夏培肃,一位将中国打造成计算机大国的女性-创新-知识分子

夏培肃,一位将中国打造成计算机大国的女性

2020/05/04
导读
让BBC发布长文致敬的“中国计算机科学之母”


撰文 |  Leslie

编译 | 郑苌仁


1960年4月,中国第一台国产电子数字通用计算机——107型计算机——问世。该台计算机的设计者和制造者夏培肃创造了历史。

经历了20世纪上半叶的抗日战争和国共内战,彼时,这个国家的科技创新能力远远落后于其他发达国家。

随后,新成立的中华人民共和国卷入了冷战。西方资本主义国家拒绝给中国提供援助,并断绝了出口贸易。新中国的计算机技术发展,严重依赖于苏联的硬件和科学家。

中国与苏联的蜜月期于1959年宣告终结,新生的共和国再次陷入了孤立无援的状态。面对日益计算机化的世界,中国只能自己寻找前进的道路。

仅仅在苏联切断援助的一年内,夏培肃发明107型计算机。这是中国迈向计算机技术自立的第一步。

如今,在计算机技术上,中国已经成为了全球的引领者。2011年,中国超越美国成为全球最大的PC市场。这一年,在整个计算机产业中,光是台式电脑这一项所带来的收入,都已经超过了64亿美元(49亿英镑)

不过,相比于制造计算机,有一些工作则更加重要。想要在计算机产业上发明创新,并且培养起支持这一产业发展的计算机科学技术,中国需要更多训练有素的人才。

在人才培养方面,夏培肃也起到了至关重要的作用。她推动了中国第一批计算机科学研究机构的建立,并更新了这些机构的训练设备。她还开设了中国第一门计算机理论课程。在整个职业生涯中,她为共和国新兴的计算机科学领域培养了数百位学生。

夏培肃(1923年7月28日-2014年8月27日)


在那段战争余波未散和政治动荡的岁月里,夏培肃开创了一个全新的科学和产业领域。通过她的科技创新成果和她培养的数百位学生,她对中国计算机领域的影响力一直持续到今天。

夏培肃出生在西南大都市重庆的一个教育工作者的家庭。她从小就接受教育,她四岁时就进入小学,八岁时接受私人家庭教育。她在南渝中学就读时依旧出类拔萃,并在1940年,以全班第一的成绩于国立第九中学毕业。

1940年,遭受日军轰炸的重庆。


与日本的战争严重打击了中国的发展。八年抗战极大的破坏了中国的建设,并造成了数百万中国公民的死亡。

1937年,全面战争爆发伊始,日本就占领了中华民国的首都南京。夏培肃家所在的重庆成为了南京难民的避难所。国立中央大学也被迫从南京迁移到重庆,并在重庆继续招生办学。

1941年,夏培肃进入该大学电子工程系就读。

夏培肃与杨立铭


1945年,夏培肃获得了电子工程的学士学位。同年,她与从南京来避难的大学同学杨立铭相遇。那时,杨立铭已经留校担任物理学教授。

随后,两人开始了一段恋情。

后来,夏培肃前往上海交通大学进修电信技术,而杨立铭远赴爱丁堡跟随诺贝尔奖得主马克思·波恩学习。但即便在这段期间,两人的恋情也未曾中断。两年后,夏培肃前往爱丁堡大学攻读电机工程博士学位,并因此与杨立铭重聚。

她的博士毕业论文为《电路中的参数震荡和非线性系统的图解分析》。在论文中,她改善了预测电子系统中频率和振幅变化的方法,以便得到更精确的结果。改进后的方法可以广泛地应用于各种不同频率的电子系统——从收音机、到电视机、再到计算机。


1950年,夏培肃获得了博士学位。同年晚些时候,她和杨立铭在爱丁堡举行了婚礼。

为了将自己毕生所学用在祖国的建设之中,这对夫妻于1951年返回新中国。归国后,两人在清华大学担任教授。夏培肃则继续电信技术的研究。

然而,夏培肃和杨立铭的祖国,已经改天换地。

1949年,中国共产党获得了国共内战的胜利,掌握了政权。由毛泽东领导的中华人民共和国在大陆执政。经历过战争的硝烟和政权的更迭,新中国的经济、产业以及基础设施非常萎缩,远远赶不上许多西方国家。

全面抗战给这个国家带来了沉重的打击。“基本上,所有的高等学府,所有的金融中心,主要的工业生产中心以及中国政府都被迫转移。首先转移到武汉,武汉失守后,又转移到重庆。

当时,重庆还是辖属于四川的偏远贫困地区。”;“中国政府基本处于流亡状态,根本无暇顾及发展电机工程、武器设计以及其他之类的技术” 斯坦福大学的历史学家,即将出版的《中国计算机纪年》一书作者汤姆·马拉尼指出。

中国共产党掌握政权后,重新开始了基础设施建设。

但这非常困难。美国曾在国共内战中支持战败的国民党。他们与其他西方国家一起,拒绝给新生的共产主义国家以援助和出口。毛泽东和共产党只能转而向北方的邻国苏联求援。为了把中国当做共产主义阵营在东方的战略前哨,苏联与中国建立了伙伴关系,同意在各方面给予中国援助,帮助中国振兴经济与科学技术。当然,计算机科学技术囊括其中。

1953年,数学家华罗庚到访了夏培肃在清华大学的办公地点,并将她招募至他在中国科学院的计算机科研小组。夏培肃成为了计算机科研小组的三位首创人之一。中科院后来成为中国计算机科学技术和研究的中心,夏培肃则是当中的核心人物。

尽管华罗庚和夏培肃的研究小组制定了电子计算机技术的三年发展计划,但直到1956年中苏签订《1956-1967国家科学技术发展长期议定书》——又被称作“12年发展计划”,中国共产党才在这一领域组建官方机构。在苏联科学家的帮助下,中国共产党和中国科学院将计算机科学技术作为提升中国国防力量的四大关键技术之一。

 “一台电子计算机能够为中国的基础设施和国防力量建设提供广泛的支持,在核武器的开发和实验,大规模运输系统的管理,卫星项目和空间项目的推进等各个方面都能发挥重要作用。”马拉尼指出。“上述的所有领域,都需要计算机技术的支持。

苏联、美国、英国以及后来的法国,无一不大力发展计算机科学技术。中国深切的认识到,想要自己的经济和军备能够在国际社会具有竞争力,就必须在计算机科学领域占有一席之地”。

中国需要艰辛的努力才能制造出一台电子计算机。一方面,仅仅建立计算机科学专业并不足以为计算机制造提供充分支撑。计算机技术是以数学、工程学和物理学的知识为基础的。只有将这些学科的知识充分整合并传授给技术工人,电子计算机才能被制造出来。由于夏培肃拥有电子工程和数学方面的知识,她成为了制造者的合适人选。

1956年,她作为到访莫斯科和列宁格勒代表团的成员,观摩了苏联在计算机科学领域的研究、生产和教育模式。同年归国后,她开始着手将苏联有关计算机设计的俄语文献翻译成中文,其中包括一份1000页的使用指南。这份指南也成为了教授中国学生学习苏联计算机技术的课程文本。

同年,在中科院数学研究所和物理研究所的支持下,夏培肃开设了新中国第一门计算机理论课程。并且推动了中科院建立计算机技术研究所,并在其中开设计算机科学系。

建立了计算机科学研究所之后,中科院又很快建立了中国科学技术大学。夏培肃在两个研究机构都开设了计算机科学课程。作为课程的设计者和讲授者,她在1956至1962年间,培养训练了数百名学生。

马拉尼指出,“当时中国最需要的就是计算机实操训练。”夏培肃为中国学生创造了这个机会。到1959年,中国已经成功的复制出两台苏联式的电子计算机——103型机和104型机。这两台分别以苏M-3和苏BESM-II型计算机为模板。

但正当中国计划在计算机设计上取得更多进展时,中苏两国领导人在社会主义阵营的中心所在以及社会主义道路正确性的问题上进行了激烈争论。中苏关系也因此破裂。

“两国关系于1960年达到冰点。苏联从中国撤回了所有援助,包括科研设备和科学家”。苏联撤回援助后,许多国家都猜测,中国计算机科学领域的发展将就此停步。

苏联撤回援助后,中国计算机科学的发展并没有停止脚步。


但,中国没有。

中国科学院的研究者们独自在计算机科学技术发展的道路上不断探索。夏培肃制造的107型计算机是中国在苏联撤回援助后的第一台电子计算机。与在模仿苏联的基础上制造的103型和104型计算机不同,107型计算机是中国自主设计研发的计算机。中国随即开始规模生产107型计算机,并在全国的科研机构投入使用。

107型通用数字计算机


整个19世纪60年代,中国都处于孤立无援的状态。但中科院一直在马不停蹄的研发更高效能和精致的计算机。

技术在不断的进步——107型计算机使用的是电子管电路,其后世代的计算机使用晶体管电路,在70年代和80年代初期,中国已经开始使用集成电路了。一支美国计算机科学代表团于1972年访问中国,他们对中国计算机科学的发展感到震惊。“在我们仅有的几份介绍文件中,代表团的所有成员都对中国取得的成就感到惊讶”,马拉尼说到。

这段时期,夏培肃依旧兼顾高速率计算机的科研和计算机科学家与工程师的培养。

1978年,夏培肃帮助创办了《计算机学报》和《计算机科学技术学报》。后者是中国第一份计算机领域的英文学术期刊。

1981年,她成功研发150-AP高速阵列处理器。由该处理器驱动的计算机每秒运算可达2000万次。而模仿苏式计算机制作的104型机,每秒运算SUV只有1万次。

1970年代,中国已经研发出拥有精密集成电路的复杂计算机。

计算机科学在中国成为一门独立的学科;尽管有一个杂乱无章的开端,计算机产业在中国最终蓬勃发展。这一局面的形成,夏培肃功不可没。马拉尼惊叹道,“我从未见过那个时代的其他女性,能够像她一样,具有如此重要的地位,并在自己的领域中担任核心的领导角色。”

虽然夏培肃设计的107型计算机创造了历史,但她最大的功绩还是她推动建立的科研机构以及培养的一批又一批学生。正是这些学生开创了中国的未来。

“这批学生为我们今天看到的一切打下了坚实的基础”,马拉尼指出。其中一名学生后来成为了龙芯处理器的首席设计师。2002年,表达自己对导师的敬重,他将中国首台中央处理器计算机的芯片命名为“夏-50”。

晚年夏培肃


夏培肃不仅是“中国计算机科学之母”,也还是中国计算机产业的创始人。

中国计算机联合会设置了“夏培肃奖”,每年为那些在计算机科研、工程、教育和产业领域取得杰出成就和做出巨大贡献的女性科学家和工程师颁奖。

2019年,陈左宁和黄令仪获此殊荣。陈左宁因其对国产高性能计算机系统的贡献而被铭记,黄令仪则因为她在中央处理器和核心计算机设备上的科研成果而被赞颂。她们在夏培肃开创的道路上不断前进,进一步推进中国自主计算机科学技术的发展。


原文链接:

https://www.bbc.com/future/article/20200219-xia-peisu-the-computer-pioneer-who-built-modern-china 

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