对话 DenseNet 一作黄高：做有韧劲、能抗压、不断探索未知的科研

1998年冬日，一座小镇一改往日宁静，刘少奇同志100周年诞辰纪念活动在他的故居，湖南宁乡，隆重举办着。

黄高当时就读在故居对面的中学。这天，他了解到了更多关于「榜样」的故事：比如「九满伢子读书太忘我，炭火烤糊了鞋面了无知觉」，「《论共产党员的修养》等党建著作编撰的种种过往」......

这场仪式让当时的黄高感受到，知识是受人尊重的。后来去宁乡一中求学，获得「两弹一星」功勋勋章的校友周光召院士屡被传颂，细数他们的成长擘迹无一不是知识改变命运，改变世界。这些榜样人物犹如火种，点亮了黄高当时的内心世界。

「宁乡伢子爱读书」名声在外，不过与多数被动学习的伙伴不同，黄高父亲曾描述「别人的孩子是玩耍得不记得学习，而黄高是学习得忘记了玩耍，总要我三催四请才出来。」

以学业为志趣，黄高的成绩也以长期名列前茅作正向反馈。虽然高考并没有达到预期，圆梦「清北」，但他入学北京航空航天大学后一直严格要求自己，用行动填补遗憾——2009年，他以本科第一的成绩交出答卷，直博清华大学自动化系。

这个过程中付出了什么，他轻描淡写一笔略过。只提到「学习时很满足。」

进入清华，黄高正式开启了科研赛道。一开始，他也经历了「起初不知道该如何做科研，一番自我觉醒才摸索出其中的门路，并享受科研的乐趣」的过程。

关于在清华读博的那几年，黄高这样描述：

黄高读博的第三年，虽然再回首的时候，能清晰的知道付出很快就会有回报，但在当时前路未明，是他压力最大的时候。而他还算顺利地度过了这一时期，思索其中因果，黄高说：

中国有句老话「适千里者，三月聚粮」，黄高就是不打无准备之仗的忠实践行者。科研是厚积薄发的过程，经过漫长地底蛰伏的时期才能听到蝉鸣。「产出论文是付出的一种表征，但它和实际付出存在一定的时滞。基础有没有打好是科研人需要时刻省问自己的问题，虽然没法量化，但它是只有自己可以感知、且能控制的事情。」

人生是很多选择串起来的，一环扣一环。

进入清华当然是一次重要的选择。这里是莘莘学子无限向往的学术乐园，也是他几年辗转、最终选择的落脚之地。在这里，黄高逐步确定了他的研究方向。

申请出国联培时，黄高想继续机器学习方向的研究。不像今天有诸多便捷的渠道获取信息，当时的他不知道学术前沿在哪里，也不知道有哪些学者研究到了什么阶段。

与自己向往的学者联系确认后，黄高踏上赴美联培之路。在圣路易斯华盛顿大学，汲取着多方科研营养的他在科研上渐入佳境，研究方向逐渐明晰——不局限于机器学习研究，拓展到深度学习和计算机视觉方向。

在此，他还结识了对自己学术认知、性格品质都影响深远的人——导师 Kilian Weinberger。

讲起这位国外的导师，黄高满是崇拜。「Kilian 是德裔美国人，他的论文明朗易读，不是花里胡哨、晦涩难懂的文风。Kilian 读博时期间投出的论文从来没被拒过，有一年还拿了三次顶会的最佳论文。他学术上异常严苛，眼里不容沙子，学生的很多文章他会从头改到尾。生活上他温和风趣、平易近人，对学生像对自己的孩子一样，在每一次交流中都能感受到真诚与用心。」

临近博士毕业，黄高选择「继续自己的科研之路」，得知学术偶像 Kilian Weinberger 去了康奈尔大学，自然而然选择了追随。

在康奈尔大学开启的这段新篇章，是黄高生命里一段朴素而纯粹的流金岁月。

康奈尔大学位于纽约州的伊萨卡小镇（Ithaca，校友胡适文学改良之际将之翻译为「绮色佳」，喻示这里风景旖旎且浪漫），康奈尔家族把这里的山全买下来了，校园就座落于东山，俯撖千米外的卡尤加湖和伊萨卡市中心，石灰岩峡谷和瀑布衔接起校园南北，雄辉壮观。

在 Ithaca，季节只有 before winter 和 winter，10月份可能就进入雪花纷飞的季节，温度常常达到 -18℃。小镇上 3/4 的人口是学校的教职工和学生，驱车三四小时才到周围的大城市，出远门基本都要转机，因为机场很小。

这种小而美的环境刚好适合黄高潜心做学术。博士后第二年，他一作文章 “Densely Connected Convolutional Networks” 获得了CVPR 2017最佳论文。前期漫长蛰伏终于迎来了他的学术喷薄期，整个博士后阶段，黄高在 NeurIPS、ICML、CVPR等国际顶级会议及 IEEE 多个会刊上发表了多篇有影响力的论文。

在帮导师处理中国留学生申请和管理等事宜时，他结识了很多优秀同胞，大家喊他「高哥」。国人还是喜欢热闹的，大家基本挤在一所公寓住，生活和交流「异质感」不是很强。闲暇之际，异国求学的中国学子会结伴相约滑雪，天气好了开车出去玩，平时就在家里做饭，茶话会。

尽管文化差异客观存在，但并不影响学术交流。黄高对当时的学术氛围印象颇深：「那里鼓励一种平等、开放的交流模式。头脑风暴时氛围尤其好，同学和老师一起畅所欲言，碰到有趣的话题大家会很兴奋地交换意见。性格比较拘谨的人也会被照顾到。」

「这点值得我们学习借鉴，好的想法可能是碰撞出来的。」见贤思齐，身处异国的黄高总是怀着斯文在兹的使命感和祖国日昌的美好祈愿。

在博士后工作就要结束时，黄高并没考虑国外的工作机会。说起来原因简单，「国内归属感更强，在红色文化浸染中成长，我个人有一些家国情怀，想回国为自己国家做一些事情。」

至于回国是去工业界还是学术界？黄高确有纠结。当时有两种选择，一是去工业界偏研究的岗位，另外就是去高校。

对黄高而言，做研究、探索未知是一件很有意思的事情。而在工业界，做研究不像在高校可以灵活把握选题方向，而通常需要服务于公司战略。并且，教育工作者是在为国家培养人才，黄高想把所学所见分享给青年一辈，跟学生在一起心态会年轻一点。

就这样，天平有了倾斜——2018年，黄高选择去清华任教。当然，选择之所以水到渠成，是靠自身软硬实力引流，越努力自然会越幸运。

而立之年，黄高开启了清华大学自动化系工作的进度条。案头一摞摞资料、带着问题来来往往的学生，一台用支架高高架起的电脑、满屏算法......这些高频素材构成了黄高日常工作画像。

清华园里，黄高穿梭在熙熙攘攘的人群中与学生并无二致，出走半生，归来仍是文质彬彬的少年。学生打趣地喊他「高哥」，他也不清楚这个称呼怎么沿袭的，他想起在康奈尔有群老友也是这么喊他。也许知乎网友一语中的「高哥虽年轻，办事却总有种老成沉稳的气质。」

英国数学家哈代在《一个数学家的辩白》中说：「当世界疯狂时，一个真学者可以在研究中发现一种无与伦比的镇定剂。」黄高就是在行业燥热时自带祛火药的人，他既不追新也不逐热，一条冷板凳能坐很久。

09年博一刚入学，深度学习还没什么水花，黄高就扎在其中琢磨，当时网络结构比较浅，研究很难有新推进。在2012年，Hinton 团队提出的 AlexNet 在当年的 ImageNet 挑战赛上一举成名，点燃了深度学习的热潮。神经网络架构设计作为深度学习和计算机视觉研究的基石，开始受到越来越多人的关注。15年，残差网络 ResNet 横扫各大榜单，在深度学习研究领域全面开花，整个行业为此兴奋。自此，神经网络结构开始由浅入深，也更具有研究价值。

2016年，神经网络架构设计这条赛道已经人如潮涌。许多研究者在探索如何通过缩减网络连接来降低模型复杂程度，黄高却另辟蹊径，希望通过增加跨层连接，使信息通道更加通畅，让模型中的信息能更快速地向前传递。

当时他带的有几名同学，和大家探讨了自己的想法，没有人想做。他跟导师说要做这个事情时，向来nice、不会打击别人的导师听到就笑了一下说：「you can have a try」，然后就走了。虽然想法不被大家积极回应，但他还是想试一试。

2016上半年，黄高幸运地发现了合伙人——来自清华姚班的刘壮，正巧他没任务，俩人一拍即合，用了三个月，最终突破了传统深度网络的单向直链结构，提出全局密集跨层连接范式（DenseNet），使神经网络实现「连接数多而计算量少，极大地提升了提高了运算效率」。

这项具有开创性的模型在工业界和学术界都引起了大量的关注。在学术界，这篇论文所提出的卷积网络模型 DenseNet 被图灵奖得主 Yann LeCun 与 VGG、GoogleNet、ResNet 并列为当代四种主流深度网络，至今已被引用 18000 余次。2018年，由此获得了首届世界人工智能大会最高奖SAIL先锋奖，还被编入了多本深度学习书籍，同时广泛应用于医疗影像处理、人脸识别、文本翻译、语音识别等人工智能应用场景。

2020年初，新冠肺炎疫情爆发，一线医护不堪重负。黄高根据 DenseNet 的深度学习算法研发出新冠肺炎CT影像快速辅助诊断系统——计算机自动读取CT影像，算法自动分析、对比，查找出与新冠肺炎相匹配的特征，从而达到快速、精准的诊断效果。2020年2-3月，该系统投放使用在武汉市金银潭医院等120家医院，累计完成病例分析30000余例，有效减轻了医务人员负荷。

因为在学术领域的贡献，2020年阿里巴巴达摩院青橙奖评选结果揭晓，10位35岁以下的青年科学家获得100万奖金，黄高名列其中。

如今，黄高还在一线科研岗位不断输出，他的研究理想是让人工智能算法像人脑一样高效、智能。他仍然专注于神经网络架构设计与优化领域的研究，不过重心已经从传统的静态神经网络转向更前沿的动态神经网络。

这是一件很有意义的工作，如若实施便可极大程度提高深度学习效率，能够用于边缘计算等多个应用场景，为产业界带来生产力的极大提升。当然，动态神经网络还有一些难点要攻克，例如传统神经网络理论的不适应、硬件方面的不匹配.......实现研究落地还有很长的路要走。

民族未来，寄望于青年的力量。身负教职，他对科研人才有着更殷切期待。他希望更多青年投入基础科研，提升社会的原始创新能力。对于有意向投身科研的青年，他有一些朴实的建议。

潇湘人普遍「恰得苦，耐得烦，霸得蛮」，黄高虽做学术，也体现出对潇湘人「坚定爽利，吃苦务实、尚强允文」精神的传承。比如，选择了走学术道路就就坚定不动摇，不追风口却坚持独立思考，寻求新的科研突破点。

回溯学者黄高探索科研的一脉屐印，始终秉承着「但行好事，莫问前程」的理念。选准方向，凡事尽十分力。过程中保持心态平和，踏踏实实做事情，至于结果，交给未来去检验，为科研流的汗水会在时间的沙海上凝聚起沉潜的力量。

正是「纵浪大化中，不喜亦不惧。应尽便须尽，无复独多虑。」

站在第一线，是荣誉也是使命。科技创新永无止境，学者黄高正在路上。

-END-

如果觉得有帮助，就请分享到朋友圈吧！