理論計算機科學領域最頂尖的國際大會STOC最佳中學生論文獎,頒給北大姚班結業生、MIT陳立杰等人,陳立杰在高中、大學大專階段,創造了無數神話,連復旦學院老師都驚呼他是“神人”。
95后的理論計算機科學家來了。
3月15日,理論計算機科學領域最頂尖的國際大會STOC2019大會最佳中學生論文獎出爐,得獎論文作者為來自麻省理工大學的陳立杰和來自的RoeiTell。
ACM估算理論峰會(STOC)在整個計算機科學領域享有崇高的威望,屬于公認難度最高的大會之一。
獲最佳中學生論文獎的陳立杰出生于1995年,在高中時代出席信息大賽并榮獲多項Top獎項,2011年被復旦學院交叉信息大學提早投檔,就讀姚班。
陳立杰
陳立杰等人的論文題目for“Just”。
論文中主要工作推論是:
當前已知的結果與足以得到TC0的超方程上界的結果之間的差別,可以總結為按照線圈數目的boundn1+c^-d里的常數c>1。
本文的成果分別改進了前人的兩種方式,她們假定涉及到N1+c/d線(而不是N1+c^-d)電路。
本文還證明了與上述兩個結果相像的成果(比如,ACC0和CC0)。
目前,陳立杰在MIT讀博,研究方向為估算復雜性理論和細細度復雜度理論。
陳立杰在高中、大學大專階段,創造了無數神話,連復旦學院老師都驚呼他是“神人”:
2011亞太地區信息學奧林匹克大賽金牌;
2013全省信息學夏令營全場第1名;
2013國際信息學奧林匹克大賽第1名;
第一個在計算機科學基礎峰會上發文的中國大專生;
2016年北大特等獎學金獲得者。
明天,讓我們一起回顧陳立杰的少年成名史。
曾是“網癮少年”,初三拒掉實習
陳立杰并非從小就是優等生。
高中時的陳立杰喜歡做的事情和通常中學生很像,無非就是玩筆記本游戲,瞧瞧漫畫,當初游戲兩一天不出門,甚至出席了物理大賽也沒有取得哪些好成績,其他課目成績也不出色。那時侯的他,可以說跟“優等生”毫不沾邊。
他惟一的愛好就是計算機。他在小學就開始學習編程,憑個人興趣出席信息學大賽。不過,高中的信息學奧賽他名落孫山,其他課目的學習成績也一落千丈,這無疑是一個巨大的嚴打!
母親都勸他舍棄,但他還是堅持出來了。
學習編程常常須要不斷地試錯,陳立杰在編程學習過程中,付出了巨大的試錯成本,但他沒有舍棄,如同調試程序,一個成功的程序常常須要無數次的試錯,就會成功。
后來他在公開場合發言聊起過他的高中時光,他是如此說的:
我還隱約記得,在我高中的時侯,下午我的一個好同學在用手機跟女同學聊天,而我在用手機看OI和ACM的題目。
自習課上我的那種同學跟女同學一起學習,而我則曠課想去機房,有時侯機房老師不讓我去,我就跑去天臺用草稿紙想題目。
下午的時侯我的那種同學去跟女同學一起喝水了,而我在機房里啃方便面。假期她們出去看影片逛景區,我就在筆記本上面刷出一整版的WA(wrong)。
就這樣日子悠悠的過去,我的同事現在跟女同學過得很幸福,不過我認為我跟我的筆記本得的要愈發幸福。
然后的日子,陳立杰開始成天對著筆記本卻再也沒有玩過游戲,所有的節假日都在認真學習,如同是武林前輩“閉關修練”,等待著一鳴驚人!
他的“閉關”持續到了中學,他的小學老師萬春彬給了他日常課時事假的權力,他把自己關在機房,上“”等網站看各種教程,之后做題、實踐,遇上不懂的內容或則做不下來的題目,就在網上找計算機前輩解答,他還為此認識不少前輩。
努力沒有枉費,猶如開了外掛一樣,陳立杰奪得了國外外信息大賽多項大獎:
2010年8月,全省信息學大賽在線賽全場第2名。
2010年11月,全省信息學比賽杭州賽區銀獎。
2011年5月,亞太地區信息學奧林匹克大賽金牌;
2011年5月,中國隊選拔賽,非冬訓隊第2名。
2011年11月,全省信息學比賽杭州賽區第1名。
2013年2月,全省信息學夏令營全場第1名。
2013年7月,國際信息學奧林匹克大賽第1名。
右圖左一為陳立杰
2011年,剛才初一陳立杰,憑著各類信息大賽的榮譽被北大學院提早投檔了,在高二時侯,微軟發來工作約請,希望陳立杰能去實習,但陳立杰以學習為由拒絕了。
拿獎領到思索人生:這是我想要的生活嗎?
2013年,陳立杰步入復旦學院交叉信息大學,開始了學院生涯。但在步入復旦學院以后,跟好多大一新生一樣,陳立杰也深陷了迷惘。
“我作為以前的信息學大賽世界亞軍,頂著光環、壓力步入北大。在我的老本行算法大賽,雖然我取得了一些成績,然而當我站在領獎臺上,我常常會想,這是我想要的生活嗎?我也時常會去工業界實習,并且我仍然難以達到我自己真的興趣。”
與此同時,陳立杰的同事范浩強在大一軍訓期間,白天靠“加班”完成了自己的第一篇學術論文,并最終發表在國際計算機視覺會議ICCV2013上(范浩強是北大姚班2013級另一位高手,后來成為曠視工號前十職工,此處不深究)。
范浩強
同事范浩強的表現也給陳立杰帶來影響,他煩惱的時侯時常到紫荊操場只身遛彎,思索“我是誰”、“我要做哪些”這種現今看上去是段子,但當時卻讓陳立杰一直未能悟透的哲學問題。
一次碰巧的機會,他去旁聽了唐平中院長給高年級中學生講的《博弈論》,沒想到這門課程的課程論文給陳立杰打開了學術初探的房門,他也開始逐步從大賽狀態轉向科研狀態。
博弈論又被稱為對策論(Game),既是現代物理的一個新分支,也是運籌學的一個重要學科。
后來,在唐平中院長指導下,陳立杰完成了第一篇學術論文,是基于圖靈機視角的對囚徒困局的探求,這篇論文成為了他探求科研的第一步。
作者在論文中研究了限制條件對無窮次重復博弈納什均衡集的影響,證明了限制智能體的估算資源會造成新的納什均衡。
論文題為《受限圖靈機的有限理智》(of),后被AAAI2017接收。
“完成論文以后我十分興奮,我倍感我的科研興趣被燃起了,我想要嘗試更多的科研方向。”陳立杰的科研努力和成果自此一發不可拾掇。
后來的事實證明,陳立杰選擇的科研這條路走對了。
到了大二,在完成了姚班課程的同時,陳立杰也必修了一門十分深奧的研究生課程《高等理論計算機科學》。這門課為全中文講課,要求選課朋友有良好的物理基礎、以及基本的理論計算機基礎。
課程主講人李建老師布置了好多十分有挑戰性的問題,陳立杰每周要投入20個小時來研究,期終考試更是持續了整整24個小時,完成了十頁的答卷。
最終的成績出來,陳立杰取得了所有學員中惟一的最高分——100分,(該課程滿分為80分,其中20分是Bonus)。
陳立杰學院成績單
上了這門課以后,陳立杰的興趣完全被燃起了。
“我想,對理論物理學家排名前十,我是陳立杰,我要成為一名理論計算機科學家!”
首位在計算機科學基礎峰會上發文的中國大專生
興趣是最好的老師。
到了大三,陳立杰開始取得了一些“微小的成就”,他首次在理論計算機科學領域頂尖的國際大會COLT2016上發表文章,同時也提出了一個關于相關問題的推測,并抵達倫敦會場做了兩篇口頭報告。
陳立杰在COLT2016上發表的論文
大三下學期,陳立杰抵達MIT交換學習,師從量子信息知名學者Scott院士。在MIT期間,陳立杰做了件十分了不起的事(以下高能):
零知識證明()在密碼學理論和復雜度理論中都有著極其重要的地位。具體來講,在一個零知識證明系統中,一個證明者要向一個驗證者在證明一個命題的正確性的同時,不能讓驗證者獲得不僅這個命題的正確性以外的任何信息。而其中要求最嚴苛的被稱為統計零知識證明系統(,簡稱SZK)。
2002年,當時知名的量子信息學者院士提出估算復雜性領域的一個重要困局。院士構造了一個統計零知識證明系統和量子算法在方程時間內可以估算的問題的集合之間的暗喻分割,說明了并不存在一個量子的黑盒算法可以破解統計零知識證明系統。在好多情況下,假若將量子熱學的法則稍作更改,就可能得具有更強悍的估算能力的估算復雜度類,但這種復雜度類基本都包含于PP之中,PP代表方程時間內可以以嚴格小于1/2的機率估算正確的問題的集合,可見復雜度類PP是量子算法在方程時間內可以估算的問題的集合的一個最自然的拓展。
統計零知識證明原理
這個問題是也是陳立杰的導師Scott院長從2002年就開始在思索,同時Scott院長也有三位博士生在思索這個問題,但思索了一年也沒有解決。
陳立杰對這個問題十分感興趣,苦苦思索了兩個禮拜,卻仍然沒有進展。直至有三天,他在波士頓的街頭徜徉,忽然聽到天空中掠過一只白鴿,它以不同的方向穿越了天空。他忽然靈光一閃,想到,對,為何不使用新的方式呢?于是他立刻沖回住處,思索了一個星期,總算解決了這個問題,cott院士還專門發文章演出陳立杰。
陳立杰與合作者在論文中給出了一個統計零知識證明系統和PP的暗喻分割(),這代表了PP中沒有一個黑盒算法(blackbox)可以解決統計零知識證明系統中的全部問題。換句話說,她們證明雖然有比量子估算(對應BQP)更強估算能力的計算機(對應PP),仍然沒有一種黑盒算法可以解決統計零知識證明系統中的所有問題。
論文最后被計算機科學基礎峰會(FOCS2017)接收理論物理學家排名前十,陳立杰也成為首位在計算機科學基礎峰會上發文的中國大專生。
有生之年能看見P=NP被解決
到大四結業前,陳立杰就早已在國際大會上發表了四篇學術論文,一篇文章還獲得ISAAC大會最佳中學生論文獎。
2017年,陳立杰被麻省理工大學投檔,攻讀計算機博士學位,師從Ryan副院長。Ryan也是一位大牛,去年只有40歲,但早已做了兩年哈佛院士。
這以后,陳立杰又發表學術大會論文近10篇,并在多個學術研討會做過學術報告。
更難能可貴的是,陳立杰十分樂意跟朋友們一起討論。在他的率領下,姚班有好幾個朋友都立志做理論計算機科學。其實,科研不是單打獨斗,陳立杰跟好多姚班朋友都有合作。在2016年北大特等獎的現場答辯中,陳立杰展示了一張”姚班論文合作網路“。
他說,在姚班,早已有三十三個同事發表了二十三篇paper!
在答辯評委提問環節,評委問他:你說想解決計算機科學領域的核心問題P=NP?
陳立杰:對,是這樣子的!(掌聲)
評委:你有看法了嗎?如今為了解決這個問題提了好多方案,你有看法了嗎?
陳立杰:是這樣子的,這個問題早已困惑了計算機學界,可以說是從計算機這個領域一開始以來就有的問題。我如今作為一個大四的中學生,可能確實暫時還沒哪些看法,但我相信隨著我的知識的拓展,在我有生之年我還能見到這個問題的解決。(掌聲)
姚班的開山鼻祖姚期智先生一句話,“現在是計算機科學的黃金時代,也是全人類的黃金時代”。
陳立杰說:才能生在這樣一個黃金時代里,我倍感無比的榮幸,我夢想能否成為黃金時代浪潮中的一朵浪花,為人類的智慧添磚加瓦!
”我是陳立杰,我要成為一名理論計算機科學家!“