在計算機運算能力方面,很長一段時間,落后的東方根本不能與發達的西方抗衡。但近年來,中國趕超西方的步伐加快,中國工程院院士、第三世界科學院院士、中國科學院計算機技術研究所所長李國杰帶領“曙光”科技斗士奮起直追,經歷了從“曙光一號”到“曙光4000A”的艱難過程。短短10多年,中國計算機運算能力方面就與美、日并駕齊驅。
2004年6月29日,國家科技部在人民大會堂宣布:國家“863計劃”重點項目——“曙光4000A”實現了每秒10萬億次運算速度的技術和應用的雙跨越,成為國內計算能力最強的超級計算機,并首次躋身世界超級計算機500強前10名?!笆锕?000A”的誕生,使我國成為繼美國和日本之后第三個具有10萬億次計算機研發和應用水平的國家。
2004年10月31日上午,溫家寶總理專程來到李國杰的家里,拉著他的手,坐在沙發上與他促膝談心。溫總理詳細詢問曙光計算機的誕生過程和高性能計算機發展的情況。李國杰介紹說:“1995年,當時的‘曙光1000’排名世界第600多位,不到10年,現在的‘曙光4000A’就進入世界前10名,運算速度比原來提高7000多倍,這就表明我們的計算機已經上了一個新臺階?!睖丶覍毬牶蟾吲d地笑了。
從“曙光1000”到“曙光4000A”,每一次飛躍都凝聚了李國杰的大量心血。輝煌成就的背后,是李國杰和他的同事們10年艱苦曲折、矢志攀登科技高峰的拼搏過程。曙光巨型計算機的發展,先后得到了江澤民、李鵬、胡錦濤、溫家寶等黨和國家領導人的關注與鼓勵。李國杰本人也是榮譽滿身,先后榮獲首屆何梁何利科技獎、國家科技進步一等獎、全國先進工作者等各種獎勵和稱號,連續當選為九屆、十屆全國人大代表。
吃苦是福
李國杰早年的人生之路荊棘叢生。
1943年,李國杰出生在湘西南古城邵陽。李國杰的父親是邵陽師范的一位教師,1957年被劃為“右派”,調到邵東九中任教。母親是縫紉廠的普通工人。李國杰隨母留在邵陽,發奮苦讀。17歲時,一向成績優異的他參加了第一次高考,并取得了高分,然而卻碰到了人生的第一次挫折。原因只是因為他是個“右派”的兒子。李國杰回憶說:“當時,按照我們國家的政策,家庭出身與所上大學是聯系在一起的,由于我是‘右派’的兒子,所以不能上名牌大學,分數再高也不行?!?/p>
在那個特殊的年代,李國杰以556分(總分為600分)的高分被組建之中的湖南農業機械化學院錄取。 由于學院尚在組建之中,李國杰被安排在湖南大學機械系代培。然而,一年后由于農機學院停辦,李國杰被“提前分配”到冷水江鋼鐵廠,做了一名火車維修工。無法預知命運的李國杰感覺自己像被潑了一瓢冷水,但他仍然沒有放松學習,“在那樣的環境下我仍然堅持看書,仍然在工作之余寫日記。雖然看書并不是為了考試,那時候我也不知道自己什么時候有機會再讀書?!?/p>
機會總是眷顧有準備的人。1962年5月,李國杰第二次參加了高考。幸運的是,這次李國杰得以跨入自己夢寐以求的大學校門,成為了北京大學物理系的一名學生。過去的生活際遇,讓李國杰十分珍惜重新得到的學習機會,他在床頭為自己畫了一盞油燈,貼上“莫等閑,白了少年頭,空悲切”等詞句,鼓勵自己發奮學習,珍惜這美好時光。
這時的李國杰,以為自己可以安心學習了,但意想不到的是,命運又跟他開了個“玩笑”:大學還沒有畢業,“文化大革命”開始了。
“那個時候什么理想都沒有了,我只希望能分到一個縣的廣播站去管喇叭或是管收音機,因為那與物理有關?!?/p>
但事與愿違,在那個知識分子被視為“臭老九”的年代,李國杰被“發配”至貴州一個農場接受改造。后經多方努力,李國杰調到邵陽市無線電廠(現在的邵陽市計算機廠)當上一名電鍍工。此時的他,仍沒有放棄自己的專業知識,時刻在自覺不自覺地尋找出路。不久,機會來了,廠里決定研制臺式計算機。由于計算機在當時還相當神秘,李國杰對此充滿了好奇,私底下開始自學、琢磨。當他能對研制工作說出一些道道時,廠里發現了他的才能,決定讓他參加研制工作,參與硬件開發。這項工作對別人來說,也許是一塊硬骨頭,但對北大物理系畢業的李國杰來說,卻充滿了巨大的誘惑力,他盡情地在臺式計算機開發這個舞臺上施展自己的才華。邵陽市無線電廠的“七三三臺式計算機”問世后,得到了電子工業部的重視。根據計算機的發展和應用需求,電子工業部決定研制技術含量更高、性能更好的“154計算機”和“140計算機”,并從全國各地抽調科技人員組織攻關,李國杰被選派參加研制。從此,李國杰與計算機結下了不解之緣。
這期間,中國的形勢發生了驚人的變化。1978年,李國杰出差北京,在火車上聽到了我國恢復研究生招生考試的消息,于是匆匆準備后參加了考試。在當時錄取比例為20:1的情況下,李國杰一路過關斬將,考入了中國科技大學研究生院,師從我國計算機界前輩夏培肅教授。由于他學習刻苦、表現優秀,被在中國科技大學訪問的美國普渡大學黃鎧教授看中,李國杰由此又迎來了他人生的新機遇。1981年,蓄勢待發的李國杰幸運地前往普渡大學攻讀博士學位。師從美國計算機界權威華云生教授。
在國外的李國杰廢寢忘食,活躍的腦細胞在新興的計算機領域里縱橫馳騁。短短幾年,李國杰在并行計算機系統、有效搜索方法和VLSI陣處理3個領域取得了突出成果,在國外權威學術刊物和重要國際學術會上發表論文數十篇,成為我國計算機領域的一顆新星。
吃苦是福。對一個堅毅的有志者來說,確實如此。“我事從來萬般險,自古瓜兒苦后甜”,這是李國杰在1978年8月參加研究生復試時寫給妻子張蒂華信中引用的元曲中的一句話。這句話高度概括了他吃苦在前,成功在后,先苦后甜的人生歷程。
奮起直追
1985年,李國杰獲得普渡大學博士學位。隨后,他又到美國伊利諾依大學CSL實驗室做博士后,進行計算機體系結構的研究。1987年,李國杰拒絕美國方面的多次高薪挽留,從大洋彼岸攜眷歸來,1990年,李國杰被委以重任,出任國家智能計算機研究中心首任主任。
上任伊始,李國杰即清醒地認識到了形勢的嚴峻和任務的重大。世界上第一臺電子計算機是由美國賓夕法尼亞大學摩爾學院的莫克萊,于1945年研制成功并舉行公開表演的,其運算速度比當時最好的機電計算機快1000倍,這一結果宣告了電子計算機時代的來臨。20世紀60年代,美國耗資50億美元研制出第三代計算機,其運算速度達到每秒千萬次,它的投入比美國研制第一顆原子彈的“曼哈頓計劃”還要多。到1976年,美國CDC公司研制的計算機的速度已達到每秒2.5億次。20世紀80年代,巨型機的運算速度又上了一個新的臺階。而我國20世紀80年代中期研制的757計算機每秒僅能運算1000萬次,這種計算機已無法走向市場。
中國計算機領域的尷尬,深深地刺痛了李國杰的心。他暗下決心:必須迎頭趕上?!爸灰獔F結到一批腳踏實地、決心為振興民族高科技產業努力拼搏的斗士,外國一流實驗室能做到的,我們也能做到?!崩顕茉谘芯恐行牡拈T廳里掛出了“人生能有幾回搏”的橫幅,帶領研究開發中心的全體伙伴,開始了“全封閉式”的攻關。
1993年5月,“曙光一號”誕生了,運算速度可達每秒6.4億次,達到世界先進水平。1994年初,“曙光一號”在長沙經受了一次別具一格的“洗禮”。當時,李國杰得知湖南的郵電管理系統項目正在進行國內招標。為了不錯過這次顯露身手的機會,李國杰決定從武漢大學軟件基地緊急調動一臺正在使用的“曙光一號”參加演示。工作人員將未裝箱的計算機直接放在一輛小面包車上,不料,車子在途中翻倒在一個大坑里,“曙光一號”也摔倒了。這么精密的高性能機器能否經受這樣的摔打?車上的人都憂心忡忡。車子抵達長沙后,隨車護送的同志一見到李國杰就十分抱歉地說:“曙光一號可能摔壞了?!崩顕苷f:“接通電源試試吧。”結果一開機,運行正常,安然無恙?!笆锕庖惶枴痹陂L沙引起了轟動。湖南當時主管科技的副省長潘貴玉高興地說:“我們‘銀河’的故鄉,熱情歡迎‘曙光’的到來?!?/p>
1994年春節茶話會上,江澤民與李國杰親切交談,對他研制成功“曙光一號”表示熱烈祝賀,勉勵他不斷攀登,再鑄輝煌。1994年3月,李鵬在八屆人大二次會議上激動地宣布:“曙光一號’智能計算機等一批科研成果達到世界先進水平?!蓖辏笆锕庖惶枴鲍@中國科學院科技進步特等獎。
1995年和1998年,“曙光1000”、“曙光2000”相繼誕生。隨后,“曙光3000”巨型計算機作為向新世紀的獻禮又問世了,它的運算速度已達到每秒4000億次,為當時全國之最,與國外最新巨型機的差距已經不是很大了。
在“曙光3000”計算機成果匯報會上,時任科技部部長朱麗蘭深有感觸地說:“前些年,我國一個部門到美國去買計算機,人家愛理不理的,價也很高,而且買到的也不是很先進的東西。現在我們有了高性能的曙光機,外國對我們客氣多了?!崩顕芨嬖V朱麗蘭部長:“現在不是我們做美國IBM的代理,替外國人賣計算機,而是外國公司要做我們曙光機的代理,替我們在海外賣曙光機。曙光公司已在美國、香港等國家和地區設立了多個分支機構。”朱麗蘭部長聽罷此言會心地笑了。著名科學家王大珩參觀曙光機之后,感慨地說:“曙光高性能計算機的作用,不亞于兩彈一星。”
隨后,李國杰領導的計算所按照國家“863”計劃的要求,又向新的高峰發起了沖刺。2004年6月,“曙光4000A”問世,運算速度達每秒11.2萬億次,成為國內計算能力最強的超級計算機,躋身全球計算機500強的前10名。
李國杰及計算機所的同仁們,面對成功,感到無比高興和自豪:外國人能做到的,我們中國人也一定能做到。
瞄準市場
李國杰認為:研究生產計算機,不僅僅是為了做學問,也不僅僅是為了獲獎,更主要的是為了滿足市場的需求。20世紀90年代中期,曙光計算機被人稱為咬上了國外巨型計算機研究速度的尾巴。在當時,很多人認為那是對曙光計算機研究人員的表揚,但李國杰卻不這樣認為,因為曙光計算機如果僅僅只是咬住了國外計算機的尾巴,意味著曙光計算機無法和國外計算機爭奪市場,而研究開發曙光計算機,主要是為了滿足市場的需求。
1990年3月,李國杰受命擔任剛剛成立的國家計算機研究中心主任時,我們國家只有20世紀80年代研究開發的每秒運算速度僅1000萬次的757式計算機,當時這種計算機已沒有了市場,中國工作站以上的高性能計算機市場幾乎全部被國外廠商占領。所以,李國杰上任后,決定將主攻方向瞄準市場——研制與西方并駕齊驅或者更先進的智能計算機來占領中國市場。李國杰的這一定位并非狂妄,因為在當時,國外公司以為中國沒人也沒能力做巨型計算機,因此在中國市場上他們不著急,性能高的、剛出來的計算機一定不是在中國推,而是推往美歐市場。這就為中國巨型計算機的研究留下了一塊空白。
李國杰瞅準空白迎難而上。1993年5月,“曙光一號”誕生,性能超出我國前幾年從國外進口的同類產品5倍,運算速度達每秒6.4億次,價格和體積卻只有他們的五分之一,極具市場前景,先后受到武漢大學軟件基地等用戶的親睞?!笆锕庖惶枴钡恼Q生,給國外巨型計算機廠商敲響了警鐘——中國巨型計算機市場再也不能任由他們翻手為云、覆手為雨了,外國公司不得不以相對公平的價格參與中國市場的競爭。這為中國用戶帶來了無形的利益。
李國杰的目光始終盯著市場。當運算能力達到每秒1100億次的“曙光2000”問世后,迅速參與國內巨型計算機項目的招標,并在華夏基因研究中心的招標中,一舉中標,使之成為我國承擔的百分之一的人類基因測序任務的主計算機?!笆锕?000A”誕生后,很快引起了國內市場的關注,上海用戶很快與計算機所達成購買意向。3個月后,“曙光4000A”即被6輛大貨車成功運抵上海,開始進行安裝試運行。試運行過程中,試用方在巨型計算機上安裝了近30種大型商用和科學計算機軟件,500多塊CPU主板一塊都沒有換過,這在國內是很少見的。在上海安裝簽約儀式上,李國杰自豪地說:“曙光4000A”的重大意義主要不在于研制出了一臺超過10萬億次的超級計算機,而是滿足了以上海市為代表的中國用戶對10萬億次計算機實實在在的需求,它是世界上機房要求最低、性能最好的10萬億次計算機之一。目前,“曙光4000A”正在為企業、研究單位、學校等提供諸如氣象、船舶、飛機、汽車、建筑、鋼鐵、石油等領域的強有力的計算服務。
當今計算機領域日新月異,為爭奪市場,超級計算機運算速度正在被不斷打破:2004年10月20日,日本電氣公司宣布推出峰值速度每秒可達65萬億次的巨型計算機;11月10日,IBM推出每秒運算速度達70萬億次的巨型計算機。
李國杰和中國計算機領域的科學們,又瞄準新的市場目標開始了攀登。
慈父賢妻
談起自己的成才之路,李國杰深深地懷念慈父的諄諄教導和賢妻的無私奉獻。
他說,小時候讀書,覺得最難的是寫作文,但父親卻對他說:“你不是愛看電影嗎?看過電影以后你就把這個電影的故事寫出來。”李國杰照著父親說的去寫,真的寫出一篇篇好文章。
父親知道兒子心氣比較高,總想做棟梁之材,就對他說:“你是什么材就做什么用,如果你這棵樹長得不是很粗,做不了房梁,可以做犁或者牛軛。”李國杰留學美國,父親則寫信敦促:“你的根在中國,學成一定回國,報效祖國?!?/p>
李國杰的愛人張蒂華,是援外遇難犧牲在也門的張其工程師的女兒。1966年,她從邵陽市二中高中畢業后被分配到邵陽市無線電廠工作,后與李國杰結為伉儷。李國杰深情地說:“我讀研究生時,已經是兩個孩子的父親了,我把家務全部交給了愛人,她為我付出了很多很多。”
有人覺得奇怪,一個院士的妻子,文化程度卻只有高中水平,差距太大了吧?李國杰卻平靜地說:“感情不是光靠文化程度決定的?!彼J為自己的妻子稱得上是一位真正的賢妻良母,整天為孩子操心?,F在兒子李剛已經參加工作,女兒李涓在美國即將獲得博士學位,不久前李國杰去美國出差的時候還見到了女兒,女兒已經表示學成之后一定回國工作。“是父親的教育和妻子的輔助,才使我有了今天的成就,兒女的成功也讓我感到欣慰?!崩顕苷f。