近日，基礎(chǔ)科學(xué)終身成就獎(jiǎng)得主、圖靈獎(jiǎng)得主羅伯特·塔揚(yáng)在2025國際基礎(chǔ)科學(xué)大會上表示，算法設(shè)計(jì)應(yīng)面向?qū)嶋H問題、追求結(jié)構(gòu)簡潔。
羅伯特·塔揚(yáng)。2025國際基礎(chǔ)科學(xué)大會組委會供圖
羅伯特·塔揚(yáng)強(qiáng)調(diào)，理論研究不應(yīng)僅限于形式推演，而應(yīng)力求在現(xiàn)實(shí)世界中解決實(shí)際問題，具備實(shí)際效能。雖然他長期從事理論研究，但一直關(guān)注算法在工程系統(tǒng)中的應(yīng)用與表現(xiàn)。
羅伯特·塔揚(yáng)認(rèn)為，最常用的算法效率評估方式是關(guān)注最壞情況下的運(yùn)行時(shí)間，盡管這種方式忽略了常數(shù)因子，但有助于保持分析的普適性與簡潔性。部分研究中對復(fù)雜性的過度強(qiáng)調(diào)可能犧牲了算法的實(shí)際可用性。他主張?jiān)诳尚械那疤嵯伦非笏惴ㄔO(shè)計(jì)的“簡單性”，即使其證明過程十分復(fù)雜。
羅伯特·塔揚(yáng)認(rèn)為尤其在并發(fā)算法方面，“簡單性”更為關(guān)鍵。他指出，當(dāng)前如大型語言模型訓(xùn)練的大規(guī)模并行計(jì)算中并發(fā)性至關(guān)重要，而復(fù)雜的并發(fā)算法常常難以驗(yàn)證正確性。因此，算法的設(shè)計(jì)必須盡量清晰明了，避免因復(fù)雜性帶來不必要的漏洞。
羅伯特·塔揚(yáng)以空氣動力學(xué)中的數(shù)值模擬為例，引出算法在工程科學(xué)中的重要性。從傳統(tǒng)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向數(shù)值計(jì)算，需要將連續(xù)的Navier-Stokes方程離散化，形成復(fù)雜的圖結(jié)構(gòu)。而在這種圖結(jié)構(gòu)上進(jìn)行高效計(jì)算，依賴于圖劃分、局部計(jì)算和高效子結(jié)構(gòu)組織等算法技術(shù)。他與變異測試的創(chuàng)始人Dick Lipton合作提出的“平面圖分離定理”正是理論成果在實(shí)際計(jì)算中的典型應(yīng)用。
羅伯特·塔揚(yáng)指出，計(jì)算機(jī)科學(xué)作為一個(gè)年輕學(xué)科，在過去幾十年中提出了許多優(yōu)美而高效的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但由于早期問題較為“簡潔明了”且豐富，研究者往往滿足于“可接受”的首個(gè)解決方案。在他看來，隨著計(jì)算資源的指數(shù)級增加和多核架構(gòu)的普及，未來算法研究應(yīng)系統(tǒng)性地探索更廣闊的設(shè)計(jì)空間，不應(yīng)輕易止步于現(xiàn)有結(jié)果。
談及科研方法，羅伯特·塔揚(yáng)鼓勵(lì)研究者在面對問題時(shí)要雙向思考，既要嘗試構(gòu)造證明，也要積極尋找反例，理解問題本質(zhì)。他特別強(qiáng)調(diào)提出好問題的重要性，“正確的問題比解決問題本身更具價(jià)值”。他寄語年輕學(xué)者，保持懷疑精神，審慎閱讀文獻(xiàn)，獨(dú)立驗(yàn)證已有結(jié)果。
面對“計(jì)算機(jī)科學(xué)究竟是什么”這一問題，羅伯特·塔揚(yáng)認(rèn)為，計(jì)算機(jī)科學(xué)兼具科學(xué)性、數(shù)學(xué)性和工程性，不應(yīng)拘泥于某一單一定義。他引用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)鼻祖高德納及其學(xué)生、合作者羅伯特·賽哲維克的觀點(diǎn)，即將編程視為一種藝術(shù)，同時(shí)也是一種基于嚴(yán)謹(jǐn)推理與實(shí)證方法的科學(xué)實(shí)踐。
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