智東西（公眾號：zhidxcom）
作者 | ZeR0
編輯 | 漠影
在(zai)博(bo)士畢業前，中國人(ren)民大學博(bo)士生王涵之(zhi)，拿(na)到了世(shi)界頂級高校墨(mo)爾(er)本(ben)大學的教職(zhi)。
近年來，人工智能領域博士一畢業就被聘為國內博導的事例已不鮮見，但無出國留學經歷、無博士后經歷、以國內博士生身份拿到海外頂尖大學教職者，仍是屈指可數。
師從中(zhong)國人民大學高(gao)瓴人工(gong)智能學院魏哲(zhe)巍教授的王涵(han)之，就是這樣一位(wei)佼佼者。
面向圖計算與近似算法研究，王涵之在KDD、SIGMOD、VLDB、PODS、STOC等會議上發表多篇高質量論文，成功將單點PageRank、PageRank contributions、動態子集采樣等多個圖分析問題的計算時間復雜度降低至理論下界，達到理論最優。
在校期間，她獲得過諸多學術殊榮：2021年百度獎學金（全球10人）、2022年微軟學者獎學金（亞太地區12人）、2024年吳玉章獎學金（全校10人），在畢業之年入選2024年“CCF優博”，成為人大歷史上第四位獲此殊榮的博士生。
CCF優博（中國計算機學會博士學位論文激勵計劃）是中國計算機學會自2006年起設立的激勵獎項，每年從國內高校計算機學科博士畢業生中評選不超過10名獲獎者，以表(biao)彰(zhang)其所(suo)做出的優秀成(cheng)果。王(wang)涵之也是2024年CCF優博中(zhong)唯一一位女生(sheng)。
▲2024CCF博士學(xue)位論(lun)文(wen)激(ji)勵計(ji)(ji)劃入(ru)選(xuan)者(zhe)與頒獎嘉(jia)賓(bin)合影，右五為王涵之（圖源：中國(guo)計(ji)(ji)算機學(xue)會）
2015年考入人大、2019年直博(bo)、2024年博(bo)士畢業后受邀加入墨爾本大學任Lecturer，王(wang)涵之的科研(yan)道路(lu)似乎很(hen)順遂。
但王(wang)涵之謙遜地說，自(zi)己(ji)剛讀博士時基礎很差(cha)，英語表達錯(cuo)誤頻出，論文寫(xie)作一頭(tou)霧(wu)水，對算法設計也總是(shi)摸不著頭(tou)腦(nao)；幸運的(de)是(shi)，導師(shi)(shi)魏哲(zhe)巍(wei)教(jiao)授的(de)培養(yang)方法非常科學(xue)，在導師(shi)(shi)的(de)指導下，她逐步成長，渡過道(dao)道(dao)難關，最(zui)終交(jiao)出了一份(fen)亮眼的(de)答(da)卷。
一、為傳統問題設計高效算法，論文入選CCF優博
2024年夏季，烈(lie)日炎炎，王涵之作為(wei)學(xue)(xue)生代表在(zai)中國(guo)人(ren)民(min)大學(xue)(xue)畢業典禮上發言(yan)。她提到現今科學(xue)(xue)技術日新月異，各領域(yu)研究范式劇(ju)烈(lie)變(bian)化，整個社會(hui)被(bei)牽引(yin)與變(bian)革。作為(wei)新時代的(de)青年，她希望(wang)以(yi)求知初心，實干篤行，在(zai)追求真理的(de)道(dao)路上勇攀(pan)高(gao)峰，追逐熱(re)愛(ai)、奔赴山海。
王涵之是中國人民(min)大(da)學(xue)信息學(xue)院(yuan)2015級(ji)(ji)本科生、2019級(ji)(ji)直博(bo)生，師從(cong)高瓴人工智能(neng)學(xue)院(yuan)魏哲巍(wei)教授。
魏哲巍(wei)教授是高瓴(ling)人(ren)工智(zhi)能學(xue)院的首批(pi)老師之一(yi)，33歲破(po)格(ge)晉升為人(ren)大當年最(zui)年輕的正教授、博導，在頂級學(xue)術(shu)會議(yi)及期刊上(shang)發表論(lun)文80余(yu)篇，主持自然科學(xue)基金重點項目、科技(ji)部2030人(ren)工智(zhi)能重大項目課題。高瓴(ling)人(ren)工智(zhi)能學(xue)院在CS Ranking人(ren)工智(zhi)能方向排名世界第七。
博士(shi)期(qi)間，王涵之的研究目標是(shi)為傳統問題(ti)設計具有可擴展性的高(gao)效算法，這是(shi)大數據(ju)時代(dai)的新課題(ti)。
其方法(fa)可(ke)以簡單理解為(wei)：通過設計更好的算(suan)法(fa)，使得原問題可(ke)以在更大的數據集上被更快更好地解決(jue)。“這樣既解決(jue)了(le)問題，又節約了(le)算(suan)力成本、減少了(le)時間消耗，屬于花小錢辦(ban)大事”。
以(yi)(yi)網(wang)頁搜索(suo)為(wei)例，人們在(zai)搜索(suo)引擎中查詢(xun)感興趣的(de)內容(rong)時，會希(xi)望(wang)立刻查到高質量網(wang)頁。但是互聯網(wang)上的(de)網(wang)頁規模以(yi)(yi)十億、百億計，傳統算法在(zai)包含100萬網(wang)頁的(de)網(wang)絡上返回搜索(suo)結(jie)果(guo)普遍已經需要1分鐘才能完成(cheng)計算，如果(guo)不進行算法優(you)化，則只能通過多配置算力(li)機(ji)器的(de)方法加速(su)算法運行，這樣會引發不必要的(de)經濟(ji)費用，也會消耗大量能源。
而王涵之的(de)工作通過算法(fa)優化，實現在10億網頁的(de)網絡上也可以1秒鐘(zhong)得到搜索(suo)結果，且保(bao)證搜索(suo)質量不變或(huo)更高(gao)。這(zhe)一思(si)路在圖神經網絡等應用領域亦有啟發意義，對算法(fa)運行(xing)效率的(de)整體(ti)理解與(yu)優化有助于(yu)顯著(zhu)提高(gao)經濟(ji)效益和(he)社會效益。
王涵之的博(bo)士(shi)學位論文《大圖上隨機游(you)走(zou)(zou)概率(lv)的高效計算(suan)》，提出了圖上隨機游(you)走(zou)(zou)概率(lv)計算(suan)的通用(yong)范式。她(ta)設計的通用(yong)算(suan)法(fa)在應(ying)用(yong)場(chang)景中進行(xing)了實驗(yan)(yan)驗(yan)(yan)證(zheng)，證(zheng)明該算(suan)法(fa)的計算(suan)復雜度在常見(jian)設定下已達到(dao)理(li)論最優(you)，可加速社(she)區發(fa)現和圖神經(jing)網絡等實際應(ying)用(yong)場(chang)景的執行(xing)效率(lv)。這(zhe)項研究成(cheng)果(guo)入選(xuan)了2024年CCF優(you)博(bo)獎項。
▲CCF優博(bo)獲(huo)獎(jiang)者名單
二、算法研究像探索世界，追求簡潔優雅
“我(wo)的(de)科研基礎(chu)很(hen)(hen)差(cha)，但(dan)魏老(lao)師始(shi)終(zhong)非(fei)常耐心，絕(jue)不(bu)(bu)會(hui)因為(wei)我(wo)想不(bu)(bu)出問題就批評指責(ze)，也從未因為(wei)進度(du)不(bu)(bu)佳就打(da)擊催(cui)促。魏老(lao)師始(shi)終(zhong)平和、冷(leng)靜、客(ke)觀、包容。”王涵(han)之(zhi)回憶說，在(zai)她進步(bu)的(de)路上(shang)，魏老(lao)師的(de)支持(chi)和鼓勵給了她很(hen)(hen)大的(de)動力。
王涵之(zhi)初與算法(fa)研究結緣，是在一堂由(you)魏哲巍(wei)教授主講的(de)大三計算機(ji)專(zhuan)業必修(xiu)課《算法(fa)分析與設計》上。無論是多么晦澀難懂的(de)概念和(he)艱深抽象的(de)名詞(ci)，經過魏老師深入淺出地(di)講解后，似(si)乎都會(hui)變得親和(he)友善(shan)起來。
在中國人民大學，無(wu)論是本科生還是研究生，都可(ke)以在微(wei)人大上搜到各(ge)年級的(de)完整(zheng)課表。王(wang)涵之每(mei)個學期也都會去(qu)旁(pang)聽她(ta)感興趣的(de)課程，接收(shou)不同方(fang)向的(de)思維灌輸。
博士剛入學時(shi)，魏老師先讓王涵之讀幾本算法書籍打基(ji)礎，循(xun)序(xu)漸進地培養(yang)科研能(neng)力。當她遇到想不清楚的算法問題(ti)，魏老師很少直接講(jiang)授解決思路，而是會把大問題(ti)拆(chai)分(fen)為小(xiao)問題(ti)，逐步引導。
“這個過程就像在游戲中升級打怪(guai)，你并不會覺(jue)得一(yi)下(xia)子(zi)很難(nan)，每步都感覺(jue)是(shi)一(yi)項(xiang)小(xiao)關卡，有一(yi)點難(nan)，但努努力還是(shi)可(ke)以夠(gou)到。”王涵(han)之分(fen)享道。
在(zai)研究(jiu)過程(cheng)中，她(ta)曾發現之前做算(suan)(suan)法推導時遺漏了(le)一個(ge)細小(xiao)步(bu)驟，導致計算(suan)(suan)復雜度的結果出錯，這項工作(zuo)因此被卡(ka)住。在(zai)破解一個(ge)個(ge)分支問題后，王涵之起(qi)初遇到瓶(ping)頸(jing)的大(da)問題最終取得突(tu)破。她(ta)的研究(jiu)成果發表至國際理論(lun)計算(suan)(suan)機領域頂(ding)級會議STOC。
▲王涵之與(yu)導師魏哲巍(wei)教授合(he)影（圖源(yuan)：中國人民(min)大(da)學）
每(mei)當聊到與導師(shi)交流、思(si)考研(yan)究方向、攻克理論難(nan)題等各種(zhong)科(ke)研(yan)經歷時，王(wang)涵之總會流露出一股(gu)熱情(qing)昂揚的(de)勁(jing)頭。
“魏老師常鼓勵我們要(yao)設計(ji)(ji)God-intended的(de)算(suan)法(fa)(fa)。”她分享說，God-intended算(suan)法(fa)(fa)是一個(ge)略夸張的(de)比(bi)喻，指(zhi)的(de)是“上帝(di)所設計(ji)(ji)的(de)算(suan)法(fa)(fa)”，即盡可能(neng)追求簡潔優美的(de)算(suan)法(fa)(fa)，最好能(neng)在算(suan)法(fa)(fa)設計(ji)(ji)時覺得哪怕是上帝(di)在解決(jue)這個(ge)問題時，其大抵也應(ying)該會這樣設計(ji)(ji)算(suan)法(fa)(fa)。
這(zhe)不僅(jin)是對算(suan)法(fa)運(yun)行效率的一(yi)種追求(qiu)，更(geng)是因為“最簡(jian)潔優雅的算(suan)法(fa)往往能帶來最直觀的效益”，而反(fan)復優化算(suan)法(fa)結構的過程會不斷加(jia)深自己對問題的思(si)考。
在她看(kan)來，這種(zhong)探索世界的(de)感覺，正是算法(fa)研究(jiu)的(de)魅力(li)所(suo)在。每當一個琢(zhuo)磨(mo)很(hen)久的(de)算法(fa)問題(ti)有(you)了突破，她會收獲一種(zhong)撥云見日的(de)快感，就像在一條走(zou)了100遍的(de)路上突然發現了金礦(kuang)。
這份研究(jiu)熱情，驅使她在(zai)博后(hou)畢業拿到墨爾本大學的教(jiao)職(zhi)后(hou)，并沒有選(xuan)擇立刻(ke)入職(zhi)，而是決定(ding)先前往丹麥哥本哈(ha)根大學BARC基礎算法研究(jiu)中(zhong)心跟隨Mikkel Thorup教(jiao)授進行一年的博后(hou)學習(xi)，以期進一步提(ti)升(sheng)自己(ji)的能(neng)力(li)。
王涵之說，Mikkel Thorup教授是算(suan)法研究領域最頂級的(de)專家，似乎總(zong)能一眼看透問題的(de)本(ben)質，和他在(zai)一起工作總(zong)會被(bei)他奇妙的(de)想法所震驚(jing)，感(gan)覺每天都(dou)在(zai)經歷柳暗花明的(de)過程。“他對(dui)(dui)我們說的(de)最多(duo)就(jiu)是‘have fun’，這(zhe)份對(dui)(dui)算(suan)法研究的(de)純粹(cui)熱情反(fan)復感(gan)染著我們。”
▲王涵之
結語：青年人才擔起傳遞算法薪火的重任
發(fa)(fa)展以(yi)深(shen)度學習為重心的(de)人(ren)(ren)(ren)工(gong)(gong)智(zhi)能(neng)技術(shu)，離(li)不開海量高質量數據的(de)驅動。而中(zhong)國最早的(de)數據庫教學研究，正是(shi)在中(zhong)國人(ren)(ren)(ren)民大(da)學開創(chuang)的(de)。如(ru)今，高速發(fa)(fa)展的(de)人(ren)(ren)(ren)工(gong)(gong)智(zhi)能(neng)相關學科正發(fa)(fa)展成(cheng)人(ren)(ren)(ren)大(da)的(de)一枚新金字招牌，近年來密集產出前沿學術(shu)成(cheng)果。
當(dang)前，人工(gong)智能已(yi)成為引(yin)領(ling)科(ke)技革命和產業變革的戰略性技術(shu)，正在重構全(quan)球創新版圖(tu)。隨著相關理論(lun)、技術(shu)、應用(yong)的突(tu)破日新月異，人工(gong)智能學科(ke)的熱度(du)高漲，不僅有(you)更多年輕研究員(yuan)在一流人工(gong)智能實驗室擔起科(ke)研主力，還有(you)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多的優秀(xiu)青年人才走上(shang)傳遞(di)薪火(huo)的教(jiao)職崗位。
新(xin)一代青年學者正展現出(chu)超越年齡的(de)學術天賦和定力，以更(geng)開(kai)闊的(de)視野(ye)、探索未知的(de)熱忱、長期主(zhu)義的(de)精神，在算法理(li)論和應(ying)用領域持續沉(chen)心求索，推動更(geng)多的(de)破(po)界創新(xin)。
