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国家荣誉:康鹏电路和“发明证书”

徐祖哲 计算机六十年 2020-02-03

      文革之前,中国的计算机事业中只有两个项目获得了“发明证书”,其中一个是华东计算所虞浦帆先生的“电灼式快速打印装置”,另一个就是哈尔滨军事工程学院计算机研究室康鹏的“隔离-阻塞式它激间歇振荡器”,这个证书在当年是“国家荣誉”,由聂荣臻副总理颁发。证书由毛泽东题字,还有一个金质奖章,1万元奖金。可惜因文革,计划在北京隆重召开的颁奖大会停开,只下发了证书。


因为慈云桂的举荐,康鹏一生事业的起点,就落在中国晶体管计算机的第一个型号——“441-B”。他实现了对慈云桂教授的承诺,攻克了核心技术“隔离阻塞—推拉触发器”电路,这是他 25 岁时的第一个成果。

国防科技大学的教授:(左起)陈福接、胡守仁、慈云桂、康鹏


1961年底,从英国考察回国的哈军工三系副主任慈云桂找学员康鹏单独谈话说:“我有重担让你挑,那是苏联科学院院士那样的人干的事,你干不干?我把这个任务交给你,你有才干,肯挑重担,讲课有胆量。”慈云桂说的“任务”,就是他在访英时决定上马的晶体管计算机,

慈云桂听过康鹏讲晶体管课,欣赏他的勇气和钻研劲头,回国途中就想到了康鹏。康鹏是哈军工的优秀学员,1959 年就被派赴清华自动控制系进修一年“自动控制”课程。1962 3 5 日成立了 441-B 设计组,刘德祯讲师任组长,康鹏、嵇启先为副组长,成员有王振青、任连仲、刘文玺、李忠德、谭信、彭长贵、陈显惠、曹恤如、黄盛忠、林信荣、俞咸宜、周凤武、盛允焕等十余人。小组放在胡守仁为主任的 404 教研室,当时康鹏是见习助教,主管项目的技术。

康鹏说:“慈云桂对晶体管计算机的热情是无可比拟的,他总说这是一个光荣的任务,是国防科委的项目。开始项目组以为这仅仅是一种鼓励,后来才知道,真的是国防科委的正式任务,是慈云桂直接向聂荣臻主任要来的任务。”“

那时候,我们几乎每天晚上都到他家去,他住在陈赓院长给教授建造的小红楼,当年住进一整套房子,是很难得的事。不过慈教授留给家人的时间太少,夫妻两人又都忙。在军工大院教授的孩子中,不穿补丁衣服的很少,而补丁最多的恐怕就是他家的四个孩子了。”

风言风语也刮过来:“人家专业院所技术人员多、加工、实验、资料、后勤条件全面具备。上千人的大研究所,一百二十多人会战,三年多都还没有搞出来,你们十来个小青年只用一个坦克仓库当车间,能搞出来?”

慈教授说:“人家看不起我们,我们要闯自己的路,要是只沿用人家的,搞出来也在人家的屁股后面,没有人家的力量强,没有人家的力量大。我们必须闯出自己的新路来。”

六十年代 441-B 计算机调机组,康鹏(后排右二)

哈军工海军系学员康鹏


康鹏,本姓袁,爷爷、奶奶都饿死在逃荒路上,爸爸小时候得病被扔在村外野地,后来被救,长大后当了工人,落户唐山林西矿,哥哥参军当了八路军。1948 年,康鹏在徐州、南京、安徽流浪要饭,12 岁时他迎来了新中国。

1949 4 月,解放军过长江后,将康鹏送回山东老家,后来他随姐姐在开封上学。1955 年康鹏高中毕业,“正准备高考,是选择北大还是复旦时,哈军工的招生组选中了我,四百多人选出二十个”。他的数学、物理成绩都特别好,作为一名优秀学生,进入哈军工,康鹏顺利完成艰苦的五年学业。

1961年,康鹏提前毕业留校,成功开讲新课,没有教材就到处查找资料,一边自学、翻译俄文资料,一边编教材、讲课,先后完成了《脉冲技术与数字电路》、《计算机可靠性技术》、《逻辑代数》、《容错技术》等讲稿,从无到有编写出 40 万字的讲义。一边讲前面的一边写后面的,到印刷厂校对清样,提前 4 学时印好授课讲义,夜以继日累得吐血。一学期课程 120 学时,每周 68学时,白天黑夜连轴干,又赶上三年困难时期缺乏营养,组织期末考试之后又累得吐血,重病住进医院。

1962 5 月,设计组刚组建,康鹏就完成了第一个发明,叫“隔离—阻塞振荡器”,解决了晶体管性能不稳和要减少使用数量的问题。康鹏讲了一年脉冲电路课,对晶体管原理、电路品质有比较深入的了解,早先的晶体管功耗过大就会烧毁,对这个问题他有自己的见解,独辟蹊径。

第一个是阻止“竞态”,康鹏提出了“隔离阻塞”的逻辑辩证关系,运算器计数混乱实际上是竞态冒险,信号抢道引起的。康鹏不用延迟线,利用器件自身性能,使晶体管在不通导时处于深截止;在通导时用强驱动使其转变为深饱和。隔离就是阻挡外面信号,阻塞就是封堵内部翻转,很有哲学和辩证法的意思。

第二个是减小“功耗”,让管子在脉冲状态工作,功耗小寿命就不受影响。搭建了一个 8 位运算器,只要把阻塞连接拿开,它就停机,证明“阻塞”有效。国外的一个触发器要用 20 个管子,他只用一个管子解决问题。

笔者在和康鹏教授讨论他发明的意义时,认为“用国产的参数不一致的晶体管,构建出波形宽度标准的电路”,就是当年康鹏的目标,他顺利完成了。

从科技创新的视角来看,技术和设备的进步,不等于系统思想的进步,而正确的系统思想,肯定会促进技术和设备的进步。一些国产设备存在缺陷,自有本身质量问题,但是更多情况恐怕还是器件和材料“用非所长”,没能“量才录用”、“恰如其分”。用人也是如此,康鹏的成功就是“人尽其才”的成功,是他自己的幸运,也是哈军工的幸运。

1962年哈军工院庆十周年大会,康鹏代表全院师生讲话,这是他毕业后的第二年。系里邀请中科院计算所正在研制 119 型大型通用电子管计算机的吴几康和后来成为院士的高庆狮、沈绪榜前来参观。吴几康对慈云桂说:“康鹏思路很敏捷,有丰富的想象力。”他还指点康鹏要做出 40 位的运算器,很快康鹏就做成功了。

四机部的罗沛霖对康鹏说:“要是你用国产晶体管做出计算机,我就请你吃奶油蛋糕。”康鹏一直记得罗老的评价:“我认为康鹏是一位极有科技创新精神和创造能力,对国防建设和国民经济做出重要贡献的、多学科的突出的优秀专家。”还有一个难啃的骨头——触发器。

慈云桂对康鹏说:“如果你把触发器的问题解决了,人家就真正承认你是电子专家了,你就是这个!”说着他跷起大拇指,给康鹏加压力、鼓气。

康鹏认为自己的思维是横向展开的,触发器有三个过程:先触发,接着是恢复,后面是稳定过程。他把电路改成双边触发,信号反相送到电路两边,这边推,那边拉,合力完成翻转,彻底防范干扰影响,推拉触发器的概念就此产生。

大约是 1963 年六七月份一个半夜里,睡在实验室宽大工作台上的康鹏,突发的灵感将他“双边推拉”的思路全面“联通”,他在工作台上爬起躺下又爬起,直到起床号吹响。他请实验室的周瑅基主任帮助做出电路。一会儿就成功了,电路只用两个三极管,不像过去要六个。也不再要求推拉触发器两边的晶体管参数对称。不仅电路性能改善,器件准备和生产也都简单了。

1965年4月25日,国防科委在哈军工推广441-B计算机,培训班合影局部,慈云桂教授(前排右二)

1965 年 9 月 14 日,慈云桂副主任康鹏赴国防科委汇报 441-B 计算机


40年后,康鹏说,真的要谢谢周瑅基的实验室,他是担着风险,私下帮助我的。那时有空就要学政治,谁都不许额外进行业务工作。

康鹏的第一篇论文《计算机推拉触发器的研究》,实验成功之后就报告给科研处处长冉萍。404 教研室主任胡守仁陪同冉萍过来检查,触发器的指示灯很稳定,电路很可靠。康鹏继续进行电路设计,他的数学优势派上了用场,电阻要挑选,电容也要挑选。他画了一个图,算出稳定域,稳定域里面最中间的数值就是最佳电阻。以此为题他又写了一篇论文,《推拉触发器可靠性分析》。

1963年秋,全国第三次计算机年会在西安召开,因为仅仅是助教,只能列席会议的康鹏带着论文《隔离阻塞推拉触发器电路系统》去做报告。1964 年,隔离阻塞推拉触发器和脉冲整形器已经定型,正在制作位运算器,并考验电路稳定性。

在慈云桂主持下,工程组分析了苏联БЭСМ计算机的逻辑设计。康鹏、王振青和俞咸宜夜以继日,反复修改方案,在 56 条指令中,保存了便于硬件调试用的操作码为“3B”的“检测”指令。慈主任带领大家一起审查图纸,每人审定一个电路符号就在相应位置画勾,直到五个人的标注完全一致,这张逻辑图才能通过,凡是不到五个勾的符号肯定有问题,慈先生就是审核流程的“总把关”。研制组对元器件筛选、插件焊接、部件测试、电源负荷试验及磁芯存储器的手工穿线工艺等都是一丝不苟,从工艺设计到安装调试,都坚持可靠性第一、质量第一,电路板、机架和资料的样式都如阅兵队列整齐划一。整机组装同样没有走弯路,焊装工人彭长贵是操刀“一把手”,每一根线都要用万用表检查有没有短路。四个机柜的三百多块插件板全部做好交工,一根线也不错、不漏,没有发现一个质量问题。

磁芯存储器的研制在小组长任连仲的带领下,也在加快进度。北京工业学院的高永峰老师和技术工人张文富专程前来支援,参加生产装配工作。检查程序由黄志贤负责,制定了总调步骤,总调方法,加法、减法、乘法都有操作指令,还有转移指令,打印机指令等。检查过程十分挑剔,每天调哪几个指令,经过哪些逻辑电路,可能出现什么问题,都预先确定。黄志贤把所有指令穿孔,从光电机输入,检查程序启动,只要出现差错,马上就有指示,很快就能找到故障。

哈军工1964年的计算机教材磁芯存储器插图,非常细致精巧。


他们只碰到一个问题,控制台到机柜的长线出现干扰,还有个别“漏线”,几天解决问题,调机顺利完成。院科研处向国防科委汇报进度,等待拷机。全机插件板共427 块,运输时装在 10 个精致的专用箱里。1964  11 月,国防科委四局的唐遇鹤、袁林祥两位参谋,代表首长验收。11 天中,两个人寸步不离机房,必须亲历全部拷机过程,亲自拿到数据。这几年时间里,唐遇鹤和袁林祥对哈军工的计算机研制是每求必应。在“文革”最混乱的时期,为了保障进度,经费由国防科委直接拨到提供元件的中科院。

1965年,国防科委唐遇鹤参谋

2013年4月20日,邵国材参谋看望康鹏。


陆靖回忆,有了困难时就直接去找四局。当时英国最好的晶体管计算机是 KDF-9,也只能连续稳定运行 70 多小时。441-B 拷机开始了,70 小时过去,天过去了,超过英国水平!第 11 天到了,一个脉冲变压器被击穿短路,计算机工作 268 小时停机。

1965 1  22 日,通过了联调、试算和稳定性考核,441-B 研制成功。1965  2  10  441-B 计算机再次通过 332 小时 25 分钟连续、稳定、可靠性的正式考核,消息传到北京,聂老总高兴极了,立即指示在全国推广 441-B 计算机。 26 日,441-B 计算机通过国防科委组织 10 个单位,24名委员参加的正式鉴定,中国首台晶体管电子数字计算机诞生,研制小组荣立集体一等功。

是年月,全国第四届计算机专业学术会议在哈尔滨召开,东道主哈军工有近十篇论文,提供 441-BⅠ、441-A901 等三台计算机供代表参观。1977 年,康鹏在长沙工学院(国防科技大学)从助教破格晋升为副教授。康鹏和他的战友们先后在计算机、高炮指挥仪、人工智能、晶体管电路、集成电路、计算方法、现代信息服务等多个领域辛勤耕耘,罗沛霖院士将康鹏的成功归于他的诚恳、认真、钻研,这也是哈军工培育创新人才的共同特点。

康鹏认为自己遇上了好时机,在哈军工有了施展才能的机会;有恩师慈云桂教授和罗沛霖院士的鼓励、支持和重用;战友们在重大难题面前自强自立,人人都能独当一面,出色完成任务,用简单的办法解决复杂的问题才是符合强国战略的技术创新需求。

康鹏备感内疚的是不少战友英年早逝,特别是当年的三七组四位战友已经去世。


2009 年 3 月 7 日,国防科技大学计算机学院廖湘科院长到北京看望康鹏教授。

 

1965年,国家科委聂荣臻主任颁发了关于设立 296 个国家发明奖励项目的文件,这是推动中国科技事业发展的一个重要举措。文革之前,在计算机领域有两位科学家——康鹏和虞浦帆荣获了国家发明奖(后者是以研究室的名义申报)。

1953年,中国的发明是专利,这是第一号证书,候德榜的制碱法.

 1953 1957 年,实施“发明专利”期间,全国仅批准了四件专利,下发了六件发明人证书。1961 年北京有线电厂试制的 104 电子管计算机,得到电子工业部 5000 元新产品奖金。当时企业员工平均月工资五六十元,适逢“三年困难”,这笔奖金应当是一笔大额生活补贴,可是由于工厂领导拿不出适当的分配方案,5000 元历经 50 多年,至今留在改制后的兆维集团财务账户里。

1963 8  5 日,国防科委下发《关于进行发明奖励工作的通知》,要求军队迅速清理科技档案,审查、鉴定和呈报以往的发明成果,要对 1958 年以来的发明统一授奖。1963  11 月,国务院颁布了新的《发明奖励条例》,发明奖励取代了发明保护。《条例》规定的三个条件是:前人没有的,或是虽有而未公布的;经过实践证明可以应用的;比较先进的。《条例》改变了对发明人按年付酬的做法,采用发放一次性奖金,虽然额度变少,但是“发明证书”和金质奖章给予发明者崇高的国家荣誉。

国家科委成立了发明创造局,具体部署、组织发明奖励工作。在《条例》颁布时,国家科委主办了一个全国新产品展览会,依照《条例》对展览项目评奖并颁发奖金。最高的一等奖 1 万元,最低是四等奖 1000 元。

1964 5  29 日,国家科委发明评选委员会成立,主任武衡,副主任沈鸿、严济慈,委员有王诤、王之玺、石志仁、沈其益、吴有训、金善宝、赵宗燠、侯德榜、张维、梁志成、黄家驷、陶力等 12 人。审查通过的发明项目,由聂荣臻签署颁布。当年底,申报的共有 1100 多项。截止到 1966 年初,国家科委实际颁发《发明证书》297 项,其中包括国防专用技术 44 项。1964  6  1 日,“全军装备技术革新交流会”开幕,展品2724 项,其中1654 项授予一至五等奖,接待 8.5 万人参观。

张爱萍副总参谋长指出,这次展出,对中央、主席、军委提出的自力更生、奋发图强、艰苦奋斗、勤俭建军、勤俭办一切事业的方针,体现得很突出。

武衡联系中央办公厅,请毛泽东为发明家题字,当时中央决定一般请毛主席题字的都婉拒,但是主席仅三四天就回信,连同“发明证书”四个大字一齐寄来了。对此,武衡和工作人员们无不欣喜若狂。

六十年代,中国的发明不再当作“专利”,为了鼓励发明,作为国家荣誉,发明证书由毛泽东主席题字,金质奖章铸上“发明”(因文革未颁发)。

有了毛泽东的题字,心里就有了底数。国家科委原准备召开一次隆重的授奖大会,请党和国家领导人发奖并讲话,授奖大会如能召开,必将作为光辉的一页,载入共和国史册。遗憾的是,“四清”运动已在全国开展,反对“物质刺激”,反对“走资本主义道路”。武衡很是犹豫,以国家科委的名义上报国务院请示,周恩来总理将报告批给副总理兼国家经委主任薄一波。薄一波表示,发明奖还是可以发的,方式要慎重。武衡在《回忆录》中说,国家科委冒着风险,将《发明证书》和奖章寄给了发明人。

哈军工的康鹏发明了推拉触发器,促成了国产晶体管计算机的诞生,直到今日,人们谈论哈军工时就要说到 441-B 计算机,说到计算机常常要说到慈云桂和康鹏;而要说康鹏,也离不开他所在的408 研究室和哈军工。

康鹏回忆说,1966 年初,国防科委李庄局长当面对我说:“康鹏我告诉你,你对计算机发展立了一个大功,我们请示了聂老总要给你三个鼓励,一是给你颁‘发明证书’,二要给你的发明命名‘康鹏电路’,三要给你发一万元奖金。”不过,这个喜悦转瞬即逝,上班的路上,科研处领导“顺便”告诉康鹏,是有这么个事,但是不要声张。春天过去,夏天来了,可那两年都不是询问与讨论奖励的时候。后来学院南迁搬家,锁在保险柜中的“发明证书”下落不明,康鹏连看都没有看上一眼自己的“发明证书”。

2003 7  2 日,两位原哈军工科技处的干部邵国材、宁钢通过单位(留在哈军工原址的哈尔滨工程大学)写了证明材料,1966 年初,在处里见到由国家科委主任聂荣臻签发给康鹏的“发明证书”,表彰他发明“隔离阻塞推拉电路”所做出的贡献。笔者从此留心所有“科技奖励”和历史典故,因年代久远,也是一无所获。

     准备由“发明”大会颁发给柳溥庆的证书和文件,因文革而直接送达单位交付本人,现捐赠中国印刷博物馆。

 2007  1 11 日的《北京晚报》上,看到傅力在《印钞专家叫板‘亚核’绝密》的长文中提道:“1965  2 月,聂荣臻签发 107 号发明证书赠予柳溥庆。”此后,笔者多次到科学技术部走访,奖励办、政策研究室、技术市场管理办公室、火炬中心都去过。找到办公厅档案处周玉建处长,计算机反复检索无果。最后一线希望是常虹处长从柜底拉出的一个抽屉。其中有一叠陈旧的文件目录,封面“发明创造局”,在 1965 年度的栏目中见到“隔离—阻塞式它激间歇振荡器”的条目,真是幸运啊!后来在中央档案馆终于找到了属于“永远保存”的评审材料原始文档。轻轻打开档案袋,沉睡多年的材料让人感觉时光又回到了 40 年前。

康鹏的发明材料包括“申报”、“评审”和“通报”几个部分。每个通过评审的发明项目都有一份正式文件,就是“发明纪录”,这份材料曾作为国家科委文件印发发明人单位和各省市科委,现存于各省市档案馆。1964  4 月到 1965  10 月,在一年半时间里,从黑龙江省科委、国家第四机械工业部到当时的国家科委,逐级详细审定了康鹏发明的“隔离—阻塞式它激间歇振荡器”。1964  4  10 日,黑龙江省科委盖上国徽印章发文组织鉴定会,第三方单位哈工大 431 教研室做出评价:“隔离—阻塞式它激间歇振荡器可靠性高,逻辑上灵活,对晶体管要求不高,在目前我国晶体管生产水平的条件下,可以在数字计算机线路中应用,同意列为发明。”1964  8  17 日,电子工业部盖上国徽印章发文,“是一种具有良好整形特性,并且除能完成通常变压器二极管组成的‘与’、‘或’逻辑外,还有阻塞功能的单元电路。尚未见过具有类似功能和特点的电路,同意列为发明。”国家科委的文件“确定为发明”,盖上一个国徽印章。

1965 10  10 日,在国家科委的文件“发明纪录”中,肯定康鹏作为发明者的“隔离—阻塞式它激间歇振荡器是国内、国外文献中还未看到过的,既起逻辑作用,又起整形放大作用的脉冲数字电路”。明确表示“确定为发明的依据”,有四个特点(原文 617 字)。1.由此组成的逻辑电路,具有较高的可靠性2.具有强逻辑作用3.经济性高4.该电路除上述实用价值外,还产生了另外一些结果,如隔离—阻塞式动态触发器;静—动态触发器;推拉式双稳电路,后阻塞振荡器等。这些电路形成了隔离—阻塞电路系统。

国家科委颁发了由聂荣臻副总理签署给康鹏的 0296 号“发明证书”。虽然人民大会堂的授奖大会取消了,而康鹏的发明得到三个通红的国徽大印,难道不是一种崇高的国家荣誉吗?

 2008  3  4 日,笔者撰写的 5200 字的《康鹏和中国首台晶体管计算机》在《光明日报》人物版发表,发明奖励为国家荣誉的一段史实公之于世。2009  3 月,国防科技大学派出张云龙、周兴武等到中央档案馆复制了康鹏发明的全部档案。

光明日报的人物专栏文章


康鹏的功绩为业内认可,2006年中国计算机报的“计算机50周年”专栏中,康鹏名列十位功勋人物。

1969年9月,441-B计算机在长途自动电话关键的计费设备中投入使用,京津沪宁等大城市与省会安装使用多年。2007年电信行业对哈军工的专家们表示感谢,由信息产业部张琪司长向康鹏、王振青、任连仲赠送纪念标志。


与康鹏、虞浦帆相比,柳溥庆就很幸运了。1967 年,他收到了精致的彩印“发明证书”和“发明纪录”。柳溥庆是著名的印刷专家,率先解决了困扰世界的不能一次印成多色钞票的凹印技术难题。笔者联系到了柳老先生的儿子柳百淇,专程前往北京大兴区,在中国印刷博物馆看到了精心收藏的“发明证书”,看到了毛泽东和聂荣臻的手迹,看到精美细腻的纹路和庄重的色彩。这两百多份证书,自从文革初期低调悄然送出国家科委大门,就再也没有机会和他们的主人们一起来个合影团聚。这些珍贵的发明和证书,展现了国家科委领导人的远见和曾经走过的科技奖励的曲折道路。

各国的奖励制度都有收回和追授的规定,对于应当获取的奖励:证书、奖章都有补发的做法,康鹏的“发明证书”因哈军工南迁,下落不明,国防科大几届校长都曾当做一个未竟问题移交,但是科学技术部也没有回溯50年前“国家科委”的遗留事务,所以康鹏还在等候自己的“发明证书”现身。

笔者和康鹏(左)教授


唐遇鹤,1929  2 日出生,重庆市大足县石马乡人。1947年高等工业职业学校毕业,1949 年考入重庆大学土木工程系。1951 年参军,在炮兵学校任教指挥仪,后到军委炮兵司令部科技处工作,1958 年到哈军工进修,第一学年有 3 门课程为 4分,其余 5 分,1960年以全部成绩 5 分结业,1961 年调国防科委,参与国防领域和中科院等领域的计算机科研管理 22 年,1983 年退休。


康鹏,教授,1937 年10 月生于唐山。1949年就读河南省商丘一中、开封第一高中。1955 年 8 月,以优秀成绩考入哈尔滨军事工程学院,1961 年哈军工毕业留校任见习助教,1962 年参加441-B 计算机工程,发明隔离阻塞电路、推拉触发器,1978年 3 月在长沙工学院(国防科技大学)越级晋升为副教授,后晋升教授,1984 年到国防大学工作。

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