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【致敬】神秘女院士主持研制出我国首台电脑,被誉为“中国计算机之母”;她桃李满天下,却从不在学生论文中署名,毕生最感念伯乐华罗庚!
2017年09月11日


她主持研制了

我国第一台自行研制的通用电子数字计算机107机,

编写了我国计算机领域第一本正式讲义,

创办了中国计算机界的第一个计算机原理讲习班,

一生淡泊名利、默默奉献,甚至低调的有点“神秘”,

在以男性为主导的计算机领域,

她被尊称为“先生”。

她就是著名计算机专家和教育家、

我国计算机研究的先驱、

我国计算机事业的重要奠基人之一、

中国科学院计算技术研究所研究员、

中国科学院院士夏培肃

 

1923年7月28日,

夏培肃出生在重庆一个教育世家。

祖父夏风薰是前清的秀才,

从事教育工作40年;

父亲夏鸿儒是满清末年的举人,

曾在江津县办学和办实业;

母亲黄孝永曾任江津女子小学校长和江津女子中学教员。

 

这样的成长环境,

为年幼的夏培肃打下了良好的古文和数学基础。

夏培肃从两三岁开始接触古典诗词,

四岁起上了四年半小学,

此后直到14岁考上私立南渝中学的高中前,

她的大部分知识都是在家里学习的。

她的家庭数学教师把当时初、高中的数学知识融合在一起,

夏培肃仅用了一年半的时间,

就把代数、平面几何、立体几何学完了,

还做了《欧氏几何》《范氏大代数》中的不少题目,

这大大提升了夏培肃的思维逻辑性,

激发了她对数学的浓厚兴趣。

 

1939年,夏培肃转到江津县国立第九中学学习,

身边大多是流亡学生。

艰苦的生活和日本人的暴行让她下定决心学工科,

以求工业救国。

 

1940年,夏培肃高中毕业,

考入当时赫赫有名的重庆国立中央大学电机系。

电机系的课程繁重,

教科书都是英文的,

学生必须用英文写实验报告。

夏培肃在这里发现了自己的特长和兴趣所在,

她最喜欢的课程是交流电路,

特别是对电路瞬变过程的分析,

这也对她日后研制计算机帮助甚大。

 

1945年,夏培肃经推荐,

进入交通大学重庆分校电信研究所攻读研究生。

同年春天,在夏培肃22岁的时候,

她遇到了生命中的另一半——

中央大学校友杨立铭。

研究生毕业后,

夏培肃赴英国爱丁堡大学电机系攻读博士学位。

1950年,她与杨立铭结为伉俪。

杨立铭后来成为我国著名的理论物理学家,

他和夏培肃兴趣相近,知识相通,

学业、科研和生活的完美结合

成就了他们相知相爱的一生。

 

夏培肃在爱丁堡大学主要研究电路理论、

自动控制和非线性常微分方程及其应用,

1950年获博士学位,

1951年成为博士后。

1951年10月,满怀建设新中国的热情,

夏培肃夫妇登上了回国的远洋客轮。

 

1952年,中国科学院数学研究所所长华罗庚

提出要在中国研制电子计算机,

他在清华大学电机系物色了三位

电信和电子学方面的科技人员,

刚回国不久、年仅29岁的夏培肃被选中。

夏培肃曾说:

“一个人在一生中,

常常会有一些改变命运的重要转折点;

对于我来说,

这个重要的转折点出现在1952年秋天的一个晚上,

当我第一次谒见华罗庚教授时。”

正是这个转折点,

使她成为我国计算技术的主要开拓者。

 

在中国电子计算机研究伊始,

国内这方面的资料奇缺,

找不到一本系统地、完整地介绍电子计算机原理的书。

夏培肃和同事们克服重重困难,

一边从图书馆的英文期刊中查找计算机方面的文章,

一边还托国外的同学帮助找相关的资料。

在他们掌握了计算机的原理后,

开始对计算机所需的基本逻辑电路进行实验,

初步拟定了中国发展电子计算机的技术路线和轮廓设想。

 

为了让更多人了解电子计算机,

1955年,夏培肃着手编写计算机原理讲义。

当时,计算机的一些基本术语和名词都是英文的,

她在编写计算机原理讲义时反复推敲,

将英文专业术语意译为中文,

并在全国沿用至今。

 

1956年3月,夏培肃创办了一个计算机原理讲习班,

讲授电子计算机的基本原理,

包括二进制、布尔代数、逻辑电路、四则运算的算法、

计算机各个部件的工作原理等,

这被认为是中国计算机界的第一个计算机原理讲习班。

从1956年到1962年,

四届训练班为全国各行各业,

包括高等学校、研究所、国防和工业等部门

培养了700多名计算机方面的专业人才。

 

1960年,夏培肃主持研制成功

我国第一台自行设计的通用电子数字计算机——107机。

107机是一台小型的串行通用电子管数字计算机,

采用冯·诺伊曼体系结构,

二进制,定点,字长32位,补码。

磁心存储器容量为1024字节。

机器可执行16种操作:

即接收、发送、接收反码、逻辑加、逻辑乘、移位、加法、

溢出不停机的加法、减法、乘法、除法、无条件转移、条件转移、非零转移、打印、停机。

机器主频为62.5千赫。

这是我国第一台自行设计的通用电子数字计算机,

可以连续无故障工作20小时。

 

在当时的科研条件下,

107计算机的诞生被视为一个传奇。

1949年,美国第一台冯·诺伊曼结构计算机

交付美国弹道研究实验室,

1951年开始运行,

而夏培肃1953年就提出了

自主研制与冯·诺伊曼结构规模相当的计算机的设想。

1960年,夏培肃的设想成为现实,

证明了中国人有能力、有志气设计和研制自己的计算机。

107计算机被安装在中国科技大学,

这也是我国高等学校的第一台电子计算机。

除了为教学服务外,

还承担了潮汐预报计算、

原子反应堆射线能量分布计算、

原子核结构理论中的矩阵特征值及特征向量计算等

数十项计算课题。

为了避免技术的泄露和“阶级敌人破坏”,

学校专门为它成立了一个保卫处!

 

夏培肃一生强调自主创新在科研工作中的重要性,

她提出使计算机大幅度提高运算速度的

最大时间差流水线原理,

大大缩短了流水线计算机的时钟周期。

她成功研制高速阵列处理机150-AP,

150计算机的运算速度是100万次/秒,

而150-AP的运算速度达到了1400万次/秒,

用低成本实现了运算速度高于

美国当时对我国禁运的同类产品的运算速度,

在国际上受到了巨大关注,

为我国石油勘探作出了重大贡献。

 

1985年,因为夏培肃在计算技术方面的贡献,

英国赫里奥-瓦特大学(Heriot-Watt University)

在庆祝该校以蒸汽机发明者瓦特命名一百周年的大会上,

授予她名誉科学博士学位称号。

当夏培肃把此事告诉华罗庚时,

华罗庚说:

“这不仅是个人的荣誉问题,

是英国人对中国人的友好表示,

更重要的是因为中国开始强盛起来了。”

 

“宽厚的长者,人生的导师”,

这是夏培肃的学生、中科院计算所研究员唐志敏对恩师的评价。

唐志敏回忆,

研究生入学后,

夏培肃并不是马上分配他参加自己的课题,

而是先问学生自己有什么想法,

并尽量满足学生的要求,

创造条件让学生自己去创新。

 

夏培肃一直把为计算机事业培养人才当做她应尽的责任。

她认为培养研究生主要是为国家培养人才,

而不是为了协助导师完成科研任务。

她根据研究生的能力和兴趣,

引导他们从事科研工作。

唐志敏到计算所读硕士,

夏培肃建议如果只读硕士,

可以做工程项目,

比如车载计算机;

如果读博士,

就要把研究方向制定得更远一些,

读更前沿的文献。

 

夏培肃不同意在学生的论文中署名,

除非自己在其中有实质性工作。

而她的弟子们历来十分小心,

不敢在自己的文章中随便署上导师的名字。

 

夏培肃多次以书面的形式向有关部门建议:

“我国应开展高性能处理器芯片的设计,

建议国家大力支持通用CPU芯片及其产业的发展,

否则,我国在高性能计算技术领域将永远受制于人。”

2002年9月,

中国第一枚通用CPU“龙芯一号”成功发布,

终结了中国计算机产业“无芯”的历史。

研制龙芯的负责人之一胡伟武博士说,

他最想感谢的人是恩师夏培肃先生。

为了纪念夏培肃从事计算机事业和从教50周年,

该芯片被命名为“夏50”。

 

2000年前后,

年事已高的夏培肃没有再牵头申请新的科研项目,

但她始终关注计算技术的发展。

当时量子计算机比较热门,

但主要是物理学家在研究,

计算机专业的科研人员难以深入理解。

为了破解量子计算机的谜团,

夏培肃在爱人杨立铭的指导下,

花了大约一年时间,

阅读了100多篇有关论文,

学习了量子力学的基本概念,

最终撰写了一篇综述性文章“量子计算”,

在国内计算机界产生了很好的反响,

并被广泛引用。

 

2011年,中国计算机学会CCF颁给夏培肃

首届终身成就奖,肯定了她为中国计算机事业贡献的一切。

2014年8月27日,夏培肃在北京逝世,享年91岁。

作为老一辈科学家的杰出代表,

夏培肃身上默默奉献、自强不息的科学精神必将永远被传诵。

 本文根据《中国科学报》印刻和网络公开资料改编