王輝

2400多年前，《列子·湯問》中記載了這樣一個故事：周穆王西巡狩，路遇匠人名偃師。翌日偃師謁見王，偕來一個假人?！摆叢礁┭觯湃艘病薄邦I(lǐng)其顱，則歌合律;捧其手，則舞應(yīng)節(jié)。千變?nèi)f化，惟意所適。王以為實人也，與盛姫內(nèi)御并觀之……”這個“假人”就是古人對機器人的想象。

今天，明星機器人索菲亞不僅外形像人，還能感知、識別周圍人的動作和表情，模仿62種人類表情，然后做出回應(yīng)，對答如流。盡管如此，在中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)人工智能研究院名譽院長張鈸看來，它無法得到周穆王的青睞，更無法通過圖靈測試，因為“人工智能才剛剛起步，離真正的AI還很遙遠(yuǎn)”。

40多年前，張鈸赴美訪學(xué)，第一次近距離感受到“人工智能”的魅力，自此從零開始，帶領(lǐng)我國學(xué)者邁出在該領(lǐng)域的第一步。雖然這時，人工智能已在國外發(fā)展了20多年，但他立志，要讓中國在人工智能領(lǐng)域奮起直追，迎頭趕上國際先進(jìn)水平，贏得外國同行的尊敬。

一諾千金，行勝于言。在隨后的研究中，他和張鈴教授一起發(fā)表了中國第一篇人工智能領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文，獲得中國在人工智能領(lǐng)域的第一個國際重要獎項;領(lǐng)銜成立國內(nèi)首個智能機器人實驗室，培養(yǎng)了本土第一位人工智能領(lǐng)域博士畢業(yè)生;與同事一起組建中國第一個人工智能國家重點實驗室……

如今，中國在人工智能方面的研究有了飛躍式的發(fā)展——圖像識別、語音識別等技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)入了世界先進(jìn)行列，人工智能發(fā)明專利授權(quán)總量全球排名第一，核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長。而在這其中，由他創(chuàng)造的這些“第一”“首次”就成為中國人工智能發(fā)展的一個個里程碑，見證、記載、鼓舞著中國人工智能發(fā)展的每一步。

“引路”中國人工智能

1935年，張鈸出生于福建福清縣的一個教育世家，祖父是清朝貢生，為發(fā)展家鄉(xiāng)教育事業(yè)曾創(chuàng)辦小學(xué);父親是愛國教師，從小教他踏實做人。張鈸在濃厚的家學(xué)氛圍中成長，學(xué)習(xí)成績名列前茅。

少年張鈸對科學(xué)充滿好奇心，他學(xué)習(xí)刻苦認(rèn)真，做事追求完美，夢想著“長大了成為一名科學(xué)家”。1953年，張鈸以數(shù)理化滿分的優(yōu)異成績考入清華大學(xué)，就讀于電機系電機電器制造專業(yè)。1956年，國家出臺《十二年科技發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》，開始了大踏步追趕世界先進(jìn)科學(xué)技術(shù)水平的歷程。彼時，國家要求清華大學(xué)增設(shè)新專業(yè)，以培養(yǎng)專業(yè)人才與師資力量。學(xué)校決定從電機系三年級的10個班中每個班抽調(diào)1名優(yōu)秀學(xué)生，成立自動控制“八字班”。

冥冥之中自有安排。也是在這一年，在大洋彼岸的美國的達(dá)特茅斯學(xué)院，“人工智能”被首次提出，從此開始了模擬人類智能行為的征程。

1958年，張鈸從清華大學(xué)自動控制系畢業(yè)，成為國家第一批自動控制專業(yè)的畢業(yè)生，并留校開始承擔(dān)教學(xué)任務(wù)?！暗牵耶?dāng)科學(xué)家的夢想一直沒有改變?！痹诹粜Ｈ谓唐陂g，張鈸邊教學(xué)邊科研，參與了我國最早飛行模擬臺的研制，并應(yīng)用于飛行模擬實驗。

國之所需，吾輩所向。1978年，面對計算機科學(xué)發(fā)展的重大需要，清華大學(xué)在自動控制系基礎(chǔ)上建立計算機工程與科學(xué)系。從自動控制系轉(zhuǎn)型到計算機系的張鈸，和他的同事一起通過向國外高校學(xué)習(xí)，最終確定將人工智能和智能控制作為全新的研究方向。那年他43歲。中年面臨轉(zhuǎn)型，不但在知識結(jié)構(gòu)上面臨很大挑戰(zhàn)，而且當(dāng)時中國人工智能可謂一窮二白，做該領(lǐng)域的研究需要白手起家。張鈸回憶說：“當(dāng)時國內(nèi)科研人員對人工智能領(lǐng)域發(fā)展的認(rèn)識很有限，甚至相關(guān)資料也非常少。”而在國際上，人工智能在經(jīng)歷了20多年的發(fā)展后，已經(jīng)成為計算機科學(xué)不可或缺的重要部分。這一點張鈸有深刻的共識，中國計算機科學(xué)要想做到世界領(lǐng)先，人工智能必不可少。

1980年年初，張鈸作為訪問學(xué)者前往美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校進(jìn)修學(xué)習(xí)。如今，回憶起在美國交流學(xué)習(xí)時的遭遇，仍令他頗感介懷?！澳闶侵袊鴣淼?？”“知道什么是人工智能嗎？”美國同行頗具優(yōu)越感的發(fā)問，讓45歲的張鈸下定決心，一定要好好利用這個機會，努力學(xué)習(xí)，推動中國人工智能的發(fā)展。

“當(dāng)時我去的是美國伊利諾伊大學(xué)的協(xié)調(diào)科學(xué)實驗室（Coordinated Science Lab，CSL）實驗室，這個實驗室整體上還是在研究計算機科學(xué)與工程，同時兼有通信、人工智能這些方向?！痹诿绹晾Z伊大學(xué)交流期間，張鈸還同時與國內(nèi)保持著教學(xué)與科研兩個方面的“跨國交流”。

一方面，張鈸通過將伊利諾伊大學(xué)使用的教材和相關(guān)材料全部復(fù)印并寄回國內(nèi)，跨國輔助清華大學(xué)計算機系的教研工作。“比如說，清華大學(xué)后來開設(shè)的一門叫作人工智能程序設(shè)計的課程，就是根據(jù)我寄回的材料開設(shè)的?！?/p>

另一方面，張鈸在人工智能領(lǐng)域的科研工作也由此開端，他一直保持與當(dāng)時在安徽大學(xué)任職的張鈴教授的書信交流，跨國合作開展科研工作。張鈸負(fù)責(zé)根據(jù)前沿研究提出問題，張鈴用數(shù)學(xué)的方法來解決問題，然后，張鈸再根據(jù)數(shù)學(xué)模型做編制程序進(jìn)行模擬實驗。他回憶說：“當(dāng)時，我覺得人工智能要深入發(fā)展下去，提高算法效率，必須要利用好數(shù)學(xué)這個工具?！?/p>

由于跨國電話資費昂貴，兩人只能通過郵寄書信的方式進(jìn)行溝通?；貞洰?dāng)年與張鈴合作科研的往事，張鈸說：“當(dāng)時，中美間一封航空信大概要人民幣8角錢，寄給對方約10天才能收到，一次討論就要耗時近一個月。我們計算過，一封信如果超過5張紙，就會超重，須多付郵資。為了省錢，我們特意挑相對薄的紙，寫非常小的字?！?/p>

就這樣，張鈸和張鈴開始了一場艱苦的跨越大洋的人工智能合作研究。約1年后，他們聯(lián)手完成了一篇人工智能領(lǐng)域的論文，實際上這也是中國科學(xué)家在人工智能領(lǐng)域的第一篇學(xué)術(shù)論文，成功發(fā)表于人工智能領(lǐng)域頂級國際期刊《IEEE模式分析與機器智能匯刊》，引起了國際同行的高度關(guān)注。正是這篇論文，讓中國留學(xué)生們狠狠地“揚眉吐氣”了一把，也增強了張鈸為中國人工智能發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)的信心和決心。

1982年，張鈸學(xué)成歸國，把當(dāng)時最先進(jìn)的人工智能技術(shù)和理念引進(jìn)了中國。1983年，張鈸和張鈴的論文在國際人工智能大會（IJCAI）發(fā)表，打破了沒有中國學(xué)者的論文在國際人工智能大會上發(fā)表的局面。中國由此開啟了人工智能發(fā)展的新篇章。

可以說，在中國人工智能發(fā)展的整個過程中，張鈸一直扮演著“引路人”的角色。他是中國人工智能的奠基人之一，見證并推動了中國人工智能從20世紀(jì)70年代的“白手起家”到如今向世界一流水平邁進(jìn)。

“舉旗”創(chuàng)新之路

篳路藍(lán)縷，披星戴月。

盡管中國的人工智能起步比國外晚了20多年，但張鈸和同事們正視差距、風(fēng)雨兼程，一路追趕著國際人工智能發(fā)展的步伐。

“回國后，我們開始思考中國的人工智能如何開展，除了理論研究，可以應(yīng)用在哪些場景中？”為了摸清國內(nèi)對人工智能的需求，張鈸與同事一起深入各行業(yè)一線進(jìn)行調(diào)研。從西南到東北，他們通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多軍工企業(yè)的生產(chǎn)條件非常危險，比如裝引信這項工作都是人工完成的?！斑@次調(diào)研，讓我們產(chǎn)生了強烈的愿望，希望能讓機器人來從事這些危險的工作?！?983年，張鈸開始籌備我國第一個機器人實驗室，然而，整整1年后，他們才幾經(jīng)周折從香港買到一部機械臂用來做研究的基礎(chǔ)設(shè)備。誰能想到，今天的智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室就是從這樣一部貌不驚人的機械臂起家的。1985年，中國首個智能機器人實驗室成立，開啟了中國智能機器人的研究之路。

1987年，張鈸正式入選國家“863”計劃智能機器人主題專家組。同年，他培養(yǎng)的中國第一位人工智能領(lǐng)域的博士生畢業(yè)。1990年，他和同事一起成立了全國第一個人工智能國家重點實驗室——“智能技術(shù)與系統(tǒng)”國家重點實驗室。一步一步，張鈸帶領(lǐng)團隊搭建起了中國的人工智能研究平臺。

然而，正在張鈸奮力追趕的時候，人工智能卻迎來了低谷。20世紀(jì)90年代，受到計算機算力算法等原因的限制，人工智能的“冬天”降臨，越來越多的聲音開始質(zhì)疑人工智能。幾乎同時，國外很多研究機構(gòu)紛紛停止了人工智能方面的研究。在這樣的大背景下，國內(nèi)一些高校也都很難繼續(xù)做人工智能研究。當(dāng)時，張鈸團隊也面臨著巨大的壓力，但是科研以外的這些聲音并沒有影響到他的決心，在許多人開始轉(zhuǎn)行的時候，張鈸初心不改，選擇了迎難而上。這位將人工智能引入中國的先驅(qū)者，在低谷中依然堅持不懈。他常常說：“人工智能不可能畢其功于一役，它最大的魅力就是永遠(yuǎn)在路上?！痹趶堚摰耐潞蛯W(xué)生眼中，他就是一個“旗手”，帶領(lǐng)著大家在困難、狂熱抑或浮躁中保持冷靜，努力前行。

1994年，張鈸當(dāng)選俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士;1995年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。2019年11月18日，他獲得了“吳文俊人工智能最高成就獎”，是繼陸汝鈐院士之后第二位獲此殊榮的科學(xué)家。

作為一位計算機科學(xué)家，一直以扎實的基礎(chǔ)理論為學(xué)術(shù)研究特色的張鈸，非常重視人工智能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等領(lǐng)域的理論研究，以及這些理論在模式識別、機器人和智能控制等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。

在人工智能理論上，張鈸和張鈴教授一起系統(tǒng)地提出了問題分層求解的商空間理論，通過代數(shù)的方法，系統(tǒng)地解決了不同層次求解空間的問題表達(dá)、復(fù)雜性分析，不同層次空間之間信息、算子及推理機制等的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系;進(jìn)一步提出了統(tǒng)計啟發(fā)式搜索算法，基于拓?fù)涞目臻g規(guī)劃方法以及基于關(guān)系矩陣的時間規(guī)劃算法等，極大降低了計算復(fù)雜性，具有重要的應(yīng)用價值。

在人工智能網(wǎng)絡(luò)方面，張鈸系統(tǒng)地分析了典型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，給出了該網(wǎng)絡(luò)各項性能的定量結(jié)果;對當(dāng)前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人類智能行為的能力及其局限性，提出了理論論據(jù)，并提出了一組新的學(xué)習(xí)機制，有效地提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能。

可以說，40多年來，他矢志不渝致力于中國人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新，發(fā)表或共同發(fā)表了數(shù)百篇學(xué)術(shù)論文，出版系列專著。他榮獲了ICL歐洲人工智能獎、國家自然科學(xué)獎三等獎、國家科技進(jìn)步獎三等獎、國家教委科技進(jìn)步獎一等獎、電子工業(yè)部科技進(jìn)步獎一等獎以及國防科工委科技進(jìn)步獎一等獎等諸多獎項，推動中國人工智能研究和產(chǎn)業(yè)向世界一流水平邁進(jìn)，是中國人工智能當(dāng)之無愧的奠基者和發(fā)展推動者。

如今，在張鈸和同事們的共同努力下，中國人工智能這40多年的發(fā)展歷程，呈現(xiàn)出日趨繁榮的景象?！皬?956年到現(xiàn)在，人工智能經(jīng)過了兩代發(fā)展。前兩代人工智能只能解決有限的問題，而且還存在著不安全、不可靠、不可信和不容易推廣應(yīng)用的缺點。為了克服這些缺點，我們提出要發(fā)展第三代人工智能。基本思路就是要把知識驅(qū)動和數(shù)據(jù)驅(qū)動結(jié)合起來，充分利用知識、數(shù)據(jù)、算法和算力這4個要素。”張鈸說，在發(fā)展第三代人工智能的過程中，我們實際上跟世界水平差距不大，也可以說處于同一起跑線上，“因此我們在未來的人工智能發(fā)展中，完全可以利用這個機會，掌握主動，進(jìn)一步發(fā)揚創(chuàng)新精神，就有可能跟世界一起共同推動人工智能的發(fā)展，作出重大貢獻(xiàn)?！?/p>

“明燈”照亮科學(xué)追夢人

清華園里，啟智潤心。

1954年，成績優(yōu)異的張鈸就讀清華大學(xué)電機系——青磚白柱，無問西東，蕓蕓書香，自此與清華大學(xué)結(jié)下一生之緣。

大三那年，清華大學(xué)增設(shè)新專業(yè)，張鈸進(jìn)入飛行器自動控制專業(yè)學(xué)習(xí)。1958年作為新中國第一批該專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生留校任教。張鈸最初的夢想是做一名科學(xué)家，但最后卻在組織的安排下留校任教，對角色的轉(zhuǎn)換他早有心理準(zhǔn)備。

剛剛參加工作半年，24歲的張鈸就接到教學(xué)任務(wù)：教研組安排他給四年級的學(xué)生開設(shè)飛行器自動控制的課。這門課的課程內(nèi)容他并不熟悉，而且是100多名學(xué)生的大課，僅有的知識也是幾個月前他剛剛從蘇聯(lián)專家那里學(xué)來的，聽課的學(xué)生只比他低一兩個年級。他回憶道：“大多數(shù)教師和我一樣都是剛從大學(xué)畢業(yè)的學(xué)生，與高年級的學(xué)生年齡相當(dāng)，知識與教學(xué)經(jīng)驗都很少，卻承擔(dān)了大部分的教學(xué)與科研任務(wù)。大家憑著一股工作熱情，邊干邊學(xué)習(xí)，用當(dāng)時的話講，叫‘在戰(zhàn)斗中成長。我們幾乎和學(xué)生‘摸爬滾打在一起，共同克服困難，完成所承擔(dān)的教學(xué)與科研任務(wù)?！币婚T復(fù)雜枯燥的課被他娓娓道來，深入淺出，第一次站在清華大學(xué)講臺上的他就獲得了學(xué)生由衷的熱愛。慈祥的微笑中，同學(xué)們收獲了知識與思想，崇敬喜愛之情油然而生。他的學(xué)生曾說：“張教授的學(xué)識是五光十色的?！?/p>

1978年，為加強計算機學(xué)科建設(shè)，集中辦好計算機學(xué)科，清華自控系更名為計算機系。系老師面臨多種選擇，可以調(diào)整到精儀系與新成立的自動化系，也可以選擇繼續(xù)留在系里，但必須將專業(yè)轉(zhuǎn)到與計算機相關(guān)的方向?！坝捎诖蠖鄶?shù)老師愿意留在這個集體，因此迫切需要找一個與計算機相關(guān)的新的學(xué)科方向。經(jīng)過張毓凱、林堯瑞、石純一和黃昌寧等老一代教師的共同努力，我們最終選擇了‘人工智能與智能控制作為我們新的教學(xué)與科研方向，開啟建設(shè)‘人工智能的新歷程。”

人工智能作為當(dāng)時中國的新興學(xué)科，科研和教學(xué)的條件都很艱苦，張鈸對這段經(jīng)歷記憶猶新。那時候，雖然當(dāng)時的研究已有了一定基礎(chǔ)，但是軟硬件條件與國際同行相比，差距很大，研究資料也不足，特別是專業(yè)、權(quán)威資料匱乏，更多是靠自力更生摸索。在那樣的環(huán)境下，想留住優(yōu)秀人才著實不易。面對徘徊在出國或留校讀博士之間并向他請教的學(xué)生，張鈸語重心長地說：“國外知名導(dǎo)師的科研、教學(xué)水平比我高，培養(yǎng)條件也比我這里好。你們選擇出國深造和科研，我非常支持。但是如果你選擇留下來，我會全心全意地培養(yǎng)你，絕不辜負(fù)。”肺腑之言感人至深，與他交談的學(xué)生大部分選擇了留下來。

而對于教學(xué)，張鈸是無比熱愛的，他將教育視為他生命的一部分，把學(xué)生視作自己的子女和朋友，也用自己的行動踐行著“行勝于言”的清華校訓(xùn)。每周，他都會給學(xué)生開小組討論會，并且每次都會提前到會議室。一些學(xué)生剛開始都是踩著點去開會，認(rèn)為晚到幾分鐘也沒有太大關(guān)系。對于遲到的同學(xué)，張鈸從沒有指責(zé)和訓(xùn)斥。開會討論時，他從不把手機放在桌面上，也沒有因手機鈴聲響起而中斷討論，許多學(xué)生直到畢業(yè)都沒有見過導(dǎo)師的手機。而對待學(xué)生的論文投稿，張鈸經(jīng)常會花很多工夫幫忙潤色，從內(nèi)容、語法、選詞到標(biāo)點符號都仔細(xì)修改。

亦師亦友，真情流露。即便離開學(xué)校幾年、幾十年了，學(xué)生依然與他保持密切的聯(lián)系。每當(dāng)教師節(jié)或者他的生日，分布在世界各地的學(xué)生，會相約到老師家里看望他、和他聊天，從時政到工作體驗、從社會到家庭趣事，天南海北無話不談。

張鈸曾說：“我一輩子就做了兩件事：一件是讀書，另一件就是在清華大學(xué)教書育人?！?018年，適逢清華大學(xué)計算機系建系60周年，也是張鈸留校任教的60年。從青澀年華到耄耋之年，桃李滿天下的他一共培養(yǎng)了77名博士生，為國家培養(yǎng)、輸送一批高科技專才，尤其是在人工智能領(lǐng)域。他們中的大多數(shù)留在國內(nèi)工作，奮斗在高等院校、研究單位和企業(yè)等各種工作崗位，也有少數(shù)牽頭創(chuàng)業(yè)，都在為國家的經(jīng)濟發(fā)展和社會進(jìn)步作貢獻(xiàn)。

“每當(dāng)?shù)弥麄冊谑聵I(yè)上取得了新進(jìn)步，我都抑制不住內(nèi)心的激動和快樂。能夠為國家和社會培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才，是我人生最大的成功?！睆堚撜f。

如果說上一個10年，人們見證了人工智能的“復(fù)興”，見證了人工智能技術(shù)對于眾多行業(yè)的顛覆性變革，也感受到了它對每個人生活的深刻影響，那么，隨之而來的這10年，也是人工智能人才培養(yǎng)與成長的舞臺。2019年6月，張鈸看到了中國高校在人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)中的迫切性，牽頭成立了清華大學(xué)人工智能研究院，并親自出任首任院長。時至今日，86歲高齡的他，依然精神抖擻地活躍在學(xué)術(shù)前沿陣地，為人工智能的發(fā)展獻(xiàn)計獻(xiàn)策。

經(jīng)師易得，人師難求。習(xí)近平總書記曾說，一個人遇到好老師是人生的幸運，一個學(xué)校擁有好老師是學(xué)校的光榮，一個民族源源不斷涌現(xiàn)出一批又一批好老師則是民族的希望。博士生姚殊回憶道：“張教授給人的第一印象是瘦——消瘦的身材，清瘦的臉龐。但你不覺得他單薄，因為在這清瘦里自有一種筋力。當(dāng)他來回踱步、低頭沉吟的時候;當(dāng)他揮起手向你闡述些什么的時候，你會感覺到一種力量，思想的力量……”