领航者说丨陆汝钤院士：就算在荒野，也能踏出路来

秉承致敬先驱、传承薪火、启迪后学的理念，学会精心打造“领航者说”系列访谈栏目，聚焦为我国人工智能事业发展作出卓越贡献的学会领军者与最高奖获得者。

他们，是学科前沿的开拓者，是学术共同体的引路人。从实验室里的潜心求索，到产业变革中的远见卓识；从学科建设的奠基铺路，到人才梯队的薪火相传——每一位领航者的背后，都承载着学会与学科发展的时代印记。

本期，让我们一同走近吴文俊人工智能科学技术奖最高奖获奖者——陆汝钤院士，聆听他的学术人生，感受一位科学家与人工智能学科相伴同行的初心与坚守（图1）。

视频

图1 陆汝钤院士

陆汝钤院士

1935年生于上海，1959年毕业于德国耶拿大学数学系, 同年进中科院数学所工作。1999年当选中科院院士。发表论文两百余篇，出版（著作、翻译或主编）中英文专著20部，曾获1978年全国科学大会先进集体奖（本人是集体负责人），1983年中科院重大科研成果奖，1992年中科院科技进步一等奖，1993年国家科技进步二等奖，2003年华罗庚数学奖，2014年中国计算机学会终身成就奖，2018年因主编《计算机科学技术名词第三版》获中国计算机学会杰出贡献奖，又获2018年首届吴文俊人工智能最高成就奖，2022年再获中国计算机学会（成立60周年）杰出贡献奖。

陆汝钤院士：就算在荒野，也能踏出路来

采访开始之前，陆汝钤仍在忙工作。

已经91岁的他，还保持着6点起床的习惯。作为中国科学院数学与系统科学研究院的一名退休研究员和中科院退休院士，陆汝钤至今仍没有完全放下科研，一直关心着人工智能领域的发展。

多年来，陆汝钤在人工智能、知识工程和基于知识的软件工程方面作出了突出贡献。也是在2018年，他被授予首个吴文俊人工智能最高成就奖。吴文俊奖，也被誉为中国智能科学技术最高奖（见图2）。

图2 陆汝钤获奖

“有种惶恐的感觉。”陆汝钤说，“收到很多朋友、学生的祝贺，但我也在反思”。反思什么？陆汝钤停一下，似乎是怕听的人不信，加重语气说：“我自己确实有不足的地方，这不是客气话。”

他开始讲自己的不足：“有不少研究工作没有产生实际的经济或社会效益。”陆汝钤觉得遗憾，历届学生开发的程序没有被保留下来。自己提出过一些新的、有意思的概念，但每次做到一定程度，就又换了个题目。他诚恳地自我总结道：“这是我很大的一个问题。”

01.

变换跑道，从数学转到计算机

陆汝钤的大学初记忆，是掌声、鲜花还有重托。

他是我国第一批公派留德学生。加上学语言，陆汝钤一下子就在德国待了六年。回国后，他被分配进了中国科学院数学研究所（以下简称数学所）。

上世纪70年代中期，数学所重新安排科研方向，特别是增加了计算机科学方向。陆汝钤抓住时机，投入了这个新方向，并自认当了“数学的逃兵”。那时，政治运动不停，总有人质疑，数学这抽象的东西究竟有什么用。陆汝钤琢磨后决定，干脆去搞计算机。

那时的计算机，是个不折不扣的前沿领域。国家封闭，和国际同行交流的机会少之又少，出版行业停滞，油印资料也难见。中国科学院计算技术研究所有个内部阅览室，还有些资料能看。但资料也不多，要想看，得“快人一步”。于是，陆汝钤早早地便去候着，阅览室一开门，他就钻了进去。

“可以说是‘饥不择食’，我也不知道什么重要、什么不重要，就都看。慢慢摸索一段时间，才对计算机有了初步了解。”有数学功底做基础，陆汝钤转换跑道还不算困难。

让他印象深刻的是，数学所在上世纪70年代初迎来了一个令人兴奋的“大家伙”——一台国产晶体管计算机。它占地面积约10多平方米，每秒可进行三万次浮点运算，能存储8000个字节。用现在的眼光来看，这台计算机运算速度太慢，存储量也太小。但在当年，它可是香饽饽，中关村地区的高校和科研院所都会来所里租用。

而陆汝钤一脚踏入人工智能的“坑”，已经是上世纪70年代末。当时的理论界对人工智能反应平平，兴致不高。“有专家觉得有些人用人工智能忽悠，把人工智能当幌子。遇到问题说不清楚，就推说这是人工智能”，他说。

在国内，陆汝钤算是这条路上的先行者之一。有两件事促进他走上了人工智能道路。一件事是王湘浩院士于1979年在长春组织我国第一个人工智能研讨会。参加者有吴文俊院士等著名专家，他很幸运地也被邀请参加。他喜欢人工智能，认为人工智能可以让人们更好地发挥想象力和创造力，两年之后就发表了他的第一篇人工智能论文。第二件事是杨芙清院士邀请他到刚组建的北京软件研究生院讲授人工智能课。他的讲稿就发展成后来的“人工智能”专著。

02.

勇于创新，让知识工程邂逅艺术

知识工程，从某种程度上来说，曾经帮人工智能走出了上世纪60年代到70年代的低谷。

当年，人们对人工智能有些不切实际的幻想，认为计算机马上可以变得比人聪明，一些人甚至预言人工智能在上世纪80年代就能全面实现。预言破灭，又导致失望情绪蔓延，人工智能发展陷入低潮。“正是知识工程的出现，让人们看到了人工智能服务于社会的潜力。”陆汝钤说。

拿到吴文俊奖，陆汝钤在知识工程方面取得的系统性创新成就功不可没。

上世纪80年代，陆汝钤从国外教授作的报告中第一次听到知识工程这个名词。知识工程研究知识的表示、获取、转换、推理和应用。“知识工程被认为是一种经验学科。当初我们用的是符号推理，逻辑加上概率的计算，来解决人类想解决的智能问题。”他说。

1984年，陆汝钤设计了知识工程语言TUILI。TUILI是一种融合了谓词逻辑和产生式系统的模块化人工智能语言，具有自然的说明性知识表示方式，能组合运用多种智能策略实现数十种组合式推理。由年轻学者高全泉实现。后来在国家的863项目支持下，陆汝钤又设计和主持开发了大型专家系统开发环境“天马”，耗时4年。

天马是当时国内最大的专家系统开发环境。“长期以来，专家系统曾经是知识工程显示其社会效益的一种主要表现形式，但开发专家系统需要相应的理论和繁琐的编程技术。”陆汝钤说，“天马”提供了由一套工具组成的平台，它大大降低了专家系统的开发门槛，提高了专家系统的开发效率。已知国内单位用“天马”开发的各类专家系统有20多个。“天马”获1992年中科院科技进步奖一等奖和1993年国家科技进步奖二等奖。

除此之外，陆汝钤还在艺术领域试水了知识工程。他主持研发了一套全过程计算机动画自动生成系统，能够把用受限中文自然语言编写的故事自动转换成计算机动画。

起因：动画片制作复杂，成本高、周期长，感慨过电视屏幕上国产动画片太少的陆汝钤想，能不能请人工智能来帮忙呢？

1989年，陆汝钤和博士生张松懋着手研究这个课题并逐步找到了一条可行的技术路线。从1990年开始，前后投入的总“兵力”达到50余人，其中有不少是各地高校闻讯前来参加的博士生和硕士生。1995年，团队研发出了一套可运行的软件系统，还做了几部被陆汝钤称作“比较粗糙”的动画片。

这款软件叫“天鹅”。它的神奇之处在于，能在动画知识库支持之下，理解以受限自然语言写的中文童话故事，并把它全过程自动转换为动画片。这样一来，计算机自己就能当编剧、导演和画师。1995年，该项目通过了以董蕴美院士为主席的中国科学院鉴定。同年国庆节在中央电视台由“鞠萍姐姐”主持的大风车节目播放了“天鹅”生成的第一部动画片“三兄弟”。它生成的更成熟的动画片《后羿射日》片段（见图3）。

陆汝钤说：“不过，要真正把它做好，还需要大量投资”。张松懋将这一技术应用到了中国古代建筑领域，利用动画形式将古代建筑的施工过程再现出来。

图3 “天鹅”软件生成的动画片“后羿射日”片段

图4 陆汝钤在领奖台上

03.

独立思考，坚持走自己的路

也有计算机专家认为，知识工程这一学科就要退出历史舞台。

但陆汝钤觉得，知识工程这一棵老树也能发新芽。“知识工程需要在三方面更新自己”。他一直在思考知识工程学科的发展方向，采访中，他告诉科技日报记者，知识工程要和互联网相结合，向全社会提供知识服务；知识工程要和大数据结合，形成“大知识工程”；要研究数字化的、可计算的知识工程。

1956年，宣布人工智能诞生的约翰・麦卡锡曾表态说：“人工智能最难的问题就是常识处理”。知识工程专家们则普遍认为：“知识工程最难的问题是知识获取”。陆汝钤也思考了这个问题。他觉得：一般情况下知识要从人类口述或文字资料获取，因此知识获取逃不过自然语言理解这道关。这是众所周知的难题。为此陆汝钤提出“类自然语言理解(PseudoNLU)”概念。用一种可进行逻辑推理的简略符号语言来表达自然语言语句的关键内容。正好他的学生曹存根也有这个想法，很快实现了中文版的PNLU。接着，学生毛文吉也完成了英文版的PNLU。有了PNLU，用户可以直接把自然语言转换成可以推理的逻辑语言，并直接用于专家系统及其开发工具如天马中。博后金芝还用它开发了大型商场管理系统并投入试用。

1968年，国际上出现了“软件危机”的概念并导致了一场对如何管理软件开发和软件维护的普遍且深入的研究。陆汝钤注意到：应用软件往往饱含知识，程序需要维护，而知识需要更新，应该可以不更换程序而更换知识。为此他提出：应用软件中的领域知识应该构成硬件、软件之外的第三件：知件。它是单独的商品，可以单独设计、开发、售卖、安装和更换。

论文发表以后，意大利的一位教授来信说他对知件思想很感兴趣。邀请陆汝钤写一篇长文，在他正在组织的科学创新序列丛书中作为第一本出版。不久，陆汝钤写出长文 “Knowware，the third Star after Hardware and Software”。发去以后，同名小册子很快在意大利以印刷、网载和盲文三种形式出版。在此基础上，陆汝钤还和金芝合作研究知件工程、基于知件的软件工程等课题。一个很大的遗憾就是只进行了理论研究，没有具体实践。还是金芝和北大，辽宁大学等合作在教育知件方面做了具体开发工作并作为项目负责人领衔获教育部科技进步一等奖。

除了把已有的科学知识直接做成知件外，陆汝钤还重视从工作实践中提炼知识。图5是陆汝钤阐述提炼知件的三种原理。熔炉方法视碎片化知识为知识矿石，需在熔炉中冶炼成高层次知识。结晶模型视实践知识（也称为隐性知识）为非严格知识，需要经过反复考验求踏实。螺旋模型视工作感受为知识催生，需要对知识感知进行不断纯化，精化成知识（见图5）。

（a）熔炉方法

(b) 结晶模型

(c) 螺旋模型

图5 知件的生成模型

上世纪90年代，互联网引入中国。同时引入的还有帮助用户在互联网上获取信息和知识的浏览器。陆汝钤注意到浏览器每次工作只能抓取单独的信息单位，如一条新闻或一篇文章。但是人们往往希望获取有关某一问题的综合信息，以便得到宏观结论。比如为了回答“全国春耕的形势如何？”，“美国与伊朗打仗形势如何？进一步会怎样发展？”这样的问题，就要扫描许多信息来源并加综合了，并非立等可得，这就是传统浏览器的不足。为此陆汝钤提出要开发第二代浏览器，（见图6）。其中(a)是它的抽象模型，(b)是它的实现原型。

图6 第二代浏览器

第二代浏览器的基本原理就是平时从网上收集各类主题的消息和数据，并且随时整理成文档保存。一旦用户有需求，就把相关文档的相关部分抽取整理，基本上可以实时提供。它的一个原型已经由他的学生黄宇和侯圣栾的硕士和博士学位论文基本实现。

“我每天都要看文献，不看文献就要落后了”。陆汝钤并不觉得自己能够一直吃老本，还得抓紧时间学习。他坦言，自己对统计智能和深度智能并不熟悉，“这方面我已经落后了”。

陆汝钤想给自己一个更纯粹的研究环境，他几乎不用手机。“不想让别人太容易找到我，不然思考老被打断”，他说。

现在的人工智能，已经不同以往。当年，陆汝钤以开拓者的姿态走进这一稍显冷清的领域；而现在，它已经热闹非凡，人声鼎沸。陆汝钤一直对人工智能持有开放的态度。他说，人类生活对人工智能没有禁区，人工智能的更广泛应用，也不过是时间早晚的问题而已。但是，人永远都会比计算机更聪明。

图7 陆汝钤和复旦大学张军平教授

现在的年轻人，也再不用像他当年一样，靠着几本有限的杂志和一台笨拙的计算机获取知识。“很多优秀的科学人才正在涌现”，陆汝钤说，“但相当一部分年轻人，还不太习惯独立思考，不太习惯走自己的路，总是满足于在别人的工作上做一点改进。”他不希望这样。“在人家的基础上做改进的人，已经太多了。我前不久还跟我以前的学生聊天，谈到我们应该有学术自信，不要老跟在别人后面。”

“但学术自信也不是盲目自信，它的前提是——你要有做出正确判断的基本素养。具体到人工智能领域，那就是，你需要判断出什么事情是计算机在原则上能做到的，而什么是在可见的将来做不到的。只要大的方向正确，就可以尽情放飞想象力。”陆汝钤说。

“判断准了，就算现在是一片荒野、一片荆棘，你也一定能踏出一条路来。如果人家没有做的你就不能做，还要你干什么呢？”陆汝钤说得语重心长。

图8 陆汝钤家居

文字信息来源：中国科学院学部、科技日报

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