計(jì)算機(jī)學(xué)院深植國(guó)防科技沃土,兩大源頭均與國(guó)防事業(yè)血脈相連,共同鑄就了我國(guó)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域四項(xiàng)里程碑式的“第一”,為學(xué)科發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。面向世界一流學(xué)科建設(shè)目標(biāo),學(xué)院緊密對(duì)接“三航”等國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,前瞻把握計(jì)算機(jī)科學(xué)前沿,構(gòu)建了融合智能體系、數(shù)據(jù)管理、算法應(yīng)用與系統(tǒng)平臺(tái)的智能計(jì)算系統(tǒng),塑造了“系統(tǒng)+國(guó)防”的鮮明學(xué)科特色,為人工智能發(fā)展提供核心支撐。為破解國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)加劇與關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”困境,學(xué)院立足重大應(yīng)用場(chǎng)景,開(kāi)拓“1→0”溯源性研究路徑,逆向攻堅(jiān)基礎(chǔ)理論瓶頸,以特色發(fā)展模式驅(qū)動(dòng)西工大計(jì)算機(jī)學(xué)科跨越式發(fā)展。
一、“1→0”溯源性研究:反向創(chuàng)新的時(shí)代必然
傳統(tǒng)“0→1”基礎(chǔ)研究模式強(qiáng)調(diào)先從理論源頭突破,再向應(yīng)用延伸。計(jì)算機(jī)學(xué)院連續(xù)4年舉辦42期“01學(xué)術(shù)沙龍”活動(dòng),依托“01華為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”,構(gòu)建了“理論-技術(shù)-應(yīng)用”貫通的創(chuàng)新鏈,然而,單純依賴(lài)“0→1”研究,難以在芯片設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件、高端計(jì)算架構(gòu)等關(guān)鍵領(lǐng)域突破技術(shù)封鎖?!?→0”研究則從現(xiàn)實(shí)技術(shù)瓶頸出發(fā),逆向解析底層科學(xué)問(wèn)題,如從國(guó)產(chǎn)EDA工具缺陷,回溯形式化驗(yàn)證數(shù)學(xué)理論短板;從無(wú)人機(jī)集群協(xié)同挑戰(zhàn),提煉分布式智能計(jì)算新模型等,為解決“卡脖子”技術(shù)提供了新路徑。六十多年來(lái),計(jì)算機(jī)學(xué)院始終堅(jiān)持以科學(xué)技術(shù)前沿和國(guó)家重大需求為導(dǎo)向,在智能計(jì)算、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、工業(yè)軟件、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域積淀深厚工程經(jīng)驗(yàn),為“1→0”研究奠定獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。然而,基礎(chǔ)理論與重大工程研究結(jié)合度不足、科研及管理人員對(duì)“1→0”理解深度不夠等問(wèn)題亟待解決。因此,如何精準(zhǔn)提煉工程實(shí)踐中的科學(xué)“真問(wèn)題”,并以此驅(qū)動(dòng)理論突破,是學(xué)科躍升與國(guó)家科技自立自強(qiáng)的關(guān)鍵命題。
二、解決真問(wèn)題是“1→0”溯源性研究的核心靶向
(一)院所聯(lián)動(dòng):共尋共研“真問(wèn)題”
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)班子深化對(duì)“1→0”內(nèi)涵的認(rèn)知。2024年11月30日,牽頭組織“1→0”重大工程基礎(chǔ)問(wèn)題研討會(huì),匯聚中航工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所、中國(guó)航天科技集團(tuán)第九研究院、中國(guó)航天科技五院西安分院等頂尖軍工院所、企業(yè)及雙一流高校。共識(shí)認(rèn)為,“1→0”精髓在于“打破砂鍋問(wèn)到底”,需依托與大院大所的深度鏈接與反復(fù)碰撞,從工程實(shí)踐中精準(zhǔn)甄選“真問(wèn)題”。攻關(guān)“0”時(shí)需耐得住寂寞,著眼跨域挑戰(zhàn),強(qiáng)化系統(tǒng)多維優(yōu)化與工程問(wèn)題本質(zhì)分析,深度剖析工程項(xiàng)目中的擾動(dòng)與錯(cuò)誤——這些正是潛在的“1→0”重大科學(xué)問(wèn)題源頭。
(二)聚焦戰(zhàn)略:服務(wù)國(guó)家與行業(yè)之需
近年來(lái),隨著全球科技領(lǐng)域的快速發(fā)展,技術(shù)應(yīng)用正深度邁向數(shù)字化、智能化、協(xié)同化,場(chǎng)景拓展至陸、海、空、天、電磁、網(wǎng)絡(luò)及認(rèn)知等多維空間。跨域協(xié)同提升系統(tǒng)效能,人機(jī)物融合是整合要素的關(guān)鍵路徑。學(xué)院前期成果顯著,如在群體智能操作系統(tǒng)項(xiàng)目中,基于某型無(wú)人機(jī)平臺(tái)成功研制并適配機(jī)載智能任務(wù)計(jì)算機(jī)。但現(xiàn)有無(wú)人集群智能存在協(xié)作模式固化、協(xié)同效能不足等缺陷,難以適應(yīng)復(fù)雜任務(wù)環(huán)境,尤其在與有人裝備聯(lián)動(dòng)方面存在瓶頸,制約了有人-無(wú)人集群作戰(zhàn)效能。這一挑戰(zhàn)深刻揭示了開(kāi)展“1→0”反向基礎(chǔ)研究的迫切性?!?→0”研究打破傳統(tǒng)范式慣性,從工程實(shí)踐倒逼我們重新思考人機(jī)物融合異構(gòu)群智跨域協(xié)同的底層邏輯,深挖其科學(xué)規(guī)律。
(三)學(xué)科交叉:“1→0”研究的新引擎
學(xué)科交叉融合是科技創(chuàng)新的核心驅(qū)動(dòng)力。計(jì)算機(jī)與生物學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的深度碰撞,能破除壁壘,催生新思路,實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的創(chuàng)新躍變。2024年諾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)授予計(jì)算機(jī)科學(xué)家辛頓(反向傳播算法奠基人)與霍普菲爾德(霍普菲爾德網(wǎng)絡(luò)開(kāi)創(chuàng)者),即是交叉學(xué)科顛覆性力量的明證。學(xué)院在航空航天、國(guó)防安全等領(lǐng)域的長(zhǎng)期工程實(shí)踐中,積累了豐富的數(shù)據(jù)與場(chǎng)景資源。以視覺(jué)計(jì)算為例:解析光傳播機(jī)理 → 構(gòu)建數(shù)學(xué)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)視覺(jué)理論 → 依托計(jì)算科學(xué)實(shí)現(xiàn)成像方法落地 → 形成“工程需求→科學(xué)問(wèn)題→理論突破→技術(shù)反哺”閉環(huán)。反向研究?jī)r(jià)值亦體現(xiàn)在培養(yǎng)“工程-理論”復(fù)合型人才上。理解圖像降質(zhì)的物理機(jī)理,方能設(shè)計(jì)出更具魯棒性的算法。因此,計(jì)算機(jī)學(xué)科的交叉研究不僅是技術(shù)進(jìn)化的必然,更是應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略選擇,通過(guò)多學(xué)科視角融合,釋放技術(shù)潛能并推動(dòng)領(lǐng)域范式變革。
三、踐行路徑:計(jì)算機(jī)學(xué)院“1→0”反向基礎(chǔ)研究體系構(gòu)建
(一)機(jī)制創(chuàng)新:夯實(shí)“1→0”管理根基
在組織保障方面,成立由學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)班子牽頭的“反向研究專(zhuān)班”,科研副院長(zhǎng)具體負(fù)責(zé),探索問(wèn)題溯源機(jī)制,改革科研管理模式,優(yōu)化激勵(lì)保障。面向?qū)W科團(tuán)隊(duì),征集國(guó)防、工業(yè)領(lǐng)域典型技術(shù)難題,構(gòu)建“問(wèn)題-理論”映射庫(kù),設(shè)立反向研究種子基金。在人才引育方面,精準(zhǔn)引進(jìn)兼具大型工業(yè)軟件研發(fā)等工程實(shí)踐能力與理論突破潛力的領(lǐng)軍學(xué)者。實(shí)施“導(dǎo)師(學(xué)術(shù))+總師(行業(yè))”雙指導(dǎo)制,提升青年人才科學(xué)問(wèn)題抽象能力。在科研人才評(píng)價(jià)體系方面,建立反向研究評(píng)價(jià)機(jī)制,在年終考評(píng)中增設(shè)“理論溯源貢獻(xiàn)度”指標(biāo),激勵(lì)教師從工程提煉真問(wèn)題。
(二)協(xié)同布局:構(gòu)建需求導(dǎo)向攻關(guān)生態(tài)
高校需平衡“1→0”與“0→1”。推動(dòng)工程問(wèn)題向科學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵在于深化校企長(zhǎng)期、多觸點(diǎn)合作。學(xué)院聯(lián)合631所、中電14所、28所等頭部院所搭建“1→0”研究平臺(tái),選派團(tuán)隊(duì)及骨干教授深度參與軍工型號(hào)研制,從智能計(jì)算系統(tǒng)、無(wú)人集群協(xié)同等實(shí)踐中凝練底層科學(xué)問(wèn)題。近三年,斬獲億元級(jí)項(xiàng)目1項(xiàng)、千萬(wàn)級(jí)項(xiàng)目10項(xiàng),并牽頭國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃1項(xiàng)。針對(duì)青年后備力量不足,學(xué)院實(shí)施“國(guó)防科技創(chuàng)新工程”,創(chuàng)新推行教師與國(guó)防技術(shù)專(zhuān)家“雙向掛職”機(jī)制。此舉使青年教師實(shí)時(shí)追蹤前沿、精準(zhǔn)把握需求,在為國(guó)防貢獻(xiàn)智慧的同時(shí),有力提升自身科研能力并支撐學(xué)院創(chuàng)新體系建設(shè),實(shí)現(xiàn)人才梯隊(duì)建設(shè)與科研創(chuàng)新的“雙向賦能”。
(三)育人革新:鍛造“逆向創(chuàng)新”人才鏈
課程創(chuàng)新:立足國(guó)防需求,開(kāi)設(shè)“反向創(chuàng)新方法論”核心課程,培養(yǎng)“工程問(wèn)題抽象-理論建模-技術(shù)突破”復(fù)合型人才,貫徹“從工程中來(lái),到理論中去”理念,強(qiáng)化科學(xué)抽象與跨學(xué)科系統(tǒng)思維能力。教學(xué)模式:依托學(xué)院特色班(康繼昌系統(tǒng)班、百度首席智能班、天脈領(lǐng)英班、智能計(jì)算總師班),實(shí)施“工程-理論”雙導(dǎo)師制,引導(dǎo)學(xué)生深入軍工項(xiàng)目剖析,提升技術(shù)瓶頸的理論溯源能力。產(chǎn)學(xué)研協(xié)同:攜手航天科技集團(tuán)共建實(shí)踐基地,由行業(yè)總師指導(dǎo),開(kāi)展“三航+AI”輔助的問(wèn)題溯源教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科系統(tǒng)思維。
實(shí)踐深刻啟示我們,“1→0”與“0→1”能力相輔相成、缺一不可,唯有雙向發(fā)力、協(xié)同并進(jìn),方能真正溯本清源,揭示深層機(jī)理。計(jì)算機(jī)學(xué)院將持續(xù)深化拓展“1→0”研究的廣度與深度,重點(diǎn)布局無(wú)人機(jī)集群智能、空間監(jiān)測(cè)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)智能、量子智能計(jì)算、博弈對(duì)抗基礎(chǔ)理論等前沿方向,矢志成為國(guó)家戰(zhàn)略科技力量中不可或缺的計(jì)算機(jī)智庫(kù)。