專訪張鈸院士：跟隨中國人工智能拓荒者回顧早期 AI 發展的歲月

作者 | 秦海龍

“ChatGPT 的成功不是 OpenAI 一家公司的成功，而是將近 70 年時間全世界人工智能研究人員的共同努力換來的成功。”88 歲高齡的中國科學院院士張鈸教授在 11 月 25 日的全國社會媒體處理大會上發表主旨演講時說道。

作爲 2023 年全國社會媒體處理大會 1000 多名參會者中的一員，我當時有幸坐在臺下聆聽他的報告，他的這個觀點給我帶來了巨大的共鳴和震撼。

張鈸是中國人工智能領域的奠基人之一，近 40 年來共培養了博士研究生 80 餘名。他是中國科學院院士、俄羅斯自然科學院外籍院士，也是中國計算機學會終身成就獎獲得者。1958 年，張鈸畢業於清華大學自動控制系，同年留校任教至今，現任清華大學計算機系教授和人工智能研究院名譽院長。

張鈸參與創建了中國第一個人工智能學科，在 40 多年前發表了中國第一篇人工智能方向的國際學術論文。1984 年，張鈸成立了中國首個智能機器人實驗室，後來參與創建了智能技術與系統國家重點實驗室，並擔任實驗室主任。1987‐1994 年期間，張鈸任國家"863"高技術計劃智能機器人主題專家組專家。

在這次訪談中，張鈸向筆者詳細介紹了他的成長經歷，也讓我們看到了科研前輩們爲國內人工智能領域拓荒的勇氣和成就。

1 童年教育：從小就是獨立思考

1935 年，張鈸出生於福建福清縣的一個教育世家。他的祖父是一位清朝貢生，擔任過多年福清縣農會會長，熱衷於家鄉的教育事業，是龍田敦睦小學的創辦人。父親張端樵畢業於私立福建法政專門學校，曾擔任福清留省學會理事長，留省學會是在省城上學學生的同鄉組織。那個年代在省城上學的學生很多都是思想進步、責任感強的青年。留省學會加強了同鄉之間的聯繫，也容易培養出青年們保護、建設家鄉的使命感和擔當精神。

在這種書香門第的家境薰陶下，張鈸在小學和初中的成績一直名列前茅，在初中的數理化考試中每次都是第一。更加難得的是，他從小學和初中就開始學習英語，這在當時的中國是非常罕見的。

張鈸在龍田融美初中讀書時深受老師喜愛。中考時，他同時報考了福州一中和福州市高級工業職業學校，被兩所學校同時以第一名的成績錄取。最初他選擇了福州市高級工業職業學校，就讀一學期後，因爲職業學校的課程過於簡單，在老師的推薦下轉入福州鶴齡英華中學（天行級）就讀高中。福州鶴齡英華中學是現在福州師範大學附屬中學的前身，培養了林森、陸岱孫、候德榜、陳景潤等多位傑出校友。

這種轉變和決定彰顯出張鈸在青少年時就獨立思考和獨立選擇的能力。早期的教育經歷也爲張鈸未來的科學事業打下了堅實的基礎。

2 結緣科研：豐富的自動控制研究經歷

1953 年，張鈸以數理化全部滿分的成績考入清華大學電機與電器製造專業（電機工程系）。

清華大學電機工程系成立於 1932 年，也是這個系後來衍生出後來中國高校最早的人工智能研究方向。根據清華大學電機工程與應用電子技術系的官網資料顯示，1955 年的電機系設有三個專業，分別是：電機與電器、發電配電網及配電系統、工業企業電氣化。張鈸就讀的是電機與電器製造專業。

對世界人工智能的發展和中國科技的發展來說，1956 年都是具有開創性的一年。1956 年 8 月，麥卡錫、香農、西蒙等人在美國達特茅斯學院相聚，他們討論如何用機器來模仿人類學習的能力和其他方面的智能。其間，麥卡錫把機器的這種模仿能力總結爲“人工智能”，人工智能一詞就此誕生。此時距離 1946 年世界上第一臺電子計算機的發明剛剛過去了 10 年。

1956 年的中國，中共中央制定新中國第一個中長期科技規劃——《1956－1967 年科學技術發展遠景規劃》，由錢學森教授擔任綜合組組長，負責整個規劃的評價、決策等工作。這個“十二年規劃”提出了 57 項重大科學技術任務和 616 箇中心問題。其中最迫切需要攻關的五項技術爲：原子能技術、噴氣與火箭技術、半導體技術、電子計算機技術、自動控制技術。

同年，爲了追趕世界先進的科技水平，國家當時要求清華大學增設一些新專業。當時張鈸所在的電機系大三年級一共有 10 個班，學校決定從每個班抽調 1 名優秀學生，由這 10 名同學成立自動控制專業 - 自 8 班。張鈸作爲 10 名同學之一開始了自動控制專業的學習，他的專業方向最後確定爲飛行器自動控制系統（又稱 501 專業）。

那時的張鈸還沒有聽說過大洋彼岸剛剛誕生的“人工智能”這個詞彙，而 22 年後的他將在國內開闢這個全新的研究方向。

1958 年，張鈸在自動控制專業本科畢業。本科畢業論文的指導老師是蘇聯專家蘇啓林教授，畢業設計的內容是飛行模擬臺的設計與研究。同年，張鈸進入清華大學自動控制系 510 專業教研組工作。

1959 年初，張鈸給自動控制專業四年級的學生開設專業課《飛行器自動控制》。那時候的他剛剛 24 歲，也才留校半年。頂着剛剛畢業與專業參考資料稀少等壓力，張鈸爲只比他低一、兩個年級的學生講授這門專業課。而短短几年後，張鈸等人就在清華大學建立了一套較完善的“飛行器自動控制”課程的教學體系。

1969 年，清華大學計算機系工宣隊派遣一部分教師與學生到北京電子管廠（774 廠）開門辦學，參與辦學的教師與學生組成清華大學教改小分隊，總共 12 名左右。小分隊中老師與學生各佔一半，一半是各教研組選出的老師，張鈸是其中的一員，另一部分是即將於 1970-1971 年畢業的學生，這些學生中相當一部分畢業後留校當了老師，清華大學特別稱這部分人爲“新工人”。張鈸分配到工廠的維修車間，主要擔負全廠設備維修的任務，後來他還參與了新設備的研發，比如半導體制造設備的研發。

在 774 廠工作一年後，其他老師和學生都回了清華，而張鈸卻被廠裡留下了，因爲工廠裡的生產、設備維修以及科研工作均離不開他，他不僅理論基礎紮實，而且動手能力也很強，能夠解決一些工廠中經驗豐富的老師傅和技術人員都難以解決的問題。

回憶起那段經歷，張院士告訴我：“當時覺得既然來了就要把工作做好，那段時間主要是從理論上幫他們發現問題。那段經歷確實是鍛鍊了我發現關鍵問題的能力。”這種發現問題的能力讓張鈸在之後的科研事業中獲益頗多。從 1969 年進工廠到 1972 年初回學校，張鈸在 774 廠工作了整整三年。

從 1958 年到 1978 年，張鈸從事了整整 20 年的自動化控制方面的研究工作。張鈸院士告訴我，“十二年規劃”發佈以後，國家支持力度最大的科研方向就是研發“兩彈一星”項目的相關工作，他在自動控制系就曾經做過飛機自動駕駛的計算機仿真模擬研究。

3 邂逅人工智能：留美過程中的快速成長

1970 年清華大學自動控制系更名爲電子工程系。1978 年，清華大學爲了滿足國家計算機科學發展的需要，清華大學電子工程系更名爲計算機技術與工程系，後來改稱爲計算機科學與技術系的前身。

此時所有電子工程系非計算機方向（主要是自動控制方向）的老師們面臨三個選擇，留在計算機系，但必須改做與計算機相關的教學與科研工作，或者保留原來的自動控制方向，那就需要轉到精密儀器系，或新成立的自動化系。張鈸選擇了繼續留在當時新更名的計算機系，這一年張鈸 44 歲。

留在計算機系，第一件事就是要重新選擇計算機相關的研究方向。當時的中國還處於改革開放初期，能查到的國外資料依然非常有限，張鈸查遍了所有能查到的資料，發現了國外的很多計算機系都有一個叫人工智能的方向。張鈸當時覺得，既然世界上很多研究機構都在做這個方向，那我們也應該做。

根據他查到的文獻，1978 年全世界只有英國愛丁堡大學開設了人工智能系，而在美國，人工智能在高校裡大多是計算機系內部的一個研究方向。張院士跟我說：“當時雖然選了這個方向但對這個方向並不瞭解，需要走一步看一步。即使這樣，我們對人工智能的發展前景依然充滿信心。”長期的自動控制研究讓他對控制科學的發展瓶頸十分了解，他也希望能用人工智能的方法來突破控制科學中的研究瓶頸。

改革開放後，清華大學決定派遣年輕教師去國外進修，以學習國外高校的最新進展。教研組決定派張鈸與孫增圻作爲首批出國學習的兩位老師。1978 年，張鈸開始集中學習英語，繼續提高語言能力。但是由於張鈸中途生病，導致出國進修日程延期。1980 年 2 月，他才啓程前往美國伊利諾伊大學香檳分校綜合科學實驗室（UIUC-CSL）進行兩年的訪學。

在 UIUC 訪問期間，張鈸的合作導師是錢天聞教授。錢教授是無錫人，博士畢業於 UIUC，曾任 UIUC 工程學院科學實驗中心主任。在美國訪問期間，張鈸把 UIUC 使用的相關教材和資料複印後寄回國內，幫助清華大學計算機系的教研工作，比如，清華後來開設的《人工智能程序設計》課，也得益於張鈸寄回來的材料。

張院士自豪地告訴我：“在清華確立方向的時候我們根本不懂人工智能，到美國花了一年時間我就逐漸弄明白人工智能是怎麼回事了，於是馬上就動手寫論文。”

1981 年 3 月，張鈸寫了一篇關於機器人運動規劃的論文《Planning collision-free paths for robotic arm among obstacles》，論文只引用了三篇參考文獻。按照學術界的慣例，一篇論文投稿必須充分引用已經發表的相關工作，以此彰顯自己工作和已有工作的區別，證明自己工作的獨特意義。由於該論文運用全新的思路來處理機器人的運動規劃問題，即利用拓撲降維方法（一種數學方法）來降低運動規劃的複雜性，沒有相關的工作可以引用，因此這篇文章即使只有三篇參考文獻，也只經過半年的審查就被錄用了。

後來因爲 1982 年 2 月張鈸結束留學回到清華，期刊編輯部在後期修改過程中聯繫不到他，這篇論文直到 1985 年 1 月才正式發表。

4 四十年深耕：親歷中國人工智能崛起

1982 年 2 月，張鈸結束訪問學者的研究回到清華大學。1984 年，歐洲國際人工智能會議 ECAI-84 在意大利召開，張鈸的一篇關於人工智能新搜索方面的論文被大會錄用。當時由於教研組經費困難，爲了能去參會，只好跟學校借款。這篇論文在那一年的會議上被評爲最佳論文，獲得 ICL 歐洲人工智能獎。學校爲此免除了教研組的借款。

由於張鈸短短几年內在人工智能方面的研究成績出衆，1985 年他由講師直接破格晉升爲教授。1986 年，清華大學計算機系成立計算機應用博士點，張鈸成爲這個博士點的第一個博士生導師。

1985 年，清華大學成立智能機器人實驗室，張鈸成爲實驗室的負責人。實驗室購買了國內第一臺 PUMA560 機器人，張鈸那時將研究方向定爲機器人在礦山、工業生產等場景的應用。實驗室同時也在智能汽車、漢字識別、語音識別、自然語言理解等方向上開展研究。1987 年，國家科委批准在智能機器人實驗室的基礎上籌建智能技術與系統國家重點實驗室。同年，張鈸正式入選國家“863”計劃智能機器人主題專家組。1995 年，張鈸當選爲中國科學院院士。

張院士告訴我，智能技術與系統國家重點實驗室在連續三次的國家評審中都獲得了“優秀”的結果（每 4-5 年進行一次評審），這個成績其實是非常難得的。張院士一直爲他掌舵的國家重點實驗室能取得這樣的成績而自豪。

另一個讓張院士自豪的是他與安徽大學張鈴教授共同提出的問題分層求解的商空間理論，解決了不同粒度的空間描述、複雜性分析等問題。多粒度商空間理論是張鈸與張鈴開闢的一個新的研究方向。他們還創辦了中國粒計算與知識發現學術會議，這個會議從 1995 年開始已經持續了二十多年，越來越多的學者參與到多粒度計算的相關研究工作中。

當我們聊到學生的培養時，張院士告訴我，他培養的第一位博士生是華東理工大學的帥典勳教授。帥教授 1985 年入學，1988 年畢業，當時是在職讀的博士。30 多年來，張院士已經培養了 80 多名博士生。張院士 2018 年在撒貝寧的《開講啦》節目中曾說道，他已經比近幾年就讀博士生的爺爺奶奶年紀都要大了。張院士的這些弟子有三分之一一直在學術界從事科研工作，多於三分之一在大型公司從事研發工作，或者選擇創業，不到三分之一在外企或者國外工作。他們中的大多數已經成爲中國人工智能領域各個方向上的中流砥柱。

說起中國人工智能的早期發展，張院士還回顧了幾位前輩的工作，包括中國科學院吳文俊院士在數學機械化（自動化）的工作，吉林大學王湘浩院士及其團隊在模糊推理方面的工作以及他自己的工作等。

張院士笑着說：“那時候我們能做出那些工作，主要原因還是因爲數學好。當時的人工智能並不重視數學的作用，而是強調知識表示、啓發式搜索（數學、統計學之外的人工智能的其他技術路線）等等，而我們卻堅持使用數學工具”在大衆眼中，這些基礎理論工作與現在大放異彩的商業化人工智能很不一樣，但正是這些工作構成了中國人工智能發展的開端。

如今，88 歲高齡的張鈸院士依然在人工智能研究的第一線工作。他也經常在國內比較大型的學術會議上發表重要演講。

據公開信息顯示，2023 年 11 月下旬起的一個月內他就做了三場會議主旨演講，分別是在合肥召開的全國社會媒體處理大會，在香港召開人工智能合作與治理國際論壇，以及在北京召開的中國中文信息學會 2023 學術年會。他的演講對人工智能現階段中的主要問題直擊要害，謹慎而又不失開放性。演講的內容總是可以引領後輩們思考更深刻的問題，聚焦更重要的方向。

對於一個年近 90 歲的老者來說，40 多歲轉行投入一個不瞭解的人工智能事業，40 多年後又能看到這項事業的國家蓬勃發展，這種幸福和成就感也許只有張鈸院士自己可以體會。與此同時，對於人工智能從業者來說，可以一直接受行業奠基人前輩的引領和指導，是這個行業莫大的財富和幸運。

5 專訪後記

2022 年末，OpenAI 在大模型方面帶來的技術革命和效果提升幾乎奪走了全球所有人工智能從業者的眼球。即便不是人工智能從業者，很多人也爲聊天機器人類人化效果的提升感到興奮，或是爲大模型給自己職業帶來的壓力感到憂慮重重。當時代的聚光燈前所未有地照亮人工智能技術，彷彿所有曾經在人工智能技術進步探索過程中的艱辛和迷茫都成爲了見證此刻輝煌的功勳。人類社會的技術突破時刻之所以迷人，恰恰是因爲前輩們在這一之前有過相當長時間的積累與嘗試。瓦特改進蒸汽機如此，愛迪生髮明電燈如此，屠呦呦在青蒿素技術中的突破和 OpenAI 在大模型方面的成功也是如此。

ChatGPT 橫空出世之後，中國在大模型技術方面的進展可謂神速。因爲中國的大模型很喜歡用古代神話人物命名，有人調侃說，中國大模型產出的數量之多，古代神話人物的數量已經不夠用了。大模型技術之所以在國內有這麼快的發展速度，跟中國人工智能從業者多年的積澱是分不開的。

張鈸院士作爲中國人工智能學科的創始人之一，見證了中國和清華大學人工智能學科從始至今的整個發展歷程。本行計算機專業出身的我，對中國人工智能發展的早期歷史充滿了敬仰和好奇。2023 年 12 月 9 日，張院士在香港科技大學參加人工智能合作與治理國際論壇，我非常幸運的約到了他，就清華大學人工智能發展的早期歷史的話題進行了一次訪談。

我在訪談之前特別緊張，一是擔心約不上張院士的時間，二是害怕採訪過程中會表達不好自己的問題。沒想到開始採訪之後所有這些緊張都煙消雲散。張院士的親和使採訪進行的特別順利，給我的感覺就像一個爺爺在講過去的故事。不但問了所有我預先準備的問題，而且還有很多意想不到的收穫。感謝張院士的講述讓我們對早期的人工智能發展情況有了更深入的瞭解。

作者簡介：

秦海龍，香港科技大學社會科學部博士後研究員，中國中文信息學會社會媒體處理專業委會委員。主要研究方向爲中國人工智能發展史和計算社會學。博士畢業於哈爾濱工業大學社會計算與信息檢索研究中心，前自然語言處理研發工程師，曾就職於小米科技和三角獸科技。

封面來源：https://www.tsinghua.edu.cn/info/1179/17256.htm