王獻昌：智能時代的使命

王 輝

2018年10月，王獻昌隨歐美同學會組團進行國情學習，考察中鐵裝備集團鄭州盾構基地。

一般人很難想象，近幾年被炒得沸沸揚揚的頂尖技術——人工智能，其實早在半個多世紀前就已經出現。1956年的夏天，在美國漢諾斯小鎮寧靜的達特茅斯學院中，一群不同學科背景的科學家聚集到了一起，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習以及其他方面的智能。雖然這短暫的一個多月時間并未產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，人工智能經歷了漫長的發展期，幾度興衰更迭。

作為我國最早一批培養起來的人工智能科學家，王獻昌親歷了人工智能這半個多世紀跌宕起伏的旅程。從20世紀80年代人工智能發展黃金時期，到20世紀90年代的全球研究低谷，再到21世紀人工智能新一輪高潮，幾十年來，人工智能發展的每一步幾乎都與王獻昌的成長關聯到了一起。

半個多世紀載沉載浮的人工智能旅程，王獻昌深切地感知到這一技術的重要性。“人是沒有辦法對抗人工智能發展的機器智能潮流的，我們只能不斷學習，進而控制機器。”他說，“技術就是會改變世界，不管是生活、工作還是未來軍事斗爭形態、方式，未來的發展方向都需要智能化。而我們的使命只有一個，就是推動我國的產業智能化進程，快一步，再快一步。”

從數學到人工智能

王獻昌最初的學習方向其實并不是人工智能，但也與此有著密不可分的關系，那就是數學。

1966年，王獻昌出生于河南安陽的一個小鄉村，在他的記憶中，童年求學基本都是在家中完成。“那時農村教育資源不是很好，加之當時的時代背景并不重視學習的關系，基本都靠自學。”

王獻昌從小就喜歡數學，那時農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。從洛陽農科院回家支農的父親告訴他還有一種更簡單的方式計算，就是用代數設變量的方法。用完父親教的方法計算后，王獻昌立刻發現了代數奇妙的力量，愈發激起了研究數學的樂趣，初中就開始自學微積分課程。高中時期，一篇載于《人民文學》第一期的報告文學《哥德巴赫猜想》，讓數學家陳景潤和數論的故事家喻戶曉。王獻昌受此影響更加堅定了數學的研究方向，并自學數論知識。

在這樣勤學不輟的背景下，1980年，年僅14歲的王獻昌就考進了鄭州大學。不過，由于農村通信落后，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校報到。“好在那個時代沒有嚴格規定，不然我連大學都上不了。”

但沒想到的是，進入大學之后，本來選擇了數學系的王獻昌，卻“不小心”掉進了計算機的“坑”。

說來也巧，那時國內計算機才剛剛起步，很多大學都沒有計算機專業，偶爾有的也是建議從數學系分出去或先是數學系的一個專業，而王獻昌正好就是鄭州大學第一屆計算機專業學生。這是一個由20余人組成的計算機班級。“我那時覺得不太對，因為我想學數學，不想學計算機，結果反映后在老師的‘忽悠’下還是繼續學了。他們說，計算機是未來發展方向，你年齡小，所以篩選你到這個班，而且大學前三年都是數學課程，不影響學數學。”王獻昌笑著回憶。

人工智能的本質其實就是算法，也就是數學、概率論、統計學、各種數學理論的體現。可以說，數學就是人工智能的基石。“數學比較強的人，其實很容易掌握算法。”王獻昌說道。

大四面臨考研方向的選擇時，王獻昌一度還有考回數學的想法，但一件事改變了他的看法。1983年12月22日，由國防科技大學開發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。它填補了國內巨型計算機的空白，標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計算機專業吧，一定能考上。”再三考慮之后，王獻昌終于下定決心考取國防科技大學研究生并被“順利”錄取，師從我國著名軟件泰斗、工程學部委員陳火旺教授，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機器人自主編隊

“我當年考研數學滿分，計算機基礎離滿分也只差了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。”直到20年后的聚會上，王獻昌才得知當年考研背后的故事。盡管英語沒過關，但導師陳火旺看中了他的數學基礎，親自向國防科技大學寫信舉薦，希望能破例錄取王獻昌。與此同時，當時推薦他考國防科技大學的蘇老師也以鄭州大學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。因為按照規定，我可能大學、研究生都讀不了。因為大學沒有按時報到，研究生英語又沒及格。對于那時的農村孩子而言，大學就相當于‘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：一種是數學語義，一種是操作語義，但這兩種語義模型必須等價才行。”王獻昌介紹，不同角度也就是不同語義建立的數學模型完全不同，自然也會影響后續的計算機語言的實現和使用，只有證明數學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。

當時國內語義研究做到國際前沿的就是中國科學院院士周巢塵，為了確認這個問題的重要性，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——通信順序進程（CSP）的數學與操作語義等價性問題在當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，王獻昌從北京調研回去后僅花了3個月就解決了。但那時他還沒有發表文章、宣傳的意識，直到一年后發現國際刊物《理論計算機科學》上竟然發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”。王獻昌成為當時我國原“863”計劃智能計算機領域里專攻人工智能的年輕博士，在科研路上開始過關斬將、一路高歌。

1990年，王獻昌有關多智能體協同推理的論文獲首屆泛太平洋國際人工智能獎，而多Agent架構則被認為是解決自主復雜智能系統架構的最為合適的唯一在架構。之后，他在人工智能研究上的成果連續兩次在國際最高級別人工智能會議上發表，這也是我國當時唯一在該會議上發表的科技成果，受到了國內外廣泛關注。1991年，李國杰院士和科技部、國家自然科學基金委相關的專家參加悉尼召開的第12屆國際人工智能聯合大會時，得知當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訪問的時候，建議像王獻昌這種情況應當鼓勵出國交流。“同時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屆國際人工智能聯合大會并作學術報告的重要因素。

參加會議回來后，王獻昌在計算機科學的相關會議中，專門介紹了第13屆國際人工智能聯合大會的會議情況和未來發展趨勢。“李國杰院士無形中給了我很大的支持。”其后李國杰院士和清華大學的石純一教授還邀請王獻昌到智能中心、清華大學介紹、交流研究心得。

1994年，王獻昌研究的GKD-NMRS非單調推理系統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，同時也獲得了海內外矚目。不過，王獻昌深知學無止境，從國外交流回來，他更加意識到這一點，在經歷一番波折之后，王獻昌下定決心出海深造。

“在祖國最需要我的時候回來”

“我真的很幸運，人生每一個關鍵路口都有組織和相關的人幫我實現夢想。”王獻昌說，因研究方向以及復雜的背景，對于當時的他而言，出國學習幾乎是一件不可能的事情，但在相關領導的特別支持下，他還是被批準出國了。“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，我那時雖然已經在兩年一次頂尖人工智能聯合大會上多次發了文章，但還遠遠不夠，國外人工智能頂級刊物還沒有能力發表，而且基礎理論也必須站在國際最前沿的方向，現在有這個機會必須要抓住。”

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者，參加日本第五代智能計算機研究計劃。這一20世紀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的發展歷程中，也占據著舉足輕重的地位。

“日本第五代機研究計劃實際上目標非常明確，就是要研究出一個相當于分布式的并行推理機器，如果現在去做成就肯定會更好，但當年這個計劃影響也非常大，而且真正培養了一代人才。”在參與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。“這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做過應用試驗了。”王獻昌說。

2018年在為國選才為國服務-國家特聘專家選拔現場

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學生們成立的大年科技集團

1980年，王獻昌進入大學時正是人工智能發展的黃金時期。到20世紀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域的專家系統。但不久之后，人們就發現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，而專家系統也不能自我學習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90年代，國內外除了少數科研機構，大部分人對人工智能的態度均諱莫如深。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的時候回來了。”

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大學人工智能實驗室工作，與國際人工智能領域最頂級的專家合作，首次創新性提出了一個能夠統合當時三類主要非單調推理的基于優先順序的推理系統，研究成果一次入選國際人工智能聯合大會和歐洲人工智能聯合會，同時相關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雜、實時關鍵系統中的任務規劃、跟蹤、多體系互操作方面的基礎研究和應用工作。有關人工智能多智能體技術成功應用于美國的COORDINATORS項目、美國軍方戰場態勢評估系統項目，以及加拿大資源衛星任務控制系統等；基于人工智能通用黑板系統（GBB：General BlackBoard System）應用于全球多家航空公司的機組跟蹤、監控系統產品Magellan中，解決了涉及航空安全規則下的實時、動態運行預警，監控及自主決策等。

2006年，隨著互聯網的快速發展，人工智能在大數據的影響下迎來了新一輪生機，各行各業與數字化、智能化結合的趨勢開始凸顯。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雜、實時的智能化航空調度的支撐性核心技術研發項目。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能夠服務國家重大需求的目的，2006年我回來了。”王獻昌說道。國內大型民用航空的調度運行控制軟件幾乎全部被國外壟斷，國內航空公司購買時動輒過億，他想打破這種壟斷，用自己掌握的技術服務祖國。

然而，雖然擁有核心技術，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型投入大量人力、物力最終卻倒閉的案例，多番調研之后，他毅然決定自己投錢創業，親身鑒定這條技術應用道路。

2007年，王獻昌在成都創立了成都軟智科技有限公司，研發高端航空軟件。“創業真的太難了，壓力太大。”再次回憶那段創業往事時，王獻昌不禁發出了感嘆。

回國時，王獻昌賣了加拿大的房子，用所有的身家來創業。就在這樣的情況下，王獻昌終于走出了一條國內航空公司自主研發智能化之路——開發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雜系統互聯互通的符合國際大型復雜軟件系統建設的CORBA的開發、應用，并首先在復雜、實時和基于規則的民用航空領域的機組運行控制、自動排班、實時跟蹤、監控等進行應用驗證，目前已經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（創新人才）貢獻獎；2015年，基于人工智能的“神鷹系統”榮獲2015中國北京國際科技產業博覽會“優秀創新項目獎”；他還多次受邀參加國際運籌協會民用航空公司運行控制大會并作報告……

“把一個核心領域的應用做到極致”，王獻昌用實際行動踐行了當初的諾言。

時代的使命

近幾年來，隨著國際形勢日益緊張，制約我國工業、經濟發展的核心關鍵技術引起了國內外廣泛關注與討論，王獻昌創業的初衷也正是在此。

“把一個人工智能的共性核心技術應用做到極致，哪怕最后沒有占領市場、獲得利益，但至少能保證在這項技術被其他國家禁止出口時，我們自己的技術能頂上，這就已經實現了創業目標。”王獻昌說道。

在航空調度領域，王獻昌用了10年時間的確將自己的人工智能核心技術在航空調度領域做到了極致，但僅僅一個領域的應用就足夠了嗎？顯然不僅如此。

“一個領域還是太窄，現在國內外人工智能已經發展到各行各業，我們有責任將這種具備共性的核心人工智能技術推廣到更有戰略需求和挑戰的領域，尤其是跨異構無人集群的互操作、集群自主協同能力建設領域。”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，根本目標有三個：一是依托有特色的核心人工智能技術孵化相關的智能應用和產業；二是服務軍民融合下民用智能技術服務軍事需求；三是通過研究院平臺服務智能產業鏈的上下游合作關系。

“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領域的人才培養和應用技術落地的工作，必須踏踏實實地推進技術落地，促進自主集群技術方面的人才培養和應用進步，尤其是智能裝備領域，這是我們的使命。”王獻昌說。

當前，人工智能正在深刻變革著各行各業的產業結構，為了爭奪未來科技與產業制高點，世界各國紛紛將人工智能上升到國家戰略，不斷布局人工智能與各行各業的結合，加快推進人工智能產業落地。其中，與國家、人民安全密切相關的國防領域更是如此。目前看來，盡管信息化戰爭還是主導軍事領域的戰爭形態，但智能化戰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集群自主協同研發工作了，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、國防科技大學、中國兵器科學研究院、電子科技大學等單位在跨異構無人系統集群互操作、自主協同能力建設方面建立合作關系；以成都凱斯人工智能研究院為依托，與下游機器人產業公司建立應用驅動的產業研究開發合作，重點研究、開發具備環境認知能力、自主規劃能力，具備人機、機機智能互動協調能力的面向通用、開放、可擴展的跨異構無人系統集群自主協同核心技術，以占據未來產業創新高地為目標；他還積極參與鯤海研究院的創建工作并推動研究院在全國的戰略布局……

如今，在已有人工智能平臺成果的基礎上，王獻昌帶領團隊將平臺擴展并應用于無人系統集群的自主環境認知能力、跨異構無人系統互操作性和自主協同能力等建設，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。

“人工智能基礎理論、應用技術支撐工作我們已經做了幾十年，現在主要的目標就是要落地，要更好地把文章寫在祖國大地上，這是我們的使命。”智能化時代的腳步正在加快，而王獻昌團隊也在緊鑼密鼓地準備中。“為了避免陷入被動局面，我們只能快一步，再快一步。”王獻昌說。

專家簡介

王獻昌，吉林大學教授、博士生導師，國家僑聯特聘專家。先后在北京航空航天大學、日本新一代計算機研究所、加拿大阿爾伯特大學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、國家自然科學基金等多項項目。在國際、國內頂尖雜志和會議，如《國際人工智能》季刊、《中國科學》上發表論文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，基于其在我國關鍵任務系統方面長期的學習工作背景，王獻昌積極有效地對接國家重大需求，是國際國內知名的人工智能和計算機科學專家。