他把漢字裝進了電腦！“當代畢昇”王選的三大人生快事
他是我國著名的計算機科學家，研制成功漢字信息處理與激光照排系統(tǒng)而被稱為“當代畢昇”，讓我們一起走進王選的世界。
整理/記者 李慧 圖文編輯/陳永杰 圖片來源/北京大學王選紀念陳列室
編者按：
漢字是中華文明的重要標志。上世紀80年代，“當代畢昇”王選發(fā)明漢字激光照排系統(tǒng)，引發(fā)我國印刷業(yè)繼畢昇發(fā)明活字印刷術(shù)后的第二次革命，使?jié)h字煥發(fā)出了新的生機和活力，漢字信息處理真正進入計算機時代，印刷業(yè)一躍從“鉛與火”邁入“光與電”。漢字激光照排系統(tǒng)和“兩彈一星”、雜交水稻、高鐵、航母等，共同為我國成為有世界影響力的大國奠定了重要基礎(chǔ)。
日前，北京市科協(xié)舉辦“傳承科學家精神——講好中國科學家故事”科學傳播沙龍。北京大學王選紀念陳列室主任、王選院士生前專職秘書叢中笑，以科普方式講解了漢字激光照排技術(shù)引發(fā)中國印刷技術(shù)革命的非凡歷程，同時通過講述王選院士一個個生動曲折的故事，帶領(lǐng)聽眾走進“王選的世界”，學習其創(chuàng)新思維和方法，領(lǐng)略其高尚的精神風范，引起聽眾強烈共鳴。
【主講嘉賓】
叢中笑
北京大學王選紀念陳列室主任
王選院士生前專職秘書
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“它的價值和難度深深吸引了我”
四十多年前，我國的計算機還主要用于科學運算和國防尖端工程，系統(tǒng)里沒有精密漢字。報紙、書刊主要用鉛制的活字排版印刷，手工挑字、人工排版效率很低。為此，1974年8月，在周恩來總理的親自關(guān)懷下，我國設(shè)立了748工程，即漢字信息處理系統(tǒng)工程。工程包含有三個子項目，王選研究的子項目就是漢字精密照排。當時王選是個在家養(yǎng)病的病號，十多年沒有辦法工作，他的夫人、北大數(shù)學系教師陳堃銶也是個病號，所以后來就有媒體報道說，兩個病號做出了一件驚天動地的大事。
1975年，陳堃銶參加了北大一項有關(guān)計算機的調(diào)研，聽說了748工程，回來后告知了王選，王選當時一下子就被漢字精密照排項目所吸引，開始自發(fā)研究。后來很多媒體問他為什么選擇這個項目，他說，“是它的價值和難度深深吸引了我”。王選后來常建議自己的學生選擇科研項目的時候，也要秉持這兩點，才能解決大的問題，做出大的貢獻。
當時王選每月只有40塊錢勞保工資，他住在北京大學，每天坐公交去中國科技情報所查閱外文資料。從家到和平街公共汽車車票要兩毛五分錢，如果提前一站下車只要兩毛。于是為了節(jié)約這五分錢，他總是拖著虛弱的身體提前一站下車步行。
▲20世紀80年代，王選在位于北大舊圖書館的計算機所會議室里凝思
通過調(diào)研，他了解到日本正在流行光學機械式二代機，歐美已經(jīng)發(fā)展到了陰極射線管式三代機，可以用計算機來控制了；全世界只有英國一家在做第四代也就是激光照排系統(tǒng)，但還沒有成功。中國有五家班子在做，每個班子都實力雄厚，但是都沒有做出來，因為選擇的都是二代機或三代機的技術(shù)道路，而且是模擬存儲的方式，就是把漢字像西文一樣，刻在一個圓盤上或者有機玻璃滾筒上，再去照排。西文比較容易，因為字母不多，字體不多，字號也不多，而漢字多達數(shù)萬，常用的也有六七千個，還有10余種字體、約20種字號。第一個難題就出現(xiàn)了，漢字不可能刻得下。
王選于是提出走數(shù)字化存儲的道路，但因為漢字信息太龐大了，全世界都解決不了這項難題。所謂的數(shù)字化存儲，就是把每個字的字形變成由許多小點組成的點陣，每個點對應(yīng)著計算機里的一位二進位信息，沒有筆畫的地方記0，有筆畫的地方記1。報紙常用的一個五號字大約需要劃分為100×100=10000個方格組成的點陣，而排標題用的大號字則需要1000×1000以上的點陣。這樣算下來，僅常用漢字的字體和字號加起來，整個信息量要達到數(shù)千兆。當時數(shù)千兆是大家無法想象的，當年北大的那臺計算機內(nèi)存外存加起來只有幾百K，后來進口了保加利亞磁盤，也不過七兆不到。全世界是什么情況呢？美國最先進的計算機當時內(nèi)存外存加起來也不過幾十兆。所以大家都被這個難題所困擾，日本人形容說，這比登天還難。
因為王選在北京大學學的是計算數(shù)學，他首先想到的就是用“輪廓+參數(shù)”的數(shù)學辦法來解決—對于不規(guī)則的筆畫，比如點撇捺，在筆畫上選取合適的點，點與點之間用折線相連，把空心的輪廓信息存到計算機里；而對于橫豎折這類規(guī)則筆畫，就可以用參數(shù)來表示它的長、寬和筆鋒等信息。通過上述辦法，將漢字信息壓縮了500-1000倍，存進了計算機。從而解決了將龐大漢字信息存入計算機的問題。
日本人想過用輪廓的方法表示漢字，但沒想到參數(shù)，所以很難保證字形質(zhì)量，將漢字一放大就變成馬賽克，一縮小就變成了黑疙瘩。而王選發(fā)明了用參數(shù)信息來控制字形變化時的質(zhì)量這一高招，所以不用把所有的字號都存進去，只需要存一兩種有代表性的字號，通過下達指令使?jié)h字任意放大或縮小，而且都不變形。這一技術(shù)在1975年是世界首創(chuàng)，比西方早了大約10年的時間，這是王選歐洲專利的核心之一，他也是我們國家第一個獲得歐洲專利的人。
第二個技術(shù)是把壓縮后的信息快速而不失真地還原成字形點陣。王選經(jīng)過反復研究，又是通過數(shù)學的辦法，設(shè)計出了一個復原壓縮信息的遞推公式。1975年9月的一天，陳堃銶通過軟件在計算機中模擬還原出了“人”字的第一撇，她高興得在機房里跳了起來。
▲用王選發(fā)明的“輪廓+參數(shù)”的數(shù)字化存儲技術(shù)制作的漢字字模稿
接下來是選擇什么樣的輸出方案。當時我國報紙版面?zhèn)魉偷酵獾刂饕袃煞N辦法，一種是用寬幅的報紙傳真機傳到外地，外地接收到以后再排版印刷；另一種就是航空版，排好鉛版以后，用一種較厚的紙型拍打鉛字，文字就印到紙型上了，然后把紙型卷起來，通過飛機運到外地。王選發(fā)現(xiàn)當時我國的制造工藝和工業(yè)水平完全達不到第二代、第三代照排機的標準，他就想到了我國研制的一種報紙傳真機，是否可以把它的錄影燈光源改成激光？王選請教了北大物理系的老師，老師回答說可以，他就有信心了，說照排機我們可以自己造出來，只要把激光輸出控制技術(shù)這一步解決了，我們就可以直接選擇第四代激光照排。
所謂激光照排，就是通過控制激光照排機，在遇到有筆畫的“1”時發(fā)射激光到膠片或者印刷版材上感光成字。但是，國產(chǎn)的照排機不像國外照排機那樣可以走走停停，而是不能停頓，一旦開始掃描就要連續(xù)不斷地高速運轉(zhuǎn)，所以要求壓縮的信息要飛快地還原成點陣，供激光掃描。王選通過軟件和硬件相結(jié)合的方法，發(fā)明了原創(chuàng)的芯片，使得字形復原的速度最終達到了每秒710個字，這也是當時世界最快的還原漢字的速度。
以上關(guān)鍵技術(shù)解決了，王選就做出了跨越式的技術(shù)選擇：跨過流行的二代、三代照排方案，直接研制世界上還沒有成功的激光照排。
▲王選教授正在查看漢字激光照排系統(tǒng)排出的報紙膠片
總的來說，王選發(fā)明的技術(shù)主要包括三項內(nèi)容：第一個是將漢字信息大大壓縮，第二個是快速、不失真地還原，第三個用激光照排輸出。這三項都是王選的原創(chuàng)技術(shù)，屬于顛覆性創(chuàng)新。有了這個基礎(chǔ)，我們今天在這個領(lǐng)域才沒有被外國人占領(lǐng)。
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“我們中國能干成這件事兒”
王選花了大約一年時間，就設(shè)計出了技術(shù)方案。但把方案轉(zhuǎn)化成一個成果乃致產(chǎn)品，大規(guī)模推廣應(yīng)用，使全中國的報紙甚至全世界80%的華文報業(yè)都在使用該套系統(tǒng)，足足用了18年的時間，這期間王選克服了各種困難。
一開始大家都說他是個數(shù)學騙子，特別是一些業(yè)界人士，根本不相信計算機能算出字來。王選說，“如果干一件事所有的人都說干不成，那么最好的回答就是自己動手做,因為開頭人們總會對新思想提出懷疑，而只有發(fā)明者本人才會不遺余力、克服一切艱難困苦、百折不回地予以實現(xiàn)”。
終于在1979年7月27日，王選團隊沒有動用一個鉛字，印出了第一張報紙樣張《漢字信息處理》。很多人都覺得這可能是曇花一現(xiàn)，光明日報記者朱軍同志卻執(zhí)筆寫了長篇報道，刊登在1979年8月11日頭版頭條，通欄大標題是“漢字信息處理技術(shù)的研究和應(yīng)用獲重大突破”，副標題是“我國自行設(shè)計的計算機—激光漢字編輯排版系統(tǒng)主體工程研制成功”。這件事對王選是極大的鼓舞，也是深深的刺激。他把這張報紙放到辦公室的玻璃板底下，每天上班要看一眼，壓了十多年，他說絕不能辜負這篇報道，一定要讓全中國都用上我們的系統(tǒng)。
1980年，王選和同事們又排印出第一本樣書《伍豪之劍》，上報以后方毅副總理批示：“這是可喜的成就，印刷術(shù)從火與鉛的時代過渡到計算機與激光的時代，建議予以支持，請鄧副主席批示?！编囆∑酵九怂膫€大字：“應(yīng)加支持”。
▲1985年新華社印刷廠試驗車間里，周培源（左二）、盧嘉錫（右三）、黃辛白（左一）等領(lǐng)導和專家認真聽王選（右一）介紹華光II型系統(tǒng)運行情況
后來，我國激光照排先后研制出了八代系統(tǒng)，其中前六代是王選設(shè)計的，第七、八代是他的學生為主設(shè)計的。這期間王選一直主張要“科技頂天、市場立地”。1984年曾請專家論證要不要引進外國的系統(tǒng)，王選也被邀請參加，會上幾乎一邊倒地支持引進。王選回來的時候坐公交車，為了節(jié)約五分錢，還從動物園走了一站到白石橋倒車?；貋砗笸踹x就立下了軍令狀：“如果1985年上半年我們的系統(tǒng)還不能用，國家給的經(jīng)費全部退回，一分錢也不要！”1985年二型系統(tǒng)在新華社真正實現(xiàn)了實用，1987年三型系統(tǒng)被《經(jīng)濟日報》采用，在全國首家“告別了鉛與火”，1989年四型系統(tǒng)開始大規(guī)模推廣，到1993年，我國幾乎所有的報社和黑白印刷廠都采用了國產(chǎn)激光照排系統(tǒng)，外國廠商全部退出了中國。
▲1999年，方正直接制版系統(tǒng)研制成功，王選手持用方正系統(tǒng)出版的《新快報》
后來，記者經(jīng)常會問王選，最大的苦惱是什么。王選回答，我最大的苦惱就是當時絕大多數(shù)人都不相信我們的系統(tǒng)能夠超過國外，不相信淘汰鉛字的歷史變革能由中國人獨立完成，這是我一直往前走的一個非常大的動力。
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“半生苦累，一生心安”
對待名利，王選是這樣的看法：獻身科學就沒有權(quán)利再像普通人那樣生活，必然會失掉常人所能享受的不少樂趣，但也會得到常人所享受不到的很多樂趣。他說，我平常有三大快事：一個難關(guān)幾周想不出來怎么解決，忽然一天半夜想出絕招爬起來就寫，這種愉快和享受是難以形容的；第二，看到我的成果大規(guī)模推廣使用；第三，發(fā)現(xiàn)了年輕的帥才將才，把他扶持起來超過我。
王選經(jīng)常引用《顏氏家訓》中的三句話：“上士忘名,中士立名,下士竊名。”他最痛恨的就是竊名，所以總是要求自己以及學生，要做出自己的東西，不要為了立名而去竊名。大家都叫王選“當代畢昇”“漢字激光照排之父”，他本人實際上是不同意的，他說這是一個集體榮譽。
▲1987年7月4日，北大舊圖書館內(nèi)計算機研究所機房，王選、陳堃銶與學生們在一起，華光III型機研制成功，笑容洋溢在每個人的臉上
1979年，美國麻省理工學院的客座教授邀請他去美國，他問，我如果去了，做出成果來算誰的？—算美國的。我的團隊能去嗎？—不行。王選說：“中國是發(fā)明印刷術(shù)的文明古國，漢字是中國的文字，中國漢字印刷的現(xiàn)代化理應(yīng)由中國人來完成”，最后他還是放棄了這一機會。他帶的博士生在他研究的基礎(chǔ)上做出了一項成果，報獎的時候，他把自己的名字寫在了學生的后面。他一生獲獎無數(shù)，卻把大部分獎金捐了出來……
▲王選與年輕科技人員在一起
王選連續(xù)工作了18年，沒有休息過一天。2000年10月4日，他被確診為肺癌。他不抽煙，也幾乎不喝酒、不喝茶，但是他年輕的時候身體就不好，這次癌癥長在了支氣管上，確診當月就切掉了半個肺，另外半個肺第二年又復發(fā)了，大夫指著他的背影說活不過兩年，他最終堅持了五年多的時間。
王選每天都和夫人打太極拳，練氣功，但是確診的第三天他沒出去，在家寫下了遺囑。第一句話就是：“人總有一死。”他在遺囑中寫道：“這次患病，我將盡我最大努力，像當年攻克科研難關(guān)那樣，頑強地與疾病斗爭，爭取恢復到輕度工作的水平，我還能為國家作一些力所能及的事情?！睆拇_診到去世的1900多天里，王選有794天在治療和住院。在此期間，他強忍著病痛，寫出了11萬字的文章和講話，參加了340余次會議與活動，有時放療剛結(jié)束就趕到會場。
▲每天早晨打太極拳是王選長期以來堅持鍛煉的方式
他還在遺囑中寫：我要捐獻我身體所有有用的東西，做完這一切后12小時內(nèi)就把我火化，不要骨灰，家屬也不要陪同，也不要舉行追悼儀式。他非常唯物，面對死亡非常坦然和釋然。另外他在遺囑中對妻子有一個評價：“我最幸運的是與陳堃銶的結(jié)合，沒有她就沒有激光照排?！?/p>
陳堃銶是激光照排軟件系統(tǒng)的總設(shè)計者，王選負責總體設(shè)計和硬件設(shè)計，所以他倆是“軟硬件結(jié)合”的一個典范。陳堃銶其實1981年就得了直腸癌，不得不做了直腸切除和人造肛瘺手術(shù)，從那時候起她就腹部掛著袋子一直到現(xiàn)在。但夫妻倆看不出是兩個病號，都是笑對人生。由于身體不好，科研又太忙，夫妻倆也沒有子女。
▲王選和陳堃銶同為北大計算機所教授，既是生活伴侶，又是工作搭檔
王選走的時候是消化道大出血，他用的化療藥有一個副作用，就是消化道出血。從晚上到第二天上午，所有的止血手段都不管用。彌留之際，他的遺愿都不可能實現(xiàn)，捐獻角膜在短時間內(nèi)也找不到合適的受體；要求不舉行追悼儀式，胡錦濤總書記去看望說，還是要對全國人民有一個交代。
所以夫人就跟王選商量說，咱們不輸血了，現(xiàn)在血源這么緊張，還是留給更需要的人吧。王選當時還有意識，他眨了眨眼睛，點了點頭。當時所有在場的人都哭了，認為這樣太殘忍了，堅持要把已從血庫里領(lǐng)出來的血漿給王選輸完……王選在生命的最后，想到的還是別人。
王選有一個大家都熟悉的好人觀，他認為，“一個科學家首先應(yīng)該是一個好人，凡事考慮別人和考慮自己一樣多，能做到這一點的就是好人”。所以他在生命最后時刻仍然踐行了自己的好人觀。夫人陳堃銶在紀錄片中回憶說，有一首歌叫《好人一生平安》，不見得。好人一生可能有這樣那樣的磨難，但他一定是心安的，因為他沒有做過對不起別人、對不起國家的事。所以陳堃銶就給王選寫了一副挽聯(lián)：“半生苦累，一生心安”。這八個字可以說是王選一生的寫照。
▲王選在辦公室（攝于2000年）
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