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西安办学一甲子|王育民:我的大学生涯(2)

时间:2018-06-05 11:31来源:通信工程学院作者:zjb 点击:

2017年9月,以总成绩排名第一的成绩获得了由中央网信办和教育部联合评选的“国家一流网络安全学院建设示范项目高校”称号。

西电已成为我国培养密码学和信息安全人才的一个重要基地。西电是国内开展密码学和信息安全学术活动的重要力量。

四、我校近60多年来学科建设的历史经验

1952年5月19日,中央军委发布命令成立“中国人民解放军通信工程学院”,若从此日计我校正式跨入高等教育行列算起,至今已有65年多了。历届校领导对于我校的学科建设一直是很明确的,那就是早期以电子通信技术后来扩大为以电子科学技术为核心求得生存和发展。

前三段我们回顾了我所熟悉的一些事情,还有不少成功的事例证明以电子科学技术为核心进行建设和发展是正确和有效的。

1. 数学与通信技术相结结合和成功创建了信息论、密码学、网络安全专业,以陈太一、胡征、肖国镇等为代表。

2. 机械学结合天线结构设计成功创建电子机械学科,以叶尚辉、段宝岩等为代表。

3. 材料科学结半导体芯片设计成功创建电子器件学科,以孙青、郝跃等为代表。

4. 校友们在IT技术领域创业成功指明了我校管理学科发展方向。

5. ……

五、我校距世界一流大学还有多远?

根据校友会最新版2017-2018中国理工大学排名,我校被列位第19名,在中国高校的总排名次为46名,这一评估似乎都没亏待我校。当然我们对此不必过于认真,只能作参考而已。在此排名表中,将理工科高等学校分成7大类:第1类是世界一流(清华);第2类是世界知名高水平,中国顶尖(华中科技大、天大、中科大、哈工大共4所);第3类是世界知名高水平,中国顶尖(同济、北航2所);第4类是世界知名,中国一流(大连理工、西工大、电子科大、北邮等10所);第5类是世界知名,中国高水平(武汉理工、西安电子科技大学等28所);第6类是中国知名,区域一流(有X所);第7类是中国区域高水平(有X所)。

我校被列为第5类,这就是说我们要跨到世界一流大学还要攀登4个台阶!不说别的,仅在学科扩充上我们具备条件能在30多年内达到几十个之多吗?对于绝大多数高校来说这类“一流”只是易于写而难于圆的美梦!

其实,“一流大学的创建不在于规模大小、学科设置是否齐全,关键是学校能根据自身实际情况,突出办学特色,克服自身薄弱之处,形成互为支撑的学科架构,走独特的发展之路,铸就学校强大的核心竞争力。而那种不顾学校自身的办学传统和条件,贪大求全的发展理念,可能会使学校的学科设置齐全,师生规模庞大,但因为是散沙一盘,不仅不能提高学校的整体竞争实力,而且可能使学校原有的办学优势丧失,使学校走向平庸,从而贻误学校的发展。”[13]

对于我们学校而言,如果我们不去在意全面的“一流大学”,而是苦练内功,缩短战线,努力创造自由探索的学术研究环境,集中于我们在IT学科的优势,以“法国巴黎高等电信学校”和“伦敦政治经济学院”为样板,以IT学科为核心,努力加强我们的科学基础建设和适时拓展相应学科,努力建设和提高我们的围绕信息技术的科学水平,努力培养和造就一批从事信息科学研究方面的教师队伍。这样我们才能够保持住我校在信息技术方面的学科优势,将我校建设成为世界一流的IT学科高校。

我校最近召开的第十二次党代会上所确定的中长期发展目标是将我校建设成为特色鲜明一流大学,这一定语选的恰当而精准,既鼓舞人心,又能经奋斗可达。这一美梦定会成真!

检验是否达到了这一目标的主要指标也不复杂,一是培养出了公认的世界水平的一流人才,二是推出了公认的世界水平的一流科技成果。

六、21世纪专业建设所面临的挑战

二次世界大战结束至今已有七十余年了,虽然局部战争不断,但是世界规模的大战尚未出现。这为世界经济和科技的发展创造了极有利的条件。

20世纪40年代提出的信息论、控制论和系统论为“信息”登上舞台提供了理论基础,人类社会已经开始在毫无觉察、无声无息的情况下,向着信息化社会迈进了。Shannon的信息编码理论引发了通信、计算机等信息领域的数字化革命,摩尔定律生动地展示了这一革命的速度和效力。TCP/IP协议为人类带来了互联网,引发了电子通信的网络化革命,它将全世界用虚拟的数字化网络连接起来,为人类社会提供一个新的生存空间,它与实体物理空间并存,两者之间既有相依不可分割的映射关系,又有完全不同的特点。在物理空间,人们是面对面的直接接触,在网络空间,人们是通过所拥有的IP地址借助电信技术与拥有IP地址的其他人实现虚拟的信息接触,在地球范围内,两者之间的地理距离已无足轻重,但会带来很多新的挑战,特别是信息安全问题[15]。

社会信息化大大加快了经济、科学、技术和整个社会的前进步伐。当前信息化社会正在由数字化、网络化走向它的更高级阶段——智能化。

对于智能化革命问题有多个值得提及的事项。

1. Shannon是最早倡导智能化的学者之一。计算机下棋、老鼠走迷宫、杂技抛球、解魔方、股票投资等。他对此都有一些深刻的见解,做出了重要贡献。

2. 信息化社会的发展要求能无时无刻地向人们提供所需的信息

这就对信息的传输、存储、处理和提取提出了很多新的要求,Internet、Web2.0、Web3.0、P2P、2G、3G、4G、和5G移动通信、多媒体技术、在线视频广播、各种遍布式传感器网络、网格计算、无线Mesh网、无线Ad Hoc网、云计算、区块链(Block chain)等,不一而足。

3. 传感器技术给人类带来的巨大变化

Shannon1948年论文所给出通信系统模型中曾明确指出,信源和信宿既可以是人也可以是物,这就是说存在有,人与人、人与物、物与物之间的通信。长期以来由于技术的制约,人们只关心人之间的通信问题。

传感器技术彻底改变了这一情况。人通过自身的感官去看、去听、去闻、去嗅、去品尝、去抚摸、去感受,能力很有限。人类靠智慧发明了听诊器、望远镜、显微镜、超声探测仪、X射线、CT断层扫描……传感器所提供的间接感知强化了我们探索自然、社会、和我们自己生理和心理的能力。

物理空间中的一切事物,不管它是生物还是非生物、是动物还是植物、也不管它是移动的还是固定的,都可对其绑定或嵌入一个传感器,它们就具备了对环境感知、通信和响应的能力了,也可以将其接入网络,而成为信息空间中虚拟的一员。当其用TCP/IP协议接入互联网后,这类物的集合就成为互联网的一个子集,称之为物联网(Internet of Things)。若这类物之间采用专用协议组网,就构建了一种特定的物连网(Network of Things),亦即传感器网络,这类网络种类繁多,仅用于人体的就有可佩带、可吞咽和可植入的三大类。利用这些传感器,通过无线信道可以和计算机、网络连接,组成了无线个域网(WPAN,Wireless Personal Area Networks)或无线体域网(WBAN,Wireless Body Area Networks),为研究人体生理和心理的奥秘,疾病诊断和治疗提供了极为有效的手段。极大地改善了人类的生存条件。

4. 智能、生物智能和人工智能[15]

何谓“智能”?,《现代汉语词典》的解释:“智能,就是智慧和能力”,“智慧”属于信息范畴,是抽象的,而“能力”是属于物质范畴,是具体的。“智能”就是在智慧指挥、控制和支配下的能力。

智能和本能不同,《现代汉语词典》说,本能是“人类和动物不学就会的本领”,“机体对外界刺激不知不觉地、无意识地(做出的反应)”。

不能将人类的智能和动物的本能混为一谈,人类的智慧远高于一般动物,但在能力上常不及一些其他动物,而其他动物虽缺少甚至谈不上有什么智慧,但在某种能力上常会超过人类。

这说明对“智”和“能”要作区分,不能将其合为一个整体看成仅是“智”的延伸,而略去“智能”中不可缺少的“能”的部分。

智能早已存在于高等动物,特别是人的系统中,只是到了信息时代才被人们深切地意识到,并进行深入研究。

智能属于有生命能力的生物,特别是属于高等动物——人类。无生物所具有的“智能”只能是“人工智能”,不具有生命力,仅当“人造生物”出现后才可会发展出非人力所赋予的“智能”。

人工智能中的能是人通过设计和制作所赋予机器的,而生物智能中的能是生物体中的生物能。动物的生物能是由其自身的消化系统和输能系统提供的,植物的生物能是直接或间接地通过光合作用从太阳能转化来的。

5. 大数据——自动化到智能化

“大数据”是人类创造的一种能在浩瀚数据大海中发现问题,对其进行分析、推断、处理的新科学方法,是人类创造的一种智慧工具。它对人类社会发展的影响深远,对网络安全的冲击作用巨大。造就“大数据”的物质基础是超高速巨型计算机、网络空间、大规模的网络计算和存储资源。是人类在信息时代发明的一种新型虚拟显微镜和望远镜。

密码理论成功解决信息的保密、认证和完整性问题,但我们对人们的隐私问题尚无有效方法。“大数据”、美国“信息全面觉察(TIA,Total Information Awareness)”计划、e-DNA等新技术严重威胁和逐步剥夺人们的隐私权,人们的一举一动,无时无刻不在被监视和跟踪着,信息化社会中生存的人们将逐步丧失隐私,“零隐私”(Zero privacy)的趋势将不可逆转,人们在虚拟的赛伯空间中无奈地“裸奔”着。而“人脑阅读机”还要直接窥测人的所想、追朔人的久远的深层记忆、直至人的内心世界,这是更令人胆寒的!

6. 人机大战

1997年超级计算机“深蓝”在棋盘上击败俄国际象棋大师卡斯帕罗夫。这是人类第一次用自己制造的机器在智能上(更确切地说是在下国际象棋的能力上)战胜了自己。

2011年2月8日IBM的超级计算机“沃森”(IBM的创始人托马斯·沃森)在美国著名智力竞答电视节目《危险边缘》战胜了名家肯·詹宁斯和布拉德·鲁特尔。“沃森”会运用百科全书、字典、新闻报道、书籍、网络内容等资源。但在参加《危险边缘》节目时它不能与互联网连接。

2016年3月9日-17日,谷歌的计算机Alpha GO借助所收购英国DeepMind公司的人工智能围棋软件,与韩国围棋国手李世石进行了人机大战,Alpha GO以4︰1获胜。

2016年“华生”成功诊断出一种医生未能发现的罕见癌症。

2017年新版Alpha GO打败了世界各位围棋高手,天下无敌。

用智能化算法软件武装的计算机已在下国际象棋和围棋、面部识别、医疗诊断、知识竞答、无人机、自动驾车等方面胜过了人,所涉及的人脑智慧除了数学逻辑推理外,还有语言理解、知识检索、最佳统计决策等。但其在学习方法上还只是简单的胡萝卜+大棒的奖惩制教育方法。近来已经开发出“人工好奇心”算法,让机器能像低龄幼儿那样,在兴趣的驱动下主动地探索身边的环境,自主地认知世界。决定是否有趣将成为关键,新奇性和惊奇感是两个关键参数,已有几个尝试性有效算法:如何操作工具、如何探索周边环境、如何掌握语言等。用这类软件机器必将进一步强化人工智能的威力[16]。

这类计算机充分展示了人工智能的成就,自然也会给人类社会带来一些负面作用,这是我们需要警惕的。还应指出,这种无生命计算机的智能距离人类的能自主运行、自由思想、有意识、有情感、能进行心理感知分析等的智慧还很遥远。

计算机智能化软件是信息化社会化进入智能化的关键。

7. 信息的传输、存储、处理和获取向更远的天际和更久远的过去发展

发展航空、航天、航海、钻探等技术,人们不仅要在地球领域内上九天揽月,下五洋捉鳖,而且还要向更广阔的时空进军,探测宇宙中的星系,弄清楚宇宙和人类的起源。我国的“天宫”空间实验室、“蛟龙”载人潜水器、“天眼”FAST射电天文望远镜、“悟空”号物理探测卫星等充分展示了这一发展趋势。

8. 在信息化社会中人类赖以生存的信息工具是什么?

20世纪90年代中期,Sun公司主张的网络计算机NC,有人提出TV+PC,比尔·盖次主张PC机。

当前,乔布斯所创制的苹果手机胜过了PC机,未来很可能是运行在5G的智能手机成为人们的生存工具。

9. 信息科学技术与其他学科的渗透与融合

信息科学技术正在向其它许多科学领域渗透和融合,如哲学、神经学、心理学、生理学、生物学、神经生物学、生命科学等,信息科学技术成为许多学科的一种有力研究工具。

在各种渗透融合中,最引人入胜的是与神经生物学相结合,建造最强大的计算机,如IBM的“蓝脑计划”集结各类专家研究人脑,进行建模、仿真,揭示人类认知世界,思考问题,以至意识、精神、思想等的奥秘。

10. 智能科学技术的终极目标——人工脑

宇宙是所有系统中最大的一个不断演化着的复杂系统,它无所不包,而人脑是最复杂的一个小的生命系统。当前人类正在全力探索这两个系统,揭示这两个系统的奥秘是对人类认知能力的极限挑战!

在探测宇宙方面,1990年美国发射的哈勃(Hubble)太空望远镜将人类观察宇宙的能力扩大到银河系以远,带来天文观测史上的一场革命。2014年美国又发射功能更强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST,James Webb Space Telescope,替代哈勃太空望远镜。它可以按照天文学家的指令去观测宇宙中的任意星体。使我们的观测距离扩展到130亿光年的宇宙,同时使我们可以追寻到137亿年前,宇宙大爆炸以来的宇宙的形成和演变的历史。太空望远镜就是一个复杂的光探测或感知系统,也是一个无线光通信系统。下一步是建造巨型太空望远镜的Atlas T计划,要到2020至2025年才可能运转。

宇宙浩瀚无边、变幻莫测,以人类有限的存在时段,有限的认知能力,有限的技术水平,有限的地球资源,有限的……能否认清宇宙的真面目,是很值得怀疑的。

至于探索人脑的奥秘方面,这也是一个极为复杂、极难捉摸的问题。人脑的神经细胞数量有10-11,与银河系已知星体总数相当;连接神经细胞的“突触”数量达10-14次方,大脑可存储的信息是美国国会图书馆藏书总量的50倍……大脑不仅具有类似于计算机的接收、存储、计算、处理信息的能力,还具有难于捉摸的意识、情感、心灵、性格、精神等。

意识是“人的头脑对于客观物质世界的反映,是感觉、思维等各种心理过程的总和,其中的思维是人类特有的反映现实的高级形式。”[《现代汉语词典》,p.1618]

情感是“对外界刺激肯定或否定的心理反应,如喜欢、愤怒、悲伤、恐惧、爱慕、厌恶等。”[《现代汉语词典》,p.1116]可见,有些情感甚至不涉及知识、智慧,因而也算不上智能,在动物界更多的表现为本能。

一门新的学科——脑科学已被列为各国重大科学研究计划,涉及数学、物理、化学、计算机、信息、控制、心理学、及生物学中许多新兴学科:神经遗传学、神经解剖学、神经生理学、神经功能学等。研究的首要问题是大脑建模。

迄今为止我们所能用的建模、仿真技术都是在图灵计算机模式下进行的,所取得的成就也是巨大的,在认知大脑的生物结构、生理功能、电生理功能等已有长足的进步;在计算、逻辑分析上灵图计算机更为成功,有些方面可能已超过生物脑;在脑保健、新药研制、脑疾病治疗等方面成绩斐然。但在生化过程、心理过程的认知上进展不大,效率很低,至于对意识、心灵、精神等方面的研究还是一筹莫展,束手无策。

生物脑的工作不仅伴随电磁过程,而且伴随生化过程,对于电磁过程我们有较好的手段进行观测,已取得很多成果,弄清了不少有关生物脑的工作机理,但对于生化过程、对于活体的湿件(Wetware)是如何工作的以及如何在活体上进行分析和检测还有很多难题,我们还有待努力,目前所知甚少。

地球上的人不可能将自己举起来,但是人类依靠聪明才智,发明创造了飞行工具,不仅能让人们翱翔于天空,而且还能飞行于星际。人类能用自己的头脑认清自身,特别是自己的脑袋吗?也许有某种“力”的作用,使我们难于认识清楚我们自己的意识、精神方面的问题,但我们是否也可以创造出某种“认识工具”能够帮助我们认识清楚我们的意识和精神?这是一个比将自己举起要困难和复杂的多的挑战!

结束语

本文回顾了我成为西电人以来六十多年在信息化社会中从事信息科技教学和研究的历程和一些感悟。展示了人类在Shannon等众多先驱者的指引下,在建设信息化社会所取得的伟大成就。

当前,信息化革命还在深入进行中,数字化、网络化、智能化的新技术不断涌现,人类的信息化社会还在发展完善中,信息化社会的高级阶段尚有很长的路!

信息化社会迈向智能化高级阶段给我们的学科建设提出许多新的挑战。信息科学技术也将会继续发挥巨大作用,这为我们学校的发展创造了空前的机遇。目前我们的科学和技术水平与世界先进水平相比还有很大的差距,我们的大学的教育理念、师资水平、学科设置、教学条件、教学方法等都还不能满足今后科学和技术发展对于人才的需求。

虽然要解决教育问题必须从许多根本问题上进行改革才行,但作为从事专业教育工作者,我们应当认真研究科学和技术的发展方向,搞清学科和专业将向何处去,从而才能正确地制定人才培养计划,以恰当的方式和方法将学生引向通往未来之路。

“对科学的反思,对理性的反思,虽任重道远,却可以使我们更清醒地认识自我,从而为人类找到一个对话的方式。泰戈尔曾诗意地提醒世人:‘当我们大为谦卑的时候,便是我们最接近伟大的时候’。”[17]

依靠人的心智世界永不泯灭的好奇心、大胆的怀疑精神、不懈的探索功夫、丰富的想象力、严谨的逻辑推理和判断力。更为重要的是要创造一种宽松自由探索的环境,解放思想,才能充分发挥出人的心智的创造力。我们将会更加清楚前进的方向,更有信心地实现我们的美好梦想。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!

感谢校档案室及时提供几张珍贵历史照片!

参考文献

1. 回忆录-1:我的求学历程,(2012-01-20),《王育民教授自选文集稿》回忆录篇。

2. “开国将军069069:王赤军少将”,网文,2017-11-19,2018,来源:阅14转1。

3. 西电往事工作组:90岁老人(王德明)的西电故事,【西电往事】,发布时间:2015-01-15 09:45:07。

4. 叶清:“在西军电的日子(三)——王赤军将军”,军电岁月——庆祝西安电子科技大学八十华诞专刊,2011-07-04 17:04:07,作者西军电5616班学员。

5. 安毓英:“与西军电同行”,《西电往事》,学生记者吴晨、李瑞,发布时间:2015-03-26。

6. 回忆录-2:往事回忆——信息论专业创建初期的几个片断,(1994-06),《王育民教授自选文集稿》回忆录篇,(2008-12-05),《王育民教授自选文集稿》。

7. 回忆录-回忆录-3:往事回忆续——信息论专业发展的几个片断,《王育民教授自选文集稿》回忆录篇,《王育民教授自选文集稿》。发表在《西电科大报》,总408期,第10-11版,2008,12,5

8. 回忆录-4:赴美进修小结,(198202,后加的附言(20150315),《王育民教授自选文集稿》回忆录篇。

9.《文集》前言,《王育民教授自选文集稿》。

10. 偶感录-17:我们的科研战略方针应如何定位?(20090130),《王育民教授自选文集稿》偶感录篇。

11. 偶感录-26:一点建议——致校领导的一封信(20100111),《王育民教授自选文集稿》偶感录篇。

12. 偶感录-31:对《国家中长期教育改革发展规划纲要》的几点意见(20100328),《王育民教授自选文集稿》偶感录篇。

13. 偶感录-38:关于一流人才培养(20110626),《王育民教授自选文集稿》偶感录篇。

14. 郭德红(中央财经大学高等教育研究所),“伦敦政治经济学院的办学特色”,《比较教育研究》,第4期,2007。

15. 报告集-16:信息论对社会信息化的作用,《王育民教授自选文集稿》报告集篇。

16. Vincet Nouyrigat, “人工好奇心”,《新发现》,第2期,p.56-60,2018。

17.魏雪刚,“立于‘假设’上的世界”,《新发现》,第2期,p.104-105,2018。

18 .“你们是科学的千里眼顺风耳”,百度词条。

19 .“封神演义小说中千里眼和顺风耳在那一个章节”,网页,匿名用户 2009-08-18提问 2009-08-18 回答。



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