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王湘浩——我国自动机理论与人工智能研究的开拓者 人工智能的提出者

王湘浩——我国自动机理论与人工智能研究的开拓者

王湘浩——我国自动机理论与人工智能研究的开拓者

2006/10/30信息来源:信息来源:光明网10月30日

王湘浩,数学家,数学教育家。早期从事近世代数的研究,在类域论研究中获重要成果。后从事多值逻辑的自动机理论研究,并在我国倡导人工智

能研究。他是吉林大学数学系第一任系主任,后任该校计算机科学系系主任和副校长

王湘浩1915年5月5日生于河北省安平县。其父王桂山,字仙府,靠耕田和卖药为生,在村里免费行医;时常鼓励王湘浩读书,希望他将来做个教师。叔父早年毕业于天津北洋大学。在父亲和叔父的影响下,1931年王湘浩初中毕业后,考取了北洋工学院附属高中。当时北洋工学院的附属高中实际上是大学预科性质,毕业后可以不经考试升入本科。王湘浩自小喜欢数学,小学和中学数学成绩一直很突出。但是,图画、手工课成绩却很差。读北洋工学院附属高中需要学机械制图,王湘浩很难应付,逐渐失去了读工科的兴趣。1933年高中毕业时,他放弃直接升入北洋工学院本科的机会,考取了北京大学算学系(数学系)。

王湘浩在北京大学数学系学习,如鱼得水,才能得到充分发挥,成绩遥遥领先,受到老师们的称赞。在三四年级时他获得每年240元的最高奖学金。

1937年,王湘浩在北京大学数学系毕业时恰值抗日战争爆发,北京大学南迁。王湘浩先回到河北家乡,继而去西安,最后到长沙投奔由北京大学、清华大学、南开大学三校成立的临时大学。他在江泽涵教授的帮助下,留在临时大学数学系任助教,结束了流亡生活。1938年春,长沙临时大学迁往昆明,改名西南联合大学。王湘浩在该校当了两年助教后,1939年成为江泽涵教授的研究生,专攻拓扑学;1941年毕业,担任西南联合大学讲师。1946年夏,他到美国普林斯顿大学,在著名代数学家E.阿廷(Artin)指导下攻读学位,1947年夏取得硕士学位,1949年春又取得博士学位,其博士论文的题目是《关于格伦瓦尔德(Grunwald)定理》。1949年6月他启程回国,经香港、天津,8月到北京,被北京大学数学系聘为副教授,1950年晋升教授。他在1952年院系调整时,到东北人民大学(后改名为吉林大学)数学系任系主任。1955年他被选为中国科学院学部委员。1976年吉林大学计算机科学系成立后,王湘浩任该系系主任,后兼任吉林大学副校长。

王湘浩1954年加入中国民主同盟,曾任吉林省民盟副主任委员,长春市民盟主任委员,民盟中央委员和参议委员。并曾任长春市政治协商会议副主席,全国人民代表大会代表。

王湘浩还曾担任中国数学会理事,中国计算机学会副理事长,中国计算机学会人工智能专业委员会主任,全国高校人工智能研究会会长,吉林省及长春市计算机学会理事长,长春市数学会理事长和长春市桥牌协会主席。

王湘浩是我国第一批计算机学科博士导师之一,曾任国务院学位委员会计算机学科评议组组长。

在近世代数学上的贡献

王湘浩在美国普林斯顿大学攻读博士学位期间,选择了代数学作为研究方向。

近世代数中有一个重要命题——迪克森(Dickson)猜想。这个猜想的证明能彻底阐明有理单纯代数的结构。1931年德国数学家H.哈塞(Hasse)等人证明了这个猜想,在证明中他们使用了类域论方面的重要定理——格伦瓦尔德定理。

这个猜想的证明,在当时的数学界是一件大事。美国著名代数学家A.A.阿尔贝特(Albert)说:线性结合代数的理论,当决定所有有理可除代数的问题找到了解答的时候,也许就达到了它的顶点。

王湘浩在研究这个问题时,发现了格伦瓦尔德定理的错误,并写了只有一页半的短篇论文《关于格伦瓦尔德定理的反例》。这篇论文使迪克森猜想又变成了未予证明的猜想,从而动摇了有理单纯代数的理论。

1948年底,王湘浩在他的博士论文中,纠正了格伦瓦尔德定理的错误,将该定理做了推广,重新证明了迪克森猜想。当时芝加哥大学数学系主任阿尔贝特曾邀请王湘浩就这一重要成果在芝加哥大学作了学术讲演。

王湘浩在论文中,只对循环扩张讨论了格伦瓦尔德定理。回国后,他对一般的阿贝尔(Abel)扩张给出了该定理成立的充要条件。

1943年中山隆和松岛与三证明了局部域上单纯代数交换子群等于其么模子群。王湘浩利用自己所推广的格伦瓦尔德定理证明了上述两群在代数数域情形下仍相等;而且在一般域情形下,当指数无平方因子时,二群也相等。在最一般情形下结论会是怎样的呢?这一问题在以后兴起的代数K理论和代数群论中很重要。在苏联,这个问题称为田中-阿廷问题。实际上,阿廷并未具体提出上述问题,而是王湘浩在上述论文中提出的。这个问题受到了国际上有些同行的重视,但直到现在只得到一些局部性结果。

马斯(Maass)模定理的证明中使用了格伦瓦尔德定理,因为后者所含的错误,马斯模定理的原证已不成立。M.E.爱区勒(Erchler)曾经不用格伦瓦尔德定理证明了模定理,但论证非常复杂。王湘浩曾用他修改后的格伦瓦尔德定理给出过一个证明。后来,他又给出了一个不用格伦瓦尔德定理的非常简单的证明。

1955-1957年,王湘浩得到了G.柯特(Kothe)半单纯环的亚直接和表示,并讨论了与此相关的拟赋值环问题。

王湘浩在代数学上做出了国际公认的重要贡献。后来由于国家建设的需要,他于1958年便开始了电子计算机和控制论方面的研究。

在计算机科学理论上的贡献

50年代末,多值逻辑的一个重要问题——函数完备性问题,引起了各国学者的注意。苏联的C.B.亚布隆斯基(Яблонс-кий)在1958年解决了三值逻辑的完备性问题,对于一般多值逻辑则仅给出了一些零星结果。60年代初,王湘浩提出了解决这一问题的重要思想,即利用“保n项关系”的方法来研究n值逻辑的完备性问题。在他的指导下,他的学生终于在1964年解决了这一完备性问题。他们的结果没有发表,实际上比国际上公认的解决这一问题的罗森贝格定理整整早了6年。王湘浩于1963年还提出了多值逻辑中缺值函数的结构问题,并取得一些成果,这一问题后来也由他的学生完全解决了。

60年代初,王湘浩在自动机理论方面开展了研究工作,他引进了圈环的概念并解决了非奇异线性内动机的分析问题。1990年,王湘浩解决了该文中提出的因子分解问题。

在人工智能研究方面的贡献

1977年王湘浩在国内最早提出要开展人工智能的研究,并于1980年受教育部委托,在吉林大学举办了全国性的人工智能讨论班,随之成立了全国高校人工智能研究会。王湘浩在定理机器证明的归结方法上做出了研究成果。1982年王湘浩和他的学生研究了归结方法中的取因子问题并提出了广义归结方法。广义归结方法包含了普通归结方法(J.A.鲁宾逊(Robinson),1965)和非子句归结方法(N.V.默里(Murray),1982)。在王湘浩的指导下,他的学生在归结方法的研究中提出了一些有用的改进策略。

在计算机代数的研究中,王湘浩和他的学生提出了代数方程实根分离的一种较好算法。

在办学方面的贡献

在吉林大学数学系和计算机科学系的建设和发展上,王湘浩做出了关键性的贡献。

王湘浩1952年到吉林大学后,即将主要精力投入到建立数学系的工作中。在建系过程中,王湘浩做为系主任,不是将注意力放在自己从事的代数方向上,而是从大局着眼,采取了有远见的措施,在较短时间内得到了国内的承认和重视。王湘浩在建系过程中,重视教学,重视实际,重视人才,重视青年。50年代他就在数学系建起了微分方程,计算数学,计算机科学这三个方向;到60年代初期,吉林大学数学系已在国内占有重要地位。

1976年,吉林大学计算机科学系成立,这是国内最早的几个计算机系之一。在王湘浩的领导下,10年内,计算机系的软件专业就成为国内第一批被批准的有博士学位授予权、有博士后科研流动站的专业,以及属于国家重点学科的专业。

王湘浩在建设两个系的过程中,能容纳各种不同意见,发挥各种人才的作用,能看到各人的优点,包括当时一些不得意的人的优点。他不存私心,每届毕业生留校时,都把学习最好的学生安排到最重要的方向上。吉林大学数学系和计算机科学系,能很快成长为方向较齐全、在国内有影响的系,这是和王湘浩的人品与见识分不开的。

 

简历

1915年5月5日出生于河北省安平县。

1933—1937年就读于北京大学数学系。

1937—1946年任西南联合大学助教、讲师。

1946—1949年就读于美国普林斯顿大学,获博士学位。

1949—1952年任北京大学副教授、教授。

1955年被评为中国科学院数学物理学部委员。

1952—1976年任东北人民大学(后改为吉林大学)数学系主任。

1976—1984年任吉林大学计算机科学系主任,吉林大学副校长。

1984—1994年任吉林大学计算机科学系名誉系主任。

1993年5月4日逝世于大连。

 

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张钹:中国人工智能奠基者

张钹近影

张钹(左一)在实验室与博士生讨论。(1995年)

张钹(右)与张玲讨论人工智能学术问题。(1992年)

参与清华大学智能机器人实验室建设的科研人员合影。左一为张钹。(1985年)

科学家寄语

当前,全球科技创新进入空前密集活跃期,特别是新一代信息技术加速突破应用,推动新一轮科技革命和产业变革重构全球创新版图。人工智能作为新一代信息技术的战略重点之一,近年来获得长足进步,给经济社会发展产生了重大而深远的影响。

近年来,中国在人工智能领域表现亮眼,已成为世界人工智能主要创新中心之一。根据《人工智能发展报告2020》,在人工智能高层次人才数量和专利申请量等关键指标上,中国位居世界前列。这亮眼表现的背后离不开以中国科学院院士张钹等为代表的中国科学家作出的奠基性、开创性贡献。

早在40多年前,张钹就开始投身人工智能领域研究,发表了中国第一篇人工智能领域的学术论文、获得中国在人工智能领域的第一个国际重要奖项、领衔成立国内首个智能机器人实验室、培养了本土第一位人工智能领域博士毕业生,组建中国第一个人工智能国家重点实验室……这些“第一”树立了中国人工智能发展的一个个里程碑,推动中国在此领域大踏步前进。

从不被看好到刮目相看

中年成功转型研究人工智能

今天,“人工智能”是人们耳熟能详的热词,但是在40多年前,中国科技界对该词汇还很陌生,科技领域的专业人士对该领域也知之甚少。1978年,已从清华大学毕业留校任教20年的张钹由于所在系调整而改变专业方向,进入一个全新研究领域——人工智能。

张钹时年43岁,中年转型不仅知识结构上面临很大挑战,而且对人工智能领域国内知之甚少,求教无门。张钹回忆说:“当时国内科研人员对人工智能领域发展的认识很有限,甚至相关资料也非常少。”当时,国际上人工智能已经有了约20年发展历程。随着国门打开,国际科技合作与交流兴起,张钹获得了与国际同行交往的机会。

1980年初,张钹赴美访学。然而,抵达美国后,他就在与外国同行交流中感到一种说不出的尴尬和郁闷。“你们是从中国来的?知道什么是人工智能吗?”有外国研究者提出这样的问题。张钹很受刺激,立志让中国在人工智能领域奋起直追,迎头赶上国际先进水平,赢得外国同行的尊敬。

在访学过程中,张钹率先发现数学与人工智能结合的广阔前景。张钹说:“当时,我觉得人工智能要深入发展下去,提高算法效率,必须要很好利用数学这个工具。”于是,他选择跟数学出身当时尚在安徽大学任教的张铃教授合作,一起推进人工智能研究。

由于跨国电话资费昂贵,两人只能通过邮寄书信的方式进行沟通。对当年与张铃中美飞鸿、合作科研的往事,张钹介绍说:“当时,中美间一封航空信大概要人民币8角钱,寄给对方约10天才能收到,一来一回就要约20天。我们计算过,一封信如果超过5张纸,就会超重,须多付邮资。为了省钱,我们特意挑相对薄的纸,写非常小的字。”

就这样,张钹跟张铃开始了一场跨越大洋的人工智能合作研究。约1年后,他们联手完成了一篇人工智能领域的论文,实际上这也是中国科学家在人工智能领域的第一篇学术论文,成功发表于人工智能领域顶级国际期刊《IEEE模式分析与机器智能汇刊》,引起了国际同行的高度关注,这让张钹等中国学人颇为扬眉吐气,也增强了他为中国人工智能发展作出更大贡献的信心和决心。

从少年郎到白发翁

水木清华育人六十余载

1982年初,张钹结束访学回国,着手进一步开拓人工智能研究。为了解产业界对人工智能技术的需求,更好促进科技成果转化,张钹与其他科研人员一起深入从西南到东北的很多工厂调研,形成了基本判断:机器人将来会成为国内一项重大需求。

根据上述判断,张钹领衔组建了清华大学智能机器人实验室并着手购置重要试验装备。为此,张钹与同事们多方奔走、筹措经费,联系国内外相关厂家,进行洽谈协商。在有关方面的大力协助下,清华大学智能机器人实验室成功添置了中国第一台进口机械臂。

机械臂是高精度、高度非线性、强耦合的复杂系统,是人工智能的工业智能化应用的典型。对于清华大学智能机器人实验室而言,引入这款机械臂对于科研和教学无疑具有重要价值和意义。张钹对此非常期待并倾注了大量心血。他回忆说:“当我知道机器臂已经装上飞机,正在飞往北京时,那种兴奋真的难以言表。” 机械臂运抵北京后,张钹亲自跟车到机场“迎接”,直到搬运、装车、运抵清华园,他才终于松了一口气。

关于自己的职业生涯,张钹曾这样概括说:“我一辈子就做了两件事,一件是读书,另一件就是在清华大学教书育人。”

从毕业留校至今,张钹在清华大学的三尺讲台上坚守了超过一甲子。从不满24岁初登讲台的青涩年华到耄耋之年,他可谓桃李满天下,为国家培养、输送一批高科技专才,尤其是在人工智能领域。据统计,他培养的博士研究生近九十名。

万事开头难。人工智能作为当时中国的新兴学科,科研和教学的条件都很艰苦。张钹介绍说,那时候,虽然他们的研究已经有了一定基础,但是软硬件条件与国际同行相比,差距很大,研究资料也不足,特别是专业、权威资料匮乏,更多是靠自力更生摸索。在那样的环境下,想留住优秀人才着实不易。面对徘徊在出国或留校读博士并向他请教的学生,张钹语重心长地说:“国外知名导师的科研、教学水平比我高,培养条件也比我这里好。你们选择出国深造和科研,我非常支持。但是如果你选择留下来,我会全心全意地培养你,绝不辜负。”肺腑之言感人至深,与他交谈的学生大部分选择了留下来,与他并肩奋战在人工智能领域并成长为行业的佼佼者。

从一片空白到创新中心

中国人工智能造福全人类

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。张钹和志同道合者正视差距、风雨兼程,一路追赶着国际人工智能发展前沿,取得了丰硕成果。

1983年是张钹人工智能科研的丰收年。当年,国际人工智能大会在德国召开,张钹和张铃一起成为率先在国际人工智能大会上发表论文的中国科学家。1984年,他和张铃摘得一项欧洲人工智能奖项,成为首次获得该领域国际重要奖项的中国人。1985年,他领衔成立了中国首个智能机器人实验室。1987年,他培养的中国第一位人工智能领域的博士生毕业。1990年,他和同事一起成立了全国第一个人工智能国家重点实验室——“智能技术与系统”国家重点实验室。1987-1994年,张钹出任国家“863计划”即高技术计划智能机器人主题专家组专家,承担国家重点攻关课题。2018年,清华大学人工智能研究院成立,张钹出任研究院院长。

作为中国人工智能主要奠基者和发展推动者,40多年来,张钹矢志不渝致力于中国人工智能领域的创新,发表或共同发表了数百篇学术论文,出版系列专著。他获得了诸多奖项,其中包括ICL欧洲人工智能奖、国家自然科学三等奖、国家科技进步三等奖、国家教委科技进步一、二等奖、电子工业部科技进步一等奖以及国防科工委科技进步一等奖,推动中国人工智能研究和产业向世界一流水平迈进。相关资料显示,中国在图像识别、语音识别等技术创新应用进入了世界先进行列,人工智能发明专利授权总量全球排名第一,核心产业规模持续增长。

“在第三代人工智能发展上,中国科学家今天与国际同行处在同一起跑线上。我们已经摸索出中国人工智能的发展道路,正在向新的科技高峰继续攀登,我们有能力为造福国家和民族、造福全人类作出更多、更大贡献。”张钹表示。

虽已经86岁高龄,但是张钹仍担任清华大学人工智能研究院名誉院长,活跃在科研创新领域。科技创新永无止境,人工智能技术发展永远在路上,矢志不移、创新不止的科学家永远年轻。这是张钹的写照。

(原载于《人民日报海外版》2021-08-3009版)

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