“IBM發(fā)明大師”程慷果博士：團(tuán)隊(duì)協(xié)作促成發(fā)明成果

我們肯定都聽(tīng)說(shuō)過(guò)因?yàn)殪`感乍現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)偉大發(fā)明的故事。當(dāng)年，牛頓因?yàn)榭吹綇臉?shù)上落下的蘋果而頓悟，并提出了萬(wàn)有引力理論，一個(gè)隨機(jī)行為突然就解決了巨大的難題。

程慷果(Kangguo Cheng)博士不會(huì)輕易相信這種“童話故事”，他是IBM Research全球發(fā)明成果最多的發(fā)明家之一。程博士表示：“你無(wú)法獨(dú)自創(chuàng)造出非常復(fù)雜的東西，你需要依靠團(tuán)隊(duì)的力量。”

“IBM發(fā)明大師”程博士擁有近2,000項(xiàng)美國(guó)專利(比托馬斯·愛(ài)迪生擁有的專利還要多)和2,400多項(xiàng)全球?qū)＠?019年，程博士共獲得了337項(xiàng)專利，成為獲得最多專利的IBM員工。他的許多專利都是與四位或更多合作者共同努力的結(jié)果，這也證明了他一貫贊成的方法—即通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行科學(xué)研究。

程慷果博士

程博士今年47歲。于伊利諾伊大學(xué)厄巴納-尚佩恩分校材料科學(xué)與工程專業(yè)獲得博士學(xué)位后加入 IBM。程博士加入IBM的那年是2001年，距今不到20年，此后，他便走上了合作發(fā)明的“快車道”。

發(fā)明更高效的半導(dǎo)體

程博士和他帶領(lǐng)的數(shù)百名研究人員在位于紐約州奧爾巴尼的實(shí)驗(yàn)室里專心工作，潛心發(fā)明更高效的半導(dǎo)體—即能夠控制和傳導(dǎo)電流的化學(xué)元素或化合物，為超快微處理器的誕生奠定了基礎(chǔ)。他曾研究過(guò)多種先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)，包括存儲(chǔ)器、嵌入式存儲(chǔ)器、高性能邏輯和低功耗技術(shù)。

程博士和他的隊(duì)友獲得的專利常常涉及非常深?yuàn)W的主題。例如，構(gòu)建Nanosheet transistor with robust source/drain isolation from substrate或構(gòu)建Self-limiting liners for increasing contact trench volumeself-limiting liners for increasing contact trench volume。

盡管這些詞匯可能會(huì)讓并非科學(xué)家的普通人感到頭暈?zāi)垦?，但這種技術(shù)已經(jīng)幫助幾個(gè)非常關(guān)鍵的 IBM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了巨大的性能飛躍，例如，IBM Z 大型機(jī)中安裝的新型Z15微處理器。

一加一等于三

程博士說(shuō)，創(chuàng)新的關(guān)鍵之處在于從多個(gè)角度解決問(wèn)題，即程博士所謂的“路徑”。多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)沿著各種調(diào)查線索曲折前進(jìn)，他們會(huì)精心設(shè)計(jì)并詳細(xì)記錄每個(gè)步驟。

團(tuán)隊(duì)成員來(lái)自不同的專業(yè)領(lǐng)域，這使得他們都有一種“共生”的思維。程博士說(shuō)：“兩個(gè)擁有不同技能、來(lái)自不同專業(yè)領(lǐng)域的人會(huì)以完全不同的方式看待一個(gè)問(wèn)題。”“與背景不同的人一起集思廣益可以讓我們從不同的角度看待一項(xiàng)挑戰(zhàn)。你可能需要用多種方法來(lái)解決一個(gè)問(wèn)題。對(duì)于發(fā)明來(lái)說(shuō)，一加一等于三。”

程博士經(jīng)常會(huì)想起與Ali Khakifirooz合作的日子，兩人共同努力，取得了豐碩的成果。程博士說(shuō)：“他是器件物理方面的專家，而我的專長(zhǎng)是材料科學(xué)和流程整合。”這些互補(bǔ)的技能與其他團(tuán)隊(duì)成員的努力相結(jié)合，催生了“數(shù)百項(xiàng)發(fā)明”。

形成思路

在研究的早期階段，這種技能和觀點(diǎn)的結(jié)合是“炮制”各種想法和方法的秘方。程博士笑著說(shuō)：“你需要在清醒的狀態(tài)下保持狂熱。”在科學(xué)前沿領(lǐng)域潛心搞研究的程博士也有“特立獨(dú)行”的一面。他的LinkedIn個(gè)人資料中的頭像是一張很有意思的漫畫，而且，他因?yàn)閷BM員工名錄中自己的職位列為廚師或水管工而“出名”。他解釋說(shuō)：“我就像一個(gè)利用別人提供的食材在廚房做飯的廚師。”“我也喜歡修理有點(diǎn)毛病的東西。”

某些團(tuán)隊(duì)可能需要在這個(gè)至關(guān)重要的反復(fù)試驗(yàn)階段耗費(fèi)長(zhǎng)達(dá)6、7年的時(shí)間。他們的日常工作包括集思廣益、繪制草圖、進(jìn)行性能測(cè)試和標(biāo)記詳細(xì)注釋，程博士將這個(gè)過(guò)程稱之為“形成連貫思路的過(guò)程”。他們都明白，許多研究路徑最后都會(huì)成為“死胡同”。他說(shuō)，在一位發(fā)明家所做的所有工作中，70%的工作最終沒(méi)能轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。

程博士說(shuō)：“但是，如果你專注于那些好的、正確的工作，你就能取得真正的進(jìn)步。”“最初，我們只能看到循序漸進(jìn)的改進(jìn)。只有實(shí)現(xiàn)此類目標(biāo)、解決較小的問(wèn)題，我們才能追求更大的目標(biāo)。”

培養(yǎng)年輕人才

多年的研究工作也為培養(yǎng)新手創(chuàng)造了條件。程博士強(qiáng)調(diào)了導(dǎo)師制的重要性，他想要幫助年輕的研究人員探索新的想法，讓他們的旺盛精力和多元觀點(diǎn)為項(xiàng)目帶來(lái)生機(jī)和活力。他的主要建議：“思想開(kāi)放，保持樂(lè)觀。”

程博士十分贊賞那些曾經(jīng)在他“對(duì)發(fā)明一無(wú)所知”時(shí)指導(dǎo)過(guò)他的許多才華橫溢的IBM科學(xué)家和工程師。例如，Rama Divakaruni和Carl Radens教會(huì)了他如何將一個(gè)想法轉(zhuǎn)化為一件產(chǎn)品以及如何在面對(duì)棘手的問(wèn)題仍然充滿希望。此外，Jack Mandelman和Louis Hsu也是對(duì)他來(lái)說(shuō)十分重要的兩位導(dǎo)師。

他說(shuō)：“我不僅學(xué)會(huì)了如何提出創(chuàng)造性的想法，還學(xué)會(huì)了如何向發(fā)明審查委員會(huì)解釋這些想法以及如何與專利律師溝通，以便草擬專利申請(qǐng)。”

將問(wèn)題視為機(jī)遇

程博士在中國(guó)長(zhǎng)大并獲得了學(xué)士和碩士學(xué)位。后來(lái)，他移居美國(guó)，又獲得了博士學(xué)位。今天，在實(shí)驗(yàn)室里工作了很長(zhǎng)時(shí)間之后，他與15歲的兒子Michael下棋，借此放松身心。他坦承：“兒子比我強(qiáng)得多”。

程博士一直在思考未來(lái)。他認(rèn)為，下一批重大科研突破將在構(gòu)建用于人工智能和深度學(xué)習(xí)的創(chuàng)新加速器架構(gòu)方面實(shí)現(xiàn)。程博士指出，目前，大多數(shù)計(jì)算仍需依附于為電子數(shù)據(jù)表和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的硬件，但是，如果將常規(guī)計(jì)算應(yīng)用于人工智能，它就會(huì)非常耗電，而且效率低下。隨著IBM不斷推動(dòng)人工智能物理學(xué)的發(fā)展，經(jīng)過(guò)人工智能優(yōu)化的芯片組架構(gòu)將發(fā)揮獨(dú)一無(wú)二的重要作用，有望在未來(lái)十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)重大改進(jìn)。

他說(shuō)：“在研究和發(fā)明領(lǐng)域內(nèi)不存在一蹴而就的成功。你可以使用的基本工具包括物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)，但歸根結(jié)底，好奇心才是最有用的工具。你必須能夠?qū)?wèn)題視為機(jī)遇。”

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