“我发现做研I最好的Ҏ(gu)是提出深刅R大胆和关键性的问题。如果你能提出好问题Q那么就一定会(x)做好研究Q得出对学术界来说实用且有重大意义的l论Q”清华大学交叉信息研I院长姚期智在京都奖颁奖典C演讲中表示?/span>
京都奖是q盛和夫创办，旨在表嘪在科学和文明的发展、hcȝ的深化与提高方面做出显著A(ch)献的人士Q每q在端技术、基U学、思想·艺术q三个部门各颁发一个奖，每位获奖者会(x)获得证书、奖章和1亿日元（折合U?span lang="EN-US">588万h民币Q的奖金?/span>
今年早些时候，清华大学交叉信息研究院院长姚期智获得?span lang="EN-US">2021q京都奖Q“他构徏了计和通信斚w的革新性理论模型，对信息安全、大数据处理{技术生了巨大影响Q”颁奖词中如此介l道?/span>
在基U学领域Q美国生物化学、分子生物学Ӟz克菲勒大学教授|伯特L(fng)PRobert G. RoederQ获奖。在思想艺术领域Q法国哲学家、巴黎政d院名誉教授布吕诺·拉图?dng)?span lang="EN-US">Bruno LatourQ获奖。从左至右ؓ(f)姚期智、罗伯特·|d、吕诺h囑ְ
从左臛_为姚期智、罗伯特·|d、吕诺h囑ְ
姚期智曾提出姚极极大原理（Yao?span lang="EN-US">s minimax principleQ、通信复杂度理论（communication complexityQ以?qing)用公钥加密的信息和通信pȝ的完全安全性的理论定义Q?span lang="EN-US">Dolev-Yao 模型Q等Q这些理论在下文姚期智演讲原文中有朴素易懂的讲解?/span>
京都奖官|Uͼ姚期智的q些成就对信息科学领域生了巨大影响和涟漪效应，因此他当之无愧地获得京都奖。除此之外，据清华大学官|，姚期?span lang="EN-US">2000q图灵奖得主Q中国科学院院士Q美国科学院外籍院士Q美国科学与艺术学院外籍院士Q国际密码协?x)?x)士?/span>
姚期智曾L于斯坦福大学、加州大学伯克利分校、普林斯大学，后回国加入清华大学，?span lang="EN-US">2005q创Z清华学堂计算机科学实验班“姚班”，Cؓ(f)清华大学交叉信息研究院院ѝ?/span>
在这ơ演讲中Q他介绍了当前在做的NQ“包括革命性、有望实现指数增长的量子计技术；可以用博弈论来解决经问题的拍卖理论Qh工智能，q项技术见证了AlphaGo{机器学?fn)算法取得的令h难以|信的壮举，但成功的原因仍然是个谜。?/span>
以下为澎湃新L理的京都奖官|姚期智演讲实录Q?/span>
奛_们，先生们，我很高兴来到q里。首先我要说Q获得京都奖是一U莫大的荣幸。了解了历届获奖者和他们的辉煌成后Q我p认ؓ(f)值得与他们齐名而深感谦卑，也很高兴和荣q在q里发言?/span>
今天Q我惌谈我的成长经历，如何q入计算机科学领域，以及(qing)一路走来的旅程?/span>
更详l地Q我从我的背景开始，讲一讲我时候对物理学的痴迷Q这后来促成了我选择了第一个职业，然后Q我?x)讲到我是如何偶然{换领域ƈ成ؓ(f)一名计机U学家的。之后我?x)简单介l我的研I工作、我所思考的问题以及(qing)它们Z么有。结束之前，我还要向几位Ҏ(gu)的生zd工作产生重大影响的h致敬?/span>
1946 q_(d)我出生在中国上v。不久后Q我的家人搬C香港Q然后又搬到了台湾。我在一个幸的中阶家庭长大Q有慈爱的双亲和两个非常亲密的兄?span lang="EN-US">/姐妹。我从小深受中国传统价D熏陶Q特别是Ҏ(gu)化和学习(fn)非常重视。o(h)我和我父母欣慰的是，我是一名优U的学生，学生时期一直是名列前茅?/span>
我记得我时候喜Ƣ数学、科学和历史。对历史人物着qP是因Z们表现出不同d的勇敢和智慧?/span>
像伽利略和牛这L(fng)U学Ӟ他们也是我心目中的英雄，因ؓ(f)他们的才华以?qing)?f)自己的信仰挺w而出的勇气，让我大ؓ(f)震撼。我梦想有一天自׃?x)成L(fng)人?/span>
高中三年U，我偶然发C亚瑟·׃爵士关于相对论的笔记副本，其中l出了相对论最生动、最单的推导。大致如下：(x)
实验中，我们已经知道光具有恒定的速度。从q一事实Q我们可以y妙地推导出我们熟(zhn)的旉概念不可能是一个绝Ҏ(gu)遍的概念。而长期以来，q一Ҏ(gu)每个人都认ؓ(f)理所当然的事情?/span>
q个论点l我留下了深ȝ印象。我发现Q物理学可以像侦探故事一样吸引hQ而且比“福?dng)摩斯”中M聪明的情节都更具惌力。这令我深受鼓舞?/span>
于是?span lang="EN-US">1963q_(d)我在大学选择了主修物理?/span>
不久之后Q理查d·Ҏ(gu)的物理学讲义发表。传说加州理工学院想从根本上重组他们的物理学大一评Q费曼同意这样做Q条件是他只教一ơ。由此，传奇的三h物理学讲义《费曼物理学讲义》诞生了?/span>
q个pd讲义让我大开眼界。难以解释的高概念Q结果其证明只用初数学可以解释和推导。这真是令h印象深刻Q让我看C物理学的深度和美妙?/span>
事实上，q是我第一ơ觉得自q正理解量子力学的原理?span lang="EN-US">30q后Q当我开始从事量子计领域的工作ӞҎ(gu)寚w子现象的解释在我看来仍然是最有启发性和最有用的解释。这让我坚定下来Q决定在大学毕业后l在物理学深造?/span>
1967q_(d)我大学毕业后服了一q兵役，之后前往哈佛(jng)大学攻读物理学研I生?span lang="EN-US">1972 q_(d)我在Sheldon Glashow教授的指g获得了物理学博士学位。最l我成ؓ(f)了真正的物理学家Q但qƈ没有持箋多久?/span>
1973 q_(d)当时我在ȝ理工学院攻读博士学位的妻?span lang="EN-US">Frances向我介绍了“算法”?/span>
法q个词今天已频繁出现在日常生zMQ但在当Ӟ对大多数人来_(d)q是一个非帔R生的词汇。当Ӟ我接触到Knuth教授~写的《计机E序设计艺术》的早期草稿。这是一本很有名的关于算法的书，一部了不v的杰作，它介l了一门引人入胜的新科学?/span>
阅读后，我开始不断思考书中提出的研究问题Q深陷其中而无法自拔，以至于我很快pM物理学博士后的工作，转而全职攻读计机U学研究生?/span>
我记得我母亲当时很担心我Q因为我g攑ּ了这么多q的物理工作Q但我的d非常支持我，所以我成ؓ(f)了伊利诺伊大学的计算机科学研I生。非常感?span lang="EN-US">CL Liu 教授愿意接受我?/span>
接下来，我将讲述我的工作?/span>
最初，我专注于解决法中现有的开N题，例如最生成树(wi)?span lang="EN-US">B?wi)等。但毕业后不久，我开始对开发计机U学的新框架和新理论产生兴趣?/span>
几十q来Q我有机?x)在几所一大学工作。我在伯克利、斯坦福度过?span lang="EN-US"> 10 q_(d)随后在普林斯度q了 18 q?span lang="EN-US">2004q_(d)我加入了清华大学Q直至今日?/span>
在每个时期，我都在做一些不同的事情。很有趣的是Q我在不同时期关注的主题Q它们与时代的变化和计算机科学作Z门学U的发展Q以?qing)n处的大学环境都有很大关系?/span>
接下来，我想要介l三个主题，极大极小法(min max complexity)Q通信复杂?span lang="EN-US"> (communication complexity)Q以?qing)密码学?span lang="EN-US">MPC?/span>
我发现做研究最好的Ҏ(gu)是提出深刅R大胆和关键性的问题。如果你能提出好问题Q那么就一定会(x)做好研究Q得出对学术界来说实用且有重大意义的l论?/span>
现在我将Ҏ(gu)个主题的主要问题?qing)其重要性进行讨论?/span>
W一个是 1977 q提出的极大极小法问题。它在我心中有很Ҏ(gu)的位|，因ؓ(f)q是我第一ơ提Z自己的研I题，q找C很好的解x法。我们知道，法本质上和食谱很像。例如在烚w中，食谱?x)告诉你每步的步骤，例如?span lang="EN-US">3盎司盐或几克肉?/span>
20 世纪70q代中期Q一U新的算法引起了Z的注意，即“随机化法”（Randomized algorithmQ。这U新法l合了随机移动（stochastic movesQ。如果用烚w来比ȝ话就是，不明告诉你有放两勺盐的步骤Q而是让你用扔币军_是放两勺盐，q是放一杯红酒?/span>
因此Q对于传l的思维方式来说Q这看v来是一U疯狂的做事方式。但?span lang="EN-US">20世纪70q代Qh们已l证明以q种方式执行法是有优势的，在某些情况下Q它们会(x)产生一些o(h)人惊叹的l果。但Zq无法理解这些算法的局限性?/span>
因此Q这让我产生了一个问题。到底哪法个更好？是当时刚刚提出的随机化方法，q是用传l的Ҏ(gu)观察数据分布Qƈ在执行过E中调整呢？
一旦用q种方式提出了这个问题，那么出C一Uo(h)人惊喜的联系Q让Z可以寚w机化法有了很多的了解?/span>
当把随机化算法与传统分布Ҏ(gu)q行比较Ӟ可以其视ؓ(f)随机化算法和数据之间的博弈。算法（可以Ҏ(gu)数据Q选择如何随机UdQ而数据可以选择分布方式Q从而ɽ法的运行变得更加困难?/span>
在博弈论极大极小原理的作用下q两U方法恰好达C它们的极限?/span>
q个联系l出了我们想要证明的定理Q也是说事实上q两U方法是相同的。这为理解随机化法提供了新途径。在现在Q这U在当时q算新颖的算法已l成多密码技术和人工法的默认模式?/span>
Z想了解随机化法的局限性是有原因的。因此，?span lang="EN-US">40多年的时间里Q我发现的算法仍然被许多研究人员用来解决他们的问题?/span>
W二个主题是我在1979q提出的通信复杂性?/span>
让我先解释一下这个数学问题，׃丝和鲍勃是两个在不同地点的hQ他们各自持有一?span lang="EN-US"> n 个比特的数据Q比?span lang="EN-US">x?span lang="EN-US">y。我们想要解决的问题是，假设它们惌联合计算某个?span lang="EN-US">fQ它们之间需要通信多少比特Q这是q个函数的通信复杂度?/span>
当然Q这取决于你在计什么函敎ͼ例如Q要计算q两个整数的和是奇数q是偶数只需要两个比特的通信。每个h只需告诉Ҏ(gu)它是偶数q是奇数Q然后他们就可以知道{案了?/span>
另一斚wQ如果你惌?span lang="EN-US">x是否大于yQ那么它?yu)需?span lang="EN-US">n比特。你需要把整个字符串从一个h发送给另一个h才能解决q个问题?/span>
更深一层的是，你必L识到q证明，没有比这U方式来解决q个问题更好的方法了。一般来_(d)q是一个相当困隄问题。如果我l你一个关?span lang="EN-US">F的计复杂性，那需要相当深入的数学分析才能完成?/span>
考虑通信复杂度的原因是，计算模式?span lang="EN-US">20世纪70q代末发生了很明昄变化。从之前大家都熟(zhn)的大型计算机，逐渐转向我们现在熟?zhn)的计机|络。h们对以分布式方式解决问题感兴，许多人愿意协作解决问题?/span>
因此Q这意味着我们必须把过ȝ计算模型调整为网l模型。在q个新的世界里，通信成本通常是很高的Q因为我们必ȝ动数据?/span>
因此Q我刚刚向你们介l的通信复杂度的概念是Z模拟和反映这U变化。自从该模型被提出和分析以来Q通信复杂性在从芯片设计到数据的各个领域都得Cq泛的应用?/span>
我要讨论的最后一个话题是关于密码学和 MPC?/span>
1982 q_(d)我写了三论文，q些论文对现代密码学做出了重大A(ch)献。这三篇论文涉及(qing)Dolev-Yao 威胁模型、伪随机数生成算法（pseudo random number generationQ和安全多方计算Q?span lang="EN-US">MPCQ。今天我只谈最后一个问题?/span>
MPC是一个加密概念，使我们可以对加密数据q行计算。如果?zhn)使?span lang="EN-US">MPCQ就有可能让多个数据库在不泄露它们自q数据的情况下q行联合计算。也是_(d)我们可以在看不到数据的情况下׃n数据?/span>
让我用一个例子来解释一下这一炏V我引用在论文中提到的著名的亿万富的例子?/span>
两个百万富翁Q爱丽丝和鲍勃，他们希望在不透露M数据信息的情况下知道谁更有钱。所以爱丽丝?span lang="EN-US"> X 百万Q鲍勃有 Y 百万。所以数学问题是Q他们想要彼此交来知道 X 是否于 Y。问题是Q是否有可能q行一ơ对话，让双方在不知道对Ҏ(gu)据的情况下又知道谁更富有呢？
直觉上来说你?x)认是不可能的。我怎样才能在不透露M一方Q何信息的情况下找更富有呢Q如果你惛_分钟你就?x)意识到Q如果采?span lang="EN-US">1982q的信息安全定义Q也是香农的信息论Q?span lang="EN-US"> Shannon's information theoryQ，那确实是不可能的Q你可以证明在那个模型下是不可能的?/span>
但我认ؓ(f)Q需求是所有发明之母。如果真的有需要的话你肯定?x)想一切办法。所以，如果你蟩出框框去思考，事实证明q是可能的?/span>
说到跛_框框Q我们的意思是需要丢弃香农在q种情况下规定的非常L的条条框框，然后把艾伦·图늺入其中，我不?x)对此说太多。但事实证明Q如果你把安全定义放宽一些，让它变成一个务实且_好的标准Q那么这个问题事实上是有解的?/span>
具体地说Q我用“ؕ码电(sh)路”（garble circuitQ实C解决Ҏ(gu)?/span>
在过去近 40 q的发展中，它在g和算法方面取得了q步Q现在几乎是可行的。而这斚w的研I工作也很多Q准备在金融U技、数据交易、药物研发等斚w开展工作?/span>
目前我还有一些其他的研究NQ就不一一详述了。我的课题包括：(x)革命性、有望实现指数增长的量子计技术；可以用博弈论来解决经问题的拍卖理论Qh工智能，q项技术见证了 AlphaGo{机器学?fn)算法取得的令h难以|信的壮举，但成功的原因仍然是个谜?/span>
所有这些都是非常有的新领域，而且q在持箋发展中。如你所见，我研I过很多不同的课题。这些丰富多彩的NQ实际上不仅反映了我个h的喜好，也反映了半个世纪以来信息U学的蓬勃发展，以及(qing)我们今天所看到的日益增长的跨学U联pR?/span>
最后，我想Ҏ(gu)人生中遇到的几句话?/span>
在这些年里，作ؓ(f)一名计机U学Ӟ我有qRC许多才华横溢的h。我非常q运地遇C两位l我巨大灉|的导师，Glashow 教授?span lang="EN-US"> Knuth 教授 ?/span>
Glashow 教授是我在哈?jng)大学的物理学博士导师。他是最先预a存在Charm Quarksq种_子的h之一Q也是这U粒子最U极的倡导者?/span>
我从 Glashow 教授那里学到Q在U学上你必须大胆Q你必须坚持不懈地坚持你的信仰?/span>
我从他n上学到的另一件事是，数学和物理是不同的。对于物理学家来_(d)最重要的是能够扑և物理现实的真相，而不是坚持精的数学。我认ؓ(f)q种务实_Ҏ(gu)以后的研I有很大帮助?/span>
q有一件事是我?span lang="EN-US"> Glashow 教授那里学到的：(x)生活应该是有的?/span>
1971 q春天，作ؓ(f)一个年ȝ学生Q我跟随他去法国马赛?span lang="EN-US">CNRSQ?span lang="EN-US">Centre national de la recherche scientifiqueQ法国国家科学研I中心）休假。这是一个多么神奇和qh的城市，那也是我W一ơ来Ƨ洲。那q夏天的晚些时候，他带我去了意大利西西里的一个暑期学校?/span>
q是一ơ非常美妙的l历?span lang="EN-US">Gladshow教授l我上的q一课让我明白，生活的乐和对知识的q求可以D有之?/span>
现在Q我x一?span lang="EN-US">Knuth教授。正如我之前所提到的，当我d《计机~程的艺术》时Q它几乎改变了我的生zR在q本著作中，他确实开创了一个新的研I域，也激׃一代又一代新的计机U学家。例如，通过阅读他的书，我开启了自己的计机U学生Qƈ解决了一些他在书中所阐述的问题?/span>
后来Q我有幸成ؓ(f)他在斯坦的同事。众所周知Q除了数学和计算机科学之外，Knuth 教授在许多方面都很在行。他是一位才华横溢的风琴演奏家。他q是一位作曲家、小说家{?/span>
他多才多艺，且真诚大方，L在别n上看到好的一面?/span>
总而言之，虽然l历了一些曲折，但我在计机U学领域q是度过了一D늾好的旅程。我发现Q一开始就走错方向可能q不是什么坏事。事实上Q早期的物理训练臛_在两个方面对我有很大帮助?/span>
首先Q我了解到好的理论在物理学中是什么样子的Q比如经典的相对论和量子力学。在之后提出计算机科学的理论Ӟq对我有很大的帮助?/span>
我从物理学中受益的第二g事是它的务实_。它教会(x)我解x头的特定问题。不用什么方法，你都应该Ҏ(gu)情况使用、学?fn)或发明解决问题的方法，最l目标是解决问题?/span>
U学是对真理的追求。在q个q程中，我们?x)发现科学规律和U学的美Q提升hcd同的_。它q带来了创新Q可以改善hcȝ现状Qؓ(f)未来所面(f)的挑战做好准备?/span>
我完全同意稻盛和夫基金会(x)Q?span lang="EN-US">Inamori FoundationQ的愿景Q即U学和h文应该ؓ(f)人类的进步而共同努力。我很荣q能获得京都奖，也很荣幸能做q次演讲Q与听众分n我的l历。非常感谢?/span>
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