我1987年初回国到计算所工作,至今已快40年了。40年的生涯千头万绪,一篇文章难以全面回顾,只能做一些片段式的点滴回忆,将当年给我留下深刻印象的一些情景,讲给后来进所的年轻同事知晓,让他们了解如今朝气蓬勃的计算所是怎么走过来的。
1、上世纪80-90年代计算所的困境
笼统而言,计算所发展历史可分为三个阶段:1956-1976年是按计划经济模式管理的20年,1977-1999年是计算所的转型阵痛期,2000年至今是重铸辉煌的高速发展期。1956年建所后的最初10年是计算所的黄金时代,为全国培训了700多位最早从事计算机研发的骨干人才,不愧为中国计算机事业的摇篮。更突出的贡献是在国内率先研制通用计算机,先后研制成功103、104、107、109乙计算机。“文革”10年中,计算所的科研受到很大冲击,但也做出了一些科研成果。1978年全国科学大会上,计算所的013、717、109丙机等14项成果获得“全国科学大会重大科技成果奖”。
“文革”动乱结束后的20余年中,计算所也做出了一些较重大的科研成果。迄今为止计算所拥有的五项国家科技进步一等奖(联想式汉字微型机系统、757千万次计算机、KJ8920油田开发大型数据处理系统、智能型英汉机器翻译系统、曙光1000大规模并行计算机系统)都是这一时期获得的。但总的来讲,计算所这段时期处在改革探索的过程中,走了一段弯路,日子越来越不好过。1985年,中科院开始推行“一院两制”政策,应用类研究所事业费每年递减20%,5年后基本“断奶”,计算所被迫转向面向市场自谋发展。80年代末,首钢是国企改革标杆,积极在电子、计算机、芯片等高科技领域布局,提出要整体兼并计算所,但体制性约束导致未能取得进展。当时的计算所所长曾茂朝开出10亿元的“天价”,把首钢吓退了,这一场所谓“以富养智、科企结合”的“改革探索”半途夭折。
计算所的艰难探索并没有结束。1998年中国科学院决定委托联想集团管理计算所,大部分人员划归联想公司直接管理的“计算所二部”,只有不到 100人留在不设财务处的所谓“小所”。当年计算所毕业的41名硕士研究生全部离所,没有一人愿意留所工作。1999年底我接任计算所所长时,固定资产只有2300万元,每年国拨事业经费约2000万元。在一次讨论计算所发展前途的理事会上,一位科学院副院长要求我从市场上找2000万元,在联想园区的A座租一层楼办计算所,可见当时在这种环境下,计算所已经何等的无足轻重。
计算所发展中的困境不是个案,相比同时代其他改制甚至消失的同类机构,虽经历种种困难,毕竟还是幸运的。这背后有不可避免的历史性原因。首先是“文革”10年的余毒还没有肃清,“知识分子是臭老九”宣传口号不提了,但尊重知识、尊重人才的氛围还没有形成。第二是改革开放初期“造不如买”的思潮盛行,过度迷信“市场万能”,许多经济学家认为,技术像资金一样可以全球流动,引进技术比自主开发成本低得多。第三是对中国国情的误判,认为技术研究类的国家科研机构是吃皇粮的负担,应扔掉包袱。其实,80年代的中国企业还没有足够的研发能力,如果国家不支持应用技术研究,企业就会失去技术来源。但另一方面,计算所当时的科研能力和科研水平确实已远远落后于国际先进水平,难以成为企业的技术源头。1987年初我回国时自己花钱买了一台刚刚问世的8位IBM PC机,就成了我在计算所工作的全部科研条件。
计算所的复兴得益于两个国家科技计划,一个是863计划,另一个是科学院的知识创新工程。1990年国家科委依托计算所成立了国家智能计算机研究开发中心,让计算所这颗老树发出新芽,后来成为计算所重新茁壮成长的基础。知识创新工程提出科学院要开展战略性、前瞻性、基础性研究,为后来计算所的发展指明了正确方向。
2、启动龙芯CPU研发
2000年我一上任就强调计算所是国立研究所,应主动做与国家命运息息相关的大事,CPU就成了首先考虑的“国家事”,尽管国家还没有启动CPU研制的计划。当时美国冒出一家叫 Transmeta的新公司,采用“Code Morphing”的二进制翻译技术,推出可运行X-86程序的超长指令芯片Crusoe。据我们了解,二进制翻译的源头技术出自俄罗斯Elbrus公司。1978年苏联超算之父巴贝扬研制的Elbrus-1采用超标量处理器技术,领先美国15年。计算所有较强的编译队伍,采用二进制翻译做与X86应用程序兼容的芯片可能是一条蹊径。2000年冬,中科院计算所组团赴俄罗斯与巴贝扬领导的MIST研究中心洽谈合作。当时并没有人给我授权,也没人投资,我斗胆答应预付300万美元知识产权费,再在中国成立合资公司,俄方以知识产权无形资产投资入股。但俄方的知识产权开价3亿美元,合作谈不拢。与俄罗斯合作失败后我就下决心自己拉队伍做CPU。
今年3月,俄罗斯跳板电子公司宣布,基于中国龙芯LoongArch指令集架构授权,研发成功Irtysh系列处理器芯片,这款处理器已成为俄罗斯突破西方制裁封锁的CPU解决方案。回顾寻求与俄罗斯合作的历史,不禁产生一种自豪感。20多年前求俄罗斯合作,如今依靠自主创新,中国的芯片设计水平和市场规模已经远远超过俄罗斯。
龙芯的价值不只体现在卖出了多少CPU芯片,更重要的是在别人都认为不可能的条件下敢于破冰启航。刚启动龙芯CPU研制的时候,许多人在看笑话。龙芯吹响了占领CPU高地的进军号,也成了培养CPU人才的黄埔军校,其历史性作用不可低估。后来的寒武纪在全球的智能处理芯片方向起到了引领作用,计算所陈云霁、陈天石团队2014 年提出的DianNao 架构,是全球首个深度学习专用处理器架构,比英伟达首款专为深度学习训练设计的商用 GPU(Tesla P100)早2年。RISC-V香山系列在开源芯片领域同样发挥了引领作用,有望成为打造中国信息领域C体系的基石。迄今为止,计算所的创新和发明大多是局部的或国内带头类型,尚没有提出过RISC体系结构、TCP/IP 和 Transformer那样的改变计算机和人工智能发展进程、对产业界有重大影响的根技术系统与平台。2000多年前,秦末起义领袖陈胜曾振臂一呼:“王侯将相宁有种乎?”今天, 我们同样可以自励:“科技大师宁有种乎?”计算所人应该有勇气、有能力攀登更高的目标。
3、中关村新科研楼和环保园新园区建设
从联想管理计算所开始,计算所在何处安家就成了一个大问题,被物理所等邻居戏称为失去家园的“巴勒斯坦”。我多次向院领导建议,以计算所中间的车路为界,分成南北两区,计算所在其中一个区盖楼发展,但没有实现。后来经多次磋商,确定将原来计算所园区最南端的15亩地给计算所盖新楼(只占园区总面积12 .5%),计算所算是在中关村保留了发展的根基。
当时批准计算所新综合科研楼的建筑面积是3万平米,按正常的设计,只能盖10层以下的矮楼,与联想园区的A座、B座高楼很不相称,考虑到当时规划中的研究所没有相应的活动空间,在设计时只能把楼的两侧拔高到14层,同时在大楼内部挖潜,形成可复用的临时礼堂,所以现在大家见到进大门就有一个四层高的大厅,虽然看着很气派,实则是兼顾多用的折衷设计。邓燕书记和王凡所长助理为新科研楼建设的工程监督尽心尽力,北京城建二公司对工程质量高度负责,2006年此项目获得中国建筑工程最高奖——鲁班奖。
龙芯公司成立以后,需要独立发展的空间。天津市政府伸出橄榄枝,答应在天津市给龙芯公司提供一栋科研楼。此事引起北京市政府的高度重视,刘淇书记到计算所视察,同意从北京市环保园划出一块约7.5万平米的土地给计算所,按最低价格出售,计算所可以向银行贷款1.2亿元买地,每年归还2400万元,5年还清贷款,利息由市政府出。但是,当我们去办理购买土地手续时,国土局说国家不允许贷款买地。计算所只能把前几年省吃俭用攒下来的1.2亿元自由资金,全部用来买地。我感到很心疼,但所务会的同事们都觉得值。现在环保园两期7.6万平米的几栋新楼已经建成,周围环境优美,计算所终于有了持续发展的新空间。
4、孵化和创办企业
科技和产业的关系是一个老生常谈的问题,国立研究所究竟如何对产业产生影响,至今还在探索之中。计算所的技术转移有多种方式,但直接出售或授权专利的收入并不多,近10年知识产权转移获得的现金收入约为3000万元。除了AVS作为国家标准和刘敏团队主导制定的四项ITU国际标准,已在广电部门和三大运营商等多家企业广泛应用外,其他以计算所的核心技术制定的标准大多属于团体标准,推广面不算很广。
在外界看来,计算所对产业影响最大的还是计算所孵化和创办的企业。计算所参股的上市公司有中科曙光、龙芯中科和寒武纪,中科曙光又参股或控股了海光信息、中科星图和曙光数创,加上过去计算所创立的在香港上市的联想集团和联想控股,总市值已超过2万亿元(市值有波动,此数据是按2026年7月11日的市值统计结果)。这些公司都是计算机领域的骨干企业,从芯片、PC机、服务器、高性能计算机到空天应用,已成为中国计算机产业的中流砥柱。计算所参股的公司目前共有34家,一级企业2家,二级企业29家,三级企业3家。一个规模不大的研究所在一个产业领域能发挥这么大的作用,在中国还不多见。
曙光公司是计算所1995年创办的高技术企业,最早总部设在深圳。曙光公司初期走过一段坎坷的路,曾在香港借壳上市(深科技 代号00106),沦为香港商人的打工仔。2006年计算所与天津市政府合作,重新注册曙光信息产业股份有限公司,花9500 万元从深科技赎回曙光高性能计算机业务,2014年在上海主板上市,现在已成为中国高性能计算机的龙头企业。最近研制成功的曙光8000 超级计算机是我国首个全国产十万卡AI超集群,整个系统在综合计算性能、能源利用效率、可靠性等方面都达到了世界领先水平。与曙光7000一样,曙光8000没有参加国际上HPC TOP500排名,再次当无名英雄。近十年曙光公司上缴计算所的分红款合计约4亿元,已超过历史上联想集团给计算所的利润分红。
计算所参股办公司有历史的原因,有些高技术企业对国家发展有重大影响但初创时很难获得融资,研究所参股背书或给予知识产权的排他性授权,可能是必要的。科学院现在对研究所参股办企业控制很严,究竟分寸如何掌握还要通过实践检验。
5、温馨的计算所文化
在计算所工作时间较长的员工,都能感受到计算所有与众不同的文化氛围。2002年职工代表大会通过的《计算所发展战略》就提出,“计算所既要有统一意志,又要个人心情舒畅;既要强调团队拼搏精神,又要鼓励个人钻研探索;既要有优胜劣汰的竞争环境,又要有宽松和谐的学术氛围。”计算所的图标是一个阴阳合一的太极图,体现出这种“既要-又要”的包容文化。在这种文化氛围中,不论是做基础研究的科研人员,还是做攻关任务的工程技术人员,都会感到在计算所有奔头,计算所追求的是“人人是才,人人幸福”。近十几年来国内流行“帽子”文化,在许多单位,没有人才“帽子”就没有前途, 内卷严重。计算所可能是全国少有的不太看重人才帽子的科研单位,有不少没有人才“帽子”的大学者在计算所活得很潇洒,充分体现了计算所的自信。但是,也要看到计算所在管理和文化上还有许多不尽如人意的地方,只有当员工们充分受到尊重和信任,把计算所当成温馨的家园,计算所才能蒸蒸日上。
计算所强调的“科研为国分忧,创新与民造福”就是指听从国家召唤,倾听大众呼声。上级领导和兄弟单位对计算所的普遍评价是“能出活 ”,这是对我们能做出有价值的科研成果的肯定,今后要继续增强这种啃硬骨头的能力。希望计算所今后不但“能出活”,在保持战略定力的同时,在战术上有更强的沟通能力,得到领导机关和大众更多的认可。
本世纪初计算所的年终总结活动曾经有声有色,被员工们誉为“计算所春晚”,对激励员工、凝聚人心发挥了重要作用,各个研究实体也有温馨的年终总结活动。现在科学院对集体活动有较严格的规定约束,如何在新的形势下开展有效的团建活动,体现出计算所是一个温馨的大家庭,需要我们探索出弘扬传承科学家精神和激发凝聚力的新方式。
6、开辟新领地
随着技术的发展,计算的领域在不断扩大,计算与通信、控制、物理、生物甚至社会科学的交叉研究也越来越深入。计算所过去不从事无线通信研究。2001年从北京邮电大学引进石晶林副研究员,成立无线通信研究中心,后来又创建了中科晶上公司,开展基带芯片、卫星通信、5G/6G无线通信等方向的研究,做得红红火火,已成为无线通信领域的一支生力军。计算所2002年开始开展生物信息学领域的研究,从零开始做出了世界领先的贡献。2019年卜东波研究员将蛋白质折叠的预测分数提升到70分左右,高于AlphaFold,刷新了世界纪录,成果发表在Nature子刊上。贺思敏团队构建的pFind工具软件,现在被全球2000多个实验室使用,已成为蛋白质组学研究的核心基础设施。赵屹团队与中科院生物物理所陈润生团队合作,开创了计算生物学 + 非编码 RNA中国学派,奠定我国在该领域的国际领先地位。中科天算公司瞄准“太空版数据中心”,致力于实现“超算上天、AI for Space”。这些都是计算所跨出传统计算领域取得的新突破。
近十年计算所不但建立了处理器芯片和智能算法安全两个全国重点实验室,还新建了智能处理器研究中心、智能计算机研究中心、认知智能系统研究中心、先进计算机系统研究中心等科研实体,也开始从事量子计算、超导计算、光计算等未来计算研究,计算所将在未开垦的科研处女地上踏出坚实的脚印。近几年人工智能技术的高速发展,对传统的计算机学科提出了尖锐的挑战。计算不再只是封闭的函数映射和符号处理,动力系统的演化已成为计算机科学的重要研究内容;规则和制度成为计算对象更加动摇了传统计算的基础;人工智能的递归自主性使人类的文明进程也受到挑战,可治理性成为计算机科学必须关注的重要研究方向。计算所在人类文明跃迁的过程中要做出中国学者应有的历史性贡献。
(作者简介:李国杰,中国工程院院士,中国科学院计算技术研究所研究员,曾任计算所所长。)