Jul 09, 2023

棱镜通讯 No.97 Ivan Sutherland

Ivan Sutherland（伊凡· 苏泽兰），1938年5月16日生于美国内布拉斯加州黑斯廷斯，计算机科学家，被认为是“计算机图形学之父”、“虚拟现实之父”。发明了Sketchpad，拓展了计算机图形学的领域，Sutherland 于1988年获得图灵奖、1994年获得软件系统奖、1975年被系统、管理与控制论学会授予“杰出成就奖”、1986年被IEEE授予皮奥尔奖。除此之外，Sutherland还是美国工程院兹沃里金奖的第一位得主。

❓注：（其实虚拟现实之父被广泛认为为三位。上一期棱镜通讯 Jaron Lanier是其中之一，不过这期的 Ivan Sutherland 确实是最早提出虚拟现实理念并开发了机器的人，但只是止步于实验室，而 Jaron Lanier 则是开发了面向大众的VR设备，并推广了 Virtual Reality 这个术语，另外一位也被称为虚拟现实之父，便是 Morton Heilig （莫顿·海利格），这三位的贡献可以简单概括为，Ivan Sutherland 将 VR 概念实物化，Jaron Lanier 给了 VR 定义和推广，Morton Heilig 将 VR 技术实现了突破。）

Sutherland的父亲是土木工程师，母亲是教师。他从小热衷于探究事物原理，立志长大后成为工程师。当Sutherland读中学时，计算机刚刚诞生，吸引了许多年轻人，包括Sutherland。他甚至自己动手设计和装配了一些继电器运作的计算设备，这些简单的装置让Sutherland与计算机结下了不解之缘。

1959年，Sutherland获得卡内基·梅隆大学电气工程学士学位，第二年在加州理工学院取得硕士学位。这两所学校在电气工程和计算机领域享有盛誉，为Sutherland打下了坚实的专业基础。他还在假期期间在IBM公司实习，积累了丰富的实践经验。后来，Sutherland进入麻省理工学院攻读博士学位，师从信息论创始人克劳德·香农（Claude Shannon）。当时实验室拥有一台先进的计算机TX-2，配备了键盘、监视器和光笔，并支持在线功能。许多博士生争相在上面玩视频游戏SpaceWar。Sutherland则从这游戏中得到启发，认为可以在上面实现人机实时交互。与导师探讨后，他的博士论文课题聚焦在三维交互式图形系统。凭借扎实的专业基础和勤奋工作，Sutherland花了3年时间完成这一艰巨复杂任务，成功开发了著名的“画板（Sketchpad）”系统。为了在论文答辩时取得最佳效果，Sutherland还制作了一部名为《画板：人机图形通信系统》的影片。在答辩过程中，他一边放映影片，一边讲解。答辩取得极大成功，答辩委员会全体一致给Sutherland的博士论文打了“优”。

早期的计算机绘图系统需要通过键盘输入复杂的代码和命令来描述产品的几何形状，而Sutherland的研究成果彻底改变了这种繁琐的操作方式。人们只需使用光笔等手持物体，在电脑屏幕上绘制出三维几何图像，可视图像可以自由放大、缩小、保存和复制。Sketchpad使得手动屏幕设计成为可能，对图形界面、计算机仿真、飞行模拟器、CAD/CAM、电子游戏机等重要应用的发展产生了重大推动作用。因此，Sutherland被誉为“计算机图形学之父”。

在麻省理工学院博士屎业后，Sutherland选择入伍，在安全部门工作，参与雷达和红外跟踪系统的研制。后来，他转入美国国防部高级研究计划局（ARPA）。1964年，26岁的Sutherland被任命为信息处理技术办公室主任，军衔为中尉。期间，他主要负责研究时分操作系统和人工智能。这段经历锻炼了他的领导能力，并使他有机会与美国重要企业和研究机构接触，结识了许多知名人士，对他的未来事业产生重要影响。离开军队后，Sutherland进入哈佛大学执教。除了继续深入计算机图形学研究外，他还开始涉足虚拟现实。

1965年，** 他发表了一篇名为《终极显示》的论文，讨论了交互式图形显示、力反馈设备及声音提示的虚拟现实系统的基本设想，成为虚拟现实技术的开端。他还发明了世界上第一台头盔式显示器，将人们融入计算机生成的三维虚拟世界。** 其头盔显示器内的双目眼镜上方的小计算机屏幕投影图像，形成物体景象随人动而动的透视图景。因此，Sutherland也被称为“虚拟现实之父”。

1967年，应著名学者大卫·埃文斯（David Evans）的邀请，Sutherland从哈佛大学转至犹他大学。与Sutherland一样，埃文斯对计算机图形学有浓厚兴趣。两人共同创立了计算机图形学研究中心，培养了一批图形学大师和知名企业家，包括图形用户界面的先驱者Alan Kay、z缓冲技术发明者、Pixar创始人之一Edwin Catmull，以及Warnock算法的开发者、Adobe公司创始人之一的John Warnock。期间，Sutherland的学生Nolan Bushnell在他的指导下开发出了著名的游戏软件“Pong”，Sutherland本人也有很多科研成果，如显示立体和彩色图像的Lorgnette技术等。

1976年，Sutherland来到加州理工学院，创建了该校的计算机系并出任系主任。在这里，他使得电路设计成为一门学科，在大规模电路和芯片设计领域做出了许多重要贡献，为后来的硅谷革命铺平了道路。除了丰硕的学术成果之外，Sutherland在商业领域也颇有建树。1968年，Sutherland与埃文斯合办了Evans & Sutherland Co.，主要产品是飞行训练器和CAD工具。公司的产品和不定期出版的计算机仿真技术方面文章的“Evans&Sutherland Newsletter”为该公司赢得了极高声誉。公司1978年在纳斯达克上市，至今仍在运营，成为全球唯一的数字影院全方案提供商。1980年，Sutherland与DARPA时代的上级的儿子Robert Sproull共同创办了Sutherland, Sproull&Associates，主要从事计算机图形学产品开发和市场营销。该公司还研究计算机体系结构、逻辑电路等，取得了一些成果并申请到专利，如1987年获得的美国专利“异步队列系统”。十年后，该公司被Sun公司收购，Sutherland出任Sun公司副总裁多年。

Sutherland喜欢计算机和几何学，并致力于将两者结合。计算机大师Alan Kay曾问他为何能在短时期解决复杂的计算机图形学问题，他回答：“因为我当时没意识到有这么复杂。”Sutherland在SketchPad论文中，将其比做设计行为本身，给电脑辅助设计下了定义。他指出设计表现的多样性与设计执行过程中的限制性之间的永恒不断冲突。Sutherland为计算机设计领域带来深远影响，开创了一系列先河，成为该领域的杰出人物。

Sutherland 对年轻人的建议

对年轻人，我的建议是找到自己的兴趣所在，并努力行动。幸福的秘诀在于喜欢你的事业。“喜欢”是指真正对其感兴趣，若是音乐，就去学音乐，若是计算机，就去学计算机，这也是我所一直遵循的原则。结果是，我从未觉得自己终日工作——相反，我是在玩、享受自己的生活。

Sutherland 谈如何做出好研究

好研究包含三个要素。第一，这是个问题吗？不论是可以解决，还是科技并不那么完善时难以解决的，但总需要有个问题。第二，支持——需要资金，有人为研究者提供物质支撑。第三，需要一位领导者，这是最难寻觅的。
你需要的领导者，是个迫切想解决问题的人，一个宁死也不愿失败的人。有些人天生是领导者，但他们十分稀缺。因为有上百人愿意去跟随，所以每百人当中只有一个。怎样才能找到他们？我也不知道。他们有时就这样出现，一望可知，但在出现并成为领导者之前又无迹可寻。历史上，这样的案例很多，他们原本默默无闻，但恰逢天时、地利、人和，说了或做了正确的事，便突然出现。但有一点我很确定，好研究必定是在好领导的引领下进行。
我有个关于领导力的故事。当我在加州理工学院，是计算机系的负责人，我的领导是工程院院长Bob Cannon。计算机系师生每周有几天下午都会打排球，在停车场我们搭建了简易设施。假如有车影响，就把车搬走——二十个人就能搬动汽车。有时球会碰到车身，留下灰尘。而紧挨着停车场的，是校区建筑办公室，他们负责保证校区的一切井井有条。有次，我们发现场地旁贴着一张“停车场请勿打球”的告示，为此我去找了Cannon院长。就在第二天，校区办公室的工作人员在停车场喷绘了一条线，划出我们的排球场。我问Cannon是怎么做到的，他说很简单，在与办公室一位领导吃午饭时，向他解释校区是为师生服务的，打排球对科研十分重要，因此应该支持师生。

Sutherland 谈科研人生

做喜欢的事，家庭最重要（Sutherland认为，工作与家庭对人们来说永远是一个大挑战，需要找到两者之间的平衡点。家庭伴随一生，最为重要，我们都是普通人，需要情感支持。选择喜欢的事情，喜欢才有热情，自然能够做好，一定要探寻自身，追求自己的兴趣所在，而不是父母告诉你做什么。）
影响人生的三大因素——运气、机遇和朋友（Sutherland认为，运气、机遇和朋友在他的成长道路上至关重要。大学毕业后，他同时拿到几所名校的offer，最终选择到加州理工学院攻读研究生，后来发现麻省理工学院的计算机很有意思，当时他有美国政府授权，可以去别的学校，于是转向了麻省理工学院，这里“luck & chance”都扮演了很重要的角色。另一个因素要归功于一个叫卫斯里·克拉克的人，他创建了Computer TX2，Ivan在这家公司拿到了实习机会，克拉克先生给了他很多帮助。克拉克先生今年88岁，他们至今仍是好朋友。Ivan说，“我们总是会遇见对我们生命有影响的人，你们也会成为影响别人生命的人。”）
在困难中寻找乐趣（Sutherland认为，有时候你觉得很难找到乐趣，但是乐趣就在那儿，在困难中找寻乐趣”，还特别强调注重社交，“人类是社交动物，做研究的一部分意义就在于和朋友一起研究的乐趣”。）

Ivan Sutherland 说的话

屏幕是一个窗口，通过它可以看到虚拟世界。挑战在于使这个世界看起来真实、行为真实、声音真实、感觉真实。
连接到数字计算机的显示器让我们有机会熟悉在物理世界中无法实现的概念。它是通往数学仙境的一面镜子。
学习中最重要的因素不是学校、课程或老师，而是动力。
知识是一种通过分享而获得的稀有财富。
解决一个我们认为困难的问题，并找到一个简单的解决方案，这是非常令人满意的。最好的解决方案总是简单的。
只有写下来，才算是一个想法。
电影摄像机不会制作电影，它只是让电影得以制作。是创意人员将其变为现实并呈现给观众。
只需要弄清楚事情是如何运作的。

参考链接：

伊凡·苏泽兰特（Ivan Sutherland）——计算机图形学之父

劳东燕：“每一次苟且的让步，都会使得自身的自由空间越来越小”

👩🏻 这是一篇关于清华大学法学院教授、博士生导师劳东燕的访谈。

** 我更相信通过制度改变人们的行为，通过改变行为去进一步改变人们的观念。** 观念需要通过制度来落实，需要具体化为行为规范，先让人们按照这种行为规范行事，然后再去改变其内在的观念。简言之，先改变行为，再改变观念。这是更为有效的路径。法律不仅有社会理论的维度，还应有政治哲学的维度。政治哲学维度解决法律的意义，也就是价值判断与正当性的问题，社会理论维度解决法律的功能。一方面，法律需要跟外部环境相契合，必须与时俱进，这是功能的维度，这个意义上的法律不意味着比以前的法律在价值上更好，而只是它更适应当下的时代。另一方面，法律涉及对社会秩序的安排，代表的是伦理共同体对意义的追求。我近些年来的研究会注意同时从两个维度出发，用意义的维度来制约功能的维度。现在法律发展的趋势明显更强调适应性的面向，即过于强调法律在社会中的功能，而削弱了对其意义面向的追求，然而，法律从亚里士多德以来就一直和政治关联在一起，要解决的核心问题从来都是良好的社会秩序如何可能。所以在刑法理论的构建与发展中，要顾及意义的维度，使得功能发展的走向受到政治哲学层面基本价值的制约。这里有反思性的调整空间，需要不断地试错和调整。

从法律与社会理论之间的关系而言，法律如何发展才能适应社会的演变，这个意义上的方向感需要借助于社会理论；立足于法律与政治哲学之间的关系，要实现社会秩序的良善法律应当捍卫什么样的价值观，这个意义上的方向感需要借助于政治哲学。需要用应然的价值追求来制约功能性的适应。适应的时候，属于“不得不这样”，它是一个必要性的问题，但在必要性的选择中，必须考虑良善的秩序如何可能。就法治来说，不要把它消解为简单的秩序安排，而把良善的面向给弄没了。一个社会如果混乱不堪，对所有人都不利，为避免每个人对每个人的战争，秩序是必要的。在此基础上，还要注意分清好的秩序与恶的秩序，去努力追求一种好的秩序。不能动不动就说因为有了秩序，就觉得好得不得了，因为就秩序本身而言，还可以追求更高层次的良善的秩序。

加速逻辑下的“焦虑”与“剥削”

对抗加速社会中的社会化阅读倦怠现象，不妨从回归对纸质阅读、慢阅读、深阅读的倡导开始，让人们在顺应心流的过程中重新感受到阅读深度思考的魅力。卡尔维诺曾提到过：世界上经典著作的数量庞大，一个人再怎么热爱阅读，也一定会有没读过的经典。在“加速度阅读”中，我们逐渐陷入“脑力过载—注意力消散—耐心渐失—收获低能—阅读焦虑”的循环困境。面对这种情况，倒不如先放弃所谓的“竞争阅读”、“跟风阅读”，从自身实际情况出发，选择阅读节奏，弱化社会化阅读中的竞争侵扰。读者可以及时调整阅读习惯，将阅读重心放置于能够培育耐心、沉浸习性的经典书目中；在精读、细读中培育良好的阅读思考习惯。读者主动选择与抵抗社会的线性节奏，让阅读尽可能地回归自然节奏。这样的阅读不是稍纵即逝的，而是有记忆的，能够作为一种“诗意的栖居”留存在人们的生活中。