金怡濂：從追趕到超越

姚杜純子

讓時光回到2003年。

那一年的2月28日上午，第三屆國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重舉行，金怡濂作為本屆最高科學技術獎的唯一獲獎者，格外引人注目。

那天，全國人民通過電視認識了他——一位在巨型計算機領域成就了偉大事業的杰出科學家。他已經74歲，一米八幾的個頭，身板筆直，風度儒雅，依然那么富有朝氣。他身著為參加這次盛會特意買來的白色襯衣、紫紅色的領帶、銀灰色的西裝，健步走上主席臺，從時任國家主席江澤民手中接過國家最高科學技術獎獲獎證書，并代表全體獲獎人員發表感言。他深情地說：“國運昌則科技興，科技興則國力強。科學工作者只有把自己的事業和國家的繁榮、民族的昌盛緊密聯系起來，才能大有作為。”

讓時光繼續倒流……

金怡濂祖籍江蘇，父親金奎曾經留學美國，回國后被交通部指派到天津電話局擔任工程師，母親王畹蘭大戶人家出身，知書達禮，心靈手巧，任勞任怨操持家務，相夫教子。1929年出生的金怡濂從小受到良好的家庭教育，他聰明而好學，性格溫潤。小時候金怡濂印象最深的是父親向孩子們灌輸的有關科學救國的思想，父親常講，只有科學和技術才是最清白、最清高的，只有發展科學技術，中國才能強大。父親還時常啟發他們，做人做事要靠自我奮斗，要有吃苦耐勞的精神，同時對自己的聰明才智和能力，要有充分的自信。

他一直忘不了，即將上小學的那年夏天，父親為了讓他體驗一下，專門領他坐了一回火車，從天津東站上車，到天津北站下來。這是他頭一回坐火車，非常興奮。父親問他：“有一個中國人，他是修鐵路的大師，你知道他是誰嗎？”他回答：“知道，是詹天佑，他修過京張鐵路。”父親非常滿意，給他講詹天佑的故事，進而啟發他說，詹天佑的例子很能說明中國人的聰明才智，中國人雖然窮，但非常聰明，只要下功夫，肯努力，開動腦筋，外國人能辦到的事，中國人也一定能做到。

父親的這些話，在他幼年的腦子里留下了特別深的印象。他小時候的理想，就是將來當一名詹天佑那樣的工程師，做一個對國家有用、靠本領吃飯的人。后來參加了工作，有一次乘火車去張家口出差，他還特意在出北京不遠的青龍橋站下了車，專門來到詹天佑銅像前拜謁。

6歲那樣，他進入天津有名的耀華學校讀書。耀華，耀華，光耀中華，多么美好的愿望！這所學校的校長趙天麟先生是著名的愛國教育家，1937年夏天，日軍占領天津后，趙校長因高舉愛國旗幟，抵制日本人的奴化教育，觸怒了日本憲兵隊，最后遭到日本憲兵的暗殺。出事那天，金怡濂所在班的國文老師王文芹臂纏黑紗緩緩來到教室，把趙校長的死訊告訴同學們，然后重重地在黑板上寫下兩排大字：“好好讀書，報效祖國，打倒日寇，為敬愛的趙校長報仇！”

這悲壯的一幕讓金怡濂終生難忘！校長的犧牲，令金怡濂既震驚又悲痛，包括他在內的所有耀華學生在經歷此次事件以后，仿佛忽然間長大了很多。在這些少年的內心，萌發、積聚了仇恨和志氣，他們在動蕩歲月里讀書，在國難戰火中成長，在民族氣節的熏陶下前行，他們對于“愛國”“強國”這樣的字眼，有著格外深刻的理解。

1947年，金怡濂中學畢業，他填報了四所高校，依次是清華大學、燕京大學、天津的北洋大學和工商學院，結果四所學校都錄取了他。父親希望他上燕京，因為燕京可以提供助學金，上燕京不用家里花錢。這時候，由于物價飛漲，加之全家七口人，全靠父親一個人的薪水，哥哥姐姐和弟弟都還要讀書，金家的日子已經快要揭不開鍋了。可是，思前想后，他還是希望去清華，因為清華電機系對他的吸引力太大了，他不想放棄。父親沉默了許久，一直沒有表態。一向聽家長話、靦腆內向的他，這一回似乎特別執拗，一副不達目的不罷休的樣子，眼里不時有淚水打轉轉。父親嘆口氣，終于轉了念頭——清華電機系開設的可都是當時尖端熱門的學科，學這個專業，兒子將來能找到金飯碗不說，更重要的是，他不是早就給兒子灌輸科學救國的道理嗎？去清華，是實現這個理想的最佳途徑。從這個層面上來看，多花點錢，是值得的！于是，父親最后拍板：“爸就是砸鍋賣鐵，也要供你上清華！”

金怡濂如愿進入清華電機系學習，這個系集中了全國的尖子生，他所在的班后來出了四個院士，還有一位共和國總理——朱镕基。

金怡濂沒有獎學金，家里經濟拮據，他盡量減少跟家里要錢，吃最簡單的飯菜，衣著陳舊樸素，別人早晨用牙膏刷牙，他舍不得買，就用鹽或牙粉代替。理科生必備的計算尺，以及部分教材，是父親從一個孩子上清華的朋友那里借來的。他生活上不和別人比，而是從學業上下功夫，清華四年，他的成績一直保持中上等水平——在尖子生云集的清華電機系，能夠保持中上等成績，亦是難能可貴。

1946年，世界第一臺電子計算機在美國賓夕法尼亞大學誕生，它一問世，就在國際科技界引起巨大轟動。這是一個標志性的事件，人類由此進入了信息時代。

新中國成立后，百廢待興，黨和國家敏銳地意識到電子計算機這一新興科技的重大意義，1956年，周恩來總理親自領導制定我國科學技術發展12年遠景規劃，把計算技術、半導體、電子學、自動化共同列為“四項緊急措施”，隨后即選派一支20人組成的進修隊，赴蘇聯科學院精密機械與計算技術研究所等科研院所學習。

已經在技術崗位工作了5年的金怡濂，幸運地成為其中的一員。因為這個緣故，他走進了一個自己并不熟悉的嶄新領域——計算機研制，從此開始了“緣定一生”的計算機事業。

這20個人，便是新中國計算機事業的20粒“火種”，或者說是“開路先鋒”。金怡濂和同學們，當時不可能預測計算機將會怎樣深刻地改變這個世界，但是祖國的重托，使他們絲毫不敢懈怠。他們抓緊這難得的時機，如饑似渴地學習掌握計算機技術。

剛到莫斯科不久，一個令他悲痛不已的噩耗傳來——親愛的媽媽病故了。他不可能回去送母親最后一程，只能躲在宿舍大哭一場，然后擦干眼淚，到實驗室埋頭工作。

實習期間，還有一個令金怡濂終生難忘的場面——毛澤東主席到蘇聯訪問，特意在莫斯科大學禮堂接見中國留學生，金怡濂有幸親耳聆聽了毛主席的教誨：“世界是你們的，也是我們的，但是歸根結底是你們的。你們青年人朝氣蓬勃，正在興旺時期，好像早晨八九點鐘的太陽，希望寄托在你們身上……”金怡濂聽著，聽著，他眼含熱淚，熱血沸騰……這個美好的時刻，對他的人生產生了非常深刻的影響，一次次地鞭策著他，為共和國的計算機事業不懈奮斗……

時光在流逝……

回國后，金怡濂參加了我國第一臺大型電子計算機104機的研制，該機于1959年國慶節前宣布完成，為新中國成立10周年獻上了一份厚禮。我國第一顆原子彈的相關科學計算，就是在104機上完成的。

隨后，他又參加了多個機型的研制，逐步成為技術骨干，多次獲獎。1961年，他被任命為研究室副主任，這在當時屬于破格提拔的知識分子出身的年輕技術干部。

中國的大型計算機事業在接下來的動蕩歲月中艱難推進，三年自然災害、“文化大革命”的爆發、國家搞大三線建設，單位一遷再遷等等，這些因素都對這個事業產生了很大影響。好在金怡濂等人也在挫折中不斷成長，他逐步脫穎而出，最終成為大型計算機研制領域的技術領軍人物。

1969年，國家決定上馬九〇五乙機的研制。九〇五乙機，是九〇五國家重點工程的一個組成部分。它是我國大型計算機由單機模式向并行模式邁進的一個重要轉折點，更是金怡濂科研生涯的一個重要里程碑。

由于受到“文革”動亂的影響，研制工作波折不斷，推進十分艱難，工程上馬近3年后，幾乎還在原地踏步，上級決定調整技術力量。這個時候，天降大任，金怡濂被指定負責該機總體設計，后又被指定為整機技術負責人。

金怡濂上任后，工程依然是困難重重，舉步維艱。經過充分思索和多方調研后，他在國內首次提出雙機并行處理方案，全機采用完整的校驗、校正、復算系統，并在大型機中較早使用射極耦合邏輯電路，成功地完成計算機設計。

那個時候，單位搬到位于西南地區的大山之中，工作生活條件非常艱苦，金怡濂為了查詢資料，經常到北京上海等地出差，他要在崎嶇山路乘坐大卡車顛簸半天，然后擠上硬座車廂度過一兩個晝夜的旅途。苦是苦一點，但是因為工程走上了正軌，他的創新活力得到了激發，不少思路和想法都是在旅程中萌發的。他提出并指導團隊把多項并行技術應用于計算機中，實現了單機并行的轉化。這一突破，對以后我國巨型計算機的研制，產生了極其深刻的影響。

1976年，九〇五乙機的研制任務終于圓滿完成，運算速度達到每秒350萬次，比設計快了200萬次，項目榮獲全國科學大會獎，金怡濂本人也榮獲全國科學大會個人獎。

自此以后，他真正成為我國大型計算機研制戰線上的領軍人物。

盡管九〇五乙機的研制為金怡濂帶來榮譽，但是他的心情并不輕松，因為“文革”十年，使中國計算機事業與西方發達國家的差距拉得更大了，如果不奮起直追，那么中國人將會永遠落后于人。好在粉碎“四人幫”后，中國很快迎來了科學技術的春天，鄧小平明確指出：“中國要搞四個現代化，不能沒有巨型機。”這讓金怡濂和他的同行們歡欣鼓舞。

很長一段時間里，高性能計算機技術被美日等發達國家所控制，對外實行禁運。20世紀80年代，國家費盡周折，斥巨資從國外進口了一臺較為先進的大型計算機，沒有想到，在進口機器的同時，還必須花錢“聘請”兩個“洋監工”，雙方簽訂的協議上明確規定，中國人不得接觸機倉內的核心部件，開機、關機，必須由外方“監工”負責操作，他們還在大機房中隔出一間控制室，并規定這間控制室“中方人員不得入內”。

這件事深深地刺痛了金怡濂，一種強烈的被羞辱的感覺令他刻骨銘心，一輩子都難以釋懷！再一次說明核心技術是花錢買不來的，只有奮發圖強，自力更生，打破西方發達國家在這一領域的封鎖，研制出先進的巨型機，中國才能不受制于人。因此，提高我國自主創新能力勢在必行！

這以后，計算機研制工作便走上了快車道。

20世紀80年代初，金怡濂參與主持研制的九O五工程億次機，實現了標量運算速度每秒1億次的目標，取得我國計算機研制的新突破，他們站在了世界巨型機發展高速路的入口處。

1991年底，我國第一臺10億次巨型計算機宣布成功，金怡濂提出的“大規模并行”總體思路和方案構想，為這臺機器早日成功奠定了堅實的基礎。以這臺10億次大規模并行計算機研制成功為標志，中國在這一技術領域，進入了與國際同步發展的嶄新時代。

1992年，63歲的金怡濂，受命出任新成立的國家并行計算機工程技術研究中心主任。此時，隨著微處理機芯片的迅速發展，各國巨型計算機研制屢放新招，紀錄不斷刷新。

在世界強手如林、技術創新日新月異的時代，中國需要一名“主帥”勇立潮頭，率領團隊向世界先進水平沖擊，研制百億次的巨型機——“神威”。

這副重擔自然非金怡濂莫屬。

在“神威”研制方案論證會上，主持會議的領導同志提出，是否可以跨越每秒百億次的高度，直接研制每秒千億次巨型機。這個指標太超乎想象了，誰都知道，跨出這一步，技術上太難，風險太大，會場一時陷入久久的沉默。之后，便是激烈的爭論，大家意見不一，多數專家認為，百億次是穩妥可行的選擇，咬咬牙，頂多做500億次的，這已經是“需要盡力踮起腳尖才可能夠得著的目標”，1000億次，說說可以，真要做，那可真是“巧婦難為無米之炊”……

輪到金怡濂發言了，很多人以為他會以穩為主，但沒有料到，他堅決支持領導提出的這個方案，并且語出驚人：“無論從現實還是長遠出發，都應當下這個決心，實現這個跨越。否則，我們就會被世界越甩越遠……”

在這個會上，他是絕對的少數派。當然，他也不是一拍腦袋就表態的，他無數次地思考過，認為越過百億次，直接上到千億次，勢必面臨許多難以想象的困難和風險，要付出超乎尋常的代價，但是一旦跨越，中國的巨型機就會在世界占有重要的一席之地！這個險，值得冒！

后來又經過幾個回合的研究討論，各方最終達成共識，從而確定了研制千億次計算機系統的總體目標。年過花甲的金怡濂被任命為“神威”機的總設計師。

如此一來，金怡濂等于是立了個軍令狀。他的壓力是空前的。

化學氣味刺鼻的車間里，充斥著震耳欲聾的噪音，金怡濂一手拿放大鏡，一手握著手電筒，專心致志地檢查成千上萬個焊點，不放過任何一個細節。“他不像一個大院士，更像一個老工人”，這是大家對金怡濂的評價。

“神威”機的研制過程，是金怡濂追求完美和卓越的過程。他嘔心瀝血，大膽創新，提出了比從前任何一個項目都更為嚴苛的質量要求。他說：“我們的目標是，哪怕一個焊點、一枚螺絲釘，也要體現世界先進水平。”

他甚至不惜在研制過程中3次調整方案，不斷提高“神威”關鍵技術指標，第3次調整時，已到了預定出機的最后階段。這讓他的助手們愈加佩服他的膽識和氣魄。

那幾年，他為此操了多少心，受了多少累，團隊的人都看在眼里。他老伴陳敬說，他每次回到家，都要到沙發上躺半個多小時，才有力氣跟她說話。

艱難困苦，玉汝于成。1996年9月，經過24個課題組、近百名科研人員夜以繼日，歷經數年的艱辛努力，“神威”終于研制成功！它以每秒3000多億次的速度，躋身世界高性能計算機前列。這是一次歷史性的跨越，大國重器彰顯國之神威！

跟隨金怡濂工作20多年的高工老趙清楚地記得，在“神威”穩定性測試的那天，金怡濂坐在機房不說不笑，一聲不吭，直到預定測試時間已過，機器一切指標正常，他才突然跳了起來，像個孩子一樣高聲歡呼。老趙說，這么多年了，從沒見過“金頭”如此喜笑顏開。

“神威”鑒定委員會主任胡啟恒院士在宣讀完鑒定書后，激動地說：“同志們，大家都知道毛主席有句著名的詞句‘一萬年太久，只爭朝夕，但是你們計算過1萬年有多少秒嗎？是3100億秒！也就是說，1萬年有多少秒，我們的‘神威在1秒之內就能做多少次浮點運算，這是多么了不起的一件事啊！幾代中國人的夢想，通過你們的努力，到今天終于實現了！”

通往成功道路上的所有的坎坷，都是最美麗的風景。

經過兩年多的改進和試運行，“神威”的整體性能有了進一步的提高，主要技術指標提高到每秒3840億次。它很快在各個領域發揮了重要作用。

這一天，在“神威”壯觀的機房里，金怡濂迎來了一位尊貴的“客人”——前來視察的時任國務院總理朱镕基。這兩位老同學自打清華畢業，揮手作別之后，將近半個世紀，他們未曾謀過面，但是許多年里，他們都默默地關注著對方的成長進步，彼此為老同學的成就，感到由衷的欣慰。

二人相見，緊緊地握手，互致問候。簡短的敘舊之后，朱總理自豪地對身邊的人說：“金院士是我們班貢獻最大的同學。”

金怡濂接著他的話說：“你是總理，怎么也比不上你對國家的貢獻大。”

朱總理笑道：“我這個做‘大官的，就是為你們這些做大事的人服務的。”

引起一片歡笑聲。

時光繼續流逝……

“神威”成功之后，國家緊接著批準新一代高性能計算機系統的立項上馬，命名為“神威Ⅱ”。

這時候，金怡濂已年近七旬，上級卻并沒有“換帥”的想法，雖然他幾番推辭，但上級領導最終仍然決定讓他執掌帥旗。神威團隊的年輕人高興壞了，因為是金院士牽著他們的手，把他們帶到一個個前所未有的新高度，“老爺子”是他們科研之路上真正的引路人。

據說搞計算機的人，60歲以后就基本失去創造力，但金怡濂是個例外，他所具備的敏銳性和洞察力，以及創新的勇氣，比他手下的年輕人還要超前。“神威Ⅱ”由他掛帥，人們的底氣更足了。

“神威Ⅱ”相比“神威”，無疑要起點更高，因為此時日本和美國都拿出了萬億次的計算機，可以說世界高性能計算機已經達到萬億次的上限，中國巨型機面臨著巨大挑戰，不進則退，稍不留神，就會被人甩下一大截。不管下一步沖擊的目標是多少，金怡濂合計，有一條是肯定的，那就是不能走“神威”的老路，必須創新，必須突破，這才是“神威Ⅱ”的出路所在。

經過艱難的思索，他提出一個總體創新構想——采用兩層平面網和若干高架筒狀網、構成立體化的超三維格柵網絡。這樣構成的網絡，傳輸功能比“神威”提高了100倍。為了降低CPU的內部結溫，他大膽提出并突破了“液冷”的技術難題。

依然是困難重重，面前橫著一個個幾乎不可逾越的障礙。不是沒有人向他提過：能否降低一點標準？比如，集成度低一點點，軟、硬件功能去掉一些，退一步海闊天空嘛。

誰都知道，設計標準上稍稍退半步，許多問題就會迎刃而解。

但是他不會接受。他說，既然讓我當總師，我就想造一臺沒有缺憾的“神威Ⅱ”，因此必須守住當初設定的技術底線，一步也不能退！

就這樣，幾年時間里，他和他的團隊不知突破了多少難關，每一次突破，都是一次創新。他們采用新的構想，超常的思維，不斷沖擊各種物理極限，終于在新世紀來臨之際，完美收官。

“神威Ⅱ”是繼“神威”之后，我國又一臺主要技術指標達到國際領先水平的超級計算機，運行速度達到驚人的每秒13.1萬億次，系統效率達75%以上，超過當時世界上排名第一的高性能計算機58.8%的效率指標，機器體積大為縮小，功耗也較低，是比較全面的國際領先水平。

也就是從那時起，世界超級計算機領域的“金字塔尖”上，開始不斷有中國面孔出現，以前由美、日等發達國家輪流坐莊的局面被徹底打破。以兩代“神威”為標志，我國巨型計算機事業開啟了以世界速度奔跑的新紀元。

時光仍然在流逝……

獲得國家最高科學技術獎之后的金怡濂，沒有停下前行的腳步。他退居二線后，又擔任了最新一代巨型機“神威·藍光”的技術顧問。

現在國家每年都花費巨資購買外國芯片，還經常被人卡脖子。其實早在中央領導視察“神威Ⅱ”時，就明確指示，要在今后的“神威”機中采用國產CPU芯片。但對這件事，并不是一片叫好，有人認為從國外購進性能先進的CPU，省時省力省錢，沒有必要自己大費周章地研制它。

金怡濂態度一如既往：花錢可以買來先進的芯片，但買不到最核心的技術，他十分堅定地支持自主研制CPU。他說，如果一味走捷徑從國外買，那么中國的巨型計算機將始終沒有“中國芯”，終有一天，會被人卡住脖子。

令他欣慰的是，團隊的年輕人奮力拼搏，僅用10年時間，國產芯片研制完成了重大跨越，大大縮小了與國外的差距。

2011年10月，“神威·藍光”揭開了神秘的面紗，各大媒體報道說，它是國內首臺全部采用國產CPU的千萬億次計算機系統，標志著我國成為繼美國、日本之后能夠采用自主CPU構建千萬億次計算機的國家，實現了核心技術“自主可控”的目標，是國家“自主創新”科技發展戰略的一項重要成果。

“神威”旗下的這支能打硬仗的隊伍，可以說是金怡濂一手拉扯大的。雖然后來因年齡原因他不再擔任總設計師，但他作為技術顧問，依然是項目技術上的指導者、支撐者，還是大伙精神上的支持者，同時起著督促的作用。有他在，大伙就感覺有主心骨。

多年來，金怡濂十分重視對年輕人的培養，他經常說，計算機是年輕的事業，也是年輕人的事業。他率隊研制巨型機的過程，就是他嘔心瀝血造就人才的過程。早在20多年前剛研制“神威”時，他就確定了一支以年輕為特色的“金字塔”結構隊伍，處于中間環節的50名課題主管和副主管設計師，平均年齡只有28歲，在一線做開發工作的，全都是20出頭的年輕人。搞“神威Ⅱ”時，有一個副總師，年齡只有31歲。當時有人認為這支隊伍太年輕，后來才感到，金總師是富有遠見的，江山代有才人出，從那時起，金怡濂逐步培養了一批批能擔重任的年輕人，促成后來人才不斷涌現的大好局面。

2016年6月20日，在德國法蘭克福世界超算大會上，“全球超級計算機500強”（TOP500）組織發布了第47屆世界超級計算機排名，中國的“神威·太湖之光”登頂榜首，其峰值性能每秒12.54億億次，成為世界上首臺運算速度超過十億億次的超級計算機。整機四萬多個“中國芯”同時工作，讓“神威·太湖之光”登上世界計算巔峰，震驚天下，確立了中國在超算領域的國際地位。

這是屬于全體中國人的榮譽。消息傳來，金怡濂感慨萬千，當年在這個領域我們一無所有，一片空白，經過60年的追趕，中國人終于完成了真正意義上的超越！他想起當年父親說過的話，中國人是非常聰明智慧的，只要下決心做事，是一定能做成的……他的眼睛濕潤了。

2017年11月，新一期的全球超級計算機500強發布，“神威·太湖之光”連續第四次獲得冠軍。它所取得的歷史性突破，習近平總書記等黨和國家領導人給予了充分肯定，贊揚其在我國高性能計算機歷史上具有重要里程碑意義，贊揚大家探索了一條自主創新發展高性能計算機的道路。

金怡濂院士60多年來為我國計算機事業做出的卓越貢獻，也得到了習近平的贊揚和肯定。

浩瀚太空，群星閃耀。遙遠的天際，有一顆小行星，它的名字叫金怡濂——那是2010年5月，經國際天文學家聯合小天體命名委員會批準、以金怡濂的名字命名的，以表彰他在科學技術領域的重大貢獻。

2013年1月26日，中國計算機學會（CCF）將2012“CCF終身成就獎”授予金怡濂，以表彰他為我國計算機事業的創建、開拓和發展做出的卓越貢獻。

而在金怡濂看來，這個“終身成就獎”只是一個階段性的總結，內涵是“以資鼓勵，繼續努力”。

雖然他已經90歲，但他的身板依然硬朗，他深邃的目光依然一如既往地關注下一代巨型機的研制，關注年輕一代的成長。他提醒后來者，創新之路，永無止境，科研工作者只有把自己的命運和祖國的命運緊緊聯系起來，才能有永不枯竭的創造力……