博士研究中几个关键能力的培养 张晓东 美国俄亥俄州立大学 This is the last talk before the lunch, I will be quick. Since this is a PI meeting, I concentrate on the motivation, what we have done, and what we are dong, and what we plan to do next. The theme of our NSF project is to balance the source supply and demand of CPU cycles, memory bandwidths, I/O bandwiths, memory capacity, disk capacity, and the latency time.

对一个高水平的博士毕业生的期待 读博士， 就是挑选一个狭窄并重要的领域作研究, 毕业的时候交出一篇世界一流的毕业论文，成为这个领域里世界首屈一指的专家。任何人提到这个领域的时候，都会想起你的名字。 你从学校带走的、最有价值的、不是这份论文，而是你分析和独立思考的能力、研究和发现真理的经验，还有科学家的胸怀。当你某一天不再研究这个领域的时候， 你依然能在任何一个新的领域做到最好。 Nico Habermann (CMU computer science chair/dean, 1979-1988)

五个关键能力的培养 （1）发现问题的能力 （2）解决问题的能力 （3）担负责任的能力 （4） 独立和批判性思维的能力 一个优秀博士毕业生，应对以下五种能力的提升感到欣慰： （1）发现问题的能力 （2）解决问题的能力 （3）担负责任的能力 （4） 独立和批判性思维的能力 （5）通过书面和口头简明扼要表达的能力

（1）需要被管理型 (management is required） （2）需要奖励和认可（rewarding is desirable) 在导师和自我评价中确认自己的性格 （1）需要被管理型 (management is required） 工作的动力和产出来源于别人的规划和监督 （2）需要奖励和认可（rewarding is desirable) 工作的动力和产出来源于经常性和阶段性的奖励 可以在一个好的激励机制和环境健康成长 （3）赋能型 （energizing is desirable) 有足够的能力，热情和动力， 只需要高效创新的环境和文化 类型（1）不适合读博士。 类型（3）有望成为优秀的博士。

(1) 发现重要问题的能力: 几个例子 (1) 早期的编程语言是以变量和语句为基本单位的 （2）在分布式系统中最简单并发控制使用“锁” 很难简洁地表达以数据为基础的“方法”和“目标”。 能开发一个“面向对象”的编程语言吗？ (Utah, Ph.D. 1969) （2）在分布式系统中最简单并发控制使用“锁” 锁是最安全的， 但使分布式系统不可扩展， 性能也低 在访问数据冲突不激烈时， 大部分“锁”可以不用 能基于此观察在并发控制中大大减少“锁”的使用吗？(CMU, Ph.D.’81) （3）通用的数据存储格式是全排序的索引， 如 B+-tree 多位空间的数据在通用的数据存储格式中效率很低 能有一个专为空间数据用的存储格式吗？ (Berkeley, Ph.D. 1984) （4）解决Hashing冲突的标准方法是“链表” “链表”使数据文件不平衡， 也是数据访问的瓶颈 能有一个“无链表”的Hashing数据结构吗？ (Aarhus, Ph.D. 2002)

(2) 解决问题的能力: 对应的几个例子 (1) SmallTalk 最早的“面向对象”的编程语言 还影响了以后的软件工业，Alan Kay, 1969 年犹他大学博士论文 （2）Optimistic Concurrency Control (OCC) 在访问冲突不高的分布式系统中， 效率最高 被很多数据管理系统采纳， John Robinson, 1982 CMU 博士论文 （3）R-Tree 多维空间的数据存储格式 空间数据库的一个标准，Antonin Guttman, 1984 UC Berkeley博士论文 （4）Cuckoo Hashing (杜鹃式存储） 一个高效的“无链表” Hashing数据结构 被数据管理系统广泛使用，2002 丹麦奥胡斯大学博士论文

(3) 担负责任的能力 责任心 博士研究是一个不可多得培养责任心的过程 责任心是成功者的唯一共同特质 有把承担的任务认真做好的欲望， 决心， 和行动 有责任心的人做事有效率， 自律， 不轻易放弃 有责任心的人有着高度的合作精神 博士研究是一个不可多得培养责任心的过程 把每一件事都力争做的最好 责任心习惯的养成将收益终身 责任心是成功者的唯一共同特质 Jude Burke, 领导力研究专家

(4) 独立和批判性思维的能力 批判性思维 批判性思维是创新的基础 批判性思维是一种习惯 习惯性地对事物做客观的分析， 评估， 推理和解释 判断必出于事实和根据， 必求谨慎， 但不盲从， 不主观和偏见 批判性思维是创新的基础 博士毕业时应具有基本的能力 有根据的质疑和否定是一种科学精神 批判性思维是一种习惯 不只是工作中的一个工具 有批判性思维的人不能容忍 强行解释一些“理论”的合理性 切断逻辑的连续性 根据不完全的信息所做的结论

国学导师给清华留下的校训： 独立之精神， 自由之思想 摘自陈寅恪为清华国学大师王国维所做的碑文，1929年6月3日 （立在进入二校门第一教学楼北端后山之麓） “… 先生之著述， 或有时而不彰。 先生之学说或有时而可商。 唯此独立之精神， 自由之思想历千万祀， 与天壤而同久， 共三光而永光”。

摘自冯友兰教授撰写的西南联大纪念碑文(1946) … 联合大学以其兼容并包之精神转社会一时之风气， 内树学术自由之楷模， 外来“民主堡垒”之称号， 违千夫之诺诺， 作一士之谔谔 …. 原始纪念碑石和撰文在北大校园内

(5) 通过书面和口头简明扼要表达的能力 讨论和争论 高度的概括和抽象 写好的论文， 做好演讲 合作最好的起点 在讨论和争论中学习和提高 也是培养独立和批判性思维的好机会 高度的概括和抽象 能否将重要的概念变成直觉 John Nash 用不到300字在美国科学院院报上发表了博弈理论 “Nash-均衡理论”又被“囚徒两难处境”的故事透彻解释 写好的论文， 做好演讲 如果前面两项工作做得好，好的论文将会水到渠成 演讲是传播创新思想和推动科研向技术转移的重要途径

和大礼堂直线对应的日晷： 行胜于言 1920年的清华毕业生向母校赠送的礼物是一个可以看时间的日晷，上面的4个字是来自拉丁文 的名言Facta Non Verba. 这是清华建校以来接受的第一个来自校友的礼物。 “行胜于言”告诉我们只有行动才能改变现状， 而不是说教。

Aristotle: Excellence is not an act but a habit 亚里士多德说: 优秀不是一个（短暂的）行动，而是一种（长期养成的）习惯 Thank You