- 久久為功:達(dá)夢40年科技自立之路
- 劉浩睿
- 3926字
- 2024-09-06 18:37:08
被燒毀的技術(shù)資料
1978年3月18日,全國科學(xué)大會(huì)召開了。
這是一場鋪墊了一年的大會(huì),會(huì)期長達(dá)半個(gè)月。大會(huì)表彰了862個(gè)先進(jìn)集體、1192名先進(jìn)科技工作者和7675項(xiàng)優(yōu)秀科研成果。更重要的是,對(duì)于全國所有的科技工作者而言,他們都得到了屬于自己的表彰——在開幕式上,鄧小平在發(fā)言中再次闡述了“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”的論斷,明確“為社會(huì)主義服務(wù)的腦力勞動(dòng)者是勞動(dòng)人民的一部分”,[1]摘掉了壓在知識(shí)分子頭上的“資產(chǎn)階級(jí)”帽子。
春天的故事里,空氣里的一切都在淺吟低唱著一句歌詞:冬蟄結(jié)束了。作為國家教學(xué)科研的一線工作者,高校的教師是第一批報(bào)春的鳥兒,他們饑渴地尋找著每一點(diǎn)兒學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。
秋天,華中工學(xué)院組織了一個(gè)20余人的教師隊(duì)伍前往武漢鋼鐵廠[2]參觀學(xué)習(xí)。武鋼是那一年中國工業(yè)領(lǐng)域最耀眼的明星,耗資40億元(約6億美元)從聯(lián)邦德國和日本引進(jìn)的“一米七軋機(jī)工程”經(jīng)過四年的施工裝配接近完工,馬上要投入試生產(chǎn)。
20世紀(jì)70年代初,隨著中美關(guān)系的正常化,中國逐步回到世界大家庭中。借此契機(jī),中央決定三至五年內(nèi)引進(jìn)一批國外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備,預(yù)算總計(jì)43億美元,這被稱為“四三方案”。“四三方案”最終引入了26個(gè)大型工業(yè)項(xiàng)目,所有項(xiàng)目中,武鋼的“一米七軋機(jī)”單項(xiàng)投資最高。耗資6億美元“迎娶”來的“一米七軋機(jī)”并非浪得虛名,它具有當(dāng)時(shí)的國際先進(jìn)水平,熱軋速度最快可達(dá)到每秒23.26米,25臺(tái)電子計(jì)算機(jī)監(jiān)管著長達(dá)三公里的生產(chǎn)線,可以實(shí)現(xiàn)無人值守、自動(dòng)化生產(chǎn)。來自華中工學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)、經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)和計(jì)算機(jī)專業(yè)的老師們十分好奇,想要趕快弄明白,到底是什么樣的技術(shù),支撐著戰(zhàn)敗國日本在三十年的時(shí)間里取得了如此高的工業(yè)成就。
12月12日,“一米七軋機(jī)”主體工程順利建成,實(shí)現(xiàn)一次投料試車成功,全廠歡喜。日方的援建專家隨后陸續(xù)撤離。就當(dāng)馮裕才和其他老師迫切地希望能夠看到工程的技術(shù)文件時(shí),他們才被告知,為了防止核心技術(shù)流到中國人手中,那堆積起來能裝滿三卡車的原始資料早在日方專家撤離前就已經(jīng)被小心翼翼地?zé)龤У袅恕?/p>
亮紅的鐵水依然在生產(chǎn)線的指揮下奔涌流動(dòng),軋成的鋼板沖入武漢冬天的空氣中冷卻暗淡下來,馮裕才的心卻好像被這鋼板狠狠地燙了一下。這是一個(gè)殘酷的叢林法則:科技領(lǐng)先的國家是不會(huì)把核心技術(shù)施舍于人的,中國人應(yīng)該,也必須把核心技術(shù)掌握在自己手里。
計(jì)算機(jī)軟件的門類繁多,由此開始,馮裕才認(rèn)真思考起究竟要投身于哪一個(gè)具體的軟件領(lǐng)域。一組數(shù)據(jù)引起了他的注意:來自同時(shí)期發(fā)達(dá)工業(yè)國家的統(tǒng)計(jì)顯示,用于各種管理的計(jì)算機(jī)占計(jì)算機(jī)總數(shù)的80%,還有用于控制的計(jì)算機(jī)占15%,真正用于計(jì)算的計(jì)算機(jī)不到總數(shù)的5%。管理領(lǐng)域最重要的軟件就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),馮裕才頓時(shí)明白,一個(gè)由國人掌握核心技術(shù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將會(huì)迸發(fā)出巨大潛力。
參觀武鋼“一米七軋機(jī)”的痛苦回憶影響了馮裕才的一生——研發(fā)自主數(shù)據(jù)庫需要大量投入,每當(dāng)“放棄自主研發(fā)技術(shù)路線”作為一個(gè)選項(xiàng)擺在公司的發(fā)展道路上時(shí),馮裕才總是毫不猶豫地避而遠(yuǎn)之,堅(jiān)持在艱辛而晨光熹微的小路上繼續(xù)走下去。這個(gè)時(shí)候,是他心口的那塊燙疤在隱隱作痛。
萬事開頭難,馮裕才要讓自己在知識(shí)上縮短與前沿?cái)?shù)據(jù)庫技術(shù)的距離。為此,他組織了一個(gè)16人的數(shù)據(jù)庫課題組,分工翻譯和理解當(dāng)時(shí)還十分不易獲得的來自國外的數(shù)據(jù)庫資料。課題組將大部頭的數(shù)據(jù)庫理論教材以章節(jié)為單位分解,再由相應(yīng)的老師以讀書報(bào)告的形式進(jìn)行分享,這樣的分工合作大大縮短了消化一本理論圖書所需的時(shí)間,幫助小組成員汲取了許多開發(fā)所需的數(shù)據(jù)庫知識(shí)。
就在馮裕才準(zhǔn)備全力研究數(shù)據(jù)庫知識(shí)的時(shí)候,一個(gè)看似與數(shù)據(jù)庫不相關(guān)的任務(wù)突然降臨到他的身上。
七機(jī)部希望,華中工學(xué)院能夠組織老師開發(fā)一個(gè)小型操作系統(tǒng)軟件,用于我國自研的一款航天系統(tǒng)。航天器在空中飛行會(huì)產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在空中處理后,要回傳給地面進(jìn)行分析。馮裕才需要開發(fā)的這套操作系統(tǒng)實(shí)際上就是地面上各個(gè)設(shè)備的“指揮官”。
這時(shí)距離馮裕才第一次接觸計(jì)算機(jī)編程還不到三年,對(duì)于操作系統(tǒng)究竟是個(gè)什么東西,馮裕才只是讀過幾本書,有個(gè)大概了解,根本談不上精通,甚至連選什么匯編語言都不知道。他能依仗的,只有大學(xué)時(shí)學(xué)到的機(jī)械制圖知識(shí)、學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)帶給他的邏輯思維能力,以及此前參與開發(fā)Fortran語言編譯系統(tǒng)的實(shí)操經(jīng)歷。即使這些能力加在一起,距離完整地開發(fā)出一套操作系統(tǒng)也山遙路遠(yuǎn)。
一切都沒有頭緒,馮裕才勉強(qiáng)接受了這一讓他心里沒底的任務(wù),并謝絕了學(xué)校為他加派人手的提議,只身一人前往北京。
在清華大學(xué),馮裕才接觸到了NOVA系列計(jì)算機(jī)。NOVA系列計(jì)算機(jī)是美國數(shù)據(jù)通用公司(Data General,簡稱DG)于1969年開始陸續(xù)推向市場的一系列小型計(jì)算機(jī),在20世紀(jì)70年代十分受歡迎。除了美國,日本和中國也研發(fā)制造出了能夠與NOVA系列實(shí)現(xiàn)軟件兼容的類似機(jī)型。其中國產(chǎn)機(jī)型叫DJS 100系列機(jī),它是由清華大學(xué)、華東師范大學(xué)等單位參與研發(fā)的。NOVA機(jī)型上帶有獨(dú)立操作系統(tǒng)(SOS,Standard Operating System)。SOS是一個(gè)簡單的管理程序,占用內(nèi)存較少,它主要用于管理一些基本的輸入輸出設(shè)備,控制它們和主存之間的信息傳輸。這個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模和功能與馮裕才即將開發(fā)的操作系統(tǒng)比較相近,這讓他第一次庖丁解牛般地研究了一個(gè)商用操作系統(tǒng)的構(gòu)成。
研究SOS的原理、設(shè)計(jì)思路和算法為馮裕才帶來了啟迪,可落到實(shí)際操作上還有很大的難度。操作系統(tǒng)想要成為各個(gè)設(shè)備的“指揮官”,一個(gè)先決條件是,所有的設(shè)備都能夠與系統(tǒng)所在的主機(jī)相連,并且能夠正常驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。而擺在馮裕才面前的卻是一堆來自全國各地的散件——北京生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)、來自呼和浩特的繪圖儀、來自牡丹江的磁帶機(jī)、來自天津的寬行打印機(jī)等等。由于硬件之間缺乏標(biāo)準(zhǔn)接口,硬件要想相互連接并且搭配運(yùn)作起來,需要計(jì)算機(jī)專業(yè)、自控專業(yè)、無線電專業(yè)的老師通力合作,研發(fā)相應(yīng)的硬件接口。
馮裕才在大學(xué)學(xué)習(xí)的是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè),看起工程圖來沒有難度,可是老師們交給馮裕才的卻是電路圖。電路圖上,走線密密麻麻地連接著各個(gè)設(shè)備的不同接口,第一次鋪開它的馮裕才仿佛一頭撞進(jìn)了蜘蛛網(wǎng)。為了讀懂電路圖,馮裕才在編程的同時(shí)還花費(fèi)了大量時(shí)間學(xué)習(xí)電子電路的圖書資料。
操作系統(tǒng)編寫完成后,馮裕才開始試著將所有設(shè)備連在一起,卻發(fā)現(xiàn)程序不能正常運(yùn)行。這是一個(gè)最令開發(fā)者沮喪的時(shí)刻——問題可能出在外設(shè)上,也可能出在程序上,馮裕才只能面對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)如盤絲洞中一般的走線和計(jì)算機(jī)上星羅棋布的代碼,一個(gè)角落、一個(gè)角落地排查。這也是操作系統(tǒng)難于編譯系統(tǒng)的地方:編譯系統(tǒng)的運(yùn)行遵循一定的順序,如果出了錯(cuò)誤,可以沿著運(yùn)行邏輯慢慢排查;操作系統(tǒng)的異步任務(wù)如果出現(xiàn)了運(yùn)行故障,則很難快速定位到錯(cuò)誤點(diǎn)。
停滯持續(xù)了兩個(gè)月,馮裕才進(jìn)行了很多次調(diào)試,都查不到錯(cuò)誤到底出在哪兒,這幾乎成了讓他寢食難安的一塊心病。
一天夜里,半睡半醒之間,馮裕才又開始在腦中過代碼。他的大腦就像是運(yùn)行系統(tǒng)的計(jì)算機(jī),默默地回顧完一個(gè)模塊的代碼,就開始想象這段代碼所執(zhí)行的信號(hào)在各個(gè)外接設(shè)備間傳遞的過程。忽然,他停住了,腦中的畫面定格在了寄存器上。有一種直覺告訴他,就是這里出了問題。
第二天一起床,馮裕才就飛奔向?qū)嶒?yàn)室,他打開電腦,開始篩查寄存器相關(guān)的代碼。果不其然,一個(gè)應(yīng)該輸送給AC3寄存器的數(shù)據(jù)被輸向了AC1寄存器。寄存器的前面連接著計(jì)算機(jī),后面連接著外設(shè),計(jì)算機(jī)計(jì)算出的數(shù)據(jù),需要通過寄存器送到外設(shè)上。正是這個(gè)錯(cuò)誤,讓操作系統(tǒng)的運(yùn)行邏輯被中斷,導(dǎo)致幾個(gè)外設(shè)與計(jì)算機(jī)之間不能正常“握手”交換數(shù)據(jù)。
馮裕才急忙開始修改代碼,敲代碼的手微微有些顫抖,他覺得又好氣又好笑,埋怨自己沒有早點(diǎn)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題,又有點(diǎn)擔(dān)心起來:如果修復(fù)了這個(gè)錯(cuò)誤,系統(tǒng)還是繼續(xù)宕機(jī),那么另一個(gè)問題又會(huì)出在哪兒?
代碼修改完畢,馮裕才再次啟動(dòng)了系統(tǒng)。這一次,沒有出現(xiàn)任何問題,外設(shè)上嘀嘀嗒嗒地傳出計(jì)算數(shù)據(jù)。馮裕才高興得就像磁帶機(jī)里的轉(zhuǎn)輪一樣,一邊放聲唱著歌,一邊在實(shí)驗(yàn)室里轉(zhuǎn)起了圈。
花了一年多時(shí)間開發(fā)出的這套操作系統(tǒng),雖然并不復(fù)雜,但麻雀雖小五臟俱全。它很好地滿足了國產(chǎn)航天器的核心需求,并在此后沿用了許多年,研發(fā)小組也憑此獲得了七機(jī)部頒發(fā)的技術(shù)一等獎(jiǎng)。
對(duì)馮裕才而言,他的收獲不僅僅是積累了軟件開發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。編譯系統(tǒng)搭起了人與機(jī)器之間的溝通橋梁,操作系統(tǒng)則將硬件和軟件資源調(diào)配和管理起來,曾經(jīng)從事這兩類軟件開發(fā)的經(jīng)歷并非對(duì)于數(shù)據(jù)庫管理軟件的開發(fā)毫無用途,相反,它們奠定了馮裕才對(duì)計(jì)算機(jī)的理解。數(shù)據(jù)庫管理軟件同時(shí)應(yīng)用了編譯系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的技術(shù)。特別是操作系統(tǒng),與數(shù)據(jù)庫的關(guān)系就如同兩個(gè)齒輪,彼此牢牢地咬合在一起,這讓馮裕才的編程經(jīng)歷成為他調(diào)轉(zhuǎn)方向進(jìn)入數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的最大優(yōu)勢。
另一方面,從零開始研制成功小型操作系統(tǒng)的經(jīng)歷,讓馮裕才絲毫不懼怕基礎(chǔ)軟件的技術(shù)壁壘,反而更加重視自主核心技術(shù)的研發(fā)。在日后的許多年,特別是開源的基礎(chǔ)軟件蔚然成風(fēng)后,馮裕才經(jīng)常告訴自己的學(xué)生和同事:開源,作為一種學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)途徑,是非常不錯(cuò)的,但是如果以“拿來主義”的態(tài)度對(duì)待開源代碼,沒有消化、沒有理解、沒有吸收、沒有融會(huì)貫通,開源可能反而是有害的。
此后的四十年,無論軟件市場上對(duì)于開源代碼多么趨之若鶩,馮裕才始終堅(jiān)持著自己的“開源三部曲”:第一步,吃透開源代碼;第二步,扔掉開源代碼;第三步,研發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的同類技術(shù)。其中最難的點(diǎn)就是從第一步到第二步的跨越。
堅(jiān)持?jǐn)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)這類基礎(chǔ)軟件的自主研發(fā)是一個(gè)艱辛的過程,馮裕才在之后的四十年里,經(jīng)歷過孤獨(dú),經(jīng)歷過迷茫,險(xiǎn)些被騙得家底全無,也借遍了親戚朋友的錢維持公司的運(yùn)營。這些都是1980年的馮裕才還不知道的。
他興沖沖地離開北京,踏上返漢的列車,去和數(shù)據(jù)庫課題組的伙伴們匯合,腦海中只有一件事:“我要去研發(fā)一款中國人自己的數(shù)據(jù)庫了!”
[1]《中國共產(chǎn)黨一百年大事記(1921年7月—2021年6月)之二》,參見:http://cpc.people.com.cn/n1/2021/0629/c64387-32143323.html。——編者注
[2]2016年,武鋼與寶鋼聯(lián)合重組,組建中國寶武。——編者注
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