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金怡濂:较量天公显“神威”

http://www.sina.com.cn 2004/03/17 15:32  《留学生》

  他是国庆50周年庆典最紧张的观礼代表,他是被清华同窗朱镕基称赞为“干大事的人”,他是对速度追求永无止境的“老神威”,他是让中国“神威”扬威的“中国诺贝尔奖”得主。

  金怡濂:较量天公显“神威”

  文/余玮

  “祖国论功颁大奖,同窗遥祝贺殊勋。”五组书柜珍藏的是他渊博的学识,台灯柔和的光芒散发的是他满腔的治学激情与报国热情,书房右墙这幅字书写的不只是祝贺,更多的是赞赏与赞叹。

  走进金怡濂院士的书房,坐在我面前的是一位真真切切的朴实、慈祥的长者,打心眼里没有一位资深科学家的架子与所带来的敬畏,有的只是亲切、随和、友善,有的是温文尔雅与博学多才。当然,走近他,我们仿佛也在探究一座高峰、一座丰碑。

  (一)花钱买不来高技术

  2003年2月28日,又一个激动人心的时刻:江泽民同志亲手将奖金高达500万元的第三届国家最高科学技术奖颁发给中国工程院院士、著名高性能计算机专家金怡濂。鲜花、掌声迎接,摄相机、照相机聚焦,人民大会堂主席台前的金怡濂万众瞩目。获此殊荣,不仅是对金怡濂本人半个世纪以来贡献与成绩的极大肯定,更是对整个巨型机战线的最高褒奖。抚今追昔,感慨良多。

  “我在清华念书时,学校工学院只有6个系,而学与电有关的只有我们电机系,因此,说我是改行也可以说算是改行,说不是改行也说得上。计算机,我以前的确是没有接触过,但毕竟与电有关,我们那个年代搞计算机的大多是从这专业发展出来的。”当记者打断他的话旁白,“那么,你们这些人看来可以称得上是中国第一代计算机人”。没想到,金怡濂断然而言,“我们也不敢这么说,因为我们前面还有很多老先生也是从这方面转过来的。”

  自前苏联回国后,金怡濂即真正开始了他为之奋斗的计算机事业。发展中国的巨型机,使之在世界巨型机领域中占有一席之地,这是金怡濂一生魂牵梦萦的追求。半个世纪以来,作为技术开发的主要负责人,金怡濂先后提出多种类型、各个时期居国内领先或国际先进水平的大型、巨型计算机系统的设计思想和技术方案,并组织科技人员攻关予以实现,取得了一系列创造性、突破性成果,为中国高性能计算机赶超世界先进水平做出了卓越贡献。

  在西方强国对中国实行高性能计算机禁运的背景下,金怡濂领衔主持研制国家重点工程——“神威”巨型计算机系统,担任总设计师。他提出以平面格栅网为基础的“分布共享存储器大规模并行结构”总体方案,同时提出网上多种集合操作以及无匹配高速信号传送等技术构想和解决方案,均获成功。这一成果实现了中国高性能计算机的历史性跨越,江泽民同志为该系统亲笔题名“神威”。

  1999年秋,无论是国家领导人,抑或是普通老百姓,谁不盼望建国50周年大庆盛会这天的北京艳艳丽日、朗朗晴空?可是,“十一”前一天的下午,首都大雨倾盆,并一夜未停。亿万人都在关注天气预报,甚至有许多人在心中祈祷:“老天爷呀,‘十一’露个笑脸吧!”

  天公意愿唯先知?只有依靠“神威”。“神威”的计算判断干系重大,金怡濂心里装着一杆秤。当时,“神威”的判断结论是:雨将在国庆早晨5时停,3个小时过后将云开雾散,中国乃至世界都会看到准时在天安门广场举行盛况空前的国庆大阅兵……

  不愧“神威”之威,国庆这天,天公也像能人意似地与“神威”的判断合拍,太阳终于穿过厚厚的云层露出了笑脸。现实与他们的预报完全吻合,巨大的压力顷刻化作满腔欣慰。此刻,作为“神威”的总设计师和国庆观礼代表的金怡濂,一颗高度紧张的心总算放松了,置身在天安门广场欢乐的海洋之中……

  国家气象中心利用“神威”计算机精确完成极为复杂的中尺度数值天气预报,在国庆50周年和澳门回归等重大活动的气象保障中发挥了关键作用。然而,金怡濂倾毕生精力为国家研制巨型计算机,并不仅仅是为了气象预报。他介绍,超级计算机通常是指当时性能最高、运算速度最快的一类计算机,是气象气候、石油物探、生命科学、航空航天、药物筛选和基础科学等领域不可缺少的高端计算工具,正如小平同志所说:“中国要搞四个现代化,不能没有巨型机。”

  我们确实不能没有巨型机。有一件事让金怡濂刻骨铭心。我国有关部门花大钱从国外进口了一台巨型计算机,同时还要花钱从对方雇来两个“监工”,以确保我方不能接触到机器的核心技术,机器也只能用于合同上规定的用途,甚至连开机、关机也得由“监工”来做。“外国专家有一个小房子,中国人是不准进的。这件事大大伤害了我们,刺痛了我们,我们也深感自己没能为国分忧。所以,关键的部位,我们要下决心自己开发。国运昌则科技兴,科技兴则国力强。”这一切极大地挫伤了金怡濂的民族自尊心。如此受制于人,何谈我国的科学发展?金怡濂常常用这件事告诫他的助手们:真正的高技术是花钱买不来的,中国一定要加速发展巨型机,否则,祖国建设会因此受到严重影响。

  (四)若痴若愚的“朝阳”缘定一生

  1946年,世界上第一台全电子数字计算机在美国宾夕法尼亚大学问世。这标志人类走出了迈向信息时代的第一步。新中国的领导人敏锐地预见到这一科技领域的广阔前景,立即将电子计算机列入重点发展的学科。采访中,我们了解到,1952年,在华罗庚先生的倡议下中国科学院成立了一个计算机小组;1956年,周恩来总理在12年中国科学技术远景规划中提出“四项紧急措施”,其中一项就是急速发展计算机技术。

  于是,国家开始公费派遣大学生出国留学,进修计算机技术。1956年底,我国政府选派一支20人的实习队赴苏联科学院精密机械与计算技术研究所学习,金怡濂幸运地成为实习队中的一员。从此,开始了“缘定一生”的巨型机事业追求。与其说这是一种“缘分”,不如说这是一代优秀知识分子满腔的赤诚。

  “解放初期,中国到莫斯科留学的特别多,在街道上常常可碰到中国学生。一到苏联,我们便“突击”学了半年俄语,那个时候年轻嘛,没想到语言学习上进步还比较快。上课时,如碰到听不很懂的,我就拿上一本准备好的会话手册看一看。”那时候,他除了听说过“计算机”这个名词外,其它一无所知,更无从预料计算机技术的发展将给全世界带来如此巨大而深刻的影响。但祖国的重托,足以激发他全部的热情,夜以继日地学习。

  “我们当时住在莫斯科南边的苏联科学院宿舍区,而研究所在北边。每天早晨,我们很早就起床,先倒两次公交车,再坐地铁,尔后又转乘公交,路上一般要花上一个半小时。我们在那里主要是做一些有关加法器方面的实验,回宿舍的时候就借些资料看一看,尽管已是很累,但我们常常学习到深夜,毕竟在国内当时还没开这门课。”他和同学们每天辗转奔波于位于莫斯科南北两端的宿舍和研究所之间,废寝忘食,心无旁骛,埋头钻研。

  1957年毛泽东访问苏联。得知毛泽东同志可能看望留学生,大家热情比较高,早早地赶到礼堂。“主席说,世界是你们的,也是我们的,但归根结底是你们的;你们年轻人朝气逢勃,好像早晨八九点钟的太阳,希望寄托在你们身上。主席在苏联发表的那段讲话现在已成为名言,当时对我们鼓舞很大。”金怡濂对这段话记忆犹新,在心中当时产生了反响。像被点燃的火炬,金怡濂熊熊燃烧,把自己的全部热情与干劲注入学习之中。

  (五)一语惊人定乾坤

  1958年年中回国后,金怡濂参加了我国第一台大型电子计算机——104机的研制。随后,还主持了多种类型的电子计算机的研制。半个多世纪来,金怡濂一直没有离开过计算机研制。即使是“大三线”的缘故,他在所在单位从北京迁到大西南的山沟里,而且一去就是整整20年,他也无怨无悔地钟情于计算机。当时的困难,现在的“IT精英”们真是难以想像。参考资料极少,有时为了查询资料,他得先坐大卡车爬半天山路,然后再坐两三昼夜的硬座火车到北京、上海。回来时,他还要给同事们捎回大包的肥皂、牙膏、糖果,这是科研人员们通过他感受大城市的另一种方式。

  计算机设计出来后,制造难度也不小。当时国家电子工业基础薄弱,许多元器件是由玩具厂生产的,机身配件由纸箱厂生产,数以万计的组件要靠钳子、螺丝刀、电烙铁甚至是指甲刀,一个一个组装起来。金怡濂白天开会学习文件,晚上继续审看图纸。当时大型计算机完全由我国自主设计生产,每一个器件图纸都由自己设计绘制。一台机器下来,金怡濂指导设计和审看的图纸不下数万张,摞起来像个小山。正是在这种艰苦条件下,金怡濂和他的同事们出主意,想办法,高标准,严要求,实现了我国计算机的一次次突破。

  1978年,科学的春天到来了,他参加了全国科学大会,并荣获了全国科学大会奖。科学大会让他看到了希望的曙光,同时一丝忧虑也爬上了他的眉梢:“文革”十年,发达国家的计算机发展突飞猛进,而对原本就起步晚、起点低的我国计算机研制工作却是雪上加霜。他清楚地知道:我们所面临的计算机领域的挑战实质是一场国际化的挑战。

  上个世纪90年代,我国巨型机研制进入快车道。国务院决定研制“神威”高性能计算机。消息传来,科研人员激动不已。但对研制一台什么样的机器意见不一:此时我国10亿次巨型机已经问世,下一步肯定要向百亿次冲击了。以至于他们在排队买菜时都在争论:200亿?500亿?

  这年深秋,国家并行计算机工程技术研究中心召开“神威”机研制方案论证会,金怡濂作为高级专家参加了这次会议。主持会议的领导同志提出:是否可以跨越百亿次的高度,直接研制1000亿次巨型机。这个指标太超乎想象了,以至大多数人在短时间里难以做出任何反应。的确,跨出这一步风险实在太大,会场一时鸦雀无声。专家们意见不一,“重量级”的专家金怡濂语出惊人:我们完全有能力造一台千亿次巨型机!而且必须跨越,否则就被世界越甩越远。

  这场争论的结果是,研制千亿次机的意见被采纳,一锤定音的金怡濂本人在花甲已过之年被任命为“神威”机研制的总设计师。这是一个带有冒险性的决定,但也是“神威”机跨入世界先进行列的关键性决定,金怡濂勇敢地接受了执掌研制千亿次巨型机的帅旗。

  千斤重担系于一身,历史给了他再创事业辉煌的机遇。上任之初,金怡濂经常亲临一线机房。几天后,他在机房的一个角落捡到一枚小小的螺丝钉,他开始说话了。他召开会议说:“我知道你们的管理是通过ISO9000国际质量管理体系论证的,但这并不能说明一切。我的要求,哪怕是一个焊点、一枚螺丝钉也要体现世界水平。”

  金怡濂常常亲自上阵把关。“神威”起动初期,因为没有检查焊点可靠性的设备,金怡濂就和有关人员一道,一手拿放大镜,一手握电筒,用肉眼一个个检查成千上万个焊点。印制电路板被称为巨型机研制中的“极限”工艺,为了达到自己提出的“零缺陷”要求,他就泡在噪音震耳、化学气味刺鼻的车间里,跟踪观察全过程,和工作人员一起用砂纸磨模具,用卡尺量尺寸,加班到深夜两、三点。大家都说:“他不像一个大院士,更像一个老工人。”金怡濂带领团队历时几年,呕心沥血、刻苦攻关,终于取得丰厚的回报:“神威”出机时,鉴定委员会的专家评定:该机研制起点高,运算速度快,存储容量大;系统设计思想先进,创新性很强,总体技术和性能指标达到国际先进水平。几代中国人的梦想,终于实现了!

  (六)“年轻”的“夕阳”追求无止境

  金怡濂说,当初“用土办法研制尖端机器”的奋斗精神,至今仍然是巨型机研制战线一笔丰厚的财富。他的名字,似乎没有像诸多的“IT精英”那样显赫,但熟知我国大型计算机研制历程的人都知道,金怡濂的经历简直就是一部中国巨型计算机事业的发展史。在我国计算机界功勋卓著,他的名字与许许多多的“中国第一”联系在一起:中国第一台大型计算机、中国第一台并行计算机、中国第一台巨型计算机……他的青春年华、他的心血才智、他的生活和生命的精华,也都尽融之中,如影随形,难舍难分。

  “在我们这个领域,对速度的追求永无止境。”他用最平淡的口气,讲述的却是如此“激情燃烧”的执著。74岁,无论对谁而言,都是一个老年时段,然而接触过金怡濂的人都说他,无论从长相还是心态看,他都是一个非常“年轻”的人。这位年逾古稀的科学家永不满足,孜孜以求,依然潜心于新一代超级计算机研究,继续担任新一代超级计算机系统的总设计师。他说,在研制“神威”机的过程中,困难很多,特别是在工艺上。“这跟搞纯理论研究不同,搞理论可能一个点突破了,一通百通;而搞工程技术则不同,各方面不能出一点问题,包括设计部分、计算部分与核心部分、控制部分、通风结构等。出一点问题,整个系统就不能运行。”然而,真的英雄脚下没有险阻,只有攀登与跨越。

  在个人电脑日益普及的今天,巨型机却是计算机家族中的“阳春白雪”,但一个国家的尖端科技活动却离不开它,因此,像金怡濂这样的巨型机领域的顶尖级科学家,其科学活动的一举一动都备受国际关注。在新一代超级计算机研究方面,金怡濂提出以三维格栅网为基础的可扩展共享存储体系结构和消息传送机制相结合的总体方案,为系统关键技术指标进入国际领先行列奠定了基础;率先将消息传递、全局共享、规模可变的结点共享三种工作模式集于一体,能够适合不同用户、不同课题的需要;提出具有双端口异构访问的大规模共享磁盘阵列群构想,提高了系统效率;针对巨型计算规模庞大、功耗过高等难题,提出循环水冷却、分布式盘阵、透明的保留恢复、高密度组装等创新构想。“通过研制人员的共同努力,中国新一代超级计算机研究已攻克相关技术、工艺难关,有效地提高了系统的可靠性,缩小了系统的体积并降低了功耗。”

  “晚霞未必逊晨曦”。金怡濂一直致力于民族计算机事业,始终保持着旺盛的生命力、创造力,至今仍奋战在研制的第一线,续写人生的新篇章。人们翘首期待新一代超级计算机的诞生。

  当我们问起他的人生座右铭时,金怡濂直言不讳:“我可没什么座右铭呀,你们写稿时编一个吧。”听后,我们不禁开怀大笑。之后,他语重心长:“反正,谁交给我一个什么事,我总是尽力办好,办得最好。一般我办事比较认真,比较努力,尽量办得最好。要编一个什么词,我也没什么词。”很实在,很朴素,有什么“名人名言”比这更感人肺腑。告别时,金怡濂夫妇俩一直送我们下楼梯。但我们总么也走不出这位科学家的谦和、诚恳的心灵世界。




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