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清华大学教授徐恪:区块链课程建设与人才培养
赫伯 10-11 19:044643
10月9-10日,为期两天的“2018可信区块链峰会”在北京隆重召开,本次会议由中国信息通信研究院、中国通信标准化协会联合主办。

10日下午举行的“区块链人才生态发展分论坛”以“区块链人才生态发展”为主题,清华大学教授、博士生导师、计算机系副主任徐恪发表了题为《区块链课程建设与人才培养》的主题演讲。

清华大学教授 徐恪

以下为演讲全文:

非常感谢主办方的邀请,让我能有这个机会跟在座各位嘉宾一起交流一下。刚才我看可信区块链的课程体系其实非常好,有一个完整体系的考虑。其实我这边主要是讲一讲我们在学校里面已经开的,刚才也提到大概从去年开始,这个学期我们正在上,这个学期就是第二次的课程。刚才讲是本科生,其实不准确,我们这是一门研究生的学位课程。本科生我们确实也在布局,但是学校里面的本科生的课程如果想改动,其实难度相当大。我刚才在底下还跟嘉宾交流,其实很多时候一些新的方向很快的出现,但是我们在本科课程很难能够比较迅速地做调整,这可能有一系列的原因。主要是大家希望他本科的课程是一个基础性的,相对长期、稳定的这样一个格局。而不是说你去追很多的热点,热点可以在研究生阶段去追,所以在研究生阶段调整一些新开的课程,相对会容易一些。

简单看看背景,区块链其实我们不用多说了,我们已经讲了很多年。比特币、以太坊、ICO,中间最核心的概念讲的都是区块链。包括媒体,我们今天就是一个峰会,很多很多会都在讨论区块链。其实从去年有一个特点,很多会都把自己叫第一届,今年好多了,有的会都叫第二届、第三届了。叫第一届,就是因为比较新,愿意叫第一届什么什么大会。我们关注的是区块链技术本身,包括我们要想有一个课程本身的设置,也是要讲一个课程本身的内在逻辑。你给学生一个怎么样的课程体系,内在逻辑思路是什么?所以我们关注的还是到底什么是区块链的技术。

几个大的背景,这个大家都知道了,这是今年上半年习总书记好像是第一次领导层在比较重要的文件,他是在两院院士大会上的一个报告里指出,人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链为代表的,第一次把区块链三个字加进去了,这个让大家很振奋。说明我们的最高层,也认识到了区块链是一个重要的发展趋势。

我们清华大学副校长薛其坤院士也比较早地提出来,他是物理学专家,也是院士,他认为区块链是互联网TCP/IP的升级版,是未来网络空间技术设施的新高地。不一定非常准确,但是体现了区块链的重要性。所以清华大学应该从技术、教学、研究三个方面进行布局,将区块链纳入到本科生的教育范畴,让清华学子能够尽快掌握这个兴起的技术。

下面讲一讲我们这个课程本身的设置思路,我们的课程本身叫赛博智能经济区块链,最早开的时候我们希望它就叫一个区块链。但是因为我们开课有一个课程的教学委员会,要评审这个课程能不能成立。评审专家语重心长地跟我说,说区块链到底能坚持多久?会不会两三年这个事就过去了?因为一门课从开始到成熟,基本上也需要两三年的时间,会不会等你的课程刚一成熟,这个事情已经大家不太关注了,出现一个新的名词,这样对你的课程很不利。我说那怎么办?那就加一个帽子,有一个不会过时的概念,叫赛博智能经济。哪怕这个帽子过时了,也可以讲一些别的东西,最后我们叫赛博智能经济与区块链,这个阶段我们还是以区块链技术作为更主要的内容在开展。

我本人的观点确实从历史来看,任何一个互联网上的技术都有一个生命周期,大概在二十年前还在讲P2P,其实区块链、比特币也是一个P2P的系统。那时候P2P大概持续了十年左右的时间,我曾经在我的课程里也讲很多很多P2P的内容,现在我的课程基本不讲了,因为这个技术现在大家不太在用,确实有它的生命周期。当然我们希望这个周期能长一点,区块链这个周期我的判断还在上升期,还有它比较长的一段生命周期。

我们既然叫赛博智能经济与区块链,我们就得有从一个赛博世界出发,关注我们的计算思维,在赛博系统中发挥作用,我们试图用这样一个逻辑来建立我们课程的主要线索,所以我们从赛博时代来临开始讲起,这个地方有一些例子,都标记着新的赛博时代的到来。

简单说一下赛博,其实就是Cyber,这个词最早是控制论的发明人诺伯特·维纳在他的《控制论》有一个词。现在我们说的Cyber,主要是跟网络、计算机相关的情景,有些专家直接把Cyber-Space叫做网络,我们的观点是它应该比网络还要大一点,我们的观点是物理网络和在其上承载的数据及基于这些数据所做出的分析决策控制。不太好翻译,所以用了音译的赛博。

我们现在整个消费、娱乐、出行、社交等等,大量都被互联网渗透,我们都依赖于互联网在做这些事情。与此同时,赛博空间和我们的经济系统是一个深度融合的状态,我们就尝试去思考,它到底为经济系统带来什么影响?所以我们就试图用赛博智能经济这样一个词来概括,这里先声明不一定很准确,是我们个人的观点,抛出来跟大家探讨。

我们觉得赛博智能经济是以算法为核心,这里面核心是算法,算法为核心的,机器智能来主导的,以信息为资源,以网络为基础平台,这样一种经济形态。未来算法和机器智能可能高度自动化、自主化,会形成一个更高级的社会经济形态,当前这套系统还处在一个雏形的阶段。我们的观点怎么体现算法和计算思维在这中间的作用,我们尝试从两个角度,一个是信息增长的角度,第二个是信任的角度。这两个角度是为了便于我们课程体系的开展,并不是说整个经济系统就是这两个特征,而是最有利于让学生接受这样一个概念。赛博智能经济是信息增长最快的经济,是信任的经济。

这是我们尝试总结的算法在经济系统中所起的作用,它发挥的重要作用。中间这一层是算法的核心层,从定价、匹配、推荐、分配、大数据、安全隐私、数据交易、区块链等等,这些主要是支撑算法,来支撑上面说的金融、消费、生产、交换这些系统。对我们一些新的平台,平台经济、虚拟经济、数据经济、共享经济做一些有力的支撑。

我们的观点是理解赛博智能经济,最关键的是要有一个计算思维,毕竟我们是在计算机系开课,当然我的课程是面向全校都可以去选的。所以我们希望有一个计算思维的概念,能够给学生有一个计算思维的引导。讲到计算思维,稍微解释一下这个词怎么来的,最早是CMU的周以真教授在2007年有一个权威刊物讲到了计算思维,大家有兴趣可以看一下。我们简单讲一下他的观点,其实计算思维是运用计算机科学的概念进行求解问题、设计系统和理解的人类行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。通过约简、嵌入、转化和仿真等方法,把一个看起来困难的问题重新阐释成计算机知道怎样解决的问题。是一种递归思维,是一种并行处理。建立在计算过程的能力和限制之上,由人或者机器执行。

讲到递归和并行举两个例子,大家如果学过编程语言,讲递归的时候一个经典的例子就是汉诺塔,其实就是这样一个玩具,你要用B作为一个重点的辅助,把A上面这个大大小小的盘子通过B作为辅助全部挪到C,但是挪的过程中必须是小盘子在大盘子的上面,如果没有这个限制就简单了,一个一个从中间拿过去就完事了。上面这个盘子比较多,所以下面我们举了一个简单的例子,三个盘子的情况下从这个状态变到最右下角这个状态,用中间这两个作为辅助,挺复杂的,你要很多步骤才能把它拿过去。这个为什么可以用递归来做?我们知道一个盘子、两个盘子怎么做,更多盘子的时候,我们把有N个盘子的时候,我们把N-1个盘子先解决,剩下的一个盘子,我们把N-1个盘子解决完之后,把一个盘子放上去,用递归的方式解决问题。

并行处理很常见了,最常见的Map Reduce,这个概念从2003年就有了,十五年之前这样一个概念,已经很长时间了,这是我们在并行处理的系统里用Map Reduce这样的办法把问题分解、然后去求解合并结果。

其实计算思维最本质的体现,一个最好的模型就是图灵机,图灵机最深刻地展示了计算思维具有的能力,图灵机就是计算科学的发明人图灵,他在这篇文章里提出图灵机的概念。非常简单,一个读写头,一个控制器,有一个无限长的纸带,控制器可以在图上写、擦,纸带可以无限挪动,就是这样一个过程。图灵认为这个机器就能模拟人的任何思维过程。

回到我们的赛博智能经济本身,在赛博经济下,我认为比较可行的,你怎么去用计算思维解决赛博经济下的问题,可能是两个角度去考虑。一个是有网络科学的一些基础规律,再一个就是市场经济的博弈分析,这当然又有合作博弈、非合作博弈两种。合作博弈,是双方可以共同努力把市场做大,再分大的蛋糕。非合作博弈,就是现在的中美贸易战,双方互相都不会获得好处,互相给对方加高关税,最后只会局面越来越严峻。但是合作和非合作是解决同一个问题的不同思路,可以用合作的方式,也可以用非合作的方式。

同时有一个很重要的大家要注意,这些基本的规律和博弈本身又是互相关联的,新的问题是在复杂的网络结构下,我们这些行为是怎么演变的?其实这还是一个当前没有很好解决的难点,但是我们要关注,因为很多时候博弈讲的是很简单的模型,但是我们实际面对的整个场景、网络连接是非常复杂而且是动态的,这种情况下博弈的演变过程是值得我们去关注的。所以归根到底是希望这个问题是计算机可解的,我们希望找到计算机可解的问题,这才是我们用计算思维能够发挥作用的场景。

这是一个小背景,回到我们刚才说的切入点,我们说从信息增长和社会信任两个角度来切入这个课程,信息的增长是赛博世界带来的,社会信任可以塑造一个新的社会。分别看一看这两个问题,信息增长其实有一本书,这是MIT的一个物理学家赛萨尔·伊达尔戈。他写的小说《增长的本质》,他的观点是经济是通过实体化的信息,增强人类对于知识的实际应用的系统。很固化的理解,就是一个知识、应用、产品,推动GDP往上走,一个很直观的想法。

从他的角度出发,既然信息是一个主要的原因,那么信息增长如果更快,你的经济也会更快。这是我们简单的推论。所以我们觉得赛博空间可以为经济增长提供更快的路径,有一些特征,就是我们刚才讲的网络科学的基本规律,小世界、幂率与长尾、三元闭包、信息级联。大V可能有几千万的粉丝,他说一句话几千万人都能看见,在以前是不太能想象的。

下面看一看社会的信任,这个事也很关键,信任关系塑造经济社会,信任关系决定增长方式,信任关系决定企业组织形式。这块有一本书弗朗西斯的书,他的书里面有一些观点信任是经济主体,也是社会主体。分成几个类,这是他的观点,低信任社会,高信任社会。这种信任讲的一方面是社会上本身的,另一种是更深层次的。刚才讲的家族企业,中国很多企业家更多迷信血缘关系,自己的企业交给自己的孩子更放心,职业经理人很难获得应有的位置,这是我们血脉传承中国固有的民族性来决定的。讲的是这样一个现象,确实是有这样的现象存在。

体现出来的是我们陌生人之间有了互联网之后,其实人和人之间的信任更加脆弱了,网络里天天大家各种的诈骗,前两天我看到微博上有一个女生就在讲,她历经几个月被人骗。因为讲的是跟我们相关的,所以我简单说。她说有一个学长把她拉到一个群里,学长说在哪个院读研究生,几个月也没有进一步动作,不断地跟她聊天、探讨问题。好像真的是一个学长,突然有一天说一个导师想找研究生有没有兴趣,她觉得有兴趣,导师还在面试她,问的真的挺专业的问题,她还自己专门补了补功课。导师说通过了,说找个时间我们聚个餐,这个时候就有点奇怪了,因为聚餐地点离学校很远。中间还有一个插曲,聚餐之前还要了她一张照片,是一个女生,照片发过去导师就特别积极。眼看快到的时候,她给她爸打了一个电话,她爸觉得有点奇怪,让她先回去查一查有没有这个人再说,她回去问了这个学校里真的学长,没有这个学长和导师。挺可怕的,他花了几个月的时间让你慢慢上套,最后如果真的去了有什么后果不敢想,但是这个过程仿的是我们大学教授的身份,这里必须要提出这个问题。其实大家很容易验证,网站上很多老师的照片都有,见面也可以约在学校里,在清华怎么也出不了大事,但是到一个很奇怪的地方风险很高,一个小例子,我最近看到的。

其实就是讲的赛博世界的信任基础很脆弱,回到我们的主题,那怎么办?我们有没有一个办法去提出一个分布式去中心化又安全的信任机制?换句话说,回到我们的计算思维的角度,这个问题能不能计算机可解?是不是一个计算机可解的信任问题?这些就落在区块链上了,大家知道如果我们能够全球共享一个分布式数据库,各行各业所有的企业、所有的单位都在一个共享数据库里去运作,这时候我们都会相信这个数据库给我们提供的信息,这时候我们经济系统看到的信任问题就很好地得到解决。但是这个事太难了,我们退一步,能不能就一个分布式账本,这其实就是我们区块链解决的主要问题,就是要在交易上达到一个全球共识的交易过程,对这个事情达到一个共识。这个地方我们都知道有一些问题,这个账本要怎么加入,要批准还是随便加入,谁能写这个账本?如何避免不存在的交易写上去?怎么避免“双花”?如何防止篡改?谁来提供计算机系统维护这个账本?等等,时间关系不去展开讲。

总结,区块链其实是现有技术的整合,如果我们要讲课程,可能要把这些都讲一讲,密码学、共识机制、账本等等。最后有一个重要的启发,我们感觉它是一个集成创新的典范,很多时候你把已经有的东西集成到一起,产生一个新的系统,它往往具有很强的创新属性。

老有人说中本聪可以得诺贝尔经济学家,因为他比特币的创举,最近还有人说他可以得图灵奖。不管怎么说,人找不到这个奖都得不了,得先把这个人找到。

最后看我们这门课程,刚才讲的是我们课程的主体思维逻辑,我们具体讲的是赛博经济系统,匹配、定价、合作、博弈、大数据这些算法和相关的机制,重点是区块链,现在我们这个课程重点还是区块链,区块链是实例来介绍它的信任基础设施,还会介绍密码学的原理、智能合约等等这些技术。还有课程项目,我们现在的课程项目主要还是用以太坊来完成,刚才也说过像微众银行、腾讯公司、京东等等,他们其实都有自己的平台,都在和我们联系,希望我们的课上能够用他们的平台让学生做实验。后来我们发现他们的平台都是以太坊改的,觉得以太坊就差不多了。

简单说说我们的课程组织,几个方面,有公众号文章,锻炼他们宣传自己成果的能力。有论文阅读报告,我们给了一个论文列表,最近几年在区块链方面最新的研究成果,让学生做一些研读、他们写一些论文报告作为补充。还有必做课程项目。再往下是分组课程项目二选一,要不然做项目,然不然直接做文献调研。因为有些同学不是来自于技术专家,真正动手做有点难度,所以我们分了二选一。

这是必做的很简单,找一个钱包试一下,能用就行了,就算你不是计算机科班的,也希望动手操作一下。最起码这个事能搞定,才能搞个钱包出来,把你的钱存起来。后面我们给了几个可能的项目,就是区块链一致性的协议,其实就是PoW,可以做一些替换,PoR等等,新的可能的协议替换PoW。智能合约,实现简单的博彩,两个人玩游戏,用智能合约仲裁,简单猜点数的实验。这是我们这学期的内容,大概一共十五次课程。这是上次课程,学生做了很多很有意义的项目,他们做了电子病例在医院的共享,我听说卫计委已经在推动这样的项目,这样大家的检查结果可以做到共享,做了类似区块链公正的系统,这是学生做的区块链项目,不展开了。

因为我们大的场景讲的是区块链的人才培养,在清华大学还有一个学生区块链协会,他们最近动作也挺大的,各种各样的活动在搞。这个学生区块链协会其实是我在背锅,因为清华大学任何学生协会都要有一个导师在背后给他站台,我要签字,这个签字说明以后这个协会出了任何问题,清华大学先找我的麻烦,不会去找学生的,因为学生找不上,他们现在干很多事我自己都很紧张,他们有时候也不找我,特别怕他们发个币,特别麻烦。反正学生有积极性是好事,我们看怎么去引导?他们搞了一个全球区块链大赛的高校区块链峰会。

还有一些其他的,这是我自己的学生参加黑客马拉松,好像还得了冠军。我跟学生特别强调的是现在ICO特别敏感,所以我们一定要离ICO这个事远一点,特别独立无币的区块链创新,如果没有币作为激励,我们还有没有办法让这个事情能够运转起来老有人说币跟区块链是不可分割的,币是天生的激励环节。这个我觉得也不是必然,大家可以去设想,如果没有币,有没有新的创新机制?

最后我再花一点时间,我想说的是区块链作为一个新兴的技术,可能我们还是要从一个更大的场景去看它所在的位置,我们是想从创新创业的角度来去看。因为创新创业的系列课程我们在清华一直有布局,还是我刚才说的,我觉得从互联网的创新创业来看,还是博弈和分析作为基础支撑。

具体到系列课程,左边是基础的,中间是跟互联网的创新创业最相关的,互联网的发展和网络科学与策略机制,一个侧重于行为研究,一个侧重于应用分析。这都是相对分析的,我们认为在他们的基础上我们支撑了赛博智能经济与区块链,互联网创新创业等等,这些新信的创新的课程,所以我们从新的体系来看技术,一方面让体系更好地支撑创新创业,另外一方面让区块链技术获得更长久的生命力。

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