汉字是世界上最古老的文字之一,从古至今一脉相承,记录、传承和传播着延绵数千年的中华文化,沟通着你我的工作生活。特别是在当今互联网无处不在、信息传播飞速发展的时代,我们每天用电脑敲击键盘工作学习,用智能手机录入文字沟通彼此,或打开墨香悠然的书刊报纸汲取知识。你可曾想过,那些跃然于屏幕或纸上的汉字是如何而来,汉字和英文字母在计算机处理过程中曾有着怎样的天然鸿沟,甚至面临被计算机抛弃的危局。
使古老的汉字跨越数字鸿沟、在计算机时代自由驰骋的,正是我国著名科学家王选。上世纪70年代中期开始,他带领北京大学科研团队,在国家“748工程”有关部门的组织和支持下,开拓创新,艰苦攻关,成功研制汉字信息处理与激光照排系统,攻克了汉字在计算机中的存储、处理和输出等难关,掀起了中国印刷业“告别铅与火、迎来光与电”的技术革命,成为我国自主创新和用高新技术改造传统行业的时代典范,并为汉字的计算机信息技术处理及应用奠定了重要基础,为中华文明在信息时代的传承与发展提供了保障。正如习近平总书记指出的那样:“汉字是中华文明的重要标志,也是传承中华文明的重要载体。上个世纪80年代汉字激光照排系统问世,使汉字焕发出新的生机和活力。”
20世纪70年代,随着计算机技术的发展,西方率先采用了“电子照排技术”进行出版印刷,而当时的中国仍然是“以火熔铅,以铅铸字,以铅字排版,以铅版印刷”的铅排印刷,能耗大,污染严重,效率很低。更重要的是,如何处理庞大的汉字信息成为中外科学家面临的巨大难题。有人甚至主张:“计算机是方块汉字的掘墓人,也是汉语拼音文字的助产士”“要想跟上信息时代的步伐,必须要走汉语拼音化的道路”。
> 748工程申请报告和批复文件(1974年8月)
1975年,38岁的北京大学无线电系教师王选,从北大数学系任教的妻子陈堃銶那里,听说了“748工程”,被其难度和巨大价值强烈吸引,以狂热的科研激情投身研究。
当时我国已有五家科研团队从事汉字照排系统的研究,在汉字信息存储方面采取的都是模拟存储方式,输出方案选择的则是国际流行的二代机或三代机。王选经过仔细调查研究,做出了异于常人的方向判断和跨越式大胆技术决策:模拟存储没有前途,应采用“数字存储”方式将汉字信息存储在计算机内;跨过当时流行的二代机和三代机,直接研制世界上尚无商品的第四代激光照排系统。
> 20世纪70年代我国小型铅印厂一角
然而,与西文相比,汉字不但字数繁多,还有十余种字体,20多种大小不同的字号,如果全部用数字点阵方式存储进计算机,信息量高达几百亿甚至上千亿字节,即数千兆。当时我国国产的DJS130计算机,存储量不到7兆,英美等国的计算机存储量也只有几十兆,根本无法存储。王选大胆进行颠覆性创新,用数学和软、硬件方法双管齐下,实现了汉字信息处理的核心技术突破:对于撇、捺、点、勾等不规则笔画,在笔画的轮廓上选取合适的关键点,用直线相连成折线来代表汉字的轮廓曲线;对横、竖、折等规则笔画,则采用参数方法来描述它们的长、宽、起笔和收笔的笔锋,并在坐标纸上对起始位置进行标注,以此完整地确定其形状和位置,还可以很好地控制笔画在变倍时的质量,这样只需要存储一两种有代表性的字号,然后通过放大或缩小,就可以产生出其他各种字号。通过这种“轮廓加参数”的“高倍率汉字字形信息压缩技术”,使汉字字形信息量压缩约500-1000倍,把数千兆汉字信息压缩成几兆,顺利存进了计算机。其中用“参数信息来控制字形变化时的质量”这一高招,在1975年是世界首创,获得了我国首个欧洲专利。直到大约10年以后,类似的用“提示信息”(即HINT)描述字形的技术才在西方流行。
> 1983年,王选、陈堃銶夫妇在家中工作
> 我国用汉字激光照排系统排印的首张报纸样张(1979.7.1排版,7.27正式输出)
> 1985年,激光照排系统在新华社投入实用。这是王选和技术人员查看用系统排印出的《新华社新闻稿》
这是一个十分艰苦、“九死一生”的过程。1984年王选团队研制成功华光Ⅱ型系统,开始在新华社进行中间试验。当时正值引进高潮袭来,美、英、日等国照排机厂商大举来华,用户和业内人士纷纷购买国外产品,国产系统由于问题不断,频频遭遇冷嘲热讽。王选顶着压力,挤公共汽车往返于北大和新华社之间,带领科研团队解决了一个又一个技术难题,最终使系统达到了实用要求。1985年5月,“华光Ⅱ型计算机—激光汉字编辑排版系统”通过国家经委主持的国家级鉴定和新华社用户验收,成为我国第一个实用照排系统。
> 1987年,经济日报照排车间使用的汉字激光照排系统场景
1989年,《人民日报》花费430万美元,引进了美国HTS公司的照排系统,美方却因解决不了汉字信息处理的难题,致使系统迟迟不能使用。王选带领北大科研团队,在原电子部的主持下与该报社签订了技术改造协议,半年不到就将系统改造成功投入了使用。紧接着,来华销售的英国、日本等其他国外厂商也因解决不了汉字信息处理的技术难关,最终全部被国产系统取代,退出了中国市场。
> 王选查改汉字字模信息的手稿
西方从1946年发明第一代手动式照排机,花了40年时间,到1986年才开始推广第四代激光照排机。王选1976年提出直接研制第四代激光照排系统,不断发明一系列原创技术并实现成果转化,到1987年投产使用,一步跨越了40年。
> 1977年12月王选编写的汉字精密照排系统方案说明
2001年,中国工程院颁发“二十世纪我国重大工程技术成就”评选结果,“汉字信息处理与印刷革命”入选第二位,与名列第一的“两弹一星”仅差一票。王选也因此荣获2001年度国家最高科学技术奖、“改革先锋”“最美奋斗者”等荣誉。
斯人已逝,精神长存。王选身上体现出的百折不挠、勇于创新、顶天立地、协作攻关等品格风范,为我们树立了光辉的时代典范。
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