当前位置:首页 > 科苑往事
“恬淡人生”夏培肃
文章来源:中国科学报 唐志敏 发布时间:2015-04-17 【字号:

               

               
                            夏培肃与本文作者祁威讨论采集工程的采访提纲

               
                           夏培肃与本文作者祁威讨论采集工程的采访提纲

             
                                    夏培肃指导学生做实验

               
                                     学生时代的夏培肃

  夏培肃 (1923~2014年),我国计算机研究的先驱和我国计算机事业的重要奠基人之一。先后就读于国立中央大学电机系、交通大学电信研究所、英国爱丁堡大学。1952年,夏培肃和闵乃大、王传英组成中国第一个电子计算机科研小组,开拓了我国计算机起步发展的道路。1956年,她参与筹建中国科学院计算技术研究所,此后6年培养了700多名计算机人才,其编写的《电子计算机原理》为我国第一本正式讲义。1958年主持研制107计算机。1985年获英国赫里奥-瓦特大学名誉科学博士学位,1991年当选为中国科学院学部委员(院士),2011年获首届中国计算机学会CCF终身成就奖。

  作为中国计算机事业奠基人之一,夏培肃曾主持研制中国第一台通用电子数字计算机(107机)。她这一生淡泊名利、默默奉献的品质,创新求实、孜孜不倦的探索精神,严谨治学、甘为人梯的思想,为后人树立了做人、做事、做学问的典范。

  年少有为,立志工业救国 

  夏培肃1923年生于重庆市一个教育世家,祖父夏风薰从事教育工作40年,推动了江津县的文风,父亲夏鸿儒曾在江津县办学和办实业,母亲黄孝永曾任江津女子小学校长,他们用一套独特的方法教育夏培肃和她的姐妹。

  夏培肃从两三岁开始接触古典诗词,四岁起上了四年半小学,此后一直到考上私立南渝中学的高中前,她的大部分知识都是在家里面学习的。母亲为她精心安排课程,挑选老师,遴选课外读物,使得她从小就博览群书,了解了历代仁人志士的精神风貌,认识到中华文化的博大精深,无形中培养了她的爱国主义情怀。

  夏培肃从小就展露了她的数学天赋。她的家庭数学教师认为数学教育有重复之处,就把当时初、高中的数学知识融合在一起,夏培肃仅用了一年半的时间,就把代数、平面几何、立体几何和三角都学完了,还做了《欧氏几何》《范氏大代数》中的不少题目,其中一些难题连她的老师都做不出来,这大大提升了夏培肃的思维逻辑性,并且激发了她对数学的浓厚兴趣。

  抗日战争期间,日本人在中国的暴行肆无忌惮,正在求学的夏培肃目睹民不聊生的动荡局势,心中无比愤慨。由于她在南开中学和国立九中的理科成绩优异,便下定决心报考工科院校,长大后投身工业,实现工业救国。

  1940年,夏培肃高中毕业,考入当时赫赫有名的重庆国立中央大学电机系。电机系的课程繁重,教科书都是英文的,教师用中文夹英文讲课,学生必须用英文写实验报告。夏培肃在这里发现了自己的特长和兴趣所在,她最喜欢的课程是交流电路,特别是对电路瞬变过程的分析,她的毕业论文就是关于电机工作过程的分析和测试。

  1945年,夏培肃从中央大学毕业,经推荐,免试进入交通大学重庆分校电信研究所攻读研究生。这期间,夏培肃系统地学习了电机方面的全部课程,并一直保持着数学成绩的优异。同年春天,在夏培肃22岁的时候,她遇到了生命中的另一半——中央大学校友杨立铭。研究生毕业后,夏培肃赴英国爱丁堡大学电机系攻读博士学位,与先前在英国读书的杨立铭于1950年结为伉俪。杨立铭后来成为我国著名理论物理学家,他和夏培肃兴趣相近,知识相通,学业、科研和生活的完美结合成就了他们相知相爱的一生。

  幸遇华罗庚,成就命运转折点 

  夏培肃在爱丁堡大学主要研究电路理论、自动控制和非线性常微分方程及其应用,1950年获哲学博士学位,1951年成为博士后。在英国的学习为后来她从事计算机电路研究和设计工作奠定了坚实的基础。

  在英期间,身处异国他乡的夏培肃既感受到了英国良好的学术风气,也感受到了中国人受到的歧视:多少年的闭关锁国让英国普通民众以为中国还是男人抽鸦片、女人裹小脚,穷得没钱点灯……

  当时,夏培肃夫妇在科学研究上已取得了多项重要成果,但他们开始考虑回国的事情了。1951年10月,夏培肃夫妇应清华大学校务委员会副主任周培源的邀请回国。满怀建设新中国的热情,他们登上了回国的远洋客轮。夏培肃被安排在清华大学电机系电讯网络研究室任助理研究员、副研究员。

  1952年,中国科学院数学研究所所长华罗庚提出要在中国研制电子计算机,他在清华大学电机系物色了三位电信和电子学方面的科技人员,夏培肃被选中。夏培肃曾说:“一个人在一生中,常常会有一些改变命运的重要转折点;对于我来说,这个重要的转折点出现在1952年秋天的一个晚上,当我第一次谒见华罗庚教授时。”正是这个转折点,使她成为我国计算技术的主要开拓者。

  填空白,培养我国首批计算机人才 

  夏培肃开始研究电子计算机时,计算机方面的资料奇缺,她克服重重困难,一方面从图书馆的英文期刊中查找关于计算机的文章,另外还托国外的同学帮助寻找相关的资料。

  在逐渐弄明白电子计算机的原理后,为了让更多人知道计算机,夏培肃于1955年开始着手编写讲义。当时计算机的一些基本术语和名词都是英文的,她在编写计算机原理讲义时,反复推敲,将英文专业术语意译为中文。这些讲义在全国一直沿用至今。

  从1956年3月开始,夏培肃举办了一个计算机原理讲习班,听讲的有数十人。除了近代物理研究所的计算机小组和数学研究所的计算数学小组人员外,还有北京大学、清华大学的一些教师和其他单位的有关人员。讲习班讲授电子计算机的基本原理,包括二进制、布尔代数、逻辑电路、四则运算的算法、计算机各个部件的工作原理等,这被认为是中国计算机界的第一个计算机原理讲习班。夏培肃的讲课条理清楚、深入浅出,深受大家的欢迎。

  同年4月,夏培肃参加了《1956到1967年科学发展远景计划》的制订。6月,她调入新成立的中国科学院计算技术研究所筹备处,此后一直在这里工作。

  处在创建阶段的计算所的首要任务之一是培养我国计算技术的专业人才,因此除了派考察团、实习队和留学生去苏联考察、实习和学习外,计算所组织在国内举办了面向全国的计算数学训练班和计算机训练班,以培养更多的人才。夏培肃被安排专职负责计算机训练班的教学工作。

  从1956年到1962年,计算所和清华大学、中国科学技术大学等高等学校合作举办了4届计算机训练班,夏培肃主讲《电子数字计算机原理》课程。她花费了很多时间和精力重新编写了《电子计算机原理》讲义,这是我国在计算机原理方面的第一套系统完整、理论联系实际、通俗易懂的原创性自编教材。四期训练班为全国各行各业,包括高等学校、研究所、国防和工业等部门培养了700多名计算机方面的专业人才。

  当时国内的大学还没有计算机专业的毕业生,计算所的训练班在全国来说是开创性的,这些人才后来大部分成了各行各业在计算机方面的领军人物。夏培肃为中国计算机事业奠定了坚实的人才基础,不愧为中国计算机事业的奠基人之一。

  从无到有,主持研制中国第一台计算机 

  夏培肃在近代物理研究所工作期间,对串行计算机的运算器所执行的四则运算的算法进行了比较深入的研究,初步完成运算器和控制器的逻辑设计,并完成一些基本电路实验。1958年,计算所提出要研制一台小型计算机,交由夏培肃负责,该计算机被命名为107计算机。

  夏培肃负责107计算机的总体设计、逻辑设计、工程设计和可靠性设计。107机是一台小型的串行通用电子管数字计算机,采用冯·诺伊曼体系结构,二进制,定点,字长32位,补码。磁心存储器容量为1024字节。机器可执行16种操作:即接收、发送、接收反码、逻辑加、逻辑乘、移位、加法、溢出不停机的加法、减法、乘法、除法、无条件转移、条件转移、非零转移、打印、停机。机器主频为62.5千赫。这是我国第一台自行设计的通用电子数字计算机。该计算机工作很稳定,1960年4月机器考试时,连续无故障工作时间为20小时30分钟。平时机器可以像一台电子仪器那样随时开机和关机,这是当时其他电子管计算机无法做到的。

  107计算机在计算所加工调试后,安装在北京玉泉路中国科学技术大学。中国科技大学结合107计算机,编写了计算机原理和程序设计的讲义,作为该校计算机专业、力学系、自动化系、地球物理系的教材,共有600多名学生在107机上算题。107计算机除了为教学服务外,还接受了一些外单位的计算任务,它们包括:潮汐预报计算,原子反应堆射线能量分布计算,原子核结构理论中的矩阵特征值及特征向量计算等数十项计算课题。

  107计算机研制成功的意义不仅仅因为它是我国第一台自行研制的通用电子数字计算机,更重要的是它说明了中国人有能力、有志气设计和研制自己的计算机。

  夏培肃一生强调自主创新在科研工作中的重要性,她提出使计算机大幅度提高运算速度的最大时间差流水线原理,大大缩短了流水线计算机的时钟周期。她负责研制成功高速阵列处理机150-AP,150计算机的运算速度是100万次/秒,而150-AP的运算速度达到了1400万次/秒,用低成本实现运算速度高于美国当时对我国禁运的同类产品的运算速度,在国际上受到了巨大关注,为我国石油勘探作出了重大贡献。

  夏培肃在成功研制150-AP的基础上,于1982年提出了研制GF(功能分布式)计算机的设想。她认为新型计算机系统应该是分布式的,不同的部分负责不同的功能,这种设计思想,即使对21世纪初期的计算机系统设计,仍然具有重要的指导意义。

  夏培肃认为研究工作一定要有很强的超前性,她在上世纪90年代初即深深体会到高性能计算机的开发和应用关系到国家的整体实力,在推动相关工作的同时提出国家应该大力开展超大规模集成电路的设计和制造,否则将永远受制于人。后来,她培养的研究生在这两个领域均作出了卓越的贡献。

  传播科学,甘为人梯 

  为了配合实施“科学发展远景规划”的需要,中国科学院于1958年成立了中国科学技术大学。夏培肃负责中国科技大学计算机专业的筹建工作,并为此付出大量心血。在中国科技大学的发展史上,夏培肃被公认为是计算机专业的创始人和奠基人。

  从上世纪60年代起,夏培肃开始培养研究生。她共培养了60多名研究生,其中有两名获全国优秀博士学位论文奖,三人获中国青年科技奖。夏培肃认为培养研究生主要是为国家培养人才,而不是为了协助导师完成科研任务。她坚信计算机事业要发展,没有新生力量绝对是不行的,而为计算机事业培养人才则是她应尽的责任。

  夏培肃根据研究生的能力和兴趣,引导他们从事科研工作。她不但对研究生在业务方面严格要求,更重要的是以身作则,要求研究生有良好的科学道德。她的研究生经常在国际会议和期刊上发表论文,但她从来不允许学生在文章上随便署她的名字,即便她帮助修改了很多次。如果没有做实质性的工作,她也决不把名字加在上面,这种实事求是的精神对学生的影响很大。

  在夏培肃的精心指导和热情帮助下,她学生中的不少人都取得了令人瞩目的成绩:李国杰院士领导的曙光系列高性能计算机的研制为打破国外垄断、促进我国高端计算机产业发展作出了重要贡献;胡伟武领导的龙芯团队曾经研制出中国第一枚高性能CPU芯片,“龙芯”芯片系列为提升我国信息产业的核心技术,保护国家的信息安全作出了重要贡献。这些成绩都是对夏培肃一直倡导自主创新、掌握中国自己核心技术命脉的最好回报。

  1985年,因为夏培肃在计算技术方面的贡献,英国赫里奥-瓦特大学(Heriot-Watt University)在庆祝该校以蒸汽机发明者瓦特命名一百周年的大会上,授予她名誉科学博士学位称号。当夏培肃把此事告诉华罗庚时,华先生说:“这不仅是个人的荣誉问题,是英国人对中国人的友好表示,更重要的是因为中国开始强盛起来了。”这使夏培肃深受鼓舞,认识到只有国家的强盛,才有个人的荣誉。联想到解放前在英国所受到的种族歧视,她更是感慨万千。

  2000年前后,年事已高的夏培肃没有再去牵头申请新的科研项目,逐步淡出了计算机科学技术的第一线科研工作。不过,精力依然充沛的她对计算技术的发展还是一如既往地投入了关注。当时量子计算机比较热门,但主要是物理学家在研究,计算机专业的科研人员难以深入理解。为了破解量子计算机的谜团,需要从计算机专业科研人员的角度重新观察和审视量子计算机,夏培肃在爱人杨立铭的指导下,花了大约一年时间,阅读了100多篇有关论文,学习了量子力学的基本概念,最终撰写了一篇综述性文章“量子计算”。该文发表后,在国内计算机界产生了很好的反响,并被广泛引用。

  朴素的生活,朴素的心灵,夏培肃一生淡泊名利,为人低调,除了专注于科研,就是教书育人,传播计算机科学,凡是和她接触过的同行,都对她敬佩有加。1991年,夏培肃当选为中国科学院学部委员(院士),是由和她素昧平生的王大珩院士和师昌绪院士主动推荐,他们的依据是她的学术成就与贡献。

  2014年8月27日,91岁的夏培肃不幸与世长辞,这位坚信“不义而富且贵,于我如浮云”的老人走完了她的人生之路。人生虽已落幕,但她在中国计算机科技发展史上留下的深深印迹却灿烂夺目。

  作为老一辈科学家的杰出代表,夏培肃身上默默奉献、自强不息的科学精神必将永恒。(作者:祁威,中国科学院计算技术研究所宣传办主任)

  延伸阅读 

  忆我的恩师夏培肃 

  我是1985年到中科院计算所跟夏培肃老师读研究生的,毕业后又留在夏老师的课题组里,继续在她老人家的指导下做研究工作。到现在,算起来也有三十年了。

  几年前,中国科协设立了一个项目,撰写老科学家学术成长经历,其中有夏老师的传纪。我参加了夏老师学术传记编写小组,写的主要是夏老师在上世纪80年代以后的学术经历以及培养研究生的情况。这使我对夏老师的学术经历和培养研究生情况有了一个系统的回忆。

  回想起来,在跟着夏老师学习的那些年里,她并没有什么轰轰烈烈的举动,也没有慷慨激昂的言辞,但是她的一言一行、一举一动,却如春雨润物一般,虽然细无声,但是却沁人心脾。跟着夏老师,使我学会了如何治学、如何为人。

  “严谨治学、亲历亲为”,这是夏老师给我留下的最深刻印象。

  1990年前后,她指导我们设计高速运算电路。当她了解到我们这些计算机专业的学生,并不懂得高速数字电路背后的模拟现象时,就亲自给我们讲课,从麦克斯韦方程讲起,什么是传输线和特性阻抗,什么是反射和串扰,匹配电阻怎么安排,噪场容限是怎么回事,等等。那时她已年近古稀,仍坚持每周给我们讲一次课,在黑板上写公式、画波形,从来都是那么仔细、准确。

  有一次,夏老师拿来一摞图纸,给每人发了一份。我仔细一看,原来是她亲自设计的36位加减法器的逻辑原理图,包括输入端和输出端的寄存器组、本地相加、先行进位、和的产生等模块。她用A4尺寸的坐标纸,清晰地分别画出了36位加减法器的总体结构图和各模块的逻辑原理图,再用复印机印了若干份发给大家,请大家一起检查。看到如此规范、工整的图纸,细致到每一个门电路,在座的同事和同学们都惊呆了。她画的图纸,如同现在用计算机上的CAD软件绘好图后,再用激光打印机打印出来的一样,是那样地细致、规整。

  “谦虚谨慎、不断学习”,这是夏老师留给我们的又一印象。

  我们都觉得夏老师是见多识广的前辈高人,但她自己却从来不这么看,总是在不断地学习。她不仅通过文献了解学科前沿,也学习一些实用技术。例如,她发现用LaTeX排出的数学公式比用WORD好看得多,就请人在自己的电脑上安装了LaTeX软件,并学习了这个排版语言。夏老师晚年写的好多文章和报告,都是自己用LaTeX排版完成的,包括那篇影响很广的“量子计算”论文。

  上世纪90年代中期,夏老师担任《计算机科学技术百科全书》副主编期间,在审阅词条时,做了大量的修改工作。有些词条的原稿只有手写稿,她总是亲自把原稿输入到电脑,再在电脑上进行修改,而不是去麻烦原作者提供电子稿。偶尔遇到一些自己难以判断正确性的“小问题”,她会及时向那些有可能比她更了解情况的人士询问,并不介意自己的老前辈和院士身份。她的学生们也经常成为她咨询的对象。

  夏老师给我们印象至深的还有“恬淡自如、优雅生活”。

  夏老师一生都以学术为重,对学术以外的东西,如行政职务、地位等,都看得很轻。她也这样要求我。她很愿意提携后进,给年轻人更大的舞台,但仍希望年轻人多花时间在学术上,尤其不要为行政事务分心。有一次,上级领导要求她推荐一个学生去担任某个职务,事后她找我谈话,说她推荐了某某而没有推荐我,因为她认为做好科研工作对我更合适。

  夏老师的生活很俭朴,但不失优雅。她家里虽然没有什么装饰,却是一尘不染,清新整洁。我去她家里看她,她常留我吃饭。她家的饮食很清淡,夏老师和她的先生都不饮酒,家里的一瓶茅台酒,大半都是被我喝掉的。

  我年轻的时候穿着很随便,经常不系衬衫扣子、夏天穿拖鞋去办公室。夏老师教导我,要注意这些小节,尤其是在一些正式场合或出国的时候,千万注意自己的仪表。就是夏老师的这些教导,改变了我。现在,我非常注意穿衣礼仪等,并已成为我的习惯。

  夏老师虽然已离开了我们,但她的言传身教,将伴随我的一生。(作者:唐志敏,中国科学院计算技术研究所研究员)

                                                  (原载于《中国科学报》 2015-04-17 第3版 印刻)

附件下载:
© 1996 - 2017 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号 京公网安备110402500047号 地址:北京市三里河路52号 邮编:100864