卢昱/摄影徐祖哲坐在中国科学院高能物理研究所博物馆前的松树下,接受本报记者采访。
□ 本报记者 卢昱 逄春阶
从1956年周恩来总理一槌定音“我们要搞计算机!”开始,中国计算机的发明和革新,在不同历史时期,都有其特色。徐祖哲,这位半生与计算机融为一体的行家,退休后开始了一场艰苦的追寻——辨认中国早期“数字英雄”的面容。十余年来,他访问了百余位计算机史的亲历者,收集抢救了大量珍贵的历史资料。5月16日,本报记者专访徐祖哲,听他讲述寻觅背后的故事和感悟。
60多年前,计算机从海外走到中国。当时中国虽是农业国家,却敢于抓住时机,向计算机技术作了一次成功的跳跃。最开始,几乎无人通晓计算机为何物,而今日,不同形式的电脑与智能终端,在人们的工作、生活中已不可缺。
在北京信息产业协会秘书长徐祖哲看来,计算机是一项需要当面传承的科学项目和应用。特别是在早期,最先介入计算机科学传承的都是幸运儿,他们绝大多数人的余生都为计算机事业而奉献。
“溯源中国计算机,除了追寻更新换代的机器,更多的是追溯计算机创造者的足迹。”5月16日,难得的晴朗天气,在中国科学院高能物理研究所博物馆前的松树下,徐祖哲与本报记者坐在水泥花池边上,将中国早期计算机发展的历程娓娓道来。
拼接将被遗忘的传奇
记者纳罕,徐老师为何约在高能物理研究所访谈?见面之后,他开门见山,说趁高等物理研究所开放日,去他们的博物馆寻找一张老照片的原件。
徐祖哲初次见这张照片,是在2013年纪念中国核物理研究开拓者赵忠尧先生的网络影集中。照片附着的说明是:1953年秋,近代物理研究所与电子所筹备处、数学所“电子计算机部分”组合并成立的物理所职工合影。“当时,我就分析,这张照片可能是中国最早的计算机科学家的合影。”站在清晰的放大照片前,徐祖哲重复着当年的疑问。
经过仔细辨认,徐祖哲发现这百人合影中,与钱三强、赵忠尧、邓稼先等核物理学家并肩而坐的还有夏培肃、吴几康、范新弼等计算机科学家。“中国的计算机是为‘两弹一星’服务的。这张照片记录了计算机科学家与中国‘两弹一星’共同起步的时光,以及两个领域科学家的珍贵友情。”徐祖哲感叹道。
泛黄的照片,还原出当时的情景,迎着朝阳的科学家们,衣着朴素,精神饱满。“这张照片拍摄之后,很多人就隐身了。他们连照片也没有拿到。”徐祖哲介绍到,这种颇具猜谜似的探寻,他已经历过数次。
近十年来,他先后访问了500多位计算机界的科学家与创业前辈,搜集到5000余件老照片和历史文件,反复增添、删减,终于形成了近36万字和230张精选历史照片的书稿,近日即将付梓。
在通信和计算机界,徐祖哲一直是个活跃人物。他第一次看见电子计算机是在上初中时,那是1954年10月,在北京展览馆举办的“苏联经济及文化建设成就展览会”上。“那台计算机是一个黑漆铁柜,许许多多的开关、搬键和闪亮的指示灯。”他对计算机的印象一直挥之不去。
上大学后,有了计算机课,作实验用的是模拟计算机,数字计算机只有加法部件。直到1966年,徐祖哲才在哈尔滨军事工程学院的计算机研究室24楼机房里,看见了真正的441-B晶体管计算机。
眼见不如实干。1966年,徐祖哲参加了邮电部首台长途自动电话计费专用晶体管计算机的研制,实现了“6秒计费”的目标。上世纪70年代,他参加了载波、微波二项国家通信项目的京津中间试验工程,历时4年；参加我国首次移动通信科研项目的研制。
紧跟技术发展步伐,徐祖哲不落伍。上世纪80年代,他负责维护的国产计算机是北京地区运用最优秀的机组之一。退休前后的十几年间,他从事的研究开发项目更是涉及电信、无线、自动化、汉字应用诸多领域。
星移斗转,早年的计算机好似天神脚踩的“风火轮”,下凡人间,在中国造就一场英雄传奇之后,瞬间又无影无踪。虽然见识过不同类型的计算机,徐祖哲并未想过要汇集计算机的史料。
“我看到一些专业文章、精装图书毫无顾忌地略去了中国计算机的创业年代,有的用薄薄一张纸概括。那些冰冷的数字、简要的事迹介绍,遮掩了幕后的英雄。看到在岗的许多计算机专业的老师与学生,都不知悉这一段历史。看到没人搞计算机历史,当时的参与者也渐渐不在了,机器也毁光了。我很心酸。”这位半生与计算机融为一体的行家,转而把目光聚于历史深处,拼接那些将被遗忘的传奇。
“由于年月久远,我想将数字大道最初那批探路者的亲历与见闻记述下来。用专业术语来说,就是决策思维和创新环境,当然也有他们的精神、生活与情感。”徐祖哲如是阐释自己的科学史方法论。
艰难的第一步
厘清历史的脉络,需要时间和空间上的架构。徐祖哲认为,中国计算机的发展,早期分两步走,第一步从计算机科学开始。“中国早期计算机事业的领路人是华罗庚和钱三强关注下的一个群体。”徐祖哲转述中科院计算所高庆狮院士的话说。
早在美国时,华罗庚就与计算机泰斗冯·诺依曼相熟。回国后,他在1951年组建并担任中国科学院数学研究所所长时,就进行了研究计算机的准备工作。第二年夏天,他开始到清华大学物色团队骨干。
1953年1月3日,中国第一个计算机研究组在中科院数学所开始工作。组长是国际电子网络权威闵乃大先生。徐祖哲介绍,闵乃大的经历与季羡林颇为相似:上世纪30年代到德国留学,获得博士学位,在学术上卓有贡献。二战结束之后,辗转回国,在清华大学任教。
“闵先生一直在清华教书。到1951年,华罗庚邀请他来出任中国第一个计算机组的组长。当时计算机组只有三个人,另外两位是夏培肃和王传英,王传英后来专门弄原子能,离开了计算机领域。”徐祖哲介绍道,这三个人开启了中国计算机的第一个开机键,不应该忘记走出第一步的人。
1954年元旦后,吴几康、王庭梁等人加入到计算机研究组中。研究组调到钱三强任所长的近代物理研究所。近代所的工作主要是围绕“两弹”开展,当时极度保密。
徐祖哲与记者在高能物理研究所博物馆寻找到的老照片,即是在近代物理研究所大楼前拍摄的。“现在这楼还在,我前几天去,还特意拍下了这座大楼西侧外墙预留的竖形长洞和牵引架。其实是吊装‘70万伏高气压型质子静电加速器’的通道。这套设备,是赵忠尧先生1950年11月15日,千辛万苦从美国带回的。这个通道是知识分子爱国精神的一个虚拟的纪念碑。”徐祖哲感叹道。
1956年8月25日,我国第一个计算技术研究机构——中国科学院计算技术研究所筹备委员会成立,华罗庚任主任。“华先生当时扎扎实实工作,人员方面他动员了数学家许孔时、冯康、魏道政先生等转到计算所来。王选原来是学数学的,他也是在1956年选专业时选的计算机。计算所的老楼都是华先生亲自提出意见、监督、保质保量修出来的,可惜都被拆掉了。”徐祖哲说道。
彼时,计算机事业还在别人的搀扶下蹒跚而行。后来,中苏关系骤然降至冰点,苏联撤走全部专家,西方国家严密封锁。即便如此,还有像山东籍的科学家王浩,从美国向国内邮寄当时公开出版的计算机杂志。
“从更广的视野来看,当时很多科学家已经认识到计算机和以前任何发明不同,以前的发明是为了减轻或者替代体力劳动,而计算机可以减轻或者减少脑力劳动。吴几康、闵乃大等人还写成文章见报,向社会宣传计算机新时代。”徐祖哲介绍道。
“中国方阵”渐次形成
如果科学研究算是蹒跚学步,那过渡到产业化,可谓大跨越。在徐祖哲看来,中国的“计算技术”从纯科学变为“科学与产业”结合的重大项目,是计算机发展的第二步。
1956年3月,为帮助中国制定《十二年科学技术发展规划》,苏联派出一个18人的高级科学专家代表团到北京访问。周恩来敏锐地注意到,名单中三分之一的科学家专业是微电子、半导体、自动化、计算机等新科技。他急切召见了当时负责新中国电子、电信、广播事业的王诤和李强,专门询问计算机在国外的发展情况。
“从国外经验看,一是弹道计算,二是飞机设计,三是做原子弹,还有一个是做电报破译。”周总理听到如是回答。在听到当时做计算机有困难时,周恩来斩钉截铁地提出:“你们一个部门做不出来的,那就集全国的力量支援你们。突出规划重点,把最紧急的事情搞一个报告。”
此时,国务院科学规划委员会设有26位科学家组成的计算技术和数学规划组,可“计算机”仍是个有争议的项目。很多人暗忖,在一个房屋、汽车、仪器都捉襟见肘的国家级科学院,“能不能”和“有没有条件”发展计算机?
钱学森时任规划委“远景规划综合组”组长。这位有远见的科学家,举出很多事例说明发展电子计算机的重要性。真正决定命运的,是总理的一槌定音:现代科学新技术是衡量一个国家发达水平的标志,我们要搞计算机!
按照周恩来的要求,规划委员会将计算机、自动化、半导体、微电子四项作为“紧急措施”写入规划!
计算机专业要上马,第一难是把人才集中。以最早设立计算机专业的清华大学为例,“1956年,凌瑞骥教授经手创建本校计算机专业,那一年清华从上海交大和本校调整专业的35名三年级学生。这些学生,大都来自电机系、动力系、机械系和汽车专业,没有一个人是事先准备好学习计算机的。他们在清华大学经过暑假的紧急补课和一年多的计算机训练班学习,1957年秋天毕业,成为‘中国计算机第一班’毕业生。”徐祖哲说道。
从1956年到1965年9月,全国几个主要高校培养的计算机专业学生在6000人以上,加上工业口约13000人和各领域参与维护与应用的上千人,“中国方阵”渐次形成。早在上世纪60年代,计算机就已进入石油、电力、冶金、电信等多个行业,解决国计民生和国防中许多重大问题。
徐祖哲感慨,半个世纪过去,中国发生了天翻地覆的变化。放眼全国,从十万亿次、百万亿次到千万亿次,甚至万万亿次规模的大型超算中心遍地开花,而这一切,皆发轫于上世纪50年代培养的人才。
人人争先报国
人才培养初步到位,尚需真刀实枪的锻炼。1957年9月,计算机所莫根生、张梓昌率队仿制中国第一台数字电子计算机103机,引进的图纸先送到北京广播器材厂,技术人员看后都说生产不了,几天后厂长和总工程师回复莫根生——放弃项目。当时这个厂的科技人员正铆着劲研制我国第一套黑白电视设备,不想却与计算机的“中国第一”擦肩而过。
真的没人敢接这个活?莫根生他们冥思苦想,发现与计算机最“亲近”的竟是电话交换机。于是,他们将目光转向北京有线电厂(代号738厂),双方一拍即合,这一天是1957年9月28日。是年11月,738厂与计算所签订了试制合同,随即把工厂职工食堂停用,改为计算机制造车间。
同样在738厂,由吴几康、张效祥领衔研发的第一台大型通用电子计算机104机也在生产调试,历时1年半,1959年交付使用,当年4月30日首次计算了“五一”期间天气预报。
738厂成了一方“圣地”,机柜和外部设备都在这里生产。738厂的任公越是主持设计师,负责104机生产。在更换电子管座时没有专用设备,进口的太贵,就用4把电烙铁、1把钳子,5个人喊着“一二三”一起上。办法很土,但很管用。
两台戴着“中国第一”帽子的计算机,型号不同,功劳却相仿。1959年,中科院计算所用它们算题82个,包括十大建筑之一的北京火车站的拱顶结构,还有5个大型水坝。1959年新中国成立十周年庆典,中科院通过天安门的游行队伍中,赫然出现了计算机的模型和大幅标语。纪录电影“新闻简报”向全世界宣告:中国有了自己的计算机,中国人完全能够研制、运用计算机!
在当时人人争先报国的大环境下,科技人员忘我地工作,几乎没有节假日,每天加班到夜里十二点以后。项目成功后,1961年电子工业部给738厂下发5000元新产品奖。时值困难时期,职工每月工资不过几十元。但那时搞科研一直不求奖金,这笔奖金怎么分,工厂领导和职工着实为难。后来任务一多,大家竟然忘了,奖金至今还在账号中“潜伏”。
1962年,因技术还不够成熟,当时国产晶体管性能不稳。哈尔滨军事工程学院25岁的助教康鹏,研制了“隔离—阻塞振荡器”,解决了这一大难题。“用国产的参数不一致的晶体管,构建出一致的、波形宽度标准的电路。”徐祖哲介绍道,这是康鹏的目标,而他确实做到了。
康鹏面临的第二个问题,是要从原理上解决触发器“一触即发,谁触都翻”的问题。1963年六七月的一天半夜,“双边推拉”的思路全面“联通”。康鹏焦急地从工作台上一会儿起来、一会儿躺下地等候天亮。
据徐祖哲介绍,康鹏发明的推拉触发器原理是:双边推拉,即一侧信号强行“推”,让双态电路一边的晶体管“关闭”；另一侧信号“拉”,使其对应边的晶体管“打开”。把触发信号设计成两个不同极性的脉冲,并同时到达电路两侧,可靠性得以保证,工作电耗也大大下降。
“隔离—阻塞振荡器”和“推拉触发器”的发明,奠定了上世纪60年代中国半导体晶体管通用计算机的研制成功。1964年11月,441-B整机终于在没有一点差错和返工的情况下宣告成功,样机连续工作268小时,直到一个电路板上的微型变压器被击穿才停机。441-B计算机也成为当时可靠性最高、可维性最好、产量最多、应用最广的计算机。
青年要为国家谋出路
今年1月9日,核物理学家于敏院士荣获2014年度国家最高科技奖。他的获奖弘扬了一项重大科学成就,也是60年前新中国科学远景规划的一次辉煌展现。
据徐祖哲介绍,于敏攻关所用的5万次的电子管计算机,是由华东计算所研制的,而这台计算机的首任项目主持人是复旦讲师何育辽。
1960年初,接到任务的何育辽,到北京了解情况,获取资料；赴南京,商讨软件合作；回上海提方案,定电路,测试器件、组装生产,带领几十位大学生、中学生(程序员)和复旦大学计算机训练班毕业不久的48名学员,研制工作全面展开。
当时,中国仿制苏联的二台电子管计算机刚刚启用半年时间,一台103机速度才达每秒300次,另一台是一万次,要生产这台将近20个机柜的大型计算机和全套外部设备,难度可想而知。1962年,正在任务最关键时候,何育辽不幸罹患脑癌,年仅48岁。三年困难时期,工作压力,营养缺乏,任务劳累,体力消耗,使他付出生命的代价。
何育辽走了,任务不能停顿。研究所只有他和两位中级职称的技术人员,由虞浦帆工程师接任项目负责人,继续奋战,终于顺利完成任务。
做出这台计算机是一项大功劳,103机要算几星期的题目,现在不到一个小时就能完成。虞浦帆是因一台配套的高速打印机而获“国家发明”奖励。这台打印机每秒钟可打印2000个字符,速度达到世界打印机的前列。因为有了这个“吞吐”速度,邓稼先等才来到上海,才在规定的期限内,作充分的数据分析,完成氢弹的计算任务。
“两弹一星”都离不开计算机的身影,他们背后的设计者也在中国的数字大道上永存。
“东方红一号”卫星是中国的第一颗人造卫星,由以钱学森、潘厚任为中心的中国空间技术研究院研制,当时共做了五颗样星,结果第一颗卫星就发射成功。潘厚任曾回忆:“卫星上去了以后要能抓得住。因为直径一米的卫星放到几百公里的高度,就相当于在几公里外看一只苍蝇,所以这是很不容易的。从1966年1月至3月,连续进行了三个多月的突击计算,用计算机进行轨道改进计算首次得到收敛结果时,大家都情不自禁地雀跃欢呼起来。”
“在当时没有海外基地,也没有远洋测量船,观测夹角非常小的情况下,是轨道组副组长刘易成想到的法子,从多普勒雷达获取美苏的卫星轨道数据,来验证我们自己的数学模型。”徐祖哲介绍道。
“东方红卫星”的现场测控,也成就了中国的第一次数据通信,“从广西到新疆,绵延2000多公里的山河上,没有光缆,只能用民线。我们出动60万民兵,在线杆下守着,保证线路不中断,卫星上天,数据传输下来,科学家只用了14分16秒,就把轨道计算出来。”徐祖哲感慨地说。
往日的“数字英雄”历历在目,岂能如烟散去。一部早期中国计算机史,如同干瘪的海绵吸饱了水,一滴一滴,有名无名,稍微一捏,便有甘露出。“如果把自己功勋的历史都淡忘了,怎能寻找可持续发展的力量。”徐祖哲感叹道,现在很多家长只关心孩子选个热门专业,毕业之后找个好工作。
“祖哲”一名来自外祖父熊十力。徐祖哲在外祖父好友卢作孚的文集中,找到自己为何没有沿着哲学之路走下去,而是选择了理工科的理由:“此刻社会国家问题之紧迫,只许青年为社会国家谋出路。中国没有出路,社会没有出路,你们青年,又哪里有出路!”
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初审编辑：张艳
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