官术网_书友最值得收藏!

第3章 結緣中科院計算所

第一節 戰火中萌生的強國夢

鎮海位于浙江省寧波市東北部,它的東面是舟山群島,西面有寧紹平原,南面是北侖港,北面則是杭州灣。這里不僅有全國聞名的鎮海中學,同時還有歷史悠久的商幫文化,同時,這里還是“中國院士第一鄉”。

截止到2017年底,從鎮海區已經走出了30位中國“兩院”院士,而倪光南正是這30位院士中的一員。

倪光南出生于1939年,時值艱苦卓絕、烽火連篇的抗戰歲月,整個中國都處于戰爭的旋渦之中。

尚處童年,倪光南不知道戰爭為什么發生,但卻可以感受到戰爭帶來的苦難,而逃難似乎成為了自己跟父母唯一能做的事——這個過程是痛苦的,也是危險的。

倪光南出生在香港,祖籍寧波鎮海。

1942年6月,日軍進攻香港,倪光南只能隨著父母輾轉逃難回到上海。

在炮火下成長起來的人,總是對那個時代有著刻骨銘心的記憶。對倪光南來說,從小逃難的經歷是深刻而難以忘懷的。這些難以磨滅的記憶會潛移默化地影響他:國家積弱,就會被人欺凌。他漸漸明白,一個國家只有富強起來,才不會遭受戰爭的蹂躪。落后只能挨打,不想辦法進步,就要一直挨打。

抗日戰爭結束之后,倪光南告別了自己顛沛流離的生活,開始進入錢江小學讀書。在同一時期,大洋彼岸已經開始了計算機時代。馮·諾依曼第一次提出了建立在二進制基礎上的現代存儲程序計算機概念。在1944年到1945年之間,馮·諾依曼創造了現在使用的將一組數學過程轉變為計算機指令語言的基本方法。

到了1946年,世界上第一臺電子數字積分計算器誕生。隨后,1948年,晶體管的發明大大促進了計算機的發展,電子設備的體積開始不斷縮小。1952年,第一臺大型計算機系統IBM701問世。1964年,第一個采用集成電路的通用電子計算機系統IBM360系統誕生。直到1981年個人計算機誕生,可以說,倪光南成長的時代正是計算機飛速發展的時代,但倪光南最初接觸到的卻不是計算機。

剛剛進入錢江小學讀書的倪光南并不知道當時世界上發生了什么,由于性格內向,倪光南總是給人一種沉默寡言的印象。除了學習,倪光南還喜歡背誦《唐詩三百首》,目的是為了鍛煉自己的記憶能力。他說:“我并沒有文學細胞,只是喜歡而已。我背詩的另一個目的是鍛煉記憶力,因為我看到有些書上是這么說的,不論是否有充分的根據,多動腦筋總是有益的吧!”

小學畢業之后,倪光南進入復興中學學習,在這里他學到了很多治學和做人的道理。更為重要的是,從小喜歡動手的他,在中學期間學習了很多手工制作,這對于日后他從事工程實踐產生了很大的幫助。

描述到這一方面的內容,倪光南說:“我們那時候不像現在的學生有這么重的負擔,我們有一些課余活動小組,有做航空模型,有做小電機,做收音機,這樣鍛煉了動手能力。我是做工程的,動手能力挺重要。”

倪光南后來之所以能夠與計算機結緣,也與這些課余活動有著不小的關系。倪光南很喜歡動手實踐,經常會自己組裝礦石收音機。礦石收音機是指用天線、地線、基本調諧回路和礦石來制作檢波器而組成的沒有放大電路的無源收音機。這是一種最為簡單的無線電接收裝置,但在當時,這也算是一個稀罕物件了。

最初,倪光南所組裝的多是單管收音機,在玩膩了單管之后,開始嘗試組裝2管機、3管機。到了高中,倪光南依然沒有放棄這項愛好,而這時,他組裝的礦石收音機已經達到了7管,這在當時已經算是非常高級的收音機了。

倪光南之所以喜歡組裝這種礦石收音機,主要是因為這個動手的過程,能夠讓自己的大腦得到鍛煉。事實上,正是這個動手的過程,讓倪光南對無線電產生了濃厚的興趣,隨著對無線電的興趣與日俱增,倪光南最終決定報考“南京工學院無線電系”。

在當時中國的大學中,工科院校最好的就是南京工學院,而無線電系又是南京工學院中最熱門的系。可以看出,在學習方面,倪光南對自己是很有信心的。最終,憑借著優異的成績,倪光南得償所愿進入南京工學院。

從1956年秋天開始,倪光南便進入了南京工學院學習。南京工學院是現在東南大學的前身,在1952年進行全國院系調整時,以原南京大學工學院為主體,又并入了復旦大學、交通大學、浙江大學和金陵大學等學校的有關系科,在當時中央大學本部的原址上建立了南京工學院。倪光南所就讀的,就是調整重建之后的南京工學院。

同樣在1956年,同樣是臨近秋天,中國科學院計算技術研究所成立,這也標志著中國早期的計算機事業拉開了帷幕。作為中國第一個專門從事計算機學科技術綜合性研究的學術機構,中科院計算所研制成功了我國第一臺通用數字電子計算機,并形成了我國高性能計算機的研發基地,我國首枚通用CPU芯片也誕生在這里。中科院計算所的主要研究方向非常廣泛,迄今為止,它已經在信息處理、信息檢索、網絡安全、大數據處理、智能技術研究、生物信息計算和虛擬現實技術等方面展開了研究。

中科院計算所是我國計算機事業的搖籃。伴隨著計算所的發生發展,先后為國家培養了幾百名我國最早的計算技術專業人員,在這里工作或學習過的院士有二十余位。隨著學科與技術發展,從計算所陸續分離出中科院微電子學研究所、計算中心、軟件所和網絡中心等多個研究機構,以及聯想、曙光等高技術企業。六十多年來,計算所在科學研究和科技成果等方面取得了顯著成就。截至2018年底,計算所獲得國家、院、市、部級科技獎勵227項,其中,國家級科技獎勵50項(含非第一完成單位13項),院、市、部級科技獎勵178項(含非第一完成單位16項)。

倪光南與中科院計算所的緣分似乎是命中注定的一樣。但實際上,倪光南之所以能夠從南京工學院進入中科院計算技術研究所,很大原因還在于他自己的刻苦努力。

倪光南在南京工學院度過了5年的求學時光,對于倪光南來說,這5年是充實而高效的。他學習了無線電發送接收技術、放大整流技術、脈沖技術、微波技術,同時還接觸到了許多此前從未見過、聽過的陌生領域的知識。

對于在南京工學院學習的時光,倪光南說道:“對我來說,這好比是面對一座豐富的寶藏,在勘探和開墾的過程中,充滿了無窮的樂趣。”

在大學階段,倪光南最喜歡的就是上實驗課,幾乎每一次實驗他都是最快完成的學生。對于這一點,倪光南略帶調侃地說道:“因為我那時上課完全看不清黑板,只能靠動手了。”

倪光南的視力確實存在一點兒問題,早在初中時,他的視力就降到了0.4,但即使到了大學他都不肯配戴眼鏡。他將此解釋為是受到了米丘林理論的影響,認為只要長時間堅持,自己的眼睛也能夠適應環境。

米丘林是蘇聯著名植物育種學家和農學家,蘇聯科學院榮譽會員,米丘林學說的奠基人,他發現了植物幼體對生活條件具有很強的適應能力。為此,他將一些正在蘇聯南方才能生長的果樹進行耐寒性馴化,最終培養出了可以在北方生長的果樹新品種。

倪光南似乎將自己看作米丘林的果樹,認為自己也能夠通過適應環境擺脫近視問題。為此,倪光南即使在冬天也會故意少穿一些衣服,將其作為磨煉意志的方法。

倪光南大學時期的刻苦學習為他以后的工作打下了堅實的基礎。如果當時沒有選擇無線電專業,倪光南可能就要與計算機研究失之交臂。不得不說,在這方面倪光南是幸運的。從無線電到計算機,隔行如隔山,倪光南最初并不適應。在1958年南京工學院成立計算機系的時候,整個系里沒有一個學生見過計算機,學生們只能進行理論學習。

沒有見過計算機的倪光南想象了許多不同的場景。他曾認為有了計算機,就能夠自動將外語翻譯過來,這樣大家不必再學外語了。當時的計算機在中國并不常見,大多數人只是聽過,很少有人見過,所以很容易將其想象得無所不能。

倪光南也是一樣,將計算機看作無所不能的物件。隨著自身知識水平的增長,以及中國計算機行業的發展,倪光南逐漸認識到了當時計算機的局限,同時也認識到了中國計算機水平的局限。這也更加堅定了他想要進入這一行業的決心。

第二節 初入中科院計算所

1961年是一個平年。辛丑年,也就是牛年。

4月12日,蘇聯宇航員尤里·加加林成為世界上第一個太空人。

6月17日,中國女子登山運動員西繞(藏族)和潘多(藏族)登上新疆境內海拔7595米的公格爾九別峰頂峰,打破了女子登山高度的世界紀錄。

夏天,中科院計算所來了位年輕人,他的名字叫倪光南。

當時,倪光南以全5分的成績從南京工學院(現東南大學)無線電系畢業,被分配到中科院計算所研制外圍設備的第六研究室輸入組工作。最初,倪光南參加了我國自行研制第一臺大型電子管計算機(吳幾康領導的119機)的工作,倪光南擔任外圍設備的值班長,負責調機。后來擔任插件(線路)組長,負責設計和改進線路。1964年4月,119機研制成功,倪光南被評為計算所先進工作者和中科院北京地區先進工作者。這時,他已成為所里小有名聲的“業務尖子”。此后,倪光南主要從事新輸入技術的研究。

當時計算技術研究所大多數是與倪光南年齡相仿的年輕人,7個人被安排在一個宿舍中。剛剛離開大學校園的年輕人,充滿了蓬勃的朝氣和力量。對于當時的工作環境,倪光南說:“大家工作熱情都很高,工作完了就回宿舍睡覺,睡醒了就接著工作,時間好像都不存在了,每天都過得很充實。”

這種充實更多是因為這些年輕人對當時的工作充滿興趣。那時中國的計算機事業剛剛起步,一切都是未知,一切都是創新。這些年輕人與其說是在工作,不如說是在為國家探索一個新的行業、新的領域。

在此期間,倪光南結識并與六室黨支部書記兼主任王中田成為知己。

王中田是一位1945年參加革命的老干部,他與一般黨政干部的最大不同是對技術有強烈的興趣,他常說,“我們當領導的,即使不會演戲,至少也要能聽戲”。為此,這個“提著褲腰帶鬧革命”的黨政干部,變成勤奮學生,業余時間幾乎都用來學習技術,他的“老師”就是倪光南。從與王中田的接觸中,倪光南學到了許多優秀品質,特別是王中田不計個人得失、堅持真理的精神給了倪光南很大的教育,兩個人常常在實驗室里研討技術直到深夜。

當時,計算機輸入手段十分落后,計算所的幾臺計算機都采用穿孔紙帶輸入,嚴重地妨礙了計算機的應用。

王中田希望倪光南研究計算機新輸入技術,倪光南欣然從命。從那時起,倪光南就步入研制新輸入技術之漫長歷程。倪光南認為,要改進計算機輸入技術,應該依靠計算機本身。于是,他逐漸形成了自己的研究目標,一是用計算機輔助漢字輸入,二是用計算機識別文字;前者發展為聯想式漢字輸入方法,后者發展為手寫文字識別機。

以下,是倪光南院士寫的一篇回憶王中田的文章:

我的良師益友

——記中科院計算所原六室主任王中田同志

1961年夏天,我從南京工學院(現東南大學)無線電系畢業,進入中科院計算所,被分到研制外圍設備的第六研究室輸入組,很快就和室黨支部書記兼主任王中田成了好朋友。

王中田是一個老干部,1945年參加革命,曾任山西晉中地委副秘書長兼辦公室主任,1960年10月調入中科院計算所工作,他帶領六室科技人員為計算所自行設計的119機、109乙機、109丙機、013機等大型計算機研制了外部設備。

王主任與一般黨政干部的最大不同是他對技術有強烈的興趣,他不滿足于做一般的黨政領導,而要求自己能了解技術,他常說,“我們當領導的,即使不會演戲,至少也要能聽戲”。為了在我國計算機的最高學府能夠“聽戲”,這個具有超前意識的黨政干部老黃牛,變成了一個勤奮的學生。業余時間,王主任幾乎都用來學習技術,他不恥下問,虛心向科技人員請教各種技術問題。可能是因為我回答問題比較耐心的緣故吧,王主任和我在一起討論問題的時間最多。實際上不只是王主任從我這里學技術,我也從與王主任的接觸中學到了他的許多優秀品質,特別是王主任不計個人得失,堅持真理的精神給了我很大的教育。我們兩個人,一個是黨政干部,一個是科技人員,常常在實驗室里研討技術,談古論今,直到深夜。

2000年7月,王主任不幸去世,當時我和六室老同志們聚在一起,含淚回憶王主任的生平,我們一起商議后,在王主任的悼詞中加了這樣一段話來寄托我們的哀思:“王中田同志作為一個黨政干部,不僅認真學習馬列主義、毛澤東思想和黨的方針、政策,還以甘當小學生的精神,孜孜不倦地學習現代科學技術,為廣大科技人員樹立了榜樣,同時也提高了自己的領導水平。他這樣做在今天看來似乎不足為奇,但在當時需要有極大的勇氣,甚至要冒一定的風險。但王中田同志不計個人得失,堅持真理、崇尚科學,堅持‘學習、學習、再學習’的正確方向,他的這種大無畏精神值得我們每個同志學習。”

如果是在今天,一個干部像王主任那樣,如癡如醉地學習科學技術,肯定會受到人們的尊敬,但在上世紀六十年代,王主任這樣做卻遭到了許多非難和指責,甚至被扣上“只專不紅”“業務掛帥”等帽子,在“文化大革命”中被揪出來掛上“修正主義分子”的牌子遭到批斗。后來,王主任因工作調動離開了六室,六室的科技人員一直都很想念他。

在王中田當六室主任期間,他就有遠見地希望我研究新的漢字輸入技術,給了我很大的科研自由度。這樣,從上世紀六十年代起,我就開始了研制計算機新的漢字輸入技術的漫長歷程。我認為,要改進漢字輸入,應該充分發揮計算機的智能,從而產生了利用“聯想”功能輔助漢字輸入的設想。1974年我在計算所階梯教室做了一個關于聯想漢字輸入方法的報告,后來,這一創意發展成為聯想漢字信息處理成果。1984年底我們研究所創辦了計算所公司實施所內成果轉化,這一成果就轉化為聯想式漢字系統拳頭產品,計算所公司即以此起家并在1989年改名為聯想集團。我想,如果王主任泉下有知,他一定會為此感到欣慰。

1956年,中國制定了12年科學遠景規劃,將開創計算技術事業作為四大緊急措施之一。中國科學院計算技術研究所就是在這一背景下成立起來的。當時中國科學院成立了計算技術研究所籌備委員會,面向全國招募優秀人才,同時依靠從蘇聯獲得的技術圖紙和蘇聯援建的電子管工廠來設計并生產中國自己的計算機。

1958年和1959年,中國分別研制成功了103計算機和104計算機,這讓中國計算機完成了從無到有的跨越。由于是仿制的蘇聯先進的計算機,所以當時的103計算機和104計算機在技術水平上僅次于美國和蘇聯。

到了1960年,107計算機研發成功,這是一臺小型的串聯通用電子管數字計算機,也是中國第一臺自主設計的計算機。

107計算機的誕生標志著中國的計算機制造完成了從模仿到自主設計的跨越。

在107計算機之后,由于一些歷史方面的原因,中國無法再從蘇聯獲得援助,同時,西方國家也對中國進行了嚴格的技術封鎖。這就使得中國只能依靠自主設計、自主生產來開發自己的計算機。

在當時,中國自主研發計算機首先需要邁過晶體管研發這道坎。在20世紀60年代初,晶體管制造技術對于中國來說幾乎是一項不可能完成的挑戰,西方國家和蘇聯也認為中國沒有辦法掌握這項技術,認為只要能夠在這項技術上鉗制中國,中國的計算機就無法獲得突破。

為了能夠攻克這項技術,中國人民解放軍軍事工程學院四系404教研室的康鵬進行了大量的實驗研究。最終,他成功研發出了“隔離-阻塞振蕩器”,也就是后來所說的“康鵬電路”。“康鵬電路”的問世解決了晶體管制造的難題,中國也開始進入晶體管時代。

在解決了晶體管制造難題之后,1964年,中國成功研發出第一臺全晶體管計算機441B-I。這一計算機的問世只比美國第一臺全晶體管計算機RCA501晚了6年。同樣在1964年,119計算機研發成功,這臺計算機的運算能力為每秒5萬次,稍強于美國在1958年制造的IBM709計算機。倪光南當時所參與研發的就是這臺計算機。

在當時的中國,計算機屬于一種新學科,一直到1963年中國才出現計算機專業的畢業生。所以與倪光南同時代的人大多都是“改行”過來的,他們有的是學習電機的,有的是學習無線電的,還有的是學習數學的。這些人當時為了掌握計算機技能,主要是靠自學。

在剛剛進入計算所時,倪光南就表現出了強烈的學習欲望。當時,在119計算機的控制臺上,密密麻麻地分布著幾百個氖燈和部件,倪光南憑借自己過硬的記憶力,就記住了它們的位置和功能。

當時的倪光南仍然沒有佩戴眼鏡,他依然相信“米丘林理論”。直到一次在與同事一同看電視時鬧出了笑話,倪光南才放棄了自己的堅持。對于當時的情景,倪光南這樣形容:“有一次新聞里播一場體操比賽,同事問我,這是男運動員還是女運動員,我反正也看不清,就胡亂猜了個‘男的’,結果好一陣哄笑……”

緊接著第二天,倪光南就去配了眼鏡。他拋棄了“米丘林理論”,并說道:“我忽然明白人是要尊重客觀規律的,有些事是不以人的意志為轉移的。”看上去這并不是一件多么重大的事情,但對于倪光南來說,從中悟出的這個道理,卻值得他牢記一生。

在119計算機研發成功之前,世界上能夠研發巨型機的國家只有美國、蘇聯、英國和法國等幾個大國。在119計算機問世之后,中國的計算機研發水平也進入了世界先進行列。

在119計算機研發過程中,倪光南憑借優秀的表現被評選為計算所先進工作者和中科院北京地區先進工作者。

在談到119計算機時,倪光南總是如數家珍。他說:“當時119計算機的內存是2.4萬顆小磁芯,每顆小磁芯都要人工穿上四根線才能用,猜猜它的內存容量是多少?只有24K,現在的一個U盤,容量就是它的幾萬倍。當時119計算機的速度是5萬次,而現在家用電腦的速度則是10億次……”

每次談到這里,倪光南都會感嘆計算機事業發展的速度如此之快,快到令人難以想象。所以在計算機行業中,永遠都有事情可做。每一個身處其中的人都會面對巨大的壓力,如果跟不上計算機行業的發展速度,就沒有辦法看到這個領域的潮流是什么。如果不跟著潮流進行學習,一兩年之后,原有的知識也就毫無用處了。

“不斷學習”也成為了倪光南的人生信條,即使過了幾十年,倪光南依然走在計算機行業的前列。他總是有一種危機感,只要還在這個行業之中,就不能讓自己掉隊。正是這種危機感在推動他不斷向前,不斷進步。

計算機行業的發展速度確實快得驚人,這一領域的潮流也在瞬息萬變。在大洋彼岸,集成電路已經閃亮登場,成為了計算機行業的重要技術。

當時中國研發的119計算機雖然在運算速度上已經達到了世界領先水平,但仍然采用的是電子管。隨著晶體管的問世,這種電子管開始逐漸失去了優勢。晶體管的出現讓計算機開始向小型化轉變,計算機也開始從純計算轉向了其他領域的研究。

在這股潮流的推動下,漢字信息處理成為中國計算機行業的一個新的難題。

第三節 漢字處理難題

現在人們在使用電腦時,只要通過敲擊鍵盤上的26個字母,就能夠順利拼寫出漢字。但在計算機剛剛進入中國之前,想要讓計算機顯示漢字,卻并不是一件容易的事情。

讓計算機進行漢字處理在當時是一件難事。首先,想要讓計算機處理漢字,就一定要讓計算機能夠顯示漢字,還要讓計算機知道人們想輸入的漢字是什么。如果是英文,直接按照字母輸入就可以了,計算機很容易識別這些拼音文字。漢字作為一種表意文字,很難創造出一種簡單明了的方法來讓計算機理解。

在20世紀六七十年代,計算機和漢字之間存在著一條鴻溝。當時的計算機并不能處理漢字,這就嚴重影響了中國計算機事業的發展。如果中國人在計算機上都使用拼音文字,那漢字就將逐漸退出歷史舞臺。

漢字是中華文化的根,如果沒有漢字,中華文化就無法得到傳承。漢字誕生之后,曾在世界文化中獨領風騷。但當機械打字機出現之后,西方拼音文字的地位得到極大提升,漢字在打字方面的缺點便開始顯現出來。

隨著計算機的出現,拼音文字的地位又一次得到提升。漢字打字困難的缺點再一次暴露出來。一些西方人開始認為方塊漢字是世界上最古老、最繁難、最笨重的一種文字工具。在計算機時代,漢字似乎已經走到了盡頭。

20世紀80年代初,IBM公司曾耗資6500萬美元進行中文電腦化的研究。IBM公司的研發實力加上充足的資金支持,原以為中文電腦化將會很容易成為現實,但沒想到IBM公司并沒有完成中文電腦化的研究。

IBM公司著急進行中文電腦化的研發,是為了搶占中國的計算機市場,但顯然經濟利益的驅使并沒有讓他們取得成功。相反,在中國,一些人同樣在進行中文電腦化、漢字現代化的研究,他們所追求的并不是經濟方面的利益,而是為了讓更多中國人能夠方便地使用電腦、更好地利用電腦這一高科技工具。

倪光南就是這些人中的一個。在研制完119型計算機之后,倪光南被安排進入了六室,主要攻克漢字輸入系統的研究。在六室工作期間,結識了室主任王中田,倪光南經常和他一同探討技術方面的問題。

在當時,倪光南的理想是讓計算機和人能夠更方便地交流。要么是讓漢字能夠更方便地輸入到計算機之中,要么就是讓計算機能夠學會認識漢字。也正是由于這樣的原因,他才會選擇去研究輸入技術。

1974年10月,國家計委批準了由國防科工委、中國科學院和四機部聯合提出的“關于研制漢字信息處理系統工程”的建議。這一工程主要包括鍵盤輸入、中央處理及編輯、校正裝置、精密型文字發生器和輸出照排裝置、通用型快速輸出印字裝置遠距離傳輸設備、編輯及找資料管理等軟件系統、印刷制版成形等7個部分的內容。

“漢字信息處理系統工程”已經被列入國家重點科技攻關項目之中,研究漢字信息處理技術也成為了當時中國計算機行業的頭等大事。

在70年代,倪光南在計算所主攻的研究方向有兩個,一個是漢字信息處理,一個是模式識別。

在漢字信息處理方面,倪光南、竺乃剛、萬永熙等人為了解決人機交互問題,從1968年開始,先是在“717計算機”上研制出了能夠顯示256個漢字的顯示器,隨后又研發出了“SK-1光筆圖形顯示器”,能夠顯示出不同字形的漢字,而光筆則成為了人機交互的重要手段。

在當時,漢字輸入的主要方式就是利用光筆進行輸入。光筆輸入需要在一個特殊的大鍵盤上進行,幾千個漢字縱橫排列在這個大鍵盤上,想要輸入漢字,就要用光筆選到需要的漢字。每一個字都需要這樣選擇,其他輸入方法雖然在具體操作上與光筆輸入有所不同,但也同樣非常煩瑣,需要操作者記憶大量的輸入規則。

倪光南想要讓漢字輸入變得簡單,徹底解決漢字輸入復雜煩瑣的問題。但當時想要更好地解決這個問題只有兩條路可以選擇:一是創造一種“規則”,也就是對漢字進行編碼,然后再通過漢字編碼來進行輸入。二是讓計算機能夠直接識別出手寫的漢字。這是兩個并不相同的研究方向,但究竟哪種方法能夠更好地解決計算機的漢字輸入問題,誰也不能給出一個準確的答案。

為了能夠更好地解決漢字輸入的問題,倪光南決定從兩個方向同時努力。為此,他承擔了兩個項目的研究:“手寫文字識別機”和“111漢字信息試驗系統”。

想要進行這兩個項目的研究,都需要用到計算所的111型計算機。在當時111機是計算所的“搶手貨”,基本上全國大多數重點、尖端的科研項目都會用它來進行大量運算任務。為了能夠多用幾個小時機器,倪光南和同事們總是在深夜的時候預訂機器,這樣在晚上就不會有人來“搶機器”了。

經過多次反復試驗,倪光南和同事們成功研制出了“手寫文字識別機”和“111漢字信息實驗系統”。其中,“手寫文字識別機”能夠識別出手寫的60多種字母和數字,這是中國最早的文字識別機之一,而“111漢字信息實驗系統”則推動了漢字輸入、輸出、顯示和人機交互等多種漢字技術的發展。

倪光南和同事們研發的這兩個項目,1979年同時獲得了中國科學院科技成果二等獎。在漢字輸入上,倪光南已經取得了很大的成績。但對于他來說,漢字輸入的煩瑣性問題依然沒有得到徹底解決。

“有沒有一種方法能夠讓人們將文字更好更快地輸入計算機中呢?”伴隨著這種思考,倪光南創造了“聯想式漢字輸入法”,這種輸入方法的問世,讓漢字輸入的效率得到了極大提高。

第四節 聯想漢字輸入法

從20世紀60年代開始,中國的一些技術專家和高校學者便開始對漢字信息處理技術進行研究。倪光南和中科院計算所的同事們就是其中的一支重要研究力量。

最初對漢字信息處理的研究更多局限在“漢字編碼”上,這是一種為漢字設計的便于輸入的計算機代碼。一個完整的漢字信息處理系統主要包括編碼、輸入、存儲、編輯、輸出和傳輸等環節,其中編碼是最為關鍵的環節,不解決這個問題,就無法讓漢字進入計算機之中。

在當時,想要完成“漢字編碼”并不容易。

首先,由于漢字的總數量比較多,即使只對3000或4000個常用漢字進行編碼,仍比處理由20多個字母組成的拼音文字要難。

其次,漢字的字形很復雜,既有古體今體,又有繁體簡體。而且漢字筆畫也相差懸殊,多的有36筆,少的只有1筆。

最后,漢字中存在著大量一字多音和一音多字的現象。漢語音節一共有416個,區分聲調之后有1295個。如果按照1萬個漢字來計算,每個不帶音調的音節就會平均有24個漢字,而每個帶調的音節也有7.7個漢字,有一些同音同調的漢字甚至多達66個。這些都為漢字編碼造成了不小的困難。

也正是這些原因,當時幾乎所有的“漢字編碼”都是單純的人工編碼。也就是用漢字的字形和發音來作為編碼的基本元素,將一個漢字用一些基本的元素來進行組合表示,一般來說,這些基本元素只有幾十個,所以可以用一個普通的西文鍵盤來輸入漢字。

看上去,“漢字編碼”能夠解決漢字輸入的問題,但實際上,在使用“漢字編碼”時,編碼者需要記憶大量規則,這就為漢字輸入帶來了很大負擔,這也決定了“漢字編碼”無法成為最便捷的漢字輸入方法。

在倪光南看來,想要讓漢字輸入變得簡單便捷,就要充分利用計算機自身的處理能力,讓計算機來輔助人們進行漢字輸入。倪光南將這種方法比喻成人類的聯想能力,這種方法就是經常被提到的“聯想式漢字輸入法”。

這種想法看上去很好,但當時的計算機還不能處理文字,所以也就無法實現這種“聯想”的功能。想要讓聯想輸入法成為現實,首先要讓計算機能夠顯示漢字,然后還要讓計算機知道人們所選擇的究竟是哪個漢字。

為此,倪光南積極參與了當時計算所顯示組進行的漢字顯示技術的研究工作。

計算所六室顯示組研制的最早的漢字顯示器被安裝在衛星監測用的717機上。此后,顯示組又研發出了“111機”的漢字顯示器。在“111機”上的漢字顯示器,已經能夠用鍵盤來進行人機交互了。但為了更好地實現人機交互功能,顯示組又為另一臺顯示器增加了一種人機交互手段,也就是前面曾提到的“光筆”。

雖然當時的光筆比較大、比較重,使用起來也不方便,但至少這已經算是實現聯想式漢字輸入法最為理想的一種手段了。為了更好地用光筆進行輸入,倪光南在“111機”上專門為聯想式漢字輸入方法設計了帶有光筆的漢字顯示器。隨后,還對這一顯示器進行了一些小的改進。

以前的光筆主要是用手來控制開關的,當光筆指點了屏幕上的圖形和文字之后,還需要用手指再按一下筆上的觸及點,才能進行選擇。倪光南在光筆的頭上加了一個微動開關,這樣一來,只要用光筆指點到屏幕上的漢字,輕輕一壓,開關就會被啟動,漢字就被選擇了。這一微小的改動讓光筆輸入變得更加方便,同時也為聯想式漢字輸入法的實現做好了準備工作。

到了1974年,“748工程”會議召開,“748工程”就是前面提到的“漢字信息處理系統工程”。這一工程開啟了中國印刷技術的第二次革命,也讓中國正式告別了鉛火印刷的時代。也正是在這一工程中,漢字與計算機之間的鴻溝被逐漸抹平,計算機的文化進程也逐步加快。

倪光南是計算所參加“748工程”會議的唯一代表,并向當時的負責專家介紹了自己的漢字處理研究。到了1975年,計算所六室輸入組正式開始了對漢字信息處理課題的研究。倪光南曾在計算所的階梯教室進行過學術報告,介紹自己的聯想式漢字輸入法。

倪光南的“聯想式漢字輸入法”主要利用上下文的關聯性,讓計算機來輔助漢字輸入。在匯報時,倪光南在黑板上畫出了聯想式輸入方法的示意圖,并表示當使用者輸入一個漢字之后,計算機會在漢字顯示器上面提供許多關聯詞,這些關聯詞可以由一個也可以由多個漢字組成。隨后,使用者可以使用光筆或者鍵盤來選取某一個關聯詞,這樣就能夠方便地輸入漢字了。

雖然倪光南很早便提出了聯想式漢字輸入的方法,但最終落地整個過程歷經了近10年時間。在這些年中,除了提出聯想式漢字輸入方法外,倪光南用了不少時間去研制人機交互漢字顯示技術。

這也就是前面提到的“111漢字信息試驗系統”和“手寫文字識別機”。倪光南將這兩個項目放在一起進行研究,共享技術和設備。

當時,“手寫文字識別機”的硬件設備基本上包含了“111漢字信息處理實驗系統”的硬件設備。“手寫文字識別機”主要包括“自適應飛點掃描器”和“文字識別監視器”等硬件,而“111漢字信息處理實驗系統”的主要硬件則是人機交互漢字顯示器。

這樣,當“111漢字信息處理實驗系統”在工作時可以用來顯示和輸入漢字,而當“手寫文字識別機”在工作時,則可以作為文字識別監視器和修訂手段。這兩個設備可以共用控制器,這樣一來,兩項研究不僅可以節省設備,同時還能夠縮短研制周期。

整個項目可以分為9個部分,即控制器研制、設備接口研制、機械設計研制、人機交互漢字顯示器研制、漢字系統軟件研制、對話輸入法詞典和聯想詞典編制、漢字打印機研制、飛點掃描器研制、識別機軟件研制。

當時111機的人機交互漢字顯示器的控制器邏輯基本上是“SK-1光筆圖形顯示器”控制器邏輯的移植,只是將“三維坐標變換器”簡化成了“二維坐標變換器”,同時還修改了其與主機的接口。

在這9個部分工作中,倪光南參與了其中6個部分的工作,同時他還主持了全部硬件、軟件的研制和上機實驗。

倪光南最初提出的聯想式漢字輸入法采用的是“從字到詞”的方式,就是輸入一個漢字,然后計算機會提供一組聯想詞,供使用者去選擇。比如輸入“中”字后,后面會出現“國、文、心、華”等聯想字,同時還會出現“華民族、華人民共和國、心思想”等聯想詞。

在這種情況下,選擇一次就可以輸入多個漢字組成的詞,比如通過輸入“中”,選擇最后一項就可以再輸入“華人民共和國”。這種聯想是單詞的,也就是從一個漢字到一個詞,然后再輸入一個漢字,再聯想到一個詞。

但如果按照這樣的構想來進行,聯想式漢字輸入法就會占用較多存儲空間。因此在后續研究中,倪光南和同事們又進一步完善了聯想式漢字輸入法。

第五節 訪學加拿大

在研發“111漢字信息處理實驗系統”過程中,竺乃剛負責編制聯想詞典。為了節約聯想詞典的存儲空間,他提出了使用“從字到字”的方式進行聯想輸入,也就是在輸入一個漢字之后,由計算機提供一組聯想字讓人選擇,這樣聯想字會形成一個鏈,從而達到“從字到詞”的效果。

倪光南接受了竺乃剛的建議,用軟件控制開關,這樣就可以在這種“從字到字”的聯想方式和之前單次的“從字到詞”的聯想方式之間自由切換。

相較于“從字到詞”的聯想方式,“從字到字”的聯想方式需要在輸入一個詞的時候進行多次選擇。這樣一來,就會降低聯想字的命中率,所以說這種方式還有很大的改進空間。

隨后,在開發聯想式漢卡時,倪光南進一步完善了聯想式漢字輸入法。他創造了一種“從詞到詞”的聯想方式,即根據已經輸入的“詞”,由計算機提供一組聯想詞,供使用者選擇。其中,聯想詞會根據已輸入詞的長度被稱為“聯想相關長度”,這個長度越長,聯想詞的命中率也就越高。

到聯想式漢卡V2.X軟件系統時,“聯想相關長度”已經發展為1到4,也就是計算機能夠根據前面已經輸入的1到4個漢字,來為使用者提供聯想詞。

舉例來說:

當“聯想相關長度”為1時,輸入“中”字,計算機會給出“國、華、央、文”等聯想字。

當“聯想相關長度”為2時,輸入“中國”這個詞,計算機會給出“人民、公民、制造、政府”等聯想詞。

當“聯想相關長度”為3時,輸入“中國人”后,計算機會給出“口、民、文”等聯想字。

當“聯想相關長度”為4時,輸入“中國人民”后,計算機會給出“銀行、解放軍、政府”等聯想詞。

很顯然,按照這種輸入方式,不僅聯想詞的命中率會很高,整體輸入效率也會得到提升。發展到這里,聯想式漢字輸入法才算最終成形。

除了用聯想式漢字輸入法進行漢字輸入外,倪光南在聯想式漢卡V2.X軟件系統中,還利用聯想功能來減少輸入中的重碼。

漢字一音多字的情況十分普遍,拼音輸入法雖然規則上比較簡單,但重碼情況也比較多。比如“yi”的同音字就超過100個。這樣在這么多重碼字中找到自己需要的那個字,就會消耗很長的時間,從而降低輸入效率。

為了解決這一問題,倪光南在聯想式漢卡V2.X軟件系統中加上了“允許利用聯想功能減少重碼”這一選項。在選擇這一項之后,重碼字就會被篩選,屬于聯想字的那些字就會排列在前面,方便人們選擇。這與現在常見的智能拼音輸入法十分類似。

在開發聯想式漢字輸入法過程中,訪學加拿大為倪光南留下了深刻的印象,在加拿大的所見所聞所學也讓倪光南在聯想式漢字輸入法的研發之路上更進了一步。

1980年,加拿大國家研究院的一位副院長來到中科院計算所訪問。當時六室的萬永熙負責接待工作,他把副院長引領到倪光南那里,讓倪光南為其演示了“111漢字信息處理實驗系統”和“手寫文字識別機”。

倪光南的英文水平不太高,所以只能用并不流利的英語來和這位副院長進行交流。在交流過程中,倪光南深得這位副院長的賞識。在訪問結束后,這位副院長邀請倪光南前往加拿大從事研究工作。

倪光南很清楚,想要追趕上西方計算機研究的步伐,就要努力學習別人的先進技術,而出國訪學不僅能夠接觸到許多先進的計算機設備,同時還能第一時間接觸到國外的先進技術。對于開闊自己眼界、提升技術水平有著重要的幫助,為此,倪光南欣然接受了對方的邀請。

1981年,倪光南應邀前往加拿大國家研究院工作,成為了那里的訪問研究員。倪光南的工作年薪是4.3萬加元,如果按照官方匯率來計算,當時倪光南在加拿大的工資水平相當于國內的70倍,而這一工資水平在加拿大國內,也屬于5%的高收入群體的水平。

在第一個月發工資時,倪光南將其中三分之一的錢寄回了家中。當時國內工資只有幾十元一個月,而倪光南一次就寄回了上千元的“巨款”。倪光南的愛人在單位開好介紹信之類的證明文件,在單位領導陪同下去郵局領取這筆“巨款”。

倪光南在加拿大訪問期間,不僅工資收入豐厚,工作環境也要比國內好很多。當時倪光南作為加拿大國家研究院的訪問研究員,主要從事計算機圖形學研究,這是從此前“手寫文字識別機”延伸而來的一項研究。在加拿大國家研究院,倪光南第一次感覺到了計算機科學的發展潮流。

當時在研究院中,每一位研究員都有一臺小型機。這些小型機在運行速度上與國內的機器相差并不多,但這里的機器卻有完整的操作系統和大量的應用軟件。無論是文件處理還是日常研究,都可以在這些計算機上進行。

親眼見到這樣的情境,倪光南說道:“那時第一次感受到計算機必將會作為一個工具為各行各業提供服務。而國內計算機還主要用于重大項目的運算,對于軟件的開發和應用非常有限。”確實,國內計算機行業由于起步較晚,在當時,普及范圍并不廣泛,更多只是用于一些重要實驗項目的運算,在軟件應用和開發方面涉及得并不多。

倪光南開始利用在加拿大工作的機會努力研究相關技術,同時還經常與同事們聊天,了解國外各個高科技公司的運作方法。在這個過程中,倪光南又得到了一種新的認識。他說:“我開始了解到,科技成果只有和市場聯系起來,才能實現良性循環,才能真正被更多人使用,這是我對科技成果產業化最初的認識。”

也正是出于這種認識,倪光南才會有后來將“聯想漢卡”推向市場創造了聯想集團最為輝煌的時刻。當然,這是后話。

在兩年訪問期結束之后,加拿大國家研究院非常滿意倪光南的工作,希望他能夠留在這里繼續工作。但倪光南婉拒了對方的邀請,并對研究院的部門負責人說:“我一直在研究的漢字信息處理系統,既然是漢字,怎么能離開它的母國呢?在原來的研究基礎上,加上在加拿大獲得的新技術,我對它的發展前景十分看好。”

其實,倪光南對自己在加拿大的工作也十分滿意,他認為這里還有很多技術和知識需要去學習。但在加拿大發生的一件事情改變了倪光南的想法,讓他下定決心要離開加拿大,回到自己的祖國。

第六節 1.99元的“中國制造”

1981年底,倪光南剛剛開始自己在加拿大的工作。一個晴朗的周末,他獨自騎著自行車在市區閑逛,不遠處的一家鞋店吸引了他的目光。在鞋店的櫥窗中擺放著各式各樣的精美皮鞋,可以看得出這些皮鞋來自英國、美國、意大利等不同國家。

正當倪光南駐足觀看時,他發現在鞋店門口的幾個筐子里面擺放著一大堆布鞋,上面標示著“1.99加元一雙任選”的字樣。看到如此便宜的價格,倪光南覺得有些不可思議,就走到筐子邊挑選起來。誰想到,拿起來一看,這些鞋子的底部都印著“MADE IN CHINA”的字樣。

拿著鞋子的倪光南一下子有些恍惚,看著自己手中中國制造的1.99元的布鞋,又看了看櫥窗中精美的外國皮鞋,這讓倪光南百感交集,在這里,“中國制造”似乎成為了簡陋、低級的代名詞。但在倪光南心中,當時的中國只是在發展上慢了一步而已,“中國制造”不會永遠跟“簡陋和低級”聯系在一起。

此后在加拿大,倪光南又看到了許多中國制造的產品,這些產品不是輕工產品就是農產品。而且很多時候,這些產品都是最低檔次的,高科技產品基本沒有。

也正是因為這些經歷,倪光南才在訪問期滿之后拒絕了加拿大國家研究院的挽留。倪光南所放棄的不僅是對方的挽留,同時還有高額的年薪以及繼續提升的機會。當有人詢問倪光南選擇回國的得失時,他說道:“我想有一點是肯定的,如果我不回來,之后我所做的一切工作,將不會對‘中國制造’有新的幫助。”

在加拿大兩年,倪光南不僅學到了最新的微處理器技術和C語言,還開闊了自己的眼界。從加拿大回來之后,倪光南認識到中國的計算機也會大面積地普及。這就說明計算機并不僅僅是一個學術上的東西,所以必須要將其拿到市場之中去應用才行。

倪光南在加拿大認識到計算機會逐步普及,研發具有市場價值的產品才能將高科技的“中國制造”品賣到國外去。此前倪光南所研究的正是漢字信息處理技術,現在只不過用從加拿大學習來的新技術進一步加深研究而已。

在當時,倪光南已經能夠用微處理器和C語言技術將聯想式漢字輸入等漢字處理技術整合在一個微機系統上了。為了能在回國后盡快做出成果,倪光南在加拿大自掏腰包購買了價值幾千加元的科研器材。其中,包括Z80微處理器、SRAM、DRAM等設備,都是國內很難買到的器材。

在描述自己將這些設備運回國的過程時,倪光南說道:“一路上每過一個關卡,都要趕緊檢查一遍,生怕把這些‘寶貝’磕了碰了。”在此后的研究中,這些設備確實給倪光南提供了很大的幫助。

回國之后,倪光南開始利用這些設備將聯想式漢字處理成果做成一臺實用的漢字微機。由于硬件器材齊全,軟件采用C語言進行開發,效率很高。到1984年初,倪光南團隊就開發出了新的漢字處理產品。這是一臺完整的漢字微機,被稱為“LX-80聯想式漢字圖形微型機”。

“LX-80聯想式漢字圖形微型機”是一個獨立的漢字處理系統。從最初依賴于大型計算機的實驗系統,到逐漸發展成為一個實用的漢字微機,倪光南在漢字信息處理的研究上取得了很大的進步。

1984年,“LX-80聯想式漢字圖形微型機”獲得了中科院三等獎。此后通過技術轉讓,廣東省科學院實驗工廠、大連科華公司、四川萬縣船舶總公司457廠、蘇州計算機廠四家公司共生產了600臺這種微型機。

1984年4月23日,在深圳市“電腦產品及應用成果展覽會”上,“LX-80聯想式漢字圖形微型機”和IBM-PC展開了較量。LX-80采用的是硬件處理漢字,也就是“硬漢字”技術,而IBM-PC則采用CCDOS軟件來處理漢字,即“軟漢字”技術。

當時PC的運轉速度很低,使用16位的8088CPU,主頻只有4.66兆赫,性能大概只有現在新PC的千分之一、萬分之一。因此,只能顯示出幾十個漢字,而且在一個全屏幕上,只能夠顯示出來十行漢字。

反觀LX-80,雖然使用的是8位的Z80CPU,主頻只有4兆赫,但由于主要依靠硬件來進行漢字處理,所以在漢字信息處理方面要遠超過PC機。當時LX-80的漢字顯示速度每秒可以達到千字,而且全屏幕能夠顯示25行漢字。

很顯然,在與IBM-PC的較量中,LX-80占據著很大的優勢。外界也對LX-80表示看好,但倪光南卻并沒有被眼前的“勝利”沖昏頭腦。在加拿大的經歷讓他知道,PC才是計算機行業的主流,使用Z80微處理器的系統都不能與之抗衡。所以必須要將LX-80的技術移植到PC上,才能夠獲得真正意義上的“勝利”。

倪光南知道計算機的未來在市場之中,而不會僅僅局限在學術研究上。因此,開發出便捷高效的漢字信息處理系統才是漢字輸入的解決之道。雖然是一個搞科研的專家,但在計算機研發領域,倪光南更注重做產品。或許這也是此后倪光南接受中科院計算所公司總經理王樹和等人的邀請加入計算所公司的原因之一。

此前計算所業務處與中航深圳工貿中心簽訂了合作協議。中航深圳工貿中心提供了兩臺當時最新的IBM-PC/XT,倪光南便著手將LX-80移植到PC上。由于信通公司邀請倪光南擔任顧問,所以在這個過程中,信通公司也提供了支持。

這是漢字處理的第三項產品,也是最有產業化前景的產品,這項產品的問世也為倪光南研發“聯想式漢卡”打下了堅實的基礎。

倪光南曾說:“大型計算機的研制,我灑過汗水。國家級科研成果,我取得過。中科院重大科技成果獎,我也拿過數次。但遺憾的是,這些成果至今還躺在獎狀上,一直沒有成為產品。”

倪光南是一個科研工作者,但同時他還有長遠的科技眼光。他知道那些躺在功勞簿上的科研成果并不能對社會發展產生作用,所以他想要讓這些成果變成產品,這也成為了倪光南選擇“下海”研發“聯想式漢卡”的一個重要原因。

主站蜘蛛池模板: 仁布县| 阿拉善右旗| 鹤壁市| 瓦房店市| 平顺县| 玉田县| 安顺市| 卢龙县| 丰顺县| 西乌珠穆沁旗| 容城县| 安宁市| 保康县| 弥勒县| 苍山县| 南平市| 加查县| 莎车县| 谷城县| 金华市| 高台县| 泾阳县| 北安市| 麻城市| 青海省| 西乡县| 昆山市| 体育| 开平市| 淳安县| 澄江县| 临西县| 鸡泽县| 水富县| 苗栗县| 弥渡县| 文山县| 平原县| 霸州市| 新营市| 当雄县|