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研究

优化 · 形式化验证(Isabelle/HOL) · 数学建模

我目前主要沿三条彼此相关的方向工作:一是在 Isabelle/HOL 中形式化近似保证;二是研究带有不变性的优化模型里,对偶与下界何时会退化;三是做一些把连续对象离散化为可检查结构的小型原型。

把这些线连在一起的,是我对“如何把结构说清楚”这件事的兴趣:无论对象是一个定理、一个下界,还是一个从信号到事件的 pipeline。下面只保留几个主要方向与入口;更长的材料放在笔记和仓库里。

我目前的研究工作在 Cornell ORIE 的 Prof. Shoham Sabach 与爱丁堡大学信息学院的 Dr. Wenda Li 指导下进行。

当前工作

Isabelle/HOL:现代子模贪心算法形式化

问题: 在 Isabelle/HOL 中形式化验证基数约束下单调非负子模最大化的近似算法理论,覆盖 classical greedy、LazyGreedy 与 StochasticGreedy,并组织其近似保证、算法构造与 oracle-cost 分析。

方法: 采用基于 locale 的模块化组织方式,将抽象假设、算法构造、step-spec / recurrence 证明、具体实例解释以及复杂度 / oracle-cost 层分开处理,以保持证明结构清晰且便于后续扩展。

目前阶段: 经典 greedy 基线已完成;LazyGreedy 已形成完整的 stateful、approximation 与 oracle-cost 结构;StochasticGreedy 已完成 concrete uniform with-replacement theorem line,并达到最终近似定理包装这一关键里程碑。

下一步: 继续进行整理与打磨,包括 stochastic 部分的命名与注释统一、依赖清理、成本比较叙事加强,以及面向 AFP / submission-style 的 presentation refinement。

当前状态: 进行中(核心定理线已完成,正在整理与提升展示质量)。

不变性下的对偶与下界

问题: 对于某些由图上的相对差分定义出的距离拟合目标,自然写出的对偶形式会因为平移不变性或相关的不可识别性而退化,最终只能给出无信息的下界。

方法: 比较 Fenchel/DC 与 Lagrangian 两条路线,并逐步检查:是哪个不变性让消元后的下界变成平凡结果,以及加入什么约束后情况会改变。

目前阶段: 我已经把几条主要推导路线重新走通,也比较清楚地看到平凡下界是在哪一步出现的。

下一步: 继续测试 gauge-fixing、增广或更紧约束是否足以恢复非平凡下界。

当前状态: 进行中。

Metalcore Piano Lab|从音频 / MIDI 到谱面(WIP)

这个原型在做的事情很直接:把连续的音频或 MIDI 输入,变成可玩的节奏游戏谱面事件。技术上它牵涉起音检测、拍点跟踪、分段、对齐,以及一组并不完全稳定的可玩性约束。

我已经做了一个浏览器版本,用来反复测试这些假设在实际输入上会怎样失效。现在更关心的,是谱面质量该怎么评估,以及哪些约束只是方便实现,哪些是真的必要。

当前状态: 开发中。

建议先看

Isabelle 笔记

一个正在进行的 Isabelle 研究项目:Submodular Greedy 的形式化

2026 春研究记录

Spring 2026:围绕对偶、下界与退化诊断的工作笔记。

Projects

Projects:集中查看 repo、note、原型与公开材料。

这些方向为什么连在一起

这些方向表面上差得很远,但我通常在追同一类问题:一个对象真正有用的结构到底在哪里,以及当它被形式化、对偶化、离散化或实现之后,还剩下多少。

在 Isabelle 里,这意味着把证明写成能继续扩展的结构;在对偶问题里,这意味着分辨“下界没信息”究竟是推导问题还是模型本身的问题;在原型里,这意味着决定一个离散输出到底该保留连续输入中的什么。