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读研究生秘技三:我的想象力飞了起来

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  读研究生秘技三:我的想象力飞了起来

  独轮车左踏板擦到台阶边卡住了,借着伟大的惯性定律,我瞬间从独轮车飞了出去。飞行中,我醒悟到我对想象力的追求有点走火入魔了。

  诺奖开奖了,化学奖于2019年10月9日颁发给了对锂离子电池有突出贡献的约翰·B·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰。除了54岁开始转行研究锂电池、今年97岁终获奖的古迪纳夫让人感叹科研创新并非完全是年轻人独享外,“不正经”的日本TBS电视台跑去采访日本化学家吉野彰年轻时常去的夜总会“妈妈桑”的视频也让人感觉啼笑皆非。

  无独有偶,量子电动力学奠基人之一的费曼也曾是爱去酒吧,喜欢在酒巴做自己的研究工作。他有趣有名的轶事很多,其中1986年美国航天飞机“挑战者”号失事后,他在国会做了著名的O型环演示实验。只用了一杯冰水和一只橡皮环,他就浅显易懂地给公众揭示了挑战者失事的根本原因,即低温下橡胶失去弹性。另一件就是他在量子电动力学上自创的一套新理论体系。据说在未成名之前的某次学术大会上,为了帮助大家理解一个学术报告的内容,他主动上台用自己的方法去尝试解释,结果被主持人轰下了台。但他独特的思维方式和直觉确实给世人留下了不一样的财富。如果觉得量子电动力学离我们太远,有兴趣的读者不妨去读下费曼(也有称费恩曼的)写的物理学讲义,感受下他独特思维和想象力在书中留下的烙印。细细品读,真有见书如见人的感觉。

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  图1:费曼在讲课

  “计算机之父”图灵也是位非常独特的传奇人物。他提出的用于测试机器是否真正具有智能的“图灵测试”,至今还没有一台机器能真正通过这一测试。而他的跑步天赋却较少有人知道。实际上,在1946年8月,34岁的图灵首次参加正式比赛,在3英里跑的成绩就到了15分37秒(相当于3分15秒每公里的配速),此成绩在英国排名第20位。后来在1947年的英国业余田径协会马拉松比赛中,图灵还跑出了2小时46分03秒的个人最好成绩。虽然这一成绩无法与今年10月12日下午肯尼亚长跑运动员埃鲁德·基普乔格的2小时内的马拉松纪录相比(相当于2分50秒每公里的配速速跑了42.195公里)。但在没有先进科技材料和技术帮助的前提下,图灵以34岁的年龄在当时能跑成这样已经是相当厉害了。他跑步的方式也很独特,总伴随着惊人的喘气声,跑姿则是常紧握双拳、高抬手臂以及不自然外拐的步态。不过,因为不科学跑姿引起的腿伤和被迫接受的化学阉割,最终没能让他成为一名世界著名的田径选手。

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  图2:图灵在比赛中

  对计算机领域和信息领域有过突出贡献的,还有一位也值得一提,那就是克劳德·艾尔伍德·香农。作为“信息论之父”,他的香农第一定律(俗称两倍频定律)、香农第二定律等在压缩技术方面起到了重要的指导作用。在贝尔实验室和麻省理工学院的研究生涯中,他有过很多非专业的发明创造,其中他最喜欢的是W. C. Fields杂耍机器人。某次宴会上,他担心读者会厌倦他的发言,便当场拿出三个小球表演杂耍。而他最让大家印象深刻的是以骑老式独轮车来代步上班。对于独轮车的偏好促使他在1973年与他人合作成立了美国独轮车手协会。

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  图3:香农(a)香农照片;(b)香农玩杂耍;(c)香农骑独轮车

 

  我个人比较崇拜香农,也很想像香农一样有他那么强的想象力,所以我毛起胆子学骑了独轮平衡车。从完全不上去,到能滑一米、十米,到最终能单脚站在上面骑行。我希望能多骑点距离,说不定想象力能提升不上。只是某一天骑的时候,想换个玩法,沿着一个台阶的第二级前进。结果很不幸,独轮车左踏板擦到台阶卡住了,借着伟大的惯性定律,我瞬间从独轮车飞了出去。飞行中,我醒悟到我对想象力的追求有点走火入魔了。看着路人注视我的目光,我不禁想起了《丁丁历险记》的《蓝莲花》中的一幅漫画。

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图4:《丁丁历险记》之《蓝莲花》插图

  除了这些方式,对音乐艺术的爱好也是激发想象力的来源之一。比如提出过狭义相对论、广义相对论,因为光电效应获得诺贝尔物理学奖的爱因斯坦会拉小提琴。不论到哪里出行,他都常会带把小提琴。据说他老婆艾尔莎爱上他的原因是“爱因斯坦很擅长用小提琴弹奏莫扎特的作品”。有些关于爱因期坦的传记中还指出,爱因期坦喜欢的巴赫和莫扎物作品中的简明、清晰为其创建自己的理论提供了某种相似品质的启示。比如狭义相对论,虽然名字复杂,但只要假定运动的相对性和光速不变性这两个简单事实成立,就能推导出这一理论。

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  图5:爱因斯坦拉小提琴

  我国的杂交水稻之父袁隆平也喜欢拉小提琴。他让我国乃至全世界的粮食供给变得丰富,以致于现在每逢微信群就某个无聊问题讨论得过于泛滥时,就有人会发出袁老先生的图片,图片下方写着:“我这辈子最大的错误就是让你们吃太饱了。”

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  图6:袁隆平

  最近对人工智能提出过置疑的徐匡迪院士也曾在杨澜的一次访谈中直言自己爱好唱歌,会拉大提琴,中学和大学期间都参加过管弦乐队。

  这样的例子不少,多读些传奇人物尤其是科学大咖们的传记,就会发现想象力来源是各不相同的,有些甚至是大相径庭。但归纳起来来看的话,有两点比较共性的、可能是想象力的重要来源。一是幼态保持,二是广泛的兴趣爱好。

  英国德斯蒙德·莫利斯创作的人类行为学著作《裸猿》中指出过,人类之所以能凌驾于其它智能体之上,一个重要的原因是幼态保持。这一现象在其他动物界可能很难见到,因为他们要面临的更多的是生存。

  对于人类而言,幼态保持不仅表现在身体外形的缓慢变化上,更重要的是表现在人类有一个漫长的学习期。而爱好学习、爱好学习新鲜事物和知识本身就是幼态保持的一种表现,或者等价于心理年龄的增长缓慢。它能帮助人尽可能避免一些固有的条条框框,不断走出自己的舒适圈,形成有趣且有益的想象力。简单来说,就是要保持一颗对世界永远好奇的童心。

  二是广泛的兴趣爱好,它能帮助人学会触类旁通和借鉴。然而需要注意的是,这一爱好最好是自发的,而不是不得已而为之或是带功利性的。

  可是光有这两点是否就能在科研或人生道路上获得成功了?显然不是,那我们还缺什么呢?

  张军平

  2019年10月15日星期二

  注:图片均来自网络


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  张军平,复旦大学计算机科学技术学院,教授、博士生导师,中国自动化学会混合智能专委会副主任。主要研究方向包括人工智能、机器学习、图像处理、生物认证及智能交通。至今发表论文近100篇,其中IEEE Transactions系列20篇,包括IEEE TPAMI, TNNLS, ToC, TITS, TAC等。学术谷歌引用近3400次,ESI高被引一篇,H指数29.

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