“我和妈妈学科学”：走进代言人卢宇彤的“超算”之路
2022年“我和妈妈学科学”活动特邀请来自各界的9位杰出女性作为代言人。今天，一起走近代言人之一——卢宇彤，看她如何让中国超算领跑全球。
撰文/李鹏
在她的带领下，国家超算广州中心取得一系列重大创新成果，支撑了数千项国家级课题的研发工作，成为全球用户数量最多、应用领域最广的超算中心之一。她就是中山大学国家超算广州中心主任卢宇彤。
目前，由中国科协科普部、全国妇联宣传部主办，中国科协农村专业技术服务中心、北京科技报社承办的2022年“我和妈妈学科学”活动，正在全国各地火热开展。为提升“我和妈妈学科学”活动品牌影响力和参与度，充分展示乡村全面振兴中的巾帼力量，活动特邀请来自各界的9位杰出女性作为代言人。今天，一起走近代言人之一——卢宇彤。
“庞然大物”在她心中
埋下了一颗“科研种子”
从五代“银河”系列到两代“天河”系列超级计算机，中国的超算事业从追赶到超越的飞速发展过程中，卢宇彤既是见证者，也是参与者。与“超算”的缘分始于大四毕业设计前，然而要追根溯源她是什么时候与科学结缘的，就要从小时候说起。
卢宇彤的父母都是大学老师，家里学习氛围十分浓郁，每天爸爸都会在家里看书学习，她也坐在旁边翻看各种书籍。当同龄女孩子都在玩洋娃娃、过家家时，卢宇彤就开始阅读科幻类书籍，这在一定程度上培养了她“好奇探索、理性思考”的科学精神。
高一时卢宇彤有幸参观了“银河一号”，那时的“银河一号”被称为“巨型计算机”，体积足足有一个小型会议室那么大，表面密密麻麻地布满电子管。少女时代的卢宇彤被眼前的庞然大物深深迷住了，通过进一步了解和学习，她认识到这个超级计算机不但个头大，而且对国家和区域安全有着极其重要的作用，它甚至关乎一个国家的科学突破和经济发展，这个“庞然大物”就这样闯入卢宇彤的人生，并在她心中埋下了一颗“科研种子”。
高考报志愿时，卢宇彤毫不犹豫地填报了国防科技大学计算机学院，并顺利入读。她的“超算”科研道路始于本科毕业设计。那时，她的老师负责“银河二号”编译器的开发，她跟随导师，进行“银河二号”相关系统的软件测试与验证。从“银河二号”开始，卢宇彤陆续参加了五代“银河”、两代“天河”的研制。
一直跟随“超算国家队”共同成长
漫长的研究之路，对于很多人来说是沉闷辛苦的。然而，如果你热爱，所有的投入就变成了享受，因为汗水可以浇灌出鲜花。
让卢宇彤记忆深刻的是，上世纪八十年代，我国花巨资购买了一台外国大型机系统，它必须放在指定的玻璃房子里，启动密码也由外国人掌握，这让中国的科学家们非常不痛快。为打破这一技术封锁，卢宇彤带领团队一头扎了进去，研发的过程中，遇到了各种各样的困难，而且还不少。超级计算机是一个庞大而复杂的系统工程，无论是系统还是应用，每一项技术突破和实现都不是单枪匹马可以完成的，在卢宇彤看来，团队协作是攻克难关最重要的武器。为了将“天河二号”网络互联软件的性能参数调整到适应硬件的最佳状态，卢宇彤的团队在三个月里进行了上亿次测试实验，在系统研制最重要的攻关期，团队每天一起工作十几个小时，他们并肩作战、攻克难关。
2015年11月16日，由卢宇彤担任副总设计师的“天河二号”超级计算机系统终于给国家交出满意答卷。它以每秒33.86千万亿次的计算速度连续第六度称雄蝉联榜首，比世界排名第二的系统要快两倍还多。这项成果的研制成功，标志着我国在超级计算机领域已走在世界前列。其实，从1992年“银河-Ⅱ”十亿次通用并行巨型机研制成功，到2009年我国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”问世，由“银河”到“天河”，国产超算从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”，卢宇彤一直跟随“超算国家队”共同成长。
国外媒体对中国在超算领域取得的成绩屡屡报道。俄罗斯自由媒体网报道称，如今，中国在全球超级计算机500强榜单上拥有的超算数量超过其他任何国家：中国拥有186台，而美国拥有123台。英国金融时报网站也报道称，中国有能力在未来几年占据超算领域的高地。
超算技术对国家发展至关重要
其实高性能计算机，就是我们常说的超级计算机，它的计算方式与普通计算机是不一样的。超算之所以算得快，是因为它做的是并行计算而非普通计算机的串行计算，因此需要有与大规模的超算系统相配套的大规模并行系统软件，才能让超算发挥超强的计算能力，同时处理成千上万个计算任务。通过并行计算，很多原本在普通计算机或服务器上要运算很久的任务，甚至根本不可能完成的任务，在超算上可以迅速完成求解。“比如广汽集团，他们使用超算高效完成了传祺GS8、GA6、Aion LX等热卖车型的仿真计算，将原来需要用时两至三年的新车型设计，缩短到五个月完成，车型开发效率大幅提升了50%，这就是超算的作用。” 卢宇彤举例说。
不断发展的超算技术，对国家的发展至关重要。它可以支撑重大科学领域的技术研究，也可推动新兴科技领域的应用创新，发挥着引领国家科技进步的关键作用。多年来，超算技术广泛应用于航天航空、电磁计算、海洋模式、医学影像、材料基因等重大科学研究和国计民生领域，为国家的基础科学研究和相关领域的技术攻关作出重要贡献。随着更多的现实应用从基于数据的模拟与仿真，走向基于算法的挖掘和训练，大数据、人工智能等新兴技术正在与超算技术融合。超算逐渐成为支撑信息化发展的算力基础设施和城市及重点行业的算力大脑。现在中国正需要越来越多的人才投入到高精尖的超算领域。
“超级计算机是计算机的金字塔尖，面向超级计算机的并行系统软件和并行应用软件的前沿技术研究，可以带动普通计算软件的发展。”卢宇彤也表示，国产软件要走向国际前沿、避免“卡脖子”危机，必须要坚持自主研发，并且持续投入，因为从软件的研发到应用、到生态建设，是一个非常漫长的过程，需要产学研的深入合作。
要给青少年更多认识、接触科技
的机会与平台
工作之余，卢宇彤也特别留意青少年的发展，总是在接受采访的时候寄语青少年，“青少年是国家的未来，提升青少年的整体科学素养是确保祖国未来科技创新力量储备的根本。”
卢宇彤的孩子目前在读研究生，作为成功的超算专家，她并没有给孩子规划既定的发展路线，而是以身作则，用自己对工作对事业的热情与坚持鼓励孩子，期望他也能找到自己喜爱的方向，取长补短，坚持不懈，保持探索与求知的科学精神。
孩子的科学素养与创新能力虽然与个人天赋有一定联系，但与后天的教育也是密不可分的。科学的教育方式方法非常重要，“我觉得不能以家长意识为中心，而是应该采取启发、引导的方式，尊重孩子对于任何问题的好奇心与求知欲，通过多元的渠道帮助孩子拓展知识，鼓励孩子在博观的基础上找到自己的兴趣点，帮助孩子独立思考和探索，加强实践，学以致用，在实践中培养批判性思维，激发创造性思维。”卢宇彤说。
卢宇彤在教育学生时，也常常鼓励他们要大胆地提出自己的想法，不要笃信权威，而要积极动手去探索、实践，不要停留在研究表面，要深入钻研其中的原理和技术，要有批判性的思考，通过自身独立的分析研究去发现对方研究中的不足，并提出完善改进方法。
在卢宇彤看来，青少年目前对于自我的认知还不够完全，很多人还不清楚自己未来想做什么，因此家长、学校和社会给青少年更多认识、接触科技的机会与平台非常重要。同时要引导青少年养成勤于思考、善于发现、勇于创造的科学精神，树立正确的科学观。
“国家超算广州中心长期举办形式多样的超算科普活动，希望让更多青少年了解超算文化、培养对超算的兴趣，让科技的种子生根发芽，激发更多青少年科技创新的梦想，将来为国家科技发展作出自己的贡献。” 卢宇彤说。
鼓励更多女性参与到科学中来
“女性可以与男性一样，在科学领域作出杰出贡献。”作为一名巾帼英雄，每次取得重大突破和成功，卢宇彤都感到十分骄傲和自豪。
卢宇彤也鼓励更多的女性参与到科学中来。在她看来，科研工作不分男女，一样承受技术压力、调试压力、加班压力，“我们和超级计算机是用程序对话、用实力对话，不分性别。”虽然女性确实会面临着家庭与工作的平衡难题等问题的制约，但在一定程度上，女性还有不少优势。比如女性善于倾听，认真细致，沟通能力有优势，易于融入团队，追求完美，在计算机领域的研究和应用中视角更为全面，能够发挥很大的作用。卢宇彤很少给自己贴性别标签，“当然我也有不自信的时候，但不明显，因为根本没有时间去考虑。当出现问题时，唯一要做的就是寻找解决方法，不断往前走，把重点聚焦到工作上，我坚信工作态度与成果远比性别重要。”
女性作为妈妈的角色对提升孩子的科学素质至关重要。“女性是生命的孕育者和哺育者，是孩子们的第一位老师，所以女性科学素质的提升对于整个社会的科学素养的提升至关重要。同时，积极树立妈妈的榜样作用，发挥对孩子的正面带动作用，启发他们的科学兴趣，弘扬科学精神。”她说。
对很多普通女性而言，和孩子一起学科学，也能推动自身基本科学素质的提升。这也是卢宇彤十分推崇中国科协科普部、全国妇联宣传部组织开展的“我和妈妈学科学”公益活动的重要原因。
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出品：科普中央厨房
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