孟祥飛，領跑超算

李議

他是“建筑師”，建設出虛擬數字世界的高樓大廈；他是“創意師”，讓數據價值推陳出新；他又是“繡花匠”，讓軟件代碼花樣翻新；他立足于“天河”系列超級計算機應用技術的研發與開拓，使“天河一號”超級計算機成為名副其實的國之重器。他就是孟祥飛，國家超級計算天津中心黨支部書記、應用研發部部長，我國“十三五”首批“國家重點研發計劃”高性能計算領域最年輕的項目負責人。

“建筑師”蓋“高樓大廈”

1979年，孟祥飛出生在山東臨沂革命老區一個小村莊，父親是一名退伍軍人，從小到大，父親一直教育孟祥飛要愛國愛黨，做堂堂正正的男子漢。

2006年，孟祥飛考入南開大學理論物理專業攻讀博士。他所學的理論物理專業需要超級計算機開展研究工作。2010年以前，我國的科研條件比較薄弱，他的研究在國內很難找到大規模支撐平臺，因此，孟祥飛只能選擇通過聯合培養的途徑到美國繼續研究物理。

留學期間，孟祥飛的科研工作取得突出成績，導師告訴他，繼續在美國工作，不僅可以完成兩三篇博士論文，還能得到更加優越的科研條件。可是，孟祥飛毅然決然地選擇了回國。

2008年，孟祥飛學成回國后，得知國家超級計算天津中心正在籌建的消息，便不假思索地放棄其他工作機會加入新團隊。他信念執著：“一定要研發中國自己的‘超算’。”

孟祥飛和團隊成員一起改造機房，安裝電纜和機柜。一百多臺機柜，他們人拉肩扛，用雙手組裝完成。為了在離地60厘米的機柜下接通信線路，他們躺在地上，擰螺絲、焊板子，一干就是幾個小時。

白墻、水泥地、裸露的電纜網線，環境雖然簡陋，但設備卻是無價之寶。夜間沒有人值班，孟祥飛帶頭值晚班，并且負責系統運維任務。近40攝氏度的高溫下，毛坯房里沒有空調，只有蚊子在耳邊嗡嗡地飛。孟祥飛盯著閃爍的顯示屏，實在困極了，就在裝服務器的大紙箱上和衣躺下，用濕毛巾包著臉，既降溫又防止蚊子偷襲，醒了再去接數不清的光纖……

孟祥飛團隊沒日沒夜奮戰了七個月，“天河一號”超級計算機系統實現了穩定運行。孟祥飛很感慨：終于建造起了自己的“超算”。這在國外，一般需要一年到一年半的時間。

“創意師”算天算地也算人

2010年11月2日，一個振奮人心的消息傳來：國際超級計算機大會認定中國“天河一號”以每秒2570萬億次的實測運算速度，成為世界上運算速度最快的超級計算機，打敗了美國超級計算機“美洲豹”。聽到消息，孟祥飛的眼淚奪眶而出。然而，美媒刊文稱：“中國就是造了一臺大型游戲機，中看不中用。”孟祥飛急了，他找到超算中心領導立下了軍令狀：“干不好應用，我就卷鋪蓋走人。”

如何從算力實現生產力？孟祥飛全身心地投入科研工作中。上下班路上、出差途中，都是他搞科研的自習時間。他開發軟件、編寫方案，即使在地鐵上，也常處于工作狀態，寫方案、開發代碼，經常坐過站，一直坐到終點站被乘務員請下車。

“天河一號”計算機系統是7×24小時運行，孟祥飛也跟著每天“刷夜”，只要機器在運行，系統測試、技術開發就沒有停止過。憑借著頑強的毅力，孟祥飛學成了“上知天文，下知地理，中間懂空氣”的“創意師”。他帶領團隊給“天河”超級計算機裝上了最強“超腦”，鑄造成能夠算天、算地、算人的國之重器。他解釋說：“算天是讓大飛機、航天器在模擬的虛擬空間飛行，預測氣象、霧霾等未來變化；算地是給地球做CT，算地質的演化；算人是探索人類大腦的秘密，破解人類基因密碼。”

孟祥飛從航空航天大飛機的設計，到神舟飛船的回收控制，再到地下的石油勘探、新藥的研發，指揮“天河一號”每天滿負荷運行，完成近萬項計算任務，支撐國家和地方重大研發創新項目2500項，服務企業超過3000家，真正做到了中看又中用。

“繡花匠”花樣翻新

孟祥飛用學識做針，以毅力為線，在“天河一號”上繡出了色彩斑斕的作品。2011年，超級計算中心開始研發石油勘探領域地震勘探數據三維高分辨成像技術，當時，成熟的地震勘探處理軟件都由美歐等石油物探公司壟斷。團隊做出五六版方案，孟祥飛都不滿意。很多人主張使用開源技術做個軟件。但是，孟祥飛堅持要做基礎知識庫，從底端到頂端組建插件化、便捷化、通用化的技術。

孟祥飛說：“從長遠看，只有堅持原始創新，腳踏實地從基礎做起，才能不受制于人，在國際市場同臺競爭中占據有利地位。”

功夫不負有心人，孟祥飛堅持把基礎技術打通，使得整個超算支撐的行業應用平臺的技術體系被打通。這個項目實現了兩大關鍵技術突破：云化技術和嵌套式業務流設計理念，不僅使石油地震勘探數據處理平臺達到國際領先水平，還支撐了天河人工智能創新一體化平臺的建設。

2014年，“天河一號”榮獲國家科學技術進步獎特等獎。2016年，孟祥飛成為“十三五”國家重點研發計劃高性能計算領域最年輕的項目首席。

孟祥飛帶領天津超算承擔國際聚變能源開發計劃項目，成為中國可控核聚變研究的重要支撐平臺；他還構建我國第一個高分辨率霧霾預報準業務化平臺，“材料基因工程”高通量計算平臺……在孟祥飛和團隊的努力下，“天河一號”支持了眾多世界一流研究成果以及產業技術突破。

2020年，新冠肺炎疫情剛剛暴發，中國抗癌協會腫瘤人工智能專業委員會主任委員徐波教授找到孟祥飛，希望和他一起利用超算技術研發新冠肺炎人工智能影像診斷系統。

孟祥飛和團隊快速做出預案，從大年初二開始籌備，不分晝夜埋頭苦干，兩周后，團隊就搭建出一個總準確率達83%的鑒別新冠肺炎的模型。這是世界首個新冠智能影像輔助診斷系統，上線后，為國內外200多家醫療和科研機構提供了服務。醫療科研機構據此研發信息平臺，通過分析抗疫一線上傳的數據，分析出中藥對新冠肺炎病毒有效的原因，并找到有效成分。新系統上線短短一個月，全球訪問量超過百萬次，包括美國、伊朗、印度、巴西等國家，都借助云端來訪問平臺。

如今，“天河一號”大到可以模擬宇宙的形成演化，小到可以展示一個個原子組合成新材料的過程，超級“數值風洞”成為可以仿真大飛機飛行、神舟飛船發射返回的平臺。孟祥飛又瞄準新一代的E級超級計算機重大應用，他說：“人類大腦有近千億神經元，上一代超算只能進行人腦百分之一大小規模的腦回路仿真。而新一代的E級超算在理論上可模擬全腦神經回路，幫助我們理解大腦思考等高級功能。”

圖片由本文作者提供

編輯 鐘健 12497681@qq.com