两次改行

“改行对个人而言，接受起来有难度，但国家和人民的需要是锻炼和发挥个人能力的难逢机会。”

30年前，46岁的高庆狮当选为中国科学院院士，成为我国计算机领域最早的两位院士之一，同时也是当时中国科学院技术科学部最年轻的院士。

成为院士之前，他的名字就与我国计算机领域的许多开创性事件联系在一起：他是我国第一颗人造卫星地面计算控制中心早期设计负责人之一，我国第一台自行设计的大型通用电子管、第一台大型通用晶体管计算机体系结构设计负责人之一，我国第一台10万次／秒以上晶体管计算机体系结构设计负责人，第一台超大型向量计算机新体系结构原理提出者和总体设计负责人，该机获国家科技进步一等奖，我国第一个管理程序的总体设计负责人。

是什么引领他走上与计算机结缘的道路？高庆狮12岁的时候，世界上第一台通用电子计算机ENIAC才刚刚问世，他的童年世界里并没有计算机。

1934年8月，高庆狮出生在美丽的鼓浪屿，在海边度过的童年，造就了他无忧无虑的性格。太平洋战争爆发后，高庆狮和母亲逃回到漳州父亲家。在高院士的回忆录里，对那段时期的生活是这样描写的：“我看到了天天从十多里地外挑着两百多斤陶器到市区来沿途叫卖的驼背舅舅和顿顿喝稀饭吃咸菜的瘦弱的外祖母。”

生活对高庆狮来说又是幸运的。聪明勤学的高庆狮遇上了一些好老师。

高庆狮说，“钟芬小学（现漳州一小）的杨校长，省立龙溪中学（现漳州一中）的陈老师（同学都叫她陈妈妈）都是我的数学老师。杨校长教诲大家‘要立志做大事，不要立志做大官’时的神态和陈妈妈调到福州大学任教，离别时全班同学失声痛哭的情景，我至今历历在目。” 

“一个人能够逐步成长，除了机遇、机会外，真正使你能学到一些知识的，都是通过好老师，对此我的体会非常深刻。”

他儿时的理想是做一名中学数学教师，像自己母校漳州一中的老师那样教书育人。

1953年高庆狮以数学100分、物理97分的高分考入了北京大学数学力学系，他学的是抽象数学。“我本喜欢抽象数学，但为了国家需要两次被动员改行。”高庆狮回忆道。

1956年8月，根据国家十二年科学规划（1956—1967）和将计算机、半导体、电子学、自动化列为国家科技发展4项紧急措施的精神，中科院计算技术研究所筹委会成立，华罗庚任主任委员。同年9月，计算所与北大和清华合办了第一届计算机训练班，高庆狮从抽象数学专业被安排转学计算数学，参加了这一训练班。

这次改行，高庆狮很不情愿。后来在讨论班上读了有关利用几何概念来解决计算问题的论文，才产生了兴趣。

北大毕业后，高庆狮被分配到中国科学院计算所的计算机系统结构研究和设计小组。这一次，他又从计算数学转向计算机总体设计，从此与计算机结下了不解之缘。

当时和高庆狮在同一个组的还有另外两个年轻人：沈绪榜和曲佩兰。3个人自学了前苏联的M—3和БЭСМ的翻译资料。弄清原理之后，集中思考了一个问题，决定计算机发展变化的因素是什么？器件部件发展变化、应用需求的不同和发展、程序语言及其编译即应用接口的特点、以及计算机本身即系统硬软融合的发展，这四个要素缺一不可。他们认识到，在系统结构设计之前必须首先分析用户程序。

此后所有的计算机，包括从1958年开始研制的我国第一台自行设计的大型通用电子管计算机119及第一台自行设计的大型通用晶体管计算机109乙机、757向量计算机的系统结构设计都是按照这样的思路做的。 

回首峰回路转的桩桩往事，高庆狮深有感触地说：“改行对个人而言，接受起来有难度，但国家和人民的需要是锻炼和发挥个人能力的难逢机会。”

激情计算

“我们从没有考虑有没有经费、报酬、日后算不算成果这些事情，一心想着认真完成上级交给的任务。”

“那是一段充满激情的岁月，”高庆狮回忆道，“1959年岁末，包括大年夜和春节，我国第一台自行设计的电子管计算机119的电路实验刚刚完成，需要立刻进行逻辑图修改，我们全部系统结构组成员及电路组中志愿支援者一起，八个人马上投入战斗，晚上工作到凌晨2点多。累了就地趴在桌子上，或者到会议室，半坐半卧在沙发上，小睡一会儿。清晨6点起来，清水漱口，派人就近买点早点。饭后又开始投入第二天的战斗。”

“上世纪60年代初期，科学院计算所承担了军用、民用、通用、专用、各式各样的计算机任务。任务是五花八门，但是特点都是相同的：没有合同，没有经费。我们从没有考虑有没有经费、报酬、日后算不算成果这些事情，一心想着认真完成上级交给的任务……”说起这些事情，高庆狮很激动。

1973年，在全国实际研制目标200万～500万次不能满足中国飞行体设计的计算流体力学需要的情况下，当时的国防科委副主任钱学森根据飞行体设计的需要，要求中科院计算所在上世纪70年代研制一亿次高性能巨型机，80年代完成十亿次和百亿次高性能巨型机，90年代提供千亿次／秒和万亿次／秒的巨型机。

1973年3月，中科院计算所老所长阎沛霖带着高庆狮来到钱学森那里接受亿次机设计任务。国际上此时已经有了两种巨型机，但是第一代ILLIAC—4的效率很低、不稳定，而第二代向量机SRAR—100的条件国内难以达到。

在阅读了国外有关材料后，高庆狮发现这两种截然不同的巨型机是等价的。关键在于向量必须进行分段、流水线处理，使用必须依靠向量语言。于是，1973年5月，高庆狮分析了已存在的巨型机的优缺点之后，提出了实现向量语言的纵横加工向量机和适合国情、全部可以国产化的亿次／秒巨型机的设计方案。

由于亿次机，高庆狮有了更多机会和钱学森相处。那个时候，高庆狮每两个星期向钱学森单独汇报一次工作。“钱老看数学方程，使用形象思维，把数学、力学融为一体。”　

在飞行体模拟计算中，数十人使用计算工具，花半年时间算出5个有效位，与后来实验对比，结果没有一位正确。而钱学森一个人使用笔和纸，花两星期时间算出两位数，却能与实验吻合。“他是从力学的角度，先忽略次要因素，逐步修正。”与钱学森的接触，使高庆狮获益匪浅。

高庆狮在研究巨型计算机的同时，还研究了串行算法并行化。他意识到巨型机都是基于并行计算的，但是计算题目并不都适合并行计算，而串行算法会严重影响巨型机的使用效率和使用范围。1974年，他提出了一阶递推的常数效率的“纵横加工并行算法”，比美国杂志上相近的论文早13年。

1978年，高庆狮提出了虚共存细胞结构纵横加工向量机原理，在此基础上，设计了十亿次和百亿次巨型机方案。他发表在国际系统结构年会的“素数地址快速计算”，克服了美国素数巨型机浪费存储空间的缺点。

勇于挑战

“不要幻想经过成千上万个聪明人没有搜索到的重要的科技宝藏，会突然从天上掉到你的口袋里。”

高庆狮喜欢做那种人们认为做不到或是难度很大的工作。他认为，这些项目往往会是重要的技术增长点和突破口。 

1980年，当巨型机的任务转到国防科技大学后，中国科学院转向研究面向未来智能领域应用的巨型机系统，其主要目的之一是探索计算机协助人类进行创造性劳动的途径。该项目1986年被列入国家“863”计划。

在这项研究中，高庆狮发现，人类智能活动的基本模式之一是“宏变换”，并发表了一组有关宏变换和选择跳跃搜索的论文，包括多项式算法、线性算法、局部搜索和常数算法，这些算法都比美国同类算法早。

在对人工智能活动研究的基础上，高庆狮对具有巨大社会效益和经济效益的机器翻译产生了浓厚兴趣，把机器翻译作为独立研究课题。

上世纪80年代末，高庆狮组织和指导由他的博士生、硕士生及协作人员组成的20名研究开发小组进行开发。90年代又提出基于变换的多语言互译新方法，并与公司合作进行实验。他的学生陈肇雄博士组织另外两个协作单位，进行改进和产品化，即EC—863,该成果获国家科技进步奖一等奖。

从2000年开始，高庆狮提出国际上第一个不需要事先切分，其速度与语言知识组块多少无关的多语言机器翻译方法，及提高自然语言口语识别和文字手写（包括在线非在线）及印刷体识别率的有效方法，并且前后申请了三个发明专利，一步一步向锁定的实用目标推进。

与此同时，高庆狮开始研究网络安全问题，提出了国际上第一个从计算机系统结构角度来防止病毒攻击和盗窃的方案，并获得了发明专利。

2003年，高庆狮在准备给学外语的研究生开指导学习课程“语言学进展”、阅读模糊语言学时，发现并证明了已经有40年历史、10多个权威国际会议及国际权威杂志的数千篇SCI文章支持的Zadeh模糊集合论有严重错误和缺点。缺点使得它无法刻画客观世界各种模糊现象，不存在补集，不完备。于是，高庆狮提出了克服其全部缺点，与通常思维、逻辑一致，与经典集合一致的新模糊集合理论。

从计算机开发到研制巨型机，从巨型机转而瞄准人工智能，从人工智能到研究机器翻译、网络安全，高庆狮的研究课题在过去的几十年中几经变化。对此，高庆狮讲道，上世纪50年代到70年代，课题是国家给的，努力去完成就是。从80年代开始，国家只给意向，甚至不给，要靠自己独立思考。对于如何寻找到有价值的课题，他认为关键是要独立思考，不人云亦云。独立判断是非曲直，独立判断经济效益、社会效益和理论价值。

“不要幻想经过成千上万个聪明人没有搜索到的重要的科技宝藏，会突然从天上掉到你的口袋里。首先想一想解决它需要什么先决条件？例如跨学科知识，你是否具备？你是否有决心和有条件具备。”与青年科研人员交流时，高庆狮经常会说到这句话，这是他工作中的体会。

近3年来，高庆狮将自己多年的研究成果进行了重新梳理，出版了《新模糊集合论》、《串行算法并行化》、《统一语言学》三本专著。现在正在着手写一本名为《知识、智能与青少年教育》的书，将自己学习数学的经验以及从1980年开始研究认知心理学的成果结合起来，圆儿时成为数学教师的梦想。