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清華大學2019年各類型自主選拔復試正在進行中。6月16日上午，即將參加復試的同學們在新清華學堂參加了開營儀式。開營儀式上，4位優秀的清華在校本科生向復試考生們分享了自己在清華的學習和成長經歷。 他們來自不同的院系，有不同的履歷，但都在清華獲得了多樣的成長。他們的發言幽默風趣、坦誠率真，可以說是一份非常好的高考志愿填報指南。清小華特分享他們的精彩發言，希望為正面臨著高考志愿填報的考生和家長提供參考。 今天我們要分享的發言來自姚班2015級本科生姚順雨。他高中畢業于安徽省合肥一中，是姚班聯席會主席，清華大學學生說唱社聯合創始人，即將赴普林斯頓大學攻讀計算機博士學位。 在清華姚班我學到了什么？ 大家好！我是2015屆的姚班學生姚順雨，四年前從安徽合肥一中考入清華。剛剛兩位同學分享了他們為什么選擇清華，但是對于我來說，選擇清華、北大并不是問題，因為北大沒有我姓氏命名的班級。 大學四年我曾經兩度擔任清華的招生志愿者，被問過很多棘手的問題。比如他們問我，清華有多少食堂？我并不清楚，我說大概20個。比如他們問我，清華的男女比例是多少？當然我也不知道，所以我就說每個院系都不一樣。學弟會追問我工科院系男女比例，我就會跳過這個問題。 他們會問我清華有什么缺點，我實在想不出來，就會假裝沉思一陣，說工科院系的男女比。我遇到最棘手的問題是，學長你在姚班學了什么？這個問題我思考了四年也沒有獲得答案。 昨天一個朋友還問我，你們是不是學寫代碼的，我說不是；他說你們是不是修電腦，我說也不是；他說你們是做硬件嗎？我說也不是。他就很困惑，他說你們到底做什么？我說其實我也不知道，回去我就思索這個問題。今天我想分享我一些思索的收獲，作為一個清華學生學習經歷的縮影。 關于計算思維， 告訴你三個例子 我的專業是計算機科學（computer science），但實際上我覺得它應該叫計算科學（computation science），正如同天文學不應該是天文望遠鏡學。我覺得四年下來，最大的收獲是計算的思維。接下來我可以從理論和實踐兩方面分享一下我學到了什么。 理論，大家都覺得是定理、證明、公式、定義。在我看來理論并不止是這些，它其實告訴你什么東西難，什么東西簡單，什么東西可做，什么東西不可做。證明不可能性，這往往是最難、最美、也最深刻的理論結果。我想分享三個例子。 姚順雨在芝加哥學習交流 第一個結論關于計算。我們知道圖靈是世界上最偉大的計算機科學家，他最偉大的成果是界定了計算機的理論框架（圖靈機），研究了它能做什么不能做什么。計算機有很多程序，每個程序有一個輸入一個輸出。圖靈證明了存在計算機不能在有限時間完成的任務。 大家覺得這個非常顯然，比如我不能完成輸入一個高考試卷輸出一個答案，但是其實你不能證明這個不可能。圖靈提出的不可解問題是停機問題，就是說不存在可以判斷程序會不會停止的程序。這個證明像是個腦筋急轉彎。 如果一個程序f可以解決停機問題，我可以構造另一個程序g。其中，g調用f判斷g會不會停止。如果f判斷停止，g就死機；f判斷司機，g就停止，這就實現了反證。這也許是計算機科學最深刻的結論之一，它告訴我們計算機的能力是有界限的。 姚班在清華學堂合影 第二個結論關于民主。艾倫是世界上最偉大的經濟學家之一，他最重要的結果是證明了民主的局限性。我們現在考慮一個簡單的設定，假設現在有n(n>2)個小伙伴在聊天，現在每個人都有關于m(m>2)個學校的排序看法，然后希望通過民主表決獲得m個學校的排名結果。比如甲覺得MIT比清華好，清華比北大好；乙說清華比北大好，北大比MIT好；丙說北大比MIT好，MIT比清華好，當然丙肯定是有問題。假設我們有甲乙丙三個人，正好一半以上的人A比B好，一半以上的認為B比C好，一半以上的人認為C比A好，這樣就沒有辦法選出結論。 更一般的，我們覺得民主應該達到兩個前提條件。首先，如果所有人都覺得A比B好，那就應該A最終結果比B好。其次，如果沒有人改變關于A和B的相對看法，最終A和B的相對順序不應該改變。那么這種情況下，存在一個人，每次他的排名表就是最終的排名。也就是說，這種限制下唯一的合理選舉方式是獨裁。 “星火計劃”學員合影 第三個結論關于共識，提出者是FLP，這是三個人，分別姓F和L和P。什么叫共識？在座的同學上大學可能只有A和B兩個選擇。現在n(n>2)個小伙伴要達成一個共識，必須去同一個學校。這不難，最容易的方法，我們獨裁，讓一個人完全決定去哪就行。但是現在有兩個關于溝通的限制條件。首先，我們可以兩兩的微信交流，但是微信有任意長時間的延時。這種情況下共識還是很容易達成，我們可以設立獨裁者，他決定去A還是去B，他來通知每個人，然后所有人聽命于這個領導。這樣的獨裁效率非常高。 但是我們現在有另一個限制條件，可能有一個人會失蹤了，再也不回消息了。這時候我們希望剩下的人可以忽略這個失蹤的人達成共識。但是FLP證明了剩下的人不可能在有限時間達成共識。直觀的說，你永遠不知道一個人是真正的消失了還是潛水，所以你不知道該等多久做決定；即使是最高效的獨裁機制，獨裁者的失蹤也會讓機制崩潰。這告訴我們，一個分布式系統里同步性非常重要。 在這個時代， 計算能和任何學科結合 從理論上我們現在看到很多不可能做到的事情。所謂理論指導實踐，我覺得更多的是說，我們得從一個高度理解一個系統的能力極限和事情難易，然后再選擇能做的、有意義的事情去做。我們現在看一些實踐上可以做的事情。 姚班所在的院系是交叉信息研究院，顧名思義，就是研究任何東西。在這個時代，任何東西都能和計算結合。比如計算和物理結合可以做量子計算機，和經濟結合可以做博弈論，和生物結合可以做生物信息學，和語言結合可以做機器翻譯等。我想舉兩個很酷的例子。 姚班籃球隊合影 第一個例子是計算和社會科學的結合。社會科學一個核心的問題在于因果性。比如說泰坦尼克號的例子，如果我們觀察到船艙越貴生存率越高，難道真的說明船艙越高導致了生存率越高嗎？不一定，比如有錢人之所以有錢是因為身體好，這時候就不是船艙導致他生存率很高，而是因為他身體很好。另一個非常經典的例子是，教育會不會提升一個人的工資水平。當然我們現實生活中發現，教育水平越高工資水平是越高的，但這是因果關系嗎？其實不一定，因為我們有很多混淆變量，比如智商、能力、家庭。也許，成功完全取決于智商，只不過智商高的人恰好都去了名校，而“校強我渣”的人還是無法成功。 怎么解決混淆變量的問題？科學家想出一個方法是工具變量，他們提出研究一個人的出生月份和工資水平的關系。當時在美國，所有人必須是同一時間開學，但是出生月份越晚的人越晚畢業，所以出生月份越大的人獲得的教育時間越長。如果出生月份會和工資水平有正相關，你能想到的唯一解釋是出生月份改變了他的受教育時間。如果我們建立了貝葉斯網絡的計算框架，這些社會科學里困難的問題就會變得清晰。 第一幅由AI生成的畫作拍賣品 第二個例子是計算和藝術的結合。這是一個油畫，這個畫在拍賣會你們覺得能賣多少錢？賣了432500美元，但我覺得我上我也行，因為它并不是人畫的，是AI畫的，而AI是開源的。這是第一副人工智能生成的圖片被拍賣。近年來，對抗生成網絡等模型取得了突破，比如可以把馬變成斑馬，把貓變成狗，也可以把男人變成女人。這會使我們反思一個非常深刻的問題，藝術到底是什么？藝術的載體是什么？圖片其實只是一些像素的集合，音樂只是一些波函數的疊加，一切都是數據和信息，都能被學習和計算。這種情況下我們人作為藝術家的創造性和獨特性在哪里，我們需要開始思考這些問題。 我進行一個小小的總結，在姚班我們學習了理論和實踐。在清華也是，學生會學習很多扎實的理論知識，有了這些基礎我們才能進行各種各樣的應用和實踐，我覺得厚積薄發是清華學習非常大的特征。 世界很大， 在清華做你想做的事 姚順雨在阿根廷偶遇的孩子們 最后我想以一張圖結束我的講話。這是我在阿根廷拍的照片，我們學校有一個很棒的項目叫南方浸潤計劃，使清華學生能夠前往一些可能一輩子去不了的南方國家，感受非常不同的文化。這是在郊區的船上，我遇到了一群阿根廷的孩子，他們第一次遇到一個中國人，我們彼此看著，都對對方很感興趣。 這時候遇到一個非常大的問題，英語并不是世界通用的，阿根廷人說西班牙語。我曾經試圖學西班牙語，但是我放棄了，因為我學計算機，我拿出了谷歌翻譯。我跟他們說北京的故宮和長城，他們告訴我阿根廷的小學什么時候畢業，聊得很開心。 姚順雨在MIT學習交流 這個快樂的瞬間，今天回想起來我想到三點： 第一，世界很大，在清華我們真的可以去世界任何地方接觸任何人做任何事情。 第二，我們學到的東西真的可以改變這個世界。比如機器翻譯，真的可以讓世界上任何兩個完全沒有聯系的人聯系在一起，實現人類最古老而浪漫的夢想——推翻巴別塔。 第三，清華的平臺和視野會幫助我們反思，我們學到的為了什么，實現了什么，這種責任感比知識本身更加珍貴。 謝謝大家！ 文字 | 姚順雨 供圖 | 姚順雨 編輯 | 清小華 |
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