高德纳—我就是上帝

  

  

高德纳是The Art of Computer Programming（中译本《计算机程序设计艺术》）的作者以及TeX和Metafont排版软件的发明人。

经历

　　1963年高德纳获得加州理工数学博士学位，之后留校任教，并在数学领域取得多项成就。与此同时高德纳也开始研究计算机程序设计，并预备出版一本有关编译器的书籍。

　　1966年，当高德纳的著作已经长达3000多页时，他与出版商商定，编撰一部完整系统地介绍计算机程序设计的巨著《计算机程序设计艺术》。目前该书已经出版了三卷，并对计算机领域产生了深远的影响。《美国科学家》杂志曾将该书与爱因斯坦的相对论，达克的量子力学论等书并列为20世纪科学界最重要的12本书之一。

　　1968年高德纳受聘成为斯坦福大学计算机系教授。在担任该职务期间他又开发了TeX排版软件，成为今天大多数科技书籍使用的排版程序。除此之外高德纳还在计算机领域作出了多项贡献，例如LR parsing theory, Knuth-Moris-Patt pattern等。

荣誉

　　1971年获首届计算机协会(Association for Computing Machinery)Grace Murray Hopper奖

　　1973年当选为美国科学艺术学院院士

　　1974年获计算机协会图灵奖

　　1975年当选为美国国家科学院院士

　　同年荣获美国数学协会(MAA)Lester R. Ford奖

　　1979年获卡特总统颁发美国科学奖

　　1981年当选为美国工程院院士

　　1982年获计算机先锋奖(Computer Pioneer Award)

　　1982年成为IEEE荣誉会员

　　1986年荣获美国数学学会(AMS)Steele Award

　　1988年获富兰克林奖(Franklin Medal)

　　1994年获瑞典科学院Adelskold奖

　　1995年获IEEE John von Newmann奖

　　1996年获Inamori基金会京都先进技术奖(Kyoto Prize for Advanced Technology)

性格

　　很多人都认为高德纳是一名非常有趣的人物。他会奖励每一个找出他的著作中任何错误的人2.56美元，因为“256美分刚好是十六进制的一美元”（256 pennies is one hexadecimal dollar）。高德纳可以算是一名标准的黑客，他最喜欢的软件是Emacs，并甚至还向作者Richard Stallman提交修补补丁。

　　与大多数传统黑客一样，高德纳平日酷爱音乐。他一度还曾考虑报考音乐专业，在他的书房中放了一个特别定制的84管的管风琴。除此之外他也会吹萨克斯风和大号。

 

高德纳—我就是上帝

　　高德纳自1990年起就停止使用电子邮件以专心撰写余下的四卷《计算机程序设计艺术》。该书自第三卷于二十世纪七十年代初版以来。时隔多年，第四卷于2009年出版，作者计划出版七卷。

　密尔沃基市，是美国威斯康辛州最大的城市。1938年1月10日，圣诞刚过不久，密尔沃基市民像往常一样平静地生活着。咖啡店里，有人在议论着罗斯 福总统的救市新政策，有人在议论着到底该不该限制公民持枪。而更多的人呢，则一边品尝着密尔沃基闻名全国的啤酒，一边听着广播里面的实时战况：侵华日军登 陆青岛了。谁也没有想到，这个平静的日子将载入这座城市的史册。这天，密尔沃基路德教会高中的一名印刷管理员，高兴地迎来了一个健康的儿子。他为儿子取了 一个响亮的名字，这个名字在不久的将来，成为了计算机编程艺术的旗帜：Donald Ervin Knuth。

　　为了方便讲述，请各位读者允许我先剧透一件39年后的事儿。在1977年Knuth造访中国前夕，姚期智的夫人为他取了一个中文名字：高德纳。在下面的故事里，我们就使用这个名字来称呼他。

　　高德纳天资聪颖，他的超凡智力在8岁时就显示出来了。当时，一家糖果商在孩子们当中举办了一项有趣的比赛，要求用“Ziegler’s Giant Bar”里面的字母，写出尽可能多的单词。裁判事先准备了一份2500个单词的列表，可他却远远低估了小选手的能力，高德纳令人惊讶写出了4500多个单 词，毫无疑问地获得了冠军。他为学校赢得了一台电视机，还为每个同学赢得了一只棒棒糖，他的赛后感言是，我还能写出更多。

　　高德纳的高中就读于他父亲所在的路德教会高中，在这期间，他发表了此生第一篇学术文章。尽管如此，但这个充满了才华和个性的年轻小伙，并没有把心思 放在科学上，他的主业是音乐和作曲。他的老师，甚至包括他自己，十分怀疑他将来进入大学后，是否能够顺利学习数学。这种想法给高德纳造成了不小的自卑，尽 管他的平均分是学校历史上最高的。不过有句话说，真正的天才是1%的灵感加上99%的汗水，这话用在高德纳身上毫不夸张，18岁的他，在进入大学之后，丝 毫没有向数学屈服，而是花费无数的课余时间，大量练习数学难题，这种努力的劲头再加上他的天份，使他很快就在数学方面超过了其他同学。其实我们与其关注一 些科学家们不可模仿的机会和天赋，莫不如更关注他们如何面对困难和挫折。高德纳告诉我们，没有什么过不去的坎儿，方法就是抓紧时间干活。

　　高德纳就读的大学是凯斯理工学院，在这里他接触了IBM650计算机，这导致高德纳的音乐家梦想一去不复返，科学天赋终于重新占领了他的心扉。 1956年，在他第一次使用IBM650之后，他就躇踌满志地相信，说明书上介绍的程序，一定比不上他自己编写的。于是高德纳开始学习编程，他的第一个程 序是因数分解，不久之后，高德纳就对编程有了许多体会。当时高德纳还兼职管理学校的篮球队，于是他编写了一个程序，能够自动评估每名球员的价值，令球队的 教练非常欣赏。这件事还吸引了CBS电视台的报道，后来高德纳、球队教练和IBM650的一张合影，还被印到了IBM650的宣传册上。1960年，高德 纳以公认出色的成就，打破了学校的惯例，同时获得了学士和硕士两个学位，大家来做个减法吧，算算高德纳此时年岁几何。

　　随后，高德纳从五大湖区，来到了美国西南岸，进入伯克利攻读数学博士学位。在此期间，他的编程生涯也正式开始了，他对外提供软件服务，为各种不同机 器设计各种稀奇古怪的编译器，曾经一个程序卖到5000美元。最值得一提的，就是他对ALGOL60编译器提出的测试方法。不知道大家是否还记得 ALGOL，这盏批量生产图灵奖的阿拉丁神灯。当时我们介绍过，ALGOL60的设计目标要求支持递归，而在设计编译器时，对递归的处理是很复杂的，所以 经常会因为编译器不成熟而出故障。高德纳编写了一段非常简单的测试程序，江湖人称“Man or boy test”，俗名“是男人就得-67”。高德纳说，只要用ALGOL60编译器来编译我的这段程序，如果运行结果等于-67，就说明这个编译器是纯爷们 儿，否则就只能算小男孩。

　　1963年，25岁的高德纳顺利拿到了博士学位，并留在伯克利任教。在毕业前一年，虽然还是研究生，但高德纳已经因为设计编译器而响誉计算机行业。 于是著名的Addison-Wesley出版社与他约稿，请他写一本关于编译器和程序设计方面的书。这本来是很平常的一件事，但您看看高德纳是何许人也， 不久之后，他简直把这件事做成了一件计算机科学史上的奇观。1962年约的稿，高德纳一直写到1966年还没交，在此期间他又是毕业，又是教书，终于人家 出版社急了。编辑找到高德纳，说这都四年了你写了多少啊，高德纳说，才写3000页手稿。编辑大囧，忙问都3000页了你怎么还不交，高德纳答曰，急啥， 我还没写到正题呢。编辑彻底雷住了，说那你出个多卷本吧……

　　《计算机程序设计艺术》，就这么诞生了。

　　把一件平常的事做到人间极致，这就是高德纳。他不是故弄玄虚，他的心里攒着一股劲儿，要写出一部与牛顿的《自然哲学的数学原理》相媲美的传世巨著。 他一开始计划了六卷，后来觉得这个数字不怎么好，又改成了七卷。1968年，《计算机程序设计艺术》（The Art Of Computer Programming，江湖人称TAOCP）的第一卷正式出版了。这一卷的标题叫《基本算法》，但难度却并不低。比尔盖茨曾经花了几个月的时间读完这一 卷，并且做了大量的练习，然后他说，如果你想成为一个优秀的程序员，那就去读这个《基本算法》吧，确保自己能够解决里面的每一个问题。然而，高德纳本人的 说法却比盖茨犀利多了：要是看不懂，就别当程序员。

　　就在这同一年，高德纳跳槽到斯坦福大学，并当上了教授，一边带博士，一边继续写书。一年后，TAOCP第二卷《半数值算法》正式出版，又过了三年， 也就是1973年，第三卷《排序与查找》也相继付梓。这三卷书立即被计算机界惊为神作，在那几年之内就卖出去了100多万套，至今仍然是编程书籍中的最高 经典。有一些对我们来说巧妙得不能再巧妙的算法，在这三卷书中顺手掂来，比比皆是，这个我们等会再说，现在有件要紧的事儿。按照高德纳的计划，这套书一共 是七卷，但是现在刚刚写完三卷，就已是震古烁今。震到什么程度呢，连图灵奖颁奖委员都坐不住了，他们做了一件前所未有的事。按照惯例，图灵奖的获奖者都是 成就等身，要经过时代的检验，然而高德纳却是例外，在他的七卷本刚刚写完三卷时，ACM便决定立即为其颁发图灵奖：

　　授予高德纳图灵奖，以表彰其在算法分析、程序设计语言的设计和程序设计领域的杰出贡献，特别是其著名的《The Art of Computer Programming》系列丛书。

　　这是1974年的ACM图灵奖颁奖词，高德纳捧走了历史上第9个图灵碗。这对高德纳来说，无疑是个殊荣，因为这一年他只有36岁，直到现在，他仍然保持着获奖年龄最小的纪录。

　　我们故事才讲到一半，可天才的高德纳却已经得到了图灵奖。各位读者可能要问，那下面还讲啥，他无非就是接着写书，接着带博士，就别废话啦。您要是这 么想，那就大错特错了，他要是那么做，他就不是高德纳。提前剧透一下，这个看上去顺理成章的计划，很快就被打破了，计划中的七卷本，直到今天都没有完成。

　　高德纳计划要写一套七卷本的《计算机程序设计艺术》，没想到刚刚写完第三卷，就被ACM授予了图灵奖。这在图灵奖历史上是从没有过的事。我们还记得巴黎会议上的诺尔吧，他的图灵碗比他的获奖成果迟来了整整45年，他等这个碗时间，比高德纳获奖时的岁数还要长。但是，高德纳在获此殊荣之后，再一次令世界大跌眼镜：他宣布从此歇笔了，因为排版工具太差，破坏了这套书的美。

　　高德纳的这一动作让外界十分震惊，可以想见，他遭到了排山倒海的怀疑。有人说，高德纳肯定是江郎才尽，拿了图灵碗，见好就收；有人说，图灵奖对前三卷的评价过高了，高德纳无力面对这么大的压力，只好找个理由撤退；还有人说，获奖之后停止写作，充分体现了他写书的目的就是为了功利。他们纷纷质疑，这个图灵碗是彻底发错了人。

　　然而，如果我们真正翻开TAOCP读一读，就不难理解这是为什么。我觉得，对于算法的研究，可以分成三层境界。第一层是分析算法的复杂度，这是计算机专业的大学生普遍掌握的技能，达到这个境界，可以说是入了算法的门；第二层境界是改进算法的复杂度，在分析之后继续思考，想办法去降低它，这就可以算是懂算法了；第三层境界，就是寻找算法的最优复杂度，不但要改进它，而且要改到什么程度呢？就是要证明出来，我改完的算法就是最优的，你无论如何都不可能再改进了，再改进就违反宇宙规律。

　　高德纳，就是典型的第三种人。诸位不妨看看，TAOCP里面给出了多少最优算法，高德纳是铁了心，要当算法世界中的上帝。高德纳就是这么一个极致地追求极致的人，他强迫自己把每件事都做得不可逾越。那么他怎么能够容忍，这套被他视为毕生事业的书，被糟糕的排版技术束缚？于是，无论别人怎样质疑，他最终还是把写作晾到了一边，开始全力以赴地研究字体和排版。高德纳让我们领略了什么才是真正的个性，个性绝不是打18个耳洞，或在牛仔裤上抠 36个窟窿。个性，就是在所有岔路口都追随自己的心，让所有影响你追求梦想的障碍统统跪倒。

　　高德纳这一歇笔，就是十年。在这不务正业的十年当中，对极致的追求像只看不见的手，推动他创造了三个响亮的成果，其中影响最大的，就是排版系统TEX。如果大家用MS Office Word写过论文，就会体会到那份求死不得的心：不断地调整字号、行距、缩进、分栏，如果这还不算什么，你再写几个数学式子看看？但是在TEX中，这些麻烦几乎完全不存在，你唯一需要做的，就是把你想写的内容告诉它。如果说时间就是生命，那就可以认为，TEX每天都在拯求科学家们的生命，说它推动了科学的发展也不为过。TEX是一场出版界的革命，直到现在仍是全球学术排版的不二规范，它所排出的文字之美，特别是数学式子的美，让人们由衷感叹：啊，一毫米都不能再挪动了。

　　除了功能上的美之外，TEX作为一个软件产品，也令人叹为观止。它的版本号不是自然数列，也不是年份，而是从3开始，不断地逼近圆周率（3.14，3.141…目前最新版本是3.1415926）。高德纳再一次用行动宣告，我这个东西，不可能再有什么大的改进了，最多只能小修小补，使其趋近完美。他还专门设立了奖金：谁发现TEX的一个错误，就付他2.56美元，第二个错误5.12美元，第三个10.24美元…以此类推。我们都知道，传说某个国王就因为这种指数游戏失去了江山，高德纳作为算法大师，更清楚指数增长的可怕性。然而他却敢立此重赏，结果直到今天，他也没有为此付出多少钱，可见TEX经过了怎样的千锤百炼。这个耗费十年打造的玩具，让当初质疑图灵奖发错了的人们全部闭嘴了，他们甚至改口说：哦，为了这个TEX，不妨再给高德纳一个图灵碗吧。

　　第二个成果，就是METAFONT，这是一套用来设计字体的系统。对于它的价值，一句话就能概括：计算机界最懂字体的两个人，一个是苹果的乔布斯，另一个就是高德纳。

　　第三个成果，就是文学化编程（Literate Programming），它把程序设计的艺术性展示得淋漓尽致。高德纳说，一段好的程序，不仅仅是要清晰易读，而且要能够读出美感，读出意境。天呐，意境，一排一排的计算机代码，要像诗歌一样充满意境。高教授，你疯了？

　　高德纳说，你才疯了呢，看我给你们露一手。于是，他在C语言的基础上，开发了一套CWEB系统，除了用它写出了TEX程序之外，竟然还用它写了一本叫作《Stanford Graphbase》的书。高德纳微微一笑，我都能用编程语言写书，何况有意境的程序了，我的口号是：程序员也能得普利策奖（这是全球新闻写作领域的最高奖项）。

　　文学化编程还为高德纳报了一个小仇。我们第6章中讲过的迪科斯彻，当年提出了一个“结构化编程”，提倡不要在编程时使用 “goto”语句，高德纳偏要唱反调，结果被迪科斯彻称为“没结构”。这下可好，高德纳狡黠一笑，嘿嘿，如果你不跟我混，你就是“没文化”咯（literate也有“文化”之意）。

　　歇笔十年的高德纳，手捧这三项成果重出江湖，打消了一切质疑。这时他才对十年前的歇笔事件做了一个轻描淡写的解释：一个人要想把事情做得漂亮，就必须要跟上帝保持和谐，现在，上帝终于让我去写四卷了。

　　他的笔，又拿了起来。在写作第四卷的过程中，为了帮助读者打好数学基础，以便面对TAOCP中的数学高峰，他又专门撰写了一本《Concrete Mathematics》。这本书有中文版，翻译为《具体数学》，我一直觉得稍有不妥。Concrete到底是什么意思呢，高德纳说，意思就是我不教那些软绵绵的数学，我要教的是扔到地上能砸个响儿的数学。据说，他在课堂上说完这番话，有好几个同学扭头走出了教室——他们是土木工程系的学生，还以为高德纳是讲混凝土的呢（Concrete在土木领域意为“混凝土”）。说到高德纳的教学，还有个趣闻，他批改作业的时候只抽查第314页，就能判断出这份作业的质量。为此，我们这本书的第314页用来向高德纳致敬。

　　1992年，高德纳为了专心写作，宣布提前退休，并停用电子邮箱。高德纳一共带了28位博士生，他觉得28这个数字很好，于是便宣布不再收学生了。尽管如此，他仍然为想要师从于他的人们留下了一个盼头：他开了一门叫做Computer Musing的公开课，每次会提出一个问题，如果谁能快速解出来，高德纳就会为他的博士论文签名。不知道哪位后起之秀能够获得如此殊荣呢，我们拭目以待吧。

　　2008年，在TAOCP的前三卷面市30年之后，第四卷终于千呼万唤始出来，而高德纳，却已是白发苍苍的古稀老人了。一句话，一辈子，一生情，一杯酒，他对计算机科学的热爱，使他为这套丛书耗费了一生的心血。在这一章的最后，我想用一个词，来形容这位天才的计算机科学大师，但是思前想后，我只能想到唯一的一个词：God。

　　我想，尽管高德纳是一位虔诚的基督徒（他还专门写过关于圣经研究的书），但他一定会欣然接受这样的形容。正如当年Linux的作者Linus说：上帝在梦中告诉我，我做出了最优秀的操作系统。

　　高德纳回答说：我可没这么说过。

 

来源：百度百科

高德纳主页：http://www-cs-faculty.stanford.edu/~knuth/