金怡濂：為中國巨型計算機魂牽夢縈

文/余瑋

歷經幾番輾轉約訪，筆者終于見到“中國巨型計算機之父”金怡濂院士。金院士在我的心目中真真切切的是一位樸實、慈祥的長者，打心眼里沒有一位資深科學家的架子，有的只是親切、隨和、友善，有的是溫文爾雅與博學多才。當然，走近他，我們仿佛在探究一座高峰、一座豐碑。

在國慶典禮上顯“神威”

金怡濂回憶說：“我在清華念書時，學校工學院只有6個系，而與電有關的只有我們電機系——因此，說我是改行也可以，說不是改行也說得上。計算機，我以前的確是沒有接觸過，但畢竟與電有關，我們那個年代搞計算機的大多是從這專業發展出來的。”“那么，你們這些人看來可以稱得上是中國第一代計算機人。”沒想到，金怡濂果斷地否定了我，“我們也不敢這么說，因為我們前面還有很多老先生也是從這方面轉過來的。”

自留學蘇聯回國后，金怡濂即真正開始了他為之奮斗的計算機事業。發展中國的巨型機，使之在世界巨型機領域中占有一席之地，這是金怡濂一生魂牽夢縈的追求。半個多世紀以來，作為技術開發的主要負責人，金怡濂先后提出多種類型、各個時期居國內領先或國際先進水平的大型、巨型計算機系統的設計思想和技術方案，并組織科技人員攻關予以實現，取得了一系列創造性、突破性成果，為中國高性能計算機趕超世界先進水平作出了卓越貢獻。

金怡濂，中國高性能計算機領域著名專家，中國巨型計算機事業開拓者，“神威”超級計算機總設計師，有“中國巨型計算機之父”美譽。1951年畢業于清華大學電機系，1994年當選為中國工程院院士。2003年榮獲2002年度國家最高科學技術獎。金怡濂作為運控部分負責人之一，參加了中國第一臺通用大型電子計算機的研制，此后長期致力于電子計算機體系結構、高速信號傳輸技術、計算機組裝技術等方面的研究與實踐，先后主持研制成功多種當時居國內領先地位的大型計算機系統。在此期間，他提出具體設計方案，作出很多關鍵性決策，解決了許多復雜的理論問題和技術難題，對中國計算機事業尤其是并行計算機技術的發展貢獻卓著。

在西方強國對中國實行高性能計算機禁運的背景下，金怡濂領銜主持研制國家重點工程——“神威”巨型計算機系統，擔任總設計師。他提出以平面格柵網為基礎的“分布共享存儲器大規模并行結構”總體方案，同時提出網上多種集合操作以及無匹配高速信號傳送等技術構想和解決方案，均獲成功。這一成果實現了中國高性能計算機的歷史性跨越。

1999年秋，無論是國家領導人還是普通老百姓，誰不盼望新中國成立50周年大慶盛會這天的北京艷陽麗日、朗朗晴空？可是，“十一”前一天的下午，首都大雨傾盆，并一夜未停。億萬人都在關注天氣預報，甚至有許多人在心中祈禱：“老天爺呀，‘十一’露個笑臉吧！”

天公意愿誰先知？只有依靠“神威”。“神威”的計算判斷干系重大，金怡濂心里裝著一桿秤。當時，“神威”的判斷結論是：雨將在國慶日早晨5時停，3個小時過后將云開霧散，中國乃至世界都會看到準時在天安門廣場舉行的盛況空前的國慶大閱兵……

不愧“神威”之威，國慶這天，天公也像能懂人意似的與“神威”的判斷合拍，太陽穿過厚厚的云層露出了笑臉。現實與他們的預報完全吻合，巨大的壓力頃刻化作滿腔欣慰。此刻，作為“神威”的總設計師和國慶觀禮代表的金怡濂，一顆高度緊張的心總算放松了，置身在天安門廣場歡樂的海洋之中……

國家氣象中心利用“神威”計算機精確完成極為復雜的中尺度數值天氣預報，在新中國成立50周年、60周年和澳門回歸、北京奧運等重大活動的氣象保障中發揮了關鍵作用。然而，金怡濂傾畢生精力為國家研制巨型計算機，并不僅僅是為了氣象預報。他介紹，超級計算機通常是指當時性能最高、運算速度最快的一類計算機，是氣象氣候、石油物探、生命科學、航空航天、藥物篩選和基礎科學等領域不可缺少的高端計算工具，正如鄧小平同志所說：“中國要搞四個現代化，不能沒有巨型機。”

我們確實不能沒有巨型機。有一件事讓金怡濂刻骨銘心。我國有關部門花大錢從國外進口了一臺巨型計算機，同時還要花錢從對方雇來兩個“監工”，以確保我方不能接觸到機器的核心技術，機器也只能用于合同上規定的用途，甚至連開機、關機也得由“監工”來做。“外國專家有一個小房子，中國人是不準進的。這件事大大傷害了我們，刺痛了我們，我們也深感自己沒能為國分憂。所以，關鍵的部位，我們要下決心自己開發。國運昌則科技興，科技興則國力強。”這一切極大地挫傷了金怡濂的民族自尊心。如此受制于人，何談我國的科技發展？金怡濂常常用這件事告誡他的助手們：真正的高技術是花錢買不來的，中國一定要加速發展巨型機，否則，祖國建設會因此受到嚴重影響。

現在，“神威”巨型計算機先后完成了20多個單位100多個課題的高性能運算，取得一系列令人振奮的成果。上海利用“神威”巨型機開展藥物篩選工作取得可喜進展。藥物篩選就是要從浩如煙海的化合物中挑選出具有藥理活性的化合物，并組成新藥。這是一個非常繁雜的過程，在國外人工研制一種新藥通常要花費10年10億美元，而上海利用“神威”巨型機較短時間調整了治療瘧疾的有效藥青蒿素的藥方，使其更加有效。

2010年5月，國際永久編號“100434”小行星以金怡濂的名字命名，圖為金怡濂（左）與吳文俊（中）等出席小行星命名儀式

在耀華中學學到做人的原則

1935年，金怡濂進入天津耀華小學，1947年畢業于耀華中學。“小學、中學成績還可以，但不是頂拔尖。可以說，我的整個少年時代和部分青年時代是在耀華度過的。在耀華12年，不僅受到了啟蒙教育，打牢了基礎知識，而且學到了做人的原則。”如今，已步入晚年的金怡濂懷舊的情緒很濃，特別對母校的思念日益滋長。

給金怡濂印象最深的是博古通今且學貫東西的教育家、耀華學校校長趙君達。“趙校長是知名的教育家，對耀華建樹頗豐。他不僅建起了整齊的校舍，而且廣延良師，使耀華成為天津市一流的學校。那時，耀華每周有周會。在會上，大家先齊唱校歌‘勤樸忠誠服膺我校訓……’，然后趙校長身著校長服諄諄訓教。我當時雖然年幼，那情景至今銘記心中。”

1938年6月的一個清晨，日本特務的兩聲卑鄙暗殺槍聲，至今在金怡濂耳畔回響。時任耀華學校校長的趙君達不畏強權，帶頭抵御文化侵略，抵制日本改用奴化中國學生的課本，此舉令日本軍國主義者非常嫉恨，在多次威逼利誘無效后，日特竟冒天下之大不韙，在一個清晨趁趙君達剛剛走出家門準備去學校之際，將其暗殺于家門口。金怡濂的家離校長的家不遠，看到所發生的一切，他除了震驚就是悲憤。“趙校長為人師表，剛正不阿，是我們的好校長。他的犧牲讓我們心情極為沉痛。這件事教育了全體學生，中華民族就需要這樣不屈不撓的氣節。”

但是，隨著大環境的不斷惡化，學校平靜一段時間后，學生卻被強制學習日語。對此，學生們非常反感，大部分學生并不認真學習日語，甚至上課時故意擾亂課堂教學。日本兵拿著帶刺刀的長槍站在門口，每個進學校的師生都要向日本兵鞠躬，一些年長的工友不肯行禮，就遭到日本兵的拳打腳踢。“這些親眼所見的場面，我終生不能忘記，當亡國奴的滋味真不好受。”金怡濂多么渴望自己的國家能夠擺脫貧窮落后面貌不再被列強侵略，這個愿望伴隨著他走過大半生，激勵著他學習、工作的熱情。

當時，耀華學校良師薈萃。“耿老師是我小學一年級的啟蒙老師，他循循善誘，我永難忘懷。”中學老師更是陣容強大，他們精深的造詣與靈活的教育方法讓金怡濂受益匪淺，學識與日俱增。耀華學校一向文理并重，重視素質教育，金怡濂在這里學過《論語》《孟子》《詩經》等經典，學過《桃花源記》《滕王閣序》等膾炙人口的名篇，這為他奠定了良好的語言基礎。課后，因作業不多，學習環境寬松，金怡濂下課后經常打打球，閱讀一些課外書。他總是邊讀邊深入思考，融會貫通。“耀華良師的培育和那種自由探索的寬松環境，培養了我對科學特殊的興趣和對鉆研思考的獨特愛好，為個人以后的發展發揮了重要作用。”金怡濂認為當初學校給學生留有較充分的自由思索空間，對思維能力和創新能力的培養至關重要。

被老同學朱镕基稱是“干大事的人”

在人民大會堂接受獎勵同江澤民同志合影時，江澤民問金怡濂：“你跟朱镕基同學呀？！”金怡濂點頭回答：“朱镕基是我們班上的。”

“我同朱镕基是同班同學，不過他在電力組，我在電氣組，在一塊兒讀書的時候有交往，但不是特別多。他在學校當過學生會主席，很有能力，有才華，演講有感染力。那時，我們班上有100多人，我都認識。”據了解，朱镕基初進清華時，集中精力學習功課，博覽群書，功課上應付裕如，是班上的“業務尖子”之一，當過課代表，協助老師推動同學們學好功課，在同學中有威信，為人正直，待人誠摯。金怡濂在清華大學所在的班可謂人才濟濟，出了4個院士與1個共和國總理。老同學朱镕基曾稱金怡濂是位“干大事的人”。

1947年，金怡濂中學畢業。當時，除燕京、清華、南開三校聯合招生外，其他院校均獨立招生。“我報考了清華、北洋、燕京、工商4所高校，結果全都錄取了我，最終我首選了清華大學電機系。在得知被清華大學錄取那天晚上，我徹夜難眠，是耀華學校師長的培養才有我現在的成績……”耀華學校的培育之恩，金怡濂終生難忘。

跨進清華園，別有一番景象：水木清華，荷塘月色，潺潺溪水，如茵綠草，依依楊柳，花香鳥語。“在這里，朱自清、華羅庚、梁思成等名震中外的大師在校園內不時可見，他們謙虛謹慎，平易近人。看到他們，崇敬之情油然而生。”濃厚的學術空氣，自由的民主氛圍，寧靜的自然環境，為金怡濂創造了得天獨厚的學習條件。

“我對清華教育印象最深的是對基礎課的重視。那時，閔乃大、錢偉長、孟昭英等頗有造詣和聲望的教授教我們，學校重視基礎課的程度可見一斑。當時是選課制，學生上課也比較自由，有時我們除上本班課以外，還去聽其他的課。”金怡濂說，有些教授上課時只帶兩支粉筆，卻可以流暢地講上幾個小時，他聽得如癡如醉。“我只是專心聽講，不注重記筆記，聽他們的課很過癮，受益很大。閔乃大教授講的課理論很深，當他推導了一黑板數學公式后，一定反復問大家‘抓住了概念沒有’，這對我啟發很大。不論問題多么復雜，推導的公式多長，一定要抓住基本概念，只有理解問題的實質，才能對問題有一個本質的認識。”盡管所用的課本并不很深奧，但金怡濂學得比較“透”。

“在學校里必須要打好基礎，特別是信息技術，發展非常之快，技術千變萬化，這些技術全要從學校學到是不可能的。我在清華大學的時候就沒有學過計算機，也不知道計算機是個什么內容。怎么辦？主要靠學校給你的基礎知識，給你的工作能力，去自己學習、自己判斷，培養自己的思維能力和想象能力。”這番話，不知今天的學子有無內心觸動？！

“1949年10月，我們極其興奮地參加了開國大典，聆聽了毛主席那震撼世界的莊嚴宣告。我們學校的老師、學生基本上都去了，大家很高興，盡管是下午才舉行，但我們早晨就動身了。在典禮后，我們還參加了游行。”全校師生來到天安門廣場，在人山人海中靜候開國大典那莊嚴而激動人心的時刻。當聽到毛澤東主席高呼“中華人民共和國中央人民政府今天成立了！”的時候，金怡濂不禁激動得熱淚盈眶，熱血澎湃。那是對美好未來的憧憬，這讓他立下“把自己所有的才智無私奉獻給年輕的共和國”的宏愿。

在蘇聯求學，心念祖國重托

1946年，世界上第一臺全電子數字計算機在美國賓夕法尼亞大學問世。這標志著人類走出了邁向信息時代的第一步。新中國的領導人敏銳地預見到這一科技領域的廣闊前景，立即將電子計算機列入重點發展的學科。采訪中了解到，1952年，在華羅庚的倡議下中國科學院成立了一個計算機小組；1956年，周恩來總理在12年科學技術發展遠景規劃中提出“四項緊急措施”，其中一項就是急速發展計算機技術。

于是，國家開始公費派遣大學生出國留學，進修計算機技術。1956年年底，我國政府選派一支20人的實習隊赴蘇聯科學院精密機械與計算技術研究所學習，金怡濂幸運地成為實習隊中的一員。從此，開始了“緣定一生”的巨型機事業追求。與其說這是一種“緣分”，不如說這是一代優秀知識分子滿腔的赤誠。

“解放初期，中國到莫斯科留學的特別多，在街道上常常會碰到中國學生。一到蘇聯，我們便突擊學了半年俄語，那個時候年輕嘛，沒想到語言學習上進步還比較快。上課時，如碰到聽不懂的，我就拿上一本準備好的會話手冊看一看。”那時候，他除了聽說過“計算機”這個名詞外，其他一無所知，更無從預料計算機技術的發展將給全世界帶來如此巨大而深刻的影響。但祖國的重托，足以激發他全部的熱情，夜以繼日地學習。

“我們當時住在莫斯科的南邊——蘇聯科學院宿舍區，而研究所在北邊。每天早晨，我們很早就起床，先倒兩次公交車，再坐地鐵，而后又轉乘公交，路上一般要花上一個半小時。我們在那里主要是做一些有關加法器方面的實驗，回宿舍的時候就借些資料看一看，盡管已是很累，但我們常常學習到深夜，畢竟在國內當時還沒開這門課。”金怡濂和同學們每天輾轉奔波于位于莫斯科南北兩端的宿舍和研究所之間，廢寢忘食，心無旁騖，埋頭鉆研。

1957年毛澤東訪問蘇聯。得知毛澤東可能看望留學生，大家熱情比較高，早早地趕到禮堂。“毛主席說，世界是你們的，也是我們的，但歸根結底是你們的；你們年輕人朝氣蓬勃，好像早晨八九點鐘的太陽，希望寄托在你們身上。主席在蘇聯發表的那段講話現在已成為名言，當時對我們鼓舞很大。”金怡濂對這段話記憶猶新，當時在心中產生了巨大反響。金怡濂像被點燃的火炬，熊熊燃燒，把自己的全部熱情與干勁注入學習之中。

“那時候，我們在蘇聯的生活，除了實驗室就是寢室，兩點一線，沒興趣也沒時間去唱歌。”在莫斯科住了一年半的金怡濂，居然從沒聽過那首風靡全蘇聯甚至已經廣泛傳唱到中國的名曲《莫斯科郊外的晚上》。由此，足見他當時在進修上的專注和投入。是的，他的所學專業與愛好是個統一體，當時腦子里裝的都是計算機，琢磨起計算機來他就像上足發條的鐘表一樣，只圍繞這一個中心一刻不停地轉動，別無他顧。

1958年回國后，金怡濂參加了我國第一臺大型電子計算機——104機的研制。隨后，他還主持了多種類型的電子計算機的研制。半個多世紀來，金怡濂一直沒有離開過計算機研制。即使是“大三線”的緣故，他所在單位從北京遷到大西南的山溝里，而且一去就是整整20年，他也無怨無悔地鐘情于計算機。當時的困難，現在的“IT精英”們真是難以想象。參考資料極少，有時為了查詢資料，他得先坐大卡車爬半天山路，然后再坐兩三晝夜的硬座火車到北京、上海。回來時，他還要給同事們捎回大包的肥皂、牙膏、糖果，這是科研人員們感受大城市的另一種方式。

計算機設計出來后，制造難度也不小。當時國家電子工業基礎薄弱，許多元器件是由玩具廠生產的，機身配件由紙箱廠生產，數以萬計的組件要靠鉗子、螺絲刀、電烙鐵甚至是指甲刀，一個一個組裝起來。金怡濂白天開會學習文件，晚上繼續審看圖紙。當時大型計算機完全由我國自主設計生產，每一個器件圖紙都由自己設計繪制。一臺機器下來，金怡濂指導設計和審看的圖紙達數萬張，摞起來像座小山。正是在這種艱苦條件下，金怡濂和他的同事們出主意、想辦法，高標準、嚴要求，實現了我國計算機的一次次突破。

跨越百億次，研制千億次巨型機

1978年，科學的春天到來了，他參加了全國科學大會，并榮獲了全國科學大會獎。科學大會讓他看到了希望的曙光，同時一絲憂慮也爬上了他的眉梢：“文革”10年，發達國家的計算機發展突飛猛進，對原本就起步晚、起點低的我國計算機研制工作是雪上加霜。他清楚地知道：我們所面臨的計算機領域的挑戰實質是一場國際化的挑戰。

20世紀90年代，我國巨型機研制進入快車道。國務院決定研制“神威”高性能計算機。消息傳來，科研人員激動不已。但對研制一臺什么樣的機器意見不一：此時我國10億次巨型機已經問世，下一步肯定要向百億次沖擊了。以至于他們在排隊買菜時都在爭論：200億？500億？

這年深秋，國家并行計算機工程技術研究中心召開“神威”機研制方案論證會，金怡濂作為高級專家參加了這次會議。主持會議的領導同志提出：是否可以跨越百億次的高度，直接研制1000億次巨型機。這個指標太超乎想象了，以至大多數人在短時間里難以作出任何反應。的確，跨出這一步風險實在太大，會場一時鴉雀無聲。專家們意見不一，“重量級”的專家金怡濂語出驚人：我們完全有能力造一臺千億次巨型機！而且必須跨越，否則就被世界越甩越遠。

這場爭論的結果是，研制千億次機的意見被采納，一錘定音的金怡濂本人在已過花甲之年被任命為“神威”機研制的總設計師。這是一個帶有冒險性的決定，但也是“神威”機跨入世界先進行列的關鍵性決定，金怡濂勇敢地接受了執掌研制千億次巨型機帥旗之重任。

千斤重擔系于一身，歷史給了他再創事業輝煌的機遇。上任之初，金怡濂經常親臨一線機房。幾天后，他在機房的一個角落撿到一枚小小的螺絲釘，他開始說話了。他召開會議說：“我知道你們的管理是通過ISO9000國際質量管理體系認證的，但這并不能說明一切。我的要求，哪怕是一個焊點、一枚螺絲釘也要體現世界水平。”

“神威”啟動初期，因為沒有檢查焊點可靠性的設備，金怡濂就和有關人員一道，一手拿放大鏡，一手握電筒，用肉眼一個個檢查成千上萬個焊點。印制電路板被稱為巨型機研制中的“極限”工藝，為了達到自己提出的“零缺陷”要求，他就泡在噪聲震耳、化學氣味刺鼻的車間里，跟蹤觀察全過程，和工作人員一起用砂紙磨模具，用卡尺量尺寸，加班到深夜兩三點。大家都說他不像一個大院士，更像一個老工人。金怡濂帶領團隊歷時幾年，嘔心瀝血、刻苦攻關，終于取得豐厚的回報：“神威”出機時，鑒定委員會的專家評定：該機研制起點高，運算速度快，存儲容量大；系統設計思想先進，創新性很強，總體技術和性能指標達到國際先進水平。幾代中國人的夢想，終于實現了！

清華大學畢業時的金怡濂

人生最大樂趣是琢磨計算機

金怡濂說，當初“用土辦法研制尖端機器”的奮斗精神，至今仍然是巨型機研制戰線一筆豐厚的財富。他的名字，似乎沒有像諸多的“IT精英”那樣顯赫，但熟知我國大型計算機研制歷程的人都知道，金怡濂的經歷簡直就是一部中國巨型計算機事業的發展史。他的名字與許許多多的“中國第一”聯系在一起：中國第一臺大型計算機、中國第一臺并行計算機、中國第一臺巨型計算機……他的青春年華、他的心血才智、他的生活和生命的精華，也都盡融其中，如影隨形，難舍難分。

“計算機技術發展很快，計算機運行速度的提高主要有兩個渠道：一條路是把元器件的頻率速度提上去；再一條路就是采用一些并行的措施，采用多機系統。其實，并行在生活也很多。”金怡濂向我們打著比方說，火車站賣票時人很多，賣票來不及，我們便可多開幾個窗口。“‘并行’這個概念很廣泛。我們在搞多機并行，道理很簡單，一臺做不了，兩臺；兩臺做不了，十臺或上百臺，甚至上萬臺。就像人做工作一樣，一個人做不了的，分兩人做，十人做，甚至二十人做。道理很簡單，但是要做好這件事有很多難點，跟人做工作一樣，比方一百個人做工作就不能是一百個人獨立地做，這一百個人要相互溝通。因此，我們要將許多計算機用一個高速的網絡聯系起來，讓它們能相互‘溝通’，信息能夠傳遞。”作為巨型機這么一個龐大的系統，要協調好真的很不容易，金怡濂于其中付出了多少辛酸與汗水，只有他自己知曉。

“晚霞未必遜晨曦”。金怡濂一直致力于民族計算機事業，始終保持著旺盛的生命力、創造力，至今仍奮戰在研制的第一線，續寫人生的新篇章。在大家眼里，他就是一個“年輕人”。人們翹首期待新一代超級計算機的誕生。

金怡濂出生在一個技術世家。“我父親是天津電話局的工程師，畢業于南洋公學（上海交大前身），后到美國學習，回國后分配到天津工作。父母親都是搞技術的，因此他們希望自己的子女也學工程、學技術。”兄弟姐妹四個，金怡濂排行第三，只有大哥是學新聞的，畢業于燕京大學，已去世；姐姐是學電力的，在東北電力局退休；弟弟是學醫的，在天津醫學院工作。

談起他的業余愛好，他說過去打打籃球，現在就沒精力再玩球了，至于看書，一般很少看小說，看的多是專業書。“我沒有什么業余愛好，最大樂趣就是琢磨計算機。解決一個問題后的快樂，是無法用語言形容的。自己的三個孩子是如何長大的，記不太清楚，倒是那些巨型計算機的每一點進步，都在心里留下了深刻的印象。”回答似乎不太合情理，但絕對真實。

當問起他的人生座右銘時，金怡濂直言不諱：“我可沒什么座右銘。誰交給我一個什么事，我總是盡力辦好，辦得最好。一般我辦事比較認真，比較努力，盡量辦得最好。”很實在，很樸素，卻感人肺腑。

告別時，金怡濂夫婦倆一直送我們下樓梯。但我們怎么也走不出這位科學家謙和、誠懇的心靈世界。