他把生命的潜能发挥到了极致  

    2002年2月1日上午,掌声在人民大会堂起伏。中国科学院、中国工程院两院院士王选教授迈着庄重的脚步,走到中共中央总书记、国家主席江泽民面前,接受了他亲手颁发的国家最高科学技术奖。

    当今中国人几乎都受惠于王选,我们读书、看报、浏览杂志,那上面的文字、图片都是通过他发明的激光照排系统印上去的。

    当我走进王选的世界的时候,我惊讶地发现,我也十分幸运地被引领到了科学发展的前沿,站在了中华文明传承突变的当口,耳边振荡着中国科学家创新的强音,眼前闪现着中国科学家智慧的光芒。

    原本纯粹是个局外人

    印刷技术,特别是活字印刷技术的发明,对人类文明传承和光大的意义不言而喻。

    西方学者把活字印刷称为“文明之母”,一直到20世纪80年代,中国大多数印刷厂采用的铅字印刷技术,与1000多年前的活字印刷没有本质区别。但是,活字印刷技术毕竟太古老了。

    1946年,重达30吨的世界上第一台电子计算机诞生,使人类走出了迈向信息时代的第一步。随着电子计算机技术的日益进步,并且越来越普遍地应用,信息交流和传播的规模越来越大,速度越来越快。如果说以动力革命为核心内容的前三次技术革命,使人类的手和脚变得更长、更强壮,那么信息革命无疑是对人类大脑的延伸。

    到20世纪70年代,人类已经走到了信息时代的大门口。

    用历史唯物主义的观点看,即使没有王选,印刷技术的革命性飞跃迟早会到来。

    与电子计算机出现和发展同步,印刷技术的变革也悄然萌动。1946年,美国人发明了手动光学照相排版机,印刷界称为一代机;几年后,光学机械式照排二代机又在美国出现;20世纪60年代,德国人制造出了“阴极射线管”式照排三代机;1975年英国人在实验室开始了激光照排的研究。

    信息时代正在向铅字印刷挥手告别。当我们今天在已经经受过信息革命洗礼后,再回过头去看看二十世纪的七八十年代,看看信息革命前夜的那种凝重的气氛,我们就知道王选这个名字意味着什么。

    1974年8月,经周恩来总理批准,国家确立了“汉字信息处理系统工程”研究项目,人们把它俗称为“748工程”。这是一个大型科研项目,下设3个子项目,分别是汉字通信、汉字情报检索和汉字精密照排。

    此时,承担汉字精密照排项目研究的有五个单位,没有北京大学,当然也没有北大的王选。

    汉字精密照排究竟应该选择什么样的研究目标,采用什么样的技术路线呢?五个研究单位各有各的看法,有的选择二代机,有的选择三代机。

    王选纯粹是一个局外人。就是这个局外人出语惊人:跨越二代机和三代机,直接上激光照排。他提出了自己的一套技术方案。

    后来的发展进程证明,到二十世纪八九十年代,无论是二代机还是三代机,在世界范围内都走到了穷途末路。而在20世纪90年代中期以后,99%的中国报纸和90%以上的黑白书刊,世界上其他国家和地区80%以上的华文报刊的出版,都已用上了王选的汉字激光照排系统。

    现在想想,历史其实挺吝啬的,有时就给人们一次机会。在信息时代到来的前夜,历史给中国实现印刷技术突变的机会就是选择了王选。

    是王选用他孱弱的身躯,推动了中国印刷技术的变革。他使这一变革发生在信息革命即将到来的关口。在20世纪末21世纪初,当信息时代终于到来的时候,中国在信息传播的一个最为大众化的领域,不仅彻底告别了“铅与火”,而且出现了连续的跨越。

    1991年到1994年,王选带领着在汉字激光照排系统中形成的团队,跳过报纸传真机,开发出了报纸的远程卫星传版系统,实现了报纸发行的全国同步、同质量印刷;跳过传统的电子分色机,研制出开放式彩色桌面出版系统,实现了中国报业彩色印刷的革新。

    中国在印刷技术领域,穿上了时代的领骑黄衫。

    从“游击队”变为“正规军”

    什么是汉字激光照排系统?在王选的世界里,这是一个想躲都躲不开的问题。

    汉字激光照排系统太复杂,涉及计算数学、计算机芯片设计、计算机软件程序设计、汉字的数字化处理、激光的应用、机械原理等等。可这正是王选在印刷技术领域,用心血和智慧垒起的一座创新的峰峦。绕开了激光照排,怎么能够领略到创新的美景呢?

    我查阅了大量的文字资料,后来花了整整两个下午时间,分别请教了王选教授的同事姚秀琛教授和年轻的技术骨干汪岳林先生,他们耐心地引导我在科学的殿堂游历。

    20世纪80年代后期,刚刚投入实际应用的汉字激光照排系统,由三大部分组成,一台电脑,用于存储汉字数字化信息的信息库,用专门的排版软件,编排报纸和书刊版面,并生成页面描述语言;一台汉字激光照排控制器,用于把汉字从压缩信息还原成汉字字形点阵信息;一台激光照排机,用于制作印刷胶版。

    姚秀琛教授告诉我,王选当初能够坚定不移地把科研目标选定为激光照排,是因为他有十分坚实的学科基础和开阔的科学视野。

    王选1954年考入北京大学数学力学系。他自己回忆,当时的北大校长马寅初先生,主张把教学重点放在基础课上,抽调校内著名的教授任基础课教师。中国最早的学部委员(科学院院士)、当时已是一级教授的江泽涵先生教解析几何;教数学分析的程民德教授1980年当选为学部委员;教高等代数的丁石孙教授,后来任北大校长。他们为王选打下了扎实的数学基础,“对我后来多年的科研工作起了至关重要的作用。因为计算机本身就是数学和电子学结合的产物,数学基础对从事计算机软硬件及应用系统的研究是十分重要的。”

    1958年,王选毕业后留校任教。在以后的5年多时间里,他参加过北大电子管计算机研制项目的逻辑设计和整机调试工作,承担了 D JS21机的 A LGOL(算法语言)60编译系统软件设计。这段时间,他先后阅读了百余篇国外文献原文,对世界计算机发展的状况了然于心。从此,他养成了一个习惯,确立一个科研项目之前,一定要大量查阅最新文献。

    多年以后,在谈起自己创新的历程时,王选总结说:通过大量阅读国外文献,寻找科技发展最前沿的需求,发现已有技术的不足,是科技创新的不竭源泉。

    1975年春天,同为北大教师的王选夫人陈,在一次工作调研中,知道了“748工程”的大概情况,她告诉了病休在家的王选。王选一眼就相中了汉字精密照排子项目,并立即投入了工作。按习惯,他花大量时间到当时地处和平里、距北大十几公里的中国科技情报研究所(现改名为中国科技信息研究所)查阅文献资料。他留意到,很多杂志他都是第一个读者。这些杂志使他的眼光具有了穿透力。他看到了二、三代照排机的危机,看到了数字式储存和数字式输出的广阔前景。他盯上了第四代激光照排系统。

    1975年5月,北大成立了汉字精密照排研制协作攻关会战组。

    激光照排系统中的汉字信息处理有两个重大的根本性难题,一是汉字的储存,一是汉字字形信息的还原输出。

    汉字的基本笔画不如字母文字多,“点、横、撇、捺、竖、弯、钩、折、提”而已。但汉字的构成却比字母文字复杂得多。字母文字的单词由字母简单排列而成,而每一个单个汉字的构成,都是笔画之间互相交错重叠,你中有我,我中有你,不可拆分。因此,汉字的一个单字实际上相当于字母文字的一个字母。

    恐怕没有人能说出汉字的精确数量。1990年版《新华字典》收集的汉字单字,总计大约1.1万多个,而《康熙字典》收集的汉字则多达4.5万个以上。除此以外,汉字在印刷中还有字号、字形、字体的各种变化,且不说全部汉字,单单把常用的六七千汉字及其变化存入计算机,据专家介绍,大约要占好几百亿个字节的空间。

    在汉字激光照排系统起步的时候,还只能使用国产计算机,条件十分简陋:内存是磁心存储器,最大容量为64KB;没有硬盘,只有一个512KB的磁鼓和一条磁带,要想实现庞大的汉字字形信息的存储和输出,在许多人看来真是天方夜谭!

    王选有雄厚的数学基础,加上他对国外的技术发展有充分的了解,自然想到了信息压缩。

    运用“轮廓描述和参数描述”结合的方法解决汉字信息压缩,是王选在汉字激光照排系统研制中的第一大贡献。这种方法将汉字的横、竖、折等规则笔画,用一系列参数精确表示,将曲线形式的不规则笔画用轮廓参数表示,不仅实现了汉字信息的压缩比率达到了1∶500,而且保证了汉字无论是变倍增大还是缩小都不会走形,并保持笔画的匀称一致,实现了汉字的高质量输出。王选在世界上首次提出并实现了用“参数描述方法”(即提示信息)控制字形变倍和变形时敏感部位的质量。在大约10年后,西方才开始采用类似技术。

    王选大脑里不停闪现的创新火花,终于得到“748工程”领导小组的认可。北大的激光照排研究从“游击队”变成了正规军。

    汉字信息压缩解决了汉字的存储问题,但是,在制版过程中还必须把这种压缩后的字形信息复原成点阵,并以适应激光逐行扫描的方式形成版面点阵供激光输出。当时的计算机运算速度很慢,用还原软件还原汉字,每个字平均要用一秒钟。

    王选提出了一种可以通过硬件实现的汉字字形高速还原的算法,编写了实现还原的微程序,使汉字还原速度达到每秒250字。此后,他又设计出一种超大规模专用芯片,实现了高速和高保真的汉字字形复原和变倍、变形,还原速度为每秒710字。这一控制器现在被称为光栅图像处理器。1976年,这一术语还未产生,后来激光输出流行,人们把解释版面描述信息并产生字形点阵和图形、图像点阵的设备,称为光栅图像处理器,即 R aster Image Processor,简称 R IP。现在,王选的学生们已经把 R IP变成软件,直接放进了计算机。我们今天看到的汉字激光照排系统,从外表上看,就只有计算机和激光照排机了。

    王选说:“1961年,我作出了一生中最重要的一次选择,从硬件转向软件,但不放弃硬件,而是从事软、硬件相结合的研究,以探讨软件对未来计算机体系结构的影响。这一选择使我深切地体会到,跨领域研究是取得创新成果的重要因素,在已经建立起来的学科之间的无人空白区上去耕耘,最能取得丰硕成果。”

    他没有玩弄“骗人的数学游戏”

    今天的王选,无论从哪一个角度看都是辉煌的。论学术成就,他是北京大学教授、博士生导师,集中国科学院、中国工程院和第三世界科学院三院院士于一身,如果加上本届国家最高科学技术奖,他几乎包揽了中国科技领域的所有最高科技奖项;论政治地位,他是中国科协副主席、九三学社中央副主席、全国人大常委、全国人大教科文卫委员会副主任;论经济地位,他是方正集团的创始人之一,至今还担任着方正控股有限公司董事局主席。

    在王选的世界里,名誉、地位和金钱重要吗?

    1975年,中国的科学事业还处在严寒的冬季。尽管3年后,科学的春天终于到来了,可是这个春天并不像自然的春天那样周而复始可以预见。

    1975年,全中国都在反击邓小平的“右倾翻案风”,都在“反潮流”;1975年,全中国都在嘲笑那个小丑一样的教授,在“共产主义劳动大学”的讲台上讲“马尾巴的功能”;1975年,全中国都在学习一个交白卷的“英雄”。

    1975年,王选已经38岁,已经在凄风苦雨中颤栗过了。王选十分注重国外原文科技文献,为了加快自己的英文阅读速度,从1963年起,他坚持每天听英语广播。开始,他是收听北京电台的英语节目,后来觉得不过瘾,又开始收听英国 B BS对远东的英语广播,每天半小时,坚持了两三年。经历过“文革”的人都知道,“收听敌台”是什么样的罪行。

    我们今天可以用各种赞美的词句来褒奖科技创新,而在王选30来岁最富有创造力的时代,他的思想火花引燃的是“革命大批判”的烈火。有人给他贴出“大字报”,批判他“喜欢一鸣惊人”。喜欢一鸣惊人,在那个时代是资产阶级个人主义的典型表现。

    1975年,当王选提出跨过二、三代照排机,直接上第四代激光照排机的时候,有人说他是异想天开:“你搞第四代,我还想搞第八代呢!”更有甚者,认为他根本就是在“玩弄骗人的数学游戏”,“梦想一步登天”。

    王选说,那些年根本看不见名和利,更想不到当院士获得最高奖。那他为什么呢?

    1978年,包括北大在内的全国高校和科研机构,都陆续恢复了职称评定,职称热热遍了全国,大学教授成了新时代“最可爱的人”。那时评职称看的是出版过几本学术著作,发表过多少学术论文,应用项目是吃力不讨好。北大计算机和电子领域的教师,不少都已经躲到书斋写论文去了。王选丝毫不为所动,依然兢兢业业于“748工程”。他为什么?

    从1975年到1993年,在汉字激光照排系统从研制到投入广泛应用的18年里,王选经历了太多太多的艰辛,用他自己的话说是“九死一生”。是什么力量支撑着他走过来的?

    在王选的世界里,人的生命能量能承受多大的疲累呢?

    王选一向身体不好。1961年,他参加了北京大学中型电子计算机“红旗机”的研制工作,这也是他从硬件研究转向软件研究的一个关键时期,科研加上对国外软件资料的学习,他每天工作达14个小时以上,身体不舒服也强熬着。熬着熬着,终于把自己熬倒了。他被辗转多家医院,始终不能确定病因,持续一年不见好转,同事和朋友不得不把他送回上海家中休养,这一休就是3年多。

    “文革”中,政治上的打击使他的病症再一次爆发,想回上海,因为大串联,他的病体无法承受车厢内的拥挤。他被送到了根本没有医疗条件的北大十三陵分校,病情日益恶化。就在他生命最脆弱的时刻,北大青年女教师陈走到了他身边,把他带回了城里。直到汉字激光照排项目开始,王选还是一个月工资只有40元的吃“劳保”的病号。

    这样一副羸弱的身板,如何能支撑这样艰巨的科技工程?

    我对生命的不同表现形式有太多的疑惑,企盼在王选的世界里找到答案。

    我只好不顾他身体欠安,给他写了一封信。

    几天后,王选教授给我回信了。他说:“真正有成绩的科学家都不以金钱和荣誉为动力。”“献身于科学技术就没有权力再像普通人那样活法,必然会失掉常人所能享受到的不少乐趣,但也会得到常人享受不到的很多乐趣。在攻克一个个技术难关的过程中,有时冥思苦想,几周睡不好觉,忽然一天半夜灵机一动,想出绝招,使问题迎刃而解,这种愉快和享受是难以形容的。科学的探讨研究,本身就会有至美,给人的愉快就是酬报。”

    1975年主动参加汉字精密照排系统地研究,是因为“项目的难度和价值强烈地吸引了我,尤其是我找到了一条外国人没有走过,日本人没有走通的技术途径。这一创新带来的价值,当时已能明显地感觉到,尽管国内大多数人并不相信。”

    一个人要“永远把社会的需求放在第一位,这样才能逆流而上。”“范仲淹的‘先天下之忧而忧,后天下之乐而乐’对我影响很大,我想封建社会的古人能做到,今人也应尽量做到这点。”“1991年以前,在激光照排系统尚未产业化的时候,我很少有成就感,只有负债感。”

    正是这样的想法,从1975年到1993年的18年里,王选没有休息过一个节假日。他把生命的潜能发挥到了极致。

    《科技日报》2002年2月7日

    


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