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科学研究的道路与目标

2012年10月14日  来源:神州学人 
  

文/孙贤和
  2012年4月21日,美国电气电子工程师协会(IEEE)芝加哥分会为我、万达·瑞德尔(Wanda Reder)和欧瑞·沃尔夫森(Ouri Wolfson)3位刚刚当选的IEEE Fellow举办庆祝晚宴。
  主办方安排我们3位新的Fellow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Fellow的反应和感受,以及对事业刚刚起步的同仁们的建议。我的演讲得到了与会者的好评。中国驻芝加哥总领馆教育组的参赞衔领事陈维嘉和领事刘强也应邀参加了晚宴,他们对我表示祝贺,同时也希望我能与更多的人分享自己的感受。
  当选IEEE Fellow是一个终身的成就,当选后我想了很多。借《神州学人》,我与大家分享一下自己的感受。
    
挫折可以变为明亮的新起点
  回顾我的发展路程,所过之路阳光大道极少,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IEEE Fellow的通知时,就是这种反应。当时,那封通知邮件的标题是Re: Suc-Sun(回复:Suc-孙)。Suc是英文Success(胜出)的前缀,也是英文Suck(俚语:糟糕)的前缀,看起来很是可疑。在最初的“wow”之后,我接下来的反应是“等等,难道已经是愚人节了吗?”我没删掉这个邮件,但也没与任何人分享这一消息,一直到我的Fellow提名人向我发来祝贺,一直到IEEE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概念。这被不少人认为是解决今天“大数据”问题的关键。
  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(Clemson University)。我试图与她待在一起。但克莱姆森大学当时没有大机器,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,我决定把所有的时间都花在图书馆里,阅读、思考和学习。
  当时,可扩展性是一个研究热点。1989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背景去做些简单的理论研究以快速毕业。我选择了实验计算科学,并做了一个并行计算机的兼职系统管理员。
  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,都来自于他人的观点和评价,是社会的评价。只有你自己可以真正了解,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160多学分的课程,基本上都是在前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,焉知非福”。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。



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编辑:KYU
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