你可曾想象,一部妙趣横生的动画片,从故事情节到角色设计,再到场景绘制和镜头调度,完全由一台冰冷的计算机“独立”完成?你可曾设想,未来的医院里,与人类专家并肩作战,为疑难杂症把脉会诊的,是一位不知疲倦、学识渊博的“机器人医生”?
这些看似遥不可及的场景,正是中国科学院院士陆汝钤毕生追寻的梦想。早在20世纪70 年代,当“人工智能”这个词对于大多数中国人来说还如同天方夜谭时,陆汝钤就已敏锐地洞察到了它的巨大潜力,并毅然投身于这片充满未知的领域。他,是中国人工智能当之无愧的先驱。
“想象力比知识更重要。” 这位年逾九旬的科学家,常常将爱因斯坦的这句名言挂在嘴边。他用自己一生的实践,诠释着这句话的深刻内涵。从数学到计算机,从知识工程到人工智能,陆汝钤的每一次跨越,都源于他对科学的无限热爱和对未知的强烈好奇。
一、 数学家的“叛逆”:从复变函数到ALGOL 60
陆汝钤的学术生涯,起步于数学。1935年,他出生在上海一个书香门第,祖籍苏州。兄长陆启铿是著名数学家,也是华罗庚先生归国后亲手培养的第一位弟子。在家庭的熏陶下,陆汝钤自幼便对数学产生了浓厚的兴趣。
1953年,他成为新中国第一批公派留学生,远赴民主德国耶拿大学深造。在那里,他系统学习了数学理论,打下了坚实的学术基础。1959年,陆汝钤学成归国,进入中国科学院数学研究所,师从华罗庚先生,并在兄长陆启铿的指导下,专攻多元复变函数论。
在那个年代,国内的科研条件十分艰苦。但陆汝钤和他的同事们,怀着一颗报效祖国的赤子之心,克服重重困难,在多元复变函数论领域取得了一系列重要成果。他们在一大类非对称可递域上建立起了调和函数论,为中国数学的发展写下了浓墨重彩的一笔。
然而,20世纪70年代初,一场突如其来的“特殊时期”,改变了陆汝钤的人生轨迹。数学研究的实用性受到了质疑,这让陆汝钤陷入了深深的思考。他开始将目光投向了新兴的计算机科学。
1972年,中科院数学所建立了计算站,陆汝钤被调入软件组。在那里,他接触到了一台国产DJS-21晶体管计算机。这台占地十几平方米、运算速度仅有每秒三万次的“庞然大物”,却让陆汝钤兴奋不已。他意识到,计算机将成为未来科技发展的核心,而他,有机会参与到这场伟大的变革中。
为了尽快掌握计算机技术,他每天早早地跑到隔壁的计算所资料室“抢”资料,如饥似渴地学习着。他不仅修复了由王选院士编写的ALGOL 60编译程序的错误,还对其进行了改进和扩充。这套改进后的程序,后来甚至被用于出口到其他国家的计算机上。这次“转行”,对于陆汝钤来说,既是挑战,也是机遇。他凭借着扎实的数学功底和对新事物的好奇心,迅速完成了从数学家到计算机专家的转变。而这段经历,也为他日后在人工智能领域的开创性工作,奠定了坚实的基础。
二、 “XR计划”:为国产计算机“补钙”
20世纪70年代中期,中国的计算机产业刚刚起步,面临着“缺芯少魂”的困境。硬件方面,我们已经能够自主生产晶体管计算机,但在软件方面,却严重依赖进口。
面对这一难题,陆汝钤和他的同事们没有退缩。1975年,他们共同发起了一项名为“XR 计划”的合作项目,旨在通过“软件的机械化生成和移植”,来解决国产计算机软件匮乏的问题。
“XR计划”的核心思想,是开发一套通用的软件工具,让一套软件可以自动地在不同的计算机上运行。这在当时是一个极具挑战性的目标,但陆汝钤和他的团队坚信,只要大家团结协作,就一定能够攻克难关。
“XR计划”得到了全国20多个高校和科研单位的积极响应,大家群策群力,共同攻关。经过六年的艰苦努力,他们成功研制出了一套高效的软件生成和移植工具,以及九个可移植的高级语言编译程序,为六种国产计算机建立了软件的机械化生成和移植环境。
“XR计划”的成功,不仅缓解了当时国产计算机软件短缺的燃眉之急,也为中国软件产业的自主发展积累了宝贵的经验。更重要的是,它培养了一批优秀的软件人才,为中国计算机科学的腾飞奠定了基础。
在“XR计划”中,陆汝钤还提出了“广义优先文法”的概念,为编译程序的理论研究做出了贡献。
1979年夏天,在吉林长春召开的“计算机科学暑期讨论会”,成为中国人工智能发展史上的一个重要里程碑。正是在这次会议上,陆汝钤第一次听到了“人工智能”这个词,并被它深深吸引。
会议上,吉林大学的王湘浩院士等一批有识之士,敏锐地捕捉到了国际上人工智能研究的最新动向,并积极倡议在中国开展人工智能研究。他们将这次会议称为中国人工智能的“摸底会”,希望通过这次会议,了解国内人工智能研究的现状,并为未来的发展指明方向。
陆汝钤回忆说,当时他对“人工智能”这个概念还很陌生,但会议上热烈的讨论气氛,以及专家们对人工智能未来前景的展望,深深地感染了他。他意识到,人工智能将是一个充满挑战和机遇的领域,而他,应该投身其中。
从长春回来后,陆汝钤便开始着手研究人工智能。他广泛阅读文献,积极参加学术交流,不断探索着这个新领域的奥秘。1981年,他发表了自己在人工智能领域的第一篇论文,正式开启了他在中国人工智能领域的拓荒之旅。
四、 知识工程:让机器“懂”知识
20世纪80年代,陆汝钤将研究重心转向了知识工程。他认为,要让计算机拥有智能,就必须让它们掌握知识。而知识工程,就是研究如何让计算机获取、表示、运用知识的学科。
在那个年代,知识工程还是一门新兴的学科,国内的研究几乎一片空白。陆汝钤从零开始,带领团队,一步一个脚印地探索着。
他们首先设计并研制了知识工程语言TUILI。这是一种融合了逻辑编程和产生式系统的语言,具有强大的知识表示和推理能力。TUILI的问世,为中国知识工程的研究提供了重要的工具。
1987年,陆汝钤又主持了国家“七五”科技攻关项目——大型专家系统开发环境《天马》的研发。《天马》系统集成了多种知识表示方法和推理机制,可以帮助专家快速构建各种领域的专家系统。《天马》的成功,标志着中国知识工程的研究达到了一个新的高度。
为了解决知识获取的“瓶颈”问题,陆汝钤提出了“类自然语言理解”的思想。他认为,对于特定领域的文本,只需要提取关键词和关键结构,计算机就可以自动获取其中的知识。基于这一思想,他和杨芙清院士合作,开发了《天鹰》管理软件快捷开发技术,实现了管理软件的自动生成。
在知识工程领域,陆汝钤的贡献远不止于此。他提出的“知件”和“知识中间件”概念,更是具有划时代的意义。他将“知件”定义为一种独立的、可复用的知识模块,认为“知件”应该像硬件、软件一样,成为IT产业的重要组成部分。这一思想,极大地推动了知识工程的理论和应用发展。
五、 “天鹅”起舞:让计算机“导演”动画片
陆汝钤对人工智能的探索,从未局限于某一个领域。他喜欢看动画片,常常思考如何让人工智能来制作动画片。
1990年,他带领团队,开始了“计算机动画自动生成”的研究。这是一项极具挑战性的工作,需要综合运用自然语言理解、知识工程、计算机图形学等多个领域的技术。
经过五年的艰苦攻关,他们终于完成了“天鹅”系统。这套系统可以根据输入的中文童话故事,自动生成动画片的脚本、场景、角色、动作,甚至连镜头调度和配乐都可以由计算机“一手包办”。
“天鹅”系统的问世,引起了国内外同行的广泛关注。它不仅证明了人工智能在艺术创作领域的巨大潜力,也为中国动画产业的发展开辟了一条新的道路。
六、 晚年寄语:想象力比知识更重要
尽管年事已高,陆汝钤从未停止对科学的探索。他每天坚持阅读最新的科研文献,关注着人工智能领域的最新进展。
他将目光投向了“大知识”领域,认为随着大数据时代的到来,如何从海量数据中提取知识,并将其应用于解决实际问题,将成为人工智能发展的重要方向。他提出了大知识的 5MC模型、10MC模型,以及大知识工程的生命周期模型,并组织研发了《天猿》大知识图谱支撑平台,为大知识的研究奠定了基础。
他还对人工智能在医学领域的应用充满了期待,并提出了“人机专家会诊”的设想。他相信,在不久的将来,机器人将能够与人类医生并肩作战,共同为患者的健康保驾护航。
陆汝钤不仅是一位杰出的科学家,也是一位深受学生爱戴的导师。他培养了大批优秀的人工智能人才,为中国人工智能事业的发展播撒了火种。
他常对学生说:“想象力比知识更重要。”他鼓励学生要敢于质疑、敢于创新,不要迷信权威,不要盲目跟风。“就是要敢走别人没走过的路,敢走自己的路。” 他为年轻的科研工作者题词:
致投身科学的年轻勇士们
敢为人先 百折不回探索未知 创造未来
乐以青春换明天埋头一生终不悔
科学虽无垠
潇洒走一回
这既是他对年轻人的殷切期望,也是他自己一生科研生涯的真实写照。
七、 智者思远:人工智能的挑战与未来
作为中国最早投身人工智能研究的学者之一,陆汝钤见证了这个领域从冷清到喧嚣、从低谷到繁荣的全过程。他对人工智能的思考,早已超越了具体的技术细节,上升到了哲学和伦理的层面。
早在上世纪80年代,当大多数人还对“人工智能”这个词感到陌生时,陆汝钤就敏锐地捕捉到了知识工程的潜力。他认为,要让机器真正拥有智能,就必须让它们掌握知识,而不仅仅是依靠算法和算力。他提出的“知件”概念,正是这种思想的结晶。他希望将知识从软件中解放出来,让知识像硬件和软件一样,成为一种可以独立交易、自由组合的商品,从而构建起一个全新的“知件产业”。
进入21世纪,大数据时代的到来,更坚定了陆汝钤对知识工程的信心。他认为,海量的数据中蕴藏着丰富的知识,而如何从这些数据中提取知识、利用知识,将是人工智能发展的关键。他提出的“大知识”概念,以及“5MC”、“10MC”模型,正是他对这一挑战的回应。
陆汝钤并非盲目乐观的技术崇拜者。他清醒地看到了人工智能发展所面临的挑战。他认为,人工智能的应用不能没有边界,必须考虑到伦理和社会影响。例如,他关注到了数据滥用、隐私泄露的问题,他强调,技术的发展不能以牺牲个人权益为代价。他还对“机器人能否杀人”这样的伦理难题进行了深入思考,主张在人工智能的应用中划定禁区。对于人工智能的未来,陆汝钤既有期待,也有担忧。他相信,人工智能将在医学、教育、交通等领域发挥越来越重要的作用,甚至可能在50年内实现人机专家联合会诊,彻底改变医疗的面貌。但他也告诫年轻人,不要盲目跟风,不要被“元宇宙”这样的概念炒作所迷惑,要保持清醒的头脑,理性地看待人工智能的发展。
更重要的是,他希望年轻一代的科研工作者,能够继承老一辈科学家的优良传统,树立远大的理想,培养独立思考的能力,敢于走别人没有走过的路。“想象力比知识更重要”,这句他常挂在嘴边的话,既是他对自己的要求,也是他对年轻人的殷切期望。
八、结语
陆汝钤院士是一位纯粹的科学家。他淡泊名利,不慕虚荣,将全部的热情和精力都投入到了科研事业中。他幽默风趣, 待人真诚。虽然视力不好,但他却拥有着敏锐的洞察力和超凡的想象力,也曾因为视力问题闹出过不少笑话, 比如把同事自行车上的行李看成“卖破烂”, 把杨树上的杨花看成毛毛虫。他用自己的智慧和汗水,为中国人工智能的发展开辟了一条道路,也为后人留下了一笔宝贵的精神财富。
正如中国工程院院士李国杰所说,中国的人工智能界,没有参天大树,但灌木丛生,百花盛开。陆汝钤,就是这百花园中,一株挺拔的劲草,一朵绚丽的奇葩。他的故事,将激励着一代又一代的中国科技工作者,在人工智能的道路上,不断探索,勇往直前!
值此陆汝钤先生诞辰90周年之际,谨以此文致敬。
转载:原创 数理周六 数理拾光 2025年02月15日 09:25 北京