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​鹏鸣九天(二)——康鹏教授的高炮数字指挥仪

滕叙兖 计算机六十年 2023-07-08

鹏鸣九天——科学家康鹏教授的非常人生(二)

   基地北风呼啸,数九隆冬时节,康鹏一行人带着电子计算机,一路颠簸,千辛万苦来到冰雪覆盖的大草原上。在-30℃的环境中打开木箱,发现计算机的表面油漆经不住严寒,开裂脱落了,玻璃也冻碎了,通电测试后,两台计算机居然工作正常。这是中国首次计算机野外试验,冒着政治风险,一旦弄坏了计算机,后果不堪设想。

 高炮数字指挥仪催生了两门新生学科

  文革前夕,哈军工奉命退出军队序列,集体转业。改制后的学院成立中国高校第一个计算机系,慈云桂出任系主任。文革狂澜一起,李庄局长被造反派打成“大特务”,慈云桂也受到株连,关进了牛棚。有的人想把火烧到慈云桂的爱将康鹏的头上,这一回,康鹏有了政治斗争经验,奋起自卫,把心怀叵测的人顶了回去。当然,康鹏之所以能够平安度过文革浩劫,主要原因是他身负重要国防科研任务,造反派不敢轻易动他。

      1965年越南战争升级后,我援越高炮部队多次反映仿苏机电式高炮指挥仪技术落后,我军在与美国空军的生死搏杀中付出血的代价。国防科委紧急下达研制全自动高炮指挥仪的国防科研任务,还是慈云桂把这个任务争取到手的,上级要求哈军工和一家大军工企业合作,然而,1966年秋后天下大乱,这种别扭的合作陷入无休止的扯皮和争论中。不久,军工企业的人马撤离哈军工,打道回厂了。这个重大国防科研任务进退维谷,进展缓慢。

      哈军工重新调整力量,组织了由康鹏任组长的研制小组。研制组的十多个成员都是年轻人,虽说初生牛犊不怕虎,为了国防建设豁出命去干,但他们不了解高炮,不掌握空中目标及其飞行数据,也不懂得雷达,更没有可以借鉴的国内、国外技术资料,完成这一任务的难度极大。

       此时的康鹏已经是处变不惊、笑对风雨的沙场老将了,他认为当前最大的问题是研究思路问题。以往的高炮打靶,都要在靶场进行,需要同时调用飞机、高炮、雷达和同步照像系统。而飞机的飞行又要根据打靶需要选择机型、飞行航线、飞行高度和速度,让这些军事装备和设备以及地面、空中的大批人员协调工作,本身就是非常困难的事;此外要求天气必须给个好脸儿,刮风下雨飞机不能起飞,人们只能干瞪眼。所以,一次打靶往往要花上三到五个月的时间,还给不出个最终结果。有了问题,得等到第二年再进靶场。

      康鹏仔细研究老式高炮打靶过程后,叹道:“这太浪费时间了,军情如火,我们必须走一条新路。”

       他提出建立实时数字仿真系统的方案,依靠计算机在室内模拟打靶的全过程,而不必到野外靶场动用飞机、高炮,兴师动众地打实弹。

       这是一个全新的研究思路,那时侯的人们对数字仿真是何物均一无所知。当哈军工大院两派打得不可开交的时候,康鹏两耳不闻窗外事,他带领大家争分夺秒,日夜兼程,研制出用于控制高炮的数字指挥仪,这台计算机命名441—C。

      1967年初,忙于夺权的造反派喧嚣声不绝于耳,康鹏却默默地带领研制组,踏着深深的积雪奔赴齐齐哈尔,他们的目的地是号称亚洲最大的国家常规武器试验靶场——31基地,人们常称“白城靶场”。

      “北风卷地白草折,胡天八月即飞雪。”位于大草原上的31基地正是北风呼啸,数九隆冬时节,康鹏一行人带着十多个大木箱,一路颠簸,千辛万苦来到冰雪覆盖的大草原上。在-30℃的环境中,会不会冻坏441—B和441—C两台计算机?打开木箱,大家发现计算机的表面油漆经不住严寒,开裂脱落了,玻璃也冻碎了,通电测试后,两台计算机居然工作正常。康鹏长出了一口气,那颗悬着的心总算落了下来。要知道这次野外试验是冒着政治风险的,本来想向31基地借用441—B,可人家一口回绝:“那是我们基地的宝贝,哪能让你们拉到野外用?”没有办法,康鹏决定把哈军工惟一那台441—B带到现场。可一旦弄坏了这台设备,造反派非抓康鹏一个“反革命”不可。康鹏胆大心细,精心维护着两台计算机。他们每天上岗下岗,要在草原上跑上6个来回,十几里路啊,这些每天只吃玉米窝头的哈军工人,似乎是铁打的,任何艰难困苦也压不垮他们。有时电路板被冻坏,出现了虚焊点,康鹏把大衣一裹,趴到地上看线路图,一边找问题,一边指挥助手焊好再干。

       研制小组里包括两派群众,有时也不免闹点小矛盾,康鹏能“合稀泥”,规劝大家消除派性,同心协力搞试验,大家也都听他的。每天按着那个年代的规矩,政工干部先领着大家读“老三篇”,然后开始工作。

     三个月后,康鹏和他的伙伴们回到学院,人累瘦了,眼熬红了,可心里美滋滋的。试验数据全部采集回来,两台计算机也完好如初。1968年,他们完成了由相距60米的441—B与441—C联机实现的实时数字仿真系统,这个科研成果比美国于1978年左右完成的实时数字仿真系统AD-10要整整早上9年。同年,研制组又对441—C专用机进行改造,研制成了车载式441—C通用机。

      科学家的特质就是永无止境地探索未知。当大家对苦干两年所完成的441—C心满意足的时候,康鹏还在思考更深层的问题。老式高炮指挥仪采用传统射击算法,无法适应高度机动的美国战机,特别是敌机俯冲的时候,高炮的射击命中率很低。同志们说,我们也不是美军的飞行员,怎么能预测出他什么时候要俯冲?康鹏说,我们的计算机就要有这种判断力,这就叫“人工智能”。他认真研究了瞬息万变的现代战争中美机的战术特点,从心理学角度分析、推测目标进行不同的机动飞行欲实施的真实企图,提出了“心理状态因子算法”的概念。这是又一项科技创新。同志们简称“打俯冲”。使用该算法,把高炮指挥仪的精度大大提高。

       文革的灾难使中国炮兵科研事业受到极大的破坏,从越南前线回来的高炮部队干部气愤得直骂娘,以至后来连伟大领袖都着了急。毛泽东专门发了一个最高指示:“抓高炮指挥仪和光学仪器……”炮兵司令部在全国设了六个会战区,同时攻关,谁的高炮指挥仪好就用谁的。康鹏的课题组属于天津会战区,此时他把一半的人马支持了慈云桂新争取来的大课题,研制小组只剩下5个人,然而,这么个小不点的科研单位,却被军委领导看成最可能出成果的希望之星。哈军工人的“三严”科研作风(严格、严密、严谨)有口皆碑,派到康鹏小组里跟踪任务进度的炮司参谋不断地向上级汇报康鹏小组的好消息。

(图3)441-B数字高炮指挥仪天津会战区部分成员,左起:王万章、俞午龙、康鹏、付振东、靳进善。   

  1971年,经过严酷条件下的野外环境考验后,441—C计算机被拉到昌黎靶场,进行射击对比试验。这是一次硬碰硬的打擂台,对手是仿苏六型高炮指挥仪。

       那天,炮兵副司令员孔从洲老将军率领一大批专家和机关干部来到昌黎靶场,观看两种高炮指挥仪的对比打靶。没有什么客套话,人们都盯住摆在靶场上的8门高炮,两种指挥仪各带动4门。除了沙沙的风声,旷野里一片宁静。

       靶机在蓝天上露面,按预定计划,第一个航次,先打直线飞行。靶场上炮声隆隆,仿苏六型指挥仪的8发炮弹打完,全是优秀。跟在后面的441—C指挥仪也打8发,也全是优秀。两种指挥仪打了个平手。接着开始打俯冲,这次就分出了高低:仿苏六型指挥仪带动的高炮连续8发,弹弹脱靶,吃了个大“鸭蛋”。而内装“心理状态因子”软件的441—C指挥仪,4发命中,1发有效。

       第三个航次,仿苏六型指挥仪打了8发,又全部“剃了光秃”,不知炮弹所终。而441—C指挥仪打的8发,5发命中。

       第四个航次,仿苏六型指挥仪干脆关机大吉,退出了试验。441—C指挥仪再打8发,6发命中,2发有效。

      441—C指挥仪带动的高炮越打越准,越打越神。每打完一发报出结果,主席台上就传来一阵热烈的掌声。最后四个航次打最难的课目:飞机盘旋俯冲和爬高俯冲,441—C指挥仪打靶的结果也同样让人惊喜:共打32发炮弹,其中命中弹16发,有效弹5发。之前,军委炮兵机关的人大都听说441—C指挥仪很神,能神到什么程度?一些人不太相信,这回眼见为实。目睹了这激动人心的场面之后,他们彻底信服了。

        打靶完毕,孔副司令员第一个走下主席台,高兴地握着康鹏的手说:“老康,打的太好啦!了不起啊!你是我们炮兵数字指挥仪的鼻祖呀!”他转身吩咐一位随行人员:“快把炮兵研究院的专家们都请到这里来!”孔从洲请康鹏现场给专家们讲讲人工智能拦击原理。

       在专家们参观441—C指挥仪的时候,孔副司令员望着面容黝黑,骨瘦如柴的康鹏说:“我看你这么瘦,是不是有病了?先不要回哈尔滨了,跟我回北京,我带你去检查检查身体。”

       康鹏心里热乎乎的,谁都知道孔从洲的老资格,他还是毛主席的亲家呢,这么大的首长,对自己这个小萝卜头却如此关心。那时候,康鹏仍然是个助教,常年在外奔波,连个名正言顺的身份都没有,孔副司令员只好称他“老康”。

       漫长七年的心血,康鹏成为中国高炮数字指挥仪的第一发明人,后来这台设备被定型,称为59式57-1数字式高炮指挥仪。

       然而,更有意义的是康鹏催生了两门新生学科——数字仿真和人工智能,在中国科技发展史上,这两门新学科起跑线上最早留下的是康鹏的脚印。

      孔副司令员带着康鹏回到北京,一路上像老乡之间唠家常:“我当这个副司令也没有什么意思,我还是想去办学校,当年哈军工的炮兵工程系划出来办南京炮兵工程学院,我是第一任院长嘛!”

       第二天,孔从洲送康鹏到西苑中医研究所,找到著名的心脏病中医专家郭医生。一番检查,郭医生说,康鹏主要是长期疲劳过度,身体太虚弱了,要好好休息啊。

      康鹏能够休息吗?   

  赤子报国难顾家

  1970年夏,哈军工主体奉命南迁长沙后,康鹏和他的战友们忙于科研任务,家都扔在哈尔滨了。昌黎打靶之后,这才张罗着往长沙搬家。要离开生活了近二十年的哈尔滨,康鹏心情有些沉重,但更让他们夫妻担心的是才四个月大的小女儿出疹子,一咬牙抱着病孩子上了火车。全家人刚到天津,康鹏突然接到上级紧急通知:要他去白城靶场出差。工作第一啊,康鹏把王兰英娘儿四个安顿在天津一家工厂的小屋里,就拎包出发了。这可苦了王兰英和孩子们,连喝水都困难啊,王兰英抱着仍在病中的小女儿,每天三餐靠大女儿小虹上街去买两毛钱的饭菜对付着,一直等到康鹏完成任务回来才继续南下。

(图4)康鹏、王兰英夫妻和子女

  在王兰英的眼里,康鹏心里哪还有这个家啊,他把自己的一切都交给国家的科研任务了。三个孩子出生的时候,他都没有在身边,生小三小燕子的时候,岳母嘱咐康鹏,给兰英买只老母鸡,补补身子,康鹏答应的挺好,出了门就忘了,从靶场回到学院门口,猛然想起,四下张望,看见一个老农民手里拎着一只鸡在叫卖,他看也不看,就买下来。回到家里,岳母发现这只鸡是只病鸡。

       康鹏从来不知道自己的工资是多少,更不知道家里的粮票和各种副食品票证有多少,家里一切都全靠王兰英管,买粮、搬蜂窝煤都是她的活儿。

        康鹏出差常丢东西,是他马虎大意?也不是。他的大脑像个永动机,不停地思考科研上的难题,其用心之苦,非常人可知。有一次去北京公出,进了招待所,他要交住宿押金,一掏手提包,钱没有了,不知道什么时候被扒手偷走了。正是春节前夕,身无分文的康鹏陷入窘困之中,连家也回不去了,在家里的王兰英闻讯气得直哭。

       孩子多,又要接济亲友,康鹏夫妇俩的工资不够用,到了月末,王兰英常常要跟同事借5元钱,发工资时再赶快还上。到了长沙,生活困难,下班后,王兰英种菜养鸡,有点好吃的都让给患病的康鹏和年幼的孩子们,她自己只靠腌萝卜条佐餐。常年省吃俭用的王兰英终于病倒了,一量血压,低压30,医生说她是严重营养不良,输液三天才缓过气来。王兰英常暗自叹气:“知识分子苦啊,搞起科研就不要家了。”

       王兰英是康鹏的中学同班同学,1962年从北京地质学院毕业后任职于国防工程设计院,在哈军工和国防科技大学的二十多年间一直是基建办的技术骨干和土木工程专家,她有自己的事业,但为了康鹏那更大的事业,她做出了莫大的牺牲。康鹏是幸运的,他常说,跟我一起干441—C的同事中有好几位都因为积劳成疾,在后来的研制工作中累死在岗位上,我要不是王兰英全力以赴保护照顾,早就累死了。

      科学家的身后是一棵遮风挡雨的大树,康鹏的科研成果奖有一半要归功王兰英。

     1974年,罗沛霖来找康鹏,要求他搞多功能、小型化、高可靠性的专用计算机。

       康鹏问老前辈;“用户是谁?”

      罗沛霖说:“那可多啦,目前主要是为了卫星测控和导航,要上船出远海啊。”

       康鹏提出自己的思路:“关键是改变电路结构,采用集成电路。虽然我们国家现在还没有大规模集成电路,我们可以用小规模集成电路制造工艺去实现中规模集成电路功能的效果。”

      罗沛霖很高兴,他深知康鹏的创新潜力,话也说得干脆:“你说吧,你要什么条件?”

       “经费、时间和工厂。”

       这些,罗沛霖早就为康鹏准备好了。

      这一回,康鹏带着6个助手来到黄山脚下,那里有两家上海迁去的军工厂作为康鹏的研制基地,工厂领导见到这位一身破旧的黄军装,脚上是双大头鞋,面色黑黄的精瘦汉子,惊讶地问:“你就是那个有名的计算机专家康鹏?”

(图5)康鹏在宿舍前面  

       新型多功能专用计算机定名DG—1计算机,为了这个重要的国家任务,康鹏和黄山打了五年的交道。其间,他提出了把晶体三极管的发射极(E)、基极(B)、集电极(C)都利用起来完成两三个逻辑功能的理论,简称“E-B-C”理论。该理论为中国早期集成电路的设计、生产闯出了一条新路。黄山脚下的上海8331厂使用该发明生产出“同等集成度、功能近倍增”的SS-1组件系列,很 快得到广泛的应用。

    DG—1多功能专用计算机研制成功后,装备到了向阳红10号导航船、远望1号和远望2号测量船上,1980年,中国向南太平洋发射洲际运载火箭,随后又进行水下潜射导弹的发射试验,这些振国威扬军威 的重大国防科技试验,震惊了全世界。当中国的导航船和测量船行驶在浩瀚的大洋上的时候,为国家战略火箭发射试验作出重大贡献的康鹏和他的同伴们,甘当无名英雄,仍在自己的科研岗位上继续默默耕耘。

      “四人帮”一朝覆灭,十年浩劫结束,中国迎来了科学的春天,在1978年3月召开的全国科学大会上,康鹏的“E-B-C”理论与441B、441C计算机均荣获全国科学大会的科技成果奖。

       那一年,国防科技大学(当时还叫长沙工学院)首次为知识分子提职称,只破格晋升了两位副教授,硕果累累的康鹏是其中之一,这年年末,又有一件好事掉到康鹏的头上,国家组织一个赴法国的科技考察代表团,有关部门点名康鹏当科技顾问,生平第一次出国,康鹏有点不相信,这会是真的吗?

      康鹏要出国,他的政治面貌可是个普通群众啊,学院说,那好办,突击入党嘛。康鹏感慨不已,多少年来,自己靠拢组织,积极争取入党,可就是通不过,要我接受长期反复的考验; 多次下工厂,工厂领导听说自己不是党员,都摇头不相信。现在可好了,一夜之间,这般顺畅,全体通过,康鹏觉得不可思议。

      康鹏要出国,愁坏了王兰英,这个寒酸的书呆子连件像样的衣服都没有啊。幸好国家给了置装费,细心的妻子赶快帮他置办几件新衣服,最后总算让康鹏体面地走出国门了。

      康鹏从法国回来,让王兰英吃了一惊:“你怎么长胖了?

      “营养好呗!”康鹏嘿嘿笑道:“在我们的大使馆里,天天吃炖鸡、牛排;在人家法国人的公司里吃自助餐,管够……” 出国前,康鹏的体重还不到一百斤,回来一称,乖乖,126斤!康鹏大笑,在国外平均每天长半斤肉呀!大开眼界的康鹏从来没有这么开心过,看来,国家真是进入改革开放的新时代了。

  为国家节省两千万美元外汇  

       1982年初,为了解决我国同步通信卫星工程火箭发射的数字、模拟混合仿真问题,主管国防科研的国防科委主任张爱萍老将军指示有关部门要大抓仿真技术。有人提议我国应该进口美国的混合仿真机。

       然而,任何国家都不会把危及本国安全的国防尖端技术卖给别国,靠钱是买不来国防现代化的。美国政府对我国进口混合仿真机百般刁难,关键的部件、软件不卖给我们,还要派人到中国监督使用,真是霸道得可以。进口问题严重阻碍了工程的进展,张爱萍很着急,与副主任张震寰和秘书长李庄商量能否自己来干。张震寰、李庄马上想到曾做过高炮数字指挥仪仿真系统的那个哈军工的康鹏,一个电话打到长沙,召康鹏速速进京。康鹏受命于危难之时,他组织了国防科技大学的仿真论证课题组。

       6月20日,国防科委、国防工办在北京西山召开了联合论证会,康鹏代表国防科大提出了论证报告,他以丰富的实践经验和充分可靠的数据,提出比国外算法快多倍的K-P算法,说明用国内现有的计算机进行数字仿真完全可以解决通信卫星发射工程中的仿真问题,康鹏的论证报告得到了与会专家的认可。张震寰当场拍板决定,终止进口美国的混合仿真机,责成国防科大改进和仿制VAX-780计算机来完成这一任务,仅这一项就为国家节省了约两千万美元的外汇。

      是年9月2日《国防科技简报》增刊第16期作了专题报道,称康鹏副教授领导的小组进行的仿真计算和方法研究取得了重要进展。

       新组建的国防科工委的领导对康鹏在计算机实时数字仿真方面所作的贡献给予充分的肯定和高度的评价,并委以重任,让他留京筹建系统仿真技术研究所。因种种原因,筹建工作暂缓。期间,康鹏于1984年4月调入军事学院。

       德高望重的肖克老将军(军事学院院长兼政委)一贯尊重和爱护知识分子,他多次和康鹏促膝谈心:“你是个专家,调你来搞仿真,也是为了改变一下学院的旧教学体系,增加大家对现代化科学技术的认识。搞军事学不懂高科技要落伍啊!”

       军事学院破例把王兰英和远在31基地工作的大女儿一起调进来,肖克院长亲自接见王兰英,叮嘱道:“把你和大女儿同时调进来,就是为了让康教授安心工作,没有后顾之忧,多为国家出成果啊!”

       军事学院的主要领导都特别爱护和尊重康鹏,为他装电话,为他送煤气罐。康鹏心情舒畅,全力以赴投入科研工作,为了给学院俭省经费,他去二炮司令部找哈军工学子、二炮装备部副部长张翔求援,张翔大力支持,康鹏一分钱没有花就得到六台电脑。肖克高兴地说:“人才太重要了,调来一个康鹏,二炮一下子就支援我们这么多电脑。”

       然而世事难料,人生多舛。康鹏万没有料到竟因为用了法国设备惹上了麻烦。当时军委通讯兵部发了个文件,全军只能使用一种型号的计算机,军事学院训练部H副部长以此为由,当众训斥康鹏,不准使用法国的设备。康鹏有话直说,他想论证自己方案的合理性,然而话不投机,H副部长怒气冲冲拂袖而去,他在群众中扬言:“有什么了不起!在960万平方公里的土地上,离开他照样转!”

        在不经意间,康鹏得罪了这位握有实权的干部,从此他的人生道路上埋下了危险的陷阱。

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