素有计算机界诺贝尔奖美誉的图灵奖已揭晓。
得主是82岁IBM研究员查尔斯·本内特、71岁加拿大蒙特利尔大学教授吉尔·布拉萨尔。
图灵奖以计算机科学先驱艾伦·图灵命名,由美国计算机协会(ACM)颁布,表彰对计算机事业做出卓越贡献的个人。
但这届颁奖有点破圈。两位得主研究的是很多人可能陌生的量子信息科学,一个物理学和信息科学的交叉领域。这原本是两个完全独立的学科,但他们推动了其融合。
这是图灵奖首次颁给与量子物理直接相关的研究。有人调侃说,去年诺贝尔物理学奖颁给了计算机科学家,今年图灵奖算是回礼了。
图源|X
但两人距离获奖中间隔了40多年。当年他们理论被认为太超前、像科幻小说,遭到学术圈的拒绝和质疑。
但就是那异想天开的理论,变成了如今价值数十亿美元的产业,甚至已影响今天的信息安全。
比成果还传奇的是这两个人的成长经历。
布拉萨尔曾是13岁便踏入大学校门的神童,而本内特是个求学时不停换方向、在研究院坐了半辈子的跨界顽童。
在教育焦虑蔓延的时代,回看2位图灵奖得主的故事,却让人很揪心,因为很多家长拼命帮孩子避开的“弯路”,恰恰可能是他们走向成功的路。
13岁读大学的神童,一直在走“偏路”
布拉萨尔长得像摇滚乐手,它是世界上第一个涉足量子信息科学的科学家,其名字长期出现在诺贝尔奖预测名单中。
但他半开玩笑地说“若诺贝尔物理学奖颁给我,我不会拒绝,甚至我会觉得当之无愧。但非要我选一个还没拿到的奖,我会选图灵奖。因为我是一名计算机科学家,而非物理学家。”
布拉萨尔的人生开局,是很多家长眼中的完美模板。
1955年,布拉萨尔诞生在加拿大蒙特利尔北部一个普通中产家庭,爸爸是会计师,妈妈是瑜伽老师,他在家排行老六,上面还有四个哥哥和一个姐姐。
但这个家庭有点特别,五个男孩后来都成了物理学家、数学家或计算机科学家。
布拉萨尔的数学启蒙就来自家里。
小学时,年长七岁的哥哥便教他大学水平的数学,同龄人还在做基础题,他就接触微积分和线性代数了,他不但没觉得难,反而沉迷其中,后来更在学校引导下彻底爱上了数学。
很多人觉得学校是禁锢自由灵魂的地狱,布拉萨尔却说学校是天堂,“我在学校度过了人生中最美好的时光。”
在那里,他不仅找到了真正热爱的学科,也遇到了对他影响极大的老师。
11年级时,一位极其严苛的数学老师要求他每件事力求完美。听起来有点苛刻,但这种高标准,让他第一次真正接触到严肃的数学训练。
兴趣带来动力,严格塑造能力,13岁他就考入了蒙特利尔大学。
若故事停在这,它几乎是标准神童成长路,未来深造,成数学家,进学术界,一切顺理成章。
但真正决定布拉萨尔后来走向的,是在学校做了很多偏离标准的选择。
图源|La Presse
大学两年后,他开始折腾。原本学数学,后来转到当时并不主流的计算机科学系,整天泡在学校,摆弄那台唯一的大型穿孔卡片计算机。
拿到本硕学位后,他原计划是混个博士,差不多就得了。但在导师的强烈建议下,他做了个不那么轻松的决定,离开家乡,远赴美国读博。
这是他第一次脱离熟悉的环境,也是首次面对更广阔的学术世界。
在康奈尔大学他师从了图灵奖得主、算法界教父John Hopcroft。和管理严格的导师不同,这位导师给了他一件很少见的东西:极大的自由。
布拉萨尔后来回忆说:“他让我去做我真正想做的事。我现在也在这样对学生。一个人能发挥出最大潜力的前提就是足够的自由,千万不要剥夺他自由思考、自由做选择的权利。”
这种「被允许自己决定探索方向」的状态,很快给他带来了改变。
一次,导师给了他一个上世纪70年代尚未解决的数学问题。研究过程中,布拉萨尔觉得需要一种特殊的数学工具。
他去问导师,导师刚好读到一篇新发表的论文《密码学新方向》。那一刻他兴趣被彻底点燃。
他开始意识到,信息不只是存储和计算,还可以用全新的方式被保护和传递。而这背后,就是数学和计算逻辑的结合。
接下来,他又做了看起来并不理性的决定,放弃原本更稳妥的研究方向,一头扎入边缘且不被主流认可的密码学领域。
后来他自己调侃说:“我是一个失败的数学家,也是一个业余的物理学家。”听起来像自嘲,但真正没变过的,是他对自己想做什么的执念。
24岁,布拉萨尔康奈尔博士毕业,回到蒙特利尔大学任教,一待就是47年。
从1979年开始,他一点点把传统密码学推向一个几乎无人涉足的方向——量子信息科学,这远早于后来的诺贝尔物理学奖理查德·费曼在1981年提出的量子计算设想。
很多年后,他回头总结自己的选择时,说过一个值得所有家长警醒的话:“最重要的是去做自己真正感兴趣的事。不要害怕失败。起初想法或许看起来牵强,但不要否定它,这可能是伟大想法的开端。想象力比知识更重要。”
图源|蒙特利尔大学
从化学到量子计算,一生都在搞跨界的物理学家
查尔斯·本内特比布拉萨尔年长12岁,1943年出生在美国纽约一个音乐教师家庭。
小时候的他,正值波澜壮阔的时代,兴趣也被牵着走。
1946年世界上第一台通用计算机诞生,刚2岁左右的他内心的科学种子就此悄悄萌芽;少年时,又对生物学产生浓厚兴趣,因为恰逢DNA双螺旋结构被发现了。
图|YouTube@IBM research
入读布兰迪斯大学时,他选了化学专业。但不久,他听说了数学领域著名的哥德尔不完备定理,兴趣又转向了化学背后的数学逻辑,这是化学物理学的核心基础。
这种对学科底层逻辑的追随,促使他在1964年本科毕业后前往哈佛攻读化学物理学博士。
但他并不满足于实验室的试管,抽空选修了数学逻辑课程。当他第一次接触图灵机的概念时,一段跨学科传奇悄然开启。
当时本内特是DNA之父、诺贝尔生理学或医学奖得主James Watson的课程助教。
在听James Watson讲遗传密码课时突然发现:复制DNA的酶和转录RNA的核糖体,本质都是沿着信息模板移动并读写的装置,这不就是图灵机吗?
这种突然的跨界洞察,让他开始慢慢偏离原本的化学路线,向计算物理学靠拢。1971年本内特从哈佛毕业后又进入阿贡实验室做博士后。
在那里,本内特遇到了IBM研究者Rolf Landauer,并从他那领悟到了计算的逻辑可逆性概念。很快,本内特被招入IBM,一坐就是数十载,这也奠定了后来的研究基础。
本内特大学时期还有件很巧合的事,这也为他后来的命运埋下伏笔。
本内特好朋友威斯纳在布兰迪斯上学时对量子物理学产生了兴趣,该领域有个量子不可克隆定理,知道该原理后,威斯纳就想做一种量子钞票致富。
可因为技术限制,这个理论无法实现,论文也被拒。于是他四处宣传,直到遇到本内特,这个正渴望新思想的人。
本内特被他超前的理论深深吸引,义无反顾帮忙推广。虽当时无人理会他的宣传,但他从中看到了前沿科学的可能性。
一晃十几年后的1979年,36岁的本内特终于遇到了他的伯乐,24岁的布拉萨尔,两条非标准、靠兴趣驱动的路,终于交汇了。
图源|墨子沙龙
40多年为爱坚持,开启量子信息时代
本内特和布拉萨尔相遇,堪称科学史上最浪漫的意外。
1979年10月,两个互不相识的人在波多黎各首府圣胡安参加第20届IEEE计算基础研讨会,刚从康奈尔博士毕业的布拉萨尔做了有关密码学的演讲。
会后布拉萨尔在酒店外游泳,没想到一个陌生人主动游过来,滔滔不绝讲量子钞票概念。
布拉萨尔回忆说:“起初我只是礼貌性听着。可很快我意识到,这绝不是疯言疯语,它可能真是个严肃的科学预见...这大概是我职业生涯中最离奇,也最神奇的时刻。”
两人的讨论很快升温,布拉萨尔发现量子钞票虽造不出来,但概念可用到自己琢磨的密码学。
于是两人一拍即合,深入研究。1982年,他们合著论文,提出了量子密码学理论。
刚开始理论不切实际,因为他们想用光子储存信息,所以最后落得跟量子钞票概念一个下场。
但两人并没气馁,又换了个思路,既然光子不适合储存,那就发挥它传递信息的特长吧。
一年后,本内特和布拉萨尔提出了量子密钥分发理论,也就是在1984年才发表出来的著名BB84协议。
这个由两人姓名首字母和理论发表年份命名的东西,是人类历史上第一个利用量子原理来传递密钥的方法。
简单来说,它是自带报警系统的加密方式,只要有人窃听,信息本身会立刻留下痕迹,通信双方能马上发现。
BB84协议颠覆了传统,因为过去所有的加密方式都依赖复杂数学计算,它第一次让绝对安全的通信方式成为可能。
因理论太先进,鲜少有人关注,还被众多计算机科学家戏称为科幻小说,于是两人决定用实验验证。
缺乏预算、缺乏经验,他们就从日常生活中寻找替代工具,终于在1989年完成了实验,证明了BB84协议的可行性。
后来因波兰裔英国物理学家Artur Ekert发表了有关量子密码学的论文,BB84协议才得到重新关注。
如今他们的理论已在量子通信网络中投入使用,催生了现代量子技术的繁荣,现在全球都在加紧布局量子加密技术确保信息安全。
如果BB84协议是从底层上改变了密码学的逻辑,那两人在1993年提出的量子隐形传态则又挑战了信息传输的传统认知。
量子隐形传态,简单理解就是利用量子纠缠,把信息隔空复刻到远处,就像瞬间移动一样。
1997年奥地利物理学家Anton Zeilinger团队用实验证实了这一理论,并在2022年获得了诺贝尔物理学奖。
图|本内特和布拉萨尔面前的这张小型量子密码学被子,描述的是BB84协议工作原理
从1979年首次线下面基开始,两人就一路相伴,用想象力和坚持提出一个又一个颠覆性的理论,两个有趣的灵魂,靠着纯粹的热爱也因此获奖无数,得到了世界的认可。
2023年两人共同获得号称“科学家的奥斯卡”基础物理学突破奖;2019年拿下BBVA基金会基础科学前沿奖;2018年摘得地位仅次于诺贝尔奖的沃尔夫物理学奖,在量子通信领域他们还获得了中国的墨子量子奖。
布拉萨尔还当选美国国家科学院外籍院士,在加拿大获得赫茨伯格奖等;本内特则是美国国家科学院院士,摘得香农奖等多项国际奖。
追踪72位图灵奖,他们发现了一个秘密
罗切斯特大学研究人员曾做过一个有趣研究,他们想看看,图灵奖得主有没有成功模板。
于是就扒了该奖设立以来72位获奖人的所有信息,把他们的家庭、教育、学术生涯、行业经验全都算了个遍。
结果发现,很多人都有相似的特征:大部分人是美国白人男性、有博士学位、已婚、多出生在重视教育的家庭,父母职业常和教育相关。
同时获奖人多毕业于名校,其中加州大学伯克利分校培养了最多的获奖者,斯坦福则在吸引获奖者任教方面位居榜首。
但最反直觉的一个结论是,作为计算机科学的最高殿堂,图灵奖得主往往不是纯计算机出身。
72人里只有3人在本科期间主修计算机科学,而且还是双专业,半数以上科学家学的是数学,甚至到了研究生阶段,大部分人拒绝被单一学科定义,果断在数学和计算机交界处深耕。
这也揭示了一个很残酷的真相,那就是在顶尖科研领域,扎实的数学功底是基础,但真正能改变未来的是跨学科的视野。
今年的布拉萨尔曾从数学转到计算机;本内特从化学转到物理方向,最终两人都走向了量子信息科学,这只是冰山一角。
其实,不光是学术界,体育、音乐、影视等领域也一样,跨学科人才更易脱颖而出,专才正在让位给π型人才。
这也是难以避免的,现在我们生活在一个知识大爆炸、复杂性激增的时代,问题越来越难,单一学科已无法给出完整答案,解决之道在于打破学科边界,借助多领域的思维和知识。
图源|Research gate
当下AI已渗透到各行各业,很多家长焦虑,孩子该选什么专业,才不会被淘汰?有人慌不择路,押注AI、数据科学、量子计算等赛道,妄想靠好专业保障未来。
但过去的经验告诉我们,绝对安全的专业早已不存在,没有哪个领域永远保值。
那么什么才是孩子未来的诺亚方舟呢?
答案或许就藏在布拉萨尔和本内特童年的轨迹里,即不逼迫孩子,保护他们的好奇心,激发内驱力,持续探索未知。
这两位图灵奖得主的成功,并不是因为一开始就选对了专业方向,是他们在感兴趣方向持续摸索,又在没人相信时,坚持足够久。
他们的人生,是探索欲的证明,也是长期主义的胜利。
https://awards.acm.org/about/2025-turing
https://www.quantamagazine.org/quantum-cryptography-pioneers-win-turing-award-20260318/
https://nouvelles.umontreal.ca/en/article/2025/02/05/gilles-brassard-wants-to-keep-us-safe
https://www.physedu.in/publication/webspecials/PE-WS18-09-094
https://www.researchgate.net/publication/350834107_What_Kind_of_Person_Wins_the_Turing_Award
https://www.lapresse.ca/contexte/2025-03-09/un-cafe-avec-gilles-brassard/le-genie-inquiet.php
https://www.newswise.com/articles/gilles-brassard-wants-to-keep-us-safe
编辑:萝拉
排版:汤包
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