張鈸院士：活躍在人工智能最前沿的耄耋老人

宗禾

是中國科學(xué)院院士，也是現(xiàn)任清華大學(xué)人工智能研究院院長，還是 CCF 會士、2014 CCF 終身成就獎獲得者……已至耄耋之年的張鈸院士，擁有至高榮譽(yù)無數(shù)。

而在中國人工智能如火如荼地發(fā)展的大背景中，張鈸院士作為中國人工智能的奠基人之一，見證并經(jīng)歷了中國人工智能從一清二白到日益繁榮的歷史，因而也更能看清中國人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀，從而對人工智能未來的發(fā)展方向提出更科學(xué)的建議，這對于該領(lǐng)域的研究者和從業(yè)者而言，極具引領(lǐng)價值和借鑒意義。

國家需求決定科研方向

1935年，在福建省福清縣，張鈸出生在一個書香門第。他的祖父張綱為清朝貢生，擔(dān)任過福清縣農(nóng)會會長，并創(chuàng)辦了小學(xué)，父親張瑞樵也是投身教育事業(yè)的愛國人士。1953年，張鈸參加全國高考，以數(shù)理化三門滿分的優(yōu)異成績被清華大學(xué)錄取，就讀于電機(jī)系電機(jī)與電氣制造專業(yè)。1956年，中國制定了“國家十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃”，重點(diǎn)開展原子彈、核武器和火箭的研制。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)校決定從當(dāng)時的電機(jī)系三年級學(xué)生中，挑選出優(yōu)秀的學(xué)生組成新的年級，于是張鈸進(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，從此，清華大學(xué)成為他事業(yè)的舞臺。

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。盡管與他原來的理想與志向有所出入，但他積極面對，努力適應(yīng)。新的專業(yè)與張鈸想象中不同，當(dāng)時的飛行器自動控制專業(yè)剛剛籌建，各方面條件都比較差，既缺乏資料，又沒有設(shè)備，主要靠向蘇聯(lián)專家學(xué)習(xí)，聽專家的課、由專家指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計等。由于課程內(nèi)容涉及軍事應(yīng)用，保密要求高，上課需要聽課證，下課后還要把大家的筆記本全都留下來，學(xué)習(xí)受到很大的限制。盡管條件不好，但張鈸還是學(xué)有所成。

1959年2月，張鈸剛剛參加工作半年，教研組就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，且課堂容量有100多名學(xué)生，僅有的知識也是幾個月前剛剛從蘇聯(lián)專家那里學(xué)來的，聽課的學(xué)生只比他低一兩個年級，他所承受的壓力可想而知。面對艱巨的任務(wù)，張鈸選擇迎難而上，第一次站在清華大學(xué)的講臺上就獲得了學(xué)生們由衷的熱愛。

以清華為陣地，譜寫中國人工智能發(fā)展新篇章

1978 年之際，在清華大學(xué)“專業(yè)歸隊”的號召下，剛經(jīng)歷原自動控制系轉(zhuǎn)型為計算機(jī)系的張鈸院士等一批教師，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其教研組新的專業(yè)方向，中國由此開啟了人工智能發(fā)展的新篇章。

在確定方向后，教研組開展專業(yè)建設(shè)和教研工作的思路之一同樣是向國外高校“取經(jīng)”。據(jù)張鈸院士回憶，當(dāng)時正作為訪問學(xué)者在美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校訪問學(xué)習(xí)的他，還特意將伊利諾伊大學(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(jī)系起步之初的人工智能專業(yè)建設(shè)和教研工作。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)他寄回來的材料開設(shè)的。

在張鈸院士等一眾老一輩教師們?yōu)橹袊斯ぶ悄苁聵I(yè)所做出的努力下，早期以清華大學(xué)為主要陣地的中國人工智能領(lǐng)域開始屢結(jié)碩果：

1983 年，張鈸院士等人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;

1985 年，張鈸院士等人創(chuàng)建了國內(nèi)首個智能機(jī)器人實(shí)驗室，并引進(jìn)了國內(nèi)第一臺機(jī)器人 PUMA560，開啟了中國智能機(jī)器人的研究之路;

1990 年，張鈸院士和其他老師一起又在該實(shí)驗室的基礎(chǔ)上籌備建立了全國第一個與人工智能有關(guān)的國家重點(diǎn)實(shí)驗室——“智能技術(shù)與系統(tǒng)”國家重點(diǎn)實(shí)驗室，推動中國人工智能領(lǐng)域的研究再上了一個臺階。

發(fā)展至今，中國人工智能遍地開花，這一切的背后都離不開張鈸院士等一眾中國人工智能奠基人的耕耘和鋪墊。

2019年6月，張鈸院士從中國人工智能當(dāng)下熱火朝天的發(fā)展態(tài)勢下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。

從中國人工智能的白手起家階段到如今呈日益繁榮之勢，張鈸院士為中國人工智能事業(yè)發(fā)展所做的努力和貢獻(xiàn)，依舊在延續(xù)。

功成名就，學(xué)術(shù)科研與教育事業(yè)齊頭并進(jìn)

拋開為中國人工智能事業(yè)一馬當(dāng)先的使命感，對于張鈸院士而言，他還有兩個非常純粹的角色：計算機(jī)科學(xué)家和教育家。

作為一位計算機(jī)科學(xué)家，一直以扎實(shí)的基礎(chǔ)理論為學(xué)術(shù)研究特色的張鈸院士，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(jī)器人和智能控制等領(lǐng)域的應(yīng)用研究，其基于這些研究方向的學(xué)術(shù)產(chǎn)出也非常之高——共發(fā)表 200 余篇論文和 5 部專著，與此同時，也做出了一系列的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，具體包括：

在人工智能理論上，系統(tǒng)地提出了問題分層求解的熵空間理論，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(jī)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，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(jī)制，有效地提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能。

作為一位教育家，張鈸院士自 1959 年走上清華大學(xué)教師崗位后，便一直為教育事業(yè)耕耘至今，如今已是桃李滿天下。對于教育，張鈸院士一直秉承著嚴(yán)謹(jǐn)而誠懇的態(tài)度，他曾公開提及自己的教學(xué)之道：對于每一堂課、每一次報告，甚至?xí)h上的發(fā)言，他都會經(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，并且還需要堅持在教學(xué)與科研的第一線上，不斷向周圍老師和學(xué)生學(xué)習(xí)，這樣才有可能跟上時代的步伐，為人師表。

1994 年當(dāng)選為俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士、1995 年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士、2011 年德國漢堡大學(xué)授予自然科學(xué)名譽(yù)博士以及獲得 2014 CCF 終身成就獎等諸多重量級榮譽(yù)，都是張鈸院士為學(xué)術(shù)科研以及教育事業(yè)做出杰出貢獻(xiàn)而獲得的來自國內(nèi)外的嘉獎。

耄耋之年，依舊活躍在人工智能的最前沿

已經(jīng) 80多歲高齡的張鈸院士，早已過了退休年齡，然而，年齡在他身上，實(shí)實(shí)在在證明了“只是一個數(shù)字”的道理。清華大學(xué)成立人工智能研究院，他親自當(dāng)院長;清華大學(xué)人工智能研究院下面又先后成立了8個研究中心，他必親自出席現(xiàn)場，致辭揭牌。

除了關(guān)注人工智能在學(xué)術(shù)界的進(jìn)展，張鈸院士在科技成果轉(zhuǎn)化方面還身體力行，在人工智能創(chuàng)業(yè)公司深醒科技擔(dān)任首席科學(xué)家，站在學(xué)界和業(yè)界的最前沿，對人工智能未來的發(fā)展問題展開更深入的探索。

不僅如此，無論是在國際人工智能學(xué)術(shù)會議上，還是在國內(nèi)一些人工智能相關(guān)的會議和活動上，都不乏張鈸院士演講的身影。隨著中國老一輩人工智能研究者基本上都早已退到人工智能研究的后方，張鈸院士始終堅持站在演講臺上向后輩研究者傳達(dá)自己對于人工智能發(fā)展的觀點(diǎn)和見解，顯得更加彌足珍貴。

57年執(zhí)教生涯、61載清華歲月、培養(yǎng)近70名博士研究生、80歲高齡，作為清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的主要奠基人，張鈸促成了實(shí)驗室的誕生，引領(lǐng)了實(shí)驗室的發(fā)展，見證了實(shí)驗室的每一個重要時刻。

（四月摘自《科學(xué)大觀園》2019年第20期）