朱元晨摘得ISEF全球大奖
五十五年前,30名聪明好学的中学生在美国费城参加了首届国家科学竞赛,这一竞赛日后逐渐发展成为全球参与人数最多、规模最大的中学生科学大赛——ISEF(国际科学与工程大奖赛)。
中国的中学生从2000年开始参加ISEF,先后获取了数十个奖项,但是ISEF的最高荣誉——全球每年仅三位得主的“英特尔基金青少年科学精英奖”却一直与中国学生无缘。
今年,来到美国俄勒冈州波特兰市参加ISEF的学生达到了一个创记录的数量——共有来自全球542个附属竞赛的1429名优胜者参加此次盛会。
也就在这次竞争空前激烈的比赛里,来自上海外国语学校的19岁高中生朱元晨,摘取了“青少年科学精英奖”这项ISEF最耀眼的奖项。
5月27日,本报记者在上海见到了朱元晨。见面时,他递给记者一份厚厚的用中英文打印的获奖论文:借助优化自适应域名实时重啮合(Real-Time Remeshing With Optimally Adapting Domain):可视性连续层次及细节渲染新模式(A New Scheme for View-Dependent Continuous Levels-of-Detail Mesh Rendering)。
可以肯定的是,这份论文的内容不仅是大多数中学生无法看懂的,即使是计算机系的大学生、乃至专家,如果不是专攻计算机图形学领域的,也无法完全领会。
朱元晨尽可能通俗地解释了自己的成果:“简单地说,这是一个有关3D图形的课题。我们知道,为了生成逼真的实时3D图形,一方面要加强硬件的计算能力;另一方面就是要优化软件的算法。比如说,3D绘图时,正面的图形需要去表现,但图形的反面是看不到的;曲率高、陡峭的地方要用复杂多边形去表现,大地平面就可以用很简单的图形表现。在我的研究成果里,根据人眼的实际视觉取向,对可以简化的部分采取了多种方式进行简化,最后的结果是:在不提升硬件的运算机能的前提下,通过优化的算法提高了绘图的真实度。”
研究动力源自兴趣
“您是《电脑报》的记者啊?那太好了。《电脑报》我经常看,我从中看到了很多有价值的内容,也看我感兴趣的游戏信息,对我的帮助很大。”当朱元晨得知记者来自《电脑报》时,非常高兴。
朱元晨接触计算机很早。在读“预中”(上海的小学生毕业后,要上一年“中学预备班”方可升入初中)时,他参加了上海少年科技活动中心的计算机兴趣班。“当时主要是学PASCAL编程,我是插进去学习的。第一节课听下来犹如天书,但我兴趣很浓,花了很多时间自学。一学期结束后,我成了这个班上最好的学生。”这是朱元晨接触计算机的开始。
不久之后,朱元晨拥有了自己的第一台计算机,“处理器是Intel的奔腾133MHz的”。“和大多数中学生一样,刚买电脑时我也就是做做编程,玩玩游戏,而且花在游戏上的时间还不少。”
直到玩上3D游戏,朱元晨才开始对电脑产生深入研究的兴趣。“我接触的第一批3D游戏有《刺杀希特勒》和《QUAKE 1》,当时很震撼,觉得3D的效果真是太惊人了。进一步我就想:这些效果是怎么做出来的呢?我能不能做出来呢?我对计算机图形学的兴趣就是这么产生的。准确地说,是我对电脑视觉效果的兴趣带动了今后的努力。”在父亲的支持下,他开始自学《21天自己做游戏》、《三维游戏制作指南》等书。
随后,朱元晨利用自己的编程知识,编写了一个火炮打导弹的二维打字练习游戏。这个软件的成功给了他很大的鼓舞,他转向制作3D游戏的开发引擎,并逐渐进入计算机图形学领域,开始掌握了图形硬件编程接口的编程方法。
“有人会问我,为什么会去学习那些在旁人看来很艰深的东西。其实并没有什么秘诀,我前进方向的确定,源自我自己的兴趣,而且是浓厚的、发自天然的兴趣”。朱元晨说,“当然,做尖端研究工作的时候,我的身边没有同龄的知音交流,也没有指导老师,只能靠自己。”
“2001年我首次参加ISEF的时候,英特尔贝瑞特博士说的一句话给我印象很深,他说,要找那些研究者较少的领域去开展研究。这对我的选择也产生了影响。选择计算机图形学去深入研究,还有两个原因:一个是研究工作不需要太多的客观条件,一台可以上网、硬件配置还过得去的电脑就可以了,这对我来说比较容易实现;另一方面,这个领域还比较新。如果是基础学科,前人的成果太厚了,你可能要超过10000个人才能走到前面,但在计算机这个特别需要创新的领域,你可能只要走到1000个人前面就成功了”。
父母给我“做规矩”
朱元晨的成功,和他的家庭关系密切。用他的话说:“我的父母从小就给我做规矩(上海话,制定规范之意)”。
朱元晨生活在一个知识分子家庭。父亲朱丹平,是上海电力学院的一名老师,英语和理科基础都非常深厚,他的母亲则在上海外国语学院执教广播电视新闻制作。
一见到朱丹平老师,他就给记者看了两件“文物”。一件是朱元晨小时候写的非常漂亮的大字;另一件是朱老师自己年轻时学外语,翻得破破烂烂的参考书。
“小学的时候我没有怎么管他,也没有给他‘加餐’。那时候,我觉得自己的孩子很普通,谁知道他将来学不学得出来呢?我只做了一件事,就是要他练字。现在他的中英文字都写得非常好,就是那时候练出来的。”朱丹平老师是个实话实说的人。
话是这么说,但朱丹平一直很注意观察朱元晨的兴趣发展。当他发现朱元晨在理科方面渐渐表现出过人的天赋时,立即开始给孩子“加餐”,而且这一加就出手不凡。“朱元晨妈妈的学校里用处理价卖一批国外的大、中学生的理科教材,我一口气买了好多,用这些材料开始帮朱元晨提高理科基础。”
在这一个阶段里,朱丹平对朱元晨教育的推进起到了非同小可的作用。一方面,他用自己的经验督促朱元晨学英语;另一方面,他开始给朱元晨进行基础数学方面的补课。朱元晨还特别补充说,“在刚开始看一些高级计算机书的时候,因为我的知识结构不完整,很多地方看不懂,我就找我爸。他的理科好,英语也好,他先消化一遍,然后给我讲。”
在初中时期,朱元晨起飞的两个“标志事件”就已经发生了:一个是15岁时,朱元晨参加了TOFEL考试,拿到了670分的惊人高分;另一个,则是他利用互联网到MIT(麻省理工学院)下载了大量的免费课程,开始自学美国大学生的计算机和数学课程。
“我有几个心得。第一是我不主张朱元晨参加数学奥赛,因为我从实用的角度去看,奥赛更多是一种数学游戏,是思维训练。但搞研究需要的是全面的基础数学知识;第二,英语非常重要,太重要了,元晨上了初中之后,就可以自己去美国的网站上找资料、下载课程,他的起点就比别人高得多。因为那时候他就开始向世界学习,与世界竞争;第三也是特别重要的,一定要充分利用信息技术来教育孩子。我给你看那本我翻烂的字典,是为了说明我学英语有多辛苦。但现在,元晨的英语学得好,是因为他在计算机上学、看、练,效率比我高得多。等英语有一个基础了,就要利用互联网,到国外去找大量的免费教育资源来自学,元晨获奖的英文论文就是他自己写的。第四,我的看法可能很多人都不认同,就是要有选择地学习。很多学生是平衡用力,但专长不突出。”
我的成功是可以复制的
记者第一次见到朱元晨时,他正在上海科技馆参加一个少儿科技活动,坐在一群少年小记者中,回答比他更小的孩子们的提问。他笑容可掬、应对自如,回答每个问题都是一语中的,且富有幽默感,俨然一个训练有素的新闻发言人。
这一幕给记者留下了深刻的印象:朱元晨身上不但看不到任何“呆气”,也不像人们想像中的“怪才”。相反,他的情商显然很高:善于理解、善于倾听,口头表达流畅自如,还很会运用微笑。
他是一个平衡型的人,身上没有什么“苦学”留下的痕迹。虽然专注,但很少把自己弄得太辛苦。虽然坦承就计算机而言,在身边找不到同年龄的知音,“但我的朋友都是同龄人,也有很多中学生的兴趣爱好,我爱看电影、踢球,虽然很多时间在电脑前一坐就是一天。”朱元晨笑着说。
“你觉得自己是不是天才?”记者很直接地问。“不是。”朱元晨说,接着停顿了一下,“就算是我也不会说出来。”在周围的哄堂大笑中,朱元晨的脸上现出了一丝憨厚的笑容,这时他十足是个孩子。
朱丹平补充了一句:“不要把他的事情看成一个天才学生的成功,要是这样看,等于大家都是看热闹,看完就结束了。如果看成一个成功的教育的例子还是可以的。”
获得了ISEF大奖的朱元晨已经被美国哈佛大学计算机系录取,今年9月就要到美国上学了。“你的方向是什么?”记者问。“我去了是读本科,还是要从基础学起。不过,计算机图形学是我的既定方向。”朱元晨肯定地说。“那么你将来的人生理想是什么?”记者追问。“在一流的地方搞研究,做自己感兴趣的事,安居乐业,过平常人的生活。”说这些话的时候,朱元晨淡泊沉着,这或许就是一种科学家的气质。
“那么,你的成功是否可以复制?”这是一个最重要的问题。“绝对是可以复制的。”朱元晨肯定地说:“要我说什么具体的经验,可能只有几点:一是重视IT技术,一个是对学英语帮助大,另一个是在互联网上可以找到非常多的学习资源;二是还是要按自己的兴趣来发展;三是有开阔的眼界,和世界去比。”