2018国家战略有哪些【终生以国家需求为己任】
侯朝焕院士,中国科学院声学研究所研究员,中国科学院院士。2010年7月1日,再度被评为中科院北京地区优秀共产党员。 在声学所50年如一日坚守国家需要的岗位,终生以国家需求为己任。在研究工作中,追求科学真理。秉承严谨,唯实,求真的学风;坚持科学分析,善于判断,勇于创新,不随波逐流;坚持“选准方向,独树一帜,锲而不舍,定有成效”的治学原则,在国家科技发展需要的多个领域,都取得了丰硕的研究成果。在业界享有崇高的声望。先后完成了12项国家重大项目,获得3项国家发明奖,四项中科院科技进步奖(含中科院特等奖一项)。
在水声学,信息与信号处理,芯片集成等领域不畏艰险,潜心攻关;在创新的崎岖道路上从不停步。自始至终坚守科研一线,目前仍主持某重大项目,曾多次被评为研究所优秀党员,以及中科院,中央国家机关优秀党员和全国先进工作者。
立志科学报国从小就决心当科学家
侯朝焕先生1936年出生于四川省自贡市。先后在自贡市蜀光中学和重庆清华中学接受了良好的初高中教育。从小学开始他就在学校崭露头角,学习成绩一直名前茅,为以后的科学研究,追求科学报国打下了扎实的基础。
从中学开始他就对物理产生了浓厚的兴趣,力学、声学等自然现象所构成的神秘的物理世界让他着迷。为解开日常生活中的这些物理现象的奥秘,他常常废寝忘食,缠住老师询问并查阅书籍寻找答案。青少年时期就受到求真务实科学精神的培养和熏陶。他不满足于课堂上所学到的知识,业余时间就跑到西南图书馆去借书看。那时他就立志要成为一名科学家,去解开大千世界的无穷奥秘。他的目标就是要首先考上北大物理系,那是当时中国最热门的专业,竞争非常激烈。为了实现自己的目标,他发愤学习,不断挑战自己。功夫不负有心人,1954年,他以优异的成绩,如愿以偿,考入了北大物理系,迈出了他梦想当科学家的第一步。
“独立之精神,自由之思想”是北大精神的灵魂,它曾影响了一代又一代的北大人。沐浴在燕园韶光中,他不仅打下了坚实的理论物理的基础;而且养成了不盲从,不轻信的独立思考的思维习惯和实事求是的科学探索精神。这种习惯和精神让他受益终生,始终贯穿在他的科学研究中,并进而通过他影响到他的学生。
在科研条件极其艰苦的海南三亚的中科院南海研究站坚守20年
1958年,根据我国第一个科技发展远景规划。中国科学院决定建立水声学研究队伍,尽快开展我国的水声学研究工作。经周恩来总理同意,决定从全国几所重点大学物理系抽调品学兼优的,即将毕业的大学生,提前分配,参加水声研究工作,边学边干。当时人们把这一举措称为“拔青苗”。22岁的侯朝焕有幸成为百名“青苗”中的一员来到中国科学院,参加由国际知名科学家汪德昭院士领导的水声学研究工作。从此,开始了他的科学研究生涯。
在这位德高望重的老科学家的悉心指导和自己的奋发努力下,天资聪明的侯朝焕很快就成为所里科研骨干,参加了中苏联合南海考察,并承担了重要的课题研究。在课题组,年轻的侯朝焕秉承北大的独立思考精神,不迷信所谓的学术权威。当时他对苏联专家的意见提出了质疑,并发表了自己与众不同的看法。所里的领导批评他说:“年轻人,你太狂了,竟然不把苏联专家放在眼里!”事隔多年以后再回头看看那场论争,事实证明当初他的意见还是对的。
“标新立异,亲自动手,奋力拼搏,一丝不苟”是汪德昭先生生前为声学所拟就的所训。所训中的“标新立异”,讲的就是创新。而且,汪德昭先生把“标新立异”放在第一位,强调了创新对科研人员的极度重要性。创新意味着要有怀疑一切,鸡蛋里挑骨头的精神;意味着在真理与权威面前,只能崇尚前者,摒弃后者;意味着要有意识地跳出前人和历史的窠臼,勇于走自己的道路;意味着要有孜孜不倦的探索精神,要用开放性的超前思维去研究问题。声学所人一贯有勇于创新的传统。
几十年来,侯朝焕一直坚持“选准方向,独树一帜,锲而不舍,定有成效”的治学格言,并用同样的标准去要求他的学生。他一直鼓励自己的学生要培养独立思考的能力,要敢于发表不同的意见,坚持做到“吾爱吾师,吾更爱真理”的科学精神,在科学研究中敢于和善于“较真”。他觉得一个人只有具备了这种独立思考和分析问题的能力,才能慢慢茁壮成长起来。这和声学所的传统也是一脉相承的。
侯朝焕是我国在声场匹配领域引入智能化处理方法的开拓者。从1959年来到海南岛参加中苏联合南海水声考察开始,他服从组织需要,勤勤恳恳,默默无闻地扎根在科研条件极其艰苦的海南三亚中科院南海研究站为水声科研奋战。一呆就是20年。
二十世纪的中国真可谓多灾多难,血雨腥风。在文革中,许多人受到前所未有的冲击,不少人不幸倒下了。当时,侯朝焕所在的声学所500人中有300多个被打成“反革命”,上上下下都受到了牵连,所长也被判为“反动学术权威”而受到批判和攻击。然而侯朝焕却得以意外地幸免。因为他当时正承担着一项重点国防科研项目,该项目成了他和课题组成员的“保护伞”,让他们远离时代的政治漩涡,成为文革中的边缘人。安然无恙地度过了那个动乱的年代。按照当时驻声学所军管会的指示,课题组受到特殊照顾,即“五天促生产,一天闹革命”。因此,十年浩劫中,他的科研工作基本没有停止和中断过,大部分时间和精力都集中在科研上。尽管也有人贴大字报企图扳倒他,但他却始终坚守在科研第一线。这对他个人的成长也不无裨益。
终生以国家需求为己任
不同于大多数一辈子仅仅专注于某个专业领域的科学家,侯朝焕院士这一生跨越了几个专业,从理论物理到水声工程,再到信号处理,随之又转移到芯片及系统集成的开发,每一次转移都是基于国家的需要,并且在每个领域都留下了自己清晰的足迹。
他当年在北大时学的是理论物理,在学校时他接触的知识面比较宽,专业基础十分牢固。这为他以后能够在较短的时间内适应所转换的新的专业领域,打下了一定的基础,并能够很快取得丰硕的成果。
侯朝焕从1959年开始他为水声科研奋战了20年。这期间,他组织并参加了大量的海上水声物理实验和考察,取得了宝贵的第一手资料,完成了“声信号起伏统计特性测量和分析系统”,推动了水声信号场和噪声、混响场的研究。1965年,该项成果获得了国家科委聂荣臻主任签发的发明证书。
之后,他又提出了“相移多波束基阵信号处理系统”,详尽地阐述了该系统的全面分析、理论计算、参数选择和优化设计以及性能估计。该系统已成功应用于某工程项目,获得了显著的社会和经济效益。近年来,他又完成了智能型水声信号处理系统,使该系统与水声信道最佳匹配,达到最优工作状态和最佳处理效果,1996年获中科院特等奖。
侯朝焕院士对前沿信息科技的发展十分敏感。根据观察他预感到互联网必将在未来的科研和教育中发挥愈来愈重要的作用,甚至可能影响到整个社会和每个人的生活。为此,早在1997年,他就向国家自然科学基金委提出创建“新一代高速信息示范网” 的建议。建议将中科院、北大、清华等几所大学纳入其中,这样在实现资源共享的同时,还可以实现与国外相关机构进行零距离的交流。但要建成这个网络,需要筹集2600万的资金.由于资金数目过大,“基金委”没有先例。按照既成惯例,基金委最多只能批500万,但在侯院士再三“游说”下,基金委张存浩主任为他的有关高速信息网的前景所吸引,决定为他破一回例。于是,他和侯院士联合去说服基金委其它几位副主任。基金委最终拿出2000万作为高速信息网的经费,而中科院、北大、清华等几所科研院所合力筹资600万。就这样,在侯院士的奔走下,第一代国家高速信息示范网得以于2000年建成,并与美国等国际科研机构实现同步联网,成功举行了几次国际网络会议。
随着第一代高速信息网在国内影响的扩大,其它的一些院校纷纷要求加入其中,网络面临着扩容的需要。在此情况下,侯院士又发起数十名院士联名向中央领导建议,建立大规模的新一代高速科学教育网。该建议很快得到中央领导的批示。最终经发改委、信息产业部和基金委等多个部门联合建立国家第二代高速示范网,并于2004年投入使用,从而使我国的互联网发展逐步迈入国际水平。
跨入信号处理和芯片集成领域
侯朝焕院士也是国内外信号处理和芯片集成领域的杰出专家。他最早提出开发高速信号处理机的重要性和必要性,并就此事上书给当时的科技部朱丽兰部长,朱部长组织专家们对他的建议进行了认证审议后,欣然采纳,将其纳入863计划。他则受聘担任信息获取和处理技术专家组第一届、第二届专家组副组长,主管国家高技术在信息获取与处理技术领域高速高精度实时信号处理专题的高技术发展,与其他同事共同制定了超高速实时信号处理及超高速集成电路设计专题目标蓝图,阶段目标,及技术路线。提出了较先进的技术指标,组织全国性的攻关,实现了原定的预期目标。
他在国内率先开展了信号处理研究,并将信号处理算法集成到高速芯片上,1994年,侯朝焕主持完成了国家高技术(863)计划“信号处理系统集成实验室建设”项目,并同时完成了具有自主知识产权的从算法到版图级自主设计的全用户定制的FFT(快速傅里叶变换)、DBF(数字波束形成),以及RLS(递推最小二乘滤波)等三个超级芯片的设计,并一次投片成功。由于每个芯片集成了15个运算器并行流水运算,达到极高的运算速度,单个芯片的乘法和加法运算速度达到9亿次/秒。与当时国际上主流的CPU和DSP芯片相比,运算速度提高200倍以上。为先进的信号处理奠定了芯片硬件基础。
他的探索之路并未停止。面对国际信息技术的迅猛发展和我国计算机核心技术――微处理器芯片和操作系统上的落后局面,侯朝焕院士决心改变这一局面,努力让国产信息产品拥有一颗中国芯。为此,在成功完成三个超级芯片设计的基础上,率领一批年轻的硕士、博士,经过五年的刻苦攻关与开拓创新,完成了973项目原定的基础研究,并成功研制出“华威”(SuperV)超级处理器,实现了多年的梦想。
华威处理器是具有自主知识产权的的高端处理器。可以广泛应用于阵列信号处理、信息家电、网络通信、声音图像以及雷达声纳等信号处理领域。该芯片将在我国信息化带动工业化的进程中发挥巨大作用。
毅然从理论物理到水声工程,再到信号处理和超级芯片实现“三级跳”
从理论物理到水声工程再到信号处理和超级芯片设计,侯朝焕院士在专业研究上实现了“三级跳”。每转换一个领域他都要从头开始,先选准一个方向,然后去看书和查阅文献。一方面关注前沿发展,一方面参加会议交流,然后进入该领域,看看自己还能做哪些创新性的研究。
在局外人看来,科研工作也许是寂寞的。但侯院士却从中体会到了无穷的乐趣。他说“不管做什么事,只要你钻进去了,发现了其中的奥秘,你就会获得其乐无穷的享受!”有时候为了解开一个“悬案”,他半夜从床上爬起来冥思苦想,反复演算。每解决一个问题他高兴得像孩子一样欢呼雀跃,心中感到无比的满足,感觉往昔的一切付出都是值得的。
就这样,为了国家宏观发展的需要,侯院士从一个领域转换到另一个领域。他所做的每项研究都和国家发展密切相关。他的科研成果没有束之高阁,而是一完成就投入到了国防和民用事业之中。这是让侯院士感到最欣慰的事情。当然,他的成就再国际上也得到了广泛的承认,获得了良好的声誉。并因此当选为国际电工电子工程师学会(IEEE)的会士和高级会员。
从不止步,向SOC(芯片系统)进军
在实现高性能微处理器“华威-1”(SuperV-1)芯片以后,侯朝焕认为,现在我们虽然成功研制出我国第一款基于多发射VLIW和SIMD技术的具有可重组结构的高性能微处理器“华威-1”(SuperV-1)芯片。兼具DSP和CPU功能,是目前国内数据处理能力最强的微处理器,在性能上优于现在的CPU和DSP两种芯片的组合。我们所做的一切研究工作,最终的目标都是实现“1+1大于2”,应该说,这个目标我们达到了!
但是,这个项目虽然取得了很好的成果,但离产业化还有很长的路要走。尽管973项目主要针对基础科学问题的研究,并不涉及应用开发和产业化问题。但是从国家需求考虑,目前我国的科研计划中似乎缺少一个链条,这个链条就是从基础研究过渡到应用领域和产业化。从基础研究到应用和产业化还有许多技术问题需要解决,而这些技术问题却没有相应的研究计划予以支持。
集成SOC芯片系统是21世纪的发展方向,是微电子技术按摩尔定律发展的必然结果。当代广泛使用的数字信号处理系统,尽管在规模上不算大,晶体管数已不算特别多,这些数字系统已经具备了向单芯片集成前进的条件。但通常的数字应用系统往往还包含有一些特殊的部件,如各种声、光、机、电、磁、热等的传感器,以及最新的化学传感器和生物传感器。传感器输出的信号还需要通过模拟电路处理。以后,应该重视SOC(芯片系统)的研究。也就是将包括传感器、驱动器、运算器等各部分在内的整个系统全部集成在一个芯片上,成为一个“芯片系统”。目前国际上也都在朝这个方面努力,未来的芯片将会在功能和速度方面有很大的提高,以完成更多的工作。因此,从IC到SOC(芯片系统)是发展趋势,因为,它能为人们提供更加便宜的数字系统,使它们进入千家万户,方便人们的生活。
进入21世纪以来,不少先进的西方国家将它作为国家发展的战略目标,我国也面临新的挑战和机遇。在侯朝焕院士的积极倡导下,国家自然科学基金委不失时机地启动了重大科学计划,目标是解决SOC中的关键科学问题。为此专门成立了国家自然科学基金委系统芯片重大研究计划专家组,侯院士担任组长。我国有望在芯片上取得快速进展,与国际上的SOC技术同步发展。 (为民综合报道)
