“姚神”的誕生

蔣明倬

姚悅紅+黃=橙，這是很簡單的配色法，但是上海交通大學(xué)附屬中學(xué)嘉定分校學(xué)生姚悅卻得到靈感，用光色疊加實現(xiàn)三進制運算的新方法及其數(shù)學(xué)證明，制作成了最前沿的光學(xué)計算機。憑借這個發(fā)明和背后的研究，他獲得了2014年Intel ISEF計算機科學(xué)類別同類最佳獎，計算機科學(xué)類別一等獎，歐盟青年科學(xué)家競賽參賽資格。

每個人表達自己焦慮的方式都大相徑庭。姚悅焦慮的時候會更沉默。

在飛往洛杉磯的班機上，姚悅和陳嘉延坐在一起，多數(shù)時間，這個16歲的男孩悶聲不語，只是打開電腦，默默地修改代碼、整理文獻。陳嘉延個性直接，凡事外露。兩個人都備感壓力，但陳嘉延把煩躁、糾結(jié)都用言語釋放了。

他們一行有四十幾個人，來自中國各個省份，去美國洛杉磯參加INTEL ISEF（英特爾國際科學(xué)與工程大獎賽），那是全球少年天才大聚會，被人形容為每年“最長、最帶勁的一集生活大爆炸”。賽事創(chuàng)立以來，已經(jīng)有8位選手后來拿到了諾貝爾獎，包括中國人最熟悉的2008年諾貝爾化學(xué)獎得主錢永健。

往年的項目都極具創(chuàng)見、超越常人想像。前兩年，有一個美國男孩，在家里造出一個核反應(yīng)堆來。還有個初二的男孩，發(fā)明了一種能快速檢測胰腺癌的試紙，成本只有3美分。奧巴馬總統(tǒng)聽說了，還邀請他去了白宮。和他們比，姚悅的想法不算太離奇，他想做一臺三進制的光計算機。但姚悅生活在上海，不是美國。有這想法，就有點匪夷所思。 他沒有被當(dāng)作天才，他的項目，在上海市青年科技創(chuàng)新大賽上引起激烈的爭議。有個評委知道他入圍ISEF決賽，當(dāng)面對他說，“你這個項目根本就沒有什么意義，你會從美國空手而回……”

十幾個小時的飛機行程，姚悅沒有合眼。他剛上高二，為準備比賽，已經(jīng)停了半年的課。人人都抱著期許去，但對手都是天才，想起來難免信心不足。

從來沒有人把姚悅當(dāng)作天才。他相貌普通，為人敦厚。家境也相當(dāng)平常，父親是個交通警察，母親在物業(yè)公司里工作。既沒有異稟的天賦，言行也無異于常人。他就讀于上海交大附中嘉定分校，雖然也是上海的名校，但他成績并不出眾。姚悅對自己沒有太大期許，找點有意思的事做，就可以了。

姚悅是個漫畫迷，喜歡新世紀福音戰(zhàn)士之類的漫畫。2012年底，偶然認識了會畫畫的朋友，兩個人聊起來配色，朋友說用色環(huán)來調(diào)色很特別方便。紅色+黃色=橙色。有點像數(shù)學(xué)上的取平均值，姚悅覺得挺有意思。

隔了些天，姚悅突然冒出來一個想法，如果不用人工調(diào)色，用不同顏色的光疊加在一起，瞬時就可以變成另外一種顏色的光，是否可以用這種方法來做數(shù)學(xué)運算呢？

姚悅寫了開題報告，說要利用光疊加的方法做一臺三進制的數(shù)學(xué)計算器。他把報告交給了科技輔導(dǎo)員，也是綜合課的老師彭禹。彭禹挺支持他，還幫他要了個名額，申報了上海青少年科學(xué)社，面試也順利過了。

彭禹雖然是科技輔導(dǎo)員，但其實是個歷史老師，數(shù)學(xué)問題讓他去請教數(shù)學(xué)老師陳云鶴。陳云鶴說，要研究這個問題，初等數(shù)學(xué)跟本不夠用，讓他自學(xué)高數(shù)。姚悅?cè)ベI了《高等代數(shù)》《離散數(shù)學(xué)》，暑假時自己翻翻。幾個月過去，項目沒什么進展。他發(fā)現(xiàn)，“高等數(shù)學(xué)中的群論用在我算法證明中，會出問題，不完備。”但他一時之間又沒找到新的數(shù)學(xué)模型，項目就擱置了。

2013年9月，上海ISEF第一輪選拔開始。姚悅瘋狂準備了一周，總算用函數(shù)關(guān)系把整個問題描述清楚了，完成了加法運算的證明。面試出人意料地順利，他入選了。

姚悅覺得時間不夠用，申請把副課停掉了。找了間實驗室，別人上課，他就自己躲進去。

那段時間，姚悅的成績開始下滑。之前他的排名是學(xué)校的前20%，但現(xiàn)在最差的一次到了C。他被班主任約見，班主任沒責(zé)怪他，“知道你辛苦，但希望你砸鍋賣鐵把這事情做好了”。姚悅的父母并不懂他所做的是什么，但都很支持他。

12月，又一輪選拔開始，全國的項目匯集到冬令營。他的排名中等，來自上海中學(xué)的陳嘉延靠后。上海青少年科學(xué)社秘書長陳紅給他們開了次會，說：“你知道我為你們能進ISEF做了多大努力嗎？我放了這話了—你們的項目要是不行，我就提前退休。用這擔(dān)保你們?nèi)SEF，你們一定要爭氣”。兩人聽了，面面相覷。冬令營回來，姚悅把課全停了。冬令營里，幾個專家指出了他項目中一些問題，“那都是小問題，好解決。”他最擔(dān)心的，是別人都提不出來的問題。他必須全力以赴。

2014年3月初，姚悅?cè)耐度耄闊﹨s來了。上海市青少年科技創(chuàng)新大賽的初評，他的項目被差評了。

彭禹找后來找人去打聽，初評中，有5位評委評審姚悅的項目。兩位打分很低，滿分100分，只給了20分。但也有評委給打了80分，評委之間分歧很大。如果正式比賽還是這種結(jié)果，ISEF就會成為幻影。

一般ISEF參賽的程序是：要參加各省市比賽獲得一等獎，再從中選拔參加全國青少年科技創(chuàng)新大賽，國賽獲一等獎，才有可能選拔參加冬令營。上海是個獨立賽區(qū)，陳紅又帶出了很多拿國際大獎的選手，經(jīng)驗豐富。所以上?？茖W(xué)社可以直接推薦人選。但依然有個條件─陳紅推薦的，必須是上海市優(yōu)秀的項目。姚悅沒來得及參加上屆上海市創(chuàng)新大賽就直接入選，如果這一輪市賽拿不到一等獎，陳紅就失去了極力舉薦的理由。

姚悅情緒低落，也很不服氣。彭禹和張逸中給姚悅出主意，讓他拜訪幾位知名的計算機系的教授。獲得有影響力的教授認同，也能給評委一些壓力。

姚悅最先想到了研究光計算機的上海大學(xué)計算機系金翊教授。金翊對姚悅很欣賞，說：“論文寫得不錯，比很多研究生的思路都清楚?！币傆种v起，科技大賽中遇到的麻煩，金翊就幫他寫了一封推薦信。金翊的推薦信寫得相當(dāng)中肯，“雖然理論有不少缺陷、方案也還粗糙，但依然有很有多亮點”。他認為最重要的亮點是─“用冗余的物理狀態(tài)表示信息 ”“用7種不同顏色來表達了5個或者3個信息”。金翊寫道，“從我研究光學(xué)計算機14年來看，這還是一個非常新穎的思想。”

這些年，電子計算機速度提升空間越來越狹窄，新型計算機研究在國際上一直備受重視，量子計算機、光學(xué)計算機已經(jīng)是各個大國斥巨資研究的方向。但是，國內(nèi)研究新型計算機的人很少。

姚悅又去拜訪了兩位華師大計算機系的教授─卜天明和朱惠彪，他們都肯定了課題的價值。正式比賽，姚悅在展板上貼上了三位教授的推薦信。

評審快結(jié)束時，有兩個評委一起出現(xiàn)了。其中一人言辭苛刻，直接對姚悅說，“我覺得你這個項目不好，研究邏輯器的人太多。我覺得，你去ISEF應(yīng)該是拿不到什么獎項的。”臨走時又說，“我覺得，你的研究態(tài)度有問題，你這是為了研究而研究……”

姚悅沒明白，他到底在批評自己哪一點，回去問彭禹，“什么叫為研究而研究？”彭禹說，“國內(nèi)一些學(xué)者，可能更實用主義，為了達成一個目標，再去做研究?！币偧{悶了半天，“不是為了研究而研究，難道是為了發(fā)論文去做研究嗎？那也不可能有實質(zhì)性突破?！?/p>

雖然費些周折，姚悅還是拿到了上海市比賽計算機學(xué)科的一等獎，不是學(xué)科最佳，也沒有推薦他去參加全國比賽，但去ISEF的機會保住了。

姚悅飛抵洛杉磯，直接奔向洛杉磯會展中心布展。那里是2014年ISEF的賽場。1200多個選手和評委都匯集在那里。在比賽的一周里，那就是個天才大本營。

ISEF到姚悅參加的這一屆，已經(jīng)是第65屆。ISEF是由美國科學(xué)服務(wù)通訊社（簡稱SSP）在1950年創(chuàng)辦的，大半個世紀中，成千上萬個天才，都曾經(jīng)像姚悅一樣，帶著他們的項目來美國。

1998年，英特爾贊助ISEF之后，每年提供給選手的獎金飆升到500萬美元，ISEF也成為全球最大規(guī)模的中學(xué)生科技賽事。2014年，全球已經(jīng)有70個國家、上百萬名中學(xué)生參加，去美國參加決賽的人數(shù)達到了1200多。

這1200人，400多個項目都會聚在洛杉磯會展中心的展廳里。展廳就像是一個巨大的巴扎，項目按18個學(xué)科分類排開，分成幾百個攤位，每個攤位前都站著個十幾歲的男孩、女孩。跟巴扎不同的是，他們不賣任何東西，只傳遞對于這個世界的神奇認識與天才想法。

大多數(shù)國際選手來美國，都和姚悅一樣，為著獎項而來，緊張、焦慮，如臨大敵。但過幾天就會發(fā)現(xiàn)，ISEF不僅是個比賽，更像是個科學(xué)嘉年華，為期一周，狂歡氣氛相當(dāng)濃厚。

盛大的開幕式，和諾貝爾獎得主有一整個下午的對話、公眾開放日，然后是為期兩天的頒獎，瘋狂的互相祝賀、狂歡……

姚悅這一年，開幕式上出現(xiàn)了點意外。開幕式有個環(huán)節(jié)，主持人介紹到場的嘉賓，諾貝爾獎得主、NASA（美國國家航空航天局）的科學(xué)家們要逐一亮相。主持人請諾貝爾獎得主起立，全場一多半選手和諾獎得主一起站起來了。主持人很機智，說：“好吧，你們是替60年后的自己先起立么？”臺上臺下一片哄笑和掌聲。在場的人有都知道，雖然是玩笑，但這像是一個預(yù)言。

2014年5月15日，正式比賽。姚悅起了個大早。他提前到了會場，設(shè)備終于調(diào)試好了。他穿了一身深藍色的西服，站在展臺前，自信、神采奕奕。

姚悅的項目，數(shù)學(xué)上全部證明都完成了，包括四個基本的算術(shù)運算和19683個邏輯運算。他還用軟件模擬了21位三進制的加法器。工程上，也做出來一個樣機。

有個評委，讓姚悅見識了美國人的輕松、詼諧。他一出現(xiàn)在姚悅面前就說，“不要用任何專業(yè)詞匯，用跟你外祖母講故事的方式，講講你的項目。” 姚悅說，想做個三進制的光計算機，“跟電子計算機比，速度會快上幾百倍。”之后，兩個人又聊了下日本和美國幾個光計算機實驗室最近的研究。這個評委離開時，對姚悅說：“你知道嗎，其實我現(xiàn)在沒有工作，我今天來評審你們。但我也正在找工作，如果你以后會開個公司，請你雇傭我?！币傊朗峭嫘Γ踩炭〔唤?。

在一個13英寸寬的透明盒子里，放著六片黑色的單片機，用光纖線路彼此相連，發(fā)光器是幾個紅、綠顏色的LED燈，有色光在塑料光纖線路里清晰可見，這個線路與顏色感光器相連，然后連接在姚悅的筆記本電腦上。那就是姚悅做出來的樣機。

在整個問辯過程中，姚悅最擔(dān)心的事情并沒有發(fā)生─倉促做出來的裝置沒有出故障，評委們也沒有在意它的丑陋。那是ISEF前一個月，姚悅自己在淘寶上找材料，花了300塊錢趕制的?！八芰瞎饫w看起來就像地攤貨。很難讓人相信，那玩意是用來造比電子計算機快幾百倍的神奇設(shè)備的?！?/p>

比賽時，國際光學(xué)學(xué)會的評委一出現(xiàn)，姚悅就開始心虛。他們仔細地看樣機。姚悅就趕緊說，“如果不用LED燈、塑料光纖，改用1550納米的激光器，運算速度可以更快。但費用昂貴、時間倉促，我才沒用?！痹u委說，“你用可見光做研究，非常直觀，已經(jīng)夠了?！?/p>

姚悅答辯順暢，比賽結(jié)束時還有很多評委返場再度提問，那被看成是好兆頭，但專項獎頒獎，讓他大失所望。整個上海隊，無一人拿獎。姚悅心情黯然。但第二天，出乎意料地順利。陳嘉延拿到了工程學(xué)四等獎。越是重要的獎項，越在后面宣布，姚悅甚至以為拿不到獎項。發(fā)了一條短信給彭禹，寫道：“彭老師，今年就算拿不到任何獎項，我也會把項目繼續(xù)做下去，明年再來?！?/p>

隔了一分鐘，頒計算機科學(xué)一等獎時，姚悅聽到，“China，shanghai”，立刻從椅子上彈了起來，沒等主持人讀完自己的名字，已經(jīng)瘋跑上臺。之后的計算機學(xué)科最佳、歐盟青年科學(xué)家獎，他一再聽到自己的名字，“人都是懵的。”

陳嘉延2014年，上海中學(xué)高三學(xué)生陳嘉延，因為《無人四旋翼機載超聲波立體探障及救災(zāi)路徑規(guī)劃研究》獲得Intel ISEF工程類四等獎。他設(shè)計了一套四旋翼無人機做引導(dǎo)的智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)。利用無人機將停車場的實時車況進行探測后并計算出停車的最優(yōu)路線，引導(dǎo)車輛從最優(yōu)路線駛?cè)牖蝰偝鐾＼噲?。他面前的無人機，是自己制作完成的。陳嘉延現(xiàn)就讀于上海交通大學(xué)。

ISEF大獎頒獎時，洛杉磯是上午，上海是午夜。張逸中和彭禹都沒睡，在網(wǎng)上看直播。得知姚悅拿了一等獎。他立刻給張逸中打了個電話，兩個人興奮無以表達，立刻約了燒烤慶祝。

2009年，張逸中曾經(jīng)參加過ISEF，最后拿了計算機類別二等獎。姚悅拿個大獎，替他實現(xiàn)一個夢想。也證明，他最初的判斷是對的。

張逸中在華東師范大學(xué)讀博士后，一直在上海青少年科學(xué)社做志愿者。2013年9月，陳紅找張逸中，讓他幫挑選能去參加ISEF的項目。張逸中看到了姚悅的項目，“只是一個初步的想法，但思路、用數(shù)學(xué)方式的表達，都很有意思”，他跟陳紅說，“這個項目可以培養(yǎng)”。之前，一些專家不看好姚悅的項目。

張逸中后來見到姚悅，印象很好，“他很內(nèi)向，但有自己的想法?！睆堃葜懈杏X，姚悅的性格很適合從事科學(xué)研究，“外表很柔和，但對研究又很固執(zhí)”，張逸中就做了姚悅的指導(dǎo)老師。

上海市大賽，姚悅的項目最初被差評。張逸中認為是評委的評判標準出了問題，“他們?nèi)狈H視野。國內(nèi)比賽，計算機領(lǐng)域，很多被認為好的課題，就是一個小軟件、小程序，表面上應(yīng)用點明顯、容易商業(yè)化。要是創(chuàng)業(yè)比賽，沒問題，但在一個科學(xué)大賽上，這種評判標準顯然不對?！?/p>

姚悅獲獎，對于彭禹來講，非常欣慰。彭禹支持姚悅，基于一個理念─真正的學(xué)問，一定和人最本真的東西吻合。小孩們覺得有趣的地方，往往學(xué)術(shù)上有價值。2012年，彭禹開始做科技輔導(dǎo)員，科技創(chuàng)新班有個學(xué)生叫曹家駿，受滾輪鼠標的啟發(fā)，想做一個能全方位驅(qū)動的汽車。一報題，就被某大學(xué)的教授否定。他還是把項目堅持下去，發(fā)明了一種線圈磁路做電機驅(qū)動。他的創(chuàng)造力最終得到了幾位中科院院士認可?！安灰p易否定一個孩子的想法，你根本不知道他能走多遠”。

彭禹希望學(xué)生“去關(guān)心那些宏大的、真正有價值的問題。而不是僅僅做一些小發(fā)明、小創(chuàng)造”。姚悅出發(fā)去美國前，彭禹在綜合課上，把美國2014年“英特爾科學(xué)家獎”排名前十的選手的名字、年齡、所做的項目逐一念了一遍：

1 Eric Chen 17歲研發(fā)藥物對抗流感。他依靠計算機建模與生物學(xué)來尋找能夠抑制病毒復(fù)制所需的核酸內(nèi)切酶的藥物。

2 ?Kevin Lee17歲 利用流體力學(xué)，通過一系列數(shù)學(xué)等式捕獲心臟的跳動情況。他的研究能夠幫助了解心律不齊的原因機制，從而找到更有效治療方法。

3 Joshua Abraham Meier18歲 在干細胞中找到了控制老化的基因。這項成果可以用來治療癌癥。

……

這些項目，都太讓人震驚了。如果不說出這些人的年齡來，沒人想到這些會是十幾歲的少年的研究項目。他們當(dāng)中，有人設(shè)計模型找到月球表面礦石的成因;有人利用計算機模擬木星的磁氣圈;有人設(shè)計了一種能夠幫助預(yù)測乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移擴散的統(tǒng)計模型。

彭禹念完，對學(xué)生說：“姚悅?cè)ッ绹褪且瓦@些人競爭了?！睂W(xué)生們的眼神，又神往又困惑。這些項目，聽起來太遙不可及。姚悅像是去執(zhí)行一項根本不可能完成的任務(wù)。

姚悅拿到大獎，重返學(xué)校。綜合課上，彭禹又把那個名單逐字逐句讀了一遍。然后說，“姚悅就是和這些人去競爭的，他贏了他們。”學(xué)生眼神清亮，也帶著躍躍欲試的興奮。

很快，姚悅在同學(xué)中，有了個綽號─“姚神”。

姚悅2014年5月底回到上海，立刻面臨另外一個問題─物理、化學(xué)、歷史、生物四門課程就要會考。他重回課堂，很不適應(yīng)。生物課上做卷子，各種刁鉆的題目，一道題目是：生物學(xué)領(lǐng)域相當(dāng)于阿波羅計劃的項目是什么？ 姚悅覺得無聊透了，有一天姚悅碰到彭禹，問他“我們這到底是在學(xué)些什么？”

彭禹說，“我們現(xiàn)在的教育，就是在一個盒子里，課本、考試，就是盒子的外殼，學(xué)生在里面都是反復(fù)在打轉(zhuǎn)，對盒子外的事兒，完全不知道。你參加ISEF，是在盒子里，找了一洞，鉆了出去，看到了盒子外有不一樣的世界─自己做的研究，別人做的研究。但更多的人，就繼續(xù)在盒子里不停轉(zhuǎn)，然后徹底迷失了，到大學(xué)，能放手做研究，他們也不知道怎么辦。”

姚悅停課半年。歷史、化學(xué)、生物都考了B，物理考了A。這樣的成績，很可能影響到自主招生。盡管華東師大、華東理工等幾所高校公布了自主招生政策，對科技大賽獲獎選手表示興趣。但這仍然需要參加高考。雖然學(xué)校還在聯(lián)系北大、清華的保送，但一直沒有回音。

從姚悅獲獎以后，就有很多人建議他出國，那是很多參加ISEF的中國選手最后選擇的路：高額的獎學(xué)金、更開放的科研環(huán)境。但姚悅已經(jīng)來不及準備TOFEL考試和大學(xué)申請。經(jīng)過一年的歷練，姚悅個性越發(fā)沉靜。“就算是要出國，晚一年，又能怎么樣？”

2014年9月，姚悅?cè)チ瞬ㄌm，受邀參加歐洲青少年科學(xué)家競賽（EUCYS）。一個叫Yann Ollivier的評委做了一場講座。他說，“有時候，我覺得不拿獎可能是一種更好的結(jié)果?！?/p>

Yann的那段話，像是對姚悅的預(yù)言。姚悅并沒能拿到EUCYS獎。姚悅有點沮喪，他又開始想，自己到底是誰，自己到底想做一些什么事情。那時，他想明白，“是否得獎不重要，到底在哪里讀大學(xué)并不重要，重要的是可以繼續(xù)他的研究?！?/p>

離開波蘭前，姚悅又碰到了Yann。Yann很熱情地握住了姚悅的手，然后對姚悅說：“Thank you for showing me the future（謝謝你向我展現(xiàn)了未來）”。在姚悅看來，這句話甚至比獎項更具意義。