張鈸院士：活躍在人工智能最前沿的耄耋老人

宗禾

是中國(guó)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(zhǎng)，還是 CCF 會(huì)士、2014 CCF 終身成就獎(jiǎng)獲得者……已至耄耋之年的張鈸院士，擁有至高榮譽(yù)無(wú)數(shù)。

而在中國(guó)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(guó)人工智能的奠基人之一，見證并經(jīng)歷了中國(guó)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(guó)人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀，從而對(duì)人工智能未來(lái)的發(fā)展方向提出更科學(xué)的建議，這對(duì)于該領(lǐng)域的研究者和從業(yè)者而言，極具引領(lǐng)價(jià)值和借鑒意義。

國(guó)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(gè)書香門第。他的祖父張綱為清朝貢生，擔(dān)任過(guò)福清縣農(nóng)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，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(guó)人士。1953年，張鈸參加全國(guó)高考，以數(shù)理化三門滿分的優(yōu)異成績(jī)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(guó)制定了“國(guó)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(guó)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(shí)的電機(jī)系三年級(jí)學(xué)生中，挑選出優(yōu)秀的學(xué)生組成新的年級(jí)，于是張鈸進(jìn)入飛行器自動(dòng)控制專業(yè)學(xué)習(xí)。1958年作為新中國(guó)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(tái)。

張鈸最初的夢(mèng)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(lái)的理想與志向有所出入，但他積極面對(duì)，努力適應(yīng)。新的專業(yè)與張鈸想象中不同，當(dāng)時(shí)的飛行器自動(dòng)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(méi)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(jì)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(lái)，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(jí)的學(xué)生開設(shè)飛行器自動(dòng)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(shí)也是幾個(gè)月前剛剛從蘇聯(lián)專家那里學(xué)來(lái)的，聽課的學(xué)生只比他低一兩個(gè)年級(jí)，他所承受的壓力可想而知。面對(duì)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(tái)上就獲得了學(xué)生們由衷的熱愛。

以清華為陣地，譜寫中國(guó)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(duì)”的號(hào)召下，剛經(jīng)歷原自動(dòng)控制系轉(zhuǎn)型為計(jì)算機(jī)系的張鈸院士等一批教師，通過(guò)向國(guó)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(guó)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(guó)外高?！叭〗?jīng)”。據(jù)張鈸院士回憶，當(dāng)時(shí)正作為訪問(wèn)學(xué)者在美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校訪問(wèn)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(guó)內(nèi)，“跨國(guó)”輔助清華大學(xué)計(jì)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(shuō)清華大學(xué)后來(lái)開設(shè)的一門叫作“人工智能程序設(shè)計(jì)”的課程，就是根據(jù)他寄回來(lái)的材料開設(shè)的。

在張鈸院士等一眾老一輩教師們?yōu)橹袊?guó)人工智能事業(yè)所做出的努力下，早期以清華大學(xué)為主要陣地的中國(guó)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(guó)際人工智能大會(huì)（IJCAI）發(fā)表，打破了沒(méi)有中國(guó)學(xué)者的論文在國(guó)際人工智能大會(huì)上發(fā)表的局面;

1985 年，張鈸院士等人創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)首個(gè)智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，并引進(jìn)了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)機(jī)器人 PUMA560，開啟了中國(guó)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(yàn)室的基礎(chǔ)上籌備建立了全國(guó)第一個(gè)與人工智能有關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——“智能技術(shù)與系統(tǒng)”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)中國(guó)人工智能領(lǐng)域的研究再上了一個(gè)臺(tái)階。

發(fā)展至今，中國(guó)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(guó)人工智能奠基人的耕耘和鋪墊。

2019年6月，張鈸院士從中國(guó)人工智能當(dāng)下熱火朝天的發(fā)展態(tài)勢(shì)下看到了中國(guó)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(zhǎng)。

從中國(guó)人工智能的白手起家階段到如今呈日益繁榮之勢(shì)，張鈸院士為中國(guó)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(guó)人工智能事業(yè)一馬當(dāng)先的使命感，對(duì)于張鈸院士而言，他還有兩個(gè)非常純粹的角色：計(jì)算機(jī)科學(xué)家和教育家。

作為一位計(jì)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(shí)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(shí)，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(wèn)題分層求解的熵空間理論，通過(guò)代數(shù)的方法，系統(tǒng)地解決了不同層次求解空間的問(wèn)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(jì)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(shí)間規(guī)劃算法等，極大降低了計(jì)算復(fù)雜性，具有重要的應(yīng)用價(jià)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(xiàng)性能的定量結(jié)果;對(duì)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(duì)于教育，張鈸院士一直秉承著嚴(yán)謹(jǐn)而誠(chéng)懇的態(tài)度，他曾公開提及自己的教學(xué)之道：對(duì)于每一堂課、每一次報(bào)告，甚至?xí)h上的發(fā)言，他都會(huì)經(jīng)過(guò)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(jiān)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(shí)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(guó)科學(xué)院院士、2011 年德國(guó)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(jiǎng)等諸多重量級(jí)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(lái)自國(guó)內(nèi)外的嘉獎(jiǎng)。

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(guò)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(gè)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(zhǎng);清華大學(xué)人工智能研究院下面又先后成立了8個(gè)研究中心，他必親自出席現(xiàn)場(chǎng)，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(duì)人工智能未來(lái)的發(fā)展問(wèn)題展開更深入的探索。

不僅如此，無(wú)論是在國(guó)際人工智能學(xué)術(shù)會(huì)議上，還是在國(guó)內(nèi)一些人工智能相關(guān)的會(huì)議和活動(dòng)上，都不乏張鈸院士演講的身影。隨著中國(guó)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(jiān)持站在演講臺(tái)上向后輩研究者傳達(dá)自己對(duì)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的主要奠基人，張鈸促成了實(shí)驗(yàn)室的誕生，引領(lǐng)了實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，見證了實(shí)驗(yàn)室的每一個(gè)重要時(shí)刻。

（四月摘自《科學(xué)大觀園》2019年第20期）