陳巍：為移動互聯(lián)之夢“開疆拓土”
記者 王 蕾
圖為陳巍在首屆全國高校青年教師教學(xué)競賽現(xiàn)場。
陳巍，網(wǎng)絡(luò)通信與信息論領(lǐng)域?qū)＜遥迦A大學(xué)80后教授、博導(dǎo)，全國五一勞動獎?wù)芦@得者，北京市優(yōu)秀教師。973青年科學(xué)專題項目首席科學(xué)家。
2002年，以清華大學(xué)工業(yè)工程系第一名的成績被交叉保送到電子系直讀博士，隨后作為訪問學(xué)生在香港科技大學(xué)進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)。2009年，獲IEEE馬可尼論文獎，這是該獎首次授予在中國及亞太區(qū)工作的學(xué)者，2011年，獲IEEE通信學(xué)會亞太區(qū)最杰出青年學(xué)者獎。2012年，31歲的陳巍破格晉升為清華大學(xué)正教授。2014年，獲第十四屆霍英東高校青年教師獎一等獎。
“電話再甜美，傳真再安慰，也不足以應(yīng)付不能擁抱你的遙遠(yuǎn)。”天各一方的男女為愛傳唱的這幾句歌詞，卻被陳巍笑著解釋為“頻譜帶寬不夠，所以只能聞其聲、觀其字！”
“如果能夠發(fā)掘足夠的頻譜，那么無線網(wǎng)絡(luò)就能隨時、隨地的提供高清視頻交互、三維視頻甚至虛擬現(xiàn)實交互，從而做到觀其貌、觸其形。”他進(jìn)一步解釋道：“頻譜生，天涯咫尺；頻譜滅，咫尺天涯。我們的任務(wù)，就是要通過在不同的維度上重復(fù)利用頻譜，實現(xiàn)其再生，為無線網(wǎng)絡(luò)提供更寬的信息傳輸之路。”
在清華大學(xué)電子工程館，陳巍向筆者介紹起他的最新研究方向，語言生動形象而不失嚴(yán)謹(jǐn)。很難想象，眼前這位戴著無框眼鏡、一身時尚裝扮的80后，是一位在無線通信與信息論領(lǐng)域?qū)耀@國內(nèi)外獎項的科學(xué)家、目前清華最年輕的正教授、媒體和業(yè)界公認(rèn)的“一顆冉冉升起的新星”。
“拓展維度”破解頻譜效率瓶頸魔咒
陳巍和他的團(tuán)隊，始終瞄準(zhǔn)無線通信急需突破頻譜效率極限的瓶頸，實現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)容增速的這一世界性難題，矢志為架設(shè)移動互聯(lián)之路開疆拓土。
他破解無線魔咒的思路很簡單也很直接，就是要想盡辦法拓展頻譜重復(fù)利用的維度。“拓維可以從兩方面進(jìn)行，一個是空間維度，一個是時間維度。”陳巍說。
如何理解無線資源重復(fù)利用在空間維度的拓展？陳巍解釋道：“修路的地方太窄，我們就修好幾層上下疊在一起的高架路，用平面之外的第三個維度拓寬信息通路。”因此，他提出了一種創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架——“密集立體覆蓋”。基于這個直觀而大膽的想法，陳巍主持了全國首屆、清華首個973青年科學(xué)家專題項目“密集立體覆蓋移動通信的基礎(chǔ)理論與方法”。
在時間維度的層面，陳巍則提出了一種創(chuàng)新服務(wù)機(jī)制——“虛擬實時服務(wù)”。“白天公路上車太多，我們就干脆讓一部分車提前開出去，凌晨就上路，用負(fù)時間軸上的空閑資源降低網(wǎng)絡(luò)塞車。”對這一思路的探索被國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金立項資助。
這些前沿探索并不是束之高閣的理論求索，而是植根國家需求，與人民生活息息相關(guān)。“我國人口眾多而土地短缺，城市化進(jìn)程將催生大量高層建筑，尤其適合密集立體覆蓋；而中華民族密切的親情和友情模式，導(dǎo)致人們更容易產(chǎn)生共同感興趣的熱門話題，從而特別適合通過社交網(wǎng)絡(luò)預(yù)測用戶的業(yè)務(wù)需求，在凌晨預(yù)先推送。”陳巍說。
談及他所鐘愛的事業(yè)，陳巍顯得神采奕奕。他說：“我們的終極目標(biāo)，是為移動互聯(lián)網(wǎng)提供更高速、更便捷、更實時、更安全、更可信、更無所不在，以及價格更低廉的信息接入基礎(chǔ)構(gòu)架，使人們充分享受信息科技帶來的巨大改變。”
“大協(xié)同”整體思維貫穿研究之路
作為北京市和清華大學(xué)的優(yōu)秀畢業(yè)生，陳巍早在學(xué)生時代就受到了廣泛關(guān)注，這種關(guān)注隨著他任教后累累碩果的產(chǎn)出持續(xù)不減。鑒于他通過“跨層”解決協(xié)同通信和網(wǎng)絡(luò)信息論方面的杰出貢獻(xiàn)，陳巍先后獲得了無線通信領(lǐng)域最重要的學(xué)術(shù)獎項——馬可尼論文獎，通信領(lǐng)域重要的青年成就獎——IEEE通信學(xué)會亞太最杰出青年學(xué)者獎。
圖為2009年陳巍獲得IEEE馬可尼論文獎。
“信息處理、資源管理在無線網(wǎng)絡(luò)往往被認(rèn)為是獨(dú)立的。在本科學(xué)習(xí)中所積累的運(yùn)籌學(xué)知識，使我能通透的看待資源管理，而進(jìn)入電子系交叉學(xué)科培養(yǎng)后，又對其學(xué)科重點(diǎn)——信息處理產(chǎn)生了濃厚的興趣。適逢無線通信的單鏈路信息處理發(fā)展碰到了瓶頸，于是我就想，能否將這兩個方向結(jié)合起來做，‘跨層協(xié)同’由此進(jìn)入我的視野。”陳巍如是說。
另一項成果中，陳巍把對于通信干擾的處理和對通信鏈路的分配巧妙地結(jié)合了起來，在消除干擾的同時節(jié)省了鏈路，一箭雙雕。為此，陳巍收獲了通信領(lǐng)域旗艦會議——IEEE（國際電氣和電子工程協(xié)會）國際通信大會最佳論文獎。其后的多項IEEE最佳論文獎，也都可溯源于“協(xié)同思想”。
在最新研究中，陳巍將跨層協(xié)同，即多層協(xié)同發(fā)展了到多元協(xié)同。他注意到，隨著手機(jī)的處理器越來越快，內(nèi)存越來越大，應(yīng)該讓它們把多余的能力貢獻(xiàn)出來，幫助拓寬無線信息通路，這正是計算單元、存儲單元和通信單元之間的多元大協(xié)同。“所謂站在巨人之肩，我們就是要把信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的層次、范圍和尺度拉上去。”
如陳巍所言，“大協(xié)同”的整體思維，可以追溯至他剛邁入大學(xué)校門就受到的培養(yǎng)和訓(xùn)練。他笑言，自己本科四年讀了三個系——從入學(xué)伊始的精儀系，到院系調(diào)整之后的工業(yè)工程系，再以工業(yè)工程系第一名的成績被保送到電子系直讀博士。清華交叉學(xué)科的培養(yǎng)機(jī)制與電子系廣納人才的胸懷，讓他得以在廣泛涉獵數(shù)學(xué)、物理及其工程應(yīng)用知識的基礎(chǔ)上，開展網(wǎng)絡(luò)通信的專項研究。信息論、運(yùn)籌學(xué)、光機(jī)電算一體化，這些分屬不同院系的專門知識“協(xié)同武裝”了他的頭腦，交織成一種特有的學(xué)術(shù)審美觀和研究風(fēng)格。“通過學(xué)科交叉，特別是運(yùn)籌學(xué)的學(xué)習(xí)，很好的鍛煉了我的系統(tǒng)思維和規(guī)劃能力，后來做通信課題時，很自然地會去尋求一個統(tǒng)一而簡潔的整體框架和長遠(yuǎn)部署。”
“國家需求”成就清華首位80后教授
目前的陳巍，擔(dān)任了清華電子工程系教委會主任、中國通信學(xué)會青工委副主任、IEEE無線通信快報編委，及多次重要國際學(xué)術(shù)會議的技術(shù)委員會主席……而他坦言，履歷中的諸多頭銜中，自己最喜歡的還是“大學(xué)教師、博士生導(dǎo)師”。
2012年，年僅31歲的陳巍破格晉升為清華大學(xué)首位80后正教授。當(dāng)筆者好奇的詢問背后的“捷徑”時，陳巍認(rèn)真的回答：“科學(xué)研究是沒有什么捷徑可走的，但是在選擇課題上卻可以少走彎路——始終將國家戰(zhàn)略需求和社會價值取向放在心中，是科學(xué)家在事業(yè)上有所建樹的前提條件。”
去年“五四”，陳巍作為80后的代表，和王蒙、梁曉聲等知名作家一起應(yīng)邀撰寫“青春逐夢”同題作文——“共和國50歲生日的早上，我在歡慶游行的教育方陣中，和同學(xué)們一起揮舞著紅旗，奮力歡呼著走過天安門廣場。……那一年我18歲，第一次感覺和祖國的心臟貼的那么近。”
評上教授以后，陳巍刻意遠(yuǎn)離“小富即安”到退休的安逸狀態(tài)，他憧憬著、踐行著為了國家、清華的榮譽(yù)孜孜不倦地“折騰”。“作為頂級學(xué)府的教授，國家提供了最優(yōu)質(zhì)的資源，如果放棄奮斗，得過且過，情何以堪？所以，我肯定選擇這樣的人生——把個人利益拋開，扎扎實實做些意義、有影響的事情。” 陳巍進(jìn)而說：“年輕一代學(xué)者，要如拓土開疆的將軍，‘背對繁華，面向強(qiáng)敵’。這個強(qiáng)敵，可能是人類科學(xué)的未知，也可能是國家急需的攻關(guān)，而繁華，是名、是利，從未有一個學(xué)者因繁華而被歷史記住。”
陳巍常常告誡自己的學(xué)生：現(xiàn)在面臨的競爭是國際化競爭，誰在背后全力支撐，提供好的平臺？答案只有一個——國家。只有科學(xué)家自己的祖國，才能放心將真實的重大需求、系統(tǒng)的研究場景、全局的發(fā)展規(guī)劃展示給他，使之“上大舞臺、入大主流、干大事業(yè)”。青年學(xué)者只有將研究方向與國家需求結(jié)合起來，才能在社會范疇產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響力，真正做到世界一流！
延伸閱讀
“非典型”理工科男
陳巍是一枚“非典型”理工科男。生活中，他愛好歷史，喜歡宋詞，最近，又迷上了古典韻味十足的寫意山水、工筆花鳥；課堂上，他則在抽象的理論講述中加入形象思維，幫助同學(xué)們把問題理解得更深入。
年紀(jì)輕輕，碩果滿懷，又如此文理兼修，著實令師生眼中的“大牛”陳巍更富傳奇色彩。他如何譜寫了一曲五彩斑斕的青春之歌？
也許是憑著天資聰穎，陳巍在求學(xué)伊始可謂順風(fēng)順?biāo)吧踔量忌锨迦A之前都沒下太大工夫。”但是，隨著研究工作的步步深入，當(dāng)作為探索者走出人類知識疆界邊緣，感受到雄奇瑰麗的科學(xué)之美時，當(dāng)作為中國專家參與國際競爭，感受到先天下之憂而憂的責(zé)任之重時，陳巍逐漸意識到勤奮的重要。
和勤奮一樣重要的，是內(nèi)心的堅守與執(zhí)著。陳巍不止一次地問學(xué)生，如果兔子不打盹，烏龜還會繼續(xù)賽跑嗎？這個問題背后的邏輯是，如何定義“勝利”，感悟“青春”——“青春是一種無論順境逆境，無論廟堂之高還是江湖之遠(yuǎn)，都保持理想不滅、信念長存的狀態(tài)；青春是一種感悟絢爛人生，擁抱真理，升華思想，強(qiáng)健體魄的美好體驗。”陳巍這樣寄語同學(xué)們。
（清華新聞網(wǎng)6月11日電）
編輯：襄樺
