回憶我國第一個電子計算機科研小組

夏 培 肅

我國第一個電子計算機科研小組的誕生

1945年,美國賓夕法尼亞大學研製成功了世界上第一台電子計算機ENIAC。這台電子計算機於1946年2月宣布後,在國際科技界曾經轟動一時,這不僅僅是因為ENIAC使用了18000多支電子管,是當時世界上最大的電子機器,更重要的是： ENIAC的研製成功使一個嶄新的、非常有希望的科技領域展現在人們面前。實際上,在ENIAC的研製過程中,科學家們已經發現了ENIAC的不足之處和值得改進的地方。於是,以馮·諾依曼(John von Neumann)為代表的一些科學家在ENIAC的研製工作尚未完成時,就已着手設計新型的電子計算機--存儲程序通用電子計算機。在四十年代中期和後期,我國有不少科學家和留學生在國外工作和學習,其中一部分人對電子計算機也產生了興趣,著名數學家華羅庚教授就是其中之一。華羅庚那時在美國,與馮·諾依曼和哥爾德斯坦(H·H·Goldstine)等相熟,他們經常在一起交談有關學術問題。華羅庚教授於1950年回國後,1951年組建中國科學院數學研究所,並擔任所長。1952年,數學研究所遷至清華大學南校門內的一幢新建的兩層樓房裡。新籌建的數學研究所除了開展純粹數學、應用數學、力學、理論物理等研究外,華羅庚所長還念念不忘要開展電子計算機的工作。

1952年夏天,全國高等院校調整。在成立一些新的院校的同時,一些舊的院校合併,還有一部分機構撤銷。當時,清華大學電機系電訊網絡研究室也屬於撤銷之列,這個電訊網絡研究室是在解放後由清華大學和郵電部科學研究所合辦的。該研究室的研究人員是清華大學電機系的,經費由郵電部電信科學研究所提供。這個研究室在1952年有六個人,其中科研人員三人,輔助人員三人。研究室主任是清華大學電機系閔乃大教授。他是電訊網絡專家,是在抗日戰爭勝利後從德國回來的。另外兩個科技人員是王傳英和我。王傳英是清華大學電機系1950年的畢業生,他當時是閔乃大的助手;我是1951年從英國回來的留學生。電信網絡研究室決定撤銷後,我本來打算留在清華大學電機系講課。可是有一天,閔乃大告訴我:華羅庚想物色一些人到數學研究所去研究電子計算機。他和華羅庚相識,因此華羅庚希望他去數學研究所。閔乃大在電訊網絡方面的造詣相當深,正在着手寫這方面的專著,他願意去數學研究所繼續研究電訊網絡,但對於是否要改行去研究電子計算機,頗為猶豫。我當時比較年輕,1950年剛從英國愛丁堡大學獲得博士學位,以後到底從事哪方面的工作,還不是完全肯定。我在英國時,已粗略看過一些電子計算機的資料,知道是一個很有希望的學科。當我知道我們國家也將開展這方面的研究工作時,十分高興,所以,我馬上表示願意去數學研究所從事電子計算機的工作。閔乃大經過認真的考慮,再加上我的勸說,也同意搞電子計算機了。但他表示只能用部分時間研究電子計算機,因為他寫電訊網絡專著的計劃不能改變,王傳英知道這件事情後,也表示願意參加電子計算機的工作。

在我們商定以後,閔乃大去給華羅庚回話,並約定去和他見面。在1952年秋天的一個晚上,我們三人到他家去了一趟。他的住宅也座落在清華園內,在數學研究所附近,是專門為他修建的一所平房。當我們走進這所住宅的寬敞的客廳後,華羅庚所長熱情地接待了我們。大家坐定以後,他對我們談了打算在數學研究所開展電子計算機的研究的意圖,他又了解了一下王傳英和我的學歷和工作情況。我們也向他表示願意搞電子計算機。就這樣,沒有談多久,開展電子計算機工作的事情就算定下來了。我們回去後,立即着手搜集和閱讀電子計算機的資料。由於電訊網絡研究室的經費可以維持到1952年年底,雖然我們的工作已經轉向電子計算機,而我們沒有馬上到數學研究所去。1953年1月3日,我們三人到數學研究所上班。
這就是我國最早從事電子計算機的三人小組,由閔乃大任組長。閔乃大於1958年去德國定居,王傳英於1955年去蘇聯學習時改行了,當年的三人小組,現在只剩我一人了。

計算機小組從1952年秋到1953年底的工作和活動情況

我們在1952年決定研究電子計算機後,首先是開展調查研究。當時,有關電子計算機的資料不多,我們甚至找不到一本系統地完整地介紹電子計算機原理的書,只能就近從清華大學電機系圖書館的英文期刊中查找計算機方面的文章。那時,條件很差,當我們找到一些認為有參考價值的文章，需要人手一份時,不能複製,因為沒有複製設備；也不能打字,因為沒有英文打字員。我們主要靠自己一個字一個字地抄錄。我們除了鑽研電子計算機的資料外,還鑽研電子管脈衝電路的資料。

我們到數學研究所以後,我們的辦公室安排在數學研究所的二層樓上,閔乃大一人一間辦公室,王傳英和我合用一間。另外,數學研究所的樓外還修建了一些平房,撥了兩間給我們做實驗室。

我們三人在工作上略有分工,閔乃大照顧全面,並重點鑽研計算方法和布爾邏輯。我的工作偏重在計算機的邏輯設計方面,並搜集資料,除了在國內搜集外,我還托在美國和英國的一些老同學替我們買計算機方面的書籍。王傳英偏重在脈衝電路實驗和實驗室建設方面。當時,數學研究所是第一次建立實驗室,所內沒有專門的器材人員,我們所需的器材都靠自己想辦法。所以,王傳英經常背着小包到城裡去購買無線電元件、電錶、電線、工具等。有時,我也出去聯繫購買器材,包括購買示波器等。

在相當困難的情況下,我們分析消化電子計算機的資料,還做了一些簡單的電路試驗。經過半年的調查研究和準備工作以後,我們逐步形成了研製我們的電子管計算機的技術路線。為了節省器材,我們準備設計串行的電子計算機,並使用示波管存儲器。我們三人經過多次討論,在1953年3月,由閔乃大執筆,寫出了一個開展電子計算機研究的初步設想和規劃,上交給數學研究所的領導。

1953年春,吳幾康從丹麥回國,回國前他在哥本哈根的一家無線電工廠工作。由於我們的工作很需要增加人,當我們知道有學無線電的人回國的消息後,我到吳幾康住的招待所去看望他,並了解到他在示波器的寬帶放大器方面工作過。我回到數學研究所以後,匯報了吳幾康的情況,並提出我們搞示波管存儲器很需要象他這樣的人。經過努力向各方面爭取,1953年4月,吳幾康到數學研究所報到,他有相當豐富的實際經驗,動手能力強。他來了以後,大大加強了我們的實 驗室的籌建工作和實驗工作。

1953年10月,王庭梁分配到我們組工作,他是武漢大學電訊系的應屆畢業生,他來了以後,除了學習有關資料外,主要是參加實驗室的工作,包括製作直流穩壓電源等。

1953年冬,閔乃大應天津南開大學的邀請,去做了一次關於四則運算的誤差分析的學術報告,我們四人(即吳幾康,王傳英,王庭梁和我)隨同前往。報告以後,我們和南開大學的部分有關教師進行了座談。

這就是我們計算機小組在1952年秋到1953年底的主要情況。在這段時間內,成立了電子計算機科研小組,人員從開始時的三人增加到五人。我們分析消化了電子計算機的資料,做了一些基本電路試驗,並初步擬定了研製電子計算機的技術線路和發展電子計算機的輪廓設想。

計算機小組從1954年初到1956年8月的工作和活動情況

我們計算機小組在數學研究所雖然受到所領導的重視和支持,但是在數學研究所開展電子線路試驗工作的條件實在太困難了。實際上,這個問題不僅在數學研究所存在,中國科學院的其他有關單位也在不同程度上存在着同樣的問題。為了使為數不多的電子方面的人員集中,經費集中到儀器設備上,中國科學院的領導於1953年冬決定將全院的電子學方面的人員暫時集中在近代物理研究所。電子計算機小組除了閔乃大繼續留在數學研究所研究計算數學外,其餘4人全部調到近代物理研究所。我們於1954年1月3日到近代物理研究所上班。當時,近代物理研究所所長是著名的原子核物理學家錢三強教授。近代物理研究所的科研工作按專業內容分成五個大組,電子學是第五大組,由陳芳允擔任大組長。電子計算機組是第五大組中的一個小組,代號為五三組。閔乃大雖然沒有去近代物理研究所,但我們還希望他兼任五三組組長,他勉強答應了。可是去我們組的次數不很多,後來就不去了,以後由我主持這個組的工作。

我們去近代物理研究所時,安建勛調到我們組工作,他是1953年湖南大學的畢業生,這樣,我們組又多了一個成員。

近代物理研究所當時在北京西郊中關村的一幢剛修建好的六層大樓內,它是中關村最早的一幢大樓。我們五三組在大樓的第四層分到了兩個相鄰的大房間,作為試驗室兼辦公室。吳幾康、王傳英和王庭梁在一個房間,安建勛和我在另一個房間。

近代物理研究所的實驗工作條件比數學研究所好一些,研究所有專門的器材部門和實驗工廠,電子學方面的圖書資料也較多。我們去了不久,就領到了一些包括示波器在內的器材,因此實驗工作開展比較順利。後來,近代物理研究所從民主德國進口了一批示波器,吳幾康參加驗收。這些示波器本來只能用來觀測正弦波,吳幾康把它們改進成為可以觀測脈衝,因而獲得了近代物理研究所的科技成果三等獎100元。

我們在近代物理研究所的科技工作是以前在數學研究所工作的繼續和發展,主要分為兩部分：一部分是電子計算機的示波管存儲器的研製,由吳幾康負責;另一部分是進一步系統地分析消化電子計算機的文獻資料,並開展運算器的研製,這一部分由我負責。我們打算在兩部分的研究工作完成後,將它們連接起來,成為一個能夠自動進行計算的計算機。

1954年2月,我們計算機小組增加了一名見習員李春華。他承擔了組裡的雜務和實驗室的輔助性工作,包括抄寫、描圖、焊接、簡單的金工和鉗工等。

1954年3月,我們小組接納了三名進修人員,他們是鄭筠、劉錫剛和曹履冰。他們都是大學畢業生,並已有一定的工作經驗。他們來了以後,一方面學習,一方面參加實驗室工作。開始時,曹履冰參加示波管存儲器的工作,劉錫剛參加運算器電路工作。後來,為了加強示波管存儲器的研製,他們三人都參加了存儲器的工作。鄭筠和劉錫剛於1955年3月回原單位,曹履冰一直到1956年7月才回去。

為了更好地開展電子管脈衝電路的工作,從1954年上半年開始,吳幾康、王傳英、安建勛和我參加了蘇聯A.A.薩寧編著的"研究輻射的電子學方法"一書的翻譯。該項翻譯工作由近代物理研究所五二組組長忻賢傑主持,我們只翻譯了其中的有關脈衝電路的部分,該書的中譯本於1958年由科學出版社出版。

1954年6月,近代物理研究所決定讓王傳英去蘇聯學習電子計算機。去蘇聯以前要先在俄專學習俄文,王傳英於1955年在俄專畢業後準備出國時,國家決定那一年的一部分留蘇學生去蘇聯學習原子能,王傳英被選去學原子能,所以他就改行了。

1954年10月,我們組又增加了一名見習員劉金銘。他來了以後,在實驗室做了一些輔助性工作。

1954年10月蘇聯經濟及文化建設成就展覽會在北京西郊蘇聯展覽館開幕。展覽會展出了計算機:一種是解線性常微分方程組的電子積分機,另一種是解偏微分方程的計算機,還有一種分析計算機,它是一種卡片計算機系統,包括穿孔機、分類機、制表計算機、校驗機等。在這三種計算機中,前兩種是模擬計算機,後一種是數字計算機。這三種計算機展出後,錢三強所長很重視,親自找我們說：一定要掌握它們。所以,我們花了相當多的時間去了解、熟悉和分析這三台計算機,並把王庭梁派去展覽會擔任這幾台計算機在展出期間的講解員。後來近代物理研究所五一組的方澄也去擔任過講解員。在我們掌握了這三台計算機以後,完成了三份技術報告,兩台模擬機的報告是我寫的,卡片數字計算機的報告是王庭梁、方澄和安建勛合寫的。後來光明日報向我們約稿,希望在報紙上宣傳一下這三台計算機,我們經過集體討論,由鄭筠執筆,寫了一篇題為"漫談計算機"的文章,於1954年11月8日在光明日報上發表。這篇文章本來打算以吳幾康的名義發表,報紙發行以後,發現名字錯了,作者的姓名成了"吳濟康"。

為了發展我國的原子能技術,1955年秋,國家分配給近代物理研究所很多大學畢業生。錢三強所長在抓原子能技術的同時,對電子計算機的發展也很重視,分了6名學電的大學畢業生給我們小組,他們是:張玉生、梁吟藻、朱廷一、李龍、曹酉申和吳麟。同時,還為我們組增加了一間辦公室。數學研究所的計算數學小組也分到了6名數學系畢業的大學生,他們是:王樹林、徐國榮、石鐘慈、崔蘊中、黃啟晉和甄學禮。

近代物理研究所為了培訓新參加工作的大學生,組織了一些人為他們講授電子線路。吳幾康參加了講課,他講的是脈衝技術中的單穩電路等,王庭梁擔任他的輔導員。吳幾康還在全所的學術報告會上講了一次電子計算機的示波管存儲器。

1955年11月14日,人民日報第三版發表了閔乃大寫的一篇文章,題目是"一個新的科學部門一一自動快速電子計算機"。這篇文章發表後,引起了社會上的興趣,一些新聞記者來採訪,我們趁這個機會宣傳了一次電子計算機。

1956年3月,蘇聯舉行全蘇計算機會議,我國派了一個代表團去參加,代表團的成員為閔乃大、胡世華、吳幾康、張效祥、徐獻瑜和林建祥。他們到蘇聯去了兩個星期,除了參加會議外,還參觀了蘇聯最先進的電子計算機БЭСМ並會見了蘇聯科學院精密機械與計算技術研究所所長列別捷夫(C·A·Лебедев)院士和計算中心主任道羅得尼欽（A·Дородницин）院士等著名人士。

從1956年3月開始,我們借用數學研究所的教室,舉辦了一個計算機原理講習班。參加這個講習班聽講的有二十餘人,除了近代物理研究所計算機組和數學研究所計算數學組的人員外,還有北京大學的吳允曾、胡祖熾、張世龍等,清華大學的周壽憲,徐芻等,另外還有姚錫珊、曹履冰等。講習班講授電子計算機的基本原理,包括二進制、布爾代數、邏輯電路、四則運算的算法,計算機各個部件的工作原理等。講習班每星期講一個上午,共講了三個多月。講習班由我主講另外,周壽憲講過兩次磁心存儲器,曹履冰講過一次輸入器和輸出器。這個講習班的講課內容有成文的材料。

1956年4月,我們組又增加了一名見習員史福全。

到1956年4月,我們計算機小組已取得了一些科研成果。由吳幾康負責的示波管存儲器經過三年的努力,已經試驗成功。可以在一個示波管的屏幕上存儲32×32個二進制位。在表演它的存儲功能時,曾顯示過"電子計算機"等漢字,當時拍了一些所顯示的照片。這項工作的技術總結報告由梁吟藻整理,並上交中國科學院。這是我國試驗成功的第一台電子計算機部件。由我負責的運算器,三年多以來,已試驗成功所需的基本電路,並對運算器所執行的四則運算的算法進行了比較深入的研究,還進行了運算器控制器的邏輯設計。這些設計後來用於我設計的107計算機中。107計算機於1960年開始運行,是我國第一台自行設計的通用電子計算機。

從1956年4月到6月,吳幾康和我參加了周恩來總理主持的發展我國科學的十二年規劃中的"計算技術的建立"的規劃。關於這次規劃的情況,將在下節中敘述。在規劃期間,我們得到了蘇聯電子計算機БЭСМ的六本資料和一本程序設計資料。我一邊參加規劃,一邊組織人將這些資料翻譯成為中文。參加翻譯的有幾十人,除了中國科學院近代物理研究所和數學研究所的有關人員以外,還有北京大學的胡祖熾等、清華大學的孫念增等、哈爾濱工業大學的吳忠明和李仲榮。翻譯工作進行得很順利,不到半年就全部完成了。

根據十二年科學規劃,將在中國科學院成立計算技術研究所。1956年8月,我們計算機組從近代物理研究所調到計算技術研究所籌備委員會。組裡的成員有的派往蘇聯學習,有的分配到不同的研究組中。

以上是我們計算機小組在近代物理研究所的主要情況。我們在近代物理研究所的兩年多的時間裡,人員從原來的4人增加到13人。我們完成了電子計算機的基本邏輯電路的試驗,完成了示波管存儲器的試驗,進行了運算器控制器的設計,編寫了電子計算機原理講義,培訓了計算機專業人員,翻譯了蘇聯電子計算機的資料,這些都為即將建立的計算技術研究所打下了良好的基礎。計算技術研究所從開始籌備、人員集中到1958年8月1日,不到兩年的時間裡,根據蘇聯提供的設計圖紙完成了我國第一台電子計算機103；接着1959年,又根據蘇聯的設計圖紙完成了大型電子計算機104。這些成就主要是由於黨的英明領導和實施十二年科學規劃的結果,但和華羅庚所長和錢三強所長領導下的我國第一個計算機小組的工作也是分不開的。

我國十二年科學規劃中的"計算技術的建立"規劃的一些情況

我們在近代物理研究所時,差不多每星期都有一次由所領導和高級科研人員參加的茶話會。在這個會上,大家沒有拘束地隨便交談,錢三強所長總是利用這個場合向大家宣布一些重要的事情。在1956年3月的一次茶話會上,他告訴我們：國家即將制定發展我國科學的長期規劃,要集中一批科學家來擬制規劃。他還特意告訴我：電子計算機已經引起中央的重視,這次也要加以規劃。我知道這個消息後,非常高興。

1956年4月,規劃工作已經開始、吳幾康和我帶着近代物理研究所推薦我們參加計算技術規劃的公函到規劃所在地-北京西郊賓館去報到。計算技術的規劃和數學規劃在同一組內,這個規劃組的組長是中國科學院數學研究所所長華羅庚。我報到以後,向規劃組領導推薦了三位從美國回來不久的留學生參加規劃。他們是:中國科學院近代物理研究所的范新弼,北京航空學院的蔣士騛和清華大學的周壽憲。范新弼是美國斯坦福大學1951年的博士，從1952年開始在美國寶來(Burroughs)公司從事用於電子計算機的電子器件的開發工作,包括十進制磁旋管、離子器件計數器、靜電印製中的電離子技術等。蔣士騛是美國加州大學1952年的博士,從1952年開始在美國無線電公司（RCA）從事電子計算機的新型輸出設備的開發工作。周壽憲是美國密執安大學1951年的博士,從1951年開始在美國寶來公司從事帶狀磁心移位寄存器、半導體脈衝電路等的研究工作。

計算技術的規劃組由三方面的人員組成：第一部分是數學家,第二部分是計算機專家,第三部分是電子工業部門的專家。除了華羅庚以外,規劃組的成員有陳建功、蘇步青、張鈺哲、段學復、江澤涵、王湘浩、關肇直、吳新謀、鄭曾同、李國平、曾遠榮、孫克定、胡世華、徐獻瑜、閔乃大、吳幾康、范新弼、蔣士騛、周壽憲、張效祥、劉錫剛、黃緯祿、嚴養田、溫啟祥和我,總共為26人。另外,還有2位工作人員,他們是:黃啟晉和羅佩珠。

在規劃期間,我們舉行了一系列報告會。介紹了國際上的計算技術發展情況,介紹了我們計算機組的工作情況,劉錫剛把他們單位研製的磁鼓存儲器也搬運到規劃會上來給大家觀看。剛去蘇聯參加全蘇計算機會議的中國代表團報告了蘇聯計算機的情況,報告人有閔乃大、胡世華、張效祥等。中國科學院力學研究所錢學森所長也到我們規劃組做過報告,他講的是從他們的工作角度來看發展電子計算機的必要性等。由於我們規劃組有不少數學家,例如陳建功教授等,他們過去對計算機不了解,因此我們也專門為他們做報告,介紹電子計算機的情況和基本原理等。

在規劃開始不久,蘇聯派了潘諾夫（Д·Ю·Панов）博士來我們計算技術規劃組擔任顧問。潘諾夫當時是蘇聯科學院情報研究所所長兼精密機械與計算技術研究所副所長。由馮康和一位剛從蘇聯回來的副博士（現在記不起她的名字了）擔任翻譯。潘諾夫住在北京飯店,他帶來了一些資料,其中包括БЭСМ計算機的資料。他在北京做了多次報告,並了解了我國計算技術和電子工業的情況。他對我們的規劃提出了不少有益的建議,包括我們應該開展的工作項目,向蘇聯購買電子計算機和派人去蘇聯學習等。在規劃期間,我和他在一起工作的時間比較多。有一次,我陪他出去參觀,在途中,我向他談起了我們正在舉辦的電子計算機培訓班,他頗感興趣,因此主動對我說：希望我去蘇聯訪問。我們回到西郊賓館後,他向華羅庚組長建議：在規劃後,立即派一個代表團去蘇聯短期參觀學習,以便回來後擔任在規劃後即將開辦的計算技術訓練班的教師。

在規劃期間,我們經過幾個星期的緊張工作,逐步形成了一個建立我國計算技術的規劃文件。在討論過程中,對於如何發展我國計算技術,意見相當分歧。有人主張同時在多個單位(特別是大學)都開展計算技術的工作,後來華羅庚組長提出:"先集中,後分散"這六個字,得到了多數人的支持,這個意見就成為擬定規劃的原則。規劃時,還有一個爭議的問題,有人認為我國在計算技術方面的基礎太薄弱,最好先把主要的技術力量送到蘇聯去培養,以後和蘇聯的計算機一起回來。潘諾夫也有類似的意見。這個意見後來被否定了。大家認為我們要立足於國內,我們主要依靠自己的力量來發展我國的計算技術,送到蘇聯去的只能是少數人,而我們在國內可以比較便宜和比較快地培養大批專業人員。這個意見在我們的規劃中也體現了出來。

這次規劃建議在中國科學院成立計算技術研究所,除了曾在計算技術方面工作過的人員都集中到這個研究所來以外,還將以後要開展計算技術工作的單位的相應的人員集中到這個研究所來。在比較多的骨幹力量成長起來以後,再逐漸把力量鋪開,建立新據點。

在規劃的原則確定以後,我們分頭起草各個部分,我還參加了一些文字整理工作,最後形成了一個完整的文件。

關於計算技術研究所所長的人選問題,領導部門徵求我的意見,我找了吳幾康、范新弼、蔣士騛、周壽憲商量。大家傾向於華羅庚,因為從國際上的情況來看,數學家對計算技術的發展起了很主要的作用。我們的意見被採納了,後來,華羅庚被任命為中國科學院計算技術研究所籌備委員會主任委員,副主任委員是閻沛霖、何津和王正,委員有趙訪熊、閔乃大、徐獻瑜、吳幾康、范新弼、蔣士騛、周壽憲、張效祥、張克明和我,共14人。

1956年6月14日,毛澤東主席、周恩來總理和朱德、鄧小平、陳雲、聶榮臻等中央領導同志在中南海接見參加擬制全國長期科學規劃工作的科學家們,並和我們合影留念。四十多年來,這張照片我一直珍藏着。

規劃結束後,由全國科學規劃委員會提出,經周恩來總理批准,將計算技術、半導體、電子學、自動化等列為緊急措施,立即籌建研究機構。由於沒有房子,周恩來總理親自批示,從北京西苑大旅社中撥出幾幢樓給我們這幾個列為緊急措施而又沒有房子的單位使用。這樣,我們研究所的人員就陸續集中起來了,從此,我國的計算技術走上了蓬勃發展的道路。

在撰寫本文的過程中,曾與華羅庚、錢三強、王傳英、吳幾康、王庭梁、李春華、鄭筠、劉錫剛、曹履冰、劉金銘、梁吟藻、史福全、王樹林、黃啟晉、胡世華、吳允曾、胡祖熾、吳忠明、范新弼等同志核對過有關情況。另外,張偉、陳厚雲、陳仁慶、楊寶琪、李根群等同志提供過一些材料,特此表示感謝。