夏培肅:恬淡人生

  

  作者:祁威

  出處:中國科學報,2015年4月17日第三版

  年少有為,立志工業救國。夏培肅1923年生于重慶市一個教育世家,祖父夏風薰從事教育工作40年,推動了江津縣的文風,父親夏鴻儒曾在江津縣辦學和辦實業,母親黃孝永曾任江津女子小學校長,他們用一套獨特的方法教育夏培肅和她的姐妹。

  夏培肅從兩三歲開始接觸古典詩詞,四歲起上了四年半小學,此后一直到考上私立南渝中學的高中前,她的大部分知識都是在家里面學習的。母親為她精心安排課程,挑選老師,遴選課外讀物,使得她從小就博覽群書,了解了歷代仁人志士的精神風貌,認識到中華文化的博大精深,無形中培養了她的愛國主義情懷。

  夏培肅從小就展露了她的數學天賦。她的家庭數學教師認為數學教育有重復之處,就把當時初、高中的數學知識融合在一起,夏培肅僅用了一年半的時間,就把代數、平面幾何、立體幾何和三角都學完了,還做了《歐氏幾何》《范氏大代數》中的不少題目,其中一些難題連她的老師都做不出來,這大大提升了夏培肅的思維邏輯性,并且激發了她對數學的濃厚興趣。

  抗日戰爭期間,日本人在中國的暴行肆無忌憚,正在求學的夏培肅目睹民不聊生的動蕩局勢,心中無比憤慨。由于她在南開中學和國立九中的理科成績優異,便下定決心報考工科院校,長大后投身工業,實現工業救國。

  1940年,夏培肅高中畢業,考入當時赫赫有名的重慶國立中央大學電機系。電機系的課程繁重,教科書都是英文的,教師用中文夾英文講課,學生必須用英文寫實驗報告。夏培肅在這里發現了自己的特長和興趣所在,她最喜歡的課程是交流電路,特別是對電路瞬變過程的分析,她的畢業論文就是關于電機工作過程的分析和測試。

  1945年,夏培肅從中央大學畢業,經推薦,免試進入交通大學重慶分校電信研究所攻讀研究生。這期間,夏培肅系統地學習了電機方面的全部課程,并一直保持著數學成績的優異。同年春天,在夏培肅22歲的時候,她遇到了生命中的另一半——中央大學校友楊立銘。研究生畢業后,夏培肅赴英國愛丁堡大學電機系攻讀博士學位,與先前在英國讀書的楊立銘于1950年結為伉儷。楊立銘后來成為我國著名理論物理學家,他和夏培肅興趣相近,知識相通,學業、科研和生活的完美結合成就了他們相知相愛的一生。

  幸遇華羅庚,成就命運轉折點。夏培肅在愛丁堡大學主要研究電路理論、自動控制和非線性常微分方程及其應用,1950年獲哲學博士學位,1951年成為博士后。在英國的學習為后來她從事計算機電路研究和設計工作奠定了堅實的基礎。

  在英期間,身處異國他鄉的夏培肅既感受到了英國良好的學術風氣,也感受到了中國人受到的歧視:多少年的閉關鎖國讓英國普通民眾以為中國還是男人抽鴉片、女人裹小腳,窮得沒錢點燈……

  當時,夏培肅夫婦在科學研究上已取得了多項重要成果,但他們開始考慮回國的事情了。1951年10月,夏培肅夫婦應清華大學校務委員會副主任周培源的邀請回國。滿懷建設新中國的熱情,他們登上了回國的遠洋客輪。夏培肅被安排在清華大學電機系電訊網絡研究室任助理研究員、副研究員。

  1952年,中國科學院數學研究所所長華羅庚提出要在中國研制電子計算機,他在清華大學電機系物色了三位電信和電子學方面的科技人員,夏培肅被選中。夏培肅曾說:“一個人在一生中,常常會有一些改變命運的重要轉折點;對于我來說,這個重要的轉折點出現在1952年秋天的一個晚上,當我第一次謁見華羅庚教授時?!闭沁@個轉折點,使她成為我國計算技術的主要開拓者。

  填空白,培養我國首批計算機人才。夏培肅開始研究電子計算機時,計算機方面的資料奇缺,她克服重重困難,一方面從圖書館的英文期刊中查找關于計算機的文章,另外還托國外的同學幫助尋找相關的資料。

  在逐漸弄明白電子計算機的原理后,為了讓更多人知道計算機,夏培肅于1955年開始著手編寫講義。當時計算機的一些基本術語和名詞都是英文的,她在編寫計算機原理講義時,反復推敲,將英文專業術語意譯為中文。這些講義在全國一直沿用至今。

  從1956年3月開始,夏培肅舉辦了一個計算機原理講習班,聽講的有數十人。除了近代物理研究所的計算機小組和數學研究所的計算數學小組人員外,還有北京大學、清華大學的一些教師和其他單位的有關人員。講習班講授電子計算機的基本原理,包括二進制、布爾代數、邏輯電路、四則運算的算法、計算機各個部件的工作原理等,這被認為是中國計算機界的第一個計算機原理講習班。夏培肅的講課條理清楚、深入淺出,深受大家的歡迎。

  同年4月,夏培肅參加了《1956到1967年科學發展遠景計劃》的制訂。6月,她調入新成立的中國科學院計算技術研究所籌備處,此后一直在這里工作。

  處在創建階段的計算所的首要任務之一是培養我國計算技術的專業人才,因此除了派考察團、實習隊和留學生去蘇聯考察、實習和學習外,計算所組織在國內舉辦了面向全國的計算數學訓練班和計算機訓練班,以培養更多的人才。夏培肅被安排專職負責計算機訓練班的教學工作。

  從1956年到1962年,計算所和清華大學、中國科學技術大學等高等學校合作舉辦了4屆計算機訓練班,夏培肅主講《電子數字計算機原理》課程。她花費了很多時間和精力重新編寫了《電子計算機原理》講義,這是我國在計算機原理方面的第一套系統完整、理論聯系實際、通俗易懂的原創性自編教材。四期訓練班為全國各行各業,包括高等學校、研究所、國防和工業等部門培養了700多名計算機方面的專業人才。

  從無到有,主持研制中國第一臺計算機。夏培肅在近代物理研究所工作期間,對串行計算機的運算器所執行的四則運算的算法進行了比較深入的研究,初步完成運算器和控制器的邏輯設計,并完成一些基本電路實驗。1958年,計算所提出要研制一臺小型計算機,交由夏培肅負責,該計算機被命名為107計算機。

  夏培肅負責107計算機的總體設計、邏輯設計、工程設計和可靠性設計。107機是一臺小型的串行通用電子管數字計算機,采用馮?諾伊曼體系結構,二進制,定點,字長32位,補碼。磁心存儲器容量為1024字節。機器可執行16種操作:即接收、發送、接收反碼、邏輯加、邏輯乘、移位、加法、溢出不停機的加法、減法、乘法、除法、無條件轉移、條件轉移、非零轉移、打印、停機。機器主頻為62.5千赫。這是我國第一臺自行設計的通用電子數字計算機。該計算機工作很穩定,1960年4月機器考試時,連續無故障工作時間為20小時30分鐘。平時機器可以像一臺電子儀器那樣隨時開機和關機,這是當時其他電子管計算機無法做到的。

  夏培肅根據研究生的能力和興趣,引導他們從事科研工作。她不但對研究生在業務方面嚴格要求,更重要的是以身作則,要求研究生有良好的科學道德。她的研究生經常在國際會議和期刊上發表論文,但她從來不允許學生在文章上隨便署她的名字,即便她幫助修改了很多次。如果沒有做實質性的工作,她也決不把名字加在上面,這種實事求是的精神對學生的影響很大。

  在夏培肅的精心指導和熱情幫助下,她學生中的不少人都取得了令人矚目的成績:李國杰院士領導的曙光系列高性能計算機的研制為打破國外壟斷、促進我國高端計算機產業發展作出了重要貢獻;胡偉武領導的龍芯團隊曾經研制出中國第一枚高性能CPU芯片,“龍芯”芯片系列為提升我國信息產業的核心技術,保護國家的信息安全作出了重要貢獻。這些成績都是對夏培肅一直倡導自主創新、掌握中國自己核心技術命脈的最好回報。

  2000年前后,年事已高的夏培肅沒有再去牽頭申請新的科研項目,逐步淡出了計算機科學技術的第一線科研工作。不過,精力依然充沛的她對計算技術的發展還是一如既往地投入了關注。當時量子計算機比較熱門,但主要是物理學家在研究,計算機專業的科研人員難以深入理解。為了破解量子計算機的謎團,需要從計算機專業科研人員的角度重新觀察和審視量子計算機,夏培肅在愛人楊立銘的指導下,花了大約一年時間,閱讀了100多篇有關論文,學習了量子力學的基本概念,最終撰寫了一篇綜述性文章“量子計算”。該文發表后,在國內計算機界產生了很好的反響,并被廣泛引用。

  樸素的生活,樸素的心靈,夏培肅一生淡泊名利,為人低調,除了專注于科研,就是教書育人,傳播計算機科學,凡是和她接觸過的同行,都對她敬佩有加。1991年,夏培肅當選為中國科學院學部委員(院士),是由和她素昧平生的王大珩院士和師昌緒院士主動推薦,他們的依據是她的學術成就與貢獻。

  2014年8月27日,91歲的夏培肅不幸與世長辭,這位堅信“不義而富且貴,于我如浮云”的老人走完了她的人生之路。人生雖已落幕,但她在中國計算機科技發展史上留下的深深印跡卻燦爛奪目。

  作為老一輩科學家的杰出代表,夏培肅身上默默奉獻、自強不息的科學精神必將永恒。

誦讀人:計算所 高通量計算機研究中心黨支部 歐焱

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