顶科协奖“智数奖”得主克莱因伯格:思考永远领先时代20年,洞察人性的他为搜索引擎奠基

2024年09月12日21:33:04 科学 1234
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如果有这么一批人,他们所思考的问题常领先于时代20年,那么美国国家科学院、美国国家工程院、美国人文与科学院三院院士,康奈尔大学计算机科学讲席教授乔恩·克莱因伯格肯定是其中之一。

上世纪90年代,克莱因伯格的研究深刻影响了包括谷歌在内的搜索引擎设计;本世纪初,他又引领了社交网络的研究,通过对“小世界网络”的开创性分析,为专门研究大规模社交和商业网络导航的新工程学学科指明方向;过去20年,他在机器学习如何与人类决策交互方面的研究,为公平性问题开发出算法。

既解决重要而实际的问题,又能从中发现深刻的数学规律,这位被称为“天才”的美国计算机科学家9月12日被授予2024世界顶尖科学家协会奖“智能科学或数学奖”

顶科协奖遴选委员会主席迈克尔·I·乔丹表示,克莱因伯格的开创性研究横跨了算法、行为经济学、博弈论、法律和网络科学,从概念上深刻理解了信息技术的现状,并为其未来发展指明了方向。

以社会的眼光研究算法,他思考不辍

祖父辈就从事数学研究,父亲更是麻省理工学院数学教授,克莱因伯格可谓从襁褓中就开始了数学启蒙。

上海财经大学理论计算机研究中心副教授伏虎的博士生导师是乔恩·克莱因伯格的弟弟,同为康奈尔大学教授的罗伯特·克莱因伯格。在康奈尔求学期间,伏虎去导师家中作客,罗伯特让5岁的儿子用python语言编一段程序,其中需要调用古希腊神话中诸神关系的知识。

从小浸淫于这样的家庭文化氛围,乔恩·克莱因伯格对于人的思考几乎深入骨髓,这也决定了他会成为那个将计算机与人的社会性紧密联系起来的人。

20几岁时,克莱因伯格就开始思考社交网络的问题。1998年,《自然》杂志发表的一篇论文首次提出了“小世界网络”的概念和数学模型,即人们现在熟知的“六度空间理论”——不管你是谁,最多通过6个中间人,就能联系到任何一个陌生人。但怎么找到最短路径?

克莱因伯格的一项经典工作,就是通过对“小世界网络”的开创性分析,找到了通往“最短路径”的算法。伏虎解释,我们每个人只了解自己的社交关系,无法了解朋友社交圈的全貌,更不知道朋友的朋友认识哪些人,“克莱因伯格的了不起之处在于,他发现在实际社交网络中,只需通过局部信息就能找到最短路径”。

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克莱因伯格这一时期的观察还是基于数十年前社会学家的真人实验,而在脸书、微博等社交媒体兴起后,他所开创的关于社交网络的一系列研究,如网络上的信息传播方式、社交习惯的改变等,其巨大的社会和商业价值开始被更多人所认识,社交网络研究这一社会科学与计算机科学的交叉学科由此诞生。

随着人工智能技术的兴起,人们对算法决策在公平性、隐私、透明度上的担忧与日俱增。克莱因伯格早在20年前就开始关注并思考这一系列问题。数十年来,他的研究形成了一种特色,即探索作为工具的计算机,在与人的特质互动中所产生的局限、隐患和可能性。所谓人的特质,除了对公平、隐私等的追求,也有人以类聚的社群性,以及轻信盲从、偏见、非理性拖延等,这些无不进入克莱因伯格的研究视野中。

在很多领域,“天才”的他都是开创者

认识克莱因伯格的人,都说他是个天才——在很多领域,他都是开创者。

1971年在美国出生,1993年康奈尔大学本科毕业后,仅用3年就拿下了麻省理工学院博士学位,克莱因伯格的非凡天赋在求学阶段已展露无遗,此后更是接连不段做出了一系列开创性工作。

上世纪90年代,第一代搜索引擎诞生,那是基于文档分类的导航搜索,人们经常迷失在一堆链接中,找不到自己真正想要的内容。这触发了克莱因伯格的思索,在研究了万维网的信息和社会结构后,他于1998年提出了HITS算法。“他超越了将互联网视作链接列表的简单思维,通过给不同网站赋分,来评估网站的能力。”乔丹在解读克莱因伯格的成就时说,这一创新视角持续影响着互联网搜索引擎的设计。

几乎与HITS算法诞生同时,谷歌创始人拉里·佩奇和谢尔盖·布林基于同样的思路,提出了PageRank算法,这为后来的谷歌搜索引擎奠定了基础。

“PageRank带来了一家世界闻名的公司,而克莱因伯格用HITS公开发表的论文则催生了一个领域,推动了整个学术界对互联网的理解。”伏虎告诉记者,现在的搜索引擎尽管还在不断进化,但根基仍是当时这两种基于链接分析的搜索引擎排序算法。

在公平性领域取得一系列算法决策的行为研究成果后,近年来,克莱因伯格又与经济学家合作,开始解决新出现的社会问题。那些现在还没出圈的想法,很可能会在10年、20年后,成为某个领域的奠基之作。

根据爱思唯尔Scopus数据库和SciVal检索分析,克莱因伯格参与发表了338篇国际可见论文,这些论文影响了后续4.5万余篇论文进展,累计被引用超过5.7万次。

康奈尔校园中学生最爱的“反叛王”

在康奈尔大学,克莱因伯格的“算法设计”课,曾是学生最喜爱的一门课。每到这门课结束,学生们就会为他举行一个派对,以表达感谢——这样的待遇在康奈尔绝对是独一份的。学生还将克莱因伯格(Kleinberg)的字母重新排列后,送给他一个昵称“反叛王”(Rebel King),派对也以此为名。

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从聆听克莱因伯格的讲课,到自己教授学生,伏虎深切体会到这位天才教授的功力之深。“他的课听起来简单平实,每一句都很好理解,可就这么一句句听下去,忽然发现他把一个极其深奥的问题讲明白了。”伏虎说,自己当老师备课后才发现,原来要讲清那些艰深的概念很难,克莱因伯格的授课水准绝对是“天花板”。

作为一名纯粹的科学家,克莱因伯格的生活简朴而体面。在身边人的印象中,他有一件很好的毛衣,只要有比较重要的正式场合,他就会穿着——而且每次都是这一件。鲜为人知的是,他还是一位国际象棋高手,对古典音乐也有着超凡品味。

克莱因伯格很顾家。他的妻子莉莲·李同为康奈尔大学计算机系教授。除非带上全家同行,莱因伯格很少进行长达几个月的学术休假,安排日程时也会优先考虑女儿的活动要求。

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