人工智能六十載 耄耋之年仍少年

——記清華大學(xué)“身邊榜樣”、人工智能研究院院長(zhǎng)、計(jì)算機(jī)系教授張鈸院士

張鈸，中國科學(xué)院院士，清華大學(xué)人工智能研究院院長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)系教授，博士生導(dǎo)師。1958年畢業(yè)于清華大學(xué)自動(dòng)控制系，同年留校任教至今。1980年至1982年作為訪問學(xué)者在美國伊利諾伊大學(xué)從事人工智能研究。2011年被漢堡大學(xué)授予自然科學(xué)榮譽(yù)博士。曾任清華大學(xué)學(xué)位委員會(huì)副主任委員、清華大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、“智能技術(shù)與系統(tǒng)”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、“863”計(jì)劃自動(dòng)化領(lǐng)域機(jī)器人主題專家組成員、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)副主任及智能控制專業(yè)委員會(huì)主任、《計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)》副主編、福建省及廈門市等政府以及微軟亞洲研究院技術(shù)顧問等職。

張鈸長(zhǎng)期從事人工智能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等理論研究，以及這些理論在模式識(shí)別、機(jī)器人和智能控制等領(lǐng)域的應(yīng)用研究，是中國人工智能領(lǐng)域的奠基人之一。在人工智能理論上，系統(tǒng)地提出了問題分層求解的商空間理論；解決了不同粒度空間描述、相互轉(zhuǎn)換及復(fù)雜性分析等問題；提出了多層信息綜合、不確定性處理、定性推理、規(guī)劃與搜索等新的原理與模型，有效地降低了計(jì)算復(fù)雜性。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面，系統(tǒng)得分析了典型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，給出了該網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)性能的定量結(jié)果；提出了一種自頂向下新的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造性學(xué)習(xí)方法，有效地提高了它的性能。在上述領(lǐng)域共發(fā)表200余篇論文和5部專著。研究成果曾獲ICL歐洲人工智能獎(jiǎng)，國家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)，國家科學(xué)進(jìn)步三等獎(jiǎng)，教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)，電子部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，國防科工委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。出版專著曾獲全國優(yōu)秀科技圖書獎(jiǎng)暨科技進(jìn)步獎(jiǎng)（科技著作）一等獎(jiǎng)，中國優(yōu)秀科技圖書一等獎(jiǎng)，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，兩次獲得教委高校出版社優(yōu)秀學(xué)術(shù)專著特等獎(jiǎng)。曾獲北京市優(yōu)秀教師稱號(hào)，國家科委頒發(fā)的個(gè)人“金牛”獎(jiǎng)、“為國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做出重大貢獻(xiàn)的先進(jìn)工作者”，2014年獲中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)終身成就獎(jiǎng)。

1953年夏天填報(bào)志愿時(shí)，在選擇“清華電機(jī)”還是“北大物理”之間徘徊的少年，如今已成為陪伴清華共同走過六十載光陰的老清華人。這位已到耄耋之年的科學(xué)家，就是我國人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物之一、清華大學(xué)人工智能研究院院長(zhǎng)、計(jì)算機(jī)系教授張鈸院士。

求學(xué)清華 水木情深 

六十多年前，一輛接新生的大卡車在夜色中從西門入校園，沿著一條筆直的林蔭大道徑直開到宿舍門口，張鈸心中感嘆：“清華園真大！”那年十月，經(jīng)過幾個(gè)晝夜的長(zhǎng)途跋涉，張鈸離開福建，走進(jìn)清華園。

張鈸至今還記得，當(dāng)時(shí)學(xué)生會(huì)給大家寫了一封公開信《親愛的新同學(xué)—我們的新伙伴們》。信中說，“祖國迫切等待著清華大學(xué)培養(yǎng)出各種各樣的新型工程師參加祖國偉大的建設(shè)。”“趕快來吧！新同學(xué)們！我們將為做到毛主席對(duì)我們的指示：身體好、工作好、學(xué)習(xí)好！共同努力！” 張鈸說，這封公開信不僅代表著學(xué)校對(duì)新生的期望，也道出了所有新生的心中理想。

 1957年自8部分學(xué)生與鐘士模教授、蘇聯(lián)專家蘇其林合影

當(dāng)時(shí)張鈸所在自動(dòng)控制系統(tǒng)專業(yè)8班只有10名同學(xué)，都是作為清華未來師資培養(yǎng)的，1958年，張鈸從清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系的前身自動(dòng)控制系畢業(yè)，同年留校任教至今。當(dāng)時(shí)國內(nèi)自動(dòng)控制專業(yè)人才很少，缺乏師資。大學(xué)期間，學(xué)生們只學(xué)了兩門與專業(yè)有關(guān)的課程，一門是計(jì)算機(jī)系首任系主任鐘士模教授講授的《自動(dòng)調(diào)節(jié)原理》，另一門是由蘇聯(lián)專家蘇其林講授的《自動(dòng)控制系統(tǒng)》。少年張鈸在這樣的環(huán)境下，認(rèn)真勤勉，求實(shí)篤行。

一晃六十多年過去，回首往事時(shí)，張鈸依舊難以忘卻與來自全國的優(yōu)秀同齡人相處的五年時(shí)光。他說：“與他們相處，讓我時(shí)刻看到‘高標(biāo)準(zhǔn)’在哪里，始終知道自己的不足，激勵(lì)著我不斷向前，不敢有絲毫的懈怠，促使我養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。因?yàn)椴粚W(xué)習(xí)就會(huì)落伍，就會(huì)趕不上。”

為人師表 桃李滿園 

從學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)榻處煹?959年春天，張鈸為自0班（即1960屆）學(xué)生開設(shè)了《飛行器自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程。這門課程沒有教科書，其他參考資料也很少，在開課難度極大的情況下，這門課不僅按時(shí)開了出來，還得到了學(xué)生的廣泛好評(píng)。隨后，張鈸又和其他教師共同努力，開設(shè)出了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課，老師們圍繞飛行模擬臺(tái)、機(jī)電指揮儀和自動(dòng)駕駛儀等研制任務(wù)，帶領(lǐng)各屆畢業(yè)生“真刀真槍地做畢業(yè)設(shè)計(jì)”。在計(jì)算機(jī)系章燕申老師的領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過自9（1959屆）到自6（1966屆）共7屆學(xué)生的實(shí)踐，逐步形成一個(gè)比較完整的“飛行器自動(dòng)控制系統(tǒng)”專業(yè)教學(xué)體系，培養(yǎng)了大量國家急需的軍工建設(shè)人才。

張鈸把那段時(shí)間形容為“在戰(zhàn)斗中成長(zhǎng)”的時(shí)光，教師們幾乎和學(xué)生一起“摸爬滾打”，共同克服困難，完成所承擔(dān)的教學(xué)與科研任務(wù)。

1991年張鈸與博士生合影

作為一名教師，如何在高校的學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)中發(fā)揮應(yīng)有的作用？張鈸的回答是“行勝于言”，發(fā)揮自身的表率作用。“這就需要我們認(rèn)真地去對(duì)待每一件事，比如每一堂課、每一次報(bào)告，甚至?xí)h上的發(fā)言，我總是經(jīng)過認(rèn)真思考和準(zhǔn)備，力求做到言之有物，讓聽眾有所收獲；還需堅(jiān)持奮斗在在教學(xué)與科研的第一線，不斷向周圍老師和學(xué)生學(xué)習(xí)，這樣才有可能跟上時(shí)代的步伐，為人師表。”          

1997年6月賀思敏博士論文答辯現(xiàn)場(chǎng)

到現(xiàn)在為止，張鈸總共培養(yǎng)了77名博士生，他們中的大多數(shù)留在國內(nèi)工作，奮站在高等院校、研究單位和企業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域的一線，也有少數(shù)學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)，為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步作出重要貢獻(xiàn)。這些學(xué)生畢業(yè)之后，絕大多數(shù)一直與張鈸保持密切的聯(lián)系。“每當(dāng)?shù)弥麄冊(cè)谑聵I(yè)上取得了新進(jìn)步，我都抑制不住內(nèi)心的激動(dòng)和快樂，能夠?yàn)閲液蜕鐣?huì)培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才，是我人生最大的成功。”張鈸說。

人機(jī)共舞 未來已來  

在談到與人工智能的淵源時(shí)，張鈸形容他與人工智能的關(guān)系是“先結(jié)婚后戀愛”。1978年，在包括張鈸在內(nèi)的老一代教師的共同努力下，計(jì)算機(jī)系成立了“人工智能與智能控制”教研組，開啟了建設(shè)“人工智能”的新歷程。

1983年籌建智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室時(shí)，老師們與實(shí)驗(yàn)員合影

篳路藍(lán)縷，披星戴月。上世紀(jì)90年代“人工智能冬天”的降臨，使得這一歷程一度十分艱難曲折。但憑借改革開放的良好環(huán)境與中國崛起的偉大機(jī)遇，經(jīng)過40年的努力，老一代教師們不僅堅(jiān)持下來，而且取得了可喜成績(jī)，在人工智能領(lǐng)域創(chuàng)造了多項(xiàng)全國第一：1978年招收第一批碩士生，1983年成立首個(gè)智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，1983年在國際人工智能大會(huì)（IJCAI）上發(fā)表我國第一篇學(xué)術(shù)論文，1984年獲得人工智能領(lǐng)域的第一個(gè)國際重要獎(jiǎng)項(xiàng)，1987年第一位人工智能領(lǐng)域的博士生畢業(yè)，1990年成立全國第一個(gè)有關(guān)人工智能的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——“智能技術(shù)與系統(tǒng)”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以及最近成立的交叉研究機(jī)構(gòu)——“清華大學(xué)人工智能研究院”。

2018年團(tuán)隊(duì)師生合影

在人工智能浪潮席卷全球的今天，它的每一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新和突破都將對(duì)我們的生活產(chǎn)生巨大的影響。張鈸說：“任何技術(shù)都是為了讓人們的生活更美好，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的更好發(fā)展，這就是我們?nèi)斯ぶ悄茏非蟮慕K極目標(biāo)。”

面對(duì)大眾對(duì)人工智能的擔(dān)憂，張鈸表示，在限定領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)可以達(dá)到，甚至超過人類的水平，但“人類最大的優(yōu)點(diǎn)是，小錯(cuò)不斷，大錯(cuò)不犯，我們可能把騾看成驢，但是絕對(duì)不會(huì)把石頭看成驢”。“機(jī)器是人類最好的助手，充分利用雙方的特點(diǎn)，人工智能的路將會(huì)越走越寬。”張鈸說。

下一個(gè)人工智能的爆點(diǎn)在哪里？張鈸說，現(xiàn)在人工智能取得了一些進(jìn)展，但仍然有很大的局限性，人工智能技術(shù)需要進(jìn)一步向前發(fā)展。下一步要與腦科學(xué)結(jié)合，找出新的模型，將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與知識(shí)驅(qū)動(dòng)結(jié)合起來找出新的方法，“智能對(duì)我們來講永遠(yuǎn)是秘密，而人工智能的魅力就在于我們對(duì)它的研究永遠(yuǎn)在路上。”

（清華新聞網(wǎng)1月23日電）

供稿：計(jì)算機(jī)系 編輯：呂婷 審核：周襄楠