科技創新之都的創新成果巡禮

王　軍

創新首都，創業故事，創造價值。北京作為我國的首都，聚集了全國眾多優秀的科研機構和科研人才，是全國最大的科學技術研發基地，無論是科技資源，還是科技創新能力都極具優勢。新中國成立以來，北京的科技事業穩步發展，不僅建立了門類齊全的科研體系，也取得了一批原創性的科研成果，為北京建成創新型城市奠定了堅實的基礎。一批批新的科研發明成為新中國科技史上的一粒粒明珠，也在世界科學技術發展史冊上留下了光彩的一頁。其中，“系統工程控制論”、“漢字激光照排系統”和“虹膜圖像獲取與識別技術”是這些發明中的典型代表。回顧北京地區科技創新成果，展現我國當今科技事業生機勃勃的景象，這將更加增強我們建設創新型國家的斗志。

系統工程控制論

20世紀30年代系統和控制思想空前活躍，如貝塔朗菲的一般系統論、維納的控制論、香農的信息論等，他們至今仍然是信息科學技術發展的重要理論基礎。但是初期這些成果較多的只是談論思想和方法論，而如何將他們用于解決工程實際問題逐漸成為人們關注的焦點，1954年錢學森的《工程控制論》英文版《Engineering Cybernetics》應運而生，成為世界上第一部系統講述工程控制論的著作。

錢學森在前人的基礎上將控制論的主要問題概括為關于“一個系統的不同部分之間相互作用的定型性質，以及由此決定的整個系統總體的運動狀態”的研究。工程控制論的重要意義在于作為科學技術，把工程實際中的各種原理方法整理總結成為理論，以顯示其在不同領域應用中的共性，以及許多基本概念的重要作用。作為科學技術，工程控制論使我們可能以更廣闊的眼界、更系統的方法來觀察有關問題，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)，該書使這一學科的內涵和外延得以拓展，并很快為世界科學技術界所接受。

錢學森基于自己實際從事的飛行器和發動機控制問題研究，給出了理論分析和第一手的解決方法，把中國導彈武器和航天器系統的研制經驗，提煉成為系統工程理論，應用于軍事運籌和社會經濟問題，成功地推進了作戰模擬技術和社會經濟系統工程在中國的發展。該書不斷為世界各國科學技術工作者所引證和參考，被國際科技界奉為圭臬。國外許多學者認為，錢學森的系統工程控制論培養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合籌委會，錢學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對錢學森的敬意：“建立這門科學技術，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

1988年由著名科學家王選(1937年～2006年)教授帶頭的華光型計算機激光漢字編排版系統的研制獲得成功。所推出的激光照排系統綜合運用精深的數學、計算機等多學科知識，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化奠定了基礎，被譽為“中國印刷術的第二次革命”。

所謂激光照排技術，就是將文字通過計算機分解為點陣，然后控制激光在感光底片上掃描，用曝光點的點陣組成文字和圖像。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的研究，他拋棄當時日本流行的第二代機械式照排機和歐美流行的第三代陰陽極射線管照排機的影響，提出用數字存儲的方式，直接研制第四代激光拍照系統的大膽想法。通過一系列科技攻關，他成功地發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先技術，開發出當時國外尚無商品的第四代激光照排系統。

從20世紀80年代開始，王選教授的激光照排技術開始出口日本、韓國、新加坡等地，并在國外引起轟動。王選教授帶頭研發成功的第四代激光照排系統不僅極大促進了中華文明的進一步傳播，對韓國、日本等國的印刷出版事業也產生了深遠的影響，實現了中國出版印刷業告別鉛與火、迎來光與電的技術革命，成為我國自主創新和用高新技術改造傳統行業的典范。

虹膜圖像獲取與識別技術

中國科學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，突破了一批關鍵技術，建立了具備完全知識產權的關于虹膜識別比較系統完整的理論、技術與方法，積累了重要的虹膜圖像數據資源，成為基于生物特征識別技術的一大亮點。

虹膜是一種在眼睛中瞳孔內的織物狀各色環狀物，每一個虹膜都包含一個獨一無二基于像冠、水晶體、細絲、斑點、結構、凹點、射線、皺紋等特征的結構。據稱，沒有任何兩個虹膜是一樣的。虹膜識別技術是近幾年興起的生物特征識別技術，虹膜識別技術以其高精確度、唯一性等多項優點得到了迅速發展。

中國科學院自動化研究所技術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雜性難題。

由中國科學院研制成功的虹膜圖像的獲取與識別系統，無論是知識精度，還是速度均處于國際領先水平，可以適應佩戴眼睛、光照變化、睫毛眼皮遮擋等情況，而且該項系統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行報警，適合于安全性要求高的應用場合。

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