紙和筆發明之前,中國人把字刻在骨頭和龜板上,後來有了筆,就寫在竹簡和木簡上。紙發明了,人們在紙上寫字,但手寫仍不能使文字大規模複製,後來,雕版印刷出現了,但這種印刷方式既消耗人力造價也昂貴,印出來的東西還常常不清晰。宋代,畢升發明了泥活字印刷,但這種方法在中國一直沒能取代雕版印刷術。19世紀中葉,中國又從西方引進了鉛活字印刷技術,這種印刷方法一直主宰了中國印刷業100年。1985年,王選教授發明了計算機激光照排係統。從此,我國的印刷技術告別了火與鉛的時代,迎來了計算機與激光的時代。
王選,1937年生人,祖籍江蘇無錫,生長於上海。畢業北京大學數學力學係計算數學專業。曾任九三學社成員,北京大學計算機研究所所長,教授,方正控股有限公司董事局主席,中國科學院、中國工程院和第三世界科學院院士,九三學社副主席,中國科協副主席,全國政協副主席等職。他主持研製出的漢字激光照排係統和世界首套中文彩色照排係統,被譽為畢升發明活字印刷術後中國印刷技術的第二次革命。他因此兩度榮獲中國十大科技成就獎和國家技術進步一等獎,並獲1987年我國首次設立的印刷界個人最高榮譽獎——畢升獎,被譽為“當代畢升”、“激光照排之父”。
一、數字時代的“畢昇”
上世紀70年代,國外的印刷業發展更為迅猛,第四代激光照排機已經呼之欲出,而作為800年前就已經發明了印刷術的中國,印刷業卻還在采用鉛字排版。鉛字排版,不僅非常辛苦,而且效率極低,出一本書往往需要半年一年的時間。在這種形勢下,一場國內的印刷技術革新迫在眉睫。也就在這個關頭,一個人一馬當先,奮勇衝在了這場革新的最前線,徹底改變了中國印刷行業的命運。他就是王選。
1954年,王選以優異成績考進了北大數學力學係。在大三分專業時,他了解到計算機在未來將對人類產生巨大神奇的作用,就毅然選擇了當時還是新興學科的計算數學專業。1958年畢業留校後,他全身心地投入到計算機的設計、調試工作當中。開始時,他主攻硬件,後來領悟到隻有同時掌握硬件設計和程序應用才能創新。於是,他開始又從事軟硬件相結合的研究。1964年,他承擔了當時正在進行硬件設計的DJS21機的ALGOL60編譯係統。經過幾年的努力,該係統最終研製成功,成為國內較早的高級語言編譯係統。他也成為當時國內研究高級語言編譯係統的著名專家之一。這種軟硬件兩方麵的知識和實踐為他後來承擔研製激光照排係統奠定了紮實的基礎。但由於長年廢寢忘食的埋頭工作,積勞成疾,他的身體健康受到了嚴重的損害。
1974年8月,經周總理批準,中國開始了一項被命名為“748工程”的科研。其中由電子部等5單位發起的漢字信息處理技術的研究項目,被列入這項國家重點科研工程。這個項目又分為三個子項目:漢字通信、漢字情報檢索和漢字精密照排。
當時,因病在家休養的王選聽到這個消息後,對其中的“漢字精密照排”項目發生了興趣。他顧不上身體的虛弱,立即投入到方案的設計中。
當時國內已有5家實力雄厚的單位在從事漢字照排係統的研製,但他們選擇的都是采用模擬存儲方式的,類似於當時日本流行的光學機械式的二代照排機和歐美流行的陰極射線管式的三代照排機。王選在作了大量調查研究後,毅然決定跳過國際流行的二、三代照排係統,直接研製國外尚無商品的,采取數字存儲方式的第四代激光照排係統。
由於漢字字數多、印刷用漢字字體多、漢字字模的組合多以及精密照排要求分辨率很高,若采用傳統的點陣漢字,儲存量將高達200億位。所以他提出了用數學的辦法來描述字形,從而極大地壓縮信息量的方案。
1975年11月,漢字精密照排係統論證會在北京召開。會上,對於王選的方案,多數人認為那是個“天方夜譚”,甚至有人說王選是在玩數學遊戲。麵對質疑甚至嘲諷,王選默默地努力。經過全麵嚴格的考核,1976年9月,電子工業部把“748工程”種的漢字精密照排係統的研製任務正式下達給北京大學,並成立了北京大學漢字信息處理技術研究室,由王選負責整個係統的總體設計和研製工作。
盡管拿到了國家的748項目,然而圍繞王選和激光照排的各種嘲諷和懷疑就一直沒有停息過。就在這一片質疑聲中,王選的研製工作起了步。經過冥思苦想,經曆了一次又一次的失敗之後,王選終於想出了用數學方法讓龐大的漢字字模減少500倍的高招——他巧妙地利用數學知識和軟、硬件的實踐經驗,針對所帶來的技術困難,發明了高分辨率字形的高倍率信息壓縮技術(壓縮倍數達到500∶1)和高速複原方法,率先設計了提高字形複原速度的專用芯片,使漢字字形複原速度達到700字/秒的領先水平,在世界上首次使用控製信息(或參數)來描述筆畫的寬度、拐角形狀等特征,保證了字形變小後的筆畫勻稱和寬度一致。