王守觉

半导体电子学家。1980年当选为中国科学院院士(技术科学部)。是我国微电子和ICCAD与神经元计算机领域的专家,曾任中科院半导体所所长。他为我国发展两弹一星作出了贡献,制成了我国第一只锗高频晶体管,用于制造氢弹计算所需要的我国第一台晶体高速计算机,还制成了用于战略导弹的我国第一批硅平面管并创建硅平面工艺(获国家发明奖),在此基础上,他研制成功了我国第一块固体组件,为导弹专用微型机的研制创造了条件。他还在模糊逻辑和神经网络的半导体硬件实现和模型算法方面做出了系列创新性贡献。

姓名:王守觉,职业:半导体微电子学家,籍贯:江苏苏州人,1949年毕业于同济大学电机系。历任中国科学院半导体研究所所长、研究员,上海交通大学、浙江大学、华南工学院兼职教授,中科院技术科学部委员。1958年在国内首次研制成功合金扩散高频晶体管。其后研究成功全部硅平面工艺技术,并研制成功五种硅平面型晶体管,为研制集成电路奠定了基础。1974年在国内首次用其研制的图形发生器自动制版技术制成了大规模集成电路掩模板。七十年代末研制成功新型逻辑电路--连续逻辑电路,在中、大规模集成连续逻辑系列电路的基础上又研制成数据采集系统及万能函数发生器等装置,为中国制造电子仪器设备降低成本、提高发展速度开辟了新途径。

王守觉 - 人物简介

中国科学院院士。1949年毕业于同济大学,曾任中国科学院半导体研究所研究员、室主任、副所长、所长,中国电子学会副理事长,1980年当选学部委员。现为中国科学院半导体研究所神经网络与形象思维实验室负责人。兼任同济大学信息工程学院名誉院长兼半导体与信息技术研究所所长,浙江工业大学智能信息系统研究所所长。兼任中国神经网络委员会主席,中国计算机学会多值与模糊逻辑委员会名誉主任,中国计算机学会CAD与图形学委员会名誉主任,中国人工智能学会神经网络与计算智能委员会名誉主任,北京电子学会副理事长,中国电子学会副理事长,《电子学报》编委会主任,ChineseJournalofElectronics编委会主任等职。

1958年研制成中国首只锗合金扩散高频晶体管,使频率由2MH2提高到200MHz,解决了高速晶体管化计算机的需要。1963年在我国首先研制成硅平面.工艺和平面器件,保证了为中国“两弹一星”的研制工作做出重大贡献的109丙机的研制成功。研制成国内最早的4种固体组件,为专用微机的实现创造了基本条件。

1978年,在国际上最先发表了一种集成高速模糊逻辑电路DYL,并研究了它在精确信号线路与系统中的应用,依此研究的高速数模转换电路使我国集成8位D/A转换器转换时间由80ns缩短至4ns以下。以上贡献获得早年国家发明奖,国家新产品一等奖,中国科学院重大科技成果一等奖,中国科学院科技进步二等奖、三等奖及国家发明三等奖等奖励。..1990年起,致力于神经网络模式识别等机器形象思维的基础理论与实际应用基础研究,在国家“八五”、“九五”科技攻关中,承担了神经网络的实现和应用技术的攻关工作,研制成我国唯一一个产品化的半导体神经网络硬件系列。相继两次被评为国家“八五”、“九五”科技攻关先进个人,并获2001年北京市科技进步一等奖,2001年何梁何利科技奖和2002年台湾潘文渊文教基金杰出科研奖。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。

王守觉 - 早年生活

20世纪30年代初的一天,苏州,一个孩子在一座小桥上徘徊良久才走向不远处的家门。进门后正撞见父亲,父亲一眼看见了孩子手里的试卷,拿过去看了许久,然后指着99分的数学试卷说:“你数学怎么会不是100分呢?这么严谨的东西。”父亲的神情很奇怪,好像数学不得满分是件不可思议的事情。

这个孩子就是王守觉,而他父亲则是历史上颇有点名气的王季同。在相关史籍上记者找到了这样的记录:王季同(1875-1948年),又名季锴,字孟晋,号小徐,江苏人,1890至1895年间于京师同文馆学习数学。1927年随蔡元培筹备中央研究院,1928年进入工程研究所任研究员……著名数学家和机电专家……因有关“四元函数求微分法”的研究,被称为“王氏代数”。王季同在中国近代科技转型时期有着非同一般的重要性与特殊性。

王守觉出生的时候,父亲已经51岁了。在王守觉记忆里,父亲不大管自己,只是偶尔会把自己找去长谈一下。其中印象比较深刻的有两次:一次是父亲告诉他,钱财、官职都是身外之物,人死了就没有了,惟有学问是真理,可以永远存在下去,要追求就追求学问;还有一次是父亲给他讲起了自家的祖先王鳌,这位生长在明朝的祖先曾连中三元,殿试时本是状元,因遭主考官嫉恨而被贬为探花,最后他还是当上了宰相,老家苏州东山镇陆巷古村中的三座古牌楼就是为他而修,父亲说当年那些陷害王鳌的人都不在了,可是《古文观止》里王鳌的文章都还留着……

王守觉的兄弟姐妹颇多,当年王家的院子里叽叽喳喳颇为热闹,与苏州的寻常人家也没有什么区别,然而几十年后,这些孩子却都成长为经纶济世之才。

王守觉大哥王守敬,历任美国麻省理工学院教授、浙江大学教授,是中国机械工业的创始人。二哥王守融历任南开大学、天津大学教授、系主任,是中国著名的精密机械仪器专家。大姐王淑贞是上海妇产医院创始人,有“南王北林(林巧稚)”之称。二姐王明贞现在已经99岁,曾是清华大学第一个女教授。而最小的哥哥王守武,则同样是中国科学院院士,并历任全国人大代表、政协委员。

王守觉说他把父亲的教育方法总结为三句半:一是言教不如身教;二是多说不如多看(观察孩子);三是尊重自我发展;最后半句是——少管。

王守觉 - 青春记事

动荡的抗战岁月

1937年12岁的王守觉透过船上顶棚的缝隙看着外面的天空,心里充满了愤怒。正在读初中一年级的他被迫中断了学业,因为战争的威胁日益临近。日军已经在攻打上海了,已经63岁的王季同预料到苏州也会不保,就带着全家提前踏上了逃难的旅程。当时的中国还很不发达,苏州没有铁路通向外面,连轮船也很少,一家人只好租了一艘木船,一桨一桨划到镇江再换交通工具。

王守觉看着外面的天空,天空很晴朗,月亮和星星都很美丽,可是这一切在他眼中都失去了原来的色彩。他想起日军连日来对苏州的轰炸,灰色的天空上,一架架飞机呼啸着俯冲下来,丢下炸弹,把他平日里热爱的园林、小桥炸得稀烂。在震耳欲聋的爆炸声中,他问哥哥:“我们的飞机呢?”哥哥说:“我们的飞机很少,这里没有。”

少年王守觉觉得窝囊,他想努力,想抵抗,却无处施展。看着远处、近处的黑烟、废墟,他非常深刻的理解了课堂上老师讲的那些话,什么叫落后就要挨打,什么叫科技强国。从苏州到镇江,从镇江到武汉,从武汉到长沙,从长沙到湘潭,从湘潭到广州,从广州到香港,从香港到安南(现越南等),再从安南到昆明。一家人一路的辛酸一言难尽。

1939年,因为大哥在昆明的一家机器制造厂做了厂长,一家人最终在昆明安定下来。王守觉在离开学校两年之后,插班进入一个学校的初三进行学习,扎实的底子让他顺利地升入高中。但是升入高中不久后,他病倒了。王守觉自小身体就不好,据说是因为父母两个都信奉佛教吃素,连怀王守觉的时候也吃素没能保证营养,所以王守觉身体底子不好。身体底子不好再加上两年的颠沛流离,这一病就是好几个月。

王守觉的生活相当丰富。他先是去工厂做钳工,然后又去修建飞机场的工地做测量员,这两份工作让他的动手能力和数学应用能力第一次得到展示。在业余时间,为了增加收入,王守觉在家里养猪、修表,甚至还自己做弹子锁去卖。当时中国工业落后,市面上卖的锁还没有王守觉自己做的漂亮,一时销路很好。做锁没有冲床,王守觉自己找来一些低熔点的金属做成冲床。

王守觉自得其乐。现在,已经80岁的王守觉回忆那段岁月仍然不时大笑,他说;“当时是为了好玩,现在看起来,确实锻炼了我多方面的思维,动手能力。”我的大学,王守觉决定考大学也是个偶然事件引起的。1942年年初的一天,他在昆明街头撞见了一个高中的同学,同学行色匆匆的,说还有半年就要考大学了得抓紧时间。

王守觉觉得有些不甘:他们都读大学了,我怎么办呢?我因为不想留级辍学,最后落个没学上不是好结果啊!王守觉决定考大学。因为小学毕业后的5年多他只进学校读过半年书(初三数月、高一数月),家里人都不看好他,大家既不鼓励也不阻拦,由他去。王守觉对自己的数学很有信心,国文也还好,惟一担心的是英语。于是,在最后半年时间里,他把家里的外文杂志全部搜罗起来,查着词典一路看过去、背过去。

半年后,王守觉顺利地考上了同济大学,家人都有些惊喜。同济大学当时已经迁到重庆附近。当时铁路还很少,于是,大哥给他找了一个运送机器去四川的车队,让他跟着去。临上车前,大哥拉着他的手说:“弟弟你真的很不错,比我儿子(与王守觉差不多大)强多了,母亲总是说我只管儿子不管弟弟,这下她不会再埋怨我了。”

王守觉说自己大学期间最大的成就不是学好了功课,而是锻炼好了自己的身体。他说自己刚进学校有个外号叫“东亚病夫”,因为如果上课时间是三天,他有一天扶着墙挪动,一天躺在床上嚷嚷,能去上课的只有一天。为了改善这种状况,王守觉开始了刻苦的锻炼,他练长跑,练举重。举重没有杠铃,刚好学校在长江边上,河滩上有很多巨大的鹅卵石,于是王守觉就去举这些石头,他举的石头越来越大,身体也越来越好。走出大学时,他已经是个健壮的青年了。今天,当我们看到80岁的王老时,很难想像这位健康的老人年轻时曾是个病号。

王守觉大学学的是电气工程专业,当时同济很多地方采用德式教学,进大学先得学德语一年,本科又要上5年,加上四处流动的停学,王守觉的大学一共读了7年。在此期间,日本战败投降,同济也逐渐迁回上海。

王守觉毕业那年是1949年,他正式毕业的时候上海已经解放。他进了上海镭学研究所,当时的所长是赫赫有名的严济慈。一年后,镭学研究所迁往北京并入中科院。听着刚满一岁的儿子的哭声,王守觉决定留在家人身边,他向严济慈递交了辞呈。不过,他没有想到的是,自己重返中科院已经是7年以后……

王守觉 - 研究磨难

制造氢弹的计算机

1956年的一天,操作的人是重返中科院的王守觉,他此时已经是副研究员,趴在另一边的是他的助手。让人看自己做是王守觉教育助手、学生的特殊办法。他们在做一支晶体管,而这也是中国的第一支高频晶体管,造高频晶体管的目的是想造中国第一部晶体管计算机,用它来进行“两弹一星”的研究。不过当时这都是秘密,王守觉只知道计算机是国防用的。

王守觉是1956年回到中科院的,在此之前,他在上海的企业和机械工业部的第二设计院工作,并且因为在第一个5年计划中的出色表现,被评为全国劳动模范。1956年党中央发出“向科学进军”的号令,因为当选全国劳模而广受关注的王守觉第一批被调往中科院。

1956年,王守觉手工做出中国第一支高频晶体管,他早年修表、造锁的手艺都派上了用场,那支高频晶体管硬是他用原材料在显微镜下一点点打磨出来的。当时的实验设备异常落后,连把温度计插到该插的位置都做不到,为了在真空里测量温度,王守觉最终用的是根据经验看光线颜色、分辨波谱来确定温度的办法。王守觉说:“要没有在工厂的实践经验,这些问题还真解决不了。”

建立能大量生产高频晶体管的生产线时,正好是王守觉的哥哥王守武负责。于是,人们经常能看到两个人争得面红耳赤。王守觉说:“我们最大的区别在于,做实践出身的我要先把产品做出来,再去解决产品存在的问题,而学物理理论出身的哥哥则坚持要把所有可能存在的理论问题都解决掉,再制造产品。”

一年以后,晶体管生产线建成,随后一台计算速度为每秒10万次的晶体管计算机诞生。许多年后王守觉才知道,这台计算机在制造氢弹过程中发挥了重大作用。从英雄到“反动权威”

1969年,王守觉被平反,他要做的第一件事情就是实现1966年的一个想法:1966年,他发现计算机的CPU等部件经常需要画不同的模版,而且都需要人工操作。“以后生产量大了怎么办呢?能不能让机器自己产生图形?”王守觉想出了理论,还没有制造就被“打倒”了。1969年他出来以后,开始制造“图形发生器”,结果,他开始工作没几个月,世界上第一台图形发生器就诞生了,而王守觉一直到1971年才研制成功。王守觉说这是个遗憾,他如果从1966年开始研制,应该1968年就会成功,会成为世界第一。他说,这三年造成的遗憾太多了。

1978年,王守觉研制成功集成模糊逻辑电路,这个电路可以提高数模转换(从1、0等计算机接受的数字信息转化成多少、大小、声音、图像等能为人感官接受的模拟量)速度。这个成果做出来,却迟迟打不开局面,无法得到肯定。十几年后的20世纪90年代初,有人再次想起这个“老技术”,一用之下,竟然将同样工艺下的数模转换速度提高了20倍。而此时这个技术仍是世界一流的。

1990年的一天,王守觉想了一夜,关于集成模糊逻辑电路10多年后才得到重视。他得出了几个结论,并从此转换了自己的研究方向……让电脑装上“人脑”

王守觉得出的第一个结论是,在相对落后的中国,要想做出让国际社会承认的成就,不能在国际上技术已经相对成熟的领域去奋斗,那样的创新因为评价体系的不完善,迟迟得不到承认,不能得到应用,是没有用的。他举例说:“譬如电灯泡,已经很成熟,大家都会造,你造一个更好的出来是没有人理睬的。所以,我们必须要找国际上没有成熟的领域去做,才能做出大的成就。”

王守觉得出的第二个结论是,中国和国际在科技领域差距并不小,如果按部就班地去争,可能没有一样能走到前面,所以必须依照田忌赛马的规则“以我中驷敌彼下驷”,甚至“以我上驷敌彼下驷”。

王守觉说:“我觉得自己就是这样的上驷,而‘神经计算机’(能进行形象思维的计算机,与人类思维方式类似,不完全依赖程序)就是非常不成熟的那个领域。而我在设计模糊逻辑电路的时候,对于计算机思考、感觉方式和人类思考、感觉方式的不同和转化已经有了一定的认识。”

1995年,王守觉制成第一台神经计算机。此后,他又逐渐将其完善。

目前,他所研制的神经计算机和相关应用设备,都处在国际领先水平。而他在深圳研制成功的认人取款机,正是这些技术的小小应用:只需要在银行卡上输入四十几个字节的信息,换上特定的取款机,银行存款就相当保险,即使歹徒威逼你讲出了密码,他也取不出来,因为特定取款机认得你本人的脸。

王守觉 - 研究内容

王守觉院士早年研究解决了“两弹一星”所需计算机的基础器件:1958年研制成中国首只锗合金扩散高频晶体管,频率由2兆赫提到200兆赫,解决了高速晶体管化计算机的需要。1963年在我国首先研制成硅平面工艺和平面器件,保证了为中国“两弹一星”的研制工作做出重大贡献的109丙机的研制成功。并研制成国内最早的4种固体组件,为专用微型机创造了基本条件。

1978年他在国际上最先发表了一种集成高速模糊逻辑电路DYL,并研究了它在精确信号线路与系统中的应用,依此研制的高速数模转换器电路使中国集成8位D/A转换器转换时间由80纳秒缩短至4纳秒以下。王守觉院士的以上贡献,共获得早年国家发明奖1项(1964),国家新产品一等奖(1964)一项,中科院一等奖1项(1980),二等奖3项(1983、1992、1996),三等奖1项(1986)及国家发明三等奖1项(1996)。

1990年起,王守觉院士致力于神经网络模式识别等机器形象思维的基础理论与实际应用基础研究,在国家“八五”、“九五”科技攻关中,他承担了神经网络的实现和应用技术的攻关工作,研制成我国唯一产品化的半导体神经网络硬件系列。他本人相继两次被评为国家“八五”和“九五”科技攻关先进个人,并获2001年北京市科技进步一等奖,2001年何梁何利科技进步奖和2002年台湾潘文渊文教基金杰出科研奖。

王守觉院士从高维空间点分布分析出发,提出了以在特征空间中“认识”点分布形态予以覆盖的“仿生模式识别”新理论,取代常规模式识别取得了十分优异的实际效果。以对多种刚体实物模型作识别目标的全方位识别问题作实际考核,以国际上新发展、被公认处优势地位的支撑向量机(SVM)识别方法作比较对象,比较结果说明,在采集样本总数较多的情况,仿生模式识别效果比支撑向量机好得多;而在采集样本总数较少时,仿生模式识别效果更远优于支撑向量机效果。以ORL人脸库作人脸识别效果比较,仿生模式识别的识别效果也大大优于支撑向量机。

王守觉院士提出的高维空间点分布分析方法和仿生模式识别理论,不仅识别效果远优于支撑向量机,它还为解决机器形象思维问题提供了一条新途径。基于高维特征空间中分析同类样本间连续关系为基础的仿生模式识别新方法,对未经学习训练的新类别样本只会拒识而不会误识。与此同时,它像人类一样对事物一件一件的认识,在学习认识一件新事物时不会打乱原已学到的旧知识,这正是传统模式识别难以做到的。对于生物特征识别、语音识别等人类思维中难以用数学方程描述的形象思维问题,原有的模式理论和技术手段显得十分无能,高维空间点分布分析方法和仿生模式识别理论可以很好地解决这些问题。

王守觉院士提出和发展的高维空间点分布分析方法和理论,为信息与信号处理提供了新理论。随着分子生物学技术的突飞猛进,大量的分子生物学数据需要由新型计算方法进行分析处理,如氨基酸序列对蛋白质二结以上结构的预测、基因序列之间的快速比较分析等,这些生物学中最具有计算复杂度的问题需要新的分析处理方法,高维空间点分布分析方法可以为解决这些生物学中最具有计算复杂度的问题提供新思路。

王守觉 - 工作简历

194904-194911,北平研究院镭学研究所,助理员

194911-195010,中国科学院应用物理研究所,助理员

1953-1956,第一机械工业部第二设计分局,主任设计师

1956-1960,中国科学院物理研究所,副研究员

1960-,中国科学院半导体研究所,室主任;所长;研究员

学术或专业团体任职:

1985-,跨国电气电子工程师学会北京分部,副主席

1988-,中国电子学会,副理事长

1994-,《电子学报》编辑委员会,主编

王守觉 - 研究成就

1956-1958,300兆赫锗合金扩散高频晶体管,主持

1959-1964,硅平面工艺与五种硅平面型器件和门电路,主持

1970-1974,大规模集成电路的计算机辅助版图设计及制版,主持

1976-1978,集成高速(模糊)逻辑电路--多元逻辑DYL,主持

获奖

1964,硅平面工艺与五种硅平面型器件,国家科委,国家新产品一等奖

1978,大规模集成电路的计算机辅助版图设计及制版,国家,科学大会奖

1980,一种新的高速集成(模糊)逻辑电路--多元逻辑DYL,中国科学院,科学院重大成果一等奖

197812,一种新的高速集成逻辑电路--多元逻辑电路(DYL),电子学报,

198609,连续逻辑为电子线路与系统提供的新手段,电子学报,

199505,一种通用神经网络处理机设计及其VLSI集成化讨论,电子学报,

王守觉 - 人物评价

王守觉半导体电子学家。1925年生于上海。1980年当选为中国科学院院士(技术科学部)。是我国微电子和ICCAD与神经元计算机领域的专家,曾任中科院半导体所所长。他为我国发展两弹一星作出了贡献,制成了我国第一只锗高频晶体管,用于制造氢弹计算所需要的我国第一台晶体高速计算机,还制成了用于战略导弹的我国第一批硅平面管并创建硅平面工艺(获国家发明奖),在此基础上,他研制成功了我国第一块固体组件,为导弹专用微型机的研制创造了条件。他还在模糊逻辑和神经网络的半导体硬件实现和模型算法方面做出了系列创新性贡献。

刚过而立之年的王守觉,壮志满怀地参与并主持了锗高频晶体管的开创性研制任务。在中国科学院半导体研究所,已建立起以王守觉为核心的半导体神经网络的研究,承担了“人工神经网络硬件化实现”这一“八五”攻关课题及“模式识别用神经网络理论研究”的国防预研基金课题。

多年来,王守觉奋进不息,从业40余年,成果迭出,建树甚丰。对于青年学子,他言传身教,悉心培养,并以严谨求实、探索不倦的学风,勤于任事、拼搏不止的品格,率领他们一起攀峰,从而深得他们的敬重与爱戴。如今,他虽已年届古稀,但追求卓越的使命感仍一如往昔。他清晰的谈吐、敏捷的思维和轻快的脚步,让人难以相信他已经80高龄。他出身名门,兄弟姐妹皆有非凡成就。他本人一生坎坷,少年颠沛流离,文革遭遇冲击,但他始终致力于科研,多次转换研究方向,并在80高龄时再次在自己领域走到世界最前列。

王守觉 - 相关词条

梁思礼 匡定波 李衍达 雷啸霖 林尊琪
干福熹 黄宏嘉 李启虎 陆汝钤 刘盛纲
郭雷 黄民强 李未 侯洵 刘永坦
郭光灿 黄琳 简水生 李志坚 刘颂豪
高庆狮 何积丰 侯朝焕 林惠民 阙端麟

 

 

 

王守觉 - 参考资料

1、http://m.cas.ac.cn/html/Dir/2001/10/22/2356.htm

2、http://m.hebysh.gov.cn/ysjj/wangshj.htm

3、http://sist.swjtu.edu.cn/upload/files1/2007-10-31+17-36-38.HTM

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