“算”出一個新世界

“愛情能計算嗎？”中國第一臺千萬億次計算機“天河一號”誕生的2009年秋天，我問國防科大的一位計算機科學家。

他用長長的一段話作答：“辯證法認為，世界是有規律的。但還有很多問題比如愛情，人類尚未發現其中的規律，而已經發現的規律中也有可計算的和不可計算的。換句話說，只要人類能夠發現規律，并且找到方法把規律變成可計算的問題從而建立起物理和數學模型，計算機就能夠替代人類在這些問題中的勞動。”

轉眼5年。

2014年6月23日，在德國萊比錫召開的ISC國際超算大會（ISC14）宣布，位于國家超級計算廣州中心的“天河二號”幾無懸念地名列第43屆TOP500排行榜榜首。這是天河系列超級計算機獲得的第4枚“金牌”，也讓“天河二號”實現了珍貴的“三連冠”。各國最強超級計算機沒能趕上2014年11月之前完成瘋狂開放的話，不出意外，即將在美國揭曉的第44屆TOP500排行榜上，“天河二號”仍將嬋聯冠軍。從而將中國的超算“金牌”增加至5枚。

“天河二號”主任設計師、一襲紅衣的盧宇彤儀態萬方地走上舞臺領取獎牌那一刻，我想起了當年的問題。在升級速度比我用的手機還快的天河系列計算機上，“規律”無處不在：計算機科學家們造出速度更快、應用環境更好的機器，有助于進一步揭示世界的規律；各行各業的用戶通過發現更多規律，建立數理模型從而寫出應用軟件，才能把超級計算機抽象的計算能力轉化為具體的計算成果。

發現規律既是科學探索的目的，也是科學探索的基礎。

我有一幫哥們兒，五音不全但極熱愛歌唱事業。每每與之K歌，我的價值觀都會受到顛覆性的沖擊。他們的演唱，突破了音符存在的意義，突破了曲與詞的對應關系，突破了此歌與彼歌的界限。他們在一個八度與另一個八度之間、在說與唱之間毫無過渡地來回切換，如入自由之境。作為聽眾，我永遠無法預測他們下一句將要神舟上天還是蛟龍潛海，無法預測他們能在同一首歌里開辟出怎樣一種自主創新百家爭鳴的局面，但我被他們的快樂深深感染。

你看，雖然人類早已從基因中發現了生命的部分密碼，雖然美國科學家正在試圖通過聲波破譯海嘯蹤跡，雖然國足在輸球問題上從不讓我們意外，世上還真有些問題是難循規律的。即使是我們以為有規律的事，放在不同的人身上，也可能顯得沒了規律。因此，探尋規律是一個極為艱難的過程。

對于“近代科學為何沒能產生在中國”的“李約瑟難題”，李約瑟認為，中國古代缺乏自然規律觀念，阻礙了近代科學技術在本土成長。

實際上，中國古人是有明確規律觀念的。西周先人問：“悠悠蒼天，曷其有常？”老子把“道”提升到宇宙和人生之巔。孫臏總結：“天地之理，至則反，盈則敗。”天行有常，天地有道，萬物有理。這“常”、“道”、“理”，就是隱藏在宏觀世界與微觀世界、物質世界與精神世界中的規律。

一個廣為接受的解釋是：中國古人并不是沒有自然規律意識，但其追尋規律的行為是實用性的。他們更關心科學活動的用途——比如天象變化與皇帝娶媳婦的關系，而不是探究天象背后的物理原理。

就在中國固守“老中醫”式傳統經驗科學的17世紀，英格蘭的一個蘋果砸出了牛頓的萬有引力定律。建立在系統觀察基礎上的實驗開始與嚴密的邏輯體系結合，形成了系統的科學理論。以伽利略和牛頓為代表的科學家對科學方法論進行了重大變革，使得理論和實驗成為人類探索科學的兩種基本手段。

伴隨著科學前進的步伐，科學問題越來越復雜，這兩種方法顯示出局限性。20世紀40年代，電子計算機的發明大大提高了人類的計算能力，科學計算從此成為探尋世界的第三種方式。

錯過近代科學的中華民族，在新中國成立后才加入國際科技競賽。對于科學計算這一新興工具，從“銀河”到“天河”，中國的超級計算機由“中國創造”走向某些領域的“中國領先”。

追趕與競爭也許提供了最初的理由，但科學永遠是最大的動力。

“天河二號”工程副總指揮李楠說：“贏得競爭只是我們發展超算的副產品，更重要的是考慮怎樣把機器用好，獲得更多的科學發現。”

這話真牛——拿第一是個摟草打兔子的事兒，科學家們不太在意，咱媒體也別起哄得太厲害。至于外界“唱衰”或是“捧殺”，難擾我心。

從一個積貧積弱的國家發展為世界第二大經濟體，占地球五分之一人口的中國人終于可以擺脫實用主義的桎梏，把目光從腳下投向頭頂的星空，在對人類未來命運的關注中施展更為遠闊的抱負。

安裝在國家超級計算天津中心的“天河一號”已有用戶600多家，每天運行的計算任務超過1000個，催生了一大批科學和產業成果。國家超算廣州中心的“天河二號”也正式投入運行，為120多家用戶開展了300多項典型應用計算，取得了顯著的經濟效益和社會效益。

開始對本書進行修改時，我正在搜救馬航MH370飛機的中國海軍艦艇上見證這場跨越半個地球的世紀大搜索。

這不僅僅是一次搜索行動，這更是一次規模空前的世界各國科技實力協作與比拼。

搜救的艱難遠遠超出預期。南印度洋風浪漸甚，而動用了各種高技術設備的各國搜救力量，至今沒能找到那架飛機的蛛絲馬跡。

今天人類的科技成果無論如何豐厚，對于牛頓所言的浩瀚海洋，也不過是貝殼一枚。誰也不知道，超級計算機還會引領我們通向一個怎樣充滿答案以及更多問題的新世界。

本書的完成，離不開前輩的幫助。感謝中科院計算所張云泉老師在多次采訪中給予的教誨與啟迪。他來自“天河”奪冠現場的每一次“報道”，讓我們這些職業記者頓生失業危機感。

楊學軍、廖湘科、劉光明、李楠、盧凱、胡慶豐、劉波、盧宇彤、朱小謙……感謝國防科大計算機學院諸位教授和學校政委王建偉、學院政委劉學民、主任楊一藝多年來的循循善誘春風化雨，促我這樣一個無知的文科生愛上計算機。

感謝指導我在國防科大人文與社會科學學院攻讀博士學位的導師劉戟鋒教授和院長曾華鋒教授。在他們的啟發下，我正在試著把對于科學技術的原始興趣上升為較為系統的邏輯思維，并有意識地擺脫記者職業瑣碎記錄所帶來的負面影響。

感謝國防科大校報編輯龔盛輝老師和攝影師何書遠老師。龔老師為我無私提供了大量關于“銀河”往事的珍貴史料，而本書中多數照片來自何老師。

感謝湖南科學技術出版社林澧波、王斌兩位老師自2012年以來的催促和對本書的精心編輯。沒有他們的鞭策與寬容，很難想象我能克服自己的猶豫、膽怯、愚鈍與懶惰。

感謝每一位熱愛科學的讀者。這本書也許過于嚴肅，那么下一次，我會努力讓它更好看。