执信故事123||陈捷：让人们生活得更美更幸福

教育 2024-09-27 08:49 广东

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陈捷

执信中学2000届校友

IBM 资深科学家

MIT-IBM联合实验室首席研究员、经理

曾获

美国工业与应用数学学会杰出学生论文奖

IBM杰出技术成就奖

MIT, U Chicago, RPI等高校博士论文导师

陈捷当年在执信校园留下一个传说，限时两小时的数学考卷，他只用一小时就能做完，而且还是满分；高中毕业被保送到浙江大学数学系，后来到美国明尼苏达大学深造计算机专业，成为一名IBM科学家。这样一位数学天才，还是一位文艺活跃分子，参与执信校刊的编辑、校运会海报的设计，让当年的同学一直记到现在。

10月，疫情原因好几年没有回国的陈捷回到广州，同时接受了校友会的采访。

执信给了我自由发展的机会

▲陈捷（后排右一）高中时合影，二排右六为梁倩芬老师

陈捷从小学开始参加奥林匹克竞赛，顺利考入执信中学的奥班。初中毕业时老师对他说，你的成绩很优秀，执信需要你们，如果你能留在执信高中，我们还可以一直教你。陈捷与很多老师、同学的感情非常好，没想过要离开，于是就被保送到了执信高中，人生重要的6年，都在执信度过。

▲陈捷（左二）与初中同学秋游

作为一名数学学霸，陈捷最难忘的当然就是数学老师。初中的数学老师是曲娜，高中的数学老师是杜坚，陈捷说：“是他们为我打开了科研的大门，我对数学很感兴趣，他们鼓励我去钻研，找更难的题目去挑战，更重要的是，他们鼓励我不拘一格，不被条条框框包裹。”

初三的时候，陈捷做题时用到勾股定理，他发现自己算出来的答案和定理不一样，就在课堂上宣布，勾股定理是错的！同学们都惊呆了，曲老师对他说，你为什么觉得它错了，能不能把证明过程说一下。于是，曲老师让他上台演示，同学们也很开心，等着见证奇迹。结果，陈捷发现是自己算错了，不是定理错了。在明显的错误面前，曲老师没有否定，没有批评，反而耐心地鼓励、引导他自己发现问题。

▲陈捷（后排左二）与杜坚老师（前排左三）及高中同学合影

到了高中，数学拔尖的陈捷比较调皮，杜坚老师在讲题的时候，他就专门挑错，会很不留情面地说老师你这样解不对。杜老师很耐心地、饶有兴趣地与他探讨问题错在哪，还让陈捷去和同学解释。探讨中发现，有时候老师是真的出一些小错误，也有时候，是陈捷脑子太跳跃，弄错了。正是这样不断探讨启发的过程，让陈捷受益良多，培养了对科学真理的执着。

陈捷喜欢解一些比较难的题，课本上的题目对于他来说太简单了，陈捷就和杜老师说，平时的作业，想跳过一些简单的，但是会挑一些课外的难题来做，好不好？杜老师一口答应了，觉得因材施教，应该更有助于学生的发展。

执信让我敢与众不同

▲陈捷与高中班主任张兵老师合影

在重视素质教育的执信，除了对学生的成绩要求高以外，更是鼓励学生有自己的兴趣爱好。高中时，陈捷是团支书，从小练书法的他有着审美直觉，自然而然参加了团委宣传部，负责校刊的排版。在电脑还没有完全普及的年代，陈捷就有了自己的电脑，除了设计校刊，他还设计运动会海报。这次回家整理老照片，陈捷回忆自己高一设计的刊物参加市里的比赛，还得过一等奖，其他海报也获过不少奖项。

▲高三校运会，全班同学合影，二排右三为陈捷

陈捷班上的同学都很优秀，尤其是女生，初中时每次考前几名都是女生，大家赠予她们“四大女强人”称号。“校友会前段时间采访过的唐汉洁，就是其中之一。”陈捷回忆说，男生们觉得不能只是女生优秀，他们要追上去。这种力争上游的氛围在执信历来是传统，大家都希望不输别人。“记得午休的时候，我们几个同学约了去旁边的中山医科大学（现在的中山大学北校区）自修，我们觉得那里环境特别好，做作业，刷卷子，特别学得进去。不知不觉坚持了好多年，也建立了很深厚的同学感情。这次采访，是同班同学，也是奥然生物的联合创始人杜正平推荐的。无论是外省上大学，还是后来出国，我们都保持着紧密的联系。虽然专业不一样，但我最近的一个新材料设计的项目，把我们聚会的话题拉回到了中学化学。”

▲高一时，陈捷（后排右三）和同学探访执信退休老师潘学申，后排右二为唐汉洁

执信6年，陈捷的数学拔尖，以及各科均衡发展，为他后来大学以及科研工作打下了扎实的基础。同时，执信让他敢于与众不同，他的兴趣爱好，无论是海报，还是书法，在执信都被充分地鼓励，让他自信。陈捷很感谢执信的老师。他们的教育是启发式的。在学习过程中，他可以挑战老师，挑战难题。这种迎难而上的精神对于一名科学家不可或缺。

▲高中毕业时的陈捷

数学是非常美妙和有趣的

▲父亲陪陈捷到浙江大学报到

高考前夕，浙江大学来执信中学招保送生。因为数学竞赛获奖，陈捷的班主任张兵老师推荐他去面试，后来陈捷顺利被保送到浙江大学竺可桢学院。这个学院汇聚保送和高考成绩优异的学生，通才式教育，头两年不分专业，这是那个年代国家高等教育的实验模式。陈捷兴趣广泛，除了数学，尤其对计算机情有独钟。于是他除了数学的“正牌学位”，还业余把计算机的课程都修了一遍。“那时候我觉得，数学很抽象，但很简洁很美。例如欧拉公式eⁱ^p+1=0，一条式子就包含了五个天天用到的数学常量，0和1是刚会数数就念的数字，p是圆周率，e是复利率在累计周期越来越短的极限，而i，虚数单位，在电子、通信、计算机领域不可或缺，一点也不虚。正是这样，数学就应该用起来。我要拿数学工具，去造大家看得见摸得着的东西。”

▲读本科时的陈捷

▲读大学时，陈捷（左一）与高中同学暑假在浙江大学聚会合影

曾经有一位老师对陈捷说，你数学学得好，做其他任何事情都能做好。陈捷也深有体会，工程、科学、金融、决策各个专业都需要数学基础，数学是解决问题的工具，也是科研的手段。于是在选择计算机这个方向的同时，决定至少要读一个数学的学位，这是一个非常重要的决定。“直到今天，我指导的学生里，大部分都数学和计算机双修。我鼓励他们说，这就是你们今后成功的秘密武器。”

▲大三时，陈捷（前排左二）到香港大学交换学习

▲本科毕业时，与数学老师尹永成合影

在读博士的时候，陈捷修了一些数值分析以及矩阵计算的课程，他发现自己对这些题目非常感兴趣，于是师从著名的矩阵计算权威Yousef Saad教授，开始了矩阵计算的研究。从最开始导师给他题目，到后来独立找课题，陈捷慢慢走上了科研的道路。

▲陈捷（左）和博士生导师Yousef Saad教授（中）在计算机系五十周年庆典上合影

第一个独立的课题，陈捷选择了张量。张量是矩阵概念的拓展，有很多应用场景，比如说视频或遥感图像。研究问题是如何对张量进行压缩，使得节省存储空间，并降低噪音以利于更准确的数据分析。陈捷从选题、方法设计、理论证明、到实验论证全独立完成，后来还获得了美国工业与应用数学学会（全球最权威的应用数学组织）评选的最佳学生论文。从科研的过程中陈捷享受到了很大的乐趣。从那以后，陈捷决定毕业后一直走科研的道路，组建团队，带领学生和技术人员一起去研究最难而又最重要的问题，对科技做贡献。

▲陈捷博士毕业时与同学合影

博士毕业后，陈捷继续大规模矩阵计算的研究，并涉及了更多的应用领域，包括气候和环境。“跟欧拉公式一样，矩阵是数学里面一个简洁却魅力十足的概念。它可以很抽象，例如代表两个空间的变换，也可以很接地气，看得见摸得着。打个比方，每张照片有一定的像素，例如说3000×4000。如果我们想像每个像素都是一个数字的话，那么3000行4000列的所有数字排在一起，就是矩阵。我们常说的压缩，就是用少于一千两百万个数字去代表这张照片，但是肉眼看不出差别。矩阵计算里有一个叫奇异值分解的方法，就可以做压缩，因为这一千两百万个数字其实是由3000组因子组成的，每组只有3000+4000=7000个像素。这里面可能也就30组贡献了最多的信息，也就是说扔掉2970组也不影响照片质量。类似的压缩方法不止用在了照片上，也用在了大气臭氧含量的预测上。这实在太美妙和有趣了。”说起自己的研究项目，陈捷的眼里闪着光。

挑战人类的难题

陈捷现在的工作单位是IBM，主要从事AI研究。“在IBM，我们跟MIT（麻省理工大学）有一个AI（人工智能）联合实验室，叫WATSON AI LAB。我是实验室的科学家和经理，会指导非常多MIT的本科生、研究生、博士后，投入科研以及转入商用。”

▲陈捷（左一）在MIT-IBM联合实验室介绍分子生成的最新工作并与合作公司的科学家探讨在材料设计上的应用

陈捷主持的其中一个项目，是新材料的设计。“材料在微观的情况下是分子结构。我们想像原子和原子之间通过化学键绑定起来，这其实也能写成一个矩阵，每行和每列都代表一个原子。如果原子A和原子B成键，我们就在行A和列B交叉的地方写个1，如果不成键就写个0。通过这样的概念，我们去考虑如何去设计一个新的分子，使得例如说让橡胶更加耐用，或者让电池更有效率。具体的做法，我们会把现用的分子拆成碎片，然后把碎片打乱重新组装。就好像搭积木一样，我们把用乐高搭成的帝国大厦和罗马斗兽场拆了，可以重新搭一个新天鹅堡。当然，我们搭建和训练AI系统，让人工智能代替繁琐的人工并高效地去执行。这是极具创意的材料设计理念，我们的系统也深受化工和能源客户的欢迎。”

“这样的科研非常有意义，也符合把数学应用起来的初衷。当你发现你做了一样东西，被生产成一个产品，产生了经济价值，大家都在用它，这样会带来很大的满足感。同时，它也带给你对更多问题的思考，例如别的领域能不能也用类似的方法去做呢？比如用在设计药上？这就像连锁反应，开启一片更广阔的天地，引导你去探索新的未知。”对于陈捷来说，科研工作不仅有趣，其意义在于可以让人们生活更美更幸福，这给了他很大的动力和满足感。

▲讲授基于分子图的材料设计工作

陈捷用电影《阿甘正传》里的一句话来比喻科学家的工作，就是科研的探索就像一盒巧克力，你永远都不知道下一颗拿到的是什么味道。科研也一样，每一次碰到的都是一个新的问题，解决它，就会带来新的惊喜。“我很享受这样一个过程，同时非常期望拿了一颗巧克力后，还可以再拿下一颗，源源不断地拿，享受这种开盲盒的乐趣。”

最后，陈捷对执信学子说：“有一个对一生都很重要的事情，就是好奇心。保持好奇心会让你有接受新鲜事物的冲动，让你有学习的动力。有了动力，再难的事情你也愿意花精力去做，不会轻易放弃。活到老学到老，乐在其中。”

视频制作：零号视频工作室

撰稿/编辑：曾冬梅

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