蒋明倬

姚悦红+黄=橙，这是很简单的配色法，但是上海交通大学附属中学嘉定分校学生姚悦却得到灵感，用光色叠加实现三进制运算的新方法及其数学证明，制作成了最前沿的光学计算机。凭借这个发明和背后的研究，他获得了2014年Intel ISEF计算机科学类别同类最佳奖，计算机科学类别一等奖，欧盟青年科学家竞赛参赛资格。

每个人表达自己焦虑的方式都大相径庭。姚悦焦虑的时候会更沉默。

在飞往洛杉矶的班机上，姚悦和陈嘉延坐在一起，多数时间，这个16岁的男孩闷声不语，只是打开电脑，默默地修改代码、整理文献。陈嘉延个性直接，凡事外露。两个人都备感压力，但陈嘉延把烦躁、纠结都用言语释放了。

他们一行有四十几个人，来自中国各个省份，去美国洛杉矶参加INTEL ISEF（英特尔国际科学与工程大奖赛），那是全球少年天才大聚会，被人形容为每年“最长、最带劲的一集生活大爆炸”。赛事创立以来，已经有8位选手后来拿到了诺贝尔奖，包括中国人最熟悉的2008年诺贝尔化学奖得主钱永健。

往年的项目都极具创见、超越常人想像。前两年，有一个美国男孩，在家里造出一个核反应堆来。还有个初二的男孩，发明了一种能快速检测胰腺癌的试纸，成本只有3美分。奥巴马总统听说了，还邀请他去了白宫。和他们比，姚悦的想法不算太离奇，他想做一台三进制的光计算机。但姚悦生活在上海，不是美国。有这想法，就有点匪夷所思。 他没有被当作天才，他的项目，在上海市青年科技创新大赛上引起激烈的争议。有个评委知道他入围ISEF决赛，当面对他说，“你这个项目根本就没有什么意义，你会从美国空手而回……”

十几个小时的飞机行程，姚悦没有合眼。他刚上高二，为准备比赛，已经停了半年的课。人人都抱着期许去，但对手都是天才，想起来难免信心不足。

从来没有人把姚悦当作天才。他相貌普通，为人敦厚。家境也相当平常，父亲是个交通警察，母亲在物业公司里工作。既没有异禀的天赋，言行也无异于常人。他就读于上海交大附中嘉定分校，虽然也是上海的名校，但他成绩并不出众。姚悦对自己没有太大期许，找点有意思的事做，就可以了。

姚悦是个漫画迷，喜欢新世纪福音战士之类的漫画。2012年底，偶然认识了会画画的朋友，两个人聊起来配色，朋友说用色环来调色很特别方便。红色+黄色=橙色。有点像数学上的取平均值，姚悦觉得挺有意思。

隔了些天，姚悦突然冒出来一个想法，如果不用人工调色，用不同颜色的光叠加在一起，瞬时就可以变成另外一种颜色的光，是否可以用这种方法来做数学运算呢？

姚悦写了开题报告，说要利用光叠加的方法做一台三进制的数学计算器。他把报告交给了科技辅导员，也是综合课的老师彭禹。彭禹挺支持他，还帮他要了个名额，申报了上海青少年科学社，面试也顺利过了。

彭禹虽然是科技辅导员，但其实是个历史老师，数学问题让他去请教数学老师陈云鹤。陈云鹤说，要研究这个问题，初等数学跟本不够用，让他自学高数。姚悦去买了《高等代数》《离散数学》，暑假时自己翻翻。几个月过去，项目没什么进展。他发现，“高等数学中的群论用在我算法证明中，会出问题，不完备。”但他一时之间又没找到新的数学模型，项目就搁置了。

2013年9月，上海ISEF第一轮选拔开始。姚悦疯狂准备了一周，总算用函数关系把整个问题描述清楚了，完成了加法运算的证明。面试出人意料地顺利，他入选了。

姚悦觉得时间不够用，申请把副课停掉了。找了间实验室，别人上课，他就自己躲进去。

那段时间，姚悦的成绩开始下滑。之前他的排名是学校的前20%，但现在最差的一次到了C。他被班主任约见，班主任没责怪他，“知道你辛苦，但希望你砸锅卖铁把这事情做好了”。姚悦的父母并不懂他所做的是什么，但都很支持他。

12月，又一轮选拔开始，全国的项目汇集到冬令营。他的排名中等，来自上海中学的陈嘉延靠后。上海青少年科学社秘书长陈红给他们开了次会，说：“你知道我为你们能进ISEF做了多大努力吗？我放了这话了—你们的项目要是不行，我就提前退休。用这担保你们去ISEF，你们一定要争气”。两人听了，面面相觑。冬令营回来，姚悦把课全停了。冬令营里，几个专家指出了他项目中一些问题，“那都是小问题，好解决。”他最担心的，是别人都提不出来的问题。他必须全力以赴。

2014年3月初，姚悦全心投入，麻烦却来了。上海市青少年科技创新大赛的初评，他的项目被差评了。

彭禹找后来找人去打听，初评中，有5位评委评审姚悦的项目。两位打分很低，满分100分，只给了20分。但也有评委给打了80分，评委之间分歧很大。如果正式比赛还是这种结果，ISEF就会成为幻影。

一般ISEF参赛的程序是：要参加各省市比赛获得一等奖，再从中选拔参加全国青少年科技创新大赛，国赛获一等奖，才有可能选拔参加冬令营。上海是个独立赛区，陈红又带出了很多拿国际大奖的选手，经验丰富。所以上海科学社可以直接推荐人选。但依然有个条件─陈红推荐的，必须是上海市优秀的项目。姚悦没来得及参加上届上海市创新大赛就直接入选，如果这一轮市赛拿不到一等奖，陈红就失去了极力举荐的理由。

姚悦情绪低落，也很不服气。彭禹和张逸中给姚悦出主意，让他拜访几位知名的计算机系的教授。获得有影响力的教授认同，也能给评委一些压力。

姚悦最先想到了研究光计算机的上海大学计算机系金翊教授。金翊对姚悦很欣赏，说：“论文写得不错，比很多研究生的思路都清楚。”姚悦又讲起，科技大赛中遇到的麻烦，金翊就帮他写了一封推荐信。金翊的推荐信写得相当中肯，“虽然理论有不少缺陷、方案也还粗糙，但依然有很有多亮点”。他认为最重要的亮点是─“用冗余的物理状态表示信息 ”“用7种不同颜色来表达了5个或者3个信息”。金翊写道，“从我研究光学计算机14年来看，这还是一个非常新颖的思想。”

这些年，电子计算机速度提升空间越来越狭窄，新型计算机研究在国际上一直备受重视，量子计算机、光学计算机已经是各个大国斥巨资研究的方向。但是，国内研究新型计算机的人很少。

姚悦又去拜访了两位华师大计算机系的教授─卜天明和朱惠彪，他们都肯定了课题的价值。正式比赛，姚悦在展板上贴上了三位教授的推荐信。

评审快结束时，有两个评委一起出现了。其中一人言辞苛刻，直接对姚悦说，“我觉得你这个项目不好，研究逻辑器的人太多。我觉得，你去ISEF应该是拿不到什么奖项的。”临走时又说，“我觉得，你的研究态度有问题，你这是为了研究而研究……”

姚悦没明白，他到底在批评自己哪一点，回去问彭禹，“什么叫为研究而研究？”彭禹说，“国内一些学者，可能更实用主义，为了达成一个目标，再去做研究。”姚悦纳闷了半天，“不是为了研究而研究，难道是为了发论文去做研究吗？那也不可能有实质性突破。”

虽然费些周折，姚悦还是拿到了上海市比赛计算机学科的一等奖，不是学科最佳，也没有推荐他去参加全国比赛，但去ISEF的机会保住了。

姚悦飞抵洛杉矶，直接奔向洛杉矶会展中心布展。那里是2014年ISEF的赛场。1200多个选手和评委都汇集在那里。在比赛的一周里，那就是个天才大本营。

ISEF到姚悦参加的这一届，已经是第65届。ISEF是由美国科学服务通讯社（简称SSP）在1950年创办的，大半个世纪中，成千上万个天才，都曾经像姚悦一样，带着他们的项目来美国。

1998年，英特尔赞助ISEF之后，每年提供给选手的奖金飙升到500万美元，ISEF也成为全球最大规模的中学生科技赛事。2014年，全球已经有70个国家、上百万名中学生参加，去美国参加决赛的人数达到了1200多。

这1200人，400多个项目都会聚在洛杉矶会展中心的展厅里。展厅就像是一个巨大的巴扎，项目按18个学科分类排开，分成几百个摊位，每个摊位前都站着个十几岁的男孩、女孩。跟巴扎不同的是，他们不卖任何东西，只传递对于这个世界的神奇认识与天才想法。

大多数国际选手来美国，都和姚悦一样，为着奖项而来，紧张、焦虑，如临大敌。但过几天就会发现，ISEF不仅是个比赛，更像是个科学嘉年华，为期一周，狂欢气氛相当浓厚。

盛大的开幕式，和诺贝尔奖得主有一整个下午的对话、公众开放日，然后是为期两天的颁奖，疯狂的互相祝贺、狂欢……

姚悦这一年，开幕式上出现了点意外。开幕式有个环节，主持人介绍到场的嘉宾，诺贝尔奖得主、NASA（美国国家航空航天局）的科学家们要逐一亮相。主持人请诺贝尔奖得主起立，全场一多半选手和诺奖得主一起站起来了。主持人很机智，说：“好吧，你们是替60年后的自己先起立么？”台上台下一片哄笑和掌声。在场的人有都知道，虽然是玩笑，但这像是一个预言。

2014年5月15日，正式比赛。姚悦起了个大早。他提前到了会场，设备终于调试好了。他穿了一身深蓝色的西服，站在展台前，自信、神采奕奕。

姚悦的项目，数学上全部证明都完成了，包括四个基本的算术运算和19683个逻辑运算。他还用软件模拟了21位三进制的加法器。工程上，也做出来一个样机。

有个评委，让姚悦见识了美国人的轻松、诙谐。他一出现在姚悦面前就说，“不要用任何专业词汇，用跟你外祖母讲故事的方式，讲讲你的项目。” 姚悦说，想做个三进制的光计算机，“跟电子计算机比，速度会快上几百倍。”之后，两个人又聊了下日本和美国几个光计算机实验室最近的研究。这个评委离开时，对姚悦说：“你知道吗，其实我现在没有工作，我今天来评审你们。但我也正在找工作，如果你以后会开个公司，请你雇佣我。”姚悦知道是玩笑，但也忍俊不禁。

在一个13英寸宽的透明盒子里，放着六片黑色的单片机，用光纤线路彼此相连，发光器是几个红、绿颜色的LED灯，有色光在塑料光纤线路里清晰可见，这个线路与颜色感光器相连，然后连接在姚悦的笔记本电脑上。那就是姚悦做出来的样机。

在整个问辩过程中，姚悦最担心的事情并没有发生─仓促做出来的装置没有出故障，评委们也没有在意它的丑陋。那是ISEF前一个月，姚悦自己在淘宝上找材料，花了300块钱赶制的。“塑料光纤看起来就像地摊货。很难让人相信，那玩意是用来造比电子计算机快几百倍的神奇设备的。”

比赛时，国际光学学会的评委一出现，姚悦就开始心虚。他们仔细地看样机。姚悦就赶紧说，“如果不用LED灯、塑料光纤，改用1550纳米的激光器，运算速度可以更快。但费用昂贵、时间仓促，我才没用。”评委说，“你用可见光做研究，非常直观，已经够了。”

姚悦答辩顺畅，比赛结束时还有很多评委返场再度提问，那被看成是好兆头，但专项奖颁奖，让他大失所望。整个上海队，无一人拿奖。姚悦心情黯然。但第二天，出乎意料地顺利。陈嘉延拿到了工程学四等奖。越是重要的奖项，越在后面宣布，姚悦甚至以为拿不到奖项。发了一条短信给彭禹，写道：“彭老师，今年就算拿不到任何奖项，我也会把项目继续做下去，明年再来。”

隔了一分钟，颁计算机科学一等奖时，姚悦听到，“China，shanghai”，立刻从椅子上弹了起来，没等主持人读完自己的名字，已经疯跑上台。之后的计算机学科最佳、欧盟青年科学家奖，他一再听到自己的名字，“人都是懵的。”

陈嘉延2014年，上海中学高三学生陈嘉延，因为《无人四旋翼机载超声波立体探障及救灾路径规划研究》获得Intel ISEF工程类四等奖。他设计了一套四旋翼无人机做引导的智能停车引导系统。利用无人机将停车场的实时车况进行探测后并计算出停车的最优路线，引导车辆从最优路线驶入或驶出停车场。他面前的无人机，是自己制作完成的。陈嘉延现就读于上海交通大学。

ISEF大奖颁奖时，洛杉矶是上午，上海是午夜。张逸中和彭禹都没睡，在网上看直播。得知姚悦拿了一等奖。他立刻给张逸中打了个电话，两个人兴奋无以表达，立刻约了烧烤庆祝。

2009年，张逸中曾经参加过ISEF，最后拿了计算机类别二等奖。姚悦拿个大奖，替他实现一个梦想。也证明，他最初的判断是对的。

张逸中在华东师范大学读博士后，一直在上海青少年科学社做志愿者。2013年9月，陈红找张逸中，让他帮挑选能去参加ISEF的项目。张逸中看到了姚悦的项目，“只是一个初步的想法，但思路、用数学方式的表达，都很有意思”，他跟陈红说，“这个项目可以培养”。之前，一些专家不看好姚悦的项目。

张逸中后来见到姚悦，印象很好，“他很内向，但有自己的想法。”张逸中感觉，姚悦的性格很适合从事科学研究，“外表很柔和，但对研究又很固执”，张逸中就做了姚悦的指导老师。

上海市大赛，姚悦的项目最初被差评。张逸中认为是评委的评判标准出了问题，“他们缺乏国际视野。国内比赛，计算机领域，很多被认为好的课题，就是一个小软件、小程序，表面上应用点明显、容易商业化。要是创业比赛，没问题，但在一个科学大赛上，这种评判标准显然不对。”

姚悦获奖，对于彭禹来讲，非常欣慰。彭禹支持姚悦，基于一个理念─真正的学问，一定和人最本真的东西吻合。小孩们觉得有趣的地方，往往学术上有价值。2012年，彭禹开始做科技辅导员，科技创新班有个学生叫曹家骏，受滚轮鼠标的启发，想做一个能全方位驱动的汽车。一报题，就被某大学的教授否定。他还是把项目坚持下去，发明了一种线圈磁路做电机驱动。他的创造力最终得到了几位中科院院士认可。“不要轻易否定一个孩子的想法，你根本不知道他能走多远”。

彭禹希望学生“去关心那些宏大的、真正有价值的问题。而不是仅仅做一些小发明、小创造”。姚悦出发去美国前，彭禹在综合课上，把美国2014年“英特尔科学家奖”排名前十的选手的名字、年龄、所做的项目逐一念了一遍：

1 Eric Chen 17岁研发药物对抗流感。他依靠计算机建模与生物学来寻找能够抑制病毒复制所需的核酸内切酶的药物。

2  Kevin Lee17岁 利用流体力学，通过一系列数学等式捕获心脏的跳动情况。他的研究能够帮助了解心律不齐的原因机制，从而找到更有效治疗方法。

3 Joshua Abraham Meier18岁 在干细胞中找到了控制老化的基因。这项成果可以用来治疗癌症。

……

这些项目，都太让人震惊了。如果不说出这些人的年龄来，没人想到这些会是十几岁的少年的研究项目。他们当中，有人设计模型找到月球表面矿石的成因;有人利用计算机模拟木星的磁气圈;有人设计了一种能够帮助预测乳腺癌细胞转移扩散的统计模型。

彭禹念完，对学生说：“姚悦去美国，就是要和这些人竞争了。”学生们的眼神，又神往又困惑。这些项目，听起来太遥不可及。姚悦像是去执行一项根本不可能完成的任务。

姚悦拿到大奖，重返学校。综合课上，彭禹又把那个名单逐字逐句读了一遍。然后说，“姚悦就是和这些人去竞争的，他赢了他们。”学生眼神清亮，也带着跃跃欲试的兴奋。

很快，姚悦在同学中，有了个绰号─“姚神”。

姚悦2014年5月底回到上海，立刻面临另外一个问题─物理、化学、历史、生物四门课程就要会考。他重回课堂，很不适应。生物课上做卷子，各种刁钻的题目，一道题目是：生物学领域相当于阿波罗计划的项目是什么？ 姚悦觉得无聊透了，有一天姚悦碰到彭禹，问他“我们这到底是在学些什么？”

彭禹说，“我们现在的教育，就是在一个盒子里，课本、考试，就是盒子的外壳，学生在里面都是反复在打转，对盒子外的事儿，完全不知道。你参加ISEF，是在盒子里，找了一洞，钻了出去，看到了盒子外有不一样的世界─自己做的研究，别人做的研究。但更多的人，就继续在盒子里不停转，然后彻底迷失了，到大学，能放手做研究，他们也不知道怎么办。”

姚悦停课半年。历史、化学、生物都考了B，物理考了A。这样的成绩，很可能影响到自主招生。尽管华东师大、华东理工等几所高校公布了自主招生政策，对科技大赛获奖选手表示兴趣。但这仍然需要参加高考。虽然学校还在联系北大、清华的保送，但一直没有回音。

从姚悦获奖以后，就有很多人建议他出国，那是很多参加ISEF的中国选手最后选择的路：高额的奖学金、更开放的科研环境。但姚悦已经来不及准备TOFEL考试和大学申请。经过一年的历练，姚悦个性越发沉静。“就算是要出国，晚一年，又能怎么样？”

2014年9月，姚悦去了波兰，受邀参加欧洲青少年科学家竞赛（EUCYS）。一个叫Yann Ollivier的评委做了一场讲座。他说，“有时候，我觉得不拿奖可能是一种更好的结果。”

Yann的那段话，像是对姚悦的预言。姚悦并没能拿到EUCYS奖。姚悦有点沮丧，他又开始想，自己到底是谁，自己到底想做一些什么事情。那时，他想明白，“是否得奖不重要，到底在哪里读大学并不重要，重要的是可以继续他的研究。”

离开波兰前，姚悦又碰到了Yann。Yann很热情地握住了姚悦的手，然后对姚悦说：“Thank you for showing me the future（谢谢你向我展现了未来）”。在姚悦看来，这句话甚至比奖项更具意义。