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當(dāng)我們提到漢字,你想起了誰?





以王選為技術(shù)總負(fù)責(zé)人的科研團(tuán)隊,研制成功漢字信息處理與激光照排技術(shù)并大規(guī)模推廣應(yīng)用,使延續(xù)上百年的中國傳統(tǒng)出版印刷行業(yè)得到徹底改造,被公認(rèn)為“畢昇發(fā)明活字印刷術(shù)后中國印刷技術(shù)的第二次革命”。
洗盡“鉛”華 漢字與時代接軌
進(jìn)入20世紀(jì),西方率先結(jié)束了活字印刷,采用了“電子照排技術(shù)”,而中國仍沿用“以火熔鉛,以鉛鑄字,以鉛字排版,以鉛版印刷”的鉛排作業(yè)。
70年代,中國數(shù)量最多的工廠恐怕就是印刷廠了,約有1萬家,大多是裝備落后的小廠。
鉛字印刷不僅耗費巨大的人力物力,而且能耗巨大、效率低下、污染嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計,當(dāng)時鑄字耗用的鉛合金達(dá)20萬噸,銅模200萬副,價值人民幣60億元。更重要的是,鉛字印刷的出版效率極低,一本普通圖書從發(fā)稿到出版要一年左右。

他的發(fā)明,使擁有幾千年悠久歷史、卻被某些專家預(yù)言為“計算機(jī)時代掘墓人”的漢字,如鯉魚一躍,躍過了計算機(jī)這道龍門,進(jìn)入了風(fēng)馳電掣的信息時代,為中華文化的傳承和發(fā)揚插上了科技的翅膀!
一躍40年 氣概凌云的技術(shù)跨越
1974年8月,在周恩來總理的親自關(guān)懷下,原四機(jī)部(電子工業(yè)部)、原一機(jī)部(機(jī)械工業(yè)部)、中國科學(xué)院、新華社、原國家出版事業(yè)管理局五家機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)起,設(shè)立了國家重點科技攻關(guān)項目“漢字信息處理系統(tǒng)工程”,簡稱“748工程”?!?48工程”分為漢字精密照排系統(tǒng)、漢字情報檢索系統(tǒng)、漢字遠(yuǎn)傳通信系統(tǒng)三個子項目。
1975年,多年病休在家的北京大學(xué)無線電系教師王選,從妻子(數(shù)學(xué)系教師)陳堃銶那里聽說了這項工程,被其中“漢字精密照排系統(tǒng)”的價值和難度強(qiáng)烈吸引,開始自發(fā)進(jìn)行研究。
漢字精密照排指運用計算機(jī)和相關(guān)的光學(xué)、機(jī)械技術(shù),對中文信息進(jìn)行輸入、編輯、排版、輸出及印刷。研制這一系統(tǒng)的目標(biāo),就是用現(xiàn)代科技對我國傳統(tǒng)而落后的印刷行業(yè)進(jìn)行徹底改造。
經(jīng)過分析研究,王選得出了第一個重要結(jié)論:研制漢字照排系統(tǒng),首先要解決漢字信息的存儲問題。之前一直在用的“模擬存儲”沒有發(fā)展前途,必須采用“數(shù)字存儲”的技術(shù)途徑,即把每個字形變成由許多小點組成的點陣,每個點對應(yīng)著計算機(jī)里的一位二進(jìn)位信息,存儲在計算機(jī)內(nèi)。
但漢字字?jǐn)?shù)繁多,常用字就有6700多個,印刷時又有宋體、黑體、仿宋、楷體等10多種字體,每種字體還有約20種大小不同的字號。為了達(dá)到印刷質(zhì)量要求,五號字大小的正文小字需要100×100以上的點組成,排標(biāo)題用的大號字需要1000×1000以上的點陣。如果將所有字體字號全部用點陣存儲進(jìn)計算機(jī),信息量高達(dá)幾百億字節(jié),像座高山一樣龐大。
王選通過琢磨每個漢字的筆畫,很快發(fā)現(xiàn)了規(guī)律:漢字雖然繁多,但每個漢字都可以細(xì)分成橫、豎、折等規(guī)則筆畫和撇、捺、點、勾等不規(guī)則筆畫。此時,一個絕妙的設(shè)計在王選腦海中形成了。他興奮地對妻子陳堃銶說:“我們可以用輪廓加參數(shù)的數(shù)學(xué)方法描述漢字字形,這樣可以使信息量大大壓縮!”
數(shù)學(xué)和漢字,這兩種代表不同意義的學(xué)科和符號,被王選和諧、緊密地結(jié)合起來,一系列世界首創(chuàng)的神奇發(fā)明誕生了:用輪廓加參數(shù)的方法描述漢字字形,對規(guī)則筆段,用描述筆畫輪廓的特征參數(shù)(如橫的起點、長度、寬度和肩等)來表示;對不規(guī)則筆段,用折線輪廓表示,后來又改為曲線描述。
這一方法不但使信息量大大減少,同時還能保證變倍后的文字質(zhì)量,使一套字模能產(chǎn)生各種大小的字號。通過這種信息表示方法,漢字的存儲量被總體壓縮至原先的1/500~1/1000!
更獨特的是,王選想出用參數(shù)信息控制字形變大或者變小時敏感部分的質(zhì)量的高招,從而實現(xiàn)了字形變倍和變形時的高度保真。僅此一項發(fā)明,就比西方早了10年。
陳堃銶與王選一起研究高倍率漢字信息壓縮及高速復(fù)原方案,并負(fù)責(zé)軟件模擬試驗。1975年9月,他們通過軟件在計算機(jī)中模擬出“人”字的第一撇,這是漢字信息處理技術(shù)的重大突破。38歲的王選,用數(shù)學(xué)和智慧輕輕一叩,轟然打開了漢字進(jìn)入計算機(jī)時代的大門。
接下來,擋在王選面前的是第二道難關(guān)——采用什么樣的輸出方案將壓縮后的漢字信息高速、高質(zhì)量地還原和輸出,這也是照排系統(tǒng)的關(guān)鍵。
王選想到了激光照排,雖然當(dāng)時世界上還沒有相應(yīng)的商品,但這種方案的高分辨率、超寬幅面和極高的輸出品質(zhì)昭示出其巨大前景。
王選想起在一個展會上看到郵電部杭州通信設(shè)備廠研制的一種報紙傳真機(jī),質(zhì)量好而且已經(jīng)投入使用,心想,如果把這種傳真機(jī)的錄影燈光源改成激光光源,不就變成激光照排機(jī)了?在咨詢過光學(xué)專家并得到肯定回答后,王選在1976年做出了一個大膽決策,跨過當(dāng)時流行的二代機(jī)和三代機(jī),直接研制世界上尚無商品的第四代激光照排系統(tǒng)。
這是王選在研制漢字精密照排系統(tǒng)過程中最為果敢、最具前瞻性的決定。
西方1946年發(fā)明第一代手動式照排機(jī),花了40年時間,到1986年才開始推廣第四代激光照排機(jī)。王選于1976年提出直接研制第四代激光照排系統(tǒng),一步跨越了40年!今天看來,最可寶貴的正是這種具有凌云氣概的技術(shù)跨越。
原理性樣機(jī) 艱苦卓絕的攻堅戰(zhàn)
“748工程”辦公室主任、四機(jī)部計算機(jī)工業(yè)管理局副局長郭平欣在充分了解了王選的信息壓縮和還原方案后,在1976年秋,將“漢字精密照排系統(tǒng)”項目的研制任務(wù)正式下達(dá)給北京大學(xué)。接下來,得到了第一個用戶——新華社的支持,在當(dāng)時電子部的協(xié)調(diào)下,濰坊、杭州、長春和無錫等地的合作廠家也先后確定下來,王選和同事們摩拳擦掌,開始了研制原理性樣機(jī)的攻堅戰(zhàn)。
攻關(guān)伊始,各種困難就接踵而至。由于技術(shù)太過超前,王選的方案從一開始就遭到很多質(zhì)疑。當(dāng)時在高校流行寫論文、評職稱、出國進(jìn)修,而激光照排項目主要是繁重的軟件、硬件工程任務(wù),開發(fā)條件很差,導(dǎo)致科研隊伍受到很大沖擊。1978年年底,又傳來消息,英國蒙納公司已研制成功西文激光照排系統(tǒng),計劃在1979年夏秋之際來中國舉辦展覽,進(jìn)而打入中國巨大的印刷出版市場。
面臨嚴(yán)峻的內(nèi)憂外患,王選冷靜分析了蒙納公司的系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)雖然其硬件先進(jìn)可靠,但設(shè)計思想遠(yuǎn)沒有自己的方案先進(jìn),離真正實用還有很大距離。在分析了雙方的優(yōu)劣形勢后,王選決定加緊原理性樣機(jī)的研制,一定要在展覽會舉辦以前,輸出一張報紙樣張。
冬去春來,王選帶領(lǐng)著同事們不辭勞苦地工作,畫邏輯圖、布板、調(diào)試機(jī)器。由國產(chǎn)元器件組成的樣機(jī)體積龐大,有好幾個像冰箱一樣大的機(jī)柜,而且很不穩(wěn)定,每次開關(guān)機(jī)都會損壞一些芯片。為了保證進(jìn)度,只好不關(guān)機(jī),大家輪流值班,晝夜工作。
經(jīng)過幾十次試驗,1979年7月27日,我國第一張采用漢字激光照排系統(tǒng)輸出的報紙樣張《漢字信息處理》,終于在未名湖畔誕生了!

五天后,鄧小平寫下四個大字:“應(yīng)加支持。”
1981年7月,原理性樣機(jī)通過了部級鑒定,鑒定結(jié)論上寫著:“本項成果解決了漢字編輯排版系統(tǒng)的主要技術(shù)難關(guān)。與國外照排機(jī)相比,在漢字信息壓縮技術(shù)方面領(lǐng)先,激光輸出精度和軟件的某些功能達(dá)到國際先進(jìn)水平?!?/p>
“華光”誕生 中國印刷技術(shù)的第二次革命
原理性樣機(jī)雖然研制成功,但極不穩(wěn)定,無法真正投入使用。因此,王選緊鑼密鼓地開始了Ⅱ型機(jī)的系統(tǒng)研制。1983年秋,Ⅱ型系統(tǒng)研制成功,它采用大規(guī)模集成電路和微處理器做照排控制器,體積縮小,輸出速度加快,在各方面都比原理性樣機(jī)前進(jìn)了一大步。1984年年初,Ⅱ型機(jī)在新華社安裝完畢,準(zhǔn)備進(jìn)行中間試驗。
初試一開始,問題立即此起彼伏地顯現(xiàn)出來。硬件、軟件都時有故障,每次排版、發(fā)排都非常艱難,照排好的底片有時卸不下來,有時大段文字遺漏,甚至出現(xiàn)一些莫名其妙的錯字和變字,讓人哭笑不得,還發(fā)生了燒壞照排機(jī)馬達(dá)的事故。為了使系統(tǒng)正常運行,王選和科研人員進(jìn)駐新華社進(jìn)行現(xiàn)場“保駕”,在夜以繼日的不懈努力下,Ⅱ型系統(tǒng)終于實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn),并于1985年5月通過了國家鑒定,這是我國第一個實用的激光照排系統(tǒng)。大家給Ⅱ型機(jī)起了一個寓意深刻的名字——“華光”。他們相信,依靠中國人的力量,一定會點亮印刷技術(shù)革命的中華之光!
1985年,Ⅱ型系統(tǒng)接連獲得中國十大科技成就、日內(nèi)瓦國際發(fā)明展覽金牌和國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎等重大獎勵。
11月,在Ⅱ型系統(tǒng)通過鑒定僅半年后,王選和同事們又研制成功了華光Ⅲ型系統(tǒng)。主機(jī)由小型機(jī)換為臺式機(jī),體積更小、穩(wěn)定性更強(qiáng)。
要使系統(tǒng)達(dá)到最高水平,必須能順利排印大報、日報??墒牵心募覉笊缬杏職鈷侀_已有百年歷史的鉛字排版,來冒這個險呢?這時,位于寸土寸金的王府井的經(jīng)濟(jì)日報社,正被無法進(jìn)一步提高印刷生產(chǎn)能力困擾,當(dāng)?shù)弥氯A社試用漢字激光照排系統(tǒng)取得了很好的效果時,就主動請纓:開全國報社之先河,勇嘗激光照排這只“螃蟹”。當(dāng)時,報社采取了小心謹(jǐn)慎、循序漸進(jìn)的方式,將版面一版一版逐步由鉛排改為照排。1987年5月22日,《經(jīng)濟(jì)日報》的四個版面全部用上了激光照排,世界上第一張用計算機(jī)屏幕組版、用激光照排系統(tǒng)整版輸出的中文報紙誕生了!
不久,王選和同事們研制成功了更先進(jìn)的華光Ⅳ型系統(tǒng),字形復(fù)原速度達(dá)到每秒710字,并具有強(qiáng)大的、花樣繁多的字形變化功能。由于Ⅳ型系統(tǒng)以微機(jī)為主機(jī),因而更便于推廣。
經(jīng)濟(jì)日報社換裝了這一系統(tǒng)后,質(zhì)量和效益大幅提高。1988年,經(jīng)濟(jì)日報社印刷廠賣掉了沉甸甸的鉛字,成為我國報業(yè)第一家“告別鉛與火,邁入光與電”的報社,這一時刻,足以載入中國印刷史冊。
《經(jīng)濟(jì)日報》的巨大成功,徹底消除了一些用戶對國產(chǎn)系統(tǒng)“先進(jìn)的技術(shù),落后的效益”的擔(dān)憂,國產(chǎn)激光照排系統(tǒng)開始在全國推廣普及。
此后,王選和同事們又先后設(shè)計出更為先進(jìn)穩(wěn)定、功能更強(qiáng)的方正91、方正93和方正PSPRIP的專用芯片,以此為核心的方正電子出版系統(tǒng)迅速占領(lǐng)市場。到1993年,國內(nèi)99%的報社和90%以上的黑白書刊出版社與印刷廠采用了國產(chǎn)激光照排系統(tǒng),延續(xù)了上百年的中國傳統(tǒng)出版印刷行業(yè)得到徹底改造,被公認(rèn)為“畢昇發(fā)明活字印刷術(shù)后中國印刷技術(shù)的第二次革命”。
國外廠商紛紛宣布:在漢字電子激光照排領(lǐng)域,我們放棄與中國人的競爭。
產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合 探索“科技頂天,市場立地”模式
王選被譽為“有市場眼光的科學(xué)家”。他發(fā)現(xiàn),即使一個創(chuàng)新的甚至技術(shù)上有所突破的成果,如果不經(jīng)過市場磨煉也很難改進(jìn)和完善,更不可能取得效益,從而出現(xiàn)“叫好不叫座”的局面。因此,他總結(jié)出一套“科技頂天,市場立地”的模式,身體力行帶領(lǐng)北京大學(xué)計算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究所和北京大學(xué)新技術(shù)公司開展技術(shù)合作,并最終創(chuàng)立了北大方正集團(tuán),建立起融中遠(yuǎn)期研究、開發(fā)、生產(chǎn)、系統(tǒng)測試、銷售、培訓(xùn)和售后服務(wù)為一體的“一條龍體制”。
他對“頂天立地”模式的解釋是:“頂天”就是要有高度的前瞻意識,立足于國際科技發(fā)展潮頭,尋求市場最前沿的需求刺激,不斷追求技術(shù)突破;“立地”就是商品化和大量推廣、服務(wù),形成產(chǎn)業(yè)。
“科技頂天,市場立地”,是高新技術(shù)企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的保證。

(2)跨過傳統(tǒng)的電子分色機(jī)階段,直接研制開放式彩色桌面出版系統(tǒng),催生了彩色出版技術(shù)革新,占領(lǐng)了海外90%的華文報業(yè)市場。
(3)研制新聞采編流程計算機(jī)管理系統(tǒng),使報社“告別紙和筆”,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)與管理。
(4)研制成功直接制版系統(tǒng),從電腦系統(tǒng)直接輸出感光版,省去了輸出底片、顯影、定影和曬PS版的過程,啟動了“告別軟片”的技術(shù)革新。
此外,王選還決策開辟新領(lǐng)域,帶領(lǐng)青年團(tuán)隊研制出電視臺硬件播控系統(tǒng),被我國70%的省級以上電視臺采用;成功開發(fā)日文和西文出版系統(tǒng),出口發(fā)達(dá)國家。
進(jìn)入21世紀(jì),在王選的帶領(lǐng)和精神感召下,北京大學(xué)計算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究所從電子時代、數(shù)字時代跨入智能時代,他們堅守“科技頂天,市場立地”的王選精神傳承,研制成功“基于數(shù)字版權(quán)保護(hù)的電子圖書出版及應(yīng)用系統(tǒng)”“跨媒體智能識別技術(shù)”“個性化字體生成技術(shù)”“人工智能寫稿機(jī)器人”等前沿科技并投入應(yīng)用,讓科學(xué)技術(shù)服務(wù)于國家和大眾生活。
王選的貢獻(xiàn),不僅僅是引領(lǐng)了一場行業(yè)技術(shù)革命,更重要的是走出了一條產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的成功道路。
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