“我和媽媽學科學”：走進代言人盧宇彤的“超算”之路
2022年“我和媽媽學科學”活動特邀請來自各界的9位杰出女性作為代言人。今天，一起走近代言人之一——盧宇彤，看她如何讓中國超算領(lǐng)跑全球。
文/李鵬
她親歷五代“銀河”、兩代“天河”超算系統(tǒng)研制；她曾代表中國六次站上世界超算最高領(lǐng)獎臺；由她擔任副總設計師的“天河二號”，打破了美日長期對世界超算頭把交椅的壟斷，改寫了超算的世界格局……她參與并見證了中國超算事業(yè)的發(fā)展歷程，更展示著中國女科學家的風采和擔當。
在她的帶領(lǐng)下，國家超算廣州中心取得一系列重大創(chuàng)新成果，支撐了數(shù)千項國家級課題的研發(fā)工作，成為全球用戶數(shù)量最多、應用領(lǐng)域最廣的超算中心之一。她就是中山大學國家超算廣州中心主任盧宇彤。
目前，由中國科協(xié)科普部、全國婦聯(lián)宣傳部主辦，中國科協(xié)農(nóng)村專業(yè)技術(shù)服務中心、北京科技報社承辦的2022年“我和媽媽學科學”活動，正在全國各地火熱開展。為提升“我和媽媽學科學”活動品牌影響力和參與度，充分展示鄉(xiāng)村全面振興中的巾幗力量，活動特邀請來自各界的9位杰出女性作為代言人。今天，一起走近代言人之一——盧宇彤。
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“龐然大物”在她心中埋下了一顆“科研種子”
從五代“銀河”系列到兩代“天河”系列超級計算機，中國的超算事業(yè)從追趕到超越的飛速發(fā)展過程中，盧宇彤既是見證者，也是參與者。與“超算”的緣分始于大四畢業(yè)設計前，然而要追根溯源她是什么時候與科學結(jié)緣的，就要從小時候說起。
盧宇彤的父母都是大學老師，家里學習氛圍十分濃郁，每天爸爸都會在家里看書學習，她也坐在旁邊翻看各種書籍。當同齡女孩子都在玩洋娃娃、過家家時，盧宇彤就開始閱讀科幻類書籍，這在一定程度上培養(yǎng)了她“好奇探索、理性思考”的科學精神。
高一時盧宇彤有幸參觀了“銀河一號”，那時的“銀河一號”被稱為“巨型計算機”，體積足足有一個小型會議室那么大，表面密密麻麻地布滿電子管。少女時代的盧宇彤被眼前的龐然大物深深迷住了，通過進一步了解和學習，她認識到這個超級計算機不但個頭大，而且對國家和區(qū)域安全有著極其重要的作用，它甚至關(guān)乎一個國家的科學突破和經(jīng)濟發(fā)展，這個“龐然大物”就這樣闖入盧宇彤的人生，并在她心中埋下了一顆“科研種子”。
高考報志愿時，盧宇彤毫不猶豫地填報了國防科技大學計算機學院，并順利入讀。她的“超算”科研道路始于本科畢業(yè)設計。那時，她的老師負責“銀河二號”編譯器的開發(fā)，她跟隨導師，進行“銀河二號”相關(guān)系統(tǒng)的軟件測試與驗證。從“銀河二號”開始，盧宇彤陸續(xù)參加了五代“銀河”、兩代“天河”的研制。
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一直跟隨“超算國家隊”共同成長
漫長的研究之路，對于很多人來說是沉悶辛苦的。然而，如果你熱愛，所有的投入就變成了享受，因為汗水可以澆灌出鮮花。
讓盧宇彤記憶深刻的是，上世紀八十年代，我國花巨資購買了一臺外國大型機系統(tǒng)，它必須放在指定的玻璃房子里，啟動密碼也由外國人掌握，這讓中國的科學家們非常不痛快。為打破這一技術(shù)封鎖，盧宇彤帶領(lǐng)團隊一頭扎了進去，研發(fā)的過程中，遇到了各種各樣的困難，而且還不少。超級計算機是一個龐大而復雜的系統(tǒng)工程，無論是系統(tǒng)還是應用，每一項技術(shù)突破和實現(xiàn)都不是單槍匹馬可以完成的，在盧宇彤看來，團隊協(xié)作是攻克難關(guān)最重要的武器。為了將“天河二號”網(wǎng)絡互聯(lián)軟件的性能參數(shù)調(diào)整到適應硬件的最佳狀態(tài)，盧宇彤的團隊在三個月里進行了上億次測試實驗，在系統(tǒng)研制最重要的攻關(guān)期，團隊每天一起工作十幾個小時，他們并肩作戰(zhàn)、攻克難關(guān)。
2015年11月16日，由盧宇彤擔任副總設計師的“天河二號”超級計算機系統(tǒng)終于給國家交出滿意答卷。它以每秒33.86千萬億次的計算速度連續(xù)第六度稱雄蟬聯(lián)榜首，比世界排名第二的系統(tǒng)要快兩倍還多。這項成果的研制成功，標志著我國在超級計算機領(lǐng)域已走在世界前列。其實，從1992年“銀河-Ⅱ”十億次通用并行巨型機研制成功，到2009年我國首臺千萬億次超級計算機系統(tǒng)“天河一號”問世，由“銀河”到“天河”，國產(chǎn)超算從“跟跑”到“并跑”再到“領(lǐng)跑”，盧宇彤一直跟隨“超算國家隊”共同成長。
國外媒體對中國在超算領(lǐng)域取得的成績屢屢報道。俄羅斯自由媒體網(wǎng)報道稱，如今，中國在全球超級計算機500強榜單上擁有的超算數(shù)量超過其他任何國家：中國擁有186臺，而美國擁有123臺。英國金融時報網(wǎng)站也報道稱，中國有能力在未來幾年占據(jù)超算領(lǐng)域的高地。
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超算技術(shù)對國家發(fā)展至關(guān)重要
其實高性能計算機，就是我們常說的超級計算機，它的計算方式與普通計算機是不一樣的。超算之所以算得快，是因為它做的是并行計算而非普通計算機的串行計算，因此需要有與大規(guī)模的超算系統(tǒng)相配套的大規(guī)模并行系統(tǒng)軟件，才能讓超算發(fā)揮超強的計算能力，同時處理成千上萬個計算任務。通過并行計算，很多原本在普通計算機或服務器上要運算很久的任務，甚至根本不可能完成的任務，在超算上可以迅速完成求解?！氨热鐝V汽集團，他們使用超算高效完成了傳祺GS8、GA6、Aion LX等熱賣車型的仿真計算，將原來需要用時兩至三年的新車型設計，縮短到五個月完成，車型開發(fā)效率大幅提升了50%，這就是超算的作用?！?盧宇彤舉例說。
不斷發(fā)展的超算技術(shù)，對國家的發(fā)展至關(guān)重要。它可以支撐重大科學領(lǐng)域的技術(shù)研究，也可推動新興科技領(lǐng)域的應用創(chuàng)新，發(fā)揮著引領(lǐng)國家科技進步的關(guān)鍵作用。多年來，超算技術(shù)廣泛應用于航天航空、電磁計算、海洋模式、醫(yī)學影像、材料基因等重大科學研究和國計民生領(lǐng)域，為國家的基礎科學研究和相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)作出重要貢獻。隨著更多的現(xiàn)實應用從基于數(shù)據(jù)的模擬與仿真，走向基于算法的挖掘和訓練，大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)正在與超算技術(shù)融合。超算逐漸成為支撐信息化發(fā)展的算力基礎設施和城市及重點行業(yè)的算力大腦?，F(xiàn)在中國正需要越來越多的人才投入到高精尖的超算領(lǐng)域。
“超級計算機是計算機的金字塔尖，面向超級計算機的并行系統(tǒng)軟件和并行應用軟件的前沿技術(shù)研究，可以帶動普通計算軟件的發(fā)展。”盧宇彤也表示，國產(chǎn)軟件要走向國際前沿、避免“卡脖子”危機，必須要堅持自主研發(fā)，并且持續(xù)投入，因為從軟件的研發(fā)到應用、到生態(tài)建設，是一個非常漫長的過程，需要產(chǎn)學研的深入合作。
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要給青少年更多認識、接觸科技的機會與平臺
工作之余，盧宇彤也特別留意青少年的發(fā)展，總是在接受采訪的時候寄語青少年，“青少年是國家的未來，提升青少年的整體科學素養(yǎng)是確保祖國未來科技創(chuàng)新力量儲備的根本。 ”
盧宇彤的孩子目前在讀研究生，作為成功的超算專家，她并沒有給孩子規(guī)劃既定的發(fā)展路線，而是以身作則，用自己對工作對事業(yè)的熱情與堅持鼓勵孩子，期望他也能找到自己喜愛的方向，取長補短，堅持不懈，保持探索與求知的科學精神。
孩子的科學素養(yǎng)與創(chuàng)新能力雖然與個人天賦有一定聯(lián)系，但與后天的教育也是密不可分的?？茖W的教育方式方法非常重要，“我覺得不能以家長意識為中心，而是應該采取啟發(fā)、引導的方式，尊重孩子對于任何問題的好奇心與求知欲，通過多元的渠道幫助孩子拓展知識，鼓勵孩子在博觀的基礎上找到自己的興趣點，幫助孩子獨立思考和探索，加強實踐，學以致用，在實踐中培養(yǎng)批判性思維，激發(fā)創(chuàng)造性思維?！北R宇彤說。
盧宇彤在教育學生時，也常常鼓勵他們要大膽地提出自己的想法，不要篤信權(quán)威，而要積極動手去探索、實踐，不要停留在研究表面，要深入鉆研其中的原理和技術(shù)，要有批判性的思考，通過自身獨立的分析研究去發(fā)現(xiàn)對方研究中的不足，并提出完善改進方法。
在盧宇彤看來，青少年目前對于自我的認知還不夠完全，很多人還不清楚自己未來想做什么，因此家長、學校和社會給青少年更多認識、接觸科技的機會與平臺非常重要。同時要引導青少年養(yǎng)成勤于思考、善于發(fā)現(xiàn)、勇于創(chuàng)造的科學精神，樹立正確的科學觀。
“國家超算廣州中心長期舉辦形式多樣的超算科普活動，希望讓更多青少年了解超算文化、培養(yǎng)對超算的興趣，讓科技的種子生根發(fā)芽，激發(fā)更多青少年科技創(chuàng)新的夢想，將來為國家科技發(fā)展作出自己的貢獻?！?盧宇彤說。
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鼓勵更多女性參與到科學中來
“女性可以與男性一樣，在科學領(lǐng)域作出杰出貢獻?！弊鳛橐幻韼接⑿?，每次取得重大突破和成功，盧宇彤都感到十分驕傲和自豪。
盧宇彤也鼓勵更多的女性參與到科學中來。在她看來，科研工作不分男女，一樣承受技術(shù)壓力、調(diào)試壓力、加班壓力，“我們和超級計算機是用程序?qū)υ?、用實力對話，不分性別。”雖然女性確實會面臨著家庭與工作的平衡難題等問題的制約，但在一定程度上，女性還有不少優(yōu)勢。比如女性善于傾聽，認真細致，溝通能力有優(yōu)勢，易于融入團隊，追求完美，在計算機領(lǐng)域的研究和應用中視角更為全面，能夠發(fā)揮很大的作用。盧宇彤很少給自己貼性別標簽，“當然我也有不自信的時候，但不明顯，因為根本沒有時間去考慮。當出現(xiàn)問題時，唯一要做的就是尋找解決方法，不斷往前走，把重點聚焦到工作上，我堅信工作態(tài)度與成果遠比性別重要?！?/p>
女性作為媽媽的角色對提升孩子的科學素質(zhì)至關(guān)重要。“女性是生命的孕育者和哺育者，是孩子們的第一位老師，所以女性科學素質(zhì)的提升對于整個社會的科學素養(yǎng)的提升至關(guān)重要。同時，積極樹立媽媽的榜樣作用，發(fā)揮對孩子的正面帶動作用，啟發(fā)他們的科學興趣，弘揚科學精神?！彼f。
對很多普通女性而言，和孩子一起學科學，也能推動自身基本科學素質(zhì)的提升。這也是盧宇彤十分推崇中國科協(xié)科普部、全國婦聯(lián)宣傳部組織開展的“我和媽媽學科學”公益活動的重要原因。
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