“算法分析之父”唐纳德·克努斯:我更愿称自己为算法发展的记录者|对话图灵奖得主

编者按
近年来,随着人工智能、高性能计算、边缘计算等技术的持续突破,计算机领域掀起了新一轮的变革浪潮。以往被视为遥不可及的智能化愿景,如今正逐渐成为现实。与此同时,此轮浪潮也带来了数据安全、隐私保护、伦理道德等一系列亟待解决的挑战。
如何拥抱技术革新?如何确保技术可持续发展?如何在创新与责任之间寻找平衡点?封面新闻推出图灵奖得主系列专访,本期独家对话唐纳德·克努斯。
图片
唐纳德·克努斯。受访者供图
对话·人物
唐纳德·克努斯(Donald Knuth),1938年出生于美国。美国人文与科学院院士、美国国家工程院院士、美国国家科学院院士、斯坦福大学荣誉退休教授,被誉为“现代计算机科学鼻祖”“算法分析之父”。
他提出了计算机科学领域的两个基本概念:“算法”(Algorithm)和“数据结构”(Data Structure),并创造了算法分析领域,发明了计算机排版系统TeX和字型设计系统Metafont,还是数个理论计算机科学分支的奠基人。
美国计算机协会(ACM)将1974年图灵奖授予克努斯,以表彰他所著的多卷本《计算机程序设计艺术》(The Art of Computer Programming),对算法分析和编程语言设计的重要贡献。该系列被《美国科学家》杂志评为20世纪最重要的12本科学类专著之一,与爱因斯坦《相对论》、狄拉克《量子力学》等经典比肩。
对话·奖项
图片
图灵奖奖杯。图片来源:图灵奖网站
图灵奖(Turing Award),美国计算机协会于1966年设立,目的之一是纪念世界计算机科学先驱、英国曼彻斯特大学教授艾伦·图灵。图灵奖是计算机界最负盛名的奖项,有“计算机界诺贝尔奖”之称,获奖者必须在计算机领域作出卓越且影响深远的贡献。
图灵奖对获奖者的要求极高,评奖程序也极严,一般每年只奖励一位计算机科学家,只有少数年度有两名以上在同一方向上作出贡献的科学家同时获奖。
“年轻人应该试着尽可能多地了解自己,坚持自己认为重要的东西,而不是别人告诉你重要的东西。”这是依然坚持写作的86岁唐纳德·克努斯,通过封面新闻给当下年轻人的寄语。
2024年5月,唐纳德·克努斯在美国接受封面新闻记者专访,这位有史以来最年轻的图灵奖得主开启了一段跨越半个世纪的讲述,从《计算机程序设计艺术》到图灵奖,从ChatGPT到人工智能,从依然未停的笔到给年轻人的建议……
谈及“等身”的著作和“蜚声”的大名,他坦言,“我从来没有把自己当成先驱,我更愿意把自己看作算法发展的记录者。”
关于唐纳德·克努斯,还有一个颇有渊源的中文名——高德纳。据了解,这个名字由2000年图灵奖得主姚期智的夫人储枫在克努斯1977年访问中国前所取。姓高,是因为他身材高大。德纳,则是Donald的音译。
《计算机程序设计艺术》中文版卷4A。资料图
谈代表作
它带给了我空前的荣誉
但我从没把自己当先驱
“如果你想成为一名优秀的程序员,请去读这套书(《计算机程序设计艺术》)。如果你能够看懂书中的所有内容,那么欢迎给我发来简历。”这段话,来自微软创始人比尔·盖茨。
虽然这部有着半个多世纪历史的专著,被誉为“20世纪最重要的科学类专著之一”“标志着计算机成为一门真正的科学”,甚至被奉为“计算机领域的圣经”。但值得注意的是,这部专著的写作至今依然没有结束。
它的作者克努斯,获得图灵奖时只有36岁,这一纪录至今无人打破。时隔五十年,如今已86岁的克努斯谈及《计算机程序设计艺术》时却说,“我知道这个系列的书籍,给我带来了空前的荣誉,但我从来没有把自己当成先驱,我更愿意把自己看作算法发展的记录者。”
而关于这部著作的往事,克努斯和记者一起回溯到62年前的1962年,那年的他只有24岁,还在加州理工学院攻读博士。那年的比尔·盖茨和乔布斯还只有7岁,微软和苹果的传奇还远远没有开启。甚至,后来蜚声世界的图灵奖,也直到四年后的1966年才诞生。
克努斯回忆,他在加州理工学院攻读数学博士学位期间,韦斯利出版社邀他写一本关于编译器的书。“为了完成这个任务,我阅读了许多相关资料。但计算机科学当时还是一个新兴领域,文献质量参差不齐,甚至还有一些内容存在问题。”但也正是因为这个原因,克努斯认为需要有人写一本书,将对该领域的了解系统地呈现出来。
克努斯说,随着写作的不断深入,这本书越来越长,到1965年完成12章的初稿时,手写的页数达到了3000页。“我一开始没有想写得这么复杂,但不久后计算机科学经历了‘大爆炸’,所以我重新构思了这部作品并计划重铸成七卷。”
谈写作
我不知道还能活多久
只能做到尽可能多写
该系列的前三卷分别于1968年、1969年、1973年出版。如今86岁的克努斯依然在努力撰写第四卷。
他兴奋地告诉记者,目前《计算机程序设计艺术》第四卷A部分的中文版已经出版。如果一切顺利,第四卷C部分的英文版(前250页)将在2024年圣诞节前出版。
当被问及准备何时完成该系列全部内容时,克努斯没有像此前采访时一样提供明确的时间点。“这个领域非常有趣,每天有不同的新东西涌现出来,我猜在我有生之年完成全部内容相当困难。我不知道还能活多久,我只能做到尽可能多写。”
谈ChatGPT
文字答案的质量比较高
但也有令人惊讶的错误
作为现代计算机科学的先驱,克努斯对当今计算机领域的突破,表现出强烈的兴趣。2022年11月,美国人工智能公司OpenAI发布人工智能聊天机器人程序ChatGPT,引起公众的广泛关注。次年4月,克努斯通过20个问题对ChatGPT-3.5进行了测试。
克努斯介绍,这20个问题中既包括“特朗普吃槟榔吗”等在互联网上无法找到答案的问题,也包括“纳斯达克指数周六会上涨吗”(注:周六美股休市) 等迷惑性的问题,还包括“写一个只包含5个字母的句子” 等创作性的问题。
“当然,我并不想知道这些答案中的任何一个,我只是想看看ChatGPT是怎么回答的。”他说。
他表示,ChatGPT提供文字的质量比较高,其遣词造句的方式也令人印象深刻。“它比人们写的99%的文案要好得多。它绝对不像马尔可夫模型那样用最可预测的方式来延续已经说过的东西。”(注:马尔可夫模型指假设一个给定过程的未来状态仅取决于当前状态,根据系统状态是否完全可被观测以及系统是自动的还是受控的。)
但他也发现了其中许多“令人惊讶的错误”,比如,当ChatGPT被问到美国作家里昂·尤里斯的小说《麦加朝圣》一共有多少章时,它给出了总章节数和每个部分的具体介绍。
“答案看起来很像回事儿,但内容却完全是错的。”令克努斯惊讶的是,ChatGPT以非常自信的语气和非常详细的回答让这些错误的答案变得可信。“不了解这本书的人,很难相信这是错的,因为答案看起来是那么合理。”
克努斯向记者分享了自己的思考,几十年来,科幻小说家们设想了很多关于奇点之后可能发生的场景(注:奇点指机器智能超过人类智能的那一刻)。但据我所知,没有一个小说家意识到,在奇点到来之前,可能会出现这样一个世界,在这个世界里,机器或许只有1%的智能,但数百万人将能够几乎免费和它们互动。
谈图灵奖
图灵奖的奖杯是一个银碗
我曾用它装草莓和冰淇淋
克努斯一生所获荣誉不计其数。比如,美国计算机协会曾在1971年授予他以计算机先驱格蕾丝·霍普(Grace Hopper))命名的奖项,该奖项为了表彰35岁以下优秀的计算机科学家而设立,他也是该奖项的首位得主。
三年后,美国计算机协会授予36岁的克努特有“计算机界诺贝尔奖”之称的图灵奖,以表彰其著作《计算机程序设计艺术》对算法分析和编程语言设计的主要贡献。
1979年,时任美国总统卡特亲自为克努斯颁发了美国国家科学奖章。在此后的几十年,克努斯得到超过100个奖项,包括计算机先锋奖、富兰克林奖章、冯·诺依曼奖等含量极高的奖项。
面对纷至沓来的荣誉,克努斯始终保持一种超然的态度,他说,“我十分感激我能得到这些荣誉,但我也很惶恐,我很担心公众把我当成‘全知者’,这就意味着当我表达一些观点时,一些人会自然地认为我的想法比它实际上要好。”
他还和记者分享了一则轶事,在得到图灵奖以后,他没有像大多得主一样选择收藏起来,而是把它当成餐具使用。“图灵奖的奖杯是一个银碗,我曾用它盛过草莓,还用它吃过冰淇淋。”
谈年轻人
每个人都有不同特长
应尽可能多了解自己
当被问及对当下年轻人的建议,86岁的克努斯认为,年轻人应该试着尽可能多地了解自己,坚持自己认为重要的东西,而不是别人告诉你重要的东西。
克努斯谈到,现在有很多年轻人明知道自己想做什么,却一直没有付诸行动,有一部分原因或许是他们太关心这件事情是否符合社会期待,是否流行。也正由于这些考虑,导致有些年轻人一直没有真正地去做自己感兴趣的事情,而是一味地做一些符合潮流的事情,最终没有取得自己满意的成就。
他建议,年轻人应该选择自己更喜欢的或者更有意义的事,而不是因为这件事更流行或者短期收益更高就盲目去做。“每个人都有不同的特长,与其随大流,不如坚持真实的自我。 ”
封面新闻记者 张馨心