高庆狮:计算机事业的“拓荒人”

学院之光

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2013-05-18
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                                        一往无前,书写拓荒传奇

    1957年,高庆狮以优异的成绩从北京大学数学力学系毕业,被分配到中国科学院计算技术研究所工作。在国家发展的需要下,高庆狮转战计算机总体设计,进入了中国第一个计算机系统结构研究与设计组。进入小组之后,他认真学习翻译资料、扎实做好模拟实验,收获了很多经验和成果,为他后来的计算机、巨型机设计打下了坚实的基础。
                                       开拓进取,研制国防“功勋机”

    1958年,高庆狮作为系统结构设计负责人,开始了中国第一台自行设计的大型通用电子管计算机119的系统结构设计研究。当领导将设计任务交给他时,他没有向组织提任何的要求,满怀信心地答应了。攻关的岁月是艰苦的,但也是充满激情的,高庆狮回忆道,“1959年岁末,我国第一台自行设计的电子管计算机119的电路实验刚刚完成,需要立刻进行逻辑图修改,我们全部系统结构组成员及电路组中志愿者一共八个人,马上投入战斗,每天晚上工作到凌晨2点多。累了就地趴在桌子上,或者到会议室,半坐半卧在沙发上,小睡一会儿。清晨6点起来,清水漱口,派人就近买点早点,饭后又开始投入第二天的战斗。”正是凭借着这样的干劲和激情,高庆狮圆满完成了任务。1964年,我国自主设计的第一台大型通用电子管计算机119在中科院计算所研制成功,运算速度每秒5万次。

                                        孜孜以求,助力人造卫星升空

    1957年10月,苏联成功地发射了人类第一颗人造地球卫星,4个月后美国也成功发射“探险者一号”卫星。面对错综复杂的国际形势,1958年5月,毛泽东主席提出:我们也要搞人造地球卫星!

    1965年,人造卫星任务正式开始实施。同年10月,中国科学院启动了第一颗人造卫星“东方红一号”的研制任务。高庆狮作为地面计算控制中心设计的负责人之一,参加了这个历史性项目。1970年4月24日,我国自行设计和制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”由“长征一号”运载火箭发射成功。当听到响彻太空的《东方红》旋律时,高庆狮忘情地欢呼,这欢呼源自于辛勤的付出和努力,更源自于祖国腾飞的喜悦之情。

                                         临危受命,打造超大向量机

    1973年3月,我国飞行器设计进入了至关重要的阶段。众所周知,研制飞行器需要大量的数学运算。然而,当时国际上的ILLIAC-4计算机因为效率低和使用难正处于一片批评声中,国内的技术条件也达不到STAR-100等向量机所需的条件。当时国内规划使用10兆主频的电路研制200万次的计算机和用20兆主频的电路研制500万次的计算机,然而这却和飞行器设计需求相差甚远。

    在这样的情况下,当时在中科院计算所工作的高庆狮就在所长阎沛霖的带领下来到了国防科委副主任钱学森的办公室。面对艰巨的任务,高庆狮首先分析了国内相关条件,得出“使用20兆主频的电路基础上可以研制亿次巨型机”的结论,于1973年5月向钱学森进行了汇报。然而,为满足当时研制火箭和各种飞行器的流体力学的计算需求,必须有每秒一万亿次的巨型机。经过众多的实验验证,高庆狮得出已存在巨型机的优缺点,继而锁定向量机的研究方案,在1975年提出纵横加工向量巨型机(757大型向量机)方案并正式上马,这比美国1976年公布的第二代巨型机Cray方案(采用“分段处理向量”方法)早了一年。在757的研发过程中,高庆狮又先后提出了十亿次、百亿次巨型机方案(虚共存细胞结构纵横加工向量机原理),这是国际上第一个“虚共存”概念的设计方案。

                                           厚积薄发,续写科研新篇

    1994年,高庆狮来到北京科技大学任教。他又提出基于变换的多语言互译新方法,并与公司合作进行实验。他的学生陈肇雄博士组织另外两个协作单位,进行改进和产品化,成功研制出智能型英汉机器翻译系统EC-863。该成果获国家科技进步一等奖。

    从2000年开始,高庆狮提出国际上第一个不需要事先切分,其速度与语言知识组块多少无关的多语言机器翻译方法及提高自然语言口语识别和文字手写(包括在线非在线)及印刷体识别率的有效方法,并且前后申请了三个发明专利,一步步向锁定的实用目标推进。

    高庆狮在进行人工智能研究的同时还关注着网络安全研究,在这个过程中,他看到靠鉴别认证软件来发现病毒很难于事先进行,于是提出“如果病毒进入了计算机系统,从系统结构角度采取措施(虚拟空间隔离)来防止‘病毒对系统内需要保护的软硬件进行盗窃或破坏’”。他率先提出了国际上第一个从计算机系统结构角度来防止病毒攻击和盗窃的创新性方案,这一研究成果获得了国家发明专利。

    与计算机病毒的抗争刚刚结束不到一年,高庆狮又锁定了新的研究方向。他发现1965年Zadeh提出的模糊集合论不完备(不能正确描述客观世界中的各种模糊现象)和不可能有补集的两个缺点。高庆狮大胆地对这一尘封近半个世纪的问题提出了挑战,他讨论了模糊集合之间存在着的关系,提出新的计算公式,改进原理论,提出了“与概率论的基本部分同构,与经典集合论一致,与通常逻辑、思维和概念相一致”的新模糊集合论,从而把模糊集合论扭转回精确的科学轨道,克服了Zadeh模糊集合论的全部错误和缺点。

    数十年来,作为我国计算机领域先驱、智能科学开拓者的高庆狮,在国内外一级学报及国外国际会议等处发表论文70多篇、完成30多篇有关重大工程的论证报告,作为设计负责人先后获国家科技进步一等奖2项、中国科学院科技进步特等奖1项、全国科学大会重大成果奖4项,为我国计算机和智能科学事业的发展做出了重要贡献。

                                          明师重德,育人孜孜不倦

    高庆狮不仅是计算机学界的灵魂领军人物,还是一名诲人不倦的教师。他注重培养学生独立思考、勤奋务实的学术精神。对于学术研究,高庆狮有着自己的理解,他崇尚独立思维,告诉学生要“独立思考,不能人云亦云。独立判断是非曲直,独立判断经济效益、社会效益和科学价值”。

    他时刻牵挂学生的成长。在听取学生的汇报时,高庆狮常常询问学生们最近看了什么书,他还注重引导学生进行思考,只要听到学生们有了新的研究和思考,他就非常开心,并同学生们一起探讨。因家庭的原因,高庆狮经常来往于中国和加拿大之间,但不管是身在国内还是国外,他都时时不忘指导学生的学习和研究工作。有一次高庆狮的一名学生送他去机场,一路上高庆狮抓紧时间为学生解释六元素形式文法的问题,但是到机场时两人还没讨论完,就约好等高庆狮回来后接着讨论。可没想到那位同学刚回到学校,就接到了老师从机场打来的电话,高庆狮利用半个多小时的候机时间在电话里详细地阐述了对生成文法的一些思考,终于解开了学生的疑惑。

    他还悉心关怀学生们的生活,是严师,更是亲人。因为担心学生们破费,高庆狮不仅不让他们带礼物上门,反而时常将一些生活用品送给他的学生们,以改善离家求学的学子们的生活。2008年,南方许多地区遭遇了大雪灾,当时一位长沙籍的学生正在考取高庆狮的研究生。这位学生元月离开北京刚下火车,正走在积满大雪的路上,就接到高老师的电话“有什么需要我帮助的吗?长沙下了这么大的雪,家里人都好吧”。那年长沙的冬季非常寒冷,而那位学生的心里却十分温暖。
   
    他重视身教胜过言传。惜时如金、全心投入,是高庆狮的一贯原则,他用自己的行动教育学生要珍惜时间、专注学业。每天清晨,高庆狮都起得很早,简单活动之后就投入工作之中、从不耽误;他平时最常做的就是伏案研究。高庆狮的简朴也深深打动了学生的心。他平时最常穿的衣服不是一件白衬衫就是一件毛背心,最好的衣服莫过于那套曾经穿着接受主席接见的素面西服。夫人说,高庆狮最重要的财产就是书房两面墙柜上的书和材料。

    高庆狮真心喜爱教师的身份。他喜欢被人称为“老师”,而不是“院士”或是其他什么称号。身为中国计算机界的权威,有人称他为中国计算机界的“八大金刚”之一,对于这样的赞誉,他仅淡淡一笑:“都是他人说法”。

    高庆狮以深厚的数学造诣和严谨的治学态度为学生传道解惑,以真挚的关心挂念和细致入微的照顾温暖学生,用自己的真诚、淡泊与朴素深深地影响学生。几十年里,他共指导七十余名博士、硕士研究生,这些学生有的已经成为科研院所的领头人,有的已经获得了国家科技进步奖,他们都在各自的岗位上为我国的计算机事业做出贡献。
   
    一生耕耘,一生奉献,他是我国计算机事业荒原的开拓者;严谨求实,勇于创新,他是科研之路上的楷模;潜心教育,桃李天下,他是言传身教的领路人;谦虚谨慎,淡泊名利,他是道德风尚的榜样。这就是高庆狮院士。