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姚期智:一個好的問題應該是漂亮、重要且具有普遍吸重力的

2024-07-25科學
中國教育報訊(記者 梁丹 通訊員 胥森哲) 7月14日至26日,2024國際基礎科學大會在北京舉行,大會吸引了來自世界各地的頂尖科學家和學者,共同探討基礎科學領域的最新進展和未來發展方向。
在本次大會中,理論電腦與資訊科學領域的三位圖靈獎得主——姚期智、Adi Shamir和Leslie Valiant,分別帶來了精彩演講,分享他們在電腦科學領域的前沿研究成果和深刻的學術見解。
在演講中,姚期智先生深入探討了在科學研究中提出好問題的重要性,並透過多個領域的例項說明了提出好問題的過程在電腦科學中的重要作用。
姚期智指出,科學的發展離不開問題的提出和解答。透過提出新穎、有趣的問題,可以引匯出新的理論、猜想,或者揭示看似不相關的問題之間的聯系。他參照了著名文學家蕭伯納的經典名言,「人們看到事物的本來面目,然後問為什麽;但我夢想那些從未存在的事物,然後問為什麽不」,來說明科學研究中發現自然現象和探索新套用的兩種問題類別。姚期智列舉了牛頓和高錕兩位科學家的例子,即牛頓因傳說中觀察到蘋果落地的自然現象並思考「為什麽」而最終提出萬有重力理論,而高錕則因解決「為什麽不用光纖來進行互聯網通訊」的問題而獲得諾貝爾獎,來闡述了這兩類問題都能引領科技的重大創新和進步。
姚期智強調,好的問題往往會導致偉大的創新,並且好的問題往往非常富有想象力。比如「我們能飛嗎」的問題,導致了飛機的發明;「聲音能被記錄嗎」的問題,導致了錄音機的發明;「我們能擊敗細菌嗎」的問題使青黴素的發現成為可能。在演講中,姚期智透過物理學的例項,進一步展示了好問題的重要性。他詳細講述了著名物理學家麥克斯韋在年輕時解決1856年亞當斯獎問題「什麽使土星環保持穩定」的案例。麥克斯韋提出了土星環由大量小顆粒組成的理論,並因其論文【On the Stability of the Motion of Saturn's Rings】而獲得了亞當斯獎,這一理論後來在1980年被航天器拍攝的照片證實。姚期智認為,這一案例充分體現了科學問題的探索過程及其重要意義。
在談到電腦科學中的好問題時,姚期智以圖靈獎得主艾倫·圖靈1950年提出的「電腦能否模擬人類行為」的問題為例,解釋了這一問題對人工智能領域的深遠影響。圖靈提出的「圖靈測試」成為衡量機器智能的重要標準,雖然當時電腦科學尚未形成正式學科,但這一簡單卻深刻的問題激發了無數科學家對人工智能的探索熱情。
姚期智認為,圖靈測試的提出雖然已過去70年,但其帶來的問題和挑戰仍在不斷推動人工智能領域的進步。尤其是近年來,深度學習在影像辨識、圍棋對弈和蛋白質折疊等領域取得了突破性成果,表明AI已經接近透過圖靈測試。他號召電腦科學家們繼續提出和探索新的問題,以推動人工智能和電腦科學的發展。
姚期智總結道,提出好問題是科學研究的重要藝術,並鼓勵研究者們找到適合自己的提問方式。他認為,一個好的問題應該是漂亮的,即簡潔、新穎、令人驚訝;也應該是重要的,即人們關心其答案;並且應該具有普遍吸重力,能夠超越學術界限,引起廣泛關註。
姚期智教授是著名的電腦科學家,他在復雜性理論、密碼學、量子計算和通訊復雜性等多個電腦科學分支都作出了重要貢獻。他提出的姚極小極大原理在分析演算法效率方面發揮了關鍵性作用,使其成為計算復雜性理論的核心基石。此外,他在公鑰密碼系統、量子計算領域的研究,為安全通訊和高級量子資訊理論奠定了堅實的基礎。姚期智教授於2000年獲得享有電腦科學諾貝爾獎之稱的圖靈獎,1996年獲高德納獎,2021年獲京都獎,2024年獲基礎科學終身成就獎。