科技日?qǐng)?bào)記者 張蓋倫
中國(guó)電子計(jì)算機(jī)事業(yè)的起步，是從一個(gè)三人小組開(kāi)始的。
1952年秋天的某個(gè)晚上，數(shù)學(xué)家華羅庚家中，來(lái)了三位年輕人。他們探討的，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)鮮有人了解的電子計(jì)算機(jī)。
三人中唯一的女性、從英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)畢業(yè)歸國(guó)的29歲女博士夏培肅，還不知道她的名字將就此和中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)事業(yè)發(fā)展緊密相連。
夏培肅被稱(chēng)為“中國(guó)計(jì)算機(jī)之母”，是我國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)的奠基人之一。在我國(guó)計(jì)算機(jī)從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)發(fā)展的各個(gè)階段，她用智慧、決心和前瞻性眼光，解決了一個(gè)個(gè)棘手問(wèn)題，讓我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展緊跟上世界前沿。
從零開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)
高中畢業(yè)后，夏培肅就去了中央大學(xué)電機(jī)系。躲避日軍空襲，是夏培肅對(duì)那段動(dòng)蕩歲月的深刻記憶?！盀槭裁慈毡救似圬?fù)我們，就是因?yàn)閲?guó)家不富強(qiáng)！所以上電機(jī)系，要工業(yè)救國(guó)。”
后來(lái)去英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)留學(xué)，夏培肅繼續(xù)研讀電機(jī)，對(duì)電子電路了解得很深入。
1951年，夏培肅和愛(ài)人、物理學(xué)家楊立銘回國(guó)，被安排到清華大學(xué)電訊網(wǎng)絡(luò)研究室工作。第二年，時(shí)任中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所所長(zhǎng)的華羅庚提出，要在中國(guó)研制電子計(jì)算機(jī)。他在清華大學(xué)電機(jī)系物色了三位科技人員，既懂電子、數(shù)學(xué)又好的夏培肅被選中了。
華羅庚在美國(guó)時(shí)和馮·諾依曼打過(guò)交道，深知電子計(jì)算機(jī)的威力。但當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)，電子計(jì)算機(jī)這個(gè)概念，還太新太新。
三人小組先是在數(shù)學(xué)所工作。“可是數(shù)學(xué)所從來(lái)沒(méi)搞過(guò)關(guān)于電的東西。沒(méi)有器材，所有器材都要自己去跑、去弄；沒(méi)有打印機(jī)、復(fù)印機(jī)，看資料都要用手抄。特別是國(guó)內(nèi)沒(méi)有能生產(chǎn)元器件的工廠，設(shè)備要去舊貨市場(chǎng)上收集，連示波器都沒(méi)有。”夏培肅曾回憶，叫采購(gòu)員幫忙買(mǎi)個(gè)電表，他們不懂，結(jié)果買(mǎi)了個(gè)安培級(jí)的，但做研究必須用毫安級(jí)電表。
當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)人懂電子計(jì)算機(jī)到底是怎么一回事，更別提了解電子計(jì)算機(jī)原理。就幾個(gè)人，面對(duì)一個(gè)嶄新的學(xué)科，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，無(wú)人引路，連參考資料都難找。
小組就這樣開(kāi)始了探索、嘗試和創(chuàng)造之路。
自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)107機(jī)
后來(lái)，計(jì)算機(jī)小組轉(zhuǎn)到了錢(qián)三強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)的中科院近代物理所。再后來(lái)，人多了些，圖書(shū)資源也豐富了些。夏培肅進(jìn)一步翻譯資料并系統(tǒng)消化，還自行編寫(xiě)了講義，在近代物理研究所舉辦培訓(xùn)班，介紹電子計(jì)算機(jī)原理。
1960年，是一個(gè)歷史性的時(shí)刻，我國(guó)自主設(shè)計(jì)研制的第一臺(tái)通用（小型）計(jì)算機(jī)107機(jī)問(wèn)世了。
此前，從蘇聯(lián)買(mǎi)下圖紙，按圖紙加工的103機(jī)已經(jīng)研制成功。而夏培肅帶著團(tuán)隊(duì)，實(shí)踐了另一條路徑——自主創(chuàng)新。
“我們做107計(jì)算機(jī)是全力以赴。從總體設(shè)計(jì)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，到調(diào)試方案都是我設(shè)計(jì)的。”夏培肅說(shuō)。
107機(jī)的一大特點(diǎn)是穩(wěn)定。
觸發(fā)器是電子計(jì)算機(jī)的主要元件之一。之前的103機(jī)，觸發(fā)器就非常不穩(wěn)定。在機(jī)房里，只要一開(kāi)關(guān)電燈，機(jī)器就可能出問(wèn)題。用機(jī)器做計(jì)算，每隔幾分鐘就要存一次結(jié)果。
但107機(jī)在1960年通過(guò)開(kāi)機(jī)運(yùn)行考試時(shí)，就連續(xù)工作了20.5個(gè)小時(shí)，后來(lái)由人工停機(jī)。
夏培肅為107機(jī)設(shè)計(jì)了非常穩(wěn)定的觸發(fā)器，充分考慮工作速度和可靠性的矛盾、可靠性與靈敏度的矛盾，使得設(shè)計(jì)的觸發(fā)器能滿足各項(xiàng)要求。
而且，在107機(jī)的調(diào)試、運(yùn)行、維修等各個(gè)環(huán)節(jié)，夏培肅也進(jìn)行了科學(xué)合理的安排。在107機(jī)加工前，夏培肅讓學(xué)生對(duì)其所用的電容和電阻進(jìn)行了嚴(yán)格篩選和測(cè)試。當(dāng)時(shí)人工焊接容易出現(xiàn)虛焊，夏培肅提出了單脈沖循環(huán)的檢查方法，確保萬(wàn)無(wú)一失。她還編制了計(jì)算機(jī)電路、插件、部件和全機(jī)聯(lián)調(diào)的調(diào)試手冊(cè)，將步驟寫(xiě)得清清楚楚。
107機(jī)執(zhí)行了上百個(gè)領(lǐng)域的計(jì)算任務(wù)，包括原子反應(yīng)堆射線能量分布、彈道、爆破波等，為各項(xiàng)科學(xué)研究提供了極大幫助與支持。
如今，人們已見(jiàn)不到107機(jī)的實(shí)物了，僅能從照片上看到中國(guó)老一輩研究人員篳路藍(lán)縷開(kāi)拓創(chuàng)新的成果。中國(guó)人有志氣，有能力造出自己的計(jì)算機(jī)，而且還能比仿制品表現(xiàn)得更好。
獨(dú)具前瞻性視野
陣列處理機(jī)，是一種可以與計(jì)算機(jī)連接并大幅提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的機(jī)器。它可用于物理和數(shù)學(xué)仿真系統(tǒng)，在電力工程、石油勘探等領(lǐng)域也能發(fā)揮重要作用。
20世紀(jì)70年代末，陣列處理機(jī)技術(shù)在國(guó)際上已經(jīng)成熟，但這些技術(shù)并不對(duì)中國(guó)開(kāi)放。中國(guó)石油勘探迫切需要更高性能的計(jì)算機(jī)來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的石油開(kāi)發(fā)需求。
夏培肅再次承擔(dān)了研制陣列處理機(jī)的任務(wù)，并于1981年圓滿完成。150-AP機(jī)是高速浮點(diǎn)陣列處理機(jī)，性能優(yōu)異，它與通用計(jì)算機(jī)150機(jī)相聯(lián)，系統(tǒng)的運(yùn)算速度從每秒100萬(wàn)次提升到每秒1400萬(wàn)次。
20世紀(jì)80年代，改革開(kāi)放使國(guó)內(nèi)外科技交流更加便捷，有人主張仿制國(guó)外計(jì)算機(jī)，夏培肅則認(rèn)為還是應(yīng)該自主創(chuàng)新。當(dāng)時(shí)，夏培肅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始對(duì)并行處理技術(shù)展開(kāi)深入研究，又成功研制BJ-01和BJ-1并行計(jì)算機(jī)。
那時(shí)，夏培肅對(duì)計(jì)算機(jī)依然全情投入，她形容自己“一天到晚想的都是計(jì)算機(jī)”。對(duì)國(guó)際國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)發(fā)展情況，她了如指掌。只要有與計(jì)算機(jī)相關(guān)的最新期刊資料，她都要看一看。
20世紀(jì)90年代，夏培肅敏銳地意識(shí)到了高性能計(jì)算機(jī)的重要性。
90年代中期，夏培肅主持開(kāi)展了“高性能計(jì)算機(jī)中若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的基礎(chǔ)性研究”項(xiàng)目，為研制運(yùn)行速度在萬(wàn)億次及以上高性能計(jì)算機(jī)提供技術(shù)基礎(chǔ)。1998年，夏培肅在第94次香山科學(xué)會(huì)議上作《高性能計(jì)算技術(shù)展望》報(bào)告，呼吁我國(guó)制定發(fā)展高性能計(jì)算機(jī)的戰(zhàn)略規(guī)劃。
“當(dāng)時(shí)我們覺(jué)得很重要的一個(gè)問(wèn)題，就是中國(guó)沒(méi)有自己的芯片，不管做什么都得用國(guó)外的芯片?！毕呐嗝C說(shuō)。后來(lái)，她的學(xué)生胡偉武領(lǐng)導(dǎo)的龍芯團(tuán)隊(duì)研制出中國(guó)第一枚高性能CPU芯片。
胡偉武記得，有一次夏培肅生病住院，他去看望恩師。夏培肅跟他說(shuō)，我這輩子最大的心愿就是把我們國(guó)家自己的計(jì)算機(jī)做起來(lái)。我們這一代人沒(méi)做好，就指望著你們這一代人來(lái)做。
曾有人問(wèn)夏培肅，您對(duì)自己的工作滿意嗎？
已經(jīng)當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士并獲得諸多榮譽(yù)的夏培肅卻說(shuō)，不滿意?！拔矣X(jué)得自己應(yīng)該做得更多一些，做得更好一些。”
2014年，夏培肅與世長(zhǎng)辭。她的名字將永遠(yuǎn)鐫刻在中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)發(fā)展的豐碑上，永遠(yuǎn)閃耀并激勵(lì)著后來(lái)者。
