張堯學：創新為民

張堯學

教育部高教司司長、清華大學計算機系教授，2007年當選為中國工程院院士。主持研制成功我國首臺具有自主知識產權的網絡路由器，推動了相關產業的發展；提出了不用預裝操作系統、將程序存儲和執行分離的透明計算模式，研制成功多種型號透明計算模式電腦系統，可廣泛應用于各領域信息化建設，引起國內外學術界和產業界的普遍重視，2005年獲“何梁何利基金科技進步獎”。同時，他還是中國作家協會會員，著有多本散文著作。

多少次行到窮處，多少次峰回路轉，張堯學始終信念堅定：“做創新研究不可能不遇到瓶頸，不可能沒有溝坎，但研究人員永遠要滿懷信心，憑著激情和智慧不屈不撓努力去做，堅信總有一天要把它做成”；

與其他官員、教授相比，他愛看武俠小說，那么不妨以武林術語做比：一系列的機緣加深了他的“內力修為”，而他“十年磨一劍”的成果，則是開發出突破傳統PC機體系結構的透明計算模式，構建起真正的“計算機的和諧社會”。

“做科研最忌諱的就是成為‘黑洞’，一味學習、跟蹤別人卻沒有自己的創意。”說這話時，張堯學37歲，剛被破格聘為清華大學計算機系最年輕的教授。由他主持的國內第一臺網絡路由器的研制工作已見

曙光。

要不斷創新，就要永遠超前一步。帶著激情與夢想埋首科研的張堯學一路勇往直前——1995年兼任電子部計算機司副司長，1997年兼任清華和IBM合資的鼎新公司總經理，1999年調入教育部主持科技司工作，2000年至今又做了8年教育部高教司司長。

多年的行政工作并未使張堯學停下科研的步伐。恰恰相反，他在視野迥異的新崗位上看到了信息化進程中學術研究與社會需要、產業需求之間的鴻溝，找到了科研創新與利國利民的結合點。2007年，憑借在計算機領域為國家做出的重大貢獻，張堯學以高票當選為中國工程院院士，時年51歲。這對于一個長期從事重要行政管理工作的人來說，是多么的不容易！

馬背上的新奇電腦

2003年，一隊馬匹將名為“索普卡－小寶”的網絡電腦馱進了不通公路、沒有電話的貴州省遵義縣平正仡佬族鄉野彪小學。這批新奇的電腦為從沒走出過大山的孩子們打開了一個全新的世界：他們學會了打字和編輯word文檔，通過模擬上網聆聽城市名校的特級教師講課；他們從計算機里學到的普通話發音甚至比自己老師的發音還標準；雖然學校沒有英語教師，但他們已經開始了解并學習英語。

遵義縣選擇“索普卡－小寶”作為中小學計算機教室的主要機型，是因為它“不用維護、不怕病毒、不裝軟件、不用升級”，不具備專業知識的教師稍經培訓就能使用，價格還比普通PC機便宜。

這些特點使計算機教學在西部貧困山區的推廣成為可能，這令發明人張堯學深感欣慰：終于可以跨越數字鴻溝，把知識送進大山了。

時間回溯到1998年，一直從事計算機網絡研究的張堯學剛剛研制出高速網絡接入路由器并將其商品化，正在尋找新的研究方向。與此同時，中國工程院院士李三立等在國內大力倡導“3C合一”（即計算機、通信和家電產品三者的融合）、發展信息家電的思路。在國外，隨著計算機網絡的日益普及，IBM提出“普適計算”（Pervasive Computing）的全新概念，勾勒出不同終端、不同網絡間無縫互聯、協同計算的藍圖。

張堯學迅速抓住這兩個全新概念，一個大膽的想法也隨即產生：是否能將二者相結合，在普適計算的概念基礎上發展輕便可移動、服務個性化的數字化家電平臺？帶著這樣的思考，1998年10月，他開始著手進行“數字化家電網絡軟件平臺”（Software Platform for Connected Appliances，簡稱SOPCA，即索普卡）的研究。1999年2月，國家發展計劃委員會正式批文，確定SOPCA為國家高技術產業發展計劃的重點攻關項目。大方向已經確立，但具體從何處切入還需要張堯學進行深入地思考與探索。

1999年，一紙調令讓張堯學走上了教育部科技司司長的新職位，也意外拓寬了他的研究思路——國家正在大力推進教育信息化步伐，如何幫助貧困地區和西部的中小學生獲取最新的教學資源，正成為一個亟待解決的重大問題。

由于貧困地區缺乏資金、先進的通信設備和高素質的教學、維護人員，作為教育官員和專業學者，張堯學感到自己責無旁貸，于是經過一系列的研究、實驗之后“索普卡－小寶”網絡電腦誕生了。

釋去重負的“旅客”

從1945年至今，電子計算機一直在“馮·諾伊曼結構”的經典框架下運行。如今，這一程序內存結構的弊端正日益凸顯：如果把計算機比作一位旅客，把運算指令比作衣服，那么他所要穿的衣服就不得不裝進隨身的“旅行箱”——存儲器里。隨著衣服越來越多，“旅行箱”越來越大，“旅客”必然感到攜帶和處理起來越來越吃力，惟一的出路就是不斷增強“旅客”自身的體力，所以我們看到了越來越強大的中央處理器、越來越復雜的操作系統和越來越難控制的安全問題。

有可能甩掉這個日益膨脹的“旅行箱”嗎？比如聘請一位“著裝助理”，需要時打個電話，他馬上派人把合適的衣服從家中衣柜、百貨商場或專賣店里送來，“旅客”自己不就可以輕裝上陣了嗎？

這位兩手空空的“旅客”就是張堯學設想的透明計算機：不管操作系統和應用軟件存放在哪里，用戶只管調用；根據中央處理器一次只執行一條指令的運算規則，建立起虛擬的網上交換與調度方法，解決應用軟件的調用問題，CPU和殺毒系統的瘋狂升級在這臺干凈清爽的“裸機”面前就可以停止了。和在機器本體上進行運算的“馮·諾伊曼結構”相比，它實現了時間和空間兩個方面的擴展。

透明計算的全新模式無疑具有一種令人興奮的簡約美。但接下來的問題是：由于透明計算機沒有操作系統，它必須在主板和操作系統的接口處就發出啟動協議，邀請“著裝助理”；同時，為了使用戶能自由選擇操作系統和應用軟件，作為“著裝助理”的服務器必須具備全面通暢的“貨源”，“隨叫隨到”。

眾所周知，Windows、Linux、Unix等操作系統的架構大相徑庭，而且微軟旗下操作系統的源代碼作為其知識產權的一部分，更是不對外公開的。將所有這些操作系統的底層相關接口各個擊破，再把它們逐一加到服務器上，這談何容易？可是在張堯學看來，要使透明計算機從理念變為現實，只有全力以赴。

2006年初，全國科學技術獎勵大會在北京人民大會堂舉行，張堯學作為透明計算模式索普卡電腦的第一發明人，獲得國家技術發明獎二等獎。

2006年3月下旬，在“美國微軟技術節”上，一位來自中國的嘉賓格外引人注目，他就是清華大學計算機系張堯學教授。期間，他接受德克薩斯A＆M大學、佐治亞州立大學等美國大學計算機學院的邀請，做了多場關于透明計算模式的學術報告，引起熱烈反響。A＆M大學的陳健二教授在給張堯學的郵件中說，“我認為您開辟了一個全新的研究方向；我也和我的同事們進行了討論，他們也認為該研究是一流的。”

滿懷激情與時間賽跑

作為一名扛著實實在在的官銜的教授，張堯學的忙碌顯而易見。對他來說，最缺的就是時間。因此，滿懷科研熱情的他在周末、假期很少休息，甚至于去外地出差也爭取當天返回，硬是將從事科研的時間一點一點地擠了出來。

已經畢業的清華大學博士生竇郁宏清楚地記得，2002年的除夕之夜，她正在實驗室寫論文，忽然有人推門而入，原來是張堯學教授來加班了。現任張堯學助手的周悅芝也回憶說，2003年“非典”期間的一個周六下午，實驗室剛消完毒，大家都到5樓的天臺上去聊天，只有張堯學教授仍堅持在里面工作，全然不顧刺鼻的藥水味。

一位追隨張堯學達8年之久的學生提起老師，最先蹦出的兩個字就是“嚴厲”。張堯學自己也表示：“我做事情可能細節上做得少一點，但指導學生是例外。”他指導學生改論文，常常一改就是十幾稿、幾十稿，“改得學生都想哭”。

要求嚴格，是因為寄予厚望。在他看來，學生一要學會做人，把國家進步作為己任；二要會做事，珍惜在學校的優越環境，踏踏實實做事，認認真真創新。

從西單大木倉胡同的教育部辦公區到北四環外的清華園，多年來，這是張堯學再熟悉不過的一條路。多少次行到窮處，多少次峰回路轉，他始終信念堅定。“做創新研究不可能不遇到瓶頸，不可能沒有溝坎，但研究人員永遠要滿懷信心，憑著激情和智慧不屈不撓努力去做，堅信總有一天要把它做成。”

2001年6月，教育部在清華組織鑒定會，認為SOPCA系統技術達到了國內首創、國際先進水平。以中國工程院沈昌祥和楊芙清兩位院士為正副主任的成果鑒定委員會評價說，該成果“在整體技術上達到了國際先進水平，在計算模式及其引導協議和相關調度方法等方面具有獨創性和實用性，處于國際領先水平”。而Intel公司、卡內基梅隆大學等的同行專家們也認為“代表了國際計算機發展的一個重要方向，與Intel的發展戰略不謀而合。”

完成基本理論構想后，張堯學帶領他的研究團隊和企業合作開發了索普卡、龍星、網銳三個系列的新型網絡計算機。除了遠程教學，透明計算機在金融、電子政務等領域也都大有作為。它對CPU的寬容度使其可能成為國產CPU推廣應用的切入點，增加了突破Wintel聯盟、壯大“中國芯”的可能性。同時，操作系統的添加問題也在逐一解決。最近，張堯學的研究團隊與Intel公司合作，在一系列新技術和新方法上取得了重要突破。

不過，與具體的產品相比，透明計算模式的更大意義在于它使所有數字家電的使用概念發生了變化。手機、DVD等都可以與操作系統相分離，實現真正的3C合一和普適計算；Windows和Linux等操作系統不能并存的現象被打破，張堯學幽默地稱之為“計算機的和諧社會”。

研究生教育有“三忌”

在從事繁重的行政管理和進行科研創新的同時，張堯學時刻不忘自己教師的身份。在指導學生方面，他不遺余力，目前仍指導著10多名學生，對研究生的教育培養具有最直接的發言權。他的博士生創造了獲得清華大學博士學位后在德國一流大學4年競爭上正教授、在美國7年成為企業高管等的

奇跡。

在談到研究生教育問題時，張堯學說，“我國的研究生培養有許多成功的地方，也存在很多不足。跟隨導師學習期間如果能接觸到科研領域，甚至能跟隨導師一起做一些項目，是很好的培養模式。如果導師在自身領域比較優秀，不那么急功近利，學生得到的培養和提高是比較大的。”

但是，他同時指出，一旦導師項目缺乏或者導師只是把學生當作廉價的勞動力，特別是在當前研究生擴張規模比較大的情況下，研究生的教育質量就會受到很大的挑戰。為此，他認為當前研究生教育有“三忌”，一是學生不會發現問題，二是作風和學風浮躁，三是教育跟社會實踐脫節。

“從本質上來說，我們國家的教育理念偏向于好好做事、穩穩當當的做事的模式，考取一所好大學，然后去一所好單位工作。這種模式對于創新來說是不利的，因為創新要求具備冒險精神并充滿激情，如果教育理念比較偏于安穩，顯然對于學生的成長是比較大的障礙”，張堯學認為，現有的教育模式或制度不太鼓勵學生去冒險，這樣不利于培養創新精神，而科研恰恰是一個不斷創新的過程。

他告訴記者，目前研究生們的考試能力都很強，在從小學到大學的成長過程中往往養成“只要能跨進學校的大門，就能順利畢業”的慣性思維。在此情況下，容易導致一部分學生不善于發現問題，從而忽視了研究和創新，更沒有把研究生入學當作個人發展的新起點，“實際上，研究生教育是一個‘找出問題—做實驗—得到成果—發表出來—得到承認’的過程，只有學習能力和項目研究能力達到了一定的水平，才能獲取畢業證書。”

然而，傳統觀念的轉變面臨著很多困難，加之目前的教育制度在一定程度上也抑制了創新學習氛圍的養成。對此，他建議，學校不妨考慮采取淘汰制，通過向研究生施加一定的壓力來提升他們學習的動力。

創新就是把一件事情做得更好

至今，張堯學對已在清華園度過的18年時光心懷感激。當年他帶著一沓高水平博士論文來到這里，看到計算機系很多老師緊密圍繞國家戰略需求，做出了大批開創性工作，很受震動。創新報國、創新利民從此成為他不懈的追求。

“創新有很多種解釋，我忽然認為創新就是把一件事情做得更好。把事情做好是本分，把事情做得更好是挑戰。”回顧自己的科研之路，張堯學不無感慨。

他指出，要在科研中做得更好就要善于發現問題。“真正的科研是從實踐到認識再到實踐，再從實踐到認識的過程。反映到科學研究中，是從社會經濟發展之中尋找問題，反之則失去了科研的價值。例如，計算機領域的幾個最頂級的國際學術會議，幾十年來沒有對計算機產業的發展產生重大影響，甚至計算機產業在做什么研究人員都不十分清楚。”

“造成這一局面的直接原因就是研究者們陷入了‘理論怪圈’，背離了‘從實踐到認識，再從認識到實踐’的認識論。”他說，計算機信息產業的發展周期比較短，需要研究者具備比較敏銳的視覺和思維，針對社會或者行業中的實際問題進行研究，然后再將研究成果作用于產業的發展。

對于部分輿論指出的“高校科研轉化率低跟國內企業也有關系”的說法，張堯學認為，高校科研與社會脫節不能說企業有多少責任，關鍵還是研究者的方法問題，即研究的問題應該從哪里來？如果研究者沒有去認真關注日常生活應用中的問題，而只是習慣于從學術中尋找問題，很難發揮科研應有的作用。

采訪過程中，張堯學坦率質樸、觀點明確，使人印象深刻。在采訪結束時，他意猶未盡：“做科研不能急功近利。時刻想著要把東西做出來，就會很自然地選擇最方便、最省力的方法，這樣很難創新。”

正如熟悉他的人評價的那樣，“無論是作為行政領導還是科學家，能擁有著自己的獨特思想已很不容易，像張堯學這樣敢于公開、張揚自己的思想，更是難得中的難得。”■