科技創(chuàng)新之都的創(chuàng)新成果巡禮

王　軍

創(chuàng)新首都，創(chuàng)業(yè)故事，創(chuàng)造價值。北京作為我國的首都，聚集了全國眾多優(yōu)秀的科研機(jī)構(gòu)和科研人才，是全國最大的科學(xué)技術(shù)研發(fā)基地，無論是科技資源，還是科技創(chuàng)新能力都極具優(yōu)勢。新中國成立以來，北京的科技事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，不僅建立了門類齊全的科研體系，也取得了一批原創(chuàng)性的科研成果，為北京建成創(chuàng)新型城市奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。一批批新的科研發(fā)明成為新中國科技史上的一粒粒明珠，也在世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展史冊上留下了光彩的一頁。其中，“系統(tǒng)工程控制論”、“漢字激光照排系統(tǒng)”和“虹膜圖像獲取與識別技術(shù)”是這些發(fā)明中的典型代表?；仡櫛本┑貐^(qū)科技創(chuàng)新成果，展現(xiàn)我國當(dāng)今科技事業(yè)生機(jī)勃勃的景象，這將更加增強(qiáng)我們建設(shè)創(chuàng)新型國家的斗志。

系統(tǒng)工程控制論

20世紀(jì)30年代系統(tǒng)和控制思想空前活躍，如貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論、維納的控制論、香農(nóng)的信息論等，他們至今仍然是信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要理論基礎(chǔ)。但是初期這些成果較多的只是談?wù)撍枷牒头椒ㄕ?，而如何將他們用于解決工程實(shí)際問題逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，1954年錢學(xué)森的《工程控制論》英文版《Engineering Cybernetics》應(yīng)運(yùn)而生，成為世界上第一部系統(tǒng)講述工程控制論的著作。

錢學(xué)森在前人的基礎(chǔ)上將控制論的主要問題概括為關(guān)于“一個系統(tǒng)的不同部分之間相互作用的定型性質(zhì)，以及由此決定的整個系統(tǒng)總體的運(yùn)動狀態(tài)”的研究。工程控制論的重要意義在于作為科學(xué)技術(shù)，把工程實(shí)際中的各種原理方法整理總結(jié)成為理論，以顯示其在不同領(lǐng)域應(yīng)用中的共性，以及許多基本概念的重要作用。作為科學(xué)技術(shù)，工程控制論使我們可能以更廣闊的眼界、更系統(tǒng)的方法來觀察有關(guān)問題，從而可能得到解決老問題更有效的新方法，并揭示新的前景。隨著該書的迅速傳播(俄文版1956年，德文版1957年，中文版1958年)，該書使這一學(xué)科的內(nèi)涵和外延得以拓展，并很快為世界科學(xué)技術(shù)界所接受。

錢學(xué)森基于自己實(shí)際從事的飛行器和發(fā)動機(jī)控制問題研究，給出了理論分析和第一手的解決方法，把中國導(dǎo)彈武器和航天器系統(tǒng)的研制經(jīng)驗(yàn)，提煉成為系統(tǒng)工程理論，應(yīng)用于軍事運(yùn)籌和社會經(jīng)濟(jì)問題，成功地推進(jìn)了作戰(zhàn)模擬技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程在中國的發(fā)展。該書不斷為世界各國科學(xué)技術(shù)工作者所引證和參考，被國際科技界奉為圭臬。國外許多學(xué)者認(rèn)為，錢學(xué)森的系統(tǒng)工程控制論培養(yǎng)了一代控制理論的專門人才。

1957年，巴黎成立國際自動控制聯(lián)合籌委會，錢學(xué)森成為第一屆理事會會員。1960年9月，莫斯科舉行了第一屆世界代表大會，與會的全世界控制論專家以相互吟誦《工程控制論》序言中史詩般的名句來表達(dá)對錢學(xué)森的敬意：“建立這門科學(xué)技術(shù)，能賦予人們更寬闊、更縝密的眼光去觀察老問題，為解決新問題，開辟意想不到的前景。”

漢字激光照排系統(tǒng)

1988年由著名科學(xué)家王選(1937年～2006年)教授帶頭的華光型計算機(jī)激光漢字編排版系統(tǒng)的研制獲得成功。所推出的激光照排系統(tǒng)綜合運(yùn)用精深的數(shù)學(xué)、計算機(jī)等多學(xué)科知識，為漢字告別鉛字印刷開辟了途徑，為新聞出版全過程的計算機(jī)化奠定了基礎(chǔ)，被譽(yù)為“中國印刷術(shù)的第二次革命”。

所謂激光照排技術(shù)，就是將文字通過計算機(jī)分解為點(diǎn)陣，然后控制激光在感光底片上掃描，用曝光點(diǎn)的點(diǎn)陣組成文字和圖像。通俗地講，就是電子排版的簡稱。1957年，王選教授開始了漢字激光照排系統(tǒng)的研究，他拋棄當(dāng)時日本流行的第二代機(jī)械式照排機(jī)和歐美流行的第三代陰陽極射線管照排機(jī)的影響，提出用數(shù)字存儲的方式，直接研制第四代激光拍照系統(tǒng)的大膽想法。通過一系列科技攻關(guān)，他成功地發(fā)明了高分辨率字形的信息壓縮、高速還原和輸出方法等世界領(lǐng)先技術(shù)，開發(fā)出當(dāng)時國外尚無商品的第四代激光照排系統(tǒng)。

從20世紀(jì)80年代開始，王選教授的激光照排技術(shù)開始出口日本、韓國、新加坡等地，并在國外引起轟動。王選教授帶頭研發(fā)成功的第四代激光照排系統(tǒng)不僅極大促進(jìn)了中華文明的進(jìn)一步傳播，對韓國、日本等國的印刷出版事業(yè)也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，實(shí)現(xiàn)了中國出版印刷業(yè)告別鉛與火、迎來光與電的技術(shù)革命，成為我國自主創(chuàng)新和用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)行業(yè)的典范。

虹膜圖像獲取與識別技術(shù)

中國科學(xué)院自動化研究所譚鐵牛等人通過對虹膜圖像的

78科技智囊2009年8月獲取與識別的過程研究，提出了關(guān)于虹膜圖像獲取、檢測、活體虹膜判別等一系列新的算法，突破了一批關(guān)鍵技術(shù)，建立了具備完全知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)于虹膜識別比較系統(tǒng)完整的理論、技術(shù)與方法，積累了重要的虹膜圖像數(shù)據(jù)資源，成為基于生物特征識別技術(shù)的一大亮點(diǎn)。

虹膜是一種在眼睛中瞳孔內(nèi)的織物狀各色環(huán)狀物，每一個虹膜都包含一個獨(dú)一無二基于像冠、水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、凹點(diǎn)、射線、皺紋等特征的結(jié)構(gòu)。據(jù)稱，沒有任何兩個虹膜是一樣的。虹膜識別技術(shù)是近幾年興起的生物特征識別技術(shù)，虹膜識別技術(shù)以其高精確度、唯一性等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)得到了迅速發(fā)展。

中國科學(xué)院自動化研究所技術(shù)人員通過定序測量特征建立了虹膜識別的一般框架，國際上最好的虹膜識別算法都可以解釋為該框架中的特例。在這個一般性框架的指導(dǎo)下，提出了新穎的多極子濾波器來提取虹膜圖像中的非鄰域定序測量特征，提高了虹膜特征的信息量和魯棒性，突破了現(xiàn)有方法局限于鄰域定序測量特征的性能瓶頸。在這個框架下，虹膜特征抽取甚至可以化簡化成簡單的加減運(yùn)算，成功的解決了虹膜識別從Pc向嵌入式平臺移植的計算復(fù)雜性難題。

由中國科學(xué)院研制成功的虹膜圖像的獲取與識別系統(tǒng)，無論是知識精度，還是速度均處于國際領(lǐng)先水平，可以適應(yīng)佩戴眼睛、光照變化、睫毛眼皮遮擋等情況，而且該項(xiàng)系統(tǒng)還具有活體判別功能，可以辨別假冒和偽裝的虹膜圖像輸入并進(jìn)行報警，適合于安全性要求高的應(yīng)用場合。

這些創(chuàng)新人物是引領(lǐng)時代潮流的先行者，是國家的棟梁之才。他們的創(chuàng)新故事也必將為后人所牢記。通過對這些創(chuàng)新人物、創(chuàng)新故事的介紹，充分挖掘他們所特有的精神魅力，弘揚(yáng)創(chuàng)新精神，樹立起學(xué)習(xí)的榜樣，讓更多的人加入首都科技創(chuàng)新行列，增強(qiáng)首都的自主創(chuàng)新能力，推進(jìn)創(chuàng)新型國家建設(shè)，在中華大地上掀起創(chuàng)新的高潮!