为什么我们要学习基本理论

为什么我们要学习基本理论

想说这件事很久了，就是我们为什么学习基本理论。我的基本理论非常差劲，很多时候拖了后腿，这也是我对这一点感受很深的原因。

很多同学提到，计算机是个日新月异的学科，每年甚至每个月都在产生新的技术、新的名词。去年可能还很难解决的问题，今年就非常容易了。当年用记事本做个网页那个费劲，现在随便用dreamweaver之类的工具就能画一个来，成了最没技术含量的工作。同学们说，在这种情况下，为什么我们还要学习195X年发明的那些技术，甚至学习电子学这样194X年的技术。

1. 基础理论过时很慢

幸好，我没有听到有同学问，为什么我们还要学习3000年前的数学。一个学科赖以存在的基础，不像新科电视剧，它的出现和消失都是非常缓慢的。即使计算机这样的学科，那些影响到软件工程的理论，也大多在195X年就已经出现了。比如模块化、信息隐藏、编译原理、操作系统。更基本的算法，在电子计算机1946年以前早就出现了。比如世界上第一个计算机程序的作者生活于18XX年，是拜伦的女儿，就是那个诗人拜伦。有人可能会说，她怎么能为计算机这样不存在的东西写程序呢？她当然不是为"电子"计算机写程序，而是个数学家。这倒不是计算机科学为了显得自己有历史，而是她的工作确实是计算机的理论基础--而且对软件工程等有确实的影响。

为什么要学习基本理论，有很多理由。其中一个理由是前一段时间跟建一长聊之后想到的。建一要做一些不止是计算机的工程--事实上，这是一个普遍的现象，我们很少从事纯粹的计算机工作。他遇到的困难之一是，那个领域里充满了各种复杂的细节，其中很多是陌生的。我后来想到，这时基础理论在一定程度上能有帮助。一方面，很多工程类学科都依赖数学，这是共通的那一部分；另一方面，许多工程方法具有相似性，有时候，接近的学科，即使你没有接触，也能猜测到可能会有什么样的机制支持你。这两种情况下，更深刻地理解学科的基础就有意义了。

基础理论的学习，也能帮助学习"方法"。不少同学都提到，大学应该学习"方法"，而不是"知识"。 (我略过了另一些观点，有人认为大学应该学习与人交往或者做人什么的。这种观点的价值观估且不讨论，我对它的困惑主要在于，还有一半没上大学的，他们就不需要与人交往或者做人了么？)而"方法"是很难传授的，只有在学习某个东西的过程中才能体悟。学习基础理论，动机之一就是通过它学习"方法"。

这些理论，以及学习这些理论过程中了解到的"方法"，在学科的历史中长久地不过时。而你的一生，比学科要短很多，没有见到它们过时的可能。换句话说，那些十年以后就消失了的东西，并非基础理论。

2. 硬件进步的影响呢？

对基础理论的另一种质疑，由学科本身的成长导致。比如，莫尔法则指出，计算机硬件aoao地成长。所以，有人据此认为，程序的优化是没有必要的，又进一步推得，程序优化的技术是没有必要学习的。

我最近在精读CSAPP 就是这本[http://book.douban.com/subject/1896753/]。第四章读了两遍，还有很多没记住，正准备看第四章。这时看到网上有贴子提到，第四章的优化是毫无用处的。他的理由是，你优化了半年，程序效率可能才提高20%，而你这半年啥也不干，或者就只是玩，半年之后你的程序性能自然就达到指标了--因为硬件性能的提高。

这贴子听起来很有诱惑力。如果这个世界以这样的方式运作，那生活简单太美好了，美好到可能很多人都不想活了。你想，如果衣来伸手，饭来张口，啥也不用干，想要啥有啥，所有人都听你的...而根据康德的理论，人类之所以能感受到美，就是因为在过程中感受到自身的力量。

这贴子还有其他的问题，这种美好的生活是不会存在的。没有工作过，没有为别人创造过价值的人，可能难以理解这一点。你工作的意义不仅是实现某个效果(比如你那个程序，没有优化快20%的)，而且在于在特定的时间完成这个工作。

我要对每一届进实验室做项目的研究生同学反复说，你的工作不仅是完全某个任务，而是必须在规定时间前完成。凡是在规定时间以后完成的，基本就没有意义了。这跟降落伞差不多，需要你的时候如果你不在，你就永远也不用在了。

为什么。

在万恶的旧社会，有一个时代，叫做486时代。那个时候的主流计算机型叫做486。那时候著名的奔腾还没有出生，像CS这样的游戏还没有它们能运行的硬件。那个时代看碟 (对，基本是碟，而不是AVI) 需要使用硬件解压卡。没有硬件的帮助，CPU的速度还不足以完成播放。那个时代著名的播放器叫做xing，能不用解压卡，但是它是英文的。后来。后来的事件太重要了，我另起一段。

后来，有一个重要的软件出现了，它不需要解压卡就能播放影碟，而且，它是中文的。它叫做金山影霸。是先前和后来著名的金山公司的重要产品。是的，后来有了586，有了奔腾，有了你现在用的这样的机器。这些机器的性能高到不仅不需要解压卡，连声卡和网卡的运算都免了，全在CPU里完成。但是，在金山影霸存在的那个时代，它们全、都、不、存、在。

这就是金山影霸存在的价值，也是你的工作的意义。我在课堂提到的一个比喻这样说，一个将军有多么牛，靠什么度量？如果敌人很牛，天气很差，我方装备非常缺乏，地理环境也不熟悉，而且身陷死地，自己的军队士气低落，全是老农军事素养低下。如果在这样的情况下，你带兵打了胜仗，你就是很牛的将军。如果反过来，敌人全很完蛋，天时地利都利于我方，你的士兵个个特种兵，你也打胜了。那打胜了有什么好说的，应该的啊。

你存在的意义就在于，你能够克服各种困难，完成人所不能。不仅做出来，而且在那个时候就要实现，它们都是你的工作的意义。如果要等半年硬件进步，你的老板为什么要付给你钱？

不仅硬件进步，厂商们，比如MS或GOOGLE还会封装底层的各种机制，让你调用它们的API。它们越封越多，越封越严。一方面，没有对底层的深刻理解，用它们的API做简单的程序非常容易，做难的程序比以前更难；另一方面，如果三两行就能写一个程序了，还是那个问题，你的老板为什么要付你钱。所以，你必须在它们还没封完以前把程序做出来。等它们封完了，你的工作就不值钱了。

3. 有人质疑，那他的聪明呢

这也是跟同学们讨论的一个话题。A同学如果学习了基础理论，才设计出某个程序，和另一种情况比，B同学完全没有学习基础理论，也设计出了某个程序，哪个更牛？

有些人认为，天赋异禀的B同学更牛，他更聪明，更有智慧，更富有创造力。你看，他没看理论，独立地就设计出了与某大公司相同的框架。

不过须知，做工程项目和科学研究，不是奥运会比赛，你聪明不聪明对公司和工资都没啥影响。你徒手或者用弓箭射杀鬼子也没有加分。完全自己设计，不遵循现成的基本理论，不参考 (或否定) 别人的设计，基本是小农经济时代的思维吧。证明你是本小镇最聪明的人又怎么样，你织的布就更好了，就比大机器生产的质量更高更便宜了么？

深入学习基础理论，能避免前人和别人早就做过的蠢事，也更容易重复牛人的成果。你没得到独创的机会，实在是得归疚于生得晚了，要创造也只能创造些别的了。无论你是否知道，是否把耳朵眼睛全睹起来，别人已经创造完了的，总归是创造完了。

有些人误认为古龙莫言之类的创造者，都全身心投入到女人和地方特色中去，两耳不闻窗外事。细读一下他们别的言论你就会知道，他们对于西方文学各种流派和文学基本理论的概念都熟悉得很呢。只是，写小说的时候，跟听故事的读者说不来这些东西就是了。你会跟你的客户说你很了解汇编语言么，有意义么。你应该展示汇编语言的威力。

4. 再说硬件

说到硬件，还有两点。一是，即使半年后硬件进步了，你的优化也还是有意义。如果你优化了20%，你仍然比同样的硬件下别人的东西快20%。就像在列车上奔跑，停步的那个人，还是会落后，不是落后于地面，而是落后于不停奔跑的那个。二是，算法的理论 (和实践) 告诉我们，算法与算法之间性能的差别，比硬件和硬件的性能差得如此之大，以致于一个差的算法，即使运行在银河机上，而好的算法运行在当年的日立小计算器甚至算盘上，好的算法仍然快得多。这个说起来话就长了。

又想起来前一段时间某段对话。某人说，这些东西的技术某公司都有前期研究，所以...言下之意这些工作是不是可以便宜一些。

不能。

有些工作就是体力活，就跟给你家刮大白似的。你会刮也白扯，我给你家装修的时候也不会便宜。不过，问题的另一方面是，如果你不会刮，或者我由于基础理论好，刮得格外好或者格外快，那铁定得加钱了。

5. 最后一段

关于基本理论，齐同学当年提到过一件事。他对考基本概念很反感。我对动手能力强的同学希望考理论的应用，而不考理论，非常理解。

那么为什么还要考察基本概念呢。尤其齐同学还提高，如果按自己的话答，老师就给扣分，老师就希望背下来。

事情是这样，按自己的话答，是不会扣分的。为什么齐同学有此误解呢？估计是他答的知识点不全。基本概念的考核在我做学生的时候，也非常头疼。现在想来，是我理解得不够深刻，所以答得不完整，以后应用的时候也受到负面影响。当然，我并不是说背也来就高超很多，大家都不咋地。

正确地做法是，深刻理解，理解到可以复述，就像背下来一样。你女朋友的电话号码记得那么清楚，为什么用来谋生 (也包括她的生？)的工具，怎么能随手就忘呢？

所以我等读完CSAPP，我还会再次重读第四章。直到能用手把图里的节点以及它们的连接画下来。那个时候，才是真正掌握的开始。

--------------------

博客会手工同步到以下地址：

[http://giftdotyoung.blogspot.com]

[http://blog.csdn.net/younggift]

----
杨贵福
东北师范大学 计算机科学与信息技术学院
--
Sincerely,
YANG Guifu
School of Computer Science and Information Technology
Northeast Normal University
Changchun, P.R.China

重剑无锋，大巧不工。

无不大工。