重在基础研究理论突破的国家自然科学奖一等奖,今年又有了新得主——他们是:清华大学教授张尧学(现中南大学校长)、周悦芝、林闯、任丰原,中南大学教授王国军等,获奖项目名字普通得近乎简单——“网络计算的模式及基础理论研究”,但却是占据计算机领域60年主导地位的冯•诺依曼结构传统网络计算模式的首次突破,且与每一个人息息相关。根据张尧学团队的理论,将来我们每个人的电脑、手机、IPAD等各种终端,可自由选择操作系统,自由选择各种功能。

  “透明计算”理论的最大突破,是实现了运算和存储的分离。

  在荣誉面前,张尧学一再表示:“自己只是比别人幸运一些。”

  战略创新:从“替代”走向“共存”

  在张尧学看来, IT产业是个0和1产业,它有专业技术保护。一旦别人申请专利,你只能走不同的发展路径,所以并不存在几个厂商共分一块蛋糕的局面,只能在产业链中各占一个点。但自上世纪90年代开始,我国在计算机发展路上一直走的是“替代”战略,总想做一个东西取代别人。如人家做了一个Windows操作系统,我们也做个操作系统取代它。这是一个非常艰苦的策略。因为现有的操作系统,它的用户体系、资金与市场非常成熟,我们很难有所突破。为什么不能构建一个兼容、共存的操作系统呢?一旦这种系统建好,不就可以把选择权交还给用户,让用户可以自由选择自己喜欢的操作系统?于是,想和别人做不一样研究的张尧学,决定从策略上开始转变——构建一个可以兼容、共存的操作系统。

  20余年的探索之路

  1990年,师从国际著名计算机网络专家野口正一的张尧学顺利留学归来,选择在清华大学一边教学一边做科研。当时,国内的网络才刚开始,美国人却已经研制出了路由器。这路由器虽小,却能允许几台电脑共享网络。如果中国有自己的路由器,就意味着不用再花钱从外国进口了,那可以省下不少钱啊!于是,刚回国没多久的张尧学就向国家建议:要做出自己的路由器。

  朝着这个目标,张尧学开始钻研。1995年,他研制出中国第一台路由器,被誉为“中国路由器之父”。1996年,路由器成功商品化。1998年,他又研制成功高速网络接入路由器。同年10月,“数字化家庭网络软件平台”的研究正式启动。这一次,他把目光转向了索普卡。

  索普卡的研究任重道远。2000年,已经调至教育部工作的张尧学,在一次跟随代表团出访时,被这样一幕触动了:会谈中,中国教育部领导提出“中国必须大力普及信息技术,但是鉴于经济基础较差、人口众多的国情,中国最需要的是经济、适用、无需频繁升级、少维护的计算机。”对于这一提议,英特尔公司高层频频点头,但并无实质性回应。张尧学暗下决心,要加快研制出一个更方便、更实用、更便宜的新产品。

  2001年,张尧学的索普卡电脑终于研制成功。这是一个神奇的“电脑”,相比网络PC,用户可以在终端上自由选择操作系统和应用软件,并且让计算在终端上进行、存储管理数据在服务器上进行。存储和运算分开,存储的东西,数据、程序把它放到网上,运算放在前端,将载体和用户需要的内容进行分离,不管操作系统和应用软件存放在哪里,用户需要什么服务,只要在前端提取就行了,后端则有专业人员管理。这样就在从前的计算机运算模式上,实现了时间和空间两个方面的扩展。张尧学称之为“透明计算”。不过,这里的“透明”和平常所说的“透明”看得见、能透过之意不同,它指用户看不到、也不用操心里面的硬件、软件在哪里、怎么管理,就像用水时只消打开水龙头接水、而不用管水是从哪里来的一样。

  2003年,张尧学和他的团队把这个概念产品做成后,开始推广。2006年,世界上最大的IT公司Intel公司发现了张尧学的研究,当即决定与他合作。2009年开始,张尧学团队则将透明计算从原来面向桌面计算机和局域网进一步拓展至无线和移动互联网。到2010年,他们终于在移动互联网上提出了一个模型。这种新操作系统被命名为“Trans OS”,它基于透明计算理念,在“核高基”重大专项支持下研制。国内科技主管部门对之寄予厚望,希望这种原创性的网络化操作系统成为中国反制国外垄断的一张“王牌”。

  张尧学团队的研究也吸引了全球最大计算机制造商英特尔的注意。2012年9月,在英特尔公司的年会上,该公司高级副总裁詹瑞妮隆重推介张尧学的“透明计算”,称“今后的十年,将是透明计算的十年”。

  20余年的潜心研究,张尧学及其团队终于收获了丰硕的果实:在国际上率先提出被国外同行称为“先于云计算、包含云计算”的网络计算模式——“透明计算”,开辟出新的计算时代;同时,成功研制出具有独立知识产权的全新概念——超级操作系统,形成了一系列原创性、系统性的重大创新成果。