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硅谷尤达大师高德纳:算法领域的精神导师

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发表于 2018-12-24 22:30:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

▲高德纳(Donald Knuth)在其位于加利福尼亚州斯坦福市的家中。他是出了名的完美主义者,任何在他的书中发现错误的人,他都会给予奖励。
《纽约时报》最近采访了硅谷的尤达大师、算法和程序设计技术的先驱者高德纳(Donald Knuth)。高德纳在采访中谈到了其对算法的看法,并回顾了倾注其毕生心血的巨著《计算机程序设计艺术》(The Art of Computer Programming)。
半个世纪以来,斯坦福大学计算机科学家高德纳一直是算法领域的精神导师。他看起来有点像尤达大师身高6英尺4英寸,戴着眼镜。
他是《计算机程序设计艺术》一书的作者,这部四卷本的作品可谓是他毕生的心血。第一卷出版于1968年,整部作品(作为一套盒装出售,售价约250美元),在2013年被纳入《美国科学家》(American Scientist)评选的对上一世纪科学界最具影响力著作的榜单其它入选的著作包括《查尔斯达尔文自传》的特别版、汤姆沃尔夫(Tom Wolfe)的《真材实料》(The Right Stuff)、雷切尔卡森(Rachel Carson)的《寂静的春天》(Silent Spring)以及阿尔伯特爱因斯坦(Albert Einstein)和约翰冯诺依曼(John von Neumann)和理查德费曼(Richard Feynman)的专著。
《计算机程序设计艺术》出版了100多万册,堪称计算机编程领域的圣经。就像一本真正的圣经一样,它很长很全面。其它的书都没有它那么全面。谷歌研究主管彼得诺维格(Peter Norvig)表示。在读完652页之后,第一卷的封底上印着比尔盖茨(Bill Gates)的一句话:如果你能看懂全部内容,那你绝对应该给我发一份简历。
第一卷的开篇摘自《McCalls Cookbook》:
这是你的书,是成千上万封来信要我们出版的那本书。我们花了很多年的时间去做,反反复复检查了无数的食谱,只为给你带来最好的、有趣的、完美的食谱。

书里面是算法,是数字时代的食谱不过,正如高德纳喜欢指出的那样,算法也可以在3800年前的巴比伦陶板上找到。他是一位备受尊崇的算法专家;他的名字与该领域最重要的一些算法联系在了一起,比如Knuth-Morris-Pratt(简称KMP)字符串查找算法。该算法是在1970年发明的,它能找到文本中出现的所有特定单词或字母组合正如你在键盘上按下Command+F来搜索文档中的某个关键字那样。
现年80岁的高德纳通常会穿得像当年踏上这趟奥德赛之旅时的那个年轻极客:里面穿着长袖T恤,短袖T恤外穿,配牛仔裤,至少在每年的这个时候是这样。早年,他与计算机形影不离,整天捣鼓0和1。
诺维格博士说,高德纳明确表示,系统实际上可以一直理解到机器代码层级。当然,如今,随着算法占据主宰地位(并削弱我们的作用),普通程序员不再有时间来操纵二进制代码,而是使用抽象层次结构和一层层的代码而且常常是借用代码库中的代码链。但精英工程师们偶尔仍会进行深度探究。
在谷歌,有时我们只是把东西混在一起。诺维格博士在谷歌Trips团队在加州山景城的一次会议上说,但在其他时候,如果你要为数十亿用户提供服务,有效地做到这一点非常重要。10%的效率提升能够带来数十亿美元的收益,要达到终极的效率水平,你必须得将事情彻底搞清楚。

▲加利福尼亚理工学院,高德纳1963年在这里获得博士学位
或者,正如谷歌的杰出科学家安德烈布罗德(Andrei Broder)在会议上解释的那样:我们希望为我们正在做的事情提供一些理论基础。我们不想要提供一个轻率的二流算法。我们不希望让其他的算法专家说,你们这些家伙都是笨蛋。
谷歌Trips应用创建于2016年,属于定向越野算法,可以绘制出一天推荐的旅行活动。该团队致力于最大限度地提高最糟糕一天的质量例如,避免让用户回到同一个社区观看不同的地点。他们从来自瑞士数学家欧拉莱昂哈德欧拉(Leonhard Euler)的有300年历史的算法获得灵感,欧拉想绘制一条穿越普鲁士城市柯尼斯堡的路线,这条路线只穿过柯尼斯堡的七座桥各一次。高德纳在他的专著的第一卷中论述了欧拉的经典问题。(他曾将欧拉方法应用于编码让计算机控制缝纫机。)
遵循高德纳的理论很有助益。众所周知,他提出了文学化编程的概念,强调编写人类和计算机都能读懂的代码的重要性这个概念在今天看来几乎有些矫情。高德纳甚至认为,跟伊丽莎白毕晓普(Elizabeth Bishop)的诗歌和菲利普罗斯(Philip Roth)的《美国牧歌》(American Pastoral)一样,有些电脑程序是配得上普利策奖的文学作品。
他也是出了名的完美主义者。美国最热门科普漫画网站xkcd创始人、《事物解释者》(Thing Explainer)作者兰德尔门罗(Randall Munroe)第一次听说高德纳是通过计算机科学界的人,后者跟他说高德纳奖励那些找出其著作中错误的人。门罗回忆道,人们谈论拿到他的奖赏,就好像在谈论它是计算机科学的诺贝尔奖一样。
高德纳在学术及其它方面极其严苛的标准,或许可以解释为什么他毕生的工作还远远没有完成。他和谷歌联合创始人谢尔盖布林(Sergey Brin)打了一场赌,赌的是布林能否在高德纳完成他的作品之前完成博士学位。布林曾是高德纳的学生。
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