夏培肅 與中國計算機發(fā)展水乳交融

2015年3月31日，首顆使用中國自主研發(fā)的中央處理器“龍芯”的北斗衛(wèi)星發(fā)射成功?！褒埿疽惶枴苯Y(jié)束了中國只能靠外國人的CPU生產(chǎn)計算機的歷史。為了紀念夏培肅從事計算機事業(yè)50周年，“龍芯一號”被命名為“夏50”，人們習(xí)慣稱其為“夏芯”。

夏培肅是我國計算機事業(yè)的開拓者和奠基人，被稱為“中國計算機之母”，她的一生和計算機有著千絲萬縷的聯(lián)系，可以說，她的生命歷程就是中國計算機發(fā)展的歷程。

1923年7月28日，夏培肅出生于一個教育世家。她的祖父夏風(fēng)薰是前清的秀才，從事教育工作40年;父親夏鴻儒是滿清末年的舉人，曾在江津縣辦學(xué)和辦實業(yè);母親黃孝永師范學(xué)校畢業(yè)，曾任江津女子小學(xué)校長、江津女子中學(xué)教員等。這樣的成長環(huán)境，為年幼的夏培肅打下了良好的古文、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

1939年，夏培肅轉(zhuǎn)到位于江津縣的國立第九中學(xué)學(xué)習(xí)，身邊大多是流亡學(xué)生，生活非常艱苦。艱苦的生活和抗日戰(zhàn)爭時日本人的暴行讓她下定決心學(xué)工科，以求工業(yè)救國。

1940年，夏培肅考入中央大學(xué)電機系，其間，吳大榕教授講授的交流電路的瞬態(tài)分析，激起了她的興趣，這對她日后研究計算機影響很大。大學(xué)畢業(yè)后，學(xué)校推薦她到交通大學(xué)重慶分校電信研究所攻讀研究生，在張鐘俊院士門下研究電路張量分析，再次為她日后在計算機領(lǐng)域大展拳腳添磚加瓦。1947年，夏培肅通過留學(xué)考試，順利成為英國愛丁堡大學(xué)電機系的博士生。這段經(jīng)歷為她后來從事計算機電路的研究和設(shè)計積累了豐富的經(jīng)驗。

1948年冬天，28歲的夏培肅回國，被分配到清華大學(xué)電機系電訊網(wǎng)絡(luò)研究室任助理研究員。1952年，中科院數(shù)學(xué)研究所所長華羅庚提出，要在中國研制電子計算機。他從清華大學(xué)挑選了三個高精尖人才，夏培肅就是其中之一。

“一個人在一生中，常常會有一些改變命運的重要轉(zhuǎn)折點。對于我來說，這個重要的轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在1952年秋天的一個晚上、當(dāng)我第一次謁見華羅庚教授時。”這是夏培肅生前憶及平生時的感慨。華羅庚無疑是夏培肅的伯樂，從此計算機成為夏培肅一生的摯愛和引領(lǐng)。在華羅庚的領(lǐng)導(dǎo)下，夏培肅和另外兩位伙伴閔乃大、王傳英很快投入工作。

這是中國第一次研制計算機，他們連一本完整敘述計算機原理的書都找不到，只能從英文期刊上尋找有價值的線索。經(jīng)過半年的調(diào)研和初步的實驗，夏培肅提出研制中國第一臺通用電子數(shù)字計算機的設(shè)想和技術(shù)路線。1954年，夏培肅轉(zhuǎn)到近代物理研究所計算機小組繼續(xù)開展第一臺計算機的研制工作，主要負責(zé)運算器和控制器的設(shè)計。不久，中國向蘇聯(lián)購買計算機圖紙和資料來仿制計算機，夏培肅的研究工作不得不暫停。1958年8月1日，我國第一臺電子管計算機誕生，該機定名為八一型數(shù)字電子計算機，在738廠開始小量生產(chǎn)，改名為103型計算機，共生產(chǎn)38臺。1958年5月我國開始了第一臺大型通用電子計算機（104機）研制，在研制104機同時，夏培肅得以繼續(xù)原來的工作。暫停工作期間，她對原來的設(shè)計方案進行了修改。1960年，奮斗了8年之久后，夏培肅終于成功研制出中國第一臺自行設(shè)計的電子計算機——107計算機。

此時，最初和夏培肅一起參與研制工作的兩位伙伴早已離開小組了，只有她從頭到尾堅持了下來。這臺計算機就像她的孩子一樣，為了“這個孩子”，她卻疏忽了自己的孩子。

夏培肅的第一個兒子由于缺乏照顧，在她研制107機期間意外去世，第二個兒子也因為疏于照顧，身體一直不太好，這成為她一生的遺憾。107機問世后，夏培肅并沒有因為取得了舉世矚目的成而有所懈怠。此后，她又研制出多種類型的計算機，并且提出了一系列計算機應(yīng)用理論，幾乎是每10年就出一個重大成果。20世紀60年代初期，夏培肅開始研究如何提高計算機的運算速度，探索如何研制性能更好的計算機。

幾年后，她有效地解決了大型計算機中高速信號傳輸波形畸變問題，提出全機特性阻抗匹配概念、導(dǎo)線不分支原則、分布式地網(wǎng)等思想。此項研究成果后來成為國內(nèi)大型高速計算機研制的參考標準。1968年，她又提出最大時間差流水線原理，在時間上比美國學(xué)者早了一年。夏培肅研究計算機的每個10年，都沒有空當(dāng)期。20世紀70年代，她成功研制出了高速陣列處理機150-AP，該機的最高運算速度為每秒1400萬次，高于當(dāng)時美國對中國禁售的同類產(chǎn)品的運算速度。

20世紀80年代，夏培肅負責(zé)分布式計算機和并行計算機的研究，并先后研制出GF-10功能分布式陣列處理機和BJ并行計算機。下一個10年，她又提出基于反圖拓撲的可伸縮高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并在國內(nèi)外申請了3項專利。

僅僅研究計算機，就十分忙碌了，可夏培肅仍然擠出了很多時間來教書育人，為中國計算機事業(yè)培養(yǎng)后備力量。20世紀60年代起，她先后培養(yǎng)了60多名研究生。除了胡偉武，還有領(lǐng)導(dǎo)曙光系列高性能計算機研制的李國杰，曾任曙光1000大規(guī)模并行計算機系統(tǒng)和聯(lián)想深騰1800/6800超級計算機總設(shè)計師的祝明發(fā)，設(shè)計試制成功時鐘周期為10ns的GF-10/13 計算機的林琦……在她眾多的學(xué)生中，隨便拎出一個來，都是業(yè)界有分量的人物。

短短一生，碩果累累，夏培肅不愧為中國計算機的先驅(qū)。 在以男性為主導(dǎo)的計算機領(lǐng)域，盡管是一名女性，但是夏培肅依然被尊稱為“先生”。這種稱呼確屬罕見。

來源|科協(xié)改革進行時? 中國青年報