点必须指出 ， 我们很多的所谓挫折 ， 都来 是社会的评价 ． 只有你 自 自于他人的观点和评价 ， 己可以真正了 解 ， 它 们 是 挫 折， 还 是 个 人 的 选 择． 我非常享受我 的 研 究 生 生 活 ． 由于青少年时期没 有读书的机会 ， 那迟来的学习环境尤为可贵 ， 对知 识的饥渴贯穿 了 我 的 学 习 生 涯 ． 我没有浪费任何 时间 ， 我花了所有的时间来学习 ． 在研究生阶段 ， 我修了 １ 基 ６ ０ 多学分的课程 ， 本上都是在前 ６ 年 完 成 的 ． 虽然我没能与我的夫 人同时毕业 ， 但我从未后悔过研究生的学习生活 ． 一天天都很充 实 ， 一 天 天 都 有 所 收 获． 娇 妻 在 旁， 好书在手 ； 虽粗 茶 淡 饭 ， 却 可 心 无 旁 骛， 遨游于知 识的海洋之中 ， 何乐而不为 ． 更何况那时的心中 澎 湃着向上的豪情 ， 认定未来会更美好 ． 那时的学 习 也确实为我未来的成功铺平了道路 ， 何悔可有 ． 现 在想来 ， 也应当 感 谢 家 人 没 有 给 我 争 拿 第 一 的 压 力， 周边环境也没给我抢挖第一桶金的焦虑 ， 给了 我静心学习的几年 ． “ 同样重要的是 ， 祸 兮， 福 之 所 依； 福 兮， 祸之 ， “ 所伏 ” 塞 翁 失 马， 焉知祸福 ” 一时的失败可能 ． 会孕育着未来 的 成 功 ， 而今日的成功也可能导致 明日的遗憾 ． 一个成功或失败事件的后继依赖于 人们如何处理 这 个 事 件 ． 我们不能完全地控制事 情的后果 ， 但我们可以尽最大努力来寻求完美 ， 同 时享受这个过程 ． 学海无涯 ， 胜负无常 在研究生院 ， 我上过的 ２门课程给我留下了 难忘的回忆 ． 一门 是 斯 多 克 曼 （ 教授的 Ｓ ｔ ｏ ｃ ｋ ｍ ａ ｎ） ） 数据结构课 ， 另一门是佩奇（ 教授的人工智 Ｐ ａ ｅ ｇ 能课 ． 同时 ， 这两位教授也给我留下了深刻的印 象 和影响 ． 斯多克曼教授人长得高大 、 英俊 ， 待人处事 彬
多是在崎岖小路上攀登 ； 身临峭壁荆棘 ， 面对凄风 苦雨是常事 ； 挫 折 也 是 常 事， 那 少 许 的 柳 暗 花 明、 峰回路转又多 是 在 付 出 了 十 二 分 努 力 ， 在早已筋 疲力尽 ， 遍体鳞 伤 之 后 ． 因 为 遇 到 过 太 多 的 挫 折， 如今每当我听 到 好 消 息 的 时 候 ， 我总会不自觉地 捏捏自己的胳膊和大腿来证实这不是在做梦 ． 当我收到当 选 Ｉ 就是这 Ｅ Ｅ Ｅ 院 士 的 通 知 时， ： 种反应 ． 当时 ， 那封通知邮件的标 题 是 Ｒ ｅ Ｓ ｕ ｃ － （ ： ） （ ） 回复 孙 是 英 文 胜 出 Ｓ ｕ ｎ Ｓ ｕ ｃ－ ． Ｓ ｕ ｃ Ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ （ 的前缀 ， 也是英文 Ｓ 俚语 ： 糟糕 ） 的前缀 ， 看起 ｕ ｃ ｋ 来很是可疑 ． 在最初的 “ 之后 ， 我接下来的反 ｗ ｏ ｗ” ” 等等 ， 难道已经是愚人节了吗？ 我没删掉这 应是 “ 个邮件 ， 但也没与任何人分享这一消息 ， 一直到我 的院士提名 人 向 我 发 来 祝 贺 ， 一直到 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ 发布 了官方消息之后 ， 我才和家人 、 朋友及同事们分享 了这一好消息 ． 我最知名的 早 期 学 术 成 果 应 当 是 “ 内存制约 加速比 ” 定律 （ 又称孙 －倪定律 ） 这一定律 表 明 ， 数 ． 据的存储是计 算 性 能 瓶 颈 ， 因而算法的设计不应 该只考虑运算 的 次 数 ， 也需要考虑内存的消耗量 和数据的重用 率 ． 它提出了以数据为中心的计算 这被不少人 认 为 是 解 决 今 天 “ 大数据” 问题 概念 ． 的关键 ． 如今常有学生 来 找 我 ， 想跟我学习去做下一 个“ 内存制约加 速 比 ” 那 样 的 有 开 创 性 的 研 究． 我 会问他们是否准备好了去做艰苦且有时看似徒劳 无功的研究工 作 ． 我是在研究生学习的第七年才 得到 “ 内存制约 加 速 比 ” 这 一 成 果 的． 漫长的研究 生岁月 ， 是一个挫折 ． 我的夫人当时已经完成博士 学业 ， 并开始任教于克莱姆森大学 （ Ｃ ｌ ｅ ｍ ｓ ｏ ｎ Ｕ ｎ ｉ － ） 我试图 与 她 待 在 一 起 ． 但克莱姆森大学 ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ． ｙ 当时没有大机器 ， 没有我能开展研究的实验环境 ， 这又是一个挫 折 ． 但那所大学里有一个非常好的 图书馆 ． 由于没有编写程序做实验的机会 ， 我决定 阅 读， 思考和 把所有 的 时 间 都 花 在 图 书 馆 里 ， 学习 ． 当时 ， 可扩 展 性 是 一 个 研 究 热 点 ． １ ９ ８ ９年英 特尔刚刚推出 第 一 款 带 有 高 速 缓 存 的 微 处 理 器 ． 在转学计算机之前 ， 我是一个成绩全 Ａ 的数学 博 士生 ． 转入计算机科学系后 ， 我没有利用我的数学 我选择 背景去做些简 单 的 理 论 研 究 以 快 速 毕 业 ． 了实验计算科 学 ， 并做了一个并行计算机的兼职
２ ０ １ ２年 第５ １卷 第１ １ 期 数学 通 报 彬有礼 、 风度翩 翩 ， 很 有 绅 士 派 头； 却又没有绅士 们惯有的矜持与傲气 ． 他对学生和蔼可亲 ， 没有半 点架子 ， 对外国学生更是耐心的让人感动 ． 与他谈 话， 你能感到那淡淡地飘来的真挚的 、 充满关爱的 师生之情 ． 细雨润无声 ， 时到今日我仍然经常以他 为榜样 ， 默默地 在 心 中 考 察 自 己 对 学 生 的 耐 心 与 爱心 ． 他的课 ， 我学的得心应手 ． 但期末考试中的一 道附加题却难 住 了 我 ， 左试右试一直到考试结束 也没解出来 ． 回家之后 ， 尽管解决这个题目已不能 提高我的 课 程 成 绩 ， 但 我 仍 然 没 有 放 弃， 继续努 直到找到一个满意的答案 ． 力， 没想到 ， 一年 之 后 ， 我 又 在 硕 士／博 士 的 资 格 考试上与这道 题 目 再 次 相 遇 了 ． 我这次是有备而 来， 这种场合再 次 相 见 ， 自 然 是 喜 上 眉 梢， 心中暗 暗鼓掌 ． 更没想 到 的 是 一 题 突 破 、 满 盘 皆 活． 我是 以数学博士生 的 资 格 去 考 计 算 机 硕 士 学 位 的 ， 结 果阴错阳差考过了彼时严格把关的计算机博士资 格考 ， 并最终转入了计算机系 ． 佩奇教授是个矮个子 ， 且身体不太好 ， 常常需 要借助轮椅行 走 ． 他 的 轮 椅 是 电 动 的， 很 先 进， 左 进退自 如 ， 走 起 来 非 常 快． 他的思维则更 行右转 ， 灵活 ， 更快 ； 讲起话来妙语连珠 ， 思如泉涌 ， 诙谐与 智慧中显露着 少 许 得 意 的 调 皮 ， 话到精彩处自己 往往先朗朗大笑起来 ， 所到之处常常是笑声一片 ． 和他在一起 ， 你不会觉得他是一个坐在轮椅 上的老人 ， 你会觉得他更像一个坐在小战车里的 、 兴奋地跑来跑 去 、 欣赏自己所向披靡无往而不胜 的欢喜的小顽 童 ． 他使你在不知不觉当中就放下 了最初的拘谨 ， 忘掉了心中对权威的敬畏 ， 进而蠢 蠢欲动 ， 也想加 入 到 他 那 充 满 智 慧 的 挑 战 却 又 让 你心中欢乐无比的对话当中 ． 佩奇教授是一 位 非 常 受 学 生 喜 爱 的 老 师 ． 但 上他的人工智 能 课 却 完 全 是 另 外 一 回 事 ． 他讲课 幻 灯 片 翻 页 也 非 常 快， 我来不及记笔 语速极快 ， 记， 只能集中所有的精力认真听讲 ， 间或在他大笑 的时候赶紧追上他那跳跃行进的思路 ． 他的课没有指定的教科书 ， 参考书一大串 ， 看 着就头大 ． 他很少写字 ， 写出来的字又像蝌蚪一样 ， 难以辨认 让我 那 当 时 还 没 老 花 的 眼 睛 一 看 就 发 他考试的内 容 是 将 几 十 个 问 题 与 几 十 个 答 案 花． 一一配对 ． 每个问题和答案本身都是一大段话 ． 那