国防科技大学自主创新团队 中国高度他们创造(组图)
发表时间:2019-06-14 作者:211大学网

阔步前进的国防科技大学。

 

阔步前进的国防科技大学。

科研人员调试系统硬件。

 

科研人员调试系统硬件。

高性能计算创新团队自主研制超级计算机综合技术水平进入国际领先行列。

 

高性能计算创新团队自主研制超级计算机综合技术水平进入国际领先行列。

磁悬浮技术创新团队在中低速磁浮列车的研究方面处于国内领先地位,并取得系列创新性的研究成果。图/何书远

 

  磁悬浮技术创新团队在中低速磁浮列车的研究方面处于国内领先地位,并取得系列创新性的研究成果。图/何书远

  这是让中国人骄傲,让世界震惊的成绩:

  2010年11月17日,国际TOP500组织发布第36届世界超级计算机500强排行榜,中国研制的“天河一号”超级计算机,以峰值速度每秒4700万亿次、持续速度每秒2566万亿次的优越性能,位居世界第一。

  2011年2月28日,第一条完全中国自主知识产权的磁悬浮交通线和世界上第二条中低速磁浮运营线在北京动工。

  2011年7月14日,中国制造的无人车成功完成了从长沙到武汉286公里的自主驾驶试验,再次让全国乃至全世界刮目相看。

  此外,北斗卫星导航系统若干关键设备、麒麟操作系统、环形激光器、“飞腾”CPU/DSP……这一大批代表中国和世界先进水平的科研成果都诞生在同一个地方:国防科技大学!

  这些成绩是如何取得的?这是一群怎么样出色的人?近日,作为本地特邀媒体,本报记者和人民日报、中央电视台、光明日报、人民网、求是杂志等10余家中央媒体一起走进了神秘的全军工程技术最高学府,探访自主创新团队背后的故事。

  成果篇

  中国巨型机抢占世界高峰

  众多中国创的世界一流,是在国外的技术封锁中实现的。

  在改革开放之前我国由于没有高性能的计算机,一部分勘探的石油矿藏数据和资料不得不用飞机送到国外去处理,不仅费用昂贵,而且受制于人。“在计算机领域,西方发达国家一直对中国实行核心技术封锁,”天河一号的总设计师、国防科技大学校长杨学军还清楚地记得,“不少科研人员都有过这样的记忆,在中国的地盘上,有一间屋子,中国人不能进去,因为这里面有外国卖给我们的高性能计算机,连操作的技术人员都是外国人,他们对机房进行24小时监控。”杨学军说在河北的涿州物探局和中国气象局都见过这场面,这一幕深深刺痛了他。

  1978年,中国改革开放的总设计师邓小平同志,将研制我国巨型计算机的任务交给了国防科技大学。面对西方国家的技术封锁,以慈云桂教授为代表的科技人员仅用5年时间就研制成功我国第一台亿次巨型计算机“银河-I”,中国从此成为世界上继美、日之后,能独立设计和制造巨型机的国家。此后,高性能计算创新团队在周兴铭院士、卢锡城院士的率领下,相继研制出“银河—Ⅱ”、“银河—III”等系列巨型机。

  2009年10月,由国防科大自主研发的我国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”展现在世人面前,一年之后,经过技术升级和系统优化的“天河一号”系统,以4700万亿次的峰值速度和2566万亿次的持续速度,双双刷新国际超级计算机运算性能最高记录,最终获得世界第一的殊荣。

  如今的“天河一号”作为国家超级计算天津中心的主机,已经广泛应用于石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、资源勘测和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、气象预报等众多领域。

  同水平技术只用三分之一研制成本

  2007年“八一”前夕,“我们的队伍向太阳新中国成立以来国防和军队建设成就展”在军事博物馆举行。展厅里,一套“智能交互式通用指挥平台”,吸引了众多参观者的目光。这套拥有自主知识产权的成果,就是该校老松杨教授领衔研制成功的。

  回顾研制历程,老松杨教授说,当初,研制工作一度受阻,他想起在国外留学时,有一项关键技术曾在一个多国合作项目中已取得成功应用。然而,当他就此咨询时,对方却守口如瓶,原来这一技术“对华禁售”。

  这件事让老松杨教授意识到:核心关键技术买不来,唯有依靠自主创新,才能不受制于人。在没有技术支持的情况下,老松杨教授带领课题组自强不息,顽强拼搏,历经一年多时间的探索创新,终于攻克了这一关键技术,研制出拥有自主知识产权的“智能交互式通用指挥平台”,其性能达到国外同等水平,而成本却仅有他们的三分之一。

  一次次临危受命,一次次攻坚克难,又一次次出色完成研制任务,该校自主创新团队掌握了一大批拥有自主知识产权的核心关键技术,为解决我国经济、社会、国防等的重大挑战性问题提供了有力的科技支撑。

  分析篇

  人才:这个总设计师才31岁

  硕果累累的背后,有着让人惊叹的青春团队。

  年轻化的团队是记者此次采访中发现的特点之一。杨学军1994年出任“银河-Ⅲ”总设计师才31岁。忆起当初当总设计师,杨学军坦言当时很意外,他当时仅是一名普通的教员,而此前总设计师组的成员基本上都是他老师,他连课题组副组长都不是。回到家,杨学军整整一周都没睡好觉,“叫我当总设计师,这等于把银河交到了我手上,担子很重啊。”

  “第一次进入‘银河-Ⅲ’例会的会议室,一看,呀,在座的大多数是我的老师,有的是比我早毕业几年的学长,虽然开会前做了思想准备一定要把这个会开好,但推开门刹那,脑子嗡的一片空白了。”而这一年杨学军的女儿刚6岁,爱人唐玉华也在研制团队里面,两人谁都没有时间料理家务、照管孩子。经过反复思考和商量,杨学军的母亲从山东的教学岗位上提前退休来到长沙,专门给他们做后勤。

  如今的“天河一号”的研发团队平均年龄也只有30多岁,“因为大家都是年轻人,每次开会讨论我们都争论得脸红脖子粗,没有师生更没有上下级的区别。”天河研发团队的副总设计师胡庆丰说,这样开放的氛围更有利于问题的解决。

  汶川大地震中,在灾区通信中断的危急时刻,“北斗一号”卫星导航系统在指挥抢险救灾与救援信息传递中发挥了重要作用,“北斗一号”也因此被称为“生命信使”。然而,卫星导航与定位技术是一项高新技术,曾是少数国家的“专利”。该校几个平均年龄29岁的年轻博士了解这一情况后,主动请缨承担攻关任务。在导师庄钊文教授的指导下,他们提出了一种全新的解决方案,打响了一场攻克自主导航定位关键技术的攻坚战,一举突破了制约我国卫星导航定位工程实施的地面关键设备若干技术瓶颈,成功研制了小型化手持用户机。如今这个团队平均年龄还不到32岁的队伍,已经成为我国自主卫星导航与定位系统关键技术攻关和地面装备研制的“国家队”。

  31岁成为了学校最年轻博士生导师的王雪松;33岁就被破格晋升为教授、如今已经成为国家“863”专家的袁博士;王宝生32岁就负责了网络系统方面的研究工作,他所在的团队30岁左右的年轻人占了70%以上……据统计,仅在国防科大电子科学与工程学院,200多名教员中40岁以下的占据了八成,平均年龄只有30多岁。

  环境:“顶撞”老师的学生受到表扬

  人才森林的脚下,必有一片适合成长的“沃土”。

  在市场经济中,年轻专家们面临众多诱惑。2000年初期,年轻专家常教授到广州出差,担任某企业总经理的同学三番五次邀请他加盟,并许诺40万年薪,这在10年前可不是个小数字,常教授没有答应,回到学校后不久,同学又来信请他担任公司技术指导,年薪20万,常教授还是谢绝了,他说:“我是名军人,事业在军营,再少钱我也愿意。”

  31岁的谌海新被选派到德国攻读博士学位,期限5年,然而他仅用了两年8个月就完成了学业,导师给他丰厚待遇挽留他,他却执意回到国防科大,先后承担了5个课题的研究任务。

  这样的事例太多,而国防科技大学珍惜人才、大胆起用人才的体制和传统就是凝聚这群专家学者的核心引力。“你有多大能力就给你搭多大的舞台!”多位专家都向记者表达了这句话。

  1994年,袁博士面临毕业,国防科大电子科学与工程学院向他发出邀请,他决定到学校考察一番。去的那天正值长沙酷暑,让他意外的是前来车站接他的竟是院里的副院长,副院长细心询问他的想法和要求,让袁博士下定决心留在了国防科大。而报到不久,教研室领导便把一项重点科研课题交给了他,从这里袁博士感到了学校领导对自己的信任。他最终出色完成了任务,并使我国在该领域拥有了自主知识产权。

  “我还曾经直接顶撞过老师,老师一点也没怪我。”孙志刚博士回忆进入银河团队前,有一天他对正在演示科研方案的老师脱口而出:“你的方案完全不对!”课堂上,老师宽容地让他讲完了理由并表示赞许。“科研工作中,对年轻人的宽容和信任让人感动。”加入银河团队后几年,孙志刚因工作出色担任了研究室主任。

  而杨学军留校则与“银河-I”的总设计师慈云桂有着千丝万缕的关系。据说,在他研究生毕业时,他所写的一篇论文,获得了慈云桂教授的青睐,教授在他论文边上加了一句话:“要把此人留下来。”正是这种老一辈科学家珍惜人才的传统,使得杨学军顺利留在了本校。

  “我们学校老师们既有科研任务又有教学任务,毫无保留授艺是传统也是责任。”磁悬浮技术创新团队领头人常文森教授认为,“让学生们在学习中获得锻炼实践的机会,不要害怕失败,这是保持科研团队创新活力的源泉。”

  机制:军民融合走出一条产学研路

  2011年2月28日,我国首条中低速磁浮交通示范运营线在北京启动建设。这一事件表明我国中低速磁浮交通系统具备了工程化、产业化实施能力,即将成为世界上继日本之后拥有中低速磁浮交通运营线路的国家。为了这一天的到来,76岁的国防科大教授常文森率领团队奋斗了整整30年。

  “历经30年的自主创新与持续攻关,我们终于掌握了拥有自主知识产权的核心关键技术,研制出磁浮列车原理样车,在国内首次实现了全尺寸单转向架的载人运行。”常文森教授欣慰地告诉记者。

  但是,要让这一成果走出实验室、真正变成方便人们出行的新型交通工具,是一项相当复杂的系统工程,必须有相关领域众多行业的参与。常文森再一次遇到了难题,他需要寻求一个“婆家”,帮助他的科研成果成功转化,真正走入实际。

  “我们走了军民融合的路子,让军用技术运用到民用中去,更好服务社会。”1999年,国防科大与北京控股集团有限公司一拍即合,共同承担了“十五”国家科技支撑计划重点项目“中低速磁浮交通技术及工程化应用研究”。双方联合国内17家科研单位与企业协作攻关,探索形成了以企业为主体、市场为导向、政府支持、产学研相结合的合作模式,突破了工程化和产业化一系列技术难题,实现了关键装备的全部国产化,为我国发展中低速磁浮交通奠定了坚实的基础。

  这一“联姻”,迈出了国防科大走中国特色军民融合式发展之路、推动科研模式创新的实践步伐。“按照计划是2012年列车上线,2013年开始运营,在此之前,我们还有大量的工作要做,毕竟这与纯粹科研不同,一定要关注每一个细节,经得起长期运营的考验。”尽管已经70多岁,常文森教授依然干劲十足。

  与天津滨海新区、湖南省共建国家超级计算天津中心、长沙中心,与湖南省共同研发大功率风电叶片……一系列军民融合项目的顺利实施不仅为建设创新型国家成功添翼,也为国防科大自主创新注入了新的活力。

  精神篇

  用湖南霸蛮精神搞科研

  从零到“中国创造”、“中国速度”乃至“世界一流”中,每一步的迈进靠的不是简单的模仿。3天的接触、六七十次的交谈,记者渐渐发现,尽管团队成员来自全国各地,但也许久居在星城的缘故,这个团队颇有湖南特色“耐得烦、霸得蛮、吃得苦”。

  耐得烦:“闭关修炼”完成8万次实验

  专家们告诉记者,“天河一号”之所以这么快,不得不提它的“混搭”结构:CPU(中央微处理器)+GPU(图形处理器)。“以前的超级计算机都是采用CPU联结,当速度达到了万亿次后有的计算机占据了上千平方米,相当于有限宽的高速路上挤满了车,也跑不快。”而“天河一号”相比之下算是小个子,因为它采用的是创新团队创造性设计实现的“CPU+GPU”异构融合体系结构。

  最开始的研究并不是一帆风顺。当科研人员从国外买回性能最好的GPU,将其与CPU连在一起,却发现运算效率只有20%。“这个结果肯定实现不了我们的目标,而从技术原理上来说,这个结构可以达到更高效率。”杨灿群负责的就是如何尽快提高这个运算效率,“GPU适合处理结构比较规整的批量数据,而CPU擅长复杂的逻辑运算,关键是如何合理分配任务,让二者分别干自己擅长的事。”

  “能不能做出来?能做到什么样子?没有任何榜样,这是别人从没有做过的事情。”当研制工作遭遇瓶颈无法突破时,科研人员沿袭了武林高手们为提升内力而闭关修炼的方法杨灿群和自己小组的成员去了长沙郊区进行封闭式攻关,“近半年时间,吃住都在宾馆里,没出过大门,几乎可以说是与世隔绝。”杨灿群说,为了很好的完成目标,大家都有严格的作息规律,“基本上都7时开始工作,晚上11时必须睡觉,每天还必须锻炼下身体。”这个时候,家里出了任何事情,他们根本无暇顾及。

  “星期一到星期四主要是分析资料、做实验,然后在周四寻找那个突破口,接下来再实现,一般都是这个规律,但有一个周四吃完晚饭了还没找到突破口。”杨灿群对那个焦虑的周四依然记忆深刻,有的时候一周仅仅能提高1%,但这对他们来说也是不小的进步。

  “一套测试程序在反复运行中,我们就是盯着屏幕,看着上面滚动着的实验结果,脑子里不断思索。一般都是每天7时30分开始,一直到晚11时。”杨灿群笑着说,晚11时后休息,但即便闭上了眼睛,那些枯燥的数据还在眼球上面滚动。在规定时间内必须实现目标,说没有压力那是假的,“那段时间我睡觉有时都会半夜醒来,再也睡不着,脑子全是数据,有的同事还必须喝点酒才能入睡。”讨论、思考、试验,从20%到30%、50%、58%一直到70%,一次测试中,计算机的峰值速度迅速达到了1206万亿次,成功了!现在粗粗算来,那段时间他们前后竟做了近8万次的试验。

  吃得苦:39年连续加班

  他们是科研人员,更是一群最能牺牲和奉献的军人。

  国防科大校园内有一栋楼叫“天河楼”,这是计算机学院的研究楼。夜深了,这里却依然一片灯火通明。“大家都是工作到晚上11时多,有些人还要工作到凌晨。渴了矿泉水、方便面随时都准备着,连门都不用出。”这在天河团队中负责电源分系统的胡世平看来非常正常,确实对于一个连续39年都加班加点的人来说,忙碌的工作就是他的生活状态。

  “别人加班都是某段时间,而他是几十年如一日加班加点,属于超负荷运转。”胡世平的爱人赵阳辉是记者此次采访中遇到的惟一一名家属,说起自己的丈夫,她言语里带着嗔怪也带着心疼,“他们周一上班到周六下班,周日就加班。”赵阳辉回忆着,几十年来,她和丈夫没有度过一个纪念日,没有一次特别活动。“有一次,他刚刚从北京出差回来,当时我在外有事,等我回家时他又接到任务即刻去了深圳出差,在家里仅呆了两小时,我们连面都没碰上。”

  “孩子的成长关键点他都缺席了,没开过一次家长会。”赵阳辉说孩子成绩还不错,中考时填志愿,别人告诉她可以读市一中,当时特别希望胡世平能来联系下,“可他那正在研究一个关键项目,出差在外,后来周兴铭院士得知此事后帮我签了字才读成。”

  “2006年,他90岁高龄的母亲病重、病危,他晚上守在医院里,白天照常上班。领导安排他出差,他一点也没推迟就走了,这一走就再也没见到老母亲。”说到这里,赵阳辉和胡世平不约而同地红了眼睛。

  “我们这不算什么。”胡世平告诉记者,舍小家顾大家,这样的事情在学校里比比皆是:

  2008年夏天,某课题组远赴内蒙古大草原做实验,高原强烈的紫外线将他们脸部、颈部和耳朵的皮肤全部灼伤。久未与家人见面的罗博士回到家中时,一岁多的儿子吓得哇哇大哭,怯生生地盯着他看了十几分钟,才将他认出来。

  1991年底,项目研究最紧张的时刻,某课题组陈教授在出差前夕接到电话,得知母亲因患尿毒症住院。老家常德距离学校不算太远,但来回一次的时间肯定会耽误科研进度,打乱科研计划。陈教授咬了咬牙,踏上了出差的列车。一忙几个月过去。第二年3月,还是从电话里,传来母亲病逝的噩耗。那一刻,陈教授泣不成声。每年清明,他总是来到母亲墓前久跪不起……

  霸得蛮:甘坐冷板凳30年

  研制高质量的环形激光器是一个世界性难题,西方的研制虽然已经取得进展,但实行严格技术保密,我国一开始虽有10多家单位开展此项研究,因技术难度太大先后下马,而国防科大光电科学与工程学院的专家却“咬定青山不放松”,甘坐冷板凳30年,使我国成为世界上继美、法之后第三个独立掌握这项技术的国家。

  上世纪70年代末环形激光器课题组成立之初,实验室是一间旧食堂改建的,堆积着各种简陋、普通的仪器设备。由于激光器检测要求严格,实验室要封闭,还要保持一定的空气洁净度。每年夏天来临时,“火炉”长沙酷热难当,实验室更是成了一个大“蒸笼”。年近六旬的高伯龙,经常光着膀子,穿着短裤,在实验室里加班加点,因此每年夏天,他的身上都长满了痱子。

  为了研制环形激光器,高伯龙几乎每一个春节都在实验室里度过。20多年里,几乎没有按时吃过一餐饭,并且常常是一天只吃一两顿饭。他的老伴对记者说:“跟他结婚几十年,我就是天天在家为他热饭,热了又凉,凉了又热。”

  刚研制激光器时,高伯龙和同事们都不知道制作研制激光器的工作台该用什么材料。一次,他听说大理石的膨胀率较低,可以选用。为了节约开支,他推着平板车到长沙火车站施工场地,向工人师傅“借”大理石,拉了一次又一次……


  高伯龙长年患有哮喘病,疲劳时经常发作。为了控制病情,不影响研究工作,他长期超剂量服用定喘药物,支撑着疾病缠身的躯体没日没夜地坚持工作。一天深夜,高伯龙从实验室回到家里,老伴看他的两腿肿得连袜子都脱不下,心疼得直流泪:“都这么大年纪了,这是何苦啊!”

  成功的背后是常人无法想像的艰辛。30多年来,环形激光器研究团队成员每年平均加班达1500个小时,多的达到2000小时以上。正是靠着这股霸蛮精神,他们一步步将我国的环形激光器技术推向了国际前沿。如今,他们研制的环形激光器,已形成多种型号批量生产能力,打破了国外在这一领域的封锁垄断,有效满足了我国航空、航天、航海和部队信息化建设紧迫需求。

  作者:朱华

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