从两幅对偶的创意图片谈起
(编者注:此图截取自谈笑风生篇“不同人眼里的ACM Students”)
我并不认为涉及我的那一幅图片是一种赞誉式的恭维;but I do suppose,这是一组极佳的创意:贴切与形象,自然相当夸张,但幽默且寓深意。我非常欣赏。Frankly to say,俞勇与我完全没有事先策划这么一个“一个唱白脸,一个唱红脸”的角色设计。然而实际效果确实如此,当然,我们的出发点与意愿是一致或相似的,这一点无须多言。不过将我与俞勇并列或随其后,似乎抬举我了,有点不敢当。最后,谈一下我关于这张吮吸脚趾婴儿之构思的一个联想(也不知原创者是否意识到这一点):婴幼儿是悠长人生旅途的起步阶段,而直腿吮吸脚趾又是一高难度杂技式动作,这是否预示着他/她今后Great Expectation(远大前程)的潜力与多种可能性?借用常见的套话:一张白纸可画最新最美的图画。只不过不能由他人来代笔规划/画,必须自己一步一个脚印地艰难跋涉,顺着内心之海阔天空般想象力的指引(理想也是想象的一种)。
我给本科生上课,缘起一个偶然的因素。当时有一位青年教师去香港进修,临时让我代他的逻辑课。由于对指定的教材及国内现有的其他教科书都不满意,只得自编现讲。这是我的“集论与逻辑”课程的“创世纪”(最初只有逻辑部分)。这次授课的一个经验是:普通班中也可能有优异的学生。考试后有一位赵姓学生脱颖而出,鹤立鸡群,凤毛麟角。后得知,他在其他课程中的成绩也很优秀。这是我后来向俞勇建议,除连读班或直升班之外,也可以从普通班(自主招生)中挑选人才的原因。
ACM班的正式冠名要晚于参加ACM竞赛。在前ACM班时期,有一位陈姓学生的轶事也颇有趣。他是一位有点腼腆的联读班提前读研的学生,以后一直与ACM班有缘。他第一次引起我关注是一道关于偏序的习题。此题的结论初看似乎很简单自然,但当你想严格证明它时,却会发现很难将之说清楚。一条捷径是将偏序集视为结构,用模型论的语言进行论证。但这是一个集合论的习题,逻辑还未教呢(况且当时的教材,不如以后成熟期者,那么侧重模型论的思想方法)。而陈有一种天然的模型论的直觉意识,令我眼前一亮。第二学期的计算理论课,只有一个人报名,(可能是因前一轮中大多数学生met their Waterloo。这是CS课程中被公认为最艰难的)。就是这位陈姓同学。课自然开不起来,我交给他一本(英文版)Papadimitriou的书(该书的特点是内容精练,许多常规的内容被放在练习中;而习题中不少具有相当的挑战性)。并说有问题可找我讨论。但我记忆中,他根本就没“麻烦”过我。两、三个月后,他将书读完且将书中大量的练习几乎都做了;而且发现其中有一题的叙述有不妥之处,找出了反例。我让他与作者直接联系……与此同时,代数课的老师却因他经常缺席(现称为“翘课”)且不交作业,(据说)将他“告”到研究生院,还要他作检查。陈告诉我,代数课上的内容,大部分他在本科时已学过,除了挂一个“抽象”或“现代”的名称,实质上没有什么新东西。这场风波的结局有点儿戏剧性,也符合陈的风格:非但没有写检查,他反而退了学,去美国攻读博士学位了。临行前,他把两大本计算理论的习题集留给我作纪念。我一直收藏着,也曾给一些“后来者”作示范。
在Pre–ACM班的两、三年中,也有一些另类的经历。有位不及格学生的家长(通过班主任)责问:我儿子是“南模”理科班的高材生,高分进入交大,且“数分”的成绩还有90分,怎么在逻辑课上竟然……又有一位从少年班转过来的学生,终考成绩只有二十几分。思政老师透露这是谢(副)校长引进的“人才”,暗示能否通融?我回答:分数面前人人平等。更有几位能量大的家长,集体“告状”到教务处,教务处也派人下来调查。我坚持自己的观点与做法。最后,I survived(若是现在,结果可能完全不同)。
诚然,当年能考入交大,进入CS试点班,都是很出色的学生(其淘汰率远大于现今者)。在大学一二年级的高强度学习的冲击下,有些仍保持优秀甚至更出色,也有不少学生不能适应新的环境,迅速下坠,成为平庸之辈。
待到俞勇全面接手CS试点班进而创建ACM班时,我已“身经百战”,练就一套“软硬不吃,刀枪不入”的tough“功夫”了。而“集论与逻辑”课程的框架也基本成熟与定型了。在以后的岁月里只是更新一些细节(e.g.更多计算与复杂性的考察,etc.),增添一系列称为Digressions的Episodes,which focus on some advanced or interesting specific topics,respectively.应该指出,其集论部分的水准,要高于数学系非逻辑专业的要求且更面向CS应用;而逻辑部分,在深度与广度方面更高于我为研究生开设的应用逻辑课程。这时,我也注意到一个较奇特的现象:作为数学的一个分支的数理逻辑(包括集论),它在CS中的应用与地位,要远高于其在Math中的影响与地位。国内外均如此。
显然,这么一个高标准、大容量的课程(通常分成两门课),而且要在一学期中完成,这对于ACM班二年级的学生而言,其挑战性是可想而知的。然而,从第一届ACM班开始,有多轮的教学实践是相当成功的。我的所谓“成功”的标准(也是non-standard):有一半以上的学生能够“劫后余生”,其中有15%的好成绩(85分以上),更有二至三名优异者(90分甚至95分以上)。我不采用常规的、为保持正态分布而允许浮动的评判方法。当然对于参加ACM竞赛的少量同学,自然另有倾斜性的考量。因他/她们为竞赛耗去了大量的时间与精力。
我有幸接触到不少ACM班的elites,我戏称他/她们为俞勇的“宝贝”。有些人有非常深厚与出众的数学功底或数学训练;有些人更擅长实践性操作性的技术;更有些是“全才”型的,当然人数很少。
我并不善于诱导学生们在课堂上热烈讨论,而紧张的课时也往往不允许这么做。但从作业或试卷中,从课外讨论甚至emails的交换中,往往会发现一些学生思维中的闪亮点:对问题与众不同的见解与思考,出乎意料的、非常规的解题思路;如果是在考试或测验卷中(甚至考试之后),我会额外加分以资鼓励与提倡。故有时考试成绩会超出满分的100分。甚至课程结束之后,也有同学写reports反馈与我,提出对该课程的有价值的看法与建议。我很享受与怀念当年这种教学相长的过程。作为教师,很有成就感。
我对我的课程与教材是相当“自以为是”的。这其中也有历届ACM班优秀学生的智慧结晶。特别须指出,原教材中有一个重大的缺陷bug,是由陶大(一位前ACM队成员及交大第一个ACM冠军队的助理教练)向我指出的。作为逻辑的语法推理系统之一的Tableau方法,具有许多优越性:易学易用易推广,特别是其背后的思想方法,在CS及AI中有广泛的应用,e.g. Model Checking。但我采用的Nerode-Shore Tableau System,当逻辑语言(Vocabulary)含有等号时,会出现一些技术性问题。我原以为在系统内部可以解决的。但陶大的反例彻底粉碎了这一设想。就像Russell Paradox打破了Cantor欲在其naïve集论内部解决悖论问题的希望一样。当然,发现了bug,设法从系统外部找到补救方法,并不是很困难了(有两种approaches)。还须指出,当年教学活动的成功,与助教们高质量的无私贡献,是分不开的。
有人会注意到,我上面使用的“怀念”、“当年”等过去时态的修辞。确实,近年来我的“成就感”越来越弱。在课堂上我也直言不讳,表达出我的“失望”。因此便有了本文开头“婴儿吮指”图片的创意,形象地反映出一些同学的感受。但须指出,我的“失望”只是从我个人的,狭窄的“逻辑”视角出发的;“缺乏成就感”也是指我为“俞勇宝贝”的成长,没提供或很少提供助益而已。我尊重并欣赏他们把兴趣与关注放在非逻辑甚至非理论的领域。事实上,我课堂上的环境,某种意义上是相当宽松的:你可以少交或不交作业甚至翘课,that's OK,只要能通过考试就行。确有“俞勇宝贝”,在课中的“投入产出比”很高,这样他们可集中更多的时间精力于自己感兴趣的方向上,做出不凡的工作。
优秀人才的表现型是多种多样、不拘一格的,而平庸者的风格却是“单调”的。成熟而有自信的人,不会被某个老师或他人的率直批评左右情绪,而是冷静地分析那些刺耳的话语中是否有合理的成分。2011年底我因甲状腺癌动手术时,有学生送鲜花及放孔明灯祝福,令我感动与惭愧。
我以为,世上有两种职业最崇高,一是医生,一是教师。这两项职业在中国,若没什么头衔的话,其经济效益不算高,但还过得去。然而若“捣浆糊”、“偷工减料”,则后果严重:前者是“谋财害命”,后者是“误人子弟”。
对于学习努力但逻辑课的成绩不理想的同学,我想提一点我的观察与思考,可能不是老生常谈。
The real problem is not that they don't know how to prove theorems. It's that they don't know what they don't know.
与此相关,作一有趣的类比,考察Leo Strauss的一句名言及其汉译。
(L. Strauss是美国当代著名的哲学家,其理论对美国社会诸多方面产生广泛的影响:政治,思想意识,法律,宗教,etc. He died in 1973.)
“One cannot know that one does not know without knowing what one does not know.”
学术界的一种译文是:不知其不知,以不知其所不知也。
L. Strauss原句中know/not know有四个不同的occurrences,各自对应的汉语含义是不尽相同的。将之机械地译为单一的“知/不知”,是不妥当的;而用“子曰”的“之乎者也”方式硬译之,更有“浑水摸鱼”之嫌。至少从信息传播的角度看,毫无意义。(“子曰”时代的文言文,缺少严谨的syntax;且词汇量少,故常一词多义。这为不懂装懂、蒙混过关的interpreters提供了方便。而L. Strauss也非乔叟或莎士比亚时代的人物)。
美国小布什内阁的防长拉姆斯菲尔德在答记者问时曾引用之,使这句Strauss sentence被广为传播。我也曾在某一次逻辑课上讲解过L.Strauss的这句“思维绕口令”。下面的译文在syntax上与原句以及与这里的主题更匹配:如果没认识到(或弄清楚)自己的无知(之所在),便不会(进而)有所认知。关于这一点,人们(往往)没能意识到。
对于想进还未进ACM班的同学,我的忠告是:你现在站在“地狱”的入口处,虽然其出口之一有可能通往“天堂”。无论什么选择,适合自己的(不仅仅是愿望)才是最好的。
简介:沈恩绍,男,上海交通大学计算机系教授,博士生导师。主要研究计算机科学中的逻辑,长期担任ACM班《集合论与数理逻辑》和《计算理论》的主讲教师。