一部“軟件人”的科研史詩——記北京科技大學計算機智能系統(tǒng)與軟計算研究所所長曾廣平教授

本刊記者 劉蕊蕊 杜玲娟

一部“軟件人”的科研史詩
——記北京科技大學計算機智能系統(tǒng)與軟計算研究所所長曾廣平教授

本刊記者 劉蕊蕊 杜玲娟

科研之余在berkeley的草坪鍛煉身體

他曾經(jīng)打下了深厚的石油工程學科基礎，在科研領域亦取得了不俗的成果。然而，如今的他卻是計算機領域一位地地道道的學術帶頭人。他，就是率先提出“軟件人”研究方向，并正致力于“軟件人與硬件人（機器人）合一理論與核心技術研究”的曾廣平教授。

恰同學少年：曲折的求學經(jīng)歷

出生于湖南石門縣夾山鎮(zhèn)的曾廣平有著革命先驅(qū)后代的家庭背景，父親曾樹洲于1952年參加抗美援朝，后因負傷回原籍糧站工作。在食不果腹的窮困年代，曾廣平在簡陋的鄉(xiāng)村讀完了小學、初中，1980年又以理科狀元的優(yōu)異成績從石門縣蒙泉中學畢業(yè)，考入中國最高石油學府——華東石油學院（后拆分為（華東）中國石油大學和（北京）中國石油大學）石油工程系。

1984年大學畢業(yè)后，曾廣平被國家統(tǒng)一分配到地質(zhì)礦產(chǎn)部(現(xiàn)名國土資源部)石油工程研究所任助理工程師，并參與建立了計算機應用研究室。在地質(zhì)礦產(chǎn)部的這段時期，曾廣平主持參與了多項課題的研究，包括1986年主持“75”國家重點攻關項目“工程數(shù)據(jù)庫與工程軟件研究”、地礦部科技攻關項目“石油工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究”。1990年他主持了“85”國家重點攻關項目“石油泥漿設計專家系統(tǒng)研究”、參與“CY系列多功能漢字打印軟件”部級攻關項目等。這些課題緊扣國家石油能源重大需求，深刻推動了能源工業(yè)的發(fā)展和技術變革，尤其是在工程科學方面計算機的重要應用，他起到了關鍵的作用。

由于其突出貢獻，曾廣平在計算機石油領域獲得了廣泛贊揚和眾多科技進步獎勵，主要有：“泥漿設計專家系統(tǒng)”獲地質(zhì)礦產(chǎn)部科技進步三等獎；“石油工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”獲地質(zhì)礦產(chǎn)部科技進步二等獎；“CY系列多功能打印軟件”獲地質(zhì)礦產(chǎn)部科技進步優(yōu)秀獎；“鉆井數(shù)據(jù)庫的建設及工程軟件開發(fā)”獲地質(zhì)礦產(chǎn)部科技進步三等獎；“國標《地礦術語分類代碼》”獲國家科技進步三等獎等。對于一個初出茅廬的年輕人來說，曾廣平絕對是成就斐然的。出色的研究工作和突出的科研成果使他一路從助理工程師到工程師，直到高級工程師和研究室主任。

與導師涂序彥教授在一起

與導師Lotfi A.Zadeh院士在一起

然而，天生就是“軟件人”的曾廣平開始對計算機癡迷。

在信息技術迅猛發(fā)展的90年代初期，曾廣平逐漸預感到現(xiàn)代科學技術尤其是計算機科學技術的重要性。29歲的他毅然決定趕一回“時髦”——報考北京科技大學計算機專業(yè)研究生。當時考研需要單位同意，但研究所并不樂意放人，最后還是托朋友開了張街道小廠的介紹信，才算具備考試資格。考試結束后，他以優(yōu)異的成績被錄取到涂序彥和李秀山兩位教授門下。當時北京科技大學計算機系每年只招收十余名研究生，研究所的同事們都為他能從石油工程專業(yè)考入計算機專業(yè)的名師門下感到驚嘆和驕傲。

在兩位先生的精心培育下，經(jīng)過三年的艱苦努力，曾廣平于1995年以優(yōu)秀研究生畢業(yè)，畢業(yè)論文被評為北京科技大學優(yōu)秀碩士學位論文，這在當年可是計算機系唯一的一篇。

雖然求學的道路有些曲折，但曾廣平終于找到了最適合自己的研究領域，相對于許多一生摸不清自己專長在何處的人，我們?yōu)樗械津湴痢?/p>

憶崢嶸歲月：科研教學并舉

由于家庭條件所限，在北京科技大學研究生畢業(yè)后曾廣平婉言謝絕了導師留他繼續(xù)讀博的好意，決定回湖南去教書。那年是1995年，中南大學（原中南工業(yè)大學）、湖南大學、湖南師范大學的人事處長及師資科長竟一齊駐扎在北科大招待所，均承諾他以優(yōu)惠待遇按學科帶頭人引進，就等他作出決定。

最終，他選擇了中南大學計算機系。

來到中南大學，曾廣平擔任中南大學計算機軟件研究所副所長，作為年輕的副教授他必須迎接全方位的挑戰(zhàn)：申請科研項目，參與教學改革，指導研究生，規(guī)劃學科建設等。1997年接任了研究所所長職位后，學科、科研、教學的擔子更重。然而1997至2000年期間，在學校領導和全體師生的支持下，他的各項工作突飛猛進：計算機學科由一個碩士點增加至兩個，博士點實現(xiàn)了零的突破，科研經(jīng)費成倍增長，學科實力明顯增強。同時他主持和參與了國家和湖南省重大科研項目及其它科研課題20余項，開課5門，發(fā)表論文20余篇，培養(yǎng)指導了研究生20余名。他還兼任湖南省政府專家組成員和湖南省計算機學會軟件技術委員會主任，完成了諸如“湖南省洞庭湖防洪通信指揮決策系統(tǒng)”（湖南省政府重大項目）、“湖南省國土資源信息系統(tǒng)”（湖南省國土廳重點項目）、“湖南省移動通信客戶中心系統(tǒng)”（湖南省電信局重點項目）等一大批科研課題，推動了湖南的科技創(chuàng)新和經(jīng)濟的快速發(fā)展。

辛勤的耕耘換來了秋日的碩果，他于1997年入選有色金屬總公司跨世紀學術帶頭人，1999年被破格晉升為正教授，同年被入選為湖南省跨世紀學術帶頭人，并被授予“湖南省優(yōu)秀專家”稱號，與22名在湘兩院院士一起載入由湖南省委組織部編寫《湖南優(yōu)秀專家傳略》一書。

2001年，由于突出的科研、教學成就，曾廣平被引進到北京教育科學院工作，擔任信息技術中心主任，主持教育信息規(guī)劃與設計工作，同期在涂序彥先生門下攻讀博士學位。兩年后，在北科大信息院的盛情邀請下，他又回到了母校工作，先后擔任計算機系系主任、信息工程學院黨委書記。這時的他已經(jīng)是一名造詣頗深的學者和駕輕就熟的組織管理者，作為院里主要領導，他帶領全院駛?cè)氚l(fā)展的快車道。2005至2010年期間，該院的博士點由1個增加至9個，大大拓展了高層次人才培養(yǎng)的平臺；科研經(jīng)費由年均300萬增加到2千萬元；國家級科研課題由年均2-3項增加到20余項，為高水平博士生培養(yǎng)提供了充足的資源；學生考研、出國比例也得到了大幅度上升。

到中流擊水：研究開發(fā)“軟件人”

在計算機領域的科研道路上曾廣平注定不甘平庸，他離不開科研，更專注創(chuàng)新。2002年他和導師涂序彥教授率先提出了“軟件人”的研究方向。“軟件人（SoftMan：SM）”是具有擬人智能的、生存在并活動于計算機網(wǎng)絡世界中的一類軟件人工生命，是一種“虛擬機器人”，它具有擬人屬性、擬人功能、擬人行為和擬人結構，是純軟件的、無形體的，只在虛擬的網(wǎng)絡空間里活動，而“機器人”是軟硬件結合的、有形體的，在三維物理空間活動。與“Agents”比較，“軟件人”不僅具有更全面的擬人智能、擬人行為（擬人進化、擬人繁殖）等，而且具有環(huán)境識別和自主決策能力及自由意志。這一理論的提出，開拓了人工智能和計算機科學研究的新方向。為突破研究瓶頸，他大膽假設，小心求證，在“軟件人”方面做了大量基礎性、開創(chuàng)性工作。

在Berkeley計算機系的長廊里

首先，他完成了一個“軟件人”系統(tǒng)原型。包括“軟件人”的體系結構的研究；“軟件人”的屬性及功能的研究；“軟件人”間會話、協(xié)作模式與機制的研究；最后是“軟件人”原型系統(tǒng)開發(fā)及其應用試驗。

第二步，他讓“軟件人”與“操作系統(tǒng)”結合，即使操作系統(tǒng)“軟件人”化。常規(guī)Linux是一個自閉系統(tǒng)，所有的軟件實體或程序都是核外元素，它將系統(tǒng)進程和用戶進程嚴格區(qū)分開來。為使“軟件人”具有超級運行和操作級別，須采用“內(nèi)核融合嵌入技術”將守護“軟件人”融入到Linux的內(nèi)核中。融入工作包括：系統(tǒng)“擴開”、內(nèi)核句柄“安裝”、系統(tǒng)“植入”和系統(tǒng)裁剪與重構等。

最終，他要使“軟件人”在無際的網(wǎng)絡上奔跑，即“軟件人”如何從一個結點遷移到另一個結點。研究內(nèi)容包括：遷移環(huán)境感知、遷移條件配置、遷移時機捕捉、遷移機制構造等。“軟件人”在網(wǎng)絡空間由任務驅(qū)動從一個局部“遷移”到另一個局部。這種“遷移”給“軟件人”系統(tǒng)的管理帶來了極大困難。研究“軟件人”的遷移就如同模擬人類社會團體中人員調(diào)動、戶口遷移、戶籍管理等。解決這一問題的主要理論技術是分布式人工智能（DAI）以及“大系統(tǒng)”理論。在基于分布式人工智能理論的“軟件人”系統(tǒng)中，研究“軟件人”之間的協(xié)商、協(xié)作、協(xié)調(diào)和環(huán)境識別等問題。通過協(xié)調(diào)，進行協(xié)商，實現(xiàn)協(xié)作，達到將“軟件人”從一個局部“遷出”而“融入”到另一局部的目的。

上述大量的研究，完成了“軟件人”基本系統(tǒng)的研發(fā)。由此而成的“軟件人”有如下特點：網(wǎng)絡居住（包括遷移）、實體虛擬、類人智慧、仿人進化、環(huán)境識別和自主決策及自由意志。

有了“軟件人”平臺，曾廣平的創(chuàng)新思維一發(fā)不可收拾。以“軟件人”為核心技術的系統(tǒng)自演化進入研究并在兩年內(nèi)完成。此研究將“軟件人”本體普適化為“軟件人”構件，借助“軟件人”感知環(huán)境，依托決策機構內(nèi)建的規(guī)則及其推理算法產(chǎn)生系統(tǒng)演化規(guī)劃，在演化邏輯和約束機制的指導下，以體系內(nèi)元素（構件）熱“插”“拔”為手段，使得基于“軟件人”構件建造的應用系統(tǒng)能夠連續(xù)在線演化。

在導師——模糊數(shù)學之父Zadeh院士研究組學術午餐會上

同時，曾廣平想讓“軟件人”為人類做的事情很多。在民用層面應用，使“軟件人”用作網(wǎng)上軟件郵遞員(網(wǎng)絡通信)、軟件資料員(數(shù)據(jù)采集)、軟件醫(yī)生(反病毒)、軟件衛(wèi)士(防黑客)、軟件售貨員(電子商務)、軟件清潔工(清除垃圾)；“軟件人”系統(tǒng)的原理模型也可以和應用領域嫁接，演化生成相應領域的擬人智能系統(tǒng)，應用前景非常廣闊。在軍用層面應用，軍用“軟件人”是應用作戰(zhàn)和軍事目的先進“軟件人”，其重要功能有攔截敵方入侵程序、對付軍事“黑客”、突入敵方作戰(zhàn)網(wǎng)絡、竊取對方情報和篡改敵方作戰(zhàn)命令、直至搗毀敵方的網(wǎng)絡作戰(zhàn)系統(tǒng)……軍用“軟件人”是未來“網(wǎng)軍”的支柱，是“網(wǎng)軍”的主要兵種，是未來戰(zhàn)爭不可或缺的戰(zhàn)斗力實體。除了民用和軍用，還有諸多其他方面應用。

兩年后，國內(nèi)外許多學者開始關注“軟件人”并投入研究，先后有美國、日本、韓國、中國等地的多所大學或研究院發(fā)表“軟件人”研究成果及論文200余篇/件。

在“軟件人”這一方向上，曾廣平先后獲得國家自然科學基金“網(wǎng)絡虛擬機器人—‘軟件人’研究（N o.60375038）”和“基于‘軟件人’的網(wǎng)構軟件擬人智能動態(tài)演化方法和技術（No.60973065）”、北京自然科學基金“‘軟件人’與Linux的融合研究（No.4072018）”、國家“863”項目“基于‘軟件人’的分布式構件動態(tài)演化技術研究（No.2009AA01Z119）”等，以及國家科技支撐計劃項目“農(nóng)村新能源開發(fā)利用規(guī)劃應用軟件研究（No.2006BAJ04B07），得到同行和領域內(nèi)的很大贊同與支持。課題的研究成果推廣應用到信息、交通、石油等行業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟與社會效益。

同時，“軟件人”的研究成果引起了美國伯克利加州大學（University of California at Berkeley）計算機與模糊數(shù)學大師Lotfi A. Zadeh 院士的高度關注，并邀請曾廣平到該校計算機科學與電氣工程系做博士后研究員(Postdoctoral Research Fellow)。在Zadeh 先生的親自指導下，曾廣平進行了“軟計算-軟件人-計算機智能”方面的系統(tǒng)研究，疏理了“軟件人”的整體發(fā)展思路。盡管Zadeh院士至今已是92歲高齡的老人，仍關心著軟計算領域下的“軟件人”的研究進展。伯克利加州大學的學術氛圍深深影響了曾廣平的學術理念，引導著他向更深、更高、更實的方向拓展。

待續(xù)的史詩

除了擔當博士生導師和本科計算機操作系統(tǒng)等課程主講教授工作之外，曾廣平還兼任北京科技大學計算機智能系統(tǒng)與軟計算研究所所長、北京市人工智能學會副理事長、中國人工智能學會理事、中國計算機學會高級會員和相關國際學術期刊編委或?qū)徃迦说葘W術職務，在這些崗位上貢獻著自己的智慧和力量。

至今，他指導培養(yǎng)了12名博士和50余名碩士，以及3名博士后；撰寫出版了專著兩部：《“軟件人”研究及應用》（科學出版社），《“軟件人”構件與系統(tǒng)演化計算》（中國科學技術出版社）；編寫教材一部：《Ubuntu標準教程》（人民郵電出版社）；在《自動化學報》《計算機學報》《通信學報》《電子學報》等國內(nèi)外重要刊物和國際學術會議上發(fā)表論文80余篇，其中40余篇被SCI、EI和ISTP 檢索。

揚帆遠航無盡時，百尺竿頭日日新。如今，曾廣平教授把科學之箭又瞄向了“‘軟件人’與‘硬件人’（機器人）合一理論與核心技術研究”這一學術前沿，將以“奮勇拼搏再十載，巨人肩上摘星月”的氣概續(xù)寫科學的新篇章。