胡振江 | 以己所学 服务国家

如今，软件无处不在，软件开发也成为当下最重要的行业之一。软件开发离不开程序设计语言，它是开发者和计算机沟通的桥梁。“软件定义一切”这个理念代表了一个抽象复杂性、驾驭复杂性的方法，已经扩展到社会生活的方方面面。随着人机物融合的发展，计算的泛在化成为必然，泛在计算中不断涌现出的新计算模式、新计算平台和新的应用问题给程序设计语言的定义和实现带来了新的挑战。

▲胡振江

北京大学计算机学院教授胡振江长期从事程序设计语言和软件科学与工程的研究，在程序语言设计、结构化函数式程序设计、程序的自动综合和优化、并行程序设计、双向变换语言的设计和实现及软件的演化和维护等方面做出了很多开创性工作并取得了突出研究成果。负笈日本，胡振江在东京大学和日本国立信息学研究所学习、工作27年，2019年回国入职北京大学，成立程序设计语言研究室，担任计算机学院首任院长。在北大自由氛围中挑战世界难题，胡振江的目标是，研究程序设计语言的实现、验证及其支撑环境，创造“北大”理论，构建“北大”工具，在新的历史节点上肩负起建设“新工科”的重任，引领和推动我国计算机学科向世界顶尖水平攀登。

引领学科发展

1966年，胡振江出生于素有“水陆要津，咽喉据郡”之称的江苏泰州。作为承南启北的重要交通枢纽，这座安逸的江南城市并不缺乏与外界沟通的活力。少时接触半导体收音机、电脑小游戏这些新鲜事物勾起了胡振江的好奇心，以至高考时，无线电和计算机专业成为他最想在志愿表中填报的两个选项。

1984年从江苏泰州中学毕业后，胡振江考入上海交通大学计算机科学与工程系，并在那里获得学士和硕士学位。为开阔视野，收获更多知识，胡振江决定赴日求学，师从日本程序语言界泰斗——武市正人教授，并于1996年在日本东京大学信息工学专业获博士学位。随后，便开启了他在异国拼搏、奋斗的辉煌科研生涯。

在日本近30年，胡振江曾担任东京大学情报理工学研究科助理教授和副教授，日本国立信息学研究所教授/系主任，东京大学情报理工学研究科教授。他在工作岗位上勤勉尽责；在科研道路上兢兢业业，正是这份锲而不舍的精神，让胡振江在程序设计语言和软件科学与工程领域成就斐然，尤其是在函数式程序设计语言领域，胡振江所做的工作深受赞誉。针对长期存在的难题进行攻关，他不仅建立了一套创新的理论体系，引领了学科的发展，还将理论有效应用到多个不同领域。

函数式程序设计语言具有描述能力强、无副作用、易于并行化等良好性质。它从20世纪50年代开始发展，迄今已有近70年的历史。进入21世纪以来，随着摩尔定律的逐步失效和软件开发需求的不断增多，函数式语言因其表达能力强、十分接近自然语言、安全性能高等特点，在软件开发中的作用变得越来越重要。然而，优缺点并存是事物的常态，函数式程序设计语言虽集众多优点于一身，却存在速度慢等缺点，它的应用与发展也因此受到了制约。

基于个人兴趣，更是为了促进函数式程序设计语言未来更具实用性，胡振江向制约其发展的瓶颈问题发起挑战，以期找到创新解决方案。

传统函数式程序优化技术无法对程序进行算法级别的优化，其主要困难在于递归程序的分析难以在有限时间内完成。为解决此类问题，胡振江从聚态这一高阶函数出发，提出只对结构化的递归程序进行变换的简化方法，并给出了自动从递归程序抽取结构化信息的算法，这使得对递归程序的分析可以在有限时间内确定完成。基于这一发现，胡振江提出了融合、组合、聚集三大演算规则，率先系统性地将程序演化技术应用于程序的自动优化。这项成果被主流函数语言编译器开发团队采用并集成到主流编译器中，如使用广泛的Haskell编译器GHC和由美国麻省理工学院开发的pH编译器。

与此同时，胡振江还进一步将程序演算技术应用于函数式程序的并行化，回答了程序并行化的充要条件、推导算法等一系列基本问题，提出了全自动的程序并行化技术。相关成果曾被美国太阳微系统公司（Sun）选中作为高性能计算语言Fortress的并行标准库，相关进展被日本新闻等媒体报道。

此后，为解决新型双向变换语言的设计和实现大量的软件开发任务中涉及的数据同步问题，基于在函数式语言领域已取得的研究成果，胡振江开拓思维，另辟蹊径，提出利用双向关联的两个变换程序对数据的修改进行同步，保证数据的一致性，并提出了双向变换的概念和方法，形成了新的研究领域。作为双向变换语言研究领域的奠基人之一，胡振江一直引领着相关领域的发展。

▲2019年在北大召开的第一届北京大学-东京大学-NII的共同研讨会上，胡振江（右二）与参会人员的合影

基于在程序语言研究领域开展的诸多工作及取得的突出成就，胡振江成为国际公认的函数式程序设计语言的领军人物，他曾任美国计算机协会ACM函数程序设计国际会议（ICFP）指导委员会主席和ICFP2011大会主席，担任软件基础研讨会（AWFS）等20多个国际会议的程序委员会主席或组织者。除此，胡振江还一直致力于推动日本和亚洲地区的程序语言及计算机技术的发展。他发起的日本软件科学会程序语言研讨会（PPL）至今已经召开20届，成为日本国内高级程序语言研讨会。由他发起并一直担任学术委员会主席的NII湘南国际系列研讨会已经成为和德国达堡（Dagstuhl）并列的计算机界主要学术研讨会之一。胡振江与中国科学院院士李未教授等人一起发起的亚洲地区程序语言旗舰会议等程序语言领域的重要会议，已成为亚洲基础软件领域的主要推动力量。

除了个人努力外，令胡振江感到欣慰的是，他的学生也在为相关领域的发展贡献着智慧。回国前，作为日本东京大学情报理工学研究科首位外国人终身教授、日本国立信息学研究所首位外国人正教授，胡振江已是桃李满天下，培养的学生多在亚太地区知名高校和研究所任教，他们已成为亚太地区程序语言研究的中坚力量。

爱国初心未改

1992年前往日本东京大学留学，2019年回国，在日本学习和工作的27年间，胡振江从未想过要改变国籍，因为他一直觉得自己一定会回来，毕竟科学没有国界，但科学家却有祖国。在东京大学，一个研究方向只能有一个正教授，但胡振江在成为正教授一年后就辞职回国，全职加入北京大学。“大家都说，我放弃了一个难得的名额，是东京大学历史上最快辞职的教授，其实我本来还应该再早一点回来，但当时已经答应在日本国立信息学研究所担任系主任了，就只能等到任期满了之后再走。”胡振江坦言。

从20世纪90年代起，胡振江就一直保持着与国内高校的交流，每年都会参与组织中日学者的交流论坛，时时在关注祖国的发展和相关科研领域的研究进展。回国之后，他越发感受到，当用个人所学为国家真正解决问题时，那种让人心潮澎湃的满足感和自豪感是无论在国外发多少论文、拿多少奖项都无法比的。

回国后的胡振江很快投入科研工作中。对未来，他早有规划：以北京大学计算机科学和技术重点学科为基础，以北京大学软件研究所和高可信软件技术教育部重点实验室为依托，针对高可信软件开发的技术挑战，以程序语言技术和软件工程有机结合为突破口，他将开展创新研究、人才培养和团队建设等工作。

▲作为北大图灵班管理委员会主任，胡振江在毕业典礼上致辞

在创新研究方面，胡振江将开展以程序设计语言为主要支撑的软件可信性研究，并在现有研究成果基础上，进行3方面探索：首先，进一步深入研究基于逆向映射的双向变换理论，定义既安全可靠又适用于大规模复杂数据处理的高级双向语言，研究双向计算的优化策略和高效实现方法。其次，将双向变换理论和方法从程序设计语言级别扩展到软件不同阶段的模型上，解决不同阶段模型的双向变换问题，从而确保需求驱动的软件可信性。最后，实现基于双向模型变换的软件开发环境，通过将双向变换无缝地应用到软件开发的不同层次，实现不同阶段的正向和逆向的映射及软件开发的全阶段追踪，通过自适应软件开发的应用对开发环境的实用性进行评价。

在人才培养方面，胡振江将指导或合作指导博士后、博士生和硕士生进行程序推导、程序优化、程序变换及软件自动生成方面的研究，深入开展程序语言的理论和双向变换技术的研究，将相应的理论和技术应用于软件工程领域以确保软件可信性，使高可信软件技术教育部重点实验室在程序语言的设计和实现等软件基础理论方面有突破性发展；同时他还将开设与程序语言设计及程序设计方法学相关的基础课程或集中讲座，介绍程序语言的形式化定义方法、实现原理及特定领域语言的实现技术，以加强北京大学计算机科学理论学科方向的力量。

在团队建设方面，胡振江将致力于促进高可信软件技术教育部重点实验室在程序设计语言和程序自动化设计理论方面的战略性研究，建立以程序语言研究为基础、以软件工程研究为应用、以高可信软件的设计自动化研究为目标的创新团队。

未与家人一同回国，与他们分居两地的胡振江将全身心投入工作中。在他看来，做基础研究，不能急于求成，需要时间和耐心，国家对基础科学研究的重视度的加大和投入经费的增加，为胡振江工作的开展提供了良好环境；而北大年轻学子对相关科研学科的兴趣和热情，更是胡振江积极工作的直接动力。

回国后的胡振江比在国外忙，但他喜欢这种状态。“科研就是与时间赛跑，我是中国人，是中国的科研人员，我有责任让中国的程序设计语言研究做得更好。”为了这份使命，胡振江一直马不停蹄。

推进“新工科”建设

新一轮科技革命和产业变革将同人类社会发展形成历史性交汇，工程科技进步和创新将成为推动人类社会发展的重要引擎。新工科建设既是中国应对经济挑战，从服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的高度提出的战略行动；也是推动世界科技进步、促进国际社会发展进而构建人类命运共同体的关键动能。

▲胡振江与在计算机学院获得博士学位的留学生合影

北京大学“十四五”规划中明确提出把全力支持“新工科”建设作为完善学校创新体系的重要内容，力争通过“十四五”时期的发展，为实现覆盖前沿学术研究、关键技术攻关、国家重大工程的“新工科”人才培养作出积极贡献。

计算机学院在此背景下应运而生。作为学院的首任院长，在进行任职发言时，胡振江谈到，计算机学院是加快推进北大“新工科”建设的“特区”，将继续致力于构建国际一流的文化和氛围，创造能够吸引全球顶级学生求学、顶级学者入职的环境，建设处于世界一流前列的计算机学科。他更从3方面阐述计算机学院的发展蓝图：在教学方面，将持续提高本科核心课程的质量，加强高水平的研究生教育；在科研方面，将践行“基础研究为撇，国家需求为捺”的“八”字工作方针，鼓励开展自由、多样、有影响力的研究，鼓励基本工具的开发；在行政方面，将加快各项制度的制定与落地，全方位服务学院各项工作，推动学院高效运转。

胡振江坦言，北大是全世界最好的综合性大学之一，拥有“文、理、医、工”等齐全的学科门类，具备学科交叉融合得天独厚的优势，计算艺术、计算管理、计算化学、计算生物等学科在北大这片土壤上应运而生。目前，越来越多的学科使用计算机来助力学科发展，越来越多拥有计算思维的交叉学科人才被培养出来，在北大这片沃土上，计算机学科定能继续与其他学科碰撞出绚烂的火花。

同时胡振江也认识到，虽然近年来我国的计算机技术取得飞速发展，但关键核心技术受制于人的局面没有得到根本性改变。如今，世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期，科技创新已经成为国际战略博弈的主要战场。面对新的机遇和挑战，他认为大学之根本就是教书育人。于是在计算机学院成立大会上，他就提出了“立德树人，教学第一”的理念。

落实到行动中，在“双一流”放权改革中，胡振江带领计算机学院向学校提出了“3000人才培养高地”计划，以期全面提升本科生、研究生和计算机+双学位学生的教育水平。在支持本科教育上，在学校的大力支持下，计算机学院与教师教学发展中心一起作为牵头单位推动教育部提出的“101计划”，举全国之力促进计算机学科改革，以期在计算机领域建设一批一流核心课程，开发一批一流核心教材，建设一支高水平核心师资团队，建设一批核心实践项目，探索计算机领域高质量人才培养的新模式。

同时，计算机学院还将继续与前沿中心、信息学院共同做好图灵班人才培养。开设于2017年的图灵班，汇聚了国内外顶尖师资与优质生源，站在世界计算机领域的前沿，精心打造深具北大特色的新工科创新人才培养体系。胡振江希望图灵班在课程体系改革与科研培训等多个方面创新试点取得的成果和总结的经验能够逐步推广，为国家培养计算机领域未来的领军人才。

此外，胡振江还带领学院建立了“卓越留学生”计划，设立全英文课程，吸引世界顶级的留学生来北大求学。据胡振江介绍，计算机学院不仅是教学单位，还是科研单位，需要大量的实验和展示场地，学院想要发展，就需要更多的学生和更大的科研场地。2021年9月，随着第一批计算机系新生入住新校区，计算机学院拥有了更大的科研空间和更为安静的科研环境。以新校区赋能“新工科”，计算机学院的目标是在昌平打造中国新“硅谷”。

“2021年10月24日，计算机学院成立仪式举行。1024是2的10次方，是计算机世界里二进制计数的一个计量单位，选择在这一天举行学院成立仪式是一份独属计算机人的浪漫。我们要吸引世界顶级的学生来求学，吸引世界顶级的学者来求职。到2030年，北大计算机学科要进入世界前十，这不是通过排名来衡量的，而是看同行对我们的认可度。我们不仅要把我们的学生送去美国斯坦福大学等世界顶级高校，更要吸引他们的学生来北大计算机学院深造。”谈起未来，胡振江信心满怀。

“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，不断向科学技术广度和深度进军。”胡振江认为“四个面向”应该是所有计算机人做科研的基本信仰。“60多年前，北京大学计算机学科在国家需求的呼唤下应运而生，在我国努力实现高水平科技自立自强、实现中华民族伟大复兴的今天，计算机学院将传承并发扬老一辈计算机人的精神，竭尽全力建设国际化一流研究环境，面向国家需要、面向世界前沿，取得良好的教学效果和突破性的研究成果，在计算机领域成为领跑者，在新兴前沿交叉领域成为开拓者，为建设世界科技强国贡献北大力量！”站在计算机学院这一全新的起点上，胡振江对学院发展有着自己的期待。