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當地時間11月15日下午，美國得克薩斯州達拉斯市。
2018國際大學生超級計算機競賽頒獎現場，當組委會主席約翰·卡澤宣佈，來自中國的清華大學超算團隊奪冠時，團隊成員們——來自清華不同年級的6名本科生激動歡呼，48小時，清華贏了。
至此，清華大學包攬了今年世界三大超算競賽冠軍，實現了繼2015年後又一次“大滿貫”。清華超算團隊在三大國際性大學生超算競賽中累計獲11項冠軍。
今年10月底，在《美國新聞與世界報導》（US News）釋出的2019世界大學計算機學科排名中，清華大學成功蟬聯，再居首位。
兩奪高效能運算研究領域國際最高獎戈登·貝爾獎，打破該獎項設定29年來無國人獲獎的空白；上世紀80年代起佈局人工智慧研究，研究成果大放異彩；人才培養抓主幹課程、重基礎、強實踐；人事制度改革將教師分系列管理，啟用動力……近日，記者採訪了清華大學計算機系，探求該校11次獲國際性大學生超算競賽冠軍背後的“獨門祕籍”。
當地時間11月15日下午，2018國際大學生超級計算機競賽在美國達拉斯舉行頒獎，來自中國清華大學的6名本科生與指導老師一起登上冠軍領獎臺。找準方向 重回領跑席
成立60年，清華計算機系戰果輝煌：電晶體、電子管、積體電路……這些課本當中常見的語彙都曾是該系叱吒風雲、笑傲江湖的“絕學”。過去近10年，清華計算機學科更是取得了質的飛躍。
但一度，學科的發展也陷入迷茫，甚至被外人評價“除了計算機不搞，啥都搞”。
2010年，清華大學組織對計算機學科開展首次國際評估，評估委員會給出的評價是：“清華大學要在國際上力爭達到頂級水準，必須有世界一流的計算機學科，並具有在該學科某些領域內成為國際領導者的抱負。”
這一年，計算機系教授吳建平剛擔任系主任，他也在思考：系裡研究方向10多個，做什麼的都有，但重點不突出，到底該在哪些方向領跑？
經討論，系裡公認：計算機系不做計算機不行，不做計算機系統不行。“這是建系之本”。
吳建平教授於是，傳統優勢專案高效能運算機系統被高度關注，人工智慧、下一代網際網路也被系裡列為另兩個重點努力的目標。
但手頭沒有高效能運算機系統的大專案，讓不少教師信心不足。
大資料時代來臨，國之重器應運而生。2010年以來，“天河一號”“天河二號”“神威·太湖之光”等超級計算機的驚豔亮相，重新整理著人們的想象力，也讓清華計算機系看到了機遇。
憑藉多年積澱，計算機系主動出擊，開始運營當時全球執行速度最快的“神威·太湖之光”超級計算機。“通過合作，把我們的優勢發揮出來。”吳建平說，“全球最快計算機你都不摸，你怎麼去趕上別人？”
這算完成了第一步。緊接著，要在這個“大塊頭”上做通用應用軟體。
幾年不懈努力。2016年，依託“神威·太湖之光”超級計算機，以清華計算機係為中堅力量的研究團隊，完成了國際上首次用超過千萬核對氣候高速度、高精度的數值模擬，將戈登·貝爾獎收入囊中，實現該獎項29年來中國首次獲獎；2017年，清華計算機系又基於資料壓縮、異構任務劃分等一系列創新，在國際上首次實現對唐山大地震的高解析度模擬，再次斬獲戈登·貝爾獎。
2016年戈登·貝爾獎領獎現場，左起：清華大學計算機系博士生王欣亮、計算機系博士後甘霖、地球系統科學研究中心副教授付昊桓高效能運算機系統重回國際第一方陣，其他研究方向也開出絢爛之花。
“月明清影裡，露冷綠樽前。賴有佳人意，依然似故年。”去年12月，一款名為“九歌”的寫詩機器人在電視節目中“機智過人”，憑藉對30萬首詩歌的深度學習，通過兩輪人類測試，圈粉無數。而在另一檔益智問答節目中，名為“汪仔”的機器人也“碾壓”了多名選手。這些“黑科技”都與清華大學計算機繫有著密切關聯，而在人工智慧領域，清華已深耕40載。
“改革開放初期，（我們）看了很多英文材料，發現所有美國大學計算機系都有人工智慧方向，我們決定‘先結婚，後戀愛’。”中國科學院院士、清華大學人工智慧研究院院長張鈸回憶說，之後，在上世紀80年代，清華計算機系成立了國內首個智慧機器人實驗室，發表了國內第一篇人工智慧領域論文，在國內首獲人工智慧領域第一個國際重要獎項。上世紀90年代，又成立全國第一個與人工智慧有關的國家重點實驗室——“智慧技術與系統”國家重點實驗室。如今，清華人工智慧的研究方向包括資料驅動與知識驅動相結合的深度學習，與腦科學結合的交叉學科的探索……
張鈸院士而歷經10餘年，下一代網際網路也取得了快速發展：從IPv4到IPv6,再到下一代更大規模、更快、更安全的網際網路平臺……
回望當初的“小目標”，吳建平有些“小自豪”：“方向完全正確，成果可圈可點。”
把握本源 鍛造好學生
在清華計算機系，如果要問教師“科研為什麼會這麼牛”，不少人回答：“學生牛。”
這裡，會聚了來自全國各地的“學霸”，但有了好的原材料，如何加工出優質的人才“產品”？身處人工智慧、大資料、物聯網、雲端計算、區塊鏈等新技術層出不窮的時代，又該培養怎樣的學科人才？
“既適應時代，又不能完全隨它跑。”吳建平說。在他看來，學生培養過程中，“電腦科學本質的東西必須牢牢掌握”，“知道以後，可以去適應各種新的思維，如果本質不知道的話，你連基本的判別能力都沒有”。
保證本源性的東西在培養體系裡突出，是清華計算機系近年來本科生培養的著力點和焦點。
而往往，本源性的課程還包含著清華培養學生的一大傳統特點——強調動手能力。
計算機系同學討論“奮戰三星期，做臺計算機”，曾是清華大學生超算團隊冠軍成員，如今已讀研的王邈，一直對“計算機組成原理”課的課程實驗念念不忘，這也是近年來系裡推動課程改革的得意之作。學生要在三星期裡，做出計算機的中央處理器和部分外設，使之能夠執行作業系統，實驗要綜合運用數位電路、軟體工程等多方面知識，頗具挑戰度，但可以“把計算機工作的本源搞清楚”。
這學期，吳建平又放出一個讓學生們壓力山大的“大招”：“網路原理”課做路由器。一個月左右，完成路由器，並且全班聯成區域網。“不做路由器，根本不懂網際網路原理，就會被社會上五花八門的概念左右，學生就沒有定力，跟著時髦跑。”吳建平說。
2018超算競賽現場的清華計算機系團隊超算比賽即是一例。參賽過程中，學生要經歷從賽前挑選機器型號，到組裝、除錯機器，再到賽場跑程式的全鏈條歷練，從中真正學會分析問題、系統完整地解決問題。
寫詩機器人“九歌”，是清華計算機系學生矣曉沅在讀研期間完成的科創專案。而事實上，早在大二下學期，他就有機會進入導師孫茂松教授的課題組，利用人工智慧對詩人的用詞習慣等定量分析，完成了初版的集句詩系統。
在計算機系，大學生研究訓練計劃（SRT）、學術新星計劃等一系列活動的開展，都能讓學生儘早接觸到科研，培養學術志趣。
讀本科期間，如果學生能有高質量論文發表，還有機會出國參加“高大上”的國際學術會議，費用由學校統籌支出。國際交流上，清華計算機系還與美國史丹佛大學、麻省理工學院等世界一流高校建立學生深度交流專案，設立學生交流專項資金，有多種交流形式，每年出國訪問、短期交流和聯合培養的學生達300人次以上。
改革人事 激發教師內在力
無論是教學還是科研，教師都是關鍵。建設世界一流的大學與學科，更離不開一流師資。如何吸引大師來，又如何激發教師的內在動力？
“（評價體系）要和國際接軌。”吳建平說，教師隊伍要有具備國際視野和國際可比性的人才。
計算機系教授史元春曾在2000年左右到美國麻省理工學院做訪問學者，她發現，國內外的教師體系有著很大不同，“在美國，大學叫學術共同體，非常清楚哪些人是學術的主導”。
史元春教授參照國際慣例，2012年起，清華正式全面推進教師人事制度改革，按照“學校定邊界，院系定方案”的原則，2014年，計算機系的改革也正式啟動。
改革的重磅舉措，就是將教師分為三個系列：既精於國際前沿研究又能教學的教研系列；偏重於國內重大需求、應用工程，能帶團隊的研究系列；專職基礎教學的教學系列。
改革一鋪開，意味著全系100多名教師要“全部臥倒，重新排隊”。同時，對於新引進和晉升的教師，還將進行國際評估。
“國際評估一定是讓在國際排名前30名的學校擔任正教授的學者去評價候選人的情況，然後給他打分，他夠不夠資格，在同齡人裡面屬於3%還是5%，在全球範圍屬於3%還是5%。如果進入你們的學校，夠不夠格。”吳建平說。
“把原有的體系打破，新造一個體系，代價是非常大的。”史元春說，“但對學校更進一步的發展是奠基性、制度性的保障，每個教師要知道自己做什麼，什麼是做一個好教師的標準，奮鬥目標是什麼。”
歷時兩年，清華計算機系完成了原有教師隊伍向新體系的過渡，2017年起開始正常進行新體系教師的職稱晉升和人才引進工作。
孫茂松教授在孫茂松看來，制度是一方面，激發人才活力的，還有清華的文化和氛圍，“要麼不做，要麼就做第一”。
“大家都很優秀，我壓力就很大，3個月不看新的東西，博士生說的東西我就聽不懂。”今年已經83歲的張鈸院士笑著說，“在精英的集體中成長，迫使你必須變成精英。”
在清華讀完博士，在人工智慧領域知名學府——美國卡內基·梅隆大學完成博士後研究工作後，2011年，朱軍選擇回清華任教。除了國內良好的發展態勢和環境之外，吸引他的還有導師張鈸團隊對科研規律的尊重、寬鬆自由的氛圍。“給你充分支援，讓你主動去探索。”朱軍說。
張鈸院士與學生討論吳建平認為，計算機系的成長與發展同國家戰略、需求共振，與改革開放的大潮密不可分。而清華教師又有著較強的社會責任感和國家使命感，能設定更高目標，奮力往前衝。
在一些世界大學排名榜單中，清華計算機學科評估佔據“C位”。而面向瞬息萬變、新技術快速迭代的未來，清華計算機系將繼續按照學校“十三五”學科建設規劃，實現到2020年，在世界各大學科排名中位居前20名左右的發展目標，產生若干具有國際重大影響的學術成果和解決國家重大戰略需求的科技成果。
做計算機學科的國際領跑者，清華穩步前行。
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