王 輝
2018年10月,王獻昌隨歐美同學(xué)會組團進行國情學(xué)習(xí),考察中鐵裝備集團鄭州盾構(gòu)基地。
一般人很難想象,近幾年被炒得沸沸揚揚的頂尖技術(shù)——人工智能,其實早在半個多世紀(jì)前就已經(jīng)出現(xiàn)。1956年的夏天,在美國漢諾斯小鎮(zhèn)寧靜的達特茅斯學(xué)院中,一群不同學(xué)科背景的科學(xué)家聚集到了一起,試圖利用這得來不易的暑期時光討論一個前所未有的主題:用機器來模仿人類學(xué)習(xí)以及其他方面的智能。雖然這短暫的一個多月時間并未產(chǎn)生任何具有影響力的研究成果,但他們的主題——人工智能(Artificial Intelligence)卻被永久地保存了下來。因為這一首次出現(xiàn)的專有名詞,1956年成為人工智能誕生的元年。在此后60多年里,人工智能經(jīng)歷了漫長的發(fā)展期,幾度興衰更迭。
作為我國最早一批培養(yǎng)起來的人工智能科學(xué)家,王獻昌親歷了人工智能這半個多世紀(jì)跌宕起伏的旅程。從20世紀(jì)80年代人工智能發(fā)展黃金時期,到20世紀(jì)90年代的全球研究低谷,再到21世紀(jì)人工智能新一輪高潮,幾十年來,人工智能發(fā)展的每一步幾乎都與王獻昌的成長關(guān)聯(lián)到了一起。
半個多世紀(jì)載沉載浮的人工智能旅程,王獻昌深切地感知到這一技術(shù)的重要性。“人是沒有辦法對抗人工智能發(fā)展的機器智能潮流的,我們只能不斷學(xué)習(xí),進而控制機器?!彼f,“技術(shù)就是會改變世界,不管是生活、工作還是未來軍事斗爭形態(tài)、方式,未來的發(fā)展方向都需要智能化。而我們的使命只有一個,就是推動我國的產(chǎn)業(yè)智能化進程,快一步,再快一步?!?/p>
王獻昌最初的學(xué)習(xí)方向其實并不是人工智能,但也與此有著密不可分的關(guān)系,那就是數(shù)學(xué)。
1966年,王獻昌出生于河南安陽的一個小鄉(xiāng)村,在他的記憶中,童年求學(xué)基本都是在家中完成?!澳菚r農(nóng)村教育資源不是很好,加之當(dāng)時的時代背景并不重視學(xué)習(xí)的關(guān)系,基本都靠自學(xué)。”
王獻昌從小就喜歡數(shù)學(xué),那時農(nóng)村一到秋天就要圍在一起剝玉米棒子,王獻昌就用剝下來的玉米粒計算雞兔同籠問題。從洛陽農(nóng)科院回家支農(nóng)的父親告訴他還有一種更簡單的方式計算,就是用代數(shù)設(shè)變量的方法。用完父親教的方法計算后,王獻昌立刻發(fā)現(xiàn)了代數(shù)奇妙的力量,愈發(fā)激起了研究數(shù)學(xué)的樂趣,初中就開始自學(xué)微積分課程。高中時期,一篇載于《人民文學(xué)》第一期的報告文學(xué)《哥德巴赫猜想》,讓數(shù)學(xué)家陳景潤和數(shù)論的故事家喻戶曉。王獻昌受此影響更加堅定了數(shù)學(xué)的研究方向,并自學(xué)數(shù)論知識。
在這樣勤學(xué)不輟的背景下,1980年,年僅14歲的王獻昌就考進了鄭州大學(xué)。不過,由于農(nóng)村通信落后,錄取通知書被寄到了錯誤地點,王獻昌晚了別人將近一個月才到學(xué)校報到?!昂迷谀莻€時代沒有嚴(yán)格規(guī)定,不然我連大學(xué)都上不了?!?/p>
但沒想到的是,進入大學(xué)之后,本來選擇了數(shù)學(xué)系的王獻昌,卻“不小心”掉進了計算機的“坑”。
說來也巧,那時國內(nèi)計算機才剛剛起步,很多大學(xué)都沒有計算機專業(yè),偶爾有的也是建議從數(shù)學(xué)系分出去或先是數(shù)學(xué)系的一個專業(yè),而王獻昌正好就是鄭州大學(xué)第一屆計算機專業(yè)學(xué)生。這是一個由20余人組成的計算機班級。“我那時覺得不太對,因為我想學(xué)數(shù)學(xué),不想學(xué)計算機,結(jié)果反映后在老師的‘忽悠’下還是繼續(xù)學(xué)了。他們說,計算機是未來發(fā)展方向,你年齡小,所以篩選你到這個班,而且大學(xué)前三年都是數(shù)學(xué)課程,不影響學(xué)數(shù)學(xué)?!蓖醌I昌笑著回憶。
人工智能的本質(zhì)其實就是算法,也就是數(shù)學(xué)、概率論、統(tǒng)計學(xué)、各種數(shù)學(xué)理論的體現(xiàn)??梢哉f,數(shù)學(xué)就是人工智能的基石?!皵?shù)學(xué)比較強的人,其實很容易掌握算法?!蓖醌I昌說道。
大四面臨考研方向的選擇時,王獻昌一度還有考回數(shù)學(xué)的想法,但一件事改變了他的看法。1983年12月22日,由國防科技大學(xué)開發(fā)的中國第一臺每秒鐘運算一億次以上的巨型計算機“銀河1號”在長沙研制成功。它填補了國內(nèi)巨型計算機的空白,標(biāo)志著中國進入了世界研制巨型計算機的行列,成為繼美、日等國之后,能夠獨立設(shè)計和制造巨型機的國家。
消息一出,舉國振奮。教自己計算機理論的蘇錦祥老師對王獻昌說:“你去考國防科技大學(xué)計算機專業(yè)吧,一定能考上?!痹偃紤]之后,王獻昌終于下定決心考取國防科技大學(xué)研究生并被“順利”錄取,師從我國著名軟件泰斗、工程學(xué)部委員陳火旺教授,開始踏上了智能計算研究之路。但多年之后,王獻昌才知道這背后的曲折,他差點就與研究生失之交臂。
接待四川省德昌縣一行觀看跨異構(gòu)機器人自主編隊
“我當(dāng)年考研數(shù)學(xué)滿分,計算機基礎(chǔ)離滿分也只差了2分,但英語只考了30分,照理來說是不能被錄取的,因為英語沒及格?!敝钡?0年后的聚會上,王獻昌才得知當(dāng)年考研背后的故事。盡管英語沒過關(guān),但導(dǎo)師陳火旺看中了他的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),親自向國防科技大學(xué)寫信舉薦,希望能破例錄取王獻昌。與此同時,當(dāng)時推薦他考國防科技大學(xué)的蘇老師也以鄭州大學(xué)的名義寫信過來推薦。就這樣,王獻昌才得以“順利”錄取。
“我真的很感謝那個時代,不拘一格降人才。因為按照規(guī)定,我可能大學(xué)、研究生都讀不了。因為大學(xué)沒有按時報到,研究生英語又沒及格。對于那時的農(nóng)村孩子而言,大學(xué)就相當(dāng)于‘躍龍門’,讀書改變了我們的命運。”王獻昌說道。
讀研期間,王獻昌學(xué)的是計算機理論,主要是研究計算機程序的語義,也就是搞清楚這句話到底是什么意思。就像人類有語言一樣,計算機也有語言,那時計算機有Algol、COBOL語言和Fortran語言等,而語義就是從不同的角度去分析這些語言。
“任何一個計算機語言,至少需要從兩個方面去定義:一種是數(shù)學(xué)語義,一種是操作語義,但這兩種語義模型必須等價才行?!蓖醌I昌介紹,不同角度也就是不同語義建立的數(shù)學(xué)模型完全不同,自然也會影響后續(xù)的計算機語言的實現(xiàn)和使用,只有證明數(shù)學(xué)語義與操作語義等價,才能證明這兩種模型一致。簡單來說,也就是一句話用兩種不同語言來表達,它的意思是不是一樣。
當(dāng)時國內(nèi)語義研究做到國際前沿的就是中國科學(xué)院院士周巢塵,為了確認(rèn)這個問題的重要性,王獻昌專門跑到周巢塵位于北京的家中請教,并得到了他的確認(rèn)——通信順序進程(CSP)的數(shù)學(xué)與操作語義等價性問題在當(dāng)時還沒能得到有效解決。
誰也沒想到,這一國際上無人能解的難題,王獻昌從北京調(diào)研回去后僅花了3個月就解決了。但那時他還沒有發(fā)表文章、宣傳的意識,直到一年后發(fā)現(xiàn)國際刊物《理論計算機科學(xué)》上竟然發(fā)表了相同的解決方案才知道吃了一個“啞巴虧”。這件事對他的影響很大,不僅意識到研究成果及時發(fā)表的重要性,同時還深刻意識到了英語的重要性。這下徹底改變了王獻昌對英語不感興趣的毛病,下決心攻克英語。
2017年,教師節(jié)在中央電視臺貴賓室偶遇航天英雄楊利偉(左1)合影。
2017年12月全國博士后論壇與其他主題演講科學(xué)家張建偉(中)和王飛躍(右1)合影
1987年,王獻昌順利考取國防科技大學(xué)并選攻人工智能方向的博士,因此成為我國最早一批人工智能方向博士生。當(dāng)然,這一次英語終于及格了。在那之后,科研路上再也沒有了“攔路虎”。王獻昌成為當(dāng)時我國原“863”計劃智能計算機領(lǐng)域里專攻人工智能的年輕博士,在科研路上開始過關(guān)斬將、一路高歌。
1990年,王獻昌有關(guān)多智能體協(xié)同推理的論文獲首屆泛太平洋國際人工智能獎,而多Agent架構(gòu)則被認(rèn)為是解決自主復(fù)雜智能系統(tǒng)架構(gòu)的最為合適的唯一在架構(gòu)。之后,他在人工智能研究上的成果連續(xù)兩次在國際最高級別人工智能會議上發(fā)表,這也是我國當(dāng)時唯一在該會議上發(fā)表的科技成果,受到了國內(nèi)外廣泛關(guān)注。1991年,李國杰院士和科技部、國家自然科學(xué)基金委相關(guān)的專家參加悉尼召開的第12屆國際人工智能聯(lián)合大會時,得知當(dāng)時我國唯一的大會報告者,即王獻昌沒有出席大會,因此他在國防科技大學(xué)訪問的時候,建議像王獻昌這種情況應(yīng)當(dāng)鼓勵出國交流?!巴瑫r基金委的同志也特地通知我,類似情況跟他們匯報,國家層面會支持參加會議。”這是王獻昌在1993年能夠順利參加在法國召開的第13屆國際人工智能聯(lián)合大會并作學(xué)術(shù)報告的重要因素。
參加會議回來后,王獻昌在計算機科學(xué)的相關(guān)會議中,專門介紹了第13屆國際人工智能聯(lián)合大會的會議情況和未來發(fā)展趨勢?!袄顕茉菏繜o形中給了我很大的支持?!逼浜罄顕茉菏亢颓迦A大學(xué)的石純一教授還邀請王獻昌到智能中心、清華大學(xué)介紹、交流研究心得。
1994年,王獻昌研究的GKD-NMRS非單調(diào)推理系統(tǒng)與銀河超級計算機系列成果一起,獲得了國防科工委科技進步獎一等獎,同時也獲得了海內(nèi)外矚目。不過,王獻昌深知學(xué)無止境,從國外交流回來,他更加意識到這一點,在經(jīng)歷一番波折之后,王獻昌下定決心出海深造。
“我真的很幸運,人生每一個關(guān)鍵路口都有組織和相關(guān)的人幫我實現(xiàn)夢想?!蓖醌I昌說,因研究方向以及復(fù)雜的背景,對于當(dāng)時的他而言,出國學(xué)習(xí)幾乎是一件不可能的事情,但在相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的特別支持下,他還是被批準(zhǔn)出國了。“做科研的目的就是要了解世界最頂尖的科技成果與科技團隊,我那時雖然已經(jīng)在兩年一次頂尖人工智能聯(lián)合大會上多次發(fā)了文章,但還遠遠不夠,國外人工智能頂級刊物還沒有能力發(fā)表,而且基礎(chǔ)理論也必須站在國際最前沿的方向,現(xiàn)在有這個機會必須要抓住?!?/p>
1994年,王獻昌成為我國唯一一個受日本新一代計算機研究所(ICOT)邀請,作為STA Fellow(研究獎金)進行為期一年研究的高級研究學(xué)者,參加日本第五代智能計算機研究計劃。這一20世紀(jì)80年代轟動全球的基于知識的智能計算機研究計劃,在人工智能長達半個多世紀(jì)的發(fā)展歷程中,也占據(jù)著舉足輕重的地位。
“日本第五代機研究計劃實際上目標(biāo)非常明確,就是要研究出一個相當(dāng)于分布式的并行推理機器,如果現(xiàn)在去做成就肯定會更好,但當(dāng)年這個計劃影響也非常大,而且真正培養(yǎng)了一代人才?!痹趨⑴c日本第五代機研究計劃的那一年,王獻昌也有幸參與了第五代機驗證工作?!斑@幾年大家熟知的法院自動化判案、同案類推等智能程序,其實我們在第五代機上都已經(jīng)做過應(yīng)用試驗了?!蓖醌I昌說。
2018年在為國選才為國服務(wù)-國家特聘專家選拔現(xiàn)場
2018年與鯤海研究院秘書長王薇(左1)訪問國家楷模黃大年畢業(yè)學(xué)生們成立的大年科技集團
1980年,王獻昌進入大學(xué)時正是人工智能發(fā)展的黃金時期。到20世紀(jì)80年代中后期,超過一半的世界500強公司都開始部署各自領(lǐng)域的專家系統(tǒng)。但不久之后,人們就發(fā)現(xiàn)人工智能并沒有想象中的聰明,機器人行動笨拙、無法正常溝通交流,而專家系統(tǒng)也不能自我學(xué)習(xí)并更新知識庫與算法,維護成本越來越高,人工智能再一次陷入長時間的寒冬。到了20世紀(jì)90年代,國內(nèi)外除了少數(shù)科研機構(gòu),大部分人對人工智能的態(tài)度均諱莫如深。就是在這樣的背景下,王獻昌頂著壓力開始了十余年的海外人工智能研究和應(yīng)用探索。
“我接觸人工智能的時候正是歷史上最熱的時期,出國時又是最低谷。本來計劃出國一年,后來也沒想到一去十幾年。”王獻昌回憶,“但我一直覺得我是在最能夠為國服務(wù)的時候回來了?!?/p>
在人工智能最低潮時期,王獻昌頂著壓力在海外默默深耕、鉆研。這期間,他先后在日本新一代智能計算機研究所、加拿大Alberta大學(xué)人工智能實驗室工作,與國際人工智能領(lǐng)域最頂級的專家合作,首次創(chuàng)新性提出了一個能夠統(tǒng)合當(dāng)時三類主要非單調(diào)推理的基于優(yōu)先順序的推理系統(tǒng),研究成果一次入選國際人工智能聯(lián)合大會和歐洲人工智能聯(lián)合會,同時相關(guān)成果入選國際頂尖人工智能雜志。之后,他又加入加拿大、美國KRONOS等公司,主要從事人工智能在復(fù)雜、實時關(guān)鍵系統(tǒng)中的任務(wù)規(guī)劃、跟蹤、多體系互操作方面的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用工作。有關(guān)人工智能多智能體技術(shù)成功應(yīng)用于美國的COORDINATORS項目、美國軍方戰(zhàn)場態(tài)勢評估系統(tǒng)項目,以及加拿大資源衛(wèi)星任務(wù)控制系統(tǒng)等;基于人工智能通用黑板系統(tǒng)(GBB:General BlackBoard System)應(yīng)用于全球多家航空公司的機組跟蹤、監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品Magellan中,解決了涉及航空安全規(guī)則下的實時、動態(tài)運行預(yù)警,監(jiān)控及自主決策等。
2006年,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,人工智能在大數(shù)據(jù)的影響下迎來了新一輪生機,各行各業(yè)與數(shù)字化、智能化結(jié)合的趨勢開始凸顯。感受到祖國深切的召喚,王獻昌不顧一切回到了祖國的懷抱。
“在人工智能最低潮的時期我恰恰參與了一個可以解決復(fù)雜、實時的智能化航空調(diào)度的支撐性核心技術(shù)研發(fā)項目。正是基于較為成熟的、基于分布式人工智能互操作和通用黑板系統(tǒng)能夠服務(wù)國家重大需求的目的,2006年我回來了?!蓖醌I昌說道。國內(nèi)大型民用航空的調(diào)度運行控制軟件幾乎全部被國外壟斷,國內(nèi)航空公司購買時動輒過億,他想打破這種壟斷,用自己掌握的技術(shù)服務(wù)祖國。
然而,雖然擁有核心技術(shù),但在落地過程中仍然面臨想象不到的艱難。王獻昌見證過航空公司為了轉(zhuǎn)型投入大量人力、物力最終卻倒閉的案例,多番調(diào)研之后,他毅然決定自己投錢創(chuàng)業(yè),親身鑒定這條技術(shù)應(yīng)用道路。
2007年,王獻昌在成都創(chuàng)立了成都軟智科技有限公司,研發(fā)高端航空軟件?!皠?chuàng)業(yè)真的太難了,壓力太大?!痹俅位貞浤嵌蝿?chuàng)業(yè)往事時,王獻昌不禁發(fā)出了感嘆。
回國時,王獻昌賣了加拿大的房子,用所有的身家來創(chuàng)業(yè)。就在這樣的情況下,王獻昌終于走出了一條國內(nèi)航空公司自主研發(fā)智能化之路——開發(fā)出面向變化和實時跟蹤的人工智能多agents平臺和完成了面向復(fù)雜系統(tǒng)互聯(lián)互通的符合國際大型復(fù)雜軟件系統(tǒng)建設(shè)的CORBA的開發(fā)、應(yīng)用,并首先在復(fù)雜、實時和基于規(guī)則的民用航空領(lǐng)域的機組運行控制、自動排班、實時跟蹤、監(jiān)控等進行應(yīng)用驗證,目前已經(jīng)達到市場化階段并在多家航空公司進行推廣。
2010年,王獻昌獲得中國僑界(創(chuàng)新人才)貢獻獎;2015年,基于人工智能的“神鷹系統(tǒng)”榮獲2015中國北京國際科技產(chǎn)業(yè)博覽會“優(yōu)秀創(chuàng)新項目獎”;他還多次受邀參加國際運籌協(xié)會民用航空公司運行控制大會并作報告……
“把一個核心領(lǐng)域的應(yīng)用做到極致”,王獻昌用實際行動踐行了當(dāng)初的諾言。
近幾年來,隨著國際形勢日益緊張,制約我國工業(yè)、經(jīng)濟發(fā)展的核心關(guān)鍵技術(shù)引起了國內(nèi)外廣泛關(guān)注與討論,王獻昌創(chuàng)業(yè)的初衷也正是在此。
“把一個人工智能的共性核心技術(shù)應(yīng)用做到極致,哪怕最后沒有占領(lǐng)市場、獲得利益,但至少能保證在這項技術(shù)被其他國家禁止出口時,我們自己的技術(shù)能頂上,這就已經(jīng)實現(xiàn)了創(chuàng)業(yè)目標(biāo)?!蓖醌I昌說道。
在航空調(diào)度領(lǐng)域,王獻昌用了10年時間的確將自己的人工智能核心技術(shù)在航空調(diào)度領(lǐng)域做到了極致,但僅僅一個領(lǐng)域的應(yīng)用就足夠了嗎?顯然不僅如此。
“一個領(lǐng)域還是太窄,現(xiàn)在國內(nèi)外人工智能已經(jīng)發(fā)展到各行各業(yè),我們有責(zé)任將這種具備共性的核心人工智能技術(shù)推廣到更有戰(zhàn)略需求和挑戰(zhàn)的領(lǐng)域,尤其是跨異構(gòu)無人集群的互操作、集群自主協(xié)同能力建設(shè)領(lǐng)域。”在好朋友、好伙伴黃大年教授的影響下,在深深意識到這點后,王獻昌緊接著又成立了成都凱斯人工智能研究院,根本目標(biāo)有三個:一是依托有特色的核心人工智能技術(shù)孵化相關(guān)的智能應(yīng)用和產(chǎn)業(yè);二是服務(wù)軍民融合下民用智能技術(shù)服務(wù)軍事需求;三是通過研究院平臺服務(wù)智能產(chǎn)業(yè)鏈的上下游合作關(guān)系。
“我們的重心就是做人工智能互操作和通用決策支持等相關(guān)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和應(yīng)用技術(shù)落地的工作,必須踏踏實實地推進技術(shù)落地,促進自主集群技術(shù)方面的人才培養(yǎng)和應(yīng)用進步,尤其是智能裝備領(lǐng)域,這是我們的使命?!蓖醌I昌說。
當(dāng)前,人工智能正在深刻變革著各行各業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),為了爭奪未來科技與產(chǎn)業(yè)制高點,世界各國紛紛將人工智能上升到國家戰(zhàn)略,不斷布局人工智能與各行各業(yè)的結(jié)合,加快推進人工智能產(chǎn)業(yè)落地。其中,與國家、人民安全密切相關(guān)的國防領(lǐng)域更是如此。目前看來,盡管信息化戰(zhàn)爭還是主導(dǎo)軍事領(lǐng)域的戰(zhàn)爭形態(tài),但智能化戰(zhàn)爭的帷幕已逐漸拉開。
“人是打不過機器的,國外早已部署天地空海一體化的無人系統(tǒng)集群自主協(xié)同研發(fā)工作了,我們只能不斷加快腳步。”王獻昌說道。
為此,2015年開始,王獻昌先后與吉林大學(xué)、國防科技大學(xué)、中國兵器科學(xué)研究院、電子科技大學(xué)等單位在跨異構(gòu)無人系統(tǒng)集群互操作、自主協(xié)同能力建設(shè)方面建立合作關(guān)系;以成都凱斯人工智能研究院為依托,與下游機器人產(chǎn)業(yè)公司建立應(yīng)用驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)合作,重點研究、開發(fā)具備環(huán)境認(rèn)知能力、自主規(guī)劃能力,具備人機、機機智能互動協(xié)調(diào)能力的面向通用、開放、可擴展的跨異構(gòu)無人系統(tǒng)集群自主協(xié)同核心技術(shù),以占據(jù)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地為目標(biāo);他還積極參與鯤海研究院的創(chuàng)建工作并推動研究院在全國的戰(zhàn)略布局……
如今,在已有人工智能平臺成果的基礎(chǔ)上,王獻昌帶領(lǐng)團隊將平臺擴展并應(yīng)用于無人系統(tǒng)集群的自主環(huán)境認(rèn)知能力、跨異構(gòu)無人系統(tǒng)互操作性和自主協(xié)同能力等建設(shè),不斷加大我國無人集群裝備智能化的高度與深度,不斷增強我國國防的力量。
“人工智能基礎(chǔ)理論、應(yīng)用技術(shù)支撐工作我們已經(jīng)做了幾十年,現(xiàn)在主要的目標(biāo)就是要落地,要更好地把文章寫在祖國大地上,這是我們的使命?!敝悄芑瘯r代的腳步正在加快,而王獻昌團隊也在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中?!盀榱吮苊庀萑氡粍泳置妫覀冎荒芸煲徊剑倏煲徊?。”王獻昌說。
專家簡介
王獻昌,吉林大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,國家僑聯(lián)特聘專家。先后在北京航空航天大學(xué)、日本新一代計算機研究所、加拿大阿爾伯特大學(xué)做客座訪問和從事博士后研究工作。已主持我國原“863”高科技項目、國家自然科學(xué)基金等多項項目。在國際、國內(nèi)頂尖雜志和會議,如《國際人工智能》季刊、《中國科學(xué)》上發(fā)表論文30多篇。2006年之后,王獻昌先后在加拿大成立凱斯特智能系統(tǒng)公司,在中國成立成都軟智科技有限公司和成都凱斯人工智能研究院。近年來,基于其在我國關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)方面長期的學(xué)習(xí)工作背景,王獻昌積極有效地對接國家重大需求,是國際國內(nèi)知名的人工智能和計算機科學(xué)專家。