中国计算机技术会超越美国……也许,某天……

2011 12/22

原文链接(需翻墙)by James A. Landay

今天的《纽约时报》上一篇 Barboza 和 Markoff 写的文章《以数量取胜:中国力求领先高科技》,可能会让你相信我博文标题上所说的会基本上成为必然:中国的计算机技术会超越美国。这篇危言耸听的文章真让我越读越佩服。它沿袭了一种报道中国的模式。这种模式在我 2009 年移居中国的时候就开始了,并且我发现近两年出现得更加频繁。幸好我这两年也对中国的经济崛起认识更深入了。我曾以为像 CNN 那样的媒体才会写出这么粗陋的文章,没想到长于报道中国的 Barboza,以及长于报道计算机科学的 Markoff,这些老练的记者原来也会。

我下周就要回到我在华盛顿大学的讲台了,所以我现在开始梳理我在中国的两年半都学到了什么。以我的个人观点,中国计算机科学领域潜力惊人——这也是我携家带口到中国来的众多原因之一。但是同时,中国要想在计算机科学上最终崛起,还要突破很多重要的屏障。这些屏障并不会自行消失,而要突破它们,仅是教育系统和政府制度的改革就会颇费功夫,更别说还有某些千年的文化陋习了。因此我的博文副标题说:也许,某天……也就是说,在不久的将来,我都不觉得中国的计算机技术会超越美国。若真要超越,一些重大变化必须要先发生。

在下文中我会尝试探讨:

  1. 为什么我了解,并有资格评论中国计算机科学的崛起;
  2. 在《纽约时报》Barboza和Markoff的文章上我所看到的错误和疏漏;和
  3. 我觉得中国要发挥出他在计算上的潜能必须要做些什么,以及为什么我觉得中国的崛起是件事,而不应是让西方担忧的坏事。

我是何人,点评中国计算机科学?

《纽约时报》上引用的某些人对中国计算机科学现状的评论,让我看到还是有些吃惊的,于是我就开始想,在这个问题上,到底谁是比较合适的专家呢?我考虑良久,最后觉得我自己就是个专家,至少从计算机科学学术圈的角度,点评一下中国计算机科学的崛起,应该不成问题。为什么这么说呢?

因为我在中国住了两年半。这两年半,我在中国顶级的计算机研究机构,微软亚洲研究院工作过。我在中国顶级计算机院系,清华大学计算机系教过书。我还在中国组织了若干大型科技活动。在我来中国前,我在世界顶级计算机院系之一,卡耐基梅隆大学获得博士学位,在伯克利大学(另一个顶级计算机院系)获得终身教职。我创过业。我为英特尔公司搞过一个普适计算的实验室,在华盛顿大学(又一个顶级计算机院系)当教授教书。这里有我背景资料的更多细节。我觉得以我的资历,我有资格来细数一下中国的计算机科学的发展。当然,文中观点也请读者自行作判断。我肯定也并不什么都说的对。这些只是我个人见解。但至少在中国的两年,我的确见识了不少事,接触了不少人,并且开始对当今中国动态有所了解了。

崛起观的问题在哪里

我想,中国在全力奋斗着迅速崛起,这是毫无疑问的。无论是中国的经济、基础设施(如港口,高速公路,货运铁路,高速铁路),还是教育、科技,都是如此。亲见这一过程让人兴奋。在这一重要的历史时刻,你能感受到一种惊人的能量(甚至比90年代中期第一次因特网热潮时在硅谷所感受到的还要多)。计算机科学领域也不例外。就像《纽约时报》文章里说的,中国在过去的20年里大踏步地前进。

但关键问题是:

  1. 和美国以及西方比,当今中国计算机科学水平如何呢?
  2. 中国的未来趋势如何呢?

对这两个问题上,我觉得《纽约时报》给读者留下的印象都不尽人意。我们分别来看:

当今中国计算机科学水平如何?

在美国,计算机科学学术圈是许多商业上重大发展的基石(比如,因特网、浏览器、无线信号压缩、云计算、语音识别、网页索引和搜索、基于手势和触摸的用户界面、基于位置的计算,等等等等)。

在过去的20年里,中国的计算机科学在学术上也有很大的发展,比如说大学扩招了,比如说以前大学主要也就给国企开发些软件,而现在也开始尝试尖端的计算机科学研究和教育了。事实上,过去五年里,中国计算机科学取得了很多重要的里程碑式的进展。这包括政府对学术的支持,也包括中国在顶级学术期刊和会议上开始发表的论文。

中国一切皆大

5到10年前,在顶级计算机学术会议上,你几乎看不到除了微软亚洲研究院以外的中国研究人员写的论文。微软亚洲研究院还是一群在美国学习工作过的大陆研究员和台湾研究员1998年建立的。而如今,有很多中国研究员都在顶级会议上发表过文章了。但是,也要看到,对比中国计算机科学方向大量的大学和研究员数目,这个文章数目还是很小的。计算机科学与技术是中国最大的本科专业。我听到的一些估计称全中国有1,000多个计算机系,其中有1,000,000多个专业方向。这真的很多!政府一定在计算机领域投了巨资。

超级计算并不那么超级?

在这样的投资之下,中国计算机科学过去5到10年的重大成就之一在超级计算机方向上。超级计算机是很大很快速的计算机,常用来计算天气模型和军事武器模拟等。一些年前,中国曾一度暂时拥有世界上最快的机器:天河-1A。世界最快超级计算机是个令人垂涎的称号,而这头把交椅上坐的,曾经一度不是美国的计算机就是日本的。其实这个宝座上的计算机也总在不断变更,因为总有更快的计算机造出来。

虽说坐上这个头把交椅曾是中国的重大成就,但我认识的一流计算机院系里的人,几乎没有人把中国征战超级计算当成大事儿的。为何如此呢?我觉得是因为这些一流计算机科学家认为,虽然超级计算机对解决某些特定问题是有用的,但是这都是过去的技术了。只要简单地改良底层的硬件处理器,性能就会不断提升。(事实上,如今大部分超级计算机都使用标准的桌面处理器,而不再使用过去的特制处理器了。)

超级计算方面的重大创新集中在编程模型,网络互联,以及最近的散热降温与能耗方面。但是,人们似乎在云计算集群方面看到了更重要的创新发展。云计算集群简单说就是把千万个商品处理器放到统一规格的机架上,用传统网络连起来,形成世界各地的许多数据中心。这技术成就了谷歌、微软、苹果、亚马逊和世界上很多互联网计算巨头。他们把计算能力以便宜的价格转卖给各个小网站或者需要云计算的移动手机应用。这种架构所支持的应用,远比超级计算机要更广泛。无论在工业界还是在计算机科学学术界,云计算都是热门话题,并且美国的计算机科学家显然在这一领域的工作上遥遥领先。

学术出版

在我自己普适计算(Ubicomp)和人机交互(HCI)的子领域里,中国还仍然刚刚起步。 1991年Ubicomp会议开办以来的这20年,中国几乎就没有文章出现(比如说2010年 Ubicomp 就一篇也没有)。今年我和我在清华的同事们共同组织了 Ubicomp 会议,开在北京。有300篇文章提交上来,只有50篇被接收(17%的录取率,竞争很激烈)。虽然今年我看到了38篇中国提交的文章(去年只有10篇),但只有3篇主要作者是中国人的文章被录取了(并且都是微软亚洲研究院的)。很多美国大学一所大学录取的论文数就不少于中国一个国家的(比如卡耐基梅隆大学有7篇,华盛顿大学有4篇)。

其他顶级会议也有类似的趋势:中国5到10年前几乎没有代表参加,但现在也有少量文章了(比如在最近几年网络系统的顶级会 SIGCOMM,NSDI 和 SOSP 上每年有1-3篇——这些会每次接收30篇论文)。同样地,大部分文章都来自微软亚洲研究院,而不是中国的顶级大学。

所以我们可以看到,中国代表的确开始在主要计算机会议上出现了,但是中国的研究者在这个舞台上并不比很多小国(如法国)更有影响力。但考虑到中国从事计算机科学研究的大量院校和研究人员,就有这么一个有趣的问题:中国是会维持这几年来的势头继续急速直线上升呢(就像十年来年经济增长约10%一样),还是中国在计算机领域影响的增长势头会开始有所放缓呢(就如很多预测说中国经济增长仍会很快但速度会适中)?

学术创新:学生、教授和学术圈结构

创造力、创新和“设计思维”近三五年可谓是被美国的商界传媒用烂了,尤其在史蒂夫·乔布斯去世之后的最近几个月里。在计算机科学的学术界和工业界,创新同样是很重要的话题。我们都想“改变世界”,并且相信要”改变世界”就要有创新能力,但是创新能力和对世界的改变都不易量化测量。在顶级会议的文章数量以及专利数量并不是对世界改变的测量标准,但是人们(也包括我在内)有时还是会退回到这些数字上,因为数个数总是容易做到的。

在中国时,我和很多一流的中国学生交流过。他们有微软亚洲研究院的(学计算机科学的学生做实习最好的地方),也有清华大学的(中国一流的计算机系)。因此我有机会观察了解他们的创新创造能力。我的实验室也吸引了中国一些学设计的一流学生(并且我们也雇了来自美国和欧洲的顶级设计师)。我也有幸能接触到微软亚洲研究院和大学里的中国一流的计算机科学家(那些已经拿了博士的家伙们)。

基本的事实是,这群人创新能力的层次和美国的学生学者还有很大差距。且实际上,中国那些“最有创造力”的人,基本都是在美国或欧洲留学拿到博士或者工作过的人。我这并不是说那些没有出过国的人所做的工作就不好——我上文说过微软亚洲研究院就是世界计算机科研的顶级研究所之一,并且那里的研究员也发了很多一流会议的文章,但这些研究员里最成功的那些,很多也师从过西方训练出来的计算机科学家多年——几乎是在微软亚洲研究院又读了一次博士。

所以基本事实是,如果你是中国教育系统的重点大学里出来的,那么你接受了良好的“创新性”训练的可能性,就比那些从其他大学出来的要低很多。这不是中国人的基因特质(很多西方教育出来的中国人都清楚说明这一点);这是中国以千年文化为基础的教育系统的问题。

有很多文章讲到过中国教育系统里的文化基调在很多基本面上都有好的影响(比如说,去年上海学生问鼎全球国际学生评估测试),但很多中国国内的人也质疑说,是否这种到处都在强调记背、应试,以及要求几乎完全复制老师和以前“大师”的文化,会导致这些人们无法“跳出框框”思考。

虽然缺乏创新性是文化上的问题,但显然这里面同样也有很善于创新的另类存在(中国的艺术活动发展就是跳跃式的)。这些年来,一流的中国学生都离开了中国的教育系统,到美国留学。虽然很多留学生在美国一开始既聪明又勤奋,但是并没有显现出多少创新性。他们已经习得不要质疑教授和其他权威的习惯,并且习惯于做别人安排好的事情而不是想自己的主意。但是,不久之后,很多人接受了几年的训练就成长起来,并且成为行内的一些新星(比如,我卡耐基梅隆大学的同学,沈向洋和陆奇,现在都是微软的高管了。)

我自己也带过一些这样的学生。他们现在在计算机领域都有自己很棒的事业,且创新能力是他们每天吃饭的本钱。但这都是接受了5-6年“美国式”高等教育的结果。我从同事那里听到的事例也是类似的。现在很多中国人也注意到了中美两个教育系统之间的这个关键性区别。最近的趋势显示中国中产阶级和有钱人倾向于把子女送到美国就读本科甚至是高中(今年一年内就有大约200,000人在美国读书)。

只说这种趋势可能仍会使某些人相信中国会在计算机科学方面超过美国,因为这么一大群学生取得学位之后就会回国了。虽然存在在美国工作几年之后回国工作这样的“海归”趋势,但这并不像有些人所想的那么普遍。很多中国留学生开始很习惯美国城市更轻松的生活,并通常会选择留在美国。事实上,更“粘住”这些学生的是美国远比中国更加流水线式的事业发展(许多中国公司的结构和运作还基本要靠潜规则,并且贪腐还是严重的问题)。事实上,最近有报道说很多中国富人移居西方国家,办理西方护照,通常是为了前面所说的更好的教育机会,也是为了远离环境恶化和污染,以及享用西方的医疗保健服务。

今年春天我参加了一个大型的美国科学基金研讨会,专门讨论与中国在计算机科学研究方面的合作。80个与会者里,一多半是现在美国大学里的华人教授。在计算机科学研究领域,很多拿到美国博士学位的中国人可能会留在美国,好能够在比中国更好的大学环境里工作,教更好的研究生。这些会很快改变吗?

中国大学(实际上说一般意义上的中国机构也可以)与美国大学一个很重要的区别在于,职称等级下的权利结构是不一样的。虽然在美国大学的职称制度下,副教授升职称是正教授评出来的,助理教授升职称(也就是升全职)是正教授和副教授一起评出来的,但是,我注意到我所拜访过很多一流院系里,“辈分更高”的教授们都清楚很多创新性的和最杰出的工作都是那些“年轻”的助理教授组里做出来的,并且我们通常会“保护”这些年轻人,让他们能更好发展,好能完成这些杰出的工作(也就是说,我们不会给他们安排冗长乏味的事物性工作,并且鼓励他们去教那些他们所专长领域里的高年级小班课程,而不是一般性的基础大班课)。

而在中国的大学里,集中在老一辈教授手里的权力和经费都远远更多。在许多大学里,助理教授只是协助一个老教授工作,而没有真正的独立的学术规划。而在一个像计算机科学这样快速发展的领域里,我相信这样的结构是跟不上如此快速的技术变革而注定要失败的。当初一个有能耐的年轻教员熬到今天的正职,少说也要十年。

而今天的计算机技术和十年前已经完全不是一回事了!我觉得这种结构性的桎梏使得我们在中国大学里,谁都找不出一个研究人员,能说这个人在他所在的子领域里是世界一流的(除了零星的几个名人,比如图灵奖获得者姚期智,还是中国大学“进口”回国的。)

这意味着倘若中国大学不改革现有的教育系统,中国的计算机院系至少要很多年(15-20年左右)才可能有希望从高层到底层都积累出世界水平的计算机科学家。这还是假设他们现在就开始在本土培育世界顶级科学家了(且还没开始),或者开始从海外引进(只引进了一些)。再次说明,我这不是说他们这儿现在没有佼佼者。中国大学里还是有不少优秀的人的。比如2011年UbiComp的副主席,清华的史元春教授,也在她清华的组里做了很多很好的工作。但总体来看这些人还是太稀少了,而中国没有哪个计算机系有实力匹敌美国前25甚至前50的计算机系。如果在招聘实践上和对待新人上没有大范围大规模变化,这种状况在短期都是很难改变的。

创业

虽然中国的计算机科学研究要继续发展还困难重重长路漫漫,我觉得创业圈的景象倒是相对健康一点。虽然我不是这方面的专家,但是我也一直关注中国最好的科技博客和推特上的作者(引用 niubi, wolfegroupasia, tricia, kaiserkuo, affinitiy china, china law),并且关注着与创业相关的重要活动(像北京的 TechCrunch 就是个最近的例子)。

我也和花时间和那些密切关注研究创业圈的人谈过或读过他们的东西,像在 Duke 和斯坦福工作的研究硅谷和全球高科技大企业的教授 Vivek Wadhwa(@vwadhwa)。Wadhwa 教授最近评论说他到中国旅行时看到了健康的创业景象。那种要屡试屡败、屡败屡试的创业文化正在形成,而这种文化正是当年的硅谷崛起奇迹的原动力。

根据我的观察,我对中国创业圈的结论是:一、它是生机勃勃的。二、一些重要的先行者,尤其是因特网企业,像百度、阿里巴巴、新浪,已经在他们各自的市场上积累出了相当的垄断地位,就像当年美国所发生的一样(虽然雅虎最近的故事告诉我们,这种垄断地位也是很容易丢掉的),还有三、风投资金和创业企业的数量都在迅猛增长。

除了这些传统的创新领域,在中国的产业创新温床上还发生了一些其他的酷事儿。那就是整个山寨市场。它们从冒牌仿制手机皮包等名牌产品起家,如今也开始生产自己的新产品了。当然,他们仍倾向于一些实用的微调(比如支持多个SIM卡,新的外形,等等)而不是重大创新。这可能是中国很多具有创新精神的工程师,没法在僵化死板的教育系统中混进好学校之后的无奈之举。

所以说中国计算机创业里还是有创新的,但是这些公司的创新类型,无论公司是大是小,都不是那种能在计算机产业里能倚靠十年的(就是我此文前面介绍过的像因特网的那种)。创业常常就是拿来一个现成的技术,找个新的用途,或者在原有技术基础上加点小改进。中国的创业尤以小改进之道著称。就像科技环境改革者 Peggy Liu(@shanhaipeggy)今天在推特里写的那样:“中国不善于基础创新,不过很善于微创新。”这很准确地描绘了中国创业圈的常态和现状。

对山寨复制和微调而不是创新的批评可能是大可不必的,但这种批评的声音在计算机工业界内外却是持续不断。李开复,中国科技投资界的名人之一,创新工场的创始人,前谷歌中国和微软亚洲研究院的院长,头顶着中国高科技界成功故事的光环,现在在中国却被戏称说其全名为“李开始复制”,因为他习惯投资的都常常只是一个受欢迎西方网站项目的简单复制加上少量的中国特色。比如说,中国前几个月就出现了上百个照抄 Groupon 的团购网站。

综上,中国的创业圈可能是健康的,只是和西方比还是少那么点创新,但我不觉得这是中国计算机行业的一个本质性问题。更大的问题是,他们是否在未来会有像过去让美国计算机行业称霸市场的那种本质性突破,并且倘若没有一流的学术研究,中国能否实现这种突破。我觉得没有一流的学术是不可能的。所以我建议中国人继续深化教育系统改革——但绝不仅仅是投入更多的钱。我觉得结构必须调整(见后文)。

专利

另一个中国未来会在计算机基础技术称雄的理由是说,中国有好多专利。《纽约时报》那个文章就指出,中国专利申请的数量是如何超过欧洲,直追美日的。但这个文中没有提及的是,很多、很多人都觉得中国的这些专利大都是水分。他们要么是一些机构为了完成特定的年度指标而申请的,而不见得真有用处;要么就是基于一个国外的专利但做点小改动,好作为西方公司进入中国的商业壁垒。《纽约时报》文章没说这些信息,因此这个关于专利的说法就是被扭曲的了。再加上中国对知识产权缺乏保护,专利之事实际上让人更觉得中国未来不会有能力创新。

中国如何才能发挥潜力呢

我前面的分析可能让你以为我觉得中国计算机科学领域近期没前途了,但那就和事实南辕北辙了。我觉得有两个主要原因使得中国会在计算机领域继续发展进步。首先,中国有巨大的人口规模。有13亿人在,不管前进的道路上有何种困难,也总是会有很多杰出的人物出现,并且这么多人所构成的巨大规模的国内市场本身就会提供很重要的机会!其次,政府在技术研究上投入了很多钱(过去十年年均增长10%)。这会使得许多研究人员可以开展很多野心勃勃的宏伟项目。但是,我还相信,与其对中国恐惧,不如同时看到中国在计算机领域的崛起也会以积极的方式改变世界,所以我们应该试着帮助他们。

解决中国问题是解决世界问题的一部分

为什么我们想要中国计算机科学领域成功呢?我觉得,对于美国乃至全世界,尤其是中国,都面临着很多大问题。而中国是帮助解决这些大问题的关键。并且,如果我们帮助中国解决了计算机科教系统中的问题,也会增加我们一起解决这些大问题的可能性。这些大问题关乎:

  • 可持续发展:具体说来就是包括保护环境和停止全球变暖
  • 教育:提高基础教育和创新教育水平
  • 医疗保健:创建医疗保健系统,既为解决老龄化人口问题(北美、欧洲和中国都深受此问题困扰),也为全体公民提供合理价位的医保服务。

世界实验室

鉴于这样的想法,我最近几个月一直在尝试在中国大学和美国大学之间建立一个新的多领域的研究机构。这个世界实验室会成为承担风险,打破原有模式,创造未来,攻关世界难题的一艘旗舰。我们会应用一种新的称作“全球设计”的方法,来寻找设计与技术、以人为本和以科技为本、学术圈与工业圈,东方文化与西方文化之间的平衡。这个世界实验室将会进一步拓展可能性并创造未来,也会帮助训练学生和大学、公司里未来的领袖,使他们成为能够为社会难题提出解决之道的自由思想者。

我认为中国崛起的成就是显著的,但是未来还存在变数。作为一个计算机科学家,我支持帮助中国提高他们的计算机科学水平,因为我相信它会帮助中国,也会帮助全世界。面对复杂的问题,我们不能保证成功,但团结合作,我相信我们会让世界变得更好。


免责声明:本文系 James Landay 个人观点,而不是华盛顿大学、微软亚洲研究院、英特尔公司或其他人的。(除非其他人也同意我的观点——我会很感激的。)

感谢 UCSB 的 Ben Zhao 提供网络系统会议的一些数据。感谢 Frank Chen, Lydia Chilton, Aaron Quigley, Robert Walker 和 Sarita Yardi 提供的修改建议。