“算”出一个新世界

“爱情能计算吗？”中国第一台千万亿次计算机“天河一号”诞生的2009年秋天，我问国防科大的一位计算机科学家。

他用长长的一段话作答：“辩证法认为，世界是有规律的。但还有很多问题比如爱情，人类尚未发现其中的规律，而已经发现的规律中也有可计算的和不可计算的。换句话说，只要人类能够发现规律，并且找到方法把规律变成可计算的问题从而建立起物理和数学模型，计算机就能够替代人类在这些问题中的劳动。”

转眼5年。

2014年6月23日，在德国莱比锡召开的ISC国际超算大会（ISC14）宣布，位于国家超级计算广州中心的“天河二号”几无悬念地名列第43届TOP500排行榜榜首。这是天河系列超级计算机获得的第4枚“金牌”，也让“天河二号”实现了珍贵的“三连冠”。各国最强超级计算机没能赶上2014年11月之前完成疯狂开放的话，不出意外，即将在美国揭晓的第44届TOP500排行榜上，“天河二号”仍将婵联冠军。从而将中国的超算“金牌”增加至5枚。

“天河二号”主任设计师、一袭红衣的卢宇彤仪态万方地走上舞台领取奖牌那一刻，我想起了当年的问题。在升级速度比我用的手机还快的天河系列计算机上，“规律”无处不在：计算机科学家们造出速度更快、应用环境更好的机器，有助于进一步揭示世界的规律；各行各业的用户通过发现更多规律，建立数理模型从而写出应用软件，才能把超级计算机抽象的计算能力转化为具体的计算成果。

发现规律既是科学探索的目的，也是科学探索的基础。

我有一帮哥们儿，五音不全但极热爱歌唱事业。每每与之K歌，我的价值观都会受到颠覆性的冲击。他们的演唱，突破了音符存在的意义，突破了曲与词的对应关系，突破了此歌与彼歌的界限。他们在一个八度与另一个八度之间、在说与唱之间毫无过渡地来回切换，如入自由之境。作为听众，我永远无法预测他们下一句将要神舟上天还是蛟龙潜海，无法预测他们能在同一首歌里开辟出怎样一种自主创新百家争鸣的局面，但我被他们的快乐深深感染。

你看，虽然人类早已从基因中发现了生命的部分密码，虽然美国科学家正在试图通过声波破译海啸踪迹，虽然国足在输球问题上从不让我们意外，世上还真有些问题是难循规律的。即使是我们以为有规律的事，放在不同的人身上，也可能显得没了规律。因此，探寻规律是一个极为艰难的过程。

对于“近代科学为何没能产生在中国”的“李约瑟难题”，李约瑟认为，中国古代缺乏自然规律观念，阻碍了近代科学技术在本土成长。

实际上，中国古人是有明确规律观念的。西周先人问：“悠悠苍天，曷其有常？”老子把“道”提升到宇宙和人生之巅。孙膑总结：“天地之理，至则反，盈则败。”天行有常，天地有道，万物有理。这“常”、“道”、“理”，就是隐藏在宏观世界与微观世界、物质世界与精神世界中的规律。

一个广为接受的解释是：中国古人并不是没有自然规律意识，但其追寻规律的行为是实用性的。他们更关心科学活动的用途——比如天象变化与皇帝娶媳妇的关系，而不是探究天象背后的物理原理。

就在中国固守“老中医”式传统经验科学的17世纪，英格兰的一个苹果砸出了牛顿的万有引力定律。建立在系统观察基础上的实验开始与严密的逻辑体系结合，形成了系统的科学理论。以伽利略和牛顿为代表的科学家对科学方法论进行了重大变革，使得理论和实验成为人类探索科学的两种基本手段。

伴随着科学前进的步伐，科学问题越来越复杂，这两种方法显示出局限性。20世纪40年代，电子计算机的发明大大提高了人类的计算能力，科学计算从此成为探寻世界的第三种方式。

错过近代科学的中华民族，在新中国成立后才加入国际科技竞赛。对于科学计算这一新兴工具，从“银河”到“天河”，中国的超级计算机由“中国创造”走向某些领域的“中国领先”。

追赶与竞争也许提供了最初的理由，但科学永远是最大的动力。

“天河二号”工程副总指挥李楠说：“赢得竞争只是我们发展超算的副产品，更重要的是考虑怎样把机器用好，获得更多的科学发现。”

这话真牛——拿第一是个搂草打兔子的事儿，科学家们不太在意，咱媒体也别起哄得太厉害。至于外界“唱衰”或是“捧杀”，难扰我心。

从一个积贫积弱的国家发展为世界第二大经济体，占地球五分之一人口的中国人终于可以摆脱实用主义的桎梏，把目光从脚下投向头顶的星空，在对人类未来命运的关注中施展更为远阔的抱负。

安装在国家超级计算天津中心的“天河一号”已有用户600多家，每天运行的计算任务超过1000个，催生了一大批科学和产业成果。国家超算广州中心的“天河二号”也正式投入运行，为120多家用户开展了300多项典型应用计算，取得了显著的经济效益和社会效益。

开始对本书进行修改时，我正在搜救马航MH370飞机的中国海军舰艇上见证这场跨越半个地球的世纪大搜索。

这不仅仅是一次搜索行动，这更是一次规模空前的世界各国科技实力协作与比拼。

搜救的艰难远远超出预期。南印度洋风浪渐甚，而动用了各种高技术设备的各国搜救力量，至今没能找到那架飞机的蛛丝马迹。

今天人类的科技成果无论如何丰厚，对于牛顿所言的浩瀚海洋，也不过是贝壳一枚。谁也不知道，超级计算机还会引领我们通向一个怎样充满答案以及更多问题的新世界。

本书的完成，离不开前辈的帮助。感谢中科院计算所张云泉老师在多次采访中给予的教诲与启迪。他来自“天河”夺冠现场的每一次“报道”，让我们这些职业记者顿生失业危机感。

杨学军、廖湘科、刘光明、李楠、卢凯、胡庆丰、刘波、卢宇彤、朱小谦……感谢国防科大计算机学院诸位教授和学校政委王建伟、学院政委刘学民、主任杨一艺多年来的循循善诱春风化雨，促我这样一个无知的文科生爱上计算机。

感谢指导我在国防科大人文与社会科学学院攻读博士学位的导师刘戟锋教授和院长曾华锋教授。在他们的启发下，我正在试着把对于科学技术的原始兴趣上升为较为系统的逻辑思维，并有意识地摆脱记者职业琐碎记录所带来的负面影响。

感谢国防科大校报编辑龚盛辉老师和摄影师何书远老师。龚老师为我无私提供了大量关于“银河”往事的珍贵史料，而本书中多数照片来自何老师。

感谢湖南科学技术出版社林澧波、王斌两位老师自2012年以来的催促和对本书的精心编辑。没有他们的鞭策与宽容，很难想象我能克服自己的犹豫、胆怯、愚钝与懒惰。

感谢每一位热爱科学的读者。这本书也许过于严肃，那么下一次，我会努力让它更好看。