金怡濂：为中国巨型计算机魂牵梦萦

文/余玮

历经几番辗转约访，笔者终于见到“中国巨型计算机之父”金怡濂院士。金院士在我的心目中真真切切的是一位朴实、慈祥的长者，打心眼里没有一位资深科学家的架子，有的只是亲切、随和、友善，有的是温文尔雅与博学多才。当然，走近他，我们仿佛在探究一座高峰、一座丰碑。

在国庆典礼上显“神威”

金怡濂回忆说：“我在清华念书时，学校工学院只有6个系，而与电有关的只有我们电机系——因此，说我是改行也可以，说不是改行也说得上。计算机，我以前的确是没有接触过，但毕竟与电有关，我们那个年代搞计算机的大多是从这专业发展出来的。”“那么，你们这些人看来可以称得上是中国第一代计算机人。”没想到，金怡濂果断地否定了我，“我们也不敢这么说，因为我们前面还有很多老先生也是从这方面转过来的。”

自留学苏联回国后，金怡濂即真正开始了他为之奋斗的计算机事业。发展中国的巨型机，使之在世界巨型机领域中占有一席之地，这是金怡濂一生魂牵梦萦的追求。半个多世纪以来，作为技术开发的主要负责人，金怡濂先后提出多种类型、各个时期居国内领先或国际先进水平的大型、巨型计算机系统的设计思想和技术方案，并组织科技人员攻关予以实现，取得了一系列创造性、突破性成果，为中国高性能计算机赶超世界先进水平作出了卓越贡献。

金怡濂，中国高性能计算机领域著名专家，中国巨型计算机事业开拓者，“神威”超级计算机总设计师，有“中国巨型计算机之父”美誉。1951年毕业于清华大学电机系，1994年当选为中国工程院院士。2003年荣获2002年度国家最高科学技术奖。金怡濂作为运控部分负责人之一，参加了中国第一台通用大型电子计算机的研制，此后长期致力于电子计算机体系结构、高速信号传输技术、计算机组装技术等方面的研究与实践，先后主持研制成功多种当时居国内领先地位的大型计算机系统。在此期间，他提出具体设计方案，作出很多关键性决策，解决了许多复杂的理论问题和技术难题，对中国计算机事业尤其是并行计算机技术的发展贡献卓著。

在西方强国对中国实行高性能计算机禁运的背景下，金怡濂领衔主持研制国家重点工程——“神威”巨型计算机系统，担任总设计师。他提出以平面格栅网为基础的“分布共享存储器大规模并行结构”总体方案，同时提出网上多种集合操作以及无匹配高速信号传送等技术构想和解决方案，均获成功。这一成果实现了中国高性能计算机的历史性跨越。

1999年秋，无论是国家领导人还是普通老百姓，谁不盼望新中国成立50周年大庆盛会这天的北京艳阳丽日、朗朗晴空？可是，“十一”前一天的下午，首都大雨倾盆，并一夜未停。亿万人都在关注天气预报，甚至有许多人在心中祈祷：“老天爷呀，‘十一’露个笑脸吧！”

天公意愿谁先知？只有依靠“神威”。“神威”的计算判断干系重大，金怡濂心里装着一杆秤。当时，“神威”的判断结论是：雨将在国庆日早晨5时停，3个小时过后将云开雾散，中国乃至世界都会看到准时在天安门广场举行的盛况空前的国庆大阅兵……

不愧“神威”之威，国庆这天，天公也像能懂人意似的与“神威”的判断合拍，太阳穿过厚厚的云层露出了笑脸。现实与他们的预报完全吻合，巨大的压力顷刻化作满腔欣慰。此刻，作为“神威”的总设计师和国庆观礼代表的金怡濂，一颗高度紧张的心总算放松了，置身在天安门广场欢乐的海洋之中……

国家气象中心利用“神威”计算机精确完成极为复杂的中尺度数值天气预报，在新中国成立50周年、60周年和澳门回归、北京奥运等重大活动的气象保障中发挥了关键作用。然而，金怡濂倾毕生精力为国家研制巨型计算机，并不仅仅是为了气象预报。他介绍，超级计算机通常是指当时性能最高、运算速度最快的一类计算机，是气象气候、石油物探、生命科学、航空航天、药物筛选和基础科学等领域不可缺少的高端计算工具，正如邓小平同志所说：“中国要搞四个现代化，不能没有巨型机。”

我们确实不能没有巨型机。有一件事让金怡濂刻骨铭心。我国有关部门花大钱从国外进口了一台巨型计算机，同时还要花钱从对方雇来两个“监工”，以确保我方不能接触到机器的核心技术，机器也只能用于合同上规定的用途，甚至连开机、关机也得由“监工”来做。“外国专家有一个小房子，中国人是不准进的。这件事大大伤害了我们，刺痛了我们，我们也深感自己没能为国分忧。所以，关键的部位，我们要下决心自己开发。国运昌则科技兴，科技兴则国力强。”这一切极大地挫伤了金怡濂的民族自尊心。如此受制于人，何谈我国的科技发展？金怡濂常常用这件事告诫他的助手们：真正的高技术是花钱买不来的，中国一定要加速发展巨型机，否则，祖国建设会因此受到严重影响。

现在，“神威”巨型计算机先后完成了20多个单位100多个课题的高性能运算，取得一系列令人振奋的成果。上海利用“神威”巨型机开展药物筛选工作取得可喜进展。药物筛选就是要从浩如烟海的化合物中挑选出具有药理活性的化合物，并组成新药。这是一个非常繁杂的过程，在国外人工研制一种新药通常要花费10年10亿美元，而上海利用“神威”巨型机较短时间调整了治疗疟疾的有效药青蒿素的药方，使其更加有效。

2010年5月，国际永久编号“100434”小行星以金怡濂的名字命名，图为金怡濂（左）与吴文俊（中）等出席小行星命名仪式

在耀华中学学到做人的原则

1935年，金怡濂进入天津耀华小学，1947年毕业于耀华中学。“小学、中学成绩还可以，但不是顶拔尖。可以说，我的整个少年时代和部分青年时代是在耀华度过的。在耀华12年，不仅受到了启蒙教育，打牢了基础知识，而且学到了做人的原则。”如今，已步入晚年的金怡濂怀旧的情绪很浓，特别对母校的思念日益滋长。

给金怡濂印象最深的是博古通今且学贯东西的教育家、耀华学校校长赵君达。“赵校长是知名的教育家，对耀华建树颇丰。他不仅建起了整齐的校舍，而且广延良师，使耀华成为天津市一流的学校。那时，耀华每周有周会。在会上，大家先齐唱校歌‘勤朴忠诚服膺我校训……’，然后赵校长身着校长服谆谆训教。我当时虽然年幼，那情景至今铭记心中。”

1938年6月的一个清晨，日本特务的两声卑鄙暗杀枪声，至今在金怡濂耳畔回响。时任耀华学校校长的赵君达不畏强权，带头抵御文化侵略，抵制日本改用奴化中国学生的课本，此举令日本军国主义者非常嫉恨，在多次威逼利诱无效后，日特竟冒天下之大不韪，在一个清晨趁赵君达刚刚走出家门准备去学校之际，将其暗杀于家门口。金怡濂的家离校长的家不远，看到所发生的一切，他除了震惊就是悲愤。“赵校长为人师表，刚正不阿，是我们的好校长。他的牺牲让我们心情极为沉痛。这件事教育了全体学生，中华民族就需要这样不屈不挠的气节。”

但是，随着大环境的不断恶化，学校平静一段时间后，学生却被强制学习日语。对此，学生们非常反感，大部分学生并不认真学习日语，甚至上课时故意扰乱课堂教学。日本兵拿着带刺刀的长枪站在门口，每个进学校的师生都要向日本兵鞠躬，一些年长的工友不肯行礼，就遭到日本兵的拳打脚踢。“这些亲眼所见的场面，我终生不能忘记，当亡国奴的滋味真不好受。”金怡濂多么渴望自己的国家能够摆脱贫穷落后面貌不再被列强侵略，这个愿望伴随着他走过大半生，激励着他学习、工作的热情。

当时，耀华学校良师荟萃。“耿老师是我小学一年级的启蒙老师，他循循善诱，我永难忘怀。”中学老师更是阵容强大，他们精深的造诣与灵活的教育方法让金怡濂受益匪浅，学识与日俱增。耀华学校一向文理并重，重视素质教育，金怡濂在这里学过《论语》《孟子》《诗经》等经典，学过《桃花源记》《滕王阁序》等脍炙人口的名篇，这为他奠定了良好的语言基础。课后，因作业不多，学习环境宽松，金怡濂下课后经常打打球，阅读一些课外书。他总是边读边深入思考，融会贯通。“耀华良师的培育和那种自由探索的宽松环境，培养了我对科学特殊的兴趣和对钻研思考的独特爱好，为个人以后的发展发挥了重要作用。”金怡濂认为当初学校给学生留有较充分的自由思索空间，对思维能力和创新能力的培养至关重要。

被老同学朱镕基称是“干大事的人”

在人民大会堂接受奖励同江泽民同志合影时，江泽民问金怡濂：“你跟朱镕基同学呀？！”金怡濂点头回答：“朱镕基是我们班上的。”

“我同朱镕基是同班同学，不过他在电力组，我在电气组，在一块儿读书的时候有交往，但不是特别多。他在学校当过学生会主席，很有能力，有才华，演讲有感染力。那时，我们班上有100多人，我都认识。”据了解，朱镕基初进清华时，集中精力学习功课，博览群书，功课上应付裕如，是班上的“业务尖子”之一，当过课代表，协助老师推动同学们学好功课，在同学中有威信，为人正直，待人诚挚。金怡濂在清华大学所在的班可谓人才济济，出了4个院士与1个共和国总理。老同学朱镕基曾称金怡濂是位“干大事的人”。

1947年，金怡濂中学毕业。当时，除燕京、清华、南开三校联合招生外，其他院校均独立招生。“我报考了清华、北洋、燕京、工商4所高校，结果全都录取了我，最终我首选了清华大学电机系。在得知被清华大学录取那天晚上，我彻夜难眠，是耀华学校师长的培养才有我现在的成绩……”耀华学校的培育之恩，金怡濂终生难忘。

跨进清华园，别有一番景象：水木清华，荷塘月色，潺潺溪水，如茵绿草，依依杨柳，花香鸟语。“在这里，朱自清、华罗庚、梁思成等名震中外的大师在校园内不时可见，他们谦虚谨慎，平易近人。看到他们，崇敬之情油然而生。”浓厚的学术空气，自由的民主氛围，宁静的自然环境，为金怡濂创造了得天独厚的学习条件。

“我对清华教育印象最深的是对基础课的重视。那时，闵乃大、钱伟长、孟昭英等颇有造诣和声望的教授教我们，学校重视基础课的程度可见一斑。当时是选课制，学生上课也比较自由，有时我们除上本班课以外，还去听其他的课。”金怡濂说，有些教授上课时只带两支粉笔，却可以流畅地讲上几个小时，他听得如痴如醉。“我只是专心听讲，不注重记笔记，听他们的课很过瘾，受益很大。闵乃大教授讲的课理论很深，当他推导了一黑板数学公式后，一定反复问大家‘抓住了概念没有’，这对我启发很大。不论问题多么复杂，推导的公式多长，一定要抓住基本概念，只有理解问题的实质，才能对问题有一个本质的认识。”尽管所用的课本并不很深奥，但金怡濂学得比较“透”。

“在学校里必须要打好基础，特别是信息技术，发展非常之快，技术千变万化，这些技术全要从学校学到是不可能的。我在清华大学的时候就没有学过计算机，也不知道计算机是个什么内容。怎么办？主要靠学校给你的基础知识，给你的工作能力，去自己学习、自己判断，培养自己的思维能力和想象能力。”这番话，不知今天的学子有无内心触动？！

“1949年10月，我们极其兴奋地参加了开国大典，聆听了毛主席那震撼世界的庄严宣告。我们学校的老师、学生基本上都去了，大家很高兴，尽管是下午才举行，但我们早晨就动身了。在典礼后，我们还参加了游行。”全校师生来到天安门广场，在人山人海中静候开国大典那庄严而激动人心的时刻。当听到毛泽东主席高呼“中华人民共和国中央人民政府今天成立了！”的时候，金怡濂不禁激动得热泪盈眶，热血澎湃。那是对美好未来的憧憬，这让他立下“把自己所有的才智无私奉献给年轻的共和国”的宏愿。

在苏联求学，心念祖国重托

1946年，世界上第一台全电子数字计算机在美国宾夕法尼亚大学问世。这标志着人类走出了迈向信息时代的第一步。新中国的领导人敏锐地预见到这一科技领域的广阔前景，立即将电子计算机列入重点发展的学科。采访中了解到，1952年，在华罗庚的倡议下中国科学院成立了一个计算机小组；1956年，周恩来总理在12年科学技术发展远景规划中提出“四项紧急措施”，其中一项就是急速发展计算机技术。

于是，国家开始公费派遣大学生出国留学，进修计算机技术。1956年年底，我国政府选派一支20人的实习队赴苏联科学院精密机械与计算技术研究所学习，金怡濂幸运地成为实习队中的一员。从此，开始了“缘定一生”的巨型机事业追求。与其说这是一种“缘分”，不如说这是一代优秀知识分子满腔的赤诚。

“解放初期，中国到莫斯科留学的特别多，在街道上常常会碰到中国学生。一到苏联，我们便突击学了半年俄语，那个时候年轻嘛，没想到语言学习上进步还比较快。上课时，如碰到听不懂的，我就拿上一本准备好的会话手册看一看。”那时候，他除了听说过“计算机”这个名词外，其他一无所知，更无从预料计算机技术的发展将给全世界带来如此巨大而深刻的影响。但祖国的重托，足以激发他全部的热情，夜以继日地学习。

“我们当时住在莫斯科的南边——苏联科学院宿舍区，而研究所在北边。每天早晨，我们很早就起床，先倒两次公交车，再坐地铁，而后又转乘公交，路上一般要花上一个半小时。我们在那里主要是做一些有关加法器方面的实验，回宿舍的时候就借些资料看一看，尽管已是很累，但我们常常学习到深夜，毕竟在国内当时还没开这门课。”金怡濂和同学们每天辗转奔波于位于莫斯科南北两端的宿舍和研究所之间，废寝忘食，心无旁骛，埋头钻研。

1957年毛泽东访问苏联。得知毛泽东可能看望留学生，大家热情比较高，早早地赶到礼堂。“毛主席说，世界是你们的，也是我们的，但归根结底是你们的；你们年轻人朝气蓬勃，好像早晨八九点钟的太阳，希望寄托在你们身上。主席在苏联发表的那段讲话现在已成为名言，当时对我们鼓舞很大。”金怡濂对这段话记忆犹新，当时在心中产生了巨大反响。金怡濂像被点燃的火炬，熊熊燃烧，把自己的全部热情与干劲注入学习之中。

“那时候，我们在苏联的生活，除了实验室就是寝室，两点一线，没兴趣也没时间去唱歌。”在莫斯科住了一年半的金怡濂，居然从没听过那首风靡全苏联甚至已经广泛传唱到中国的名曲《莫斯科郊外的晚上》。由此，足见他当时在进修上的专注和投入。是的，他的所学专业与爱好是个统一体，当时脑子里装的都是计算机，琢磨起计算机来他就像上足发条的钟表一样，只围绕这一个中心一刻不停地转动，别无他顾。

1958年回国后，金怡濂参加了我国第一台大型电子计算机——104机的研制。随后，他还主持了多种类型的电子计算机的研制。半个多世纪来，金怡濂一直没有离开过计算机研制。即使是“大三线”的缘故，他所在单位从北京迁到大西南的山沟里，而且一去就是整整20年，他也无怨无悔地钟情于计算机。当时的困难，现在的“IT精英”们真是难以想象。参考资料极少，有时为了查询资料，他得先坐大卡车爬半天山路，然后再坐两三昼夜的硬座火车到北京、上海。回来时，他还要给同事们捎回大包的肥皂、牙膏、糖果，这是科研人员们感受大城市的另一种方式。

计算机设计出来后，制造难度也不小。当时国家电子工业基础薄弱，许多元器件是由玩具厂生产的，机身配件由纸箱厂生产，数以万计的组件要靠钳子、螺丝刀、电烙铁甚至是指甲刀，一个一个组装起来。金怡濂白天开会学习文件，晚上继续审看图纸。当时大型计算机完全由我国自主设计生产，每一个器件图纸都由自己设计绘制。一台机器下来，金怡濂指导设计和审看的图纸达数万张，摞起来像座小山。正是在这种艰苦条件下，金怡濂和他的同事们出主意、想办法，高标准、严要求，实现了我国计算机的一次次突破。

跨越百亿次，研制千亿次巨型机

1978年，科学的春天到来了，他参加了全国科学大会，并荣获了全国科学大会奖。科学大会让他看到了希望的曙光，同时一丝忧虑也爬上了他的眉梢：“文革”10年，发达国家的计算机发展突飞猛进，对原本就起步晚、起点低的我国计算机研制工作是雪上加霜。他清楚地知道：我们所面临的计算机领域的挑战实质是一场国际化的挑战。

20世纪90年代，我国巨型机研制进入快车道。国务院决定研制“神威”高性能计算机。消息传来，科研人员激动不已。但对研制一台什么样的机器意见不一：此时我国10亿次巨型机已经问世，下一步肯定要向百亿次冲击了。以至于他们在排队买菜时都在争论：200亿？500亿？

这年深秋，国家并行计算机工程技术研究中心召开“神威”机研制方案论证会，金怡濂作为高级专家参加了这次会议。主持会议的领导同志提出：是否可以跨越百亿次的高度，直接研制1000亿次巨型机。这个指标太超乎想象了，以至大多数人在短时间里难以作出任何反应。的确，跨出这一步风险实在太大，会场一时鸦雀无声。专家们意见不一，“重量级”的专家金怡濂语出惊人：我们完全有能力造一台千亿次巨型机！而且必须跨越，否则就被世界越甩越远。

这场争论的结果是，研制千亿次机的意见被采纳，一锤定音的金怡濂本人在已过花甲之年被任命为“神威”机研制的总设计师。这是一个带有冒险性的决定，但也是“神威”机跨入世界先进行列的关键性决定，金怡濂勇敢地接受了执掌研制千亿次巨型机帅旗之重任。

千斤重担系于一身，历史给了他再创事业辉煌的机遇。上任之初，金怡濂经常亲临一线机房。几天后，他在机房的一个角落捡到一枚小小的螺丝钉，他开始说话了。他召开会议说：“我知道你们的管理是通过ISO9000国际质量管理体系认证的，但这并不能说明一切。我的要求，哪怕是一个焊点、一枚螺丝钉也要体现世界水平。”

“神威”启动初期，因为没有检查焊点可靠性的设备，金怡濂就和有关人员一道，一手拿放大镜，一手握电筒，用肉眼一个个检查成千上万个焊点。印制电路板被称为巨型机研制中的“极限”工艺，为了达到自己提出的“零缺陷”要求，他就泡在噪声震耳、化学气味刺鼻的车间里，跟踪观察全过程，和工作人员一起用砂纸磨模具，用卡尺量尺寸，加班到深夜两三点。大家都说他不像一个大院士，更像一个老工人。金怡濂带领团队历时几年，呕心沥血、刻苦攻关，终于取得丰厚的回报：“神威”出机时，鉴定委员会的专家评定：该机研制起点高，运算速度快，存储容量大；系统设计思想先进，创新性很强，总体技术和性能指标达到国际先进水平。几代中国人的梦想，终于实现了！

清华大学毕业时的金怡濂

人生最大乐趣是琢磨计算机

金怡濂说，当初“用土办法研制尖端机器”的奋斗精神，至今仍然是巨型机研制战线一笔丰厚的财富。他的名字，似乎没有像诸多的“IT精英”那样显赫，但熟知我国大型计算机研制历程的人都知道，金怡濂的经历简直就是一部中国巨型计算机事业的发展史。他的名字与许许多多的“中国第一”联系在一起：中国第一台大型计算机、中国第一台并行计算机、中国第一台巨型计算机……他的青春年华、他的心血才智、他的生活和生命的精华，也都尽融其中，如影随形，难舍难分。

“计算机技术发展很快，计算机运行速度的提高主要有两个渠道：一条路是把元器件的频率速度提上去；再一条路就是采用一些并行的措施，采用多机系统。其实，并行在生活也很多。”金怡濂向我们打着比方说，火车站卖票时人很多，卖票来不及，我们便可多开几个窗口。“‘并行’这个概念很广泛。我们在搞多机并行，道理很简单，一台做不了，两台；两台做不了，十台或上百台，甚至上万台。就像人做工作一样，一个人做不了的，分两人做，十人做，甚至二十人做。道理很简单，但是要做好这件事有很多难点，跟人做工作一样，比方一百个人做工作就不能是一百个人独立地做，这一百个人要相互沟通。因此，我们要将许多计算机用一个高速的网络联系起来，让它们能相互‘沟通’，信息能够传递。”作为巨型机这么一个庞大的系统，要协调好真的很不容易，金怡濂于其中付出了多少辛酸与汗水，只有他自己知晓。

“晚霞未必逊晨曦”。金怡濂一直致力于民族计算机事业，始终保持着旺盛的生命力、创造力，至今仍奋战在研制的第一线，续写人生的新篇章。在大家眼里，他就是一个“年轻人”。人们翘首期待新一代超级计算机的诞生。

金怡濂出生在一个技术世家。“我父亲是天津电话局的工程师，毕业于南洋公学（上海交大前身），后到美国学习，回国后分配到天津工作。父母亲都是搞技术的，因此他们希望自己的子女也学工程、学技术。”兄弟姐妹四个，金怡濂排行第三，只有大哥是学新闻的，毕业于燕京大学，已去世；姐姐是学电力的，在东北电力局退休；弟弟是学医的，在天津医学院工作。

谈起他的业余爱好，他说过去打打篮球，现在就没精力再玩球了，至于看书，一般很少看小说，看的多是专业书。“我没有什么业余爱好，最大乐趣就是琢磨计算机。解决一个问题后的快乐，是无法用语言形容的。自己的三个孩子是如何长大的，记不太清楚，倒是那些巨型计算机的每一点进步，都在心里留下了深刻的印象。”回答似乎不太合情理，但绝对真实。

当问起他的人生座右铭时，金怡濂直言不讳：“我可没什么座右铭。谁交给我一个什么事，我总是尽力办好，办得最好。一般我办事比较认真，比较努力，尽量办得最好。”很实在，很朴素，却感人肺腑。

告别时，金怡濂夫妇俩一直送我们下楼梯。但我们怎么也走不出这位科学家谦和、诚恳的心灵世界。