回顾 | 对话John Hopcroft教授：新国际环境下的高等教育与学术人生

编者按

2021年7月5日，图灵奖获得者、中国科学院外籍院士、北京大学访问讲席教授、前沿计算研究中心主任约翰·霍普克罗夫特（John Hopcroft）受邀在北京大学就“新国际环境下的高等教育与学术人生”分享了自己的观点和看法。对话由北京大学前沿计算研究中心执行主任陈宝权教授主持。小编整理了部分对话内容，以飨读者。

01

计算50年

50 years computing

“我们身处在令人激动的时代，世界正在发生着翻天覆地的变化，计算机科学也正经历着变革。对于你们来说，一个重要的观念是要把自己定位在未来。”

首先，我想和大家分享一些我的故事。在我博士毕业的年代，计算机科学正在发生翻天覆地的变化。1964年，我在斯坦福大学获得电子工程专业的博士学位后，因为当时还没有计算机系，于是我加入了普林斯顿大学电子工程系担任教职。当时有一位年长的教授预感到计算机将会变得非常重要，于是询问我是否愿意教一门计算机科学的课程，教学生如何编程。那时候还没有计算机系，也没有任何相关的教材或参考资料。最后，我完成了这门课程的讲授，还在期间出版了一本教材，这让我（后来）成为了计算机教育领域乃至计算机学科的领军人物。

那时候摆在我面前的还有其他的选择。如果我选择高能粒子物理（等传统领域），我可能至今都还在等有教授退休后空出的终生教职岗位。但当时在计算机科学（这个新兴）领域，没有比我更年长的教授。这给早年的我提供了大量机会。在我受邀担任美国政府在计算机领域的资深专家时，只有四十岁。

在我那个年代，计算机科学的目标是让计算机变得有用。我们研究编语言、编译器、数据库等内容。如今，计算机已经变得非常实用，计算机科学开始研究如何让计算机（自己）做些事情。我看到很多计算机科学家开始在计算机应用领域探索，例如制药、制造业、金融等。计算机科学还有很多新兴分支，例如量子计算、量子通信等。在分布式系统领域，人们正在研究去中心化的网络，而在我那个年代，网络都是中心化的。

我希望你们记住的是：把你自己定位在未来（position yourself for the future）。很多年长的计算机科学家都会告诉你他们正在做的事情，但这些只是目前的前沿方向，并不一定是未来的主流。

我曾在1965到1970年教过理论计算机课程，这在当时是第一门计算机科学课程。1970年左右，大家意识到我们需要一个算法方向。当时，评估一个算法的效果只是通过简单地在一些数据集上跑实验，测量运行时间，再发表论文。当另一个方法出现，在同样的数据集上测试所用的运行时间更短，就号称效果更好。你根本不知道他们是否特意根据这些数据调整了算法。如果你选择随机数据，结果又会如何？于是，我们提出了一套衡量算法的数学标准（小编注：Hopcroft 教授提出了用渐进时间复杂度来评估算法）。我们选择最差的情况，估计其算法复杂度。一旦我们拥有了评估算法的数学标准，我们就可以根据该标准设计最优的算法，因为我们已经有了评估算法的方法。这套方法给当时的计算机科学领域带来了根本性改变。时至今日，人工智能和深度学习成为了研究的主流。人们不知道深度学习为什么效果好，但是将它应用在了很多领域。尽管效果好，但是人们依旧需要对深度学习有好的理论解释。我希望你们能够了解，在高速变化的现今时代，你们需要把自己定位在未来。

问：计算机现在是全球大学的重要专业。你怎么看待中国大学和美国大学的教学体系和课程设置的差异呢？

美国大学和中国大学有根本性不同。（现在的）美国大学通常有大约10%是计算机专业。一个典型的（综合型）大学一般有60到70个系，每个系占比1%到2%，重要的系会占到3%，而计算机系的占比达到了10%，这是计算机专业的申请人数暴涨后的结果。而在中国，这样的事情不太会出现，因为教育部对每个专业的学生数量有相关的规定。在美国，学生们对未来什么专业有前景的判断往往比学校的管理者更快。（当一个专业的申请人数暴增）之后，学校会意识到这个系需要招聘更多的教师。

美国的大学正在努力地尝试招聘足够的教师，以应对越来越多的计算机专业学生。在不久的未来，计算机或许将从一个系扩展成为一个学院，学院下细分更多的系。人工智能方向也类似，它应该是一个学院，下面有自然语言、计算机视觉、机器学习、机器人等系。中国有14亿人口，1500多所大学，这些大学又要去哪里招聘教师呢？在可以预见的未来，中国的大学将需要更多高水平的教师。

从我的观察来看，中美大学有着不同的使命。在美国，大学的单一使命是培养下一代人才。而在中国，大学有两个使命，一个是培养人才，另一个是帮助政府和企业做应用研究。此处，我需要指出基础研究和应用研究的区别。应用研究以解决具体问题为导向，而基础研究以研究人员的兴趣为导向。在美国的一些典型大学例如康纳尔大学，我们不允许教授从事应用研究，因为这不是大学的使命。大学的使命就是培养下一代人才。

02

新一代计算人才

New generation of computing talents

“我和很多诺贝尔奖得主、图灵奖得主交流过，他们之中没有一个人对自己的职业有特别详细的规划，他们只是做了自己喜欢的事。”

如果你决定做研究，请找出你最感兴趣的研究领域。如果几周后你的兴趣点变了，那就去探索新的兴趣点。这正是做基础研究的优势。如果你做的是应用研究，你往往会被局限于一个非常狭窄的领域，不容易转变方向。而基础研究的方向多样化，你很容易转换不同方向，甚至去研究一些从未有人研究过的东西，并因此创造一个全新的领域。在第二次世界大战结束后，美国政府决定资助大学去做基础研究，甚至是一些没有实际应用场景的研究。当时我也受到了资助。资助没有具体的成果要求，因为他们想让我做的是培养下一代人才，而非完成某一个具体的科研任务。有些人可能在大学做出了重要的研究成果并改变了世界，但是让大学教授做研究的根本目的还是让自己保持在学科前沿，以确保自己讲授的课程内容一直与时俱进。

如果你决定做研究，我希望你能选择令自己激动的研究领域。如果你不做研究而只是想找份工作，希望你能找到自己喜欢的工作。大学期间最重要的事情之一就是寻找自己真正喜欢的事。

大学教育很像是在训练你如何寻找工作。但是这不是教育的真正目的。教育的目的是让你学会如何真正享受人生。很多教育其实是在课堂之外，来源于你和不同学生的交流。我认为这是目前中国高中教育的一大问题——太局限于课堂。我希望学生们不要上太多的课程、做太多的作业。想要获得好的教育，其实你真正需要上的课并不多。经常有学生跟我说，学生的课程量太大了。

问：如何探索自己的兴趣点呢？如果感兴趣的事情和自己的能力有冲突怎么办？

你们每个人都有自己的人生，我不确定该如何给你具体的意见。有一些小建议：如果你需要选明年上的课，而这门课今年也开放，你可以在今年先旁听一两节以确认自己是否真的喜欢。另外，如果你正在犹豫毕业后应该继续深造还是直接找工作，（利用假期）去实习将会对你的决定有所帮助。

如果你觉得找到了自己真正的兴趣所在，请把握机会。我和大家分享一个我自己的经历。我在西雅图长大，本来我计划待在西雅图然后在华盛顿大学获得博士学位。这时我的系主任说，你为什么不去加州看看？为什么不去斯坦福读博士？我之前从没想过这些，但是我听了他的话之后觉得，为什么不试试呢？于是我就试了，结果这改变了我的人生。尽管如此，我还是惦记着毕业后回到西雅图教书。这时候，另一个机会出现了。在我经过我导师办公室的时候恰好得知，普林斯顿大学正在招聘教师。导师建议我去试试。这和我的兴趣相符，我就去面试了，并且获得了教职。我在普林斯顿大学的时候依然想着之后回西雅图。而这时候，康奈尔大学刚好成立了计算机系，邀请我担任教职，我又去了，并在那里教书直到退休。这一系列的事件都是偶然，和我最初给自己设定的计划差之千里。但当我仔细回想，在每一个机会面前，我都选择了自己认为有意思的事。当一个机会来临，如果你觉得喜欢，那就抓住它。

问：听了你的故事，我们都很羡慕你当时处于一个机会很多的年代。而现在的时代则不同，看上去所有领域的低挂果实（小编注：low hanging fruit，指一个领域容易取得的研究成果）都被摘了。你认为在目前这个时代，还会有低挂果实吗？如果有，是什么呢？

我很确定现在有很多低挂果实，只是你并未意识到。在1964年，当时所有的低挂果实也都被摘了，那时候计算机看起来没有未来，没人想学。而我预感到计算机科学将成为改变世界的科学。任何时代都会有一些将要带来变革的东西，只是人们不一定意识得到。现在深度学习非常重要，但是没人知道它为什么有效，背后的理论基础还没有被完全了解。在这个日新月异的时代，我可以肯定一定会有很多令人激动又值得探索的事物不断涌现。

问：感谢John给我们提供的灵感。另外你提到你的高中生活，下午三点钟就放学了，但是，现在所有人都在加快节奏，都在内卷。在这个高度竞争的环境下，如何建立自信？

在中国，激烈的竞争环境确实是一个问题。我觉得，除了关注胜负，更多地应该关注过程中的其他东西。当我读小学的时候，我在公园向别人学习如何打排球。他们组织了一场排球比赛，教我们如何击球，还有一些规则，而不是鞭笞我们要赢得比赛。你可能觉得这件小事对我没什么影响，实则不然，在那之后我一直都在打排球。当我来到康纳尔大学，我还组织老师们每周打一次排球，这项活动使得我们的教师团队更具有凝聚力。

我了解过一些脑科学的知识，也看到一些研究和实验结果表明，如果孩子两岁前生活在一个稳定的环境中，那么他们在学习上的表现往往会更好，也较少出现心理问题。

我很幸运生长在一个充满爱的家庭。我的父母深爱彼此，我从未听过他们吵架。我很确定他们在我两岁前给我提供了稳定的成长环境。我认为这非常重要。

另一件在我和脑科学领域学者交流后了解到的是，社交网络非常重要。认识来自不同领域的人可以让你了解不同领域的知识，这些知识有助于你的研究和生活。

问：我也曾听说过五岁之前是学习语言的好时机，十岁之前是学习运动的好时机，这是真的吗？

我可以分享一下我自己的经历。我直到20岁才开始学习网球和滑雪。如果我中间有几年没有滑雪，我又得重新开始学。我见过五、六岁学习滑雪的人，他们一旦学会了就不会再忘。至于语言，我没有小时候学习外语的经历。读博士的时候，我尝试过学习德语，但并不成功。我现在已经完全忘记了（笑）。

03

国际交流与合作

International exchanges and collaboration

“我相信全球化是大势所趋。”

现在美国对中国留学者有很大的排斥，这种情况你怎么看待？在这种环境下你对中国学生们有什么建议？

首先，我相信全球化是大势所趋。我认为随着全球化的来临，工作机会应该会越来越多，不仅是低端底层的工作，更主要是高级别的工作。就留学环境而言，对于美国的顶尖大学，我觉得不需要担心排斥华人的问题。

至于研究生教育，在美国，初入博士学习的学生可能还不知道自己对什么感兴趣，所以第一年会先上一些课，了解不同方向的导师，确定导师后，基本就是做科研。过去，博士一般三年毕业，我大部分的博士生都在三年获得了博士学位，只有少数读了四年。但这一点正在发生改变，我发现现在读博士平均要花四到六年。

如果你要做博士后，我们鼓励你换一所学校，就像我们也不鼓励康奈尔大学的本科生申请本校的博士。我们认为本科、博士、博士后最好在不同的学校，因为每所学校对计算机科学都有自己的理解和特色，在不同学校的经历有助于寻找和发掘自己的兴趣所在。

与过去不同，现在申请博士变得非常激烈。如果你要申请美国的大学，推荐信至关重要。我的建议是，首先，不要让校长给你写推荐信，一封好的推荐信应该出自真正了解你的人。校长不太可能了解你。此外，如果一封信写了你的缺点，并不意味着它不是一封好的推荐信，相反，它也许更有说服力，因为我们认为这是一封诚实的信。我鼓励你们去找那些最近在美国获得博士学位的人写推荐信，因为他们知道如何去写。反而是一些年长教授写的信我们不太看，因为这些信里的有效信息太少。至于读博士是去美国还是留在中国，我认为当前中国的本科教育已有很大提升，中国的博士学位含金量也会越来越高。但我也推荐去美国或欧洲读博士，毕业后再回到中国。

04

快乐人生

Happy life recipe

“我人生的一个重要决定是，做一件能改变世界的大事，使更多的人受益。”

问：你是如何保持健康的？

我喜欢爬山，喜欢游泳。锻炼非常重要，锻炼身体有助于快乐生活。我不愿意一直待在家里坐在椅子上什么也不干。如果你出门做运动，比如打排球，你会认识很多人并因此拥有自己的社交网络。社交网络是很重要的，通过朋友你也可以发现更多有趣的事，给自己的生活增添更多的乐趣。

问：每次你来到中国，夫人都陪伴在身边。她还曾陪你去过很多地方。可以谈一谈你对家庭的理解吗？

首先我来讲讲年轻时候的生活。我的父母都没有高中毕业，他们那个年代还没什么人上大学。我是家里第一批上大学的年轻人。我的父母希望我能有更好的生活，他们很努力地给我提供好的成长环境。因此我也觉得，如果我有了孩子，我也要让他们有好的成长环境。我让我的孩子很小就学会了游泳，我也带他们划船、爬山、旅游。

不过我要指出的是，没有什么做法是普遍适用于每一个人的。当我们的孩子还小的时候，我夫人不会陪我出差，因为她觉得留在家里照顾孩子更加重要。直到我们的孩子们上大学以后，她才开始陪我出差，然后她发现旅游是一件很开心的事情。现在她的旅游频率和我一样高，还去了很多我都没去过的地方。当你有了孩子，一开始你会把注意力放在照顾孩子身上。当他们长大了，你会意识到该把注意力放自己身上了。我人生的一个重要决定是，做一件能改变世界的大事，使更多的人受益。中国给了我这个机会。我要感谢中国，让我有机会做自己喜欢的事。对于你们来说，你们所做的事情也会改变你们自己的人生。当机会降临的时候，抓住它，然后行动。

05

现场问答摘录

Q and A

问：作为一个研究者，特别是一个在读PhD，如何实现工作-生活平衡？工作-生活平衡会不会影响我们的科研？

这是一个很难回答的问题，因为有的时候我很难划分自己到底是在做研究还是在做自己觉得有意思的事。当你在做自己喜欢的事情，即使是睡觉的时候，可能都还在思考问题。当我读博士的时候，有一段时间我会把一堆草稿纸放在床边方便随时做笔记，因为有时候我会在半夜突然醒来想到一个绝妙的证明，但是第二天早上就忘了。

我会、而且我也推荐，每天集中在学习和研究相关事情上的时间不要超过八个小时。此外，如果你发现今天天气好想去游泳，为什么不去呢？我并不认为每天必须至少花八小时在研究上。在研究方面，我感觉亚洲的研究人员总是花更多时间在学术上而非生活上，但我觉得，如果你也花一些时间在生活上，这对你的研究是有好处的。否则，你总是让自己陷入同一件事情中。如果你中途换换脑子做些其他事然后再回来，你可能会发现一个崭新的角度，一些如果一直陷在同一件事中发现不了的问题。我在读博士的时候，并非把全部时间都用于科研，我也会走出去玩一玩。我觉得这样做并没有对我的研究有什么影响。

问：如果一个人学计算机的同时又学神经科学双学位，这样做是否是一个好的选择？

对于这一类问题，我的回答还是一样。如果你同时喜欢这两个专业，那就去学习，不要因为双学位会让自己的简历更漂亮而去学习。如果你真的很喜欢这两个专业交叉的方向，那么修双学位就是一个正确的选择。

我希望大家都能找到自己真正喜欢的事业，享受生活。

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