智東西
作者 ZeR0
編輯 漠影

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

近年來，人工智能領域博士一畢業(yè)就被聘為國內(nèi)博導的事例已不鮮見，但無出國留學經(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教職者，仍是屈指可數(shù)。

師從中國人民大學高瓴人工智能學院魏哲巍教授的王涵之，就是這樣一位佼佼者。

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(fā)表多篇高質(zhì)量論文，成功將單點PageRank、PageRank contributions、動態(tài)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(yōu)。

在校期間，她獲得過諸多學術(shù)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(qū)12人）、2024年吳玉章獎學金（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(nèi)高校計算機學科博士畢業(yè)生中評選不超過10名獲獎者，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博士學位論文激勵計劃入選者與頒獎嘉賓合影，右五為王涵之（圖源：中國計算機學會）

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任Lecturer，王涵之的科研道路似乎很順遂。

但王涵之謙遜地說，自己剛讀博士時基礎很差，英語表達錯誤頻出，論文寫作一頭霧水，對算法設計也總是摸不著頭腦；幸運的是，導師魏哲巍教授的培養(yǎng)方法非?？茖W，在導師的指導下，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)問題設計高效算法，論文入選CCF優(yōu)博

2024年夏季，烈日炎炎，王涵之作為學生代表在中國人民大學畢業(yè)典禮上發(fā)言。她提到現(xiàn)今科學技術(shù)日新月異，各領域研究范式劇烈變化，整個社會被牽引與變革。作為新時代的青年，她希望以求知初心，實干篤行，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信息學院2015級本科生、2019級直博生，師從高瓴人工智能學院魏哲巍教授。

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

博士期間，王涵之的研究目標是為傳統(tǒng)問題設計具有可擴展性的高效算法，這是大數(shù)據(jù)時代的新課題。

其方法可以簡單理解為：通過設計更好的算法，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、減少了時間消耗，屬于花小錢辦大事”。

以網(wǎng)頁搜索為例，人們在搜索引擎中查詢感興趣的內(nèi)容時，會希望立刻查到高質(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，傳統(tǒng)算法在包含100萬網(wǎng)頁的網(wǎng)絡上返回搜索結(jié)果普遍已經(jīng)需要1分鐘才能完成計算，如果不進行算法優(yōu)化，則只能通過多配置算力機器的方法加速算法運行，這樣會引發(fā)不必要的經(jīng)濟費用，也會消耗大量能源。

而王涵之的工作通過算法優(yōu)化，實現(xiàn)在10億網(wǎng)頁的網(wǎng)絡上也可以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)絡等應用領域亦有啟發(fā)意義，對算法運行效率的整體理解與優(yōu)化有助于顯著提高經(jīng)濟效益和社會效益。

王涵之的博士學位論文《大圖上隨機游走概率的高效計算》，提出了圖上隨機游走概率計算的通用范式。她設計的通用算法在應用場景中進行了實驗驗證，證明該算法的計算復雜度在常見設定下已達到理論最優(yōu)，可加速社區(qū)發(fā)現(xiàn)和圖神經(jīng)網(wǎng)絡等實際應用場景的執(zhí)行效率。這項研究成果入選了2024年CCF優(yōu)博獎項。

▲CCF優(yōu)博獲獎者名單

二、算法研究像探索世界，追求簡潔優(yōu)雅

“我的科研基礎很差，但魏老師始終非常耐心，絕不會因為我想不出問題就批評指責，也從未因為進度不佳就打擊催促。魏老師始終平和、冷靜、客觀、包容。”王涵之回憶說，在她進步的路上，魏老師的支持和鼓勵給了她很大的動力。

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算機專業(yè)必修課《算法分析與設計》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，似乎都會變得親和友善起來。

在中國人民大學，無論是本科生還是研究生，都可以在微人大上搜到各年級的完整課表。王涵之每個學期也都會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時，魏老師先讓王涵之讀幾本算法書籍打基礎，循序漸進地培養(yǎng)科研能力。當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，而是會把大問題拆分為小問題，逐步引導。

“這個過程就像在游戲中升級打怪，你并不會覺得一下子很難，每步都感覺是一項小關(guān)卡，有一點難，但努努力還是可以夠到?！蓖鹾窒淼?。

在研究過程中，她曾發(fā)現(xiàn)之前做算法推導時遺漏了一個細小步驟，導致計算復雜度的結(jié)果出錯，這項工作因此被卡住。在破解一個個分支問題后，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)表至國際理論計算機領域頂級會議STOC。

▲王涵之與導師魏哲巍教授合影（圖源：中國人民大學）

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

“魏老師常鼓勵我們要設計God-intended的算法?！彼窒碚f，God-intended算法是一個略夸張的比喻，指的是“上帝所設計的算法”，即盡可能追求簡潔優(yōu)美的算法，最好能在算法設計時覺得哪怕是上帝在解決這個問題時，其大抵也應該會這樣設計算法。

這不僅是對算法運行效率的一種追求，更是因為“最簡潔優(yōu)雅的算法往往能帶來最直觀的效益”，而反復優(yōu)化算法結(jié)構(gòu)的過程會不斷加深自己對問題的思考。

在她看來，這種探索世界的感覺，正是算法研究的魅力所在。每當一個琢磨很久的算法問題有了突破，她會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BARC基礎算法研究中心跟隨Mikkel Thorup教授進行一年的博后學習，以期進一步提升自己的能力。

王涵之說，Mikkel Thorup教授是算法研究領域最頂級的專家，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ξ覀冋f的最多就是‘have fun’，這份對算法研究的純粹熱情反復感染著我們?！?/p>

▲王涵之

結(jié)語：青年人才擔起傳遞算法薪火的重任

發(fā)展以深度學習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。而中國最早的數(shù)據(jù)庫教學研究，正是在中國人民大學開創(chuàng)的。如今，高速發(fā)展的人工智能相關(guān)學科正發(fā)展成人大的一枚新金字招牌，近年來密集產(chǎn)出前沿學術(shù)成果。

當前，人工智能已成為引領科技革命和產(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)、應用的突破日新月異，人工智能學科的熱度高漲，不僅有更多年輕研究員在一流人工智能實驗室擔起科研主力，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。

新一代青年學者正展現(xiàn)出超越年齡的學術(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，在算法理論和應用領域持續(xù)沉心求索，推動更多的破界創(chuàng)新。