医院信息系统项目是张亚勤在美国参与的第一个项目，无论是专业知识、研究方法，甚或信心建立，都对他未来的发展意义深远。他后来回忆说：“PACS这个项目做了一年后开始有些成果，我开始带着自己的研究成果参加各种学术会议。听了其他人的报告，再看自己的成果，你就会发现他们很炫的演示背后其实没有说出个所以然，而我自己的一些全新算法确实能解决实际问题。这个项目一方面帮助我确立视频图像这个领域作为自己的方向，另一方面，和这些美国顶尖科学家一起工作，通过对比，认识到了自己工作的意义。中国学生的聪明毋庸置疑，基础知识也非常扎实，但往往缺乏美国学生的自信。在一个国际级的平台上建立自信，使我受益终生。”
医院项目之后，在导师的安排下，张亚勤又来到国际卫星组织做实习生。在这里做的项目是通讯卫星的加密。通讯卫星有两个通道，数据通道专门负责转播和发射通讯信息，控制通道则用来控制卫星发射之后在空间轨道上的运行，以保证通讯卫星数据的实时传送。这个控制系统本身有一套加密系统，相当于安全保卫措施，如果加密工作出了纰漏，就意味着任何人都可以控制卫星，整个通讯系统将陷于危险境地，后果不堪设想。
曾经有一部讲述黑客狂人的电影，电影中那些顶尖黑客专门寻找各个国际安全机构计算机系统的漏洞并攻击它，张亚勤所做的工作就是模拟黑客，以各种算法设计攻击程序，袭击计算机系统的漏洞。理论上说，随机的攻击是无法破解的，但有预谋的攻击因为有人脑设计在其中，因而总是有迹可循。和国内前一阵子大热的电视剧《暗算》不同的是，破译人员只需要破解密码，而张亚勤不仅需要解密，还需要通过模拟攻击卫星来判断卫星系统究竟是否安全。
“就像是你通过分析攻击反馈回来的信息来甄别这个系统是不是完备，有哪些地方需要改进。就像我是一个指挥官，派不同的侦查员去，每个侦查员给我一个关于系统漏洞的报告，我再去攻击系统。整个过程需要大胆想象，小心求证，十分刺激！”
拒绝麻省理工和普林斯顿
在乔治·华盛顿大学的第一学期，尽管晚到了一个月，PACS项目还牵扯了一部分精力，但张亚勤在期末考试中还是门门满分。这个原先名不见经传的年轻人一下子成了系里的名人，无论是国际知名的教授，还是那些身家背景显赫的同学都对张亚勤刮目相看，他们知道中国人聪明勤奋会读书，但没有想到中国人在拿高分的同时还能做好需要表现、需要竞争和创新的研发项目。
比克赫尔茨教授作为伯乐自然喜不自胜：“张极其聪明，异常勤奋。他的知识远远超出自己的专业，这一点从一开始就十分明显。我立刻让他参与图像项目，试图将他留住。”
果然，第一学年快结束的时候，麻省理工学院和普林斯顿大学先后给张亚勤寄来了录取通知书。原来，出国之前，张亚勤也申请了这两所学校，但因为已经错过了当年的申请窗口而未能如愿。但张亚勤的优秀还是给麻省理工学院和普林斯顿留下了深刻印象。于是，第二年的申请一开始，两所学校第一时间就发出了录取通知书。麻省理工学院和普林斯顿，无论哪一所都是理工科学生心中的圣殿，这两个offer的诱惑不言而喻，令张亚勤惊喜交加。
就在所有人，包括比克赫尔茨教授，都认为张亚勤有理由作更好的选择的时候，张亚勤却选择留在乔治·华盛顿大学继续学习。谈到作出这一决定的原因时他说：“博士学习，导师很重要。尽管乔治·华盛顿大学没有麻省理工学院和普林斯顿优秀，但比克赫尔茨教授是我所在研究领域的权威，并且他对我很信任，真的是在给我‘传道、授业、解惑’。并且，当时我还在做图像存储和通讯系统这个项目，如果中途离开，整个项目都会因此停滞，中国人讲一诺千金，我不能因为自己而影响大局。再有，我到美国的第一站就是乔治·华盛顿大学，它的排名虽然不如麻省理工学院和普林斯顿，但我却得到比克赫尔茨教授的专注指导和重视。”
就这样，张亚勤留在了华盛顿。张亚勤后来的发展证明这是一个明智的选择，不仅因为比克赫尔茨教授是一位在全世界都享有盛誉的杰出科学家，更因为他对一个优秀学生的爱护和培养。他倾其所有，从方方面面为张亚勤的发展设计指导。多年以后，比克赫尔茨教授回忆说：“毫无疑问，亚勤是最好的学生，给他讲课和提供指导，对我来说是一种愉悦。”
后来，张亚勤拿到博士学位，在位于波士顿市郊的GTE研究院和麻省理工学院的谢里勃（Sheriber）教授相遇，正是这位教授当年给张亚勤发出了麻省理工学院的录取信。谈及麻省理工学院与张亚勤失之交臂，谢里勃教授不无遗憾：“这对我和麻省理工学院当然是个损失，但你作了最智慧的决定！”
第一次“当官”—学校的中国留学生会主席
尽管现在管理着3 000多个聪明的头脑，但从上小学到念完研究生，张亚勤从来就没有当过班干部。这也不难理解，无论在哪里，他都是班里年纪最小的。学校有什么活动，他只有被动参加的份，学生干部的头衔是无论如何轮不上他的；另一方面，从小就一个人搭火车和长途汽车奔走于各地之间，张亚勤认为自己骨子里就“崇尚自由、不讲形式”。就连入团，他也是全班最后一个。他说：“我当时也不知道应该主动申请，还是班里团支书不希望我拖后腿影响班集体的荣誉，帮我写申请，我才算正式成了一名团员。”
但就是这样一位没有“学官”经历的张亚勤，到美国后不久，当上了乔治·华盛顿大学的中国留学生会主席。
所谓“留学生会主席”，就是负责把在华盛顿的中国留学生联络在一起，互相支援、互相帮助，聚到一起看场电影、吃顿中国饭。放电影是“主席”的重要职责之一，有时候在学校找个咖啡厅放，有时候则到中国使馆放，张亚勤跑前跑后张罗着把大家聚在一起，给大家服务。遇到有领导人从北京来美国访问，张亚勤还要作为学生代表去接受接见。当时做这些只是因为想和国内保持联络，没有料到的是，通过这些工作，张亚勤结识了从使馆官员到各大高校各个院系的中国学生，成为一笔宝贵的人生财富。
为什么是张亚勤做了这个留学生会主席呢？
其一，学生会主席要经常跑使馆，帮助同学们解决学习、生活各方面的问题。张亚勤的住处离大使馆步行不过15分钟，使馆上上下下的工作人员都认识他、信任他。有这个基础在，办事效率能高不少。后来曾担任中关村管委会副主任的夏颖奇先生，当时刚在加拿大获得博士学位后就被派遣到华盛顿的中国驻美大使馆，专门负责科技和学生工作。张亚勤在那个时候就和夏颖奇成了“工作搭档”。十多年后，两个老相识又相聚在北京，这层关系为后来微软中国研发集团在中关村建立研发园区奠定了基础。
当然，张亚勤常去大使馆也有自己的一点“私心”—“在使馆可以吃到正宗的家乡菜！”使馆的两位师傅，一个是亚勤的山西老乡，另一个是陕西人，也算是他的半个老乡。三个人聚在一起，乡音也差不了太多，说会儿家乡话，吃顿家乡饭，是身在异邦的最大享受，“每次去大使馆吃饭，就跟回家一样，吃完了还要打包，带一些饭菜回去下顿吃。”
其二，张亚勤“收入颇丰”，开始是帮导师做项目研究助理（RA），导师每个月会发给张亚勤1 500美元的“工资”，不久他又申请到了一份特别的奖学金，所以每个月张亚勤有超过2 000美元的收入。在公派留学生占主流的上世纪80年代，张亚勤算是个“大款”，而且很早就成了“有车一族”。
张亚勤的车是花了2 700美元，从台湾同学手里买的一辆二手别克。驾驶室宽敞气派，坐着舒服，开着痛快，不过也特耗油。那个时候，整个华盛顿的中国学生较少，中国留学生彼此间就像是兄弟姐妹一样。张亚勤总是当免费司机，拉着大家出去郊游野餐；谁家父母来了，他管接管送；晚上时间太晚了，女同学不敢回家，张亚勤二话不说送她们回家。
满分论文
1989 年，张亚勤仅用了3 年时间，就以优异的成绩获得了乔治·华盛顿大学的博士学位。这是他博士毕业时与导师的合影。那时，他23岁。
1989年，张亚勤博士毕业。进校伊始，他就一直保持着最优秀的成绩，是比克赫尔茨教授的得意门生。尽管比克赫尔茨教授讲课是一门艺术，而且他的板书特别棒，但是由于课程非常艰深，很多人都听不懂，认为上他的课是一种煎熬。张亚勤却恰恰相反，他一直认为上导师的课是一种享受。每次上课张亚勤都精神高度集中，不放过任何一个细节，在别人一头雾水的时候，他却乐在其中。张亚勤说：“我之所以能学起来如此轻松，得益于课程刚开始的一个月内狂看十几本书，那次突击式的恶补之后，我对这门学科就彻底开窍了，脑子里对学科的整个构架比较清晰，觉得什么书都看得懂，做题的时候很少有难倒我的。”比克赫尔茨教授还有个特点就是考试特别难。班里的大多数学生参加他的考试能够及格已实属不易，张亚勤却总是满分。
即使如此，张亚勤准备博士毕业论文还是出了个小插曲。他早早就挑选了一个自己感兴趣的选题，按部就班搜集材料，天天钻在里面琢磨，研究得不亦乐乎。直到有一天在IEEE的过刊上查资料的时候，他发现一位日本学者的文章似乎和自己的毕业论文选题相关。再往下细看，越看越熟悉，看到一半他明白了，自己正在研究的选题原来是人家早已经研究过的。
“这给了我特别大的一个教训。以前做其他课题都是导师给的活儿，我自然不用担心方向问题。那次做论文从选题开始全得是我一个人做下来，当时就凭着自己的兴趣，懵懵懂懂挑了一个就做。我恰恰忽视了一切工作最根本的一条—方向。选错了方向，方法再正确，只会加剧你的失败。”
前功尽弃，尽管时间已经很紧张，张亚勤也只能重新选择课题。那段时间，他经历了读书以来前所未有的煎熬。幸好，之前为美国大型医院构建信息系统的项目他已经做了两年半，积累了不少创新性的研究成果，他决定根据这个项目来撰写毕业论文。
医院信息系统项目集结了张亚勤两年半的心血，也是他自己对专业思考由浅入深的缩影，因此感受和认识也就更加深刻，写来得心应手。结果，就是这篇“临时决定”的论文成就了他人生又一次里程碑式的辉煌—这篇论文获得了满分，也是乔治·华盛顿大学电气工程系唯一一篇满分论文。
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白宫前的小帐篷
“美国梦”是一种精神，而绝不仅限于多大的房子、多炫的跑车。
张亚勤留学时住的地方到学校只有20分钟左右的路程，中间会经过白宫、国务院、世界银行等大名鼎鼎的建筑。张亚勤去美国的那年，是里根担任美国总统期间，那时候冷战正式结束，也是美国反战反核最高潮的时期，白宫前宽阔的大草坪边上，经常都会看到反战的游行队伍。来自各地的反战示威者们身穿统一的服装，手拿标语簇拥在广场上呼喊着反战口号，向政府施压。有一次百万人大游行就是在华盛顿举行的，景象十分壮观。
有一次张亚勤看到一位女性反战主义者，在白宫前面搭了帐篷，每天24小时就住在那儿，白天在那里静站或者静坐，晚上累了就在棚子里睡觉。在白宫前整齐宽敞的广场上，这个干干净净的小帐篷异常显眼。张亚勤每次经过的时候都会和这位女士说说话。据说，她是从1981年开始在白宫前搭建帐篷的。2002年，张亚勤再次回到华盛顿的时候看到她还在那儿，就那样静默地对峙着，到现在已经快30年了。2009年张亚勤有一次去华盛顿，她还在。
张亚勤说：“每次去华盛顿路过白宫的时候，我都会站在那里静静地看一会儿这个执著得的近乎执拗的女人，没人知道她到底是受了什么刺激会一直坚持做这样的事，但三十年如一日的精神确实非常值得钦佩。”