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美国的理工科教育和文化以及其对中国的影响

2020年3月1日看到了美国的大学普特南数学竞赛的结果:https://www.maa.org/sites/default/files/pdf/Putnam/2019/AnnouncementOfWinners2019.pdf。在前一百名里,华裔已经占一半以上了,也有一些韩裔和越南裔在里面。竞赛考的数学更多是解题为主,知识最深就是微积分和线性代数,问题风格更多是偏解题而非理论或知识,可以说是比较偏“智商”的。我参赛的时候华裔还没有如现在如此崭露头角,我大学的时候也不咋地,不过至少可以说如果是按照现在公布所有前500的名字,我也会出现在里面。不得不说我上大学高中和刚大学毕业的时候还蛮看中这些,也跟这帮人有过不少交道,但我已经与他们保持了一定的距离,这跟我的能力有限有关,也跟我的性格,价值观和品味差异有关。我现在更看中内容,而非“智商”。我建议读我这个博文的中国学生不要把这些竞赛以及其“鄙视链”看的太重,大多这些竞赛的佼佼者的确综合很厉害,也很有深度,但也有一些在内容,知识和做工作方面没那么强,甚至有点差。我都见过美国数学奥赛前12名,但在真正知识和做事上一般并有很多幼稚想法的人。包括在真正的数学,有些这些人也并不好,就不用说别的学科了。即使对于科技工作,智商是重要的一面,但品味也非常重要,或许更重要。

读者如果看到该博客上对留美反感的言论或许感到诧异。因为的确,中国数学物理信息奥赛排名靠前的人好多都去美国留学。我原来的同事就在中国的信息奥赛得到了很好的,但不是什么前十名或前四名国家队选手的成绩,他说姚班的学生的确是非常聪明,真正天分出众的。我早就观察到从04年起,中国数学和信息奥赛最厉害的人不少都进入了清华的姚班,姚班的学生大部分也会跑到美国读研。中国的国际数学奥赛的选手也有一定比例会去麻省理工学院读本科,有的会在清北读一两年然后转过去。在以上链接,你会观察到前25名大多是麻省理工的,之后75名大概一半也是,麻省理工学院本科录取标准还是一个非常智商为主的。一位美国数学博士也曾跟我说过麻省理工的学生在品味上没有多么突出,因为他的录取标准主要是智商和 conscientiousness,最录取决定的人也没法看品味,主要看考试,成绩和竞赛得奖。那儿的最聪明的学生主要都是学数学和计算机,应该是四分之一甚至三分之一,别的学科尤其是传统的工程学科如机械化工对现在的美国一代没多少吸引力。

我从一位中国国际数学奥赛金牌得主的领英上看到了

We’re delighted to announce Apple CEO Tim Cook as our new Chairman of the advisory board of Tsinghua School of Economics and Management (SEM)! The...

被“点赞”,发给了我那朋友,他感到特别失望,他在清华有工作经验,对那个学校的文化很有意见。我在美国见过不少清华校友,家里也有,对他们的评价也不高,不是他们的聪明才智或勤奋刻苦,是他们的心态和三观的问题。北大,也差不多吧,我舅舅是那儿的很难进的系毕业的,也去了美国了,我对他的评价也是较低的,主要是他的综合能力不咋地,观念上也有很多问题。

我那个朋友对姚期智极其反感。我也跟他讨论了关于姚期智和姚班。姚期智毫无疑问是一流的理论计算机学家,清华和中国为他的那些研究机构和班花了不少,从钱到媒体关注,以及优秀生源,可是他们没有对中国核心的计算机问题产生多少正面的影响。学生的确是智商最高的,我没有他们高,但不比他们差多少。主要是姚期智采取一种美国为中心的态度和教育方式,提倡走国际化道路,跟美国学者交流,以发表文章到国际顶级计算机会议为对人的定价标准。我那个朋友认为姚班的学生获得美国学位早晚会害了他们,因为中国的主流科技机构和文化他们会很难融入,美国也越来越排华。我跟他说了美国的理工科的人的思维方式跟苏联的和更“传统”的新中国的理工科的思维方式和文化差异极大,也充满矛盾,这一点他也早就意识到了。我们俩都早就发觉到,少数如我们这样的人即使在美国意识到了,也不敢说,因为在美国这样会被排斥,好多那些人还在半无奈地试图在美国“交朋友”。

没有经历过美国的人难以深入理解,我就简单地大概地描述一下吧。美国理工科文化有种虚假的“开放思维”,肤浅的“向前看”思维。因为他们思维比较“放纵”,会在脑子里产生莫名其妙的不存在的关系。比如,美国的犹太国际数学奥赛金牌都曾老跟我说中国多么不自由,自然疏远创新性格,不利于出现马云或张益唐那样的人。可是明显政治体制和政治价值观跟理工科工作没有什么关系,本质上是两码事儿。美国的有些人的确理工科还能算很不错,可是他们依然有不少绕弯思维,对理工科的一些判断也不太恰当,吹的也比真实的要多得多。他们的很多东西做的缺乏一种严谨和简洁,而俄国的却恰恰相反。美国善于制造多余的无必要的东西,有时以其让自己显得表面高大上,可是这个跟好的有活力的理工科工作是反着来的。美国人因为有一种“幻想般的自由开放”,所以经常也不太直截了当地评价科技,在美国,很难说一个学科或者某些工作是没有多么大的意义的,在美国非常不政治正确,而在中国,科学家都可以普遍说某些学科浪费资源,存在仅仅为了发表垃圾论文。

我跟那朋友说了,中国计算机行业的根本问题姚期智和他的那帮人基本完全忽略的。最大的问题是微电子和半导体的薄弱,以及核心软件如操作系统和编程语言的匮乏,而姚期智那帮人却摆着价值留在学术界跟着美国的名校的人发表文章。的确旷世科技是姚班的人创办的,非常成功的基于神经网络的面部识别的工作,可是这个毕竟还是基于英伟达的 GPU,以及 TensorFlow 来自美国的核心技术,靠人力靠资源靠大数据训练出来了最好的计算机视觉模型,显得非常牛逼,但还是没有解决最核心的技术问题。相反,给航天部等中国核心国企用的操作系统是航天龙梦搞的,基于 Linux,它的芯片也是龙芯和 SMIC 搞的,龙芯却是一个毛派的芯片设计公司,SMIC 是个留美台湾人创办的芯片生产商。龙芯也搞出了北斗卫星用的抗辐射芯片,那个的技术含量比姚期智和他的学生搞的那套显然要高的多得多。

为什么我对姚期智那帮人搞的东西评价没有那么高啊?主要因为它们的面太窄,算不上最核心的技术。像抗辐射芯片不光需要半导体,微电子设计,他也应该是对材料和热力学等都非常之高的要求,他的技术要求综合得多,涉及的面广泛得多。姚期智的最聪明的学生搞的理论计算机主要是解决一些比较散的少数人在乎的连数学知识面涉及的既不多又不深但需要一种数学解题的聪明,灵活,敏锐,恰恰是数学和信息奥赛强制选拔出来的人比较适合做的。姚期智这个人比较看重“竞争”,他老提出我们要培养出能跟斯坦福和麻省理工学院的人竞争的计算机科学家。这个表面是很好的,但他的负面是缺乏一种自然性,是在追求一种比较死的人为规则的竞争,完全看发论文,发表到什么样的会议,得到什么奖。这些人很聪明,智商超人一等,但是他们不太善于问自己他们做的工作的长远意义,即使在纯粹科学的角度,又比较脱离现实,而计算机不是纯数学或纯物理,你不能在本质上是工程的学科那么脱离现实然后又摆个架子把自己当做权威,最聪明的人。姚期智是46年出生在上海,解放后去了香港又去了台湾,他的很多这种态度甚至都可以说是国民党那帮留美亡国奴的一种在不同场合下的重演,摆着高大上的架子,牌子,精英主义,瞧不起人,脱离现实,盲目崇拜美国权威,然后又败到台湾去了,不得求美国爹保护他们。姚班的这些学生太功利,他们的价值观和判断太缺乏自然性,他们把他们的聪明才智浪费到了很多相对无意义的事情上,在姚期智的鼓励之下,给中国计算机行业立了不好的榜样和标准。他们过于受制于名气,牌子,得奖,“权威”的认可,忽略了实质,核心内容,眼界太狭隘,尽管表面的“开放世界”和国际化。

美国理工科教育和文化一个很大的问题是忽略历史,我指的是学科的历史发展。我在美国上学时发现我对了解学科的历史发展比大多其他学生感兴趣得多。因为学校里教的在课本上的演讲稿上的都是伪包装好的成熟的内容。仅仅读它,你很难深入理解它的来源,则你即使把它学会了,考试考的很好,你对它的理解也很难多么深。更严重的问题是,你很难培养好的科学品味或价值观,之后做工作完全就是会跟着潮流,缺乏独立的深刻的判断。所以美国人做理工科的方式和风格极其有问题。美国人能把软件开发当做 tech 这个词来形容,没有认识到严格来讲,这都不是真正的工程,而美国原有的工业,真正的工程从70年代起日益萎缩,经济不断地虚拟化。不重视历史意味着比较死板地缺乏独立思考宏观判断地做出很多决定,完全根据人为的利益出发。移民美国的原苏联红军军官 Andrei Martyanov 特别强调在美国缺乏 enclosed technological cycle 的概念,用这个词想表达的意思是独立自主无对外依赖的完整的科技生产循环,从原材料的采矿,到提炼,到复合材料,到研制设计,到模块的生产和集成。因为美国不重视历史,很多东西以非常肤浅或虚拟化的思维考虑,所以才会不少莫名其妙不符合现实的观念进入美国的主流。很多美国的做法本身是虚拟利益为主的,本质上是没有意义或脱离现实的。

新中国成立以来特别强调建立完整的工业体系,也就是 Martyanov 所说的这个 enclosed technological cycle,50年代苏联援助的156项就是为了这个奠定基础,它是一个模范的核心科技的概括。尽管中苏交恶,中国之后在科技上的发展路线和风格依然是以它为基础。我也看到一位俄罗斯人评论美国的科技在70年代起却走的越来越偏,过于依赖它在半导体和微电子上的优势,忽略了其他重要方向,而苏联依然保持全面发展。我把其内容粘贴如下,也给提供包含它的链接

One of the last American crown jewels of micro-electronics is fast losing its shine.
This is an important point. One of the few technological areas the US had a clear lead over the Soviets in was microelectronics, specifically mass produced microelectronics and thus increased transistor density which leads to the higher clockspeed of computers, signal processing capabilities, avionics, and stuff like adaptive optics (microcomputers are also directly applied in NC machine tools in industry). The Soviets made up for this one area by a much broader spectrum of high technology. The Soviets also could always batch produce small quantities of the very best microelectronics, since their expertise (in physics, chemistry, materials science) was higher. It was just a question of perfecting the mass production of it (the particular kind of precision tooling, clean rooms, quality control practices) to such a degree of uniformity so as to mass produce it cheaply – that was something American industry perfected in the period from WWII to the Apollo program. Also, due to economic problems Soviets did not build enough production plants for microelectronics, so there was a production bottleneck on top of it. But the “technology” was in fact developed (just that actual components were in short supply).
Basically, since the Bell Labs system was destroyed in the 70s/80s, the US has “invented” nothing comparable. No interesting mechanisms (like the advances in WWII electro-mechanical fire control systems, servomechanisms and automatic control), no fundamentally new devices, no really new materials, etc. The US decided to just completely exploit an existing area (microelectronics – in one of those rare situations in which tiny advances in one narrow area automatically lead to “revolutionary” capabilities elsewhere (towards lower weight and power consumption) just because they are all related to a common device, the transistor) until now when semiconductors have reached a physical dead end, and on the other hand import Japanese machine tools for producing its own military equipment (e.g., atomic submarines). Soviets were ahead in: the automatic docking of spacecraft, virtually all parts of robotics and electro-mechanical (as opposed to purely solid state electronic) systems, hybrid computers instead of purely digital computers, photodetectors (lead-salt detectors used in military and IRST systems) used in homing devices, portable power plants (like the Pamir-3U device). Fundamentally new device schemes and even whole parts of fundamental science close to technology – nonlinear optics, “chaos in dynamical systems”, sustained thermonuclear fusion (the tokamak fusion trap), and ion (Hall effect) electrostatic thrusters (that are still the key to deep space propulsion), the “synchrotron” method of particle acceleration, were invented by Soviets.
That is to say: the US altered the nature of its technology base around the 1970s. Instead of expanding on a very broad front as in WWII, it relied on a single technology (that of microelectronics) with the belief that this is the most important part of the “technology base”. This it true in some ways: it is the most important base for increasing the economic effectiveness of ordinary (not high-performance) products, and so the most important base for boosting the economy as a whole. It improves the vast majority of the products that circulate in the economy. Production processes get far quicker and more efficient, energy consumption is reduced, etc. It is also crucial for discovering oil prospects (which depends heavily on microelectronics and general information processing) — this is why Russia still inherits this dependence on Exxon (but also why it has no good reasons for continuing to do so).
Thus if the US loses its predominance in microelectronics, it has nothing left.

遗憾的是改革开放美国的垃圾价值观越来越影响了中国。中国人把很多非常表面的东西,如互联网看的高大上的不得了,觉得都是从美国来的,盲目地跟着美国学习,越来越受制于美国。就在中国的计算机行业,柳传志和马云这种商人成了中国的主流,中国年轻人的榜样,学科上也进来了态度脱离现实的姚期智般的作为。很多人为的观念取代了常识,发展的方式越来越缺乏自然的活跃性,氛围也越来越如美国那样虚假失去灵魂。

我的朋友说俄国和苏联的很多好的东西和文化是18世纪来自德国的,它从其受益匪浅,中国选择当初把美国赶出去当苏联的徒弟是明智的选择,可惜的是从八十年代开始,中国却以美国的很多垃圾取代了它。他也强调德国,俄国的教育和文化都是逻辑严谨直接为主,而美国的是一种绕弯式的肉体和官能为主。

那我问他,为什么美国依然有很多厉害的理工科的人啊。他说很多是因为移民接受了更多的逻辑严谨的教育,去了那儿虽然直接接触与其相反的人,为他们服务,但他们的基础知识和思维依然存在,他们也会对孩子有高的要求,但同时,他们也会越来越被美国的不少垃圾绕弯的思维方式所感染。

他说在美国学习工作好几年又在道德价值观和性格上不受美国的影响是几乎不可能的。实际上那些去美国的人心里早就意识到了这一点,那就是他们已经跟中国的没有去过美国的中国人是很不一样的了,这也是他们对华二代非常不好的原因之一,因为他们需要一个替罪羊,需要维持自己的利益。他也认为这些人回到中国很难走远,因为中国的没受美国污染的中国人越来越能看出他们的危害所在,也会越来越积极地将他们从中国主流置之门外。

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