智東西
作者 ZeR0
編輯 漠影

在博士畢業(yè)前，中國人民大學(xué)博士生王涵之，拿到了世界頂級(jí)高校墨爾本大學(xué)的教職。

近年來，人工智能領(lǐng)域博士一畢業(yè)就被聘為國內(nèi)博導(dǎo)的事例已不鮮見，但無出國留學(xué)經(jīng)歷、無博士后經(jīng)歷、以國內(nèi)博士生身份拿到海外頂尖大學(xué)教職者，仍是屈指可數(shù)。

師從中國人民大學(xué)高瓴人工智能學(xué)院魏哲巍教授的王涵之，就是這樣一位佼佼者。

面向圖計(jì)算與近似算法研究，王涵之在KDD、SIGMOD、VLDB、PODS、STOC等會(huì)議上發(fā)表多篇高質(zhì)量論文，成功將單點(diǎn)PageRank、PageRank contributions、動(dòng)態(tài)子集采樣等多個(gè)圖分析問題的計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度降低至理論下界，達(dá)到理論最優(yōu)。

在校期間，她獲得過諸多學(xué)術(shù)殊榮：2021年百度獎(jiǎng)學(xué)金（全球10人）、2022年微軟學(xué)者獎(jiǎng)學(xué)金（亞太地區(qū)12人）、2024年吳玉章獎(jiǎng)學(xué)金（全校10人），在畢業(yè)之年入選2024年“CCF優(yōu)博”，成為人大歷史上第四位獲此殊榮的博士生。

CCF優(yōu)博（中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)博士學(xué)位論文激勵(lì)計(jì)劃）是中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)自2006年起設(shè)立的激勵(lì)獎(jiǎng)項(xiàng)，每年從國內(nèi)高校計(jì)算機(jī)學(xué)科博士畢業(yè)生中評(píng)選不超過10名獲獎(jiǎng)?wù)?/strong>，以表彰其所做出的優(yōu)秀成果。王涵之也是2024年CCF優(yōu)博中唯一一位女生。

▲2024CCF博士學(xué)位論文激勵(lì)計(jì)劃入選者與頒獎(jiǎng)嘉賓合影，右五為王涵之（圖源：中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)）

2015年考入人大、2019年直博、2024年博士畢業(yè)后受邀加入墨爾本大學(xué)任Lecturer，王涵之的科研道路似乎很順?biāo)臁?/p>

但王涵之謙遜地說，自己剛讀博士時(shí)基礎(chǔ)很差，英語表達(dá)錯(cuò)誤頻出，論文寫作一頭霧水，對(duì)算法設(shè)計(jì)也總是摸不著頭腦；幸運(yùn)的是，導(dǎo)師魏哲巍教授的培養(yǎng)方法非?？茖W(xué)，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，她逐步成長，渡過道道難關(guān)，最終交出了一份亮眼的答卷。

一、為傳統(tǒng)問題設(shè)計(jì)高效算法，論文入選CCF優(yōu)博

2024年夏季，烈日炎炎，王涵之作為學(xué)生代表在中國人民大學(xué)畢業(yè)典禮上發(fā)言。她提到現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)日新月異，各領(lǐng)域研究范式劇烈變化，整個(gè)社會(huì)被牽引與變革。作為新時(shí)代的青年，她希望以求知初心，實(shí)干篤行，在追求真理的道路上勇攀高峰，追逐熱愛、奔赴山海。

王涵之是中國人民大學(xué)信息學(xué)院2015級(jí)本科生、2019級(jí)直博生，師從高瓴人工智能學(xué)院魏哲巍教授。

魏哲巍教授是高瓴人工智能學(xué)院的首批老師之一，33歲破格晉升為人大當(dāng)年最年輕的正教授、博導(dǎo)，在頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議及期刊上發(fā)表論文80余篇，主持自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部2030人工智能重大項(xiàng)目課題。高瓴人工智能學(xué)院在CS Ranking人工智能方向排名世界第七。

博士期間，王涵之的研究目標(biāo)是為傳統(tǒng)問題設(shè)計(jì)具有可擴(kuò)展性的高效算法，這是大數(shù)據(jù)時(shí)代的新課題。

其方法可以簡(jiǎn)單理解為：通過設(shè)計(jì)更好的算法，使得原問題可以在更大的數(shù)據(jù)集上被更快更好地解決?！斑@樣既解決了問題，又節(jié)約了算力成本、減少了時(shí)間消耗，屬于花小錢辦大事”。

以網(wǎng)頁搜索為例，人們?cè)谒阉饕嬷胁樵兏信d趣的內(nèi)容時(shí)，會(huì)希望立刻查到高質(zhì)量網(wǎng)頁。但是互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)頁規(guī)模以十億、百億計(jì)，傳統(tǒng)算法在包含100萬網(wǎng)頁的網(wǎng)絡(luò)上返回搜索結(jié)果普遍已經(jīng)需要1分鐘才能完成計(jì)算，如果不進(jìn)行算法優(yōu)化，則只能通過多配置算力機(jī)器的方法加速算法運(yùn)行，這樣會(huì)引發(fā)不必要的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，也會(huì)消耗大量能源。

而王涵之的工作通過算法優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)在10億網(wǎng)頁的網(wǎng)絡(luò)上也可以1秒鐘得到搜索結(jié)果，且保證搜索質(zhì)量不變或更高。這一思路在圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用領(lǐng)域亦有啟發(fā)意義，對(duì)算法運(yùn)行效率的整體理解與優(yōu)化有助于顯著提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

王涵之的博士學(xué)位論文《大圖上隨機(jī)游走概率的高效計(jì)算》，提出了圖上隨機(jī)游走概率計(jì)算的通用范式。她設(shè)計(jì)的通用算法在應(yīng)用場(chǎng)景中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明該算法的計(jì)算復(fù)雜度在常見設(shè)定下已達(dá)到理論最優(yōu)，可加速社區(qū)發(fā)現(xiàn)和圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的執(zhí)行效率。這項(xiàng)研究成果入選了2024年CCF優(yōu)博獎(jiǎng)項(xiàng)。

▲CCF優(yōu)博獲獎(jiǎng)?wù)呙麊?br/>

二、算法研究像探索世界，追求簡(jiǎn)潔優(yōu)雅

“我的科研基礎(chǔ)很差，但魏老師始終非常耐心，絕不會(huì)因?yàn)槲蚁氩怀鰡栴}就批評(píng)指責(zé)，也從未因?yàn)檫M(jìn)度不佳就打擊催促。魏老師始終平和、冷靜、客觀、包容。”王涵之回憶說，在她進(jìn)步的路上，魏老師的支持和鼓勵(lì)給了她很大的動(dòng)力。

王涵之初與算法研究結(jié)緣，是在一堂由魏哲巍教授主講的大三計(jì)算機(jī)專業(yè)必修課《算法分析與設(shè)計(jì)》上。無論是多么晦澀難懂的概念和艱深抽象的名詞，經(jīng)過魏老師深入淺出地講解后，似乎都會(huì)變得親和友善起來。

在中國人民大學(xué)，無論是本科生還是研究生，都可以在微人大上搜到各年級(jí)的完整課表。王涵之每個(gè)學(xué)期也都會(huì)去旁聽她感興趣的課程，接收不同方向的思維灌輸。

博士剛?cè)雽W(xué)時(shí)，魏老師先讓王涵之讀幾本算法書籍打基礎(chǔ)，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)科研能力。當(dāng)她遇到想不清楚的算法問題，魏老師很少直接講授解決思路，而是會(huì)把大問題拆分為小問題，逐步引導(dǎo)。

“這個(gè)過程就像在游戲中升級(jí)打怪，你并不會(huì)覺得一下子很難，每步都感覺是一項(xiàng)小關(guān)卡，有一點(diǎn)難，但努努力還是可以夠到?！蓖鹾窒淼馈?/p>

在研究過程中，她曾發(fā)現(xiàn)之前做算法推導(dǎo)時(shí)遺漏了一個(gè)細(xì)小步驟，導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜度的結(jié)果出錯(cuò)，這項(xiàng)工作因此被卡住。在破解一個(gè)個(gè)分支問題后，王涵之起初遇到瓶頸的大問題最終取得突破。她的研究成果發(fā)表至國際理論計(jì)算機(jī)領(lǐng)域頂級(jí)會(huì)議STOC。

▲王涵之與導(dǎo)師魏哲巍教授合影（圖源：中國人民大學(xué)）

每當(dāng)聊到與導(dǎo)師交流、思考研究方向、攻克理論難題等各種科研經(jīng)歷時(shí)，王涵之總會(huì)流露出一股熱情昂揚(yáng)的勁頭。

“魏老師常鼓勵(lì)我們要設(shè)計(jì)God-intended的算法?！彼窒碚f，God-intended算法是一個(gè)略夸張的比喻，指的是“上帝所設(shè)計(jì)的算法”，即盡可能追求簡(jiǎn)潔優(yōu)美的算法，最好能在算法設(shè)計(jì)時(shí)覺得哪怕是上帝在解決這個(gè)問題時(shí)，其大抵也應(yīng)該會(huì)這樣設(shè)計(jì)算法。

這不僅是對(duì)算法運(yùn)行效率的一種追求，更是因?yàn)椤白詈?jiǎn)潔優(yōu)雅的算法往往能帶來最直觀的效益”，而反復(fù)優(yōu)化算法結(jié)構(gòu)的過程會(huì)不斷加深自己對(duì)問題的思考。

在她看來，這種探索世界的感覺，正是算法研究的魅力所在。每當(dāng)一個(gè)琢磨很久的算法問題有了突破，她會(huì)收獲一種撥云見日的快感，就像在一條走了100遍的路上突然發(fā)現(xiàn)了金礦。

這份研究熱情，驅(qū)使她在博后畢業(yè)拿到墨爾本大學(xué)的教職后，并沒有選擇立刻入職，而是決定先前往丹麥哥本哈根大學(xué)BARC基礎(chǔ)算法研究中心跟隨Mikkel Thorup教授進(jìn)行一年的博后學(xué)習(xí)，以期進(jìn)一步提升自己的能力。

王涵之說，Mikkel Thorup教授是算法研究領(lǐng)域最頂級(jí)的專家，似乎總能一眼看透問題的本質(zhì)，和他在一起工作總會(huì)被他奇妙的想法所震驚，感覺每天都在經(jīng)歷柳暗花明的過程?！八麑?duì)我們說的最多就是‘have fun’，這份對(duì)算法研究的純粹熱情反復(fù)感染著我們。”

▲王涵之

結(jié)語：青年人才擔(dān)起傳遞算法薪火的重任

發(fā)展以深度學(xué)習(xí)為重心的人工智能技術(shù)，離不開海量高質(zhì)量數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)。而中國最早的數(shù)據(jù)庫教學(xué)研究，正是在中國人民大學(xué)開創(chuàng)的。如今，高速發(fā)展的人工智能相關(guān)學(xué)科正發(fā)展成人大的一枚新金字招牌，近年來密集產(chǎn)出前沿學(xué)術(shù)成果。

當(dāng)前，人工智能已成為引領(lǐng)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術(shù)，正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖。隨著相關(guān)理論、技術(shù)、應(yīng)用的突破日新月異，人工智能學(xué)科的熱度高漲，不僅有更多年輕研究員在一流人工智能實(shí)驗(yàn)室擔(dān)起科研主力，還有越來越多的優(yōu)秀青年人才走上傳遞薪火的教職崗位。

新一代青年學(xué)者正展現(xiàn)出超越年齡的學(xué)術(shù)天賦和定力，以更開闊的視野、探索未知的熱忱、長期主義的精神，在算法理論和應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)沉心求索，推動(dòng)更多的破界創(chuàng)新。