“姚神”的誕生

蔣明倬

姚悅紅+黃=橙，這是很簡單的配色法，但是上海交通大學附屬中學嘉定分校學生姚悅卻得到靈感，用光色疊加實現三進制運算的新方法及其數學證明，制作成了最前沿的光學計算機。憑借這個發明和背后的研究，他獲得了2014年Intel ISEF計算機科學類別同類最佳獎，計算機科學類別一等獎，歐盟青年科學家競賽參賽資格。

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”。賽事創立以來，已經有8位選手后來拿到了諾貝爾獎，包括中國人最熟悉的2008年諾貝爾化學獎得主錢永健。

往年的項目都極具創見、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堆來。還有個初二的男孩，發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。 他沒有被當作天才，他的項目，在上海市青年科技創新大賽上引起激烈的爭議。有個評委知道他入圍ISEF決賽，當面對他說，“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作天才。他相貌普通，為人敦厚。家境也相當平常，父親是個交通警察，母親在物業公司里工作。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，朋友說用色環來調色很特別方便。紅色+黃色=橙色。有點像數學上的取平均值，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學運算呢？

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學計算器。他把報告交給了科技輔導員，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社，面試也順利過了。

彭禹雖然是科技輔導員，但其實是個歷史老師，數學問題讓他去請教數學老師陳云鶴。陳云鶴說，要研究這個問題，初等數學跟本不夠用，讓他自學高數。姚悅去買了《高等代數》《離散數學》，暑假時自己翻翻。幾個月過去，項目沒什么進展。他發現，“高等數學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學模型，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，總算用函數關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。之前他的排名是學校的前20%，但現在最差的一次到了C。他被班主任約見，班主任沒責怪他，“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，來自上海中學的陳嘉延靠后。上海青少年科學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。用這擔保你們去ISEF，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，姚悅全心投入，麻煩卻來了。上海市青少年科技創新大賽的初評，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，陳紅又帶出了很多拿國際大獎的選手，經驗豐富。所以上?？茖W社可以直接推薦人選。但依然有個條件─陳紅推薦的，必須是上海市優秀的項目。姚悅沒來得及參加上屆上海市創新大賽就直接入選，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，“從我研究光學計算機14年來看，這還是一個非常新穎的思想?！?/p>

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、光學計算機已經是各個大國斥巨資研究的方向。但是，國內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。

評審快結束時，有兩個評委一起出現了。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應該是拿不到什么獎項的?！迸R走時又說，“我覺得，你的研究態度有問題，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，“國內一些學者，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，難道是為了發論文去做研究嗎？那也不可能有實質性突破?！?/p>

雖然費些周折，姚悅還是拿到了上海市比賽計算機學科的一等獎，不是學科最佳，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，已經是第65屆。ISEF是由美國科學服務通訊社（簡稱SSP）在1950年創辦的，大半個世紀中，成千上萬個天才，都曾經像姚悅一樣，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也成為全球最大規模的中學生科技賽事。2014年，全球已經有70個國家、上百萬名中學生參加，去美國參加決賽的人數達到了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。但過幾天就會發現，ISEF不僅是個比賽，更像是個科學嘉年華，為期一周，狂歡氣氛相當濃厚。

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，開幕式上出現了點意外。開幕式有個環節，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，設備終于調試好了。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，數學上全部證明都完成了，包括四個基本的算術運算和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。他一出現在姚悅面前就說，“不要用任何專業詞匯，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?！敝?，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?，但也忍俊不禁。

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，姚悅最擔心的事情并沒有發生─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備的。”

比賽時，國際光學學會的評委一出現，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，已經夠了?！?/p>

姚悅答辯順暢，比賽結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，我也會把項目繼續做下去，明年再來?！?/p>

隔了一分鐘，頒計算機科學一等獎時，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，已經瘋跑上臺。之后的計算機學科最佳、歐盟青年科學家獎，他一再聽到自己的名字，“人都是懵的?！?/p>

陳嘉延2014年，上海中學高三學生陳嘉延，因為《無人四旋翼機載超聲波立體探障及救災路徑規劃研究》獲得Intel ISEF工程類四等獎。他設計了一套四旋翼無人機做引導的智能停車引導系統。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路線，引導車輛從最優路線駛入或駛出停車場。他面前的無人機，是自己制作完成的。陳嘉延現就讀于上海交通大學。

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讀博士后，一直在上海青少年科學社做志愿者。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、用數學方式的表達，都很有意思”，他跟陳紅說，“這個項目可以培養”。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研究，“外表很柔和，但對研究又很固執”，張逸中就做了姚悅的指導老師。

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，“他們缺乏國際視野。國內比賽，計算機領域，很多被認為好的課題，就是一個小軟件、小程序，表面上應用點明顯、容易商業化。要是創業比賽，沒問題，但在一個科學大賽上，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，往往學術上有價值。2012年，彭禹開始做科技輔導員，科技創新班有個學生叫曹家駿，受滾輪鼠標的啟發，想做一個能全方位驅動的汽車。一報題，就被某大學的教授否定。他還是把項目堅持下去，發明了一種線圈磁路做電機驅動。他的創造力最終得到了幾位中科院院士認可。“不要輕易否定一個孩子的想法，你根本不知道他能走多遠”。

彭禹希望學生“去關心那些宏大的、真正有價值的問題。而不是僅僅做一些小發明、小創造”。姚悅出發去美國前，彭禹在綜合課上，把美國2014年“英特爾科學家獎”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歲研發藥物對抗流感。他依靠計算機建模與生物學來尋找能夠抑制病毒復制所需的核酸內切酶的藥物。

2 ?Kevin Lee17歲 利用流體力學，通過一系列數學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。他們當中，有人設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;有人設計了一種能夠幫助預測乳腺癌細胞轉移擴散的統計模型。

彭禹念完，對學生說：“姚悅去美國，就是要和這些人競爭了。”學生們的眼神，又神往又困惑。這些項目，聽起來太遙不可及。姚悅像是去執行一項根本不可能完成的任務。

姚悅拿到大獎，重返學校。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?！睂W生眼神清亮，也帶著躍躍欲試的興奮。

很快，姚悅在同學中，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、歷史、生物四門課程就要會考。他重回課堂，很不適應。生物課上做卷子，各種刁鉆的題目，一道題目是：生物學領域相當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“我們這到底是在學些什么？”

彭禹說，“我們現在的教育，就是在一個盒子里，課本、考試，就是盒子的外殼，學生在里面都是反復在打轉，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，就繼續在盒子里不停轉，然后徹底迷失了，到大學，能放手做研究，他們也不知道怎么辦?！?/p>

姚悅停課半年。歷史、化學、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。雖然學校還在聯系北大、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：高額的獎學金、更開放的科研環境。但姚悅已經來不及準備TOFEL考試和大學申請。經過一年的歷練，姚悅個性越發沉靜。“就算是要出國，晚一年，又能怎么樣？”

2014年9月，姚悅去了波蘭，受邀參加歐洲青少年科學家競賽（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果。”

Yann的那段話，像是對姚悅的預言。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，到底在哪里讀大學并不重要，重要的是可以繼續他的研究?！?/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（謝謝你向我展現了未來）”。在姚悅看來，這句話甚至比獎項更具意義。