姚班學(xué)霸陳立杰：16歲保送清華，18歲拿下IOI世界冠軍，現(xiàn)摘得FOCS 2019最佳學(xué)生論文

郭一璞 安妮 發(fā)自 凹非寺

量子位 出品 | 公眾號 QbitAI

今年的理論計算機頂會FOCS，一位來自浙江湖州的小哥哥一口氣中了3篇論文，還拿下了最佳學(xué)生論文獎。

而且這不是偶然神跡，類似操作，對他已是稀疏平常。

雖然今年只有24歲，但他在計算機領(lǐng)域已經(jīng)是閃閃發(fā)光的明星：

16歲，拿下全國青少年奧林匹克競賽（NOI）的金牌，保送清華；

18歲，以世界第一名的成績摘下國際信息學(xué)奧林匹克競賽（IOI）金牌，一戰(zhàn)成名，進入清華姚期智班；

21歲，從尖子生云集的清華再次脫穎而出，成為2016年十位清華特等獎學(xué)金獲獎?wù)咧唬?/p>

24歲，拿下理論計算機科學(xué)領(lǐng)域最頂級會議STOC 2019 DannyLewin最佳學(xué)生論文獎，名聲大振；

在最近第60屆IEEE計算機科學(xué)基礎(chǔ)年度研討會（FOCS 2019）上，他不僅一口氣發(fā)表了3篇論文，還獲得了最佳學(xué)生論文獎。

他正是MIT博士生、清華特獎，姚班學(xué)霸陳立杰。

而這位一路閃光、名聲響徹科研圈的清華大神，遠不止獲獎這么簡單。

大神獲獎

在計算機科學(xué)圈，F(xiàn)OCS頂會是出了名的難搞定。

作為中國計算機學(xué)會（CCF）推薦的計算機科學(xué)理論方向認可的A類會議，與SODA、CAV、STOC、LICS四個頂會并列齊名，F(xiàn)OCS是最受認可的一批高含金量會議。

深度學(xué)習大神、現(xiàn)亞馬遜AI主任科學(xué)家李沐，此前也是FOCS的獲獎?wù)摺?/p>

在知乎的討論中，不少科研工作者覺得FOCS只能仰望。有說逼格高的：

有說難度大的：

就在這樣的會議上，陳立杰不僅包攬最佳學(xué)生論文，而且還中了三篇。

其中一篇最佳學(xué)生論文，Efficient Construction of Rigid Matrices Using an NP Oracle，是陳立杰與MIT博士、哈佛大學(xué)博士后Josh Alman合作的。

△ 這篇論文不帶參考文獻長29頁，全是這種畫風

他向我們解釋說，這篇是用一些比較新的技術(shù)，在一個復(fù)雜度領(lǐng)域的著名的構(gòu)造rigid matrices的問題上，取得了一些進展。

論文Non-deterministic Quasi-Polynomial Time is Average-case Hard for ACC Circuits，陳立杰單槍匹馬拿下一篇接收論文，這兩篇論文在電路復(fù)雜性的方向上取得了一些進展。

論文Hardness Magnification for all Sparse NP Languages，合作者一位是陳立杰在清華的師弟金策，另一位是他的導(dǎo)師Ryan Williams，這篇論文研究了最近在理論界比較受人關(guān)注的Hardness Magnification現(xiàn)象的一些新的拓展。

在計算機研究圈里有這樣一種觀點，計算機科學(xué)理論方向比其他研究更需要扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，研究難度更大；并且，領(lǐng)域內(nèi)可選擇投稿的頂會數(shù)量少，接收成本高。

但對于陳立杰來說，“連中三元”打破了這一魔咒，完成一個看似不可能的任務(wù)。

這不是陳立杰第一次獲得最佳學(xué)生論文獎，甚至半年前的3月，他還攬下了ACM 計算理論年會（STOC）的最佳學(xué)生論文。

而且更令人佩服的是，這還是一名95年出生、今年剛滿24歲的年輕人所為。

但這樣的天才少年，并非一開始就展現(xiàn)了其實力。此前成績平平的陳立杰，還被一度當成了網(wǎng)癮少年。

細數(shù)這其中的故事，可謂“逆風翻盤”之路。

曾經(jīng)的“網(wǎng)癮少年”

這個被稱一同參加競賽的同學(xué)稱為“傳說”和“偶像”的天才少年，曾為了打游戲拼了一把。

之前清華官方訪談中就介紹過，陳立杰偏愛小眾節(jié)奏游戲OSU!，里面包含在線排名、多人游戲、重放交流和一個龐大的社區(qū)在內(nèi)的各種元素。

對游戲，陳立杰一度是真癡迷，甚至有過為了打游戲兩三天都沒有睡覺，而在大三下學(xué)期去MIT交換的半年中，陳立杰在完成科研任務(wù)外，沒有像其他人一樣走走看看，而是把大部分時間用于了游戲與動漫。

為了控制自己的游戲時間，他索性就把它放到了移動硬盤中，如果控制不住想玩游戲，就把硬盤給朋友。

不過就算是玩，陳立杰也不甘心做無名之輩，在后來的大學(xué)生涯中，陳立杰也是OSU!游戲世界排名前列的玩家。

而這種“無師自通”的功夫，也在他準備NOI時得以體現(xiàn)。

自小開始學(xué)習編程的陳立杰，初三決定參加NOI走競賽路。

據(jù)浙江在線報道，當時的陳立杰偏愛自學(xué)，計算機老師萬春彬交出了機房鑰匙，班主任曾濤特批日?？梢哉埣伲o陳立杰競賽提供了充分自學(xué)的可能。

但初三那次比賽，陳立杰還是名落孫山。因為耽誤了大量其他科目的學(xué)習時間，連父母都曾勸他放棄。

在之后回顧這場一個人的戰(zhàn)斗時，陳立杰卻淡定許多，坦言自己也曾想過放棄，失敗了后悔，總比啥都不做光后悔好得多。

于是，陳立杰不上課了，把時間都花費在了計算機房，每天7點到晚自修結(jié)束，都在自學(xué)信息學(xué)有關(guān)的知識。

努力獲得了回報。高一，陳立杰逆風翻盤，拿下NOI金牌，入選國家集訓(xùn)隊，簽約清華大學(xué)。

而這樣的成績背后，外界往往更關(guān)注其成績本身，往往忽略了寶貴高一時間里，陳立杰頗具勇氣的“放手一搏”。

在此之前，幾乎沒有人說過陳立杰是“學(xué)神”，是“偶像”，是“天才”，這些稱謂在金牌到來后才陸續(xù)到來。

所以，誰說天才不需要努力？

從成績平平的網(wǎng)癮少年到保送清華，陳立杰用了2年時間證明了：天才=1%靈感+99%汗水。

其后，任督二脈打通，開掛的新人生正式在清華園起航。

大學(xué)開掛，考出“網(wǎng)紅成績單”

2013年，陳立杰帶著IOI世界第一的光環(huán)進入了清華姚班。

作為姚期智院士創(chuàng)立的清華尖子班，姚班雖然每年只有四五十名學(xué)生，但競賽大神、科研牛人、高考狀元云集，這也讓陳立杰感受到了壓力。

比如他曾經(jīng)的室友范浩強，不僅是IOI金牌得主，同時也是曠視創(chuàng)始員工，甚至大一剛開學(xué)軍訓(xùn)的時候，就完成了一篇后來發(fā)表在頂會ICCV上的論文。

用陳立杰自己的話說，像范浩強這樣優(yōu)秀的同學(xué)，就讓他感到“智商被碾壓”，他也一度陷入迷茫，在操場散步思考：我是誰？我要做什么？

不過，陳立杰還是實現(xiàn)了學(xué)習和科研“兩開花”。

他曾經(jīng)考出了一張在知乎等網(wǎng)站廣泛流傳的“網(wǎng)紅成績單”：

最右邊的一列是分數(shù)。普通人還在大學(xué)里擔心期末掛科的時候，陳立杰已經(jīng)考出了都是滿分或者接近滿分的成績。

他的成績也經(jīng)常是姚班第一。范浩強評價說：“立杰想考第幾只和他的想法有關(guān)，和別人無關(guān)?！被蛟S，這也是人才之間的惺惺相惜。

此外，陳立杰也開始對理論計算機方面的科研產(chǎn)生興趣。

大二，他修了姚班高年級課程《博弈論》，完成了圖靈機和囚徒困境結(jié)合的問題的課程論文，發(fā)到了AAMAS 2015上。

也是在大二，陳立杰還選修了研究生課程《高等理論計算機科學(xué)》，投入了大量時間精力，高強度的工作，每周投入20個小時進行科研，甚至在期末考試的時候持續(xù)24小時不睡覺，因此他也拿了這門課唯一的100分。

要知道，同時跟他一起學(xué)習的研究生，最高分才80分。

也正是因為這門課，陳立杰對理論計算機的興趣被點燃了：“對，我是陳立杰，我要成為一名理論計算機科學(xué)家?！?/p>

同樣也是因為這門課因緣，后來在大四的時候，這門課授課老師、交叉信息學(xué)院助理教授李建推薦他去競爭清華特獎。李建教授夸贊說，“在他（陳立杰）的帶領(lǐng)下，姚班有好幾個同學(xué)都立志做理論計算機科學(xué)?！?/p>

在之后的特獎答辯上，陳立杰談笑風生，用非?？斓恼Z速介紹了自己的學(xué)習和研究經(jīng)歷，甚至屢次獲得臺下迷妹迷弟們的尖叫喝彩，也順利成為了2016年的清華特獎得主。

甚至，他還在答辯上立下flag：立志從事理論計算機科研，有生之年，一定會看到P=NP這個計算機界大難題被解決。

因此，現(xiàn)在陳立杰也在投入P=NP相關(guān)問題的研究。今年中了FOCS最佳學(xué)生論文的這篇文章，陳立杰介紹說是“構(gòu)造rigid matrices的主要動機是得到一些問題的電路復(fù)雜度下界，可以看成是朝著證明P不等于NP的方向的一小步吧。”

不過，他還是很謙虛的：“當然我們的結(jié)果離完全解決構(gòu)造rigid matrices這個前沿難題都有非常大的距離，更別說證明P不等于NP了。”

不積跬步，無以至千里。一小步的成就，也是人類在計算機理論科學(xué)上的一點積累。

對了，現(xiàn)在這段經(jīng)典的答辯視頻在B站、油管等平臺上的播放量已經(jīng)超過了20萬，吸引了一代代迷弟迷妹前來圍觀。

兩星期解決學(xué)界“疑難雜癥”

當然，清華特獎不是那么容易拿的，陳立杰獲獎的一大前提，是他在美國做出了突破性的成果。

大三的時候，陳立杰不僅在機器學(xué)習頂會COLT 2016上發(fā)表了論文，去紐約會場做了兩場口頭報告，還前往MIT訪學(xué)，師從量子信息著名學(xué)者Scott Aaronson。

在MIT的四個月里，陳立杰每天花十幾個小時做研究，當時他研究的方向，正是前幾日谷歌轟動世界的“量子霸權(quán)”問題。

當時，教授給他提了一個計算復(fù)雜性領(lǐng)域的難題。這個問題Scott Aaronson教授自己從2002年開始就在思考；同時他還有三位博士也在思考這個問題，想了一年都沒有想明白。

陳立杰拿到這個問題后，思考了兩個星期，感到毫無頭緒。

之后的一天，他在波士頓街頭漫步，這時天空中飛過一只白鴿，它以不同的方向穿越了天空。

這只白鴿啟發(fā)了陳立杰，“對呀，我為什么不用新的方法呢？”于是他沖回住處，思考了一個禮拜，解決了這個老師研究了十幾年都沒搞明白的問題。

總之，在MIT的這4個月里，他研究了理論計算機方面的三個方向，完成了4篇論文。這樣的效率，凡人不可企及。

做研究重在交流

現(xiàn)在，陳立杰已經(jīng)MIT的在讀理論計算機方向的博士了，去也訪問了位于UC伯克利的西蒙斯計算理論研究所，時而也會回國交流。

MIT的研究工作難度更上了一層樓，因此陳立杰也會感到壓力。

雖然從競賽到姚班一路都是“別人家的孩子”，但從清華畢業(yè)初到MIT的時候，他還是遇到了比之前那個“白鴿問題”更難的問題，長時間做不出來，“非常沮喪并且對自己產(chǎn)生了懷疑”。

不過，陳立杰很擅長調(diào)整心態(tài)，告訴自己：不是我太弱，是這個問題本身就很難。

他以開放的心態(tài)，去研究更多的問題，之后他的世界也打開了一扇新的大門，“碰到了很多非常厲害的人，認識到自己還需要提高很多方面?！币舱J識到，比起一個人苦思冥想，做研究更加重要的是和對的人交流溝通。

他現(xiàn)在依然保持著高效的工作狀態(tài)，每天工作6~12個小時不等。合理分配精力的秘訣是把細碎的雜事都集中在一起處理，努力空出整塊的時間可以認真做研究；然后給所有的事情排好優(yōu)先級，先做好優(yōu)先級比較高的事情。

姚班2013級

陳立杰是姚班2013級的33人之一，這個班里，還有不少才華橫溢的年輕人。

△ 兩人的合影，圖片來自范浩強

我們前面提到了范浩強，當年的IOI金牌得主，曠視高中實習生，一度拿下四個世界第一，“兼職”讀完姚班后現(xiàn)在已經(jīng)是曠視研究院帶70人團隊的算法總監(jiān)了。

班里的另一位同學(xué)胡淵鳴也是競賽保送生，是APIO 2012、NOI 2012、ACM-ICPC 2013長沙區(qū)域賽、ACM-ICPC上海區(qū)域賽四塊金牌得主，其中APIO 2012成績還是全場第一名，大三時也曾經(jīng)赴東京大學(xué)、斯坦福大學(xué)訪學(xué)。現(xiàn)在他正在學(xué)界知名的MIT人工智能實驗室（CSAIL）讀博，是計算機開源圖形庫太極的主要作者。

還有劉壯，2013年安徽高考理科狀元，曾經(jīng)前往康奈爾大學(xué)計算機系訪學(xué)，他作為共同一作的研究成果DenseNet在CVPR 2017獲得了最佳論文，現(xiàn)在正在UC伯克利讀博士。

這群人僅僅本科畢業(yè)兩年，就已經(jīng)在學(xué)界/業(yè)界做出了不小的成就，可見姚期智院士創(chuàng)立的清華姚班英才頻出。

而他們，勢必在這個計算機科學(xué)迸發(fā)的年代，創(chuàng)造出一個又一個的突破。

正如陳立杰所言，“我要成為一名計算機理論科學(xué)家，成為黃金時代的一朵浪花，為人類的智慧添磚加瓦?！?/p>

參考資料：

Lijie Chen

http://www.mit.edu/~lijieche/

中國計算機學(xué)會（CCF）官網(wǎng)

https://www.ccf.org.cn/xspj/jsjkxll/

清華大學(xué)官方微信報道

https://mp.weixin.qq.com/s/XHW1zZPXJqCzcR1PW5dKeA

陳立杰清華特獎答辯視頻

https://www.bilibili.com/video/av7039211/

太極

The Taichi Programming Language

姚班本科生劉壯榮獲CVPR2017最佳論文獎

https://iiis.tsinghua.edu.cn/show-6425-1.html