一部“軟件人”的科研史詩——記北京科技大學(xué)計算機智能系統(tǒng)與軟計算研究所所長曾廣平教授

本刊記者 劉蕊蕊 杜玲娟

一部“軟件人”的科研史詩
——記北京科技大學(xué)計算機智能系統(tǒng)與軟計算研究所所長曾廣平教授

本刊記者 劉蕊蕊 杜玲娟

科研之余在berkeley的草坪鍛煉身體

他曾經(jīng)打下了深厚的石油工程學(xué)科基礎(chǔ)，在科研領(lǐng)域亦取得了不俗的成果。然而，如今的他卻是計算機領(lǐng)域一位地地道道的學(xué)術(shù)帶頭人。他，就是率先提出“軟件人”研究方向，并正致力于“軟件人與硬件人（機器人）合一理論與核心技術(shù)研究”的曾廣平教授。

恰同學(xué)少年：曲折的求學(xué)經(jīng)歷

出生于湖南石門縣夾山鎮(zhèn)的曾廣平有著革命先驅(qū)后代的家庭背景，父親曾樹洲于1952年參加抗美援朝，后因負傷回原籍糧站工作。在食不果腹的窮困年代，曾廣平在簡陋的鄉(xiāng)村讀完了小學(xué)、初中，1980年又以理科狀元的優(yōu)異成績從石門縣蒙泉中學(xué)畢業(yè)，考入中國最高石油學(xué)府——華東石油學(xué)院（后拆分為（華東）中國石油大學(xué)和（北京）中國石油大學(xué)）石油工程系。

1984年大學(xué)畢業(yè)后，曾廣平被國家統(tǒng)一分配到地質(zhì)礦產(chǎn)部(現(xiàn)名國土資源部)石油工程研究所任助理工程師，并參與建立了計算機應(yīng)用研究室。在地質(zhì)礦產(chǎn)部的這段時期，曾廣平主持參與了多項課題的研究，包括1986年主持“75”國家重點攻關(guān)項目“工程數(shù)據(jù)庫與工程軟件研究”、地礦部科技攻關(guān)項目“石油工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究”。1990年他主持了“85”國家重點攻關(guān)項目“石油泥漿設(shè)計專家系統(tǒng)研究”、參與“CY系列多功能漢字打印軟件”部級攻關(guān)項目等。這些課題緊扣國家石油能源重大需求，深刻推動了能源工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)變革，尤其是在工程科學(xué)方面計算機的重要應(yīng)用，他起到了關(guān)鍵的作用。

由于其突出貢獻，曾廣平在計算機石油領(lǐng)域獲得了廣泛贊揚和眾多科技進步獎勵，主要有：“泥漿設(shè)計專家系統(tǒng)”獲地質(zhì)礦產(chǎn)部科技進步三等獎；“石油工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”獲地質(zhì)礦產(chǎn)部科技進步二等獎；“CY系列多功能打印軟件”獲地質(zhì)礦產(chǎn)部科技進步優(yōu)秀獎；“鉆井數(shù)據(jù)庫的建設(shè)及工程軟件開發(fā)”獲地質(zhì)礦產(chǎn)部科技進步三等獎；“國標《地礦術(shù)語分類代碼》”獲國家科技進步三等獎等。對于一個初出茅廬的年輕人來說，曾廣平絕對是成就斐然的。出色的研究工作和突出的科研成果使他一路從助理工程師到工程師，直到高級工程師和研究室主任。

與導(dǎo)師涂序彥教授在一起

與導(dǎo)師Lotfi A.Zadeh院士在一起

然而，天生就是“軟件人”的曾廣平開始對計算機癡迷。

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的90年代初期，曾廣平逐漸預(yù)感到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尤其是計算機科學(xué)技術(shù)的重要性。29歲的他毅然決定趕一回“時髦”——報考北京科技大學(xué)計算機專業(yè)研究生。當時考研需要單位同意，但研究所并不樂意放人，最后還是托朋友開了張街道小廠的介紹信，才算具備考試資格?？荚嚱Y(jié)束后，他以優(yōu)異的成績被錄取到涂序彥和李秀山兩位教授門下。當時北京科技大學(xué)計算機系每年只招收十余名研究生，研究所的同事們都為他能從石油工程專業(yè)考入計算機專業(yè)的名師門下感到驚嘆和驕傲。

在兩位先生的精心培育下，經(jīng)過三年的艱苦努力，曾廣平于1995年以優(yōu)秀研究生畢業(yè)，畢業(yè)論文被評為北京科技大學(xué)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文，這在當年可是計算機系唯一的一篇。

雖然求學(xué)的道路有些曲折，但曾廣平終于找到了最適合自己的研究領(lǐng)域，相對于許多一生摸不清自己專長在何處的人，我們?yōu)樗械津湴痢?/p>

憶崢嶸歲月：科研教學(xué)并舉

由于家庭條件所限，在北京科技大學(xué)研究生畢業(yè)后曾廣平婉言謝絕了導(dǎo)師留他繼續(xù)讀博的好意，決定回湖南去教書。那年是1995年，中南大學(xué)（原中南工業(yè)大學(xué)）、湖南大學(xué)、湖南師范大學(xué)的人事處長及師資科長竟一齊駐扎在北科大招待所，均承諾他以優(yōu)惠待遇按學(xué)科帶頭人引進，就等他作出決定。

最終，他選擇了中南大學(xué)計算機系。

來到中南大學(xué)，曾廣平擔(dān)任中南大學(xué)計算機軟件研究所副所長，作為年輕的副教授他必須迎接全方位的挑戰(zhàn)：申請科研項目，參與教學(xué)改革，指導(dǎo)研究生，規(guī)劃學(xué)科建設(shè)等。1997年接任了研究所所長職位后，學(xué)科、科研、教學(xué)的擔(dān)子更重。然而1997至2000年期間，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和全體師生的支持下，他的各項工作突飛猛進：計算機學(xué)科由一個碩士點增加至兩個，博士點實現(xiàn)了零的突破，科研經(jīng)費成倍增長，學(xué)科實力明顯增強。同時他主持和參與了國家和湖南省重大科研項目及其它科研課題20余項，開課5門，發(fā)表論文20余篇，培養(yǎng)指導(dǎo)了研究生20余名。他還兼任湖南省政府專家組成員和湖南省計算機學(xué)會軟件技術(shù)委員會主任，完成了諸如“湖南省洞庭湖防洪通信指揮決策系統(tǒng)”（湖南省政府重大項目）、“湖南省國土資源信息系統(tǒng)”（湖南省國土廳重點項目）、“湖南省移動通信客戶中心系統(tǒng)”（湖南省電信局重點項目）等一大批科研課題，推動了湖南的科技創(chuàng)新和經(jīng)濟的快速發(fā)展。

辛勤的耕耘換來了秋日的碩果，他于1997年入選有色金屬總公司跨世紀學(xué)術(shù)帶頭人，1999年被破格晉升為正教授，同年被入選為湖南省跨世紀學(xué)術(shù)帶頭人，并被授予“湖南省優(yōu)秀專家”稱號，與22名在湘兩院院士一起載入由湖南省委組織部編寫《湖南優(yōu)秀專家傳略》一書。

2001年，由于突出的科研、教學(xué)成就，曾廣平被引進到北京教育科學(xué)院工作，擔(dān)任信息技術(shù)中心主任，主持教育信息規(guī)劃與設(shè)計工作，同期在涂序彥先生門下攻讀博士學(xué)位。兩年后，在北科大信息院的盛情邀請下，他又回到了母校工作，先后擔(dān)任計算機系系主任、信息工程學(xué)院黨委書記。這時的他已經(jīng)是一名造詣頗深的學(xué)者和駕輕就熟的組織管理者，作為院里主要領(lǐng)導(dǎo)，他帶領(lǐng)全院駛?cè)氚l(fā)展的快車道。2005至2010年期間，該院的博士點由1個增加至9個，大大拓展了高層次人才培養(yǎng)的平臺；科研經(jīng)費由年均300萬增加到2千萬元；國家級科研課題由年均2-3項增加到20余項，為高水平博士生培養(yǎng)提供了充足的資源；學(xué)生考研、出國比例也得到了大幅度上升。

到中流擊水：研究開發(fā)“軟件人”

在計算機領(lǐng)域的科研道路上曾廣平注定不甘平庸，他離不開科研，更專注創(chuàng)新。2002年他和導(dǎo)師涂序彥教授率先提出了“軟件人”的研究方向?！败浖耍⊿oftMan：SM）”是具有擬人智能的、生存在并活動于計算機網(wǎng)絡(luò)世界中的一類軟件人工生命，是一種“虛擬機器人”，它具有擬人屬性、擬人功能、擬人行為和擬人結(jié)構(gòu)，是純軟件的、無形體的，只在虛擬的網(wǎng)絡(luò)空間里活動，而“機器人”是軟硬件結(jié)合的、有形體的，在三維物理空間活動。與“Agents”比較，“軟件人”不僅具有更全面的擬人智能、擬人行為（擬人進化、擬人繁殖）等，而且具有環(huán)境識別和自主決策能力及自由意志。這一理論的提出，開拓了人工智能和計算機科學(xué)研究的新方向。為突破研究瓶頸，他大膽假設(shè)，小心求證，在“軟件人”方面做了大量基礎(chǔ)性、開創(chuàng)性工作。

在Berkeley計算機系的長廊里

首先，他完成了一個“軟件人”系統(tǒng)原型。包括“軟件人”的體系結(jié)構(gòu)的研究；“軟件人”的屬性及功能的研究；“軟件人”間會話、協(xié)作模式與機制的研究；最后是“軟件人”原型系統(tǒng)開發(fā)及其應(yīng)用試驗。

第二步，他讓“軟件人”與“操作系統(tǒng)”結(jié)合，即使操作系統(tǒng)“軟件人”化。常規(guī)Linux是一個自閉系統(tǒng)，所有的軟件實體或程序都是核外元素，它將系統(tǒng)進程和用戶進程嚴格區(qū)分開來。為使“軟件人”具有超級運行和操作級別，須采用“內(nèi)核融合嵌入技術(shù)”將守護“軟件人”融入到Linux的內(nèi)核中。融入工作包括：系統(tǒng)“擴開”、內(nèi)核句柄“安裝”、系統(tǒng)“植入”和系統(tǒng)裁剪與重構(gòu)等。

最終，他要使“軟件人”在無際的網(wǎng)絡(luò)上奔跑，即“軟件人”如何從一個結(jié)點遷移到另一個結(jié)點。研究內(nèi)容包括：遷移環(huán)境感知、遷移條件配置、遷移時機捕捉、遷移機制構(gòu)造等?！败浖恕痹诰W(wǎng)絡(luò)空間由任務(wù)驅(qū)動從一個局部“遷移”到另一個局部。這種“遷移”給“軟件人”系統(tǒng)的管理帶來了極大困難。研究“軟件人”的遷移就如同模擬人類社會團體中人員調(diào)動、戶口遷移、戶籍管理等。解決這一問題的主要理論技術(shù)是分布式人工智能（DAI）以及“大系統(tǒng)”理論。在基于分布式人工智能理論的“軟件人”系統(tǒng)中，研究“軟件人”之間的協(xié)商、協(xié)作、協(xié)調(diào)和環(huán)境識別等問題。通過協(xié)調(diào)，進行協(xié)商，實現(xiàn)協(xié)作，達到將“軟件人”從一個局部“遷出”而“融入”到另一局部的目的。

上述大量的研究，完成了“軟件人”基本系統(tǒng)的研發(fā)。由此而成的“軟件人”有如下特點：網(wǎng)絡(luò)居住（包括遷移）、實體虛擬、類人智慧、仿人進化、環(huán)境識別和自主決策及自由意志。

有了“軟件人”平臺，曾廣平的創(chuàng)新思維一發(fā)不可收拾。以“軟件人”為核心技術(shù)的系統(tǒng)自演化進入研究并在兩年內(nèi)完成。此研究將“軟件人”本體普適化為“軟件人”構(gòu)件，借助“軟件人”感知環(huán)境，依托決策機構(gòu)內(nèi)建的規(guī)則及其推理算法產(chǎn)生系統(tǒng)演化規(guī)劃，在演化邏輯和約束機制的指導(dǎo)下，以體系內(nèi)元素（構(gòu)件）熱“插”“拔”為手段，使得基于“軟件人”構(gòu)件建造的應(yīng)用系統(tǒng)能夠連續(xù)在線演化。

在導(dǎo)師——模糊數(shù)學(xué)之父Zadeh院士研究組學(xué)術(shù)午餐會上

同時，曾廣平想讓“軟件人”為人類做的事情很多。在民用層面應(yīng)用，使“軟件人”用作網(wǎng)上軟件郵遞員(網(wǎng)絡(luò)通信)、軟件資料員(數(shù)據(jù)采集)、軟件醫(yī)生(反病毒)、軟件衛(wèi)士(防黑客)、軟件售貨員(電子商務(wù))、軟件清潔工(清除垃圾)；“軟件人”系統(tǒng)的原理模型也可以和應(yīng)用領(lǐng)域嫁接，演化生成相應(yīng)領(lǐng)域的擬人智能系統(tǒng)，應(yīng)用前景非常廣闊。在軍用層面應(yīng)用，軍用“軟件人”是應(yīng)用作戰(zhàn)和軍事目的先進“軟件人”，其重要功能有攔截敵方入侵程序、對付軍事“黑客”、突入敵方作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)、竊取對方情報和篡改敵方作戰(zhàn)命令、直至搗毀敵方的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)系統(tǒng)……軍用“軟件人”是未來“網(wǎng)軍”的支柱，是“網(wǎng)軍”的主要兵種，是未來戰(zhàn)爭不可或缺的戰(zhàn)斗力實體。除了民用和軍用，還有諸多其他方面應(yīng)用。

兩年后，國內(nèi)外許多學(xué)者開始關(guān)注“軟件人”并投入研究，先后有美國、日本、韓國、中國等地的多所大學(xué)或研究院發(fā)表“軟件人”研究成果及論文200余篇/件。

在“軟件人”這一方向上，曾廣平先后獲得國家自然科學(xué)基金“網(wǎng)絡(luò)虛擬機器人—‘軟件人’研究（N o.60375038）”和“基于‘軟件人’的網(wǎng)構(gòu)軟件擬人智能動態(tài)演化方法和技術(shù)（No.60973065）”、北京自然科學(xué)基金“‘軟件人’與Linux的融合研究（No.4072018）”、國家“863”項目“基于‘軟件人’的分布式構(gòu)件動態(tài)演化技術(shù)研究（No.2009AA01Z119）”等，以及國家科技支撐計劃項目“農(nóng)村新能源開發(fā)利用規(guī)劃應(yīng)用軟件研究（No.2006BAJ04B07），得到同行和領(lǐng)域內(nèi)的很大贊同與支持。課題的研究成果推廣應(yīng)用到信息、交通、石油等行業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟與社會效益。

同時，“軟件人”的研究成果引起了美國伯克利加州大學(xué)（University of California at Berkeley）計算機與模糊數(shù)學(xué)大師Lotfi A. Zadeh 院士的高度關(guān)注，并邀請曾廣平到該校計算機科學(xué)與電氣工程系做博士后研究員(Postdoctoral Research Fellow)。在Zadeh 先生的親自指導(dǎo)下，曾廣平進行了“軟計算-軟件人-計算機智能”方面的系統(tǒng)研究，疏理了“軟件人”的整體發(fā)展思路。盡管Zadeh院士至今已是92歲高齡的老人，仍關(guān)心著軟計算領(lǐng)域下的“軟件人”的研究進展。伯克利加州大學(xué)的學(xué)術(shù)氛圍深深影響了曾廣平的學(xué)術(shù)理念，引導(dǎo)著他向更深、更高、更實的方向拓展。

待續(xù)的史詩

除了擔(dān)當博士生導(dǎo)師和本科計算機操作系統(tǒng)等課程主講教授工作之外，曾廣平還兼任北京科技大學(xué)計算機智能系統(tǒng)與軟計算研究所所長、北京市人工智能學(xué)會副理事長、中國人工智能學(xué)會理事、中國計算機學(xué)會高級會員和相關(guān)國際學(xué)術(shù)期刊編委或?qū)徃迦说葘W(xué)術(shù)職務(wù)，在這些崗位上貢獻著自己的智慧和力量。

至今，他指導(dǎo)培養(yǎng)了12名博士和50余名碩士，以及3名博士后；撰寫出版了專著兩部：《“軟件人”研究及應(yīng)用》（科學(xué)出版社），《“軟件人”構(gòu)件與系統(tǒng)演化計算》（中國科學(xué)技術(shù)出版社）；編寫教材一部：《Ubuntu標準教程》（人民郵電出版社）；在《自動化學(xué)報》《計算機學(xué)報》《通信學(xué)報》《電子學(xué)報》等國內(nèi)外重要刊物和國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文80余篇，其中40余篇被SCI、EI和ISTP 檢索。

揚帆遠航無盡時，百尺竿頭日日新。如今，曾廣平教授把科學(xué)之箭又瞄向了“‘軟件人’與‘硬件人’（機器人）合一理論與核心技術(shù)研究”這一學(xué)術(shù)前沿，將以“奮勇拼搏再十載，巨人肩上摘星月”的氣概續(xù)寫科學(xué)的新篇章。