當(dāng)前位置：來源：網(wǎng)易 記者：黃京 時(shí)間：2015-01-11 08:31
2015年1月9日，莊嚴(yán)的人民大會(huì)堂。中南大學(xué)校長、中國工程院院士張堯?qū)W接過一份大紅的證書，由他主導(dǎo)研究的透明計(jì)算獲得國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。這也是湖南首次獲得這個(gè)大獎(jiǎng)，13年里一等獎(jiǎng)曾9次出現(xiàn)空缺。
“透明計(jì)算將引領(lǐng)下一個(gè)計(jì)算時(shí)代。”早在2012年9月，在美國舉行的英特爾全球信息技術(shù)峰會(huì)上，時(shí)任英特爾副總裁、現(xiàn)任英特爾總裁的詹睿妮這樣評價(jià)透明計(jì)算。國外媒體評論說：“中國人把計(jì)算機(jī)的大腦推入了云中?！?/P>
透明計(jì)算是地道的“中國創(chuàng)造”。因?yàn)槠淅碚摰奶岢稣呒把邪l(fā)的主導(dǎo)者，是數(shù)十年來執(zhí)著于此的湖南澧縣人張堯?qū)W，透明計(jì)算也可謂“湖湘創(chuàng)造”。
透明計(jì)算實(shí)現(xiàn)了怎樣的科技突破?對大眾日常生活有怎樣的影響?湖南人張堯?qū)W身上有著一種怎樣的創(chuàng)新精神?當(dāng)答案在尋找過程中浮現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)的，是科學(xué)的魅力創(chuàng)新的力量，是人類對于客觀世界執(zhí)著探索的偉大之美。
引子
2014年12月20日。中南大學(xué)校長辦公室。
面對一個(gè)自稱“科盲”的記者，聽到其希望通俗解讀“透明計(jì)算”的提問，坐在記者對面的張堯?qū)W笑了。他干脆站起來坐到計(jì)算機(jī)面前，打開關(guān)于透明計(jì)算的PPT,一頁一頁給三湘都市報(bào)記者獨(dú)家解讀。
這份PPT,是張堯?qū)W為參加此次國家自然科學(xué)獎(jiǎng)評選審核專門制作的。
數(shù)十頁滿是專業(yè)術(shù)語與圖表的PPT,張堯?qū)W拿來做臨時(shí)教材，給“科盲”記者上了一堂關(guān)于透明計(jì)算、關(guān)于計(jì)算機(jī)知識(shí)的速成課。
從“計(jì)算機(jī)之父”圖靈說起
要懂得透明計(jì)算，先要說說這些人類計(jì)算機(jī)歷史上的重要人物與時(shí)代：
上世紀(jì)30年代，英國人圖靈25歲首創(chuàng)的“圖靈機(jī)”概念石破天驚。他是第一個(gè)提出利用某種機(jī)器模擬人類的各種計(jì)算和邏輯思維過程的科學(xué)家，被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)之父”。今天世界計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的最高榮譽(yù)就是“圖靈獎(jiǎng)”，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)科學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)。1939年，美國的阿坦納索夫果然研究制造了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ABC.上個(gè)世紀(jì)40年代，圖靈的導(dǎo)師馮•諾依曼教授，不僅研制成功了功能更好、用途更為廣泛的電子計(jì)算機(jī)，并且為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)了編碼程序。以其為代表的科學(xué)家們關(guān)于計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)理論，被命名為馮•諾依曼結(jié)構(gòu)。從上世紀(jì)70年代的單機(jī)計(jì)算發(fā)展到70年代后的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，馮•諾依曼結(jié)構(gòu)都是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域主要的理論基礎(chǔ)。
但網(wǎng)絡(luò)計(jì)算仍然存在不少問題。比如網(wǎng)絡(luò)安全性低、難以抵擋病毒侵入;操作系統(tǒng)、芯片等產(chǎn)業(yè)鏈也容易受制于人;對用戶來說，不能在同一終端上跨平臺(tái)，操作復(fù)雜，終端儲(chǔ)存也很不方便。比如每個(gè)人打開自己的手機(jī)，或許都能發(fā)現(xiàn)軟件圖標(biāo)排了好幾個(gè)頁面，需要定期更新和維護(hù)，還占用大量內(nèi)存，常常出現(xiàn)“卡機(jī)”或者“反應(yīng)慢”的現(xiàn)象。
解決這些問題，是世界計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的尖端方向，也成為張堯?qū)W和他的研發(fā)團(tuán)隊(duì)研究的方向。
“中國人把計(jì)算機(jī)的大腦推入了云中”
2012年9月，在美國舉行的英特爾全球信息技術(shù)峰會(huì)上，時(shí)任英特爾副總裁、現(xiàn)任英特爾總裁詹睿妮表示：“透明計(jì)算將引領(lǐng)下一個(gè)計(jì)算時(shí)代?！贝搜砸怀隽⒖桃l(fā)全球關(guān)注。因?yàn)檫^去十年，英特爾從未如此高調(diào)推介非英特爾的原創(chuàng)技術(shù)。
國際第一本云計(jì)算雜志也罕見地出了一本長達(dá)百頁的專輯，隆重推介張堯?qū)W的透明計(jì)算。此事再一次在國際計(jì)算機(jī)界引發(fā)強(qiáng)烈“地震”。其反應(yīng)之快反響之大，連張堯?qū)W自己也吃了一驚：文章刊發(fā)不到一個(gè)小時(shí)，他就在手機(jī)上看到了科學(xué)家和國際各大媒體的評論。ACM Fellow,P2P創(chuàng)始人之一、美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)教授張輝高度評價(jià)：“透明計(jì)算取代已經(jīng)控制了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)思想和實(shí)踐至少60年之久的傳統(tǒng)馮•諾曼依結(jié)構(gòu)?！?/P>
不少國外媒體評論：“中國人把計(jì)算機(jī)的大腦推入了云中”。透明計(jì)算“先于云計(jì)算，包含云計(jì)算”，是首個(gè)由中國推動(dòng)的計(jì)算技術(shù)。多年來跟著國外走的中國IT行業(yè)，有望借此在新的時(shí)代實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑。
張堯?qū)W和他的透明計(jì)算，終于令世界強(qiáng)烈地感受到了中國人在計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域的強(qiáng)力突破。
出身于湖南澧縣農(nóng)村的張堯?qū)W，是1978屆的大學(xué)生。當(dāng)年，他以優(yōu)異成績考取現(xiàn)在的西安電子科技大學(xué)，留學(xué)日本后回清華任教，有著30多年的計(jì)算機(jī)研究功底。他廣為人知的發(fā)明，是1995年主持研制成功國內(nèi)首臺(tái)網(wǎng)絡(luò)路由器，并推動(dòng)了這一事關(guān)國家安全和信息產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。他也因此被稱為“路由器之父”。
事實(shí)上，自1988年以來，時(shí)任清華大學(xué)教授的張堯?qū)W就開始帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，探索如何突破網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式。2004年，他正式提出“透明計(jì)算”思想。2012年引爆國際計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的，正是他基于此思想研發(fā)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng):Trans OS。
透明計(jì)算是在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中實(shí)現(xiàn)“共產(chǎn)主義”
相對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算理論馮•諾依曼結(jié)構(gòu)，透明計(jì)算有了大膽的時(shí)空擴(kuò)展，把圖靈和馮•諾依曼提出的存儲(chǔ)計(jì)算擴(kuò)展為流式計(jì)算。
“流式計(jì)算”是透明計(jì)算的最大特點(diǎn)之一，能實(shí)現(xiàn)“裸機(jī)終端”—只有硬件，沒有軟件，所有軟件保存在用戶的透明服務(wù)器上，根據(jù)用戶的需要隨時(shí)“流下來”進(jìn)行操作，用完后隨即“流走”，大量節(jié)約了終端內(nèi)存和用戶的維護(hù)時(shí)間。因?yàn)橐粋€(gè)輕巧的“透明盒子”取消了巨大的主機(jī)，透明計(jì)算的實(shí)際運(yùn)用還能節(jié)約大量成本。比如一個(gè)擁有3000名員工的大公司，只需20臺(tái)左右的透明服務(wù)器就能運(yùn)行3000臺(tái)電腦，每個(gè)人只需要配備一個(gè)小小的“透明盒子”就行。
“就是像水流一樣，不占用空間。出行時(shí)到衣櫥里挑選一件合適的衣服，回來后再掛回衣柜，不需要把所有的衣服都帶在身上?！睆垐?qū)W生動(dòng)地解釋。
網(wǎng)絡(luò)信息的安全問題也是全世界科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。特別對于中國，因?yàn)橛?jì)算機(jī)研發(fā)歷史比不過老牌的發(fā)達(dá)國家，往往受制于人。透明計(jì)算的核心技術(shù)“打開底層”，為中國國家信息網(wǎng)絡(luò)安全提供了強(qiáng)有力的保障。這個(gè)技術(shù)能將網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)平臺(tái)從較高的網(wǎng)絡(luò)層下降到計(jì)算機(jī)芯片和操作系統(tǒng)間的接口層，從而打開了被國外廠商控制的芯片與操作系統(tǒng)之間的“黑匣子”，它還能在接口層設(shè)計(jì)保護(hù)程序，防止上層軟件系統(tǒng)受到攻擊和安全漏洞威脅?！拔覀円獜恼軐W(xué)上改變固有的原始防火墻思路，解決信息網(wǎng)絡(luò)的安全問題。”張堯?qū)W說。
“透明計(jì)算即自由、兼容、穿越、跨平臺(tái)、打破壁壘、共應(yīng)用、共操作系統(tǒng)?！睆垐?qū)W笑著說：“通俗地講，透明計(jì)算相當(dāng)于在網(wǎng)絡(luò)世界中建立了一個(gè)新的‘政府’，是在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中實(shí)現(xiàn)‘共產(chǎn)主義’。”
騰訊微信功能、湘雅醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)都用上了透明計(jì)算
從2012年開始，張堯?qū)W大力推進(jìn)透明計(jì)算的應(yīng)用產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)化。從中南海警衛(wèi)隊(duì)到南沙群島，從湘西自治州到云南山區(qū)，包括中南大學(xué)的校園網(wǎng)，透明計(jì)算產(chǎn)品頻頻亮相。其研發(fā)成果已應(yīng)用到了英特爾、騰訊、聯(lián)想等公司，廣泛使用于軍事、教育、企業(yè)、醫(yī)院等各個(gè)領(lǐng)域。
比如，在醫(yī)院做個(gè)CT,其數(shù)據(jù)至少是幾百兆。透明計(jì)算應(yīng)用后，患者只需在一家醫(yī)院做CT,就能夠?qū)崿F(xiàn)全球醫(yī)院共享。既節(jié)省了數(shù)據(jù)，又能徹底解決看病難的問題?！霸囅胍幌?，患者不管是在縣鄉(xiāng)級醫(yī)院，還是甲級醫(yī)院，都能實(shí)現(xiàn)全球醫(yī)生看到他(她)的CT,提出治療意見?！睆垐?qū)W的現(xiàn)任助手之一、中南大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系主任王國軍對三湘都市報(bào)記者說，“透明計(jì)算目前該模式已成功應(yīng)用于中南大學(xué)‘湘雅醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)’中，用于跨區(qū)域、跨醫(yī)院、跨系統(tǒng)的就診服務(wù)、個(gè)性化醫(yī)療信息采集和科研應(yīng)用等方面，用于管理超過100億條用戶健康數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)用戶隱私保護(hù)和健康數(shù)據(jù)便捷訪問，有望帶來大健康產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)8萬億的年產(chǎn)值?！?/P>
目前，中南大學(xué)和上海交通大學(xué)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與管理系統(tǒng)采用透明計(jì)算模式，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室管理的便捷性和靈活性，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，并可供學(xué)生第一時(shí)間了解自己的選修課進(jìn)度。透明計(jì)算還成功應(yīng)用于大型冶金企業(yè)的工控系統(tǒng)與工程設(shè)計(jì)部門;騰訊公司也已成功將該成果用于手機(jī)定位和微信功能等方面，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
尾聲
2014年12月26日，中南大學(xué)透明計(jì)算實(shí)驗(yàn)室。
一年前加入“透明計(jì)算”研發(fā)團(tuán)隊(duì)的中南大學(xué)研三學(xué)生董科，為三湘都市報(bào)記者演示了透明計(jì)算。在他面前，碩大的主機(jī)不見了，只有一個(gè)電腦顯示屏和一個(gè)像機(jī)頂盒那樣的“透明盒子”。他在顯示屏和手機(jī)之間來回切換操作系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)出任何他想用的軟件?！耙粋€(gè)用戶下可以存在多操作系統(tǒng)，只要打開手機(jī)或任何終端進(jìn)入剛剛起身離開時(shí)電腦上的那個(gè)操作系統(tǒng)，其界面與電腦的界面會(huì)一模一樣?！倍埔贿呇菔疽贿呎f，“透明桌面”就是像看電視一樣操作電腦。
就像蘋果公司取消手機(jī)鍵盤一樣，任何一種創(chuàng)新，都在更新原有事物的生命層級，都將引領(lǐng)我們進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代。我們已經(jīng)能看見，“透明計(jì)算”正在帶來那個(gè)新世界。
文/記者 李婷婷 黃京 實(shí)習(xí)生 劉雨涵
科普
云計(jì)算共享資源，透明計(jì)算共享服務(wù)
很多讀者會(huì)問，透明計(jì)算核心思想和云計(jì)算有何不同?中南大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系主任王國軍解答：
兩者不同的是軟件和硬件相分離以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置。透明計(jì)算是在透明服務(wù)器上保存軟件，軟件流到終端上做計(jì)算，能實(shí)現(xiàn)裸機(jī)終端，云計(jì)算是在后臺(tái)計(jì)算，終端只顯示;
透明計(jì)算為分布式計(jì)算，云計(jì)算則需要一個(gè)十分龐大的“計(jì)算中心”。
云計(jì)算最大的阻力就是安全性的問題，私密性的數(shù)據(jù)誰都不愿意放在云端使用。而透明計(jì)算則把數(shù)據(jù)存放在用戶指定的設(shè)備上，不管是手機(jī)還是PC端，用戶可以在不同的終端上利用透明計(jì)算的系統(tǒng)訪問到自己的數(shù)據(jù)。
透明計(jì)算能檢測或防止OS漏洞、病毒等，而云計(jì)算不能。
透明計(jì)算提出于2004年，云計(jì)算提出于2007年。
人物
三湘都市報(bào)記者眼中的張堯?qū)W：他是十八般武藝俱全的“大俠”
科學(xué)家、教育家、作家、“男神校長”……無法想象，這一連串跨領(lǐng)域的標(biāo)簽竟會(huì)如此完美地貼在同一個(gè)人身上。愛看武俠小說的張堯?qū)W，給人的感覺就像是一個(gè)身負(fù)十八般武藝、笑傲江湖的“大俠”，無所不及、無所不能。但他又是如此真實(shí)而坦誠，說話做事率性而為，一點(diǎn)也不玄乎。
如果說“透明計(jì)算”的成果，讓人覺得有些“高大上”，那張堯?qū)W的另一個(gè)發(fā)明你一定體驗(yàn)過：你家新添了一臺(tái)電腦、筆記本或iPad,無需多繳一份網(wǎng)絡(luò)服務(wù)費(fèi)，因?yàn)?，一個(gè)幾十塊錢的路由器就能讓你家所有的多媒體設(shè)備同時(shí)上網(wǎng)。1995年，張堯?qū)W研制出中國首臺(tái)路由器。之后，無論是在清華當(dāng)教授、到教育部任官員、來中南大學(xué)當(dāng)校長，他從未放棄過計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的科研項(xiàng)目。
我很驚異于他的精力充沛，也無法想象時(shí)間是如何被他擠出來的，但他覺得一切并不是那么難：出差爭取當(dāng)天往返，周末、假期絕不浪費(fèi)，今天的工作決不拖到明天。他還有個(gè)觀點(diǎn)，在當(dāng)今社會(huì)，科研實(shí)踐要出成果，需要的是寬松體制、環(huán)境激發(fā)出科研人員的激情、智慧和創(chuàng)新力，而不是強(qiáng)調(diào)要如何“吃得苦中苦，方為人上人”。
從透明計(jì)算理念的提出到此次獲獎(jiǎng)，經(jīng)歷數(shù)十年的時(shí)間。張堯?qū)W認(rèn)為，這個(gè)過程是必須要經(jīng)歷的?！白隹蒲幸欢ㄒ?jiǎng)?chuàng)新，除了不一味學(xué)習(xí)跟蹤別人的成果，還有就是切勿急功近利，如果時(shí)刻想著要把東西做出來，就會(huì)很自然地選擇最方便、最省力的方法，這樣很難創(chuàng)新。
在教育領(lǐng)域，張堯?qū)W笑言自己“多年混飯吃”，事實(shí)上，這位“改革者”的身影隨處可見：力推大學(xué)英語四六級考試改革，增加聽力測試的分值比重，杜絕“啞巴英語”，成績報(bào)告形式由百分制改為標(biāo)準(zhǔn)分制;時(shí)下流行的慕課等，也源自于其多年前著力打造的“網(wǎng)絡(luò)教育超市”等。2011年來到中南大學(xué)后，他提出了“大學(xué)最本質(zhì)的任務(wù)不是創(chuàng)新，而是傳承人類良知”、“青年教師不許上講臺(tái)”、“教授不上講臺(tái)得被重罰”、“校長要把經(jīng)營放在第一位”等一系列治學(xué)理念。
這些“非主流”的主張?jiān)鴮⑺频斤L(fēng)口浪尖，但無論什么場合，我看到的他都是神采奕奕。我想，這便是他最大的魅力所在：永遠(yuǎn)是一個(gè)快樂陽光的人，強(qiáng)大的內(nèi)心煥發(fā)出巨大正能量。3年多的改革，成績單有目共睹：學(xué)生喜歡學(xué)校，青年教師安心科研，知名教授回歸講臺(tái)，教授治校成為常態(tài)，國家科技獎(jiǎng)數(shù)量躍居全國第五，行政成本大幅降低。
我還曾在校園內(nèi)外多次見證中南學(xué)子對這位“男神校長”的“膜拜”：所到之處必然會(huì)引來尖叫聲和手機(jī)拍照，“堯?qū)W歐巴”的呼喚絡(luò)繹不絕。不過，大家對他的崇拜，決不只是他沒有架子、沒有“官腔”。我采訪過一名女博士，她說發(fā)郵件向校長訴苦“找不到男友”，結(jié)果校長不僅回信給予鼓勵(lì)，甚至還推動(dòng)學(xué)校創(chuàng)建國內(nèi)首個(gè)高校相親網(wǎng)站，并親自點(diǎn)擊開通。女博士如今有沒有嫁人我不知道，但張校長的郵箱向全校公開并且“每信必復(fù)”的承諾，讓我至今嘆為觀止：要知道全校師生加起來有7萬余人!每年開學(xué)典禮和畢業(yè)典禮，張校長的講話總是被各大媒體競相報(bào)道，他鼓勵(lì)學(xué)生“可以談?wù)剳賽?，但要專?可以喝啤酒，但不許喝多”、“大家要經(jīng)常上網(wǎng)但不迷戀上網(wǎng)”、“不要只注重考試分?jǐn)?shù)，不作弊、不掛科”……他告訴我，雖然講話稿不長，但他每次會(huì)為此準(zhǔn)備許久，因?yàn)樗Ｍ恳晃粚W(xué)生能記住母校，也希望用一種大愛的精神改善他們的校園生活。
在他的辦公室里，我還見到了他閑暇之余出版的《侘寂天涯》、《又見木蘭》、《水隨天去》等多本散文隨筆集，沒想到工程院院士張堯?qū)W居然還有一個(gè)“中國作家協(xié)會(huì)會(huì)員”的身份。他說，再繁忙的工作也不能忘卻生活中那些平凡美好的小幸福，他最鐘情的愜意生活便是：睡個(gè)懶覺，喝杯清茶，看書，曬太陽，和三五知己談天吹牛。
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