在科研中训练到的思维方式,是我最宝贵的成长。
一. 反馈的闭环
在一个研究任务中,我首先尝试了方法 A,没搞定,于是改用方法 B。组里大哥问:为什么改方法 B。我说 A 没效果,或许 B 能 work。大哥继续问:为什么 A 不 work。我说或许 A 不适合这个问题?大哥说:当你有一个尝试,你一定要知道它为什么 work 以及为什么不 work。每次不 work 了你就换另一个方法,那另一个方法就能 work 吗?这不是科研,是赌博,是瞎试。你只有知道为什么一个方法有效或不有效,何时有效何时无效,你才能增进对这个问题的理解,然后基于此提出有价值的策略。
我的思考是,既然做了一件事,就一定要得到反馈,要搞清楚哪里做得好哪里不好,这样这个尝试所投入的时间才是有效的。不然就是在碰运气,如同做题不对答案,如同训练模型不算 loss 不做 backprop。
二. 把炼丹技术推广到生活中
机器学习的很多技术都与现实世界的概念相互呼应。
在深度学习里,模型掉入局部最优,就是生活中的内卷,就是在狭窄的赛道上追求极致。摆脱内卷就是跳出局部寻求全局最优的过程。破局之道是尝试新事物,或增加训练数据。
与人交流、观察和学习他人可以避免闭门造车。与他人交流就是深度学习里的增加训练数据。进入好的学校好的公司就是提高训练样本的质量:在 label 准确时,学得轻松。
前面讲的 “构建闭环”,就是关注 backprop 时的梯度。你不能攒了特别多事情后再去反思或寻求反馈,这个反馈链太长,要么梯度消失,要么梯度爆炸,无法有效学习。类似对 loss 的求导过程:你必须清晰地看到因果链条,才能做到从结果倒推原因,进而优化自己。
已经做得很好的事情没必要重复。此时应该挑战新的项目,保持自己在学习的状态。这就是 hard data mining. 遇到坏人后就认为全人类没救了,是 overfitting。对应在机器学习里,在 unbalanced dataset 上学习,要想到用 weighted loss。
挫折易使人变得复杂、内心冲突多。如果能用简单的形态存在,我们或许应警惕过分复杂。机器学习里,解决小问题硬上大模型是一种粗暴且没技术含量的办法。用不必要大的模型是对探求事物本质的逃避,科研如此,生活亦然。你以为模型练成了,其实它学的是 shortcut,因此有泛化能力差的问题:variance 大,不 robust(内心不稳)。同时,模型太复杂就不容易理解,遇到 bug 不容易诊断病因(内心不易平稳和愉悦)。但避免复杂不是要当巨婴,不是抗拒成长。当任务复杂、训练数据也大的时候,就必须要上大模型。核心是模型复杂度(心智复杂度)要与任务复杂度和数据量(阅历)匹配,才是健康的。
三. 交流,交流,再交流
组里的女神姐姐教导我:“做 research 要多和人交流,多去听别人的 paper reading,也把你读到的论文和想法讲给别人听。因为在讨论的过程里你会意识到未曾发现的问题。尝试给人讲明白的过程里,你的思路也会越发清晰。” 道理我都懂,每次我头点得像敲鼓一样,但也没坚持做到。
为什么做不到?大概是心理包袱,总想着搞出一个牛 X 闪闪的东西后再展示给别人,不然觉得丢脸。或者总有一种再试一下就能搞定的错觉。这种错觉和我炒股票的风格如出一辙。
直到后来我看到越来越多平淡无奇的项目都逆袭了,我理解到,事物的发展都有必然的过程,要尊重其发展规律,不要总想直接搞个大新闻。高效的科研要主动的寻求身边的资源,争取让良师益友把时间花在自己身上,如果自己不主动争取,再照顾你的人也不能像亲妈一样耳提面命,他们毕竟不好逼迫你。具体的,应该多把自己读懂的论文讲给别人,在你给他人创造价值的同时,你也使他们帮助你这件事更容易了:他们只有懂了你懂的,才能给你最有效的建议,你才能借用他们的头脑思考。
我发现当我积极主动之后,身边的人都默默支持起我来。稻盛和夫说:“心不唤物,物不至”。
四. 「焦虑动力」模型
勤奋上进、自我驱动、有行动力,本质是内心动力充沛的精神状态。动力不足时,我们懒惰、拖延、自控力差。用向量分解的思维模型,我们可以看清「动力」的本质。
- 动力的分量是 1. 焦虑 / 压力 和 2. 热情。动力是二者的合力
带着上面这句话,我们可以举出奋斗者的两种极端状况。一种由焦虑主导,被绩效和 deadline 催促,常处于不安和压力之中。希望获得他人的认可,如果有了过失,会感到煎熬;另一种是热情主导的。专注、投入,不易为外界干扰和诱惑所动。在做事的过程中,能收获成就感和喜悦,认为工作与个人追求比较重合。
警惕 “动力” 过分依赖 “焦虑和压力” 的状况。这个动力来源并不持久和可靠。随着年龄增加,体力和心力会下降,且随着阅历增加,阈值变高,很多事会不再觉得重要。那时就会失去动力。
分量之间存在代偿。 盲人的耳朵往往很敏锐。如果动力过多依赖焦虑和压力,则留意到热情和乐趣就更难。可能并不是你不热爱,你只是太紧张了而已。
五. 独立思考
我对独立思考这件事体会最深的就是决定要不要读 PhD 时。拿到 UW 的录取后,因为微软组里就很多博士、教授,我自然就去请教他们问要不要读博,毕竟五年是一笔不小的投入。当时有一部分人说值得一读,另一些人说专心做事业可能有更大回报。
有趣的是,当我签下 offer 后,所有的人,不论之前给了什么建议,都由衷恭喜和认可我的决定,并和我畅想毕业后 Dr. Jin走向人生(996) 巅峰的画面。
那之前他们的建议是真心的吗?当然是真心的。签 offer 后的认可也是真心的。于是我理解到,很多事情,做与不做都能找出道理。他人给建议时,也会考虑到我们的情绪,让我们不论怎样选择都有台阶下。 因此,我们要保持独立思考,要对自己的决定负全责。
建议的推导逻辑比结论重要。他人建议的正确用法是让自己看问题多个角度,减少信息差,而不是直接取其结论,让他人代为做选择。
六. 把工作当做一个二阶优化过程
不管 title 是算法工程师还是应用科学家,产出都是代码及其体现的知识产权。我们工作的过程就是优化这个代码及知识产权的过程。但这太 basic。
我们不仅要优化产品,也要优化产出产品的过程:一阶优化,是优化代码质量。二阶的优化,是优化工作过程,这个工作过程是代码质量更上一层的原因,是原因的原因,是二阶导数。
类比一下:为了走得远,你可以优化速度(路程的原因是速度),更进一步你可以优化加速度(速度的原因是加速度)。不断向上溯源,能解决根本问题、通用问题。
回到优化工作流程上,我们不断问自己:在我工作的过程中,有哪些是重复工作?有哪些可以更高效的完成?有哪些可以被拎出来整理出可以复用的,于是后面就不再需要花心思重做或者检查其 bug?经过一两年我攒出了一套自己的代码库,很多被重复使用的部分(如用 matplotlib 画各种图,各种数据预处理)就都可以直接 copy paste。这就形成了复利效应——时间越长,这些整理出来的代码片段就创造越高的价值。
七. 学习些销售意识
销售是一门大学问,值得广大猿类学习。
- 像设计产品外包装一样设计履历
一个畅销的产品必须有个特色,这个特色与其他竞品形成了差异化竞争,才能有自己的市场,卖上个好价格。比如始祖鸟这个牌子的衣服颜值很一般,但它的防水面料好,就拿下了户外市场。一个中庸的什么都不差也什么都不突出的产品就很难被你记住。同时,产品的优秀比不上品牌的优秀,如果产品的价值凝练成了品牌,那这个品牌本身就值高价。比如我们会为了 logo 付费。
我们的职业发展,说得现实些,也是希望自己在市场上有个好价格。为此,我们不需样样精通,但必须有一个具有代表性的,能拿得出手的技能。比如,我就是要和所有人不同,去学远古技术汇编语言。那只要市场出现了对这个技能的需求,你就能有极大的定价权。当我们深耕一个领域很久,又写了很多优质的博客,那你的名字就成为了品牌,可以帮助公司招贤纳士,等等。
我的老板兼导师也曾说:你做 paper 要想怎样把你的 paper 卖出去。你要站在消费者角度想,他们为什么要花时间去读你的文章?你的论文有没有创意,能给他们带来什么价值?写作语言,图表美观程度,就是卖相。这和销售很像。
我们的简历就是商品的成分表——在决定选择什么项目时,不妨想想这会在简历里留下一行什么样的记录,会不会帮你抬高自己的职业价值。
- 用产品思维规划项目
科研项目的立项过程和产品策划非常像。第一步都是要做 survey,了解清楚目前技术有哪些分支,是什么历史契机促成了某个技术的出现(比如有了新的数据集),不同的技术优点缺点在哪(A 更准确,B 速度更快,C 不需要很多训练数据,等等)。然后了解这个任务的定义,metric(关键指标)是什么,也就是搞清楚游戏规则,知道大家在比些什么,头部的玩家都是谁等等。不了解清楚,后面的一切都是错的。
导师们经常问我的一个问题就是 “这个 task 的 upper bound 是什么”。我说我知道 state-of-the-art 是什么,还要知道 upper bound 吗?导师说你在开始一个尝试前,要知道还有多少空间留给你去做。如果 SOTA(目前最好的)已经比较接近 upper bound 了,你就很难再往上去攻了,你可能找个别的任务更有成就感。你跳进一个赛道前,要对其发展到了什么阶段有些概念。
八. 关于忙碌
在上面各种催人上进的内容之后,我再来分享一个故事来结尾。
一次公司的一位高层前辈见面,临走前我问他能不能给我个过来人的建议。
我以为他会给我讲一些勤奋工作的态度、人生规划的经验、或者给我打打鸡血这种内容。
而前辈只是指了指办公室书架上的一排没拆封的乐高跟我说,我给你一个建议,就是年轻时多花点时间在自己的嗜好上。我年轻时喜欢乐高,但因为一直忙于工作,并没有花很多时间在我这个小小的嗜好上。现在我时间多了,但对乐高也不再有那种热情了,现在只把他们摆起来,包装都没拆。所以年轻的时候,你可以花点时间在自己的爱好上。不能只有忙碌的工作。
很片面,欢迎指正。
我想要静静2021-03-31
第一个你那个组里大哥说的真好,并不是所有的经验都是经验。
蒸发杰作2021-07-02
你不能攒了特别多事情后再去反思或寻求反馈,这个反馈链太长,要么梯度消失,要么梯度爆炸,无法有效学习。代码是一阶优化,工作方式是二阶优化。
250-1 2021-10-22
以前我也认同第一点,但现在不完全认同了,主要有两点:1. 方法A不行,尝试方法B如果行,此时再考虑所谓的反馈(即为什么A不workB却work)可能更有价值,因为实际上更有可能的是B也不行然后尝试C发现还是不行最后发现根本问题还是数据或其他真实场景层面的问题;2. 深度学习领域很多所谓的work不work的解释很牵强,大部分是work了就开始人为造出一堆看起来很不错的理由(比如某某机制某某组件如何如何模仿大脑、如何如何捕捉有价值的信息),我自己工作中也会对某些效果好的方案作出解释,但细细想来不仅没有严格的证明,连抽象的可复用的方法论都算不上,经常是换一批看起来很像的数据(或切换个场景)这些解释就瞎了(这点经典机器学习方法倒是比较好,不仅可解释性强,而且实际上除了xgb、lgb等几个方案外,大部分都很统一地没啥效果不用多做解释)。纯属个人观点,有不对的地方还望指点指点。
金瀛若愚 (作者) 回复250-12021-10-22
你讲的是试图解释现象但是解释成玄学的情况。我觉得有道理。
黄强聪2021-10-22
答主是什么专业的,看了你的回答有点想去学习学习了,感觉能得到方法论上的提升
金瀛若愚 (作者) 回复黄强聪2021-10-22
我是AI方向的。推荐《老喻的人生算法》,类似的风格,但写得比我好