記中國工程院院士、國防科技大學教授陳火旺
1997年12月,國務院批准公佈了中國工程院新增選院士名單,國防科技大學教授陳火旺名列其中。熟悉陳火旺經歷的人們都由衷佩服,這個閩南山村鐵匠的後代,在幾十年的矢志追求中,生命之火越燒越旺:
61年前立春的那天,閩南山區安溪縣長坑鄉,火焰通紅的鐵匠爐邊,那位衣衫襤褸、目不識丁的陳鐵匠喜上眉梢,為剛剛出生的兒子起名為“火旺”。
60多年來,陳火旺沒有辜負父輩的期望,他的生命之火越燒越旺:由陳鐵匠家祖祖輩輩中第一個中學生、第一個大學生、第一個出國留學生,成為中國電腦歷史上第一個 Fortran編譯系統的設計者、第一台億次巨型電腦軟體總負責人、“ 863高技術計畫”資訊領域第一屆專家委員會委員……
讓我們穿越時空,去探尋他那能給人以啟迪的成才足跡吧——
勤奮癡迷使他打下厚實的根基
1953年秋天,陳火旺中學畢業後,以優異的成績考入復旦大學數學系。
在復旦大學這座知識殿堂裏,陳火旺多次聆聽了聞名國內外的老教授講課:微分幾何學派的創立者蘇步青教授為他們這一屆學生講微分幾何;著名數學家陳建功先生教函數論,著名教育家楊武之教高等代數。老師們知識淵博,誨人不倦,常常把學生們引入數學思維的後花園。數學基礎一直較好的陳火旺更是珍惜機遇,自強不息,饑渴而貪饞地吸吮於百花叢中,釀制芬芳馥鬱的數學之蜜。
春風得意馬蹄疾。陳火旺以優異的成績結束了在復旦大學數學系的學業,隨即被選拔到北京大學進修數理邏輯。在燕園,他又有幸得到國內數理邏輯創始入、中國科學院院土胡世華和王憲鈞教授的親自教誨。
數理邏輯是數學的一個分支,它主要研究推理、計算的問題。它們的發展提出了二進位的新辦法,從而導致新技術革命尤其是計算技術的誕生,在50年代中期的中國,它尚是一門新興學科。一年半時間的系統學習和名師指教,為陳火旺日後從事電腦科學打下了厚實的基礎。
1965年初,周總理首次提出了我國實現四個現代化的目標。為了培養高層次的科技人才,時任助教的陳火旺作為復旦大學德才兼備的苗子,於1965年 9月受教育部派遣前往英國倫敦國家物理所進修。這是西歐的一個老牌科研機構,也是世界上著名的研究所,該所曾有好幾位科學家獲得諾貝爾獎,進入60年代,這裏的電腦應用科學已遠遠走在世界前列。陳火旺非常珍惜這難得的機遇。他下定決心要努力掌握當代世界最先進的電腦科學,為祖國早日邁向現代化目標作貢獻。在國內,他從沒用過電腦,理論上也是一知半解。電腦科學領域許多基礎知識他都沒掌握,指導他的教授M•伍哲建議他用半年時間入門實習。半年中,陳火旺拿出百米衝刺的勁頭。拼搏在電腦實驗室裏,他閱讀著、消化著紛繁複雜而生疏新穎的電腦教材,觀察著、解剖著眼花繚亂而神奇深奧的電腦實體。求知欲望使他忘卻了周圍發生的一切,連泰晤士河兩岸何等模樣都沒留意過。終於,他憑著勤奮癡迷與厚實的數學功底弄清了電腦軟體中巨集指令發生器的奧秘,又模仿著做了一個,裝到該所的電腦上一試,居然成功了。伍哲教授親自檢驗後,十分高興,隨即爽快地指導他系統地鑽研電腦軟體理論與實踐。
赴英進修原為兩年,但因國內“文革”動亂,海外學子自然難以為繼,中國駐英代辦處轉達的一紙通知,使陳火旺提前結束了進修,匆匆歸國聽命。
動亂年代跳槽的“燧人氏”
十年動亂,烏雲漫天。陳火旺回到上海復旦,校領導和專家教授早已“靠邊站”,或被批鬥,或被關押;教室、實驗室全部塵封,校園裏高音喇叭鼓噪不休,造反派的大字報鋪天蓋地。
面對這種狀況,滿懷報國之志的陳火旺心在顫抖、在流血:世界上科技革命浪潮疊湧,西方發達國家已將電腦科技作為一種戰略產業在加速發展、推進。而我國剛剛起步的電腦科學研究竟被政治風暴摧折了。“天予不取,必受其殃;時至不收,必遭其咎”。中華民族難道又要倒退回到愚昧、落後、封閉、無知的洪荒地步嗎?
鐵匠後代的陳火旺因“根紅苗正”,倖免成為造反派的靶子。他想起了一位偉人的名言:走自己的路,讓別人去說吧!便悄悄地找個僻靜之處溫習和鑽研電腦理論。
機遇偏愛有準備的頭腦。縱使在十年“文革”大夜彌天之際,國防科研戰線仍有少量院所在堅持重大項目的研究,當時上海華東電腦研究所就是屬於少數堅持科學攻關的單位之一。1967年春天,一個偶然的機會,華東電腦所負責人聽說復旦大學新近從英國歸來一位元電腦軟體專家,正是該所緊缺的人才,喜出望外。他們找到陳火旺提出邀請,一拍即合——陳火旺巴不得有一處施展身手的舞臺。隨後該所以“幫助鍛煉改造”的堂皇理由借調,復旦大學“造反”派只好放行。這樣,陳火旺跳出了“停課鬧革命”的是非之地。
到華東電腦研究所,陳火旺就發現,當時國內電腦軟體還處在拓荒階段:佈滿“010101”的專用紙帶就是電腦程式軟體,這種紙帶斷裂後,工作人員就用剪刀、漿糊將其修補粘接好,還用香煙去燒孔。原始的“鑽木取火”式的技術,鞭策著陳火旺奮起直追的使命感。在大街上貼滿“打倒資產階級學術權威”等標語的氛圍中,他“躲進小樓成一統,管他春夏與冬秋”,用將近兩年時間主持設計了我國電腦軟體領域第一個符號巨集組譯器,並成功地應用於“ 655”電腦上。他提出的遞迴結構式的符號巨集指令產生技術,也相繼被中國科學院電腦研究所、上海電腦研究所等單位採用。
蹉跎歲月進入七十年代,原哈軍工電腦專家慈雲桂為組建遠望號測量船專用電腦攻關隊伍到滬上“招兵買馬”,通過內線找到了陳火旺。陳火旺得知這是國家重點工程。二話沒說就答應“跳槽”——反正慈雲桂能包辦一切調動手續,連陳火旺那分居10年的妻子吳明霞也被他從中科院電子學研究所調來了。
時值“哈軍工”南遷長沙,學院百廢待興。研製電腦的工作點,安置在郊區一座破爛的農校養鴨棚裏。地上積滿了20多釐米厚的鴨糞,牆上塗著“砸爛狗頭”一類的標語……這環境,跟當年居里夫人熬煉瀝青渣的破舊漏雨棚相差無幾。
條件差,改變它!陳火旺和眾多專家教授們一起,持鍬挑擔,清除了鴨棚的積糞;用白灰漿刷淨牆上的污言穢語;沒有電,自己接線安裝。家眷搬來了,沒有宿舍,把教室用三合板隔成幾個小家。一盞燈瞧著幾家人,一嬰哭餓,全隊聞聲不安。當地蛇多,夜裏下班回家怕踩著,手中拿一根竹杆或樹枝,像避躲掛弦地雷一樣,邊撥拉邊走。
苦中有樂,陳火旺勁頭十足,他終於登上了為國爭光的大舞臺。在慈雲桂教授推薦下,國防科委指派他主持和領導國內第一個 Fortran編譯程序會戰,負責編譯器的總體設計,並於1974年完成了441B-Ⅲ的Fortran編譯系統(該成果在1978年獲全國科學大會獎)。
1973年至1978年,陳火旺肩負起遠望號測量船中心電腦 DJ151語言系統的研製重任。除1975年被硬性要求派往湘西農村支援農業學大寨,其餘 4載春夏秋冬,他作為符號巨集組譯系統(MPL)和Fortran編譯系統設計師,盡可能瞄準當時能瞭解到的國際先進水準,設計了 MPL和Fortran 編譯器的全部框圖,提出了因數分解式全局優化技術,使目標碼運行效率大為提高,成為國內第一個具備全局優化的編譯系統。
第一台巨型電腦“軟老總”
山不在高,有仙則名,水不在深,有龍則靈。慈雲桂、周興銘、陳火旺、陳福接、胡守仁等一批電腦專家的卓越貢獻,使國防科大成為國內一流的電腦科學研究基地。
1978年 3月,鄧小平同志親自決斷,把研製每秒運行億次的巨型電腦的任務下達給國防科大電腦研究所。
剛過不惑之年的陳火旺成了億次巨型電腦攻關主將,被任命為軟體系統總負責人。
陳火旺深知責任重大。如果把電腦硬體比作舞臺,軟體就是舞臺上演出的節目;如果把硬體比作人體,軟體則是這個人的知識和才能。但當時我國巨型機的軟體系統就像一塊貧瘠而荒蕪的土地。不改變這種“荒蕪”,巨型機就是一座徒有其名的舞臺,一個四肢發達而頭腦貧乏的巨人。
巨型機的軟體工程不是單槍匹馬或幾個人能完成的。要把巨型機的頭腦武裝起來,工程量巨大得讓人難以想像,而軟體人員寥若晨星。最初只有20來人,後來八方支援,逐漸增強到50餘人,為了裝備中國巨型機的頭生子,陳火旺率領這支“軟”隊伍投入了長達 4年多的硬攻關。
陳火旺的妻子吳明霞當時擔任軟體研究室副主任,也義不容辭地挑起負責組合語言系統研製的重擔。好一個投身於巨型機軟體攻關的夫唱婦隨“二人轉”:黎明即起,就忙開了,一個背誦科技英語點爐子,一個購買早點途中想“程式”。晚上,一拾掇完碗筷,夫婦倆就把兩個未成年的孩子扔在家裏,雙雙趕到機房去加班。對他們又說,飯菜可以將就,衣著、傢俱可以湊合,但巨型機的“程式”必須是最優的。
1980年上半年,他們的大兒子走到了人生的十字路口:高考前夕。班主任找上門來了:“你們哪怕抽一丁點兒時間輔導一下孩子,還有希望考上大學。”吳明霞動心了。她找了一塊小黑板,掛在家裏,給孩子輔導數學。一連 3個晚上。立竿見影,孩子的幾何測驗得到了從未有過的一百分!
正在攻關節骨眼上的陳火旺沖著妻子嚷起來:“你這是幹嗎?你的程式都編完了?”吳明霞分辯說:“我沒有影響工作。”確實,為了彌補輔導孩子所失去的時間,她那幾天夜夜工作到鐘敲三更,臉色已經蒼白。
“可你這樣能堅持多久呢?”陳火旺又提出疑問,吳明霞默然了。
魚與熊掌不可兼得。吳明霞含淚收起了小黑板。她硬起心腸不去看兒子哀怨失望的目光,一吃完晚飯又鑽進了實驗室。
寒暑交替,春種秋收。 4年中,陳火旺完成了巨型機軟體系統的總體設計;提出了一整套用軟體工程方法研製大型軟體的方案和規劃,貫徹於工程始末;直接主持了向量 Fortran語言和向量識別器的設計與實現;探索了DO迴圈向量化的萬法,為向量識別器的研製奠定了基礎;提出了適應單指令流和多資料流程的目標代碼生成方法、適應指節鏈結的迴圈組織法和降低樹高大基本塊優化技術。與此同時,他率領的軟體攻關隊伍高標準地完成了60萬條程式組成的軟體工程,為中國電腦軟體事業作出了開拓性的貢獻。
1983年12月,億次巨型機通過了國家級鑒定。鑒定書確認:“我國自行研製的第一台億次電子電腦系統,系統穩定可靠、軟體較齊全,其主要技術指標均達到和超過了規定的要求,具有國內先進水準,某些方面達到了國際水準。它的研製成功,填補了國內巨型機的空白。”
由陳火旺負責的這台巨型機軟體系統被肯定為達到當時的國際先進水準,其向量 Fortran目標效率和向量自動識別器的識別率高於當時一些發達國家 CrayFartran編譯器的水準。
1984年,“銀河 -Ⅰ”億次巨型機獲特等國防科技成果獎,陳火旺個人獲國防科技一等獎,並榮立了二等功。
快馬加鞭未下鞍
人到中年,陳火旺在電腦科學事業上煥發的能量越來越大,生命之火越燒越旺,祖國和人民賦予他的使命也越來越重。
80年代,國防科委任命他為國防科技大學計算系兼電腦研究所副主任;國務院學位委員會批准,他成為國防科技大學電腦軟體專業學科博士生導師;中國軟體行業協會推選為副主任委員;並當選國家“863高技術計畫”資訊領域第一屆專家委員會委員。
1987年 8月至1992年10月,他被中央軍委任命為國防科技大學研究生院副院長,……
求名者,把成績當作炫耀的資本;奉獻者,把使命作為奮發的動力。一項項任命,一副副重擔,陳火旺都當作鞭策自己爭作貢獻的力量。為了祖國的電腦科學事業躋身世界前列,他似乎總有一股使不完的勁頭,常年累月在這個當代世界方興未艾的科學莽原上開拓馳騁。
在高性能電腦軟體研製領域,為支援面向物件的軟體生產過程,需要有相應工具的支援,這些工具與語言的集成便構成了一個軟體發展環境。美國、日本等國曾投入了大量人力和財力研製面向物件的軟體發展環境,推出了許多系統,其中最有代表性和最為流行的Smalltalk-80系統。該系統在一些國家已商品化,但我國在80年代中期提出引進時,對方卻因該系統屬於高技術產品不願提供。
為打破西方國家的技術封鎖,陳火旺率領一批年輕學者,在“ 863高技術計畫”和國家自然科學基金資助下,從1987年春天起步,在國內率先開始了研製“面向物件的集成化軟體發展環境”的艱難探索。
為與國際先進標準接軌,他們選擇Smalltalk-80系統作為開發的原型。但當時對該系統究竟是什麼樣的程式設計、內部結構、運行環境,只能憑手頭一點商品廣告內容去分析。陳火旺在集思廣益之後,創造性地提出所要開發環境的功能及實現途徑,確定以 VAX機作為基礎環境,應用C語言實現。
參加這一課題的幾位年輕人是正在攻讀碩士學位的研究生,他們在陳火旺指導和啟發下,發揮了極大的主動性和創造性,把實踐中的探索同理論上突破緊密結合起來,撰寫了一批高品質的論文,在國內重要刊物和學術會議上發表。
“面向物件的集成化軟體發展環境”研製成功後,於1990年 3月通過了由國家教委主持的成果鑒定。參加鑒定的國內電腦軟體專家們一致認為,該系統達到了國際80年代同類軟體發展環境的先進水準,在國內尚屬首創,具有實用價值和很好的應用前景(1990年12月,該成果獲國防科技進步一等獎)。
幾乎在探索“面向物件的集成化軟體發展環境”的同時,陳火旺又率領另一支中青年專家學者組成的課題組,開始了向國際前沿的另一目標—“非單調推理系統GKD-NMRS”的進擊。
陳火旺與王獻昌、王兵山、齊治昌、王廣芳等 8位中青年專家學者針對國內當時非單調推理理論所存在的問題,在Horn邏輯基礎上把准缺邏輯推理的內核引入GKD-NMRS,使表達常識性的經驗知識和非單調推理在邏輯程式中成為可能,創立了新一代邏輯程式設計的理論、方法和技術。
作為一項集理論、技術於一體的高科技成果,GKD-NMRS一露角頭,就在國內外產生了重要影響,30多項理論研究成果在國內外一級刊物和會議上發表,其中一篇被1990年國際泛太平洋人工智慧會議評為優秀論文;另一篇被國際上最有權威的AI會議 IJCAI’91所錄用;還有一篇論文在首屆國際電腦集成會議上發表後,受到了評委會成員、國際系統集成季刊主編 Ng•Peter教授的讚賞。
1991年10月的國際聯機檢索表明,GKD-NMRS處於當前國際前沿,達到國際先進水準,它對於我國的非單調研究向實用化方向發展,以及對於國家“ 863計畫”智慧電腦系統的開發都起到了表率作用。這一重要成果通過國家“ 863計畫”電腦專家鑒定後,於1993年初獲國防科技進步一等獎。
隨著90年代中國電腦科技的蓬勃興起,陳火旺受到國內外許多專家、學者、電腦產業界的矚目,越來越多的學術團體請他指導,繼擔任武漢大學軟體工程國家重點實驗室學術委員會主任之後,他又先後受聘為南京大學、北京航太大學、中國科學院軟體研究所電腦科學國家重點實驗室學術委員會委員;國家智慧中心、東北大學等單位軟體工程中心學術委員會委員;國務院學位委員會電腦科學評議組成員。在廣泛而深刻的學術活動中,他的目光始終盯在本學科最前沿,率領志士仁人不斷奮進。
“立足國內,培養世界一流的博士”
“讓我也擁有您那睿智的思維,將科學的奧秘不斷破譯;讓我也邁出您那沉穩的步伐,在振興中華的征途上永不停息。啊,老師,您的目光是我的未來,您的希望是我的理想,您的開拓是我的榜樣,您的人生是我的航標。”
這是陳火旺教授一名學生心中的歌。
陳火旺教授是國防科技大學電腦軟體專業學科點第一位博士生導師,10多年來,他先後培養了博士生29名(其中19名已畢業),碩土生36名。
從擔任博士生導師之時起,他就開始了在人才培養上與國際接軌的實踐。
80年代中期,“銀河 -Ⅰ”巨型電腦等高科技成果使國防科技大學名聲大振。陳火旺編著的《程式設計語言編譯原理》是國內許多高校電腦專業教材,因而全國各地許多大學畢業生慕名而來報考他的研究生,其中不乏北京、上海等地高校老同學同事或名人權威推薦的,陳火旺堅持“嚴格選拔,寧缺毋濫”,從不礙於情面而降低標準。1983年40多名考生中,被他選中的只有 2名。
科研選題是研究生入門後最關鍵的一步。選題份量如何,在很大程度上左右學生的成績,也體現導師的水準。陳火旺認為,對於研究生來說,導師是指路人,而不是“保姆”;指導研究生,不是讓他們追隨,而應鼓勵他們創新。因此,他指導的博士生幾乎人人都經受了反復選題的磨煉。許多碩士畢業的佼佼者,儘管過五關斬六將考取了他的博士生,在選題階段,也得最大限度地挖掘創新思維潛能,獨立自主地瞄淮在學術上爭創世界一流的方向。
陳火旺曾錄寫了一幅對聯贈給他的博士生:海到盡頭天作岸,山至絕頂我為峰。其寓意是科學探索無窮無盡,作為金字塔尖上的博士應當搶佔制高點,高瞻遠矚,縱覽全局,將知識融會貫通,成為青出於藍而勝於藍的高材生。
名師出高徒。經過陳火旺教授近乎苛刻的要求和卓爾不群的指導,許多博士生畢業後,在各自的崗位上建功立業,幾乎都成了開拓創新,出類拔萃的風流人物。
殷博士,是陳教授指導的首批博士之一,現任國防科大電腦學院副教授、中國電腦學會理論電腦科學專業委員會常務委員兼秘書長,先後獲全國高校青年教師獎、國防科工委優秀教學成果獎、國防科技成果獎、湖南省自然科學成果獎各一項,1997年入選《中華人物辭海、當代大文化卷》。
王博士,在陳火旺教授指導下的 4年學位攻讀中,瞄準當代電腦科學前沿課題前進——《面向智慧體的人工智慧程式設計語言及其環境的研究》,畢業後在分佈物件技術和多 Agent系統理論方面的研究處於國際前沿。在國內保待領先水準,獲首屆“中創軟體基金優秀人才獎”。
景博士,是陳火旺教授培養的一位跨學科博士,他首先將電腦理論基礎打扎實,然後在交叉學科、邊緣學科上從事創新突破性研究,將理論攻關成果與工程實施融為一體。他的博士論文不僅被權威人士譽為“在該領域取得了突破性成績,達到國際先進水準”,其工程成果還獲得了部委級科技成果二等獎,多次被國內和國際學術會議公認為本領域的權威學者。
陳火旺培養的博土生,有許多尚未畢業,就成了國內外高校或科研機構預約聘請的重點對象。例如黃博士1995年底一畢業,英國的紐卡斯爾大學立即來信聘請他去做博士後,連工作許可證都寄來了。原來是一年前他訪問牛津大學時作了一場學術報告,使該校專家頓生“搶才”之心。報國心切的黃博士自然謝絕了跨國伯樂的好意。僅兩年多時間,他在電腦軟體理論和實踐上已是碩果累累,日前成了第二屆“中創軟體基金優秀人才獎”的得主(全國僅 4人)。
作為協助導師,陳火旺還參與了指導國防科大電腦科學與技術博士後流動站第一批進站的趙沁平博士,協助他挺立世界研究潮流的前沿,緊密聯繫我國電腦發展趨勢開展“類比與歸納推理”的研究,使一系列成果都具有國際先進水準。趙沁平博士出站後,即被破格晉升為教授,並先後擔任北京航空航太大學電腦系主任,北航業務副校長。現擔任國家教委“ 211工程辦”主任,國務院學位辦主任。
羲和走馭趁年光,不許人間日月長。
遂使四時都似電,爭教兩鬢不成霜。(白居易詩)
陳火旺教授雖已年逾花甲,但志壯不減當年,目光更高更遠。他決心在中國工程院院士的行列中,再風風火火幹好十年,二十年!
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