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她甘为“人梯”,奠基中国计算机事业

发布者:点击量:发布时间:2023-08-07

 
作者:赵广立 来源:中国科学报 发布时间:2023/8/7 14:37:51
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她甘为“人梯”,奠基中国计算机事业

 

许多人恐怕不知道,出身教育世家、一生恬静淡然的“中国计算机之母”夏培肃,年轻时是如何的血气方刚。

1947年夏天的一个夜里,国民党的骑兵队包围了当时的“国立交通大学”(时在重庆九龙坡),到校内各处抓人。特务们搜查到女生宿舍,蛮横叫门。此时,交通大学电信研究所唯一的女研究生夏培肃就在门后。

她很气愤,故意不给开门。一个特务从气窗爬了进来打开门,房内立即拥进来一群人。他们穿着黑对襟褂子,手里拿着写着人名的折子,气势汹汹。夏培肃很生气,大骂他们。他们威胁着要把她带走。但那时她正在办出国留学手续,不在“黑名单”上,对方才作罢。

出国前,对时局失望透顶的夏培肃对妹妹夏培静说:“现在你们搞革命,以后我们回来建设新中国。”

1946年的夏培肃 本文图片来源:中国科学院计算技术研究所

 

在英国读博期间,夏培肃看到房东小女儿的地理教科书上讲“中国男人抽鸦片、女人缠小脚”“中国人睡得早是因为太穷”等描述后,很是生气,拿起书就去找房东太太理论。但对方坚持认为如此,还说自己曾捐过衣物给中国人,问她是否收到过。

在异国他乡亲身感受到国家落后所蒙受的屈辱,夏培肃心中暗想:“宁愿中国让别人恨、让别人怕,也不能被人瞧不起!”

她心中那颗科技报国的种子,就在那个年岁生了根、发了芽。

被华罗庚“转折”的命运

在与我国数学大师华罗庚先生结识之前,夏培肃就有一次人生的重大决定与他相关。

那是1950年,夏培肃在爱丁堡大学获得博士学位后,与丈夫杨立铭犹豫着何时回国。杨立铭此时正在著名的量子力学创始人之一马克斯·波恩身边任研究助手;夏培肃的一位老同学则建议他们去“急需人才”的美国“有更好前途”。但这时,他们看到了华罗庚在归国途中通过新华社播发的《致中国全体留美学生的公开信》。

“梁园虽好,非久居之乡,归去来兮!”

华罗庚的话,拨动了夏培肃和杨立铭的心弦,当下决定尽快回国。

1950年在英国爱丁堡和杨立铭合影

彻底迎来“人生的转折”则发生在1952年。曾经常与“现代计算机之父”冯·诺依曼讨论学术问题的华罗庚,回国后认识到必须要研制和发展计算机。当时他正在中国科学院数学研究所主持工作,于是打算从清华大学调人到数学所研究电子计算机。

当时夏培肃已计划在清华大学电机系任教。但有着深厚数学和电路理论基础的她,对研究计算机很感兴趣——她在英国已经看到计算机发展的广阔前景。所以当被闵乃大教授告知华罗庚有此想法后,夏培肃非常兴奋。

当年秋天的一个傍晚,闵乃大、夏培肃、王传英(闵乃大刚毕业不久的助手)三人登门谒见了华罗庚。后来,三人在华罗庚的支持下,组成了我国第一个计算机研究小组。

这次谒见,夏培肃在后来的回忆文章中称之为“改变命运的重要转折点”。从那之后,夏培肃这个名字,就与中国计算事业的开拓与发展紧紧地绑定在一起。

后来,闵乃大、王传英接连于1958年前后因故不再进行计算机的研究工作,夏培肃是三人小组中自始至终投身中国计算机事业的人。

“中国人有能力、有志气研制自己的计算机”

1959年,中苏关系达到冰点。苏联撤回了对中国的所有援助,包括科学家和科研设备。当时,世界上其他国家都在猜测,中国计算机科学领域的发展将就此停滞。

但是,中国没有。

彼时,年仅三十出头的夏培肃已经作为华罗庚在计算机技术方面的助手,在1956年协助制定我国科学史上十分重要的“十二年科学远景规划”,计算技术被列为“四项紧急措施”之首,之后,中国科学院计算技术研究所(筹)建立;

这年,由夏培肃实际领导的电子计算机小组,先后试验成功了示波管存储器(具体由吴几康负责)和运算器(具体由夏培肃负责);

再往前一年,夏培肃在广泛阅读文献资料和研究计算机的基础上,编写了《计算机原理》讲义,该书的精要内容一直沿用至今。

也就是说,在前苏联悍然撕破友好协议之时,我国在华罗庚、夏培肃等科学家的努力下,已在自主研制计算机方面打下了一些基础。

1960年——也即中苏关系破裂的第二年,夏培肃主持设计研制的“107计算机”调试成功。

“107机”是中国人自行研制的第一台通用计算机,该机水平与英国和美国分别在 1949 年和 1951 年完成的 EDSAC 和 EDVAC 的水平相当。但107机的稳定性更好,开机运行后,连续稳定工作达20.5小时——当时根据前苏联图纸仿制的“103机”的平均连续稳定工作时间只有半小时;而且107机可以随时启停,仿制机则做不到这一点。

英国广播公司专门发文盛赞:这是中国迈向计算机技术自立的第一步。

107机全景图

夏培肃后来说,107机能够研制出来,表明“中国人有能力、有志气设计和研制自己的计算机!”

事实上,在制定十二年科学远景规划之初,规划组就讨论了“中国研制计算机是依靠苏联还是靠自己”的大原则问题。在讨论中,夏培肃一直站在“靠自己”这边。后来规划组达成一致意见:派一小部分人去苏联学习,同时在国内培养人才、发展自己的计算机。

夏培肃一直强调自主创新在科研工作中的重要性,“坚持做中国自己的计算机”。在她看来,作为中国科学院的研究所,不能去搞仿制——她一辈子都反对仿制,认为自主创新才有希望。她说:“我们和美国的差距是很大的,中国的计算机技术必须坚持走自主创新而不是跟踪仿制的道路,才有可能迎头赶上。”

她这样说,也这样做。

那时中国科学技术大学还坐落于北京玉泉路,107机被搬到了中国科大连专门通风系统都没有的“机房”内。而在这样的环境下竟也能正常工作,这也显示了它的性能稳定性;夏培肃还为107机设计了触发器,并写成文章发表。中国科学院沈阳计算技术研究所根据其原理,也成功设计研发了触发器,后来也成功研制了计算机。

107机主机

在107机之后,夏培肃一直致力于提高计算机的处理速度,在诸如高速信号传输、高速阵列处理机、最大时间差流水线设计等方面进行了一系列探索和研究,相当部分研究走在世界前列。

例如,1968年,她提出最大时间差流水线设计原则,并于1986 年利用该原则研制成功一台中央处理机。后来,美国的科学家利用该原则,设计并研制了他们的高速专用芯片。

“当老师的就是人梯”

如果把中国科学院计算技术研究所比作中国计算技术事业的摇篮,那么夏培肃就是抚育中国计算技术人才于襁褓的“摇篮人”。

前文提及,按照“先集中、后分散”原则,计算所(筹)计划同时派人到前苏联学习计算机和在国内培养计算技术人才。作为贯彻人才战略的负责人,夏培肃先后组织实施了超过700人的人才培养计划,倾注了全部心血。

从1956年到1962年,夏培肃等人牵头在计算所举办了四届为期一到两年的训练班,700余人先后在这里获得了“具有当时大学本科毕业水平”的计算技术专业知识。他们后来分布在全国各地,成为发展我国计算机事业极其重要的力量。

是以,计算所成为名副其实的计算技术人才培养的摇篮。

曾主导了“神威”系列超级计算机研制、获得2002年度国家最高科学技术奖的中国工程院院士金怡濂,自计算所筹建之初就与夏先生共同参与中国计算机事业,并长期保持着联系。

“夏先生是我十分敬重的师长。”金怡濂曾深情撰文回忆夏培肃:“夏先生勇敢承担了在国内举办训练班的重任,从确定培养目标到制订教学计划,无不亲力亲为;她还直接承担了繁重的教学任务,可谓殚精竭虑、夙夜辛劳。”

后人评价夏培肃:她的学生桃李满天下,其影响远远超过研制“107计算机”。

中国科学院计算技术研究所研究员胡伟武,现任龙芯中科技术股份有限公司董事长。他是夏培肃60多位研究生中的一员。2002年,胡伟武团队设计完成了我国第一款通用CPU芯片——龙芯1号。他在龙芯1号的每个硅片上都刻上“夏50”的字样,以纪念恩师回国从事计算机事业五十周年。

他多次在公开场合说:“夏先生是我的人生引路人。”

和研究生胡伟武讨论问题

 胡伟武的博士学习生涯很“挣扎”,有近两年时间在“担心毕不了业”的焦虑中度过。夏先生事无巨细,为帮助他倾注了大量心血。

“我的博士论文,夏先生她花了8个月,改了26稿。”到答辩时,胡伟武的论文与初稿相比已是脱胎换骨:“是夏先生手把手地教会了我如何做学问。”

胡伟武每念及此都很动情:“我自己也是导师,但是我自问真的是做不到。”

胡伟武还记得,在他刚入师门时,夏培肃主持的一项自然科学基金重大项目“并行计算机及并行算法”已近尾声,他只参加了部分“扫尾”工作,在项目主要完成人名单上排名靠后。该项目斩获了中国科学院科技进步二等奖,按规定有9人可以获奖。

胡伟武意外地收到了获奖证书。后来师兄告诉他:“夏老师把获奖名额让了出来。”

“一个项目获了奖,项目主持人却不在其中,这在学术界恐怕是罕见的。”胡伟武说,在他开始独立带学生承担项目时,他有一次看望夏培肃,谈起研究生培养,她说的一句话让胡伟武一生难忘:“我们当老师的就是人梯。给别人当梯子,太低了没人愿意爬的;自己要不断长高,别人才能攀着你往上爬。”

胡伟武说,夏培肃先生就是这样一座“人梯”。

1999 年,国庆50周年与学生(李国杰院士)在天安门观礼台

 周知予是夏培肃指导的最后一位博士生。期间她有一篇论文要投稿,正赶上那段时间夏先生身体不太好,每天去医务室输液。“我们就在医务室见面,她会把稿子带上,把需要修改的地方,详细地给我讲清楚。”后来论文在《计算机学报》发表,夏培肃坚持把周知予列为第一作者。

“一位师兄常说起夏先生给他们讲课是多么细心认真,可以让听众完全理解。那时,我总很羡慕他们,感叹自己怎么没有早生几年,这样就可以听到夏先生讲课了。”周知予曾在文章中这样写道:“我现在回想起来,却很感激在那样的时间和情况下遇到夏先生……这对于我来说是非常宝贵的财富。 

2013 年,时任计算机所所长孙凝晖(左三)、人事处处长王晓虹(左一)与计算机学会秘书长杜子德到家中慰问

伟大的女性光辉

夏培肃先生生于1923年,成长于风雨飘摇的中国。在南开中学读书时,自小瘦弱、又生过病的夏培肃最害怕体育课。因为力气小,她在排球课上排球发不过网,篮球投篮抛不到篮筐。

谁也不会想到,这样一个文弱女生,竟能在男多女少的计算机领域取得如此成就。同时,她还是一个“成功男人背后的成功女人”,丈夫杨立铭在科研上也有巨大成就,二人于1991年双双成为中国科学院学部委员(院士),一时传作佳话。

但是,作为母亲、妻子这些女性身份,她也面对过早年丧子、丈夫患病、两个儿子需要抚养和照顾的打击与艰辛。

让我们从女性视角再看一看夏培肃先生。

上大学时,目睹了家国贫弱的夏培肃怀揣“工业报国”理想,报考了国立中央大学电机系。电机系的女生很少,老师也不欢迎女同学。夏培肃回忆当时的情景:“到沙坪坝(战时该校从南京搬迁至重庆沙坪坝)后,去电机系报到时,系主任皱眉:‘又来了一个女的’。他认为女的不应该学工程。”

她不以为意:谁规定女生不能学工程?

大学毕业照

1941年和大学同学在一起(前排右二为夏培肃)

 夏培肃也确实吃过学工程的苦头。电机系的基础课“电工原理”非常重要,但上这门课的基本都是男生,女生宿舍距离上课教室很远。夏培肃吃过早饭再赶来,经常占不到座位,每每只好站在后排“听课”。

这样听下来效果当然会打折扣,到期末考试时,只勉强得了个“及格”。

“这可不行!”她决心重学“电工原理”。每到这门课,她就不吃早饭,饿着肚子跑去教室“占据有利地形”。这一次期末考试,她拿了90多分。

事实上,在夏培肃成长的年代,一位女性要实现工业报国的理想,无论在国内还是国外都充满挑战。夏培肃前往英国留学时,英国人中也没有多少女性学工科——她是爱丁堡大学工学院唯一的女生。她一去,新闻记者都来了。

斯坦福大学教授、《中国计算机纪年》一书作者汤姆·马拉尼曾惊叹于夏培肃对中国计算机事业的贡献与作为:“我从未见过那个时代的其他女性,能够像她一样,具有如此重要的地位,并在自己的领域中担任核心的领导角色。”

夏培肃为人低调谦恭、淡泊名利,性情恬淡和顺,即便取得重大成果也极力避免宣传自己。她为何如此坚韧而出色,这恐怕是个谜。但夏培肃曾于2003年的一次出镜节目中,表露过自己的心迹。

“在您的心里面有特别崇拜的人吗?”

“我有。”

“是谁呢?”

“我觉得对我启发最大的就是江姐(指革命烈士江竹筠)。”

“给您什么样的启发?”

“我想到她就会激动。看到她,你就不能不去想一些比较深刻的问题,比如一个人到底为什么活着。我觉得我应该向她学习。”

参考文献:

韩承德、唐志敏、祁威《恬淡人生——夏培肃传》,中国科学技术出版社,上海交通大学出版社

中国科学院院士传记《夏培肃:我的人生转折点》

中央电视台,《面对面——胡伟武:研制自己的芯片》

BBC:The computer pioneer who built modern China,

https://www.bbc.com/future/article/20200219-xia-peisu-the-computer-pioneer-who-built-modern-china