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2014年10月06日 星期一 放大 缩小 默认   
科学知识助我“异想天开”
姚 悦
  姚 悦

  电子计算机在今天的生活中无处不在,其运算基础是晶体管一开一关代表的0和1,两个数字组成的二进制算法构成了计算机和网络的虚拟世界。而我却“异想天开”地用红光、绿光和无光为基础,构建起全新的三进制算法的光学计算机,其理论运算速度比电子计算机快上250倍到500倍。

  我是上海交通大学附属中学嘉定分校高三的一名学生,也是上海青少年科学社高级会员。这台三色计算机,让我在今年的第65届英特尔国际科学与工程大奖赛上,荣获计算机科学类别同类最佳奖、计算机科学类别一等奖、国际光学协会提名奖以及欧盟青年科学家竞赛参赛资格。能获得这样的佳绩,除了“异想天开”之外,更要感谢学校和科学社的老师们的帮助。如果不是他们毫无保留地科普,我是走不到这一步的。

  三色计算机的灵感来自一次美术课上的调色。那是我刚刚进入交大附中高中不久,当时正在学美术。我觉得颜色混合的规律似乎与数学规律有某些相似的地方:红色+黄色=橙色,是不是与1+1=2看上去有相通之处?接着,我意识到,如果用有色光代替颜料,用光的叠加代替人手工调和颜料,就可以形成一个光计算的方法,由此可制造出不同于电子计算机的光计算机。这一想法不断浮现,我向学校提交了“三进制计算机”的开题报告。

  项目中涉及到了大量光学相关的知识,而高中课本里涉及光学部分少而浅,互联网成了我特别的老师。我先求助于网络,获取了系统全面的知识,再去图书馆、书店寻找专业书籍。学校科技总辅导员还把我领到华东师范大学物理光学所,让教授们给我详细讲解光学原理和理论。教授们喜欢我的想法,但也严肃地纠正了我之前对光的一些错误认识。我被安排在数学小组,一位博士毕业的数学老师一对一辅导我,我用数学方法验证了光学计算机理论的正确性。

  验证理论正确后,我需要为计算机设计软件和硬件,此间不断遭遇各种难题,让我十分苦恼。幸运的是,我遇到了上海青少年科学社,这是市科协搭建的科学家与青少年交流的平台。在这里,有计算机博士专门给我辅导;当遇到不同领域的问题时,会请不同专业的教授给我帮助。因此,面对有时甚至要退回原点的研究困境时,我依然保持乐观的态度。因为我知道背后有着强大的智力后盾。

  最终,我设计出21位的三进制软件,还动手制作了一台简易的红光、绿光、无光三色光学计算机。2014年5月,美国洛杉矶,第65届英特尔国际科学与工程大奖赛颁奖的最后一天,迟迟没有报到我的名字,这意味着,要么第一,要么什么奖都没有。当主持人说出第一名“China,Shanghai”时,我兴奋地跳了起来!

  在暑假中,我参加了上海市科协的“STEM云中心”网站“优秀课题分析”板块的建设,收纳国内外学生的各类优秀课题。要将这些准专业的研究课题,变成一个个通俗易懂的网页,这是不小的挑战!目的很简单:我受益于向我科普知识、助我战胜困难的老师们,如今我也要用行动把成功的青少年科学案例放在网上,让更多人获益。(整理:陶婷婷)

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