素有計算機界諾貝爾獎美譽的圖靈獎已揭曉。
得主是82歲IBM研究員查爾斯·本內特、71歲加拿大蒙特利爾大學教授吉爾·布拉薩爾。
圖靈獎以計算機科學先驅艾倫·圖靈命名,由美國計算機協會(ACM)頒布,表彰對計算機事業做出卓越貢獻的個人。
但這屆頒獎有點破圈。兩位得主研究的是很多人可能陌生的量子信息科學,一個物理學和信息科學的交叉領域。這原本是兩個完全獨立的學科,但他們推動了其融合。
這是圖靈獎首次頒給與量子物理直接相關的研究。有人調侃說,去年諾貝爾物理學獎頒給了計算機科學家,今年圖靈獎算是回禮了。
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圖源|X
但兩人距離獲獎中間隔了40多年。當年他們理論被認為太超前、像科幻小說,遭到學術圈的拒絕和質疑。
但就是那異想天開的理論,變成了如今價值數十億美元的產業,甚至已影響今天的信息安全。
比成果還傳奇的是這兩個人的成長經歷。
布拉薩爾曾是13歲便踏入大學校門的神童,而本內特是個求學時不停換方向、在研究院坐了半輩子的跨界頑童。
在教育焦慮蔓延的時代,回看2位圖靈獎得主的故事,卻讓人很揪心,因為很多家長拼命幫孩子避開的“彎路”,恰恰可能是他們走向成功的路。
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13歲讀大學的神童,一直在走“偏路”
布拉薩爾長得像搖滾樂手,它是世界上第一個涉足量子信息科學的科學家,其名字長期出現在諾貝爾獎預測名單中。
但他半開玩笑地說“若諾貝爾物理學獎頒給我,我不會拒絕,甚至我會覺得當之無愧。但非要我選一個還沒拿到的獎,我會選圖靈獎。因為我是一名計算機科學家,而非物理學家。”
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布拉薩爾的人生開局,是很多家長眼中的完美模板。
1955年,布拉薩爾誕生在加拿大蒙特利爾北部一個普通中產家庭,爸爸是會計師,媽媽是瑜伽老師,他在家排行老六,上面還有四個哥哥和一個姐姐。
但這個家庭有點特別,五個男孩后來都成了物理學家、數學家或計算機科學家。
布拉薩爾的數學啟蒙就來自家里。
小學時,年長七歲的哥哥便教他大學水平的數學,同齡人還在做基礎題,他就接觸微積分和線性代數了,他不但沒覺得難,反而沉迷其中,后來更在學校引導下徹底愛上了數學。
很多人覺得學校是禁錮自由靈魂的地獄,布拉薩爾卻說學校是天堂,“我在學校度過了人生中最美好的時光。”
在那里,他不僅找到了真正熱愛的學科,也遇到了對他影響極大的老師。
11年級時,一位極其嚴苛的數學老師要求他每件事力求完美。聽起來有點苛刻,但這種高標準,讓他第一次真正接觸到嚴肅的數學訓練。
興趣帶來動力,嚴格塑造能力,13歲他就考入了蒙特利爾大學。
若故事停在這,它幾乎是標準神童成長路,未來深造,成數學家,進學術界,一切順理成章。
但真正決定布拉薩爾后來走向的,是在學校做了很多偏離標準的選擇。
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圖源|La Presse
大學兩年后,他開始折騰。原本學數學,后來轉到當時并不主流的計算機科學系,整天泡在學校,擺弄那臺唯一的大型穿孔卡片計算機。
拿到本碩學位后,他原計劃是混個博士,差不多就得了。但在導師的強烈建議下,他做了個不那么輕松的決定,離開家鄉,遠赴美國讀博。
這是他第一次脫離熟悉的環境,也是首次面對更廣闊的學術世界。
在康奈爾大學他師從了圖靈獎得主、算法界教父John Hopcroft。和管理嚴格的導師不同,這位導師給了他一件很少見的東西:極大的自由。
布拉薩爾后來回憶說:“他讓我去做我真正想做的事。我現在也在這樣對學生。一個人能發揮出最大潛力的前提就是足夠的自由,千萬不要剝奪他自由思考、自由做選擇的權利。”
這種「被允許自己決定探索方向」的狀態,很快給他帶來了改變。
一次,導師給了他一個上世紀70年代尚未解決的數學問題。研究過程中,布拉薩爾覺得需要一種特殊的數學工具。
他去問導師,導師剛好讀到一篇新發表的論文《密碼學新方向》。那一刻他興趣被徹底點燃。
他開始意識到,信息不只是存儲和計算,還可以用全新的方式被保護和傳遞。而這背后,就是數學和計算邏輯的結合。
接下來,他又做了看起來并不理性的決定,放棄原本更穩妥的研究方向,一頭扎入邊緣且不被主流認可的密碼學領域。
后來他自己調侃說:“我是一個失敗的數學家,也是一個業余的物理學家。”聽起來像自嘲,但真正沒變過的,是他對自己想做什么的執念。
24歲,布拉薩爾康奈爾博士畢業,回到蒙特利爾大學任教,一待就是47年。
從1979年開始,他一點點把傳統密碼學推向一個幾乎無人涉足的方向——量子信息科學,這遠早于后來的諾貝爾物理學獎理查德·費曼在1981年提出的量子計算設想。
很多年后,他回頭總結自己的選擇時,說過一個值得所有家長警醒的話:“最重要的是去做自己真正感興趣的事。不要害怕失敗。起初想法或許看起來牽強,但不要否定它,這可能是偉大想法的開端。想象力比知識更重要。”
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圖源|蒙特利爾大學
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從化學到量子計算,一生都在搞跨界的物理學家
查爾斯·本內特比布拉薩爾年長12歲,1943年出生在美國紐約一個音樂教師家庭。
小時候的他,正值波瀾壯闊的時代,興趣也被牽著走。
1946年世界上第一臺通用計算機誕生,剛2歲左右的他內心的科學種子就此悄悄萌芽;少年時,又對生物學產生濃厚興趣,因為恰逢DNA雙螺旋結構被發現了。
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圖|YouTube@IBM research
入讀布蘭迪斯大學時,他選了化學專業。但不久,他聽說了數學領域著名的哥德爾不完備定理,興趣又轉向了化學背后的數學邏輯,這是化學物理學的核心基礎。
這種對學科底層邏輯的追隨,促使他在1964年本科畢業后前往哈佛攻讀化學物理學博士。
但他并不滿足于實驗室的試管,抽空選修了數學邏輯課程。當他第一次接觸圖靈機的概念時,一段跨學科傳奇悄然開啟。
當時本內特是DNA之父、諾貝爾生理學或醫學獎得主James Watson的課程助教。
在聽James Watson講遺傳密碼課時突然發現:復制DNA的酶和轉錄RNA的核糖體,本質都是沿著信息模板移動并讀寫的裝置,這不就是圖靈機嗎?
這種突然的跨界洞察,讓他開始慢慢偏離原本的化學路線,向計算物理學靠攏。1971年本內特從哈佛畢業后又進入阿貢實驗室做博士后。
在那里,本內特遇到了IBM研究者Rolf Landauer,并從他那領悟到了計算的邏輯可逆性概念。很快,本內特被招入IBM,一坐就是數十載,這也奠定了后來的研究基礎。
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本內特大學時期還有件很巧合的事,這也為他后來的命運埋下伏筆。
本內特好朋友威斯納在布蘭迪斯上學時對量子物理學產生了興趣,該領域有個量子不可克隆定理,知道該原理后,威斯納就想做一種量子鈔票致富。
可因為技術限制,這個理論無法實現,論文也被拒。于是他四處宣傳,直到遇到本內特,這個正渴望新思想的人。
本內特被他超前的理論深深吸引,義無反顧幫忙推廣。雖當時無人理會他的宣傳,但他從中看到了前沿科學的可能性。
一晃十幾年后的1979年,36歲的本內特終于遇到了他的伯樂,24歲的布拉薩爾,兩條非標準、靠興趣驅動的路,終于交匯了。
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圖源|墨子沙龍
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40多年為愛堅持,開啟量子信息時代
本內特和布拉薩爾相遇,堪稱科學史上最浪漫的意外。
1979年10月,兩個互不相識的人在波多黎各首府圣胡安參加第20屆IEEE計算基礎研討會,剛從康奈爾博士畢業的布拉薩爾做了有關密碼學的演講。
會后布拉薩爾在酒店外游泳,沒想到一個陌生人主動游過來,滔滔不絕講量子鈔票概念。
布拉薩爾回憶說:“起初我只是禮貌性聽著。可很快我意識到,這絕不是瘋言瘋語,它可能真是個嚴肅的科學預見...這大概是我職業生涯中最離奇,也最神奇的時刻。”
兩人的討論很快升溫,布拉薩爾發現量子鈔票雖造不出來,但概念可用到自己琢磨的密碼學。
于是兩人一拍即合,深入研究。1982年,他們合著論文,提出了量子密碼學理論。
剛開始理論不切實際,因為他們想用光子儲存信息,所以最后落得跟量子鈔票概念一個下場。
但兩人并沒氣餒,又換了個思路,既然光子不適合儲存,那就發揮它傳遞信息的特長吧。
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一年后,本內特和布拉薩爾提出了量子密鑰分發理論,也就是在1984年才發表出來的著名BB84協議。
這個由兩人姓名首字母和理論發表年份命名的東西,是人類歷史上第一個利用量子原理來傳遞密鑰的方法。
簡單來說,它是自帶報警系統的加密方式,只要有人竊聽,信息本身會立刻留下痕跡,通信雙方能馬上發現。
BB84協議顛覆了傳統,因為過去所有的加密方式都依賴復雜數學計算,它第一次讓絕對安全的通信方式成為可能。
因理論太先進,鮮少有人關注,還被眾多計算機科學家戲稱為科幻小說,于是兩人決定用實驗驗證。
缺乏預算、缺乏經驗,他們就從日常生活中尋找替代工具,終于在1989年完成了實驗,證明了BB84協議的可行性。
后來因波蘭裔英國物理學家Artur Ekert發表了有關量子密碼學的論文,BB84協議才得到重新關注。
如今他們的理論已在量子通信網絡中投入使用,催生了現代量子技術的繁榮,現在全球都在加緊布局量子加密技術確保信息安全。
如果BB84協議是從底層上改變了密碼學的邏輯,那兩人在1993年提出的量子隱形傳態則又挑戰了信息傳輸的傳統認知。
量子隱形傳態,簡單理解就是利用量子糾纏,把信息隔空復刻到遠處,就像瞬間移動一樣。
1997年奧地利物理學家Anton Zeilinger團隊用實驗證實了這一理論,并在2022年獲得了諾貝爾物理學獎。
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圖|本內特和布拉薩爾面前的這張小型量子密碼學被子,描述的是BB84協議工作原理
從1979年首次線下面基開始,兩人就一路相伴,用想象力和堅持提出一個又一個顛覆性的理論,兩個有趣的靈魂,靠著純粹的熱愛也因此獲獎無數,得到了世界的認可。
2023年兩人共同獲得號稱“科學家的奧斯卡”基礎物理學突破獎;2019年拿下BBVA基金會基礎科學前沿獎;2018年摘得地位僅次于諾貝爾獎的沃爾夫物理學獎,在量子通信領域他們還獲得了中國的墨子量子獎。
布拉薩爾還當選美國國家科學院外籍院士,在加拿大獲得赫茨伯格獎等;本內特則是美國國家科學院院士,摘得香農獎等多項國際獎。
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追蹤72位圖靈獎,他們發現了一個秘密
羅切斯特大學研究人員曾做過一個有趣研究,他們想看看,圖靈獎得主有沒有成功模板。
于是就扒了該獎設立以來72位獲獎人的所有信息,把他們的家庭、教育、學術生涯、行業經驗全都算了個遍。
結果發現,很多人都有相似的特征:大部分人是美國白人男性、有博士學位、已婚、多出生在重視教育的家庭,父母職業常和教育相關。
同時獲獎人多畢業于名校,其中加州大學伯克利分校培養了最多的獲獎者,斯坦福則在吸引獲獎者任教方面位居榜首。
但最反直覺的一個結論是,作為計算機科學的最高殿堂,圖靈獎得主往往不是純計算機出身。
72人里只有3人在本科期間主修計算機科學,而且還是雙專業,半數以上科學家學的是數學,甚至到了研究生階段,大部分人拒絕被單一學科定義,果斷在數學和計算機交界處深耕。
這也揭示了一個很殘酷的真相,那就是在頂尖科研領域,扎實的數學功底是基礎,但真正能改變未來的是跨學科的視野。
今年的布拉薩爾曾從數學轉到計算機;本內特從化學轉到物理方向,最終兩人都走向了量子信息科學,這只是冰山一角。
其實,不光是學術界,體育、音樂、影視等領域也一樣,跨學科人才更易脫穎而出,專才正在讓位給π型人才。
這也是難以避免的,現在我們生活在一個知識大爆炸、復雜性激增的時代,問題越來越難,單一學科已無法給出完整答案,解決之道在于打破學科邊界,借助多領域的思維和知識。
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圖源|Research gate
當下AI已滲透到各行各業,很多家長焦慮,孩子該選什么專業,才不會被淘汰?有人慌不擇路,押注AI、數據科學、量子計算等賽道,妄想靠好專業保障未來。
但過去的經驗告訴我們,絕對安全的專業早已不存在,沒有哪個領域永遠保值。
那么什么才是孩子未來的諾亞方舟呢?
答案或許就藏在布拉薩爾和本內特童年的軌跡里,即不逼迫孩子,保護他們的好奇心,激發內驅力,持續探索未知。
這兩位圖靈獎得主的成功,并不是因為一開始就選對了專業方向,是他們在感興趣方向持續摸索,又在沒人相信時,堅持足夠久。
他們的人生,是探索欲的證明,也是長期主義的勝利。
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
編輯:蘿拉
排版:湯包
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