从两篇文章可以看出中国科技落后的原因

从两篇文章可以看出中国科技落后的原因 转帖者按： 这两篇文章是十几天前发表出来的，看了以后令我心碎。 从这两篇文章可以看出来中国科技落后的原因。 中国不是没有懂得行业精髓的科学家，而是没有适合他们生存的环境。怪不得很多留学生“一去不回”，因为他们知道，回来以后根本没有适合他们的土壤。 好不容易搞出的“超级计算机”竟然没有相应的软件，研发了二十年的天文探测器竟然无法立项，这样的事情真令人难以评价…… 中国人有一种毛病，事情还没有完全做好，还没有充分发挥新技术的优势，就开始大肆吹牛，例如“超级计算机”；学术如官场，一群学阀学霸愚蠢官僚你争我夺，真正有才能的人却拿不到一分钱资金，例如“中国哈勃”…… 我认为，中国现阶段的科研存在着很大的误区： 1。重视硬件（房屋、仪器设备），轻视人才，因此没有人来给“超级计算机”编写软件。有这种能力的人在全世界也是凤毛麟角的，绝对不是一个月两千三千块钱就能找来的。而领导们就是不愿意给基层的技术人员多发工资…… 2。害怕出错，对真正尖端的研究思想难以理解；学术帮派林立，彼此勾心斗角，对不属于自己帮派的人千方百计地排挤、打压，即使因此而让国家失去了在国际科学界的先进地位也在所不惜。 3。媚外思想严重。在《中国哈勃》一文中，有几个地方特别提到，凡是与外国合作的项目，多半进展顺利；凡是自主研发的项目，则全部扔在一边…… 4。舍不得在科研上花钱。“中国哈勃”还缺少10亿元资金，而今年的“经济刺激计划”大约是4万亿，每年的公款吃喝、公费旅游，哪怕省下1%来也不止这个数了……由此我恶意地推测，那些跟外国人有关的项目之所以进展顺利，也不一定是由于“媚外”，而是既然已经跟外国人签了协议，就不敢不及时拿出钱来，外国人可不像本国人那么好糊弄…… ============================================================== 超级计算机的窘境：软件开发滞后限制其应用 2009-08-31 09:02:06　来源: 新知客(北京) “魔方”的诞生将中国的超级计算一下子带入了百万亿次计算时代，但是应用却仍停留在几万亿次到几十万亿次的水平，中间至少相差了一代。因为现在能够写此类软件的人才太过稀少，硬件跟软件的关系就像“修了一条好路，却没有好车”。 现在的超级计算机通常都有几千颗CPU，速度已经超过每秒千万亿次，但能支持500颗以上CPU的应用软件却很少。像国家天文台需要上千个CPU的运算却缺少软件可用。 上海超级计算中心总共有300多个用户，医生丁海是其中一个。他独立研究的课题涉及较复杂的模拟计算，用普通的电脑根本跑不起来，于是他到超算中心，申请使用一部分计算资源。 128颗CPU的极限 到超算中心排队的单位一直很多。截至2008年，中心装备的曙光4000A型超级计算机CPU使用率已达到88.5%。这台拥有2048颗CPU的超级计算机已经接近“满负荷运转”。2009年6月，“魔方”的加盟将中心可提供的计算能力一下字提升了20倍。它是曾在2008年底排名世界前十的计算机，峰值运算速度达到每秒230万亿次。然而没能进入队列的任务还是很多。 丁海只需要用几十颗CPU，但在300多个用户中已经略高于平均数——虽然中心的客户中不乏蛋白质折叠这样的大型科学计算和国产大飞机设计这样的大型工程项目，但大型用户并不占大多数。据上海超算中心2008年12月的简报统计，在当月新增的10个用户里，只有清华大学航空航天学院、南京大学物理系和上海天文台三家占用的CPU资源在128颗以上。 “不可能给得太多”，中心副主任袁俊说。中心为了照顾到300多个用户的需要，必须进行协调管理，才能最大发挥其整体效能。成立于2000年的上海超算中心不仅承担着“国家网格”计划的南方主节点任务，还为华东地区乃至全国的科研单位和工程用户提供开放的计算服务。袁俊告诉记者，128颗，往往是上海超算中心为单个任务所能提供CPU数的最大值。 事实上，即使资源方面没有限制，很多大型项目也因为技术上的原因用不上那么多运算资源。 规模再大软件控制不了 南京航空航天大学的飞行器设计实验室曾经从浪潮公司购置过一套十多个节点的高性能计算集群，可用着用着就发现不够用了。他们计划购买一套更大的，升级到64个计算节点。购买，安装，迁移任务，一切停当，一个奇怪的现象出现了：运算效率不仅并没有提升，反而下降了。研究人员只好请来浪潮的维护工程师，发现问题出在该应用软件的扩展性上——原来的软件根本不能支持这么多CPU。 据浪潮公司提供的一份资料显示，虽然数百上千个CPU级别的计算机集群现在已经大量出现，但支持500个CPU以上的应用软件却很少。许多流行的高性能软件，特别是广泛应用的开源软件，如在地震预报、蛋白质计算中运用的软件，并行度并不高，有的甚至还是串行程序。这就好比是好不容易修好了一条高速公路，回头一看，却缺乏好车。 “现在的关键是软件跟不上硬件的发展速度，导致超级计算机的计算能力发挥不出来。”浪潮集团高性能服务器产品部总经理刘军说。对此中国科学院超级计算中心主任迟学斌认为，在研发的历史上，我们一直重视有形的东西，忽视无形的东西。计算机固然很重要，但是如果在这个平台上没有要做的事，那也等于是浪费。 对上海超算中心来说，困难主要是价格问题。尽管上海市政府给了他们令同行羡慕的的持续经费支持，使他们可以采购中国最好的计算机硬件，却无法将最好的软件也统统搬来。国家天文台可能是中心的用户里对CPU要求最高的之一，他们需要上千个CPU同时工作，以计算海量的天文观测数据。但能支持的软件在国际上也很少，即使有也买不起，他们只好自己编写开源代码。它更自由，却未必好用。 再者，能够写此类软件的人才太过稀少。国内高等教育研究生以上学历的教育中，完备、深度的“计算科学”教育既不系统，也不完整，更没有基于并行计算方面的计算科学教育和训练。同时，计算科学和各应用科学的团队在互相协作方面也缺乏机制。美国一个成熟的计算应用软件通常都经历了至少20年以上的持续开发，如计算化学软件NWCHEM，开发团队里化学家、计算数学家、计算机科学家保持了合适的比例，政府也给予了资金支持。 跨越“软”“硬”鸿沟 “魔方”的诞生将中国的超级计算一下子带入了百万亿次计算时代，但是应用却仍停留在几万亿次到几十万亿次的水平，中间至少相差了一代。 曙光公司总裁历军认为，“机器和应用之间有一代的差距是可以理解的。上一代的曙光4000A刚出来时也面临有没有人用的问题，但到今天我们国家的大飞机设计、神舟飞船、基因研究、石油勘探上面都用上了，可见机器带动应用是现阶段的必经之路。”看来，超级计算机超前于应用的发展似乎不完全是坏事，只有有了更加强大的计算机，应用软件和算法研究人员也才可能发现原有软件和算法的问题。 大规模并行软件的开发是个累活，周期很长，不像硬件升级那样见效快。在过去，软件都是串行编写，假定在一个CPU上面执行任务。超级计算机把这种情况彻底打破了，转而强调“并行计算”。高性能计算的原理其实并不复杂，就是将一个任务分成几份，每个服务器完成一份，但并行化的基础是对此代码涉及的应用科学有透彻的了解，在理解的基础上，再进行合理的任务切分，精细地处理负载平衡、通信等问题。因此才出现了能够写并行软件的高级人才少之又少的局面。 事实上，为超级计算机编程更是数学家的工作。他们不仅要有精湛的数学头脑，懂得各种编程语言，还要熟悉计算机硬件。更重要的是，他们必须愿意投入时间来设计各种算法和进行软件编程，最后，还要确保软件经过调试能够在超级计算机上使用。名噪一时的“深蓝之父”许峰雄就是这样一个人。这个对于人机对弈有着狂热兴趣的天才，更像是一名有着发达数学头脑的软件程序员。还在念大学时，他几乎每天吃饭路上脑子里都在琢磨如何在计算机上实现更快的出棋步数。为了战胜卡斯帕罗夫，许峰雄和他的同事前后用了十多年。 2009年6月，国内服务器行业的领军企业浪潮集团和中国超级计算领域的“专家团”——中科院超算中心签署了一项战略合作协议，试图联手攻克“软硬失衡”这一困扰超级计算机多年的难题。浪潮有丰富的市场经验，能准确把握用户的需求，可以安排大量的经验丰富的一线软件工程师和系统维护人员，而中科院超算中心则在体系架构、硬件设计上提供理论上的支持。这是一项艰巨的系统工程，其成效果尚需时日。 下一代千万亿次计算机已经在研制了。这台名为曙光6000A的超级计算机已经被深圳市预订，但如果软件水平不能迅速跟上，“软硬失衡”的“魔咒”将给它带来更大的麻烦——那可是千万亿次。 (本文来源：新知客 作者：成舸) ======================================================================= “中国哈勃”迟发内幕：得不到财政支持 2009-09-01 10:42:23　来源: 科学新闻(北京) “作为科学家，我感觉到一种耻辱，新华社早已向全世界公布了中国2010年的发射计划，如今各国学者都在关注，我们却发射不了！”中科院院士、中科院高能物理研究所研究员、清华大学天体物理中心主任李惕碚说空间硬X射线调制望远镜HXMT项目。 中国需要有一个如同NASA或欧洲空间局那样的独立机构，直接负责中国空间科学的发展。 《科学新闻》报道 “作为科学家，我感觉到一种耻辱，新华社早已向全世界公布了中国2010年的发射计划，如今各国学者都在关注，我们却发射不了！”说话人是中科院院士、中科院高能物理研究所研究员、清华大学天体物理中心主任李惕碚，他所说的发射计划是空间硬X射线调制望远镜HXMT项目（Hard X-ray Modulation Telescope）。 李惕碚透露，HXMT项目在正式通过科学评审和立项可行性评估后始终无法得到财政支持。 为了这个科学项目，今年70岁的李惕碚已经钻研了近20年。在花费了十几年时间说服了众多科学上的反对者和质疑者后，被称为“中国哈勃”的HXMT项目却在难以理顺的航天科研体制下被推迟。 探索20年 “硬X射线是有待人类巡天开拓的最后一个电磁波段，由中国开拓硬X射线巡天的机会正在迅速丧失。”——李惕碚 硬X射线是高能天体物理研究的关键波段，主要用于研究临近黑洞强引力场区域的时间、空间和物质性质，是寻求物理科学基本问题突破的重要途径。但由于天体的高能辐射（X射线，γ射线）会被地球大气吸收，必须在地外空间才能观测到，因此天文卫星是进行硬X射线观测的主要手段。 1970年美国率先实现人类历史上首次X射线（2-20Kev）巡天，随后研究者发现对于研究天体极端条件下的高能过程，光子能量高于10-20 Kev的硬X射线是比X射线更重要的窗口，因此在1996年，美国宇航局便将硬X射线巡天列为上世纪90年代空间高能天体物理的首要任务。 不过，因为解决硬X射线成像技术的难题一直未能突破，而上世纪70年代开始发展的传统的编码孔径技术所需的位置灵敏探测器（Position Sensitive Detector）技术复杂、系统庞大、造价昂贵，所以美国并未能在20世纪内完成这一任务。 李惕碚及其高能所同事吴枚等另辟蹊径，于1992年提出了新的成像技术——直接解调方法，即应用非线性的数学手段，直接解原始的测量方程实现反演成像。由于更充分地利用了数据中有关测量对象和测量仪器的信息，因此使用同样的数据可得到比传统方法更好的结果，这使人们用简单成熟的硬件技术实现高分辨和高灵敏度硬X射线巡天成为可能。 1993年，高能所研制了非位置灵敏（Non-Position Sensitive）硬X射线探测器，通过高空气球对黑洞候选体天鹅座X-1进行扫描观测，并利用直接解调技术实现了高分辨硬X射线成像，成功证明了直接解调技术的可靠、有效。 基于此，高能所和北京天文台同年提出了“九五”重大科学工程“空间硬X射线调制望远镜HXMT”项目建议，建造世界最高灵敏度的空间硬X射线望远镜，完成人类首次硬X射线成像巡天，发现大批超大质量黑洞，深入研究中子星和黑洞强引力场。 然而，李惕碚透露，由于这项新技术与欧美多年来发展的传统方法不同，因此很多人不相信低分辨的非成像探测器可以实现高分辨成像。1994年，由于“作为核心的方法有待确认”，HXMT项目未能获准进入“九五”重大科学工程。 为了推动项目进展，心急如焚的李惕碚在1996年给国务院与科技界领导人写信，呼吁“正确地判断和抓住科学发展中的重大机遇”，但没有得到任何回音。 不得已，李惕碚领导的团队开始了长达10余年的论证历程，他们利用国外的卫星数据，通过直接解调方法取得了一系列新的成果，包括发现了新天体和新现象，发表了数十篇论文，渐渐才得到国内外同行的接受。2000年申请到“973”项目，2005年，HXMT卫星终于被遴选为“十一五”民用航天空间科学卫星项目。 此时，基于传统成像技术的欧洲INTEGRAL卫星和美国硬X射线巡天望远镜SWIFT已分别于2002年和2004年发射上天。 体制阻碍 “回过头看，其实中国的研究者在重大学术问题上完全有能力作出前瞻性判断，但是却总是错失机遇。很多时候是体制问题，大家互相推诿扯皮。”——李惕碚 2000年，“973”项目“天体高能辐射的空间观测与研究”立项，在随后的5年里，中科院高能所与清华大学合作对硬X射线调制望远镜进行预研，建成了HXMT望远镜地面样机。 2005年，原国防科工委对“十一五”民用航天空间科学项目进行评审，这是中国首次对空间科学卫星项目进行全面的评审和遴选。当年10月，《硬X射线调制望远镜（HXMT）卫星总体方案研究》任务书获得通过，要求在2006年9月完成背景型号研究阶段，进入工程立项。 然而基于对新技术的怀疑，一些科学家要求重新评审。于是中科院又组织了多次论证会议， 最终HXMT再次得到专家们的普遍认可和支持，中科院2006年7月再次优先推荐HXMT为“十一五”自主空间科学项目。 2007年3月，中国发布《“十一五”空间科学发展规划》，明确提出“自主研制硬X射线调制望远镜，计划2010年发射上天，实现我国空间天文卫星零的突破，在黑洞物理研究等领域取得突破”。这一规划在世界上引起很大反响，CNN、Science等国际媒体迅速对此进行了报道。2007年10月，国务院批准《航天发展“十一五”规划》，要求“优先支持面向重大科学问题的自主创新项目，研制硬X射线望远镜”。 一切都显得那么振奋人心。 2008年4月，原国防科工委委托中国国际工程咨询公司（简称中咨公司）完成了HXMT卫星立项可行性评估，核定卫星工程总经费约人民币10亿元。然而，“这笔钱却始终没有得到落实。”李惕碚说。 李惕碚给《科学新闻》算了一下，“‘973’项目我们拿到2000万元，中科院和清华各配套1000万元，总计4000万元。‘十一五’项目前期给了我们1800万元，现在钱用完了，清华同意先借款1500万元，现在1000万元已经到账。所以总体来说，这个项目我们目前拿到的钱一共不到8000万元。” 李惕碚介绍说，HXMT望远镜在上天之前还有很多试验要做，除了目前已经有的一台样机，还需要至少再做两台来进行其他各方面试验，但目前经费没有落实，一切都无法进行。 “听说经费问题在财政部、国防科工局和中科院之间扯皮。”李惕碚告诉《科学新闻》。 另外，李惕碚指出，相对于军事或应用项目的卫星，中国的科学实验卫星数量很少，很多相关机制和保障都不到位，再加上去年国防科工委撤销，变为国防科工局，因此空间科学卫星项目难免要受到很大影响。 《科学新闻》试图按图索骥问询上述各相关部门的意见，但是这些部门或者无人接听电话，或者表示不知情。 对于现在的情况，中科院空间中心主任吴季则给出了别有意味的解释：“项目既然列入了规划，那么国家当然是非常支持的，各方面都没有理由不支持；但如果项目最后有所停顿，国家肯定也是有很多考虑的。” “现在的情况却远不是当初所料想的那样。”李惕碚说，“自主创新、科学意义，这些对HXMT都是公认的，已经立项了，但就是拿不到经费。”李惕碚感到愤愤不平，却也非常无奈。 “问题之一或许是他们多年来一直在讲项目的科学意义……这一点很不讨巧。”一位了解此事的人对此评价道。 来者犹追 “就好像是已经叫起跑了，却又硬生生拉扯着强迫我们停了下来，这样子还叫我们怎么去争第一？”——李惕碚 针对媒体报道HXMT卫星可能将推迟到2012年发射，李惕碚更正道：“这个时间其实是不准确的，所谓2012年发射是如果今年能够落实经费的话。但如果还迟迟不能工程立项，就什么也谈不上了。”李惕碚甚至表示，由于前期预研充分，他们甚至可以不做那么多台样机，压缩准备时间，在更短的时间内就把卫星发射上天，但这一假设的前提，也是卫星工程研制经费必须尽快落实。 李惕碚告诉《科学新闻》，到现在为止，虽然已落后于SWIFT，很多本来完全可以由HXMT做出的新发现已被SWIFT抢了先，但HXMT仍然拥有世界上最高的硬X射线成像分辨能力，如果上天，仍然能够发现大批黑洞和新型高能天体。“现在说话已经没有以前硬气了，不可能再说让中国实现首次硬X射线巡天。”李惕碚无奈地说，“但HXMT的综合能力还是世界领先的，如果抓紧时间，还是有可能做出非常有意义的新发现。” 但这个可能性如今看起来似乎也非常渺茫。因为就在中国2007年3月通过《“十一五”空间科学发展规划》向全世界公布了发射硬X射线卫星HXMT计划后，同年9月，美国NASA突然宣布批准使用另外一种更加先进的成像技术的硬X射线望远镜卫星NuSTAR立项，计划于2011年8月发射。如果NuSTAR抢在HXMT之前上天，将抢走许多原本应由HXMT取得的成果。而同时美欧还正在进行探测黑洞大型卫星的预研。“HXMT工程若再拖下去，尚存的科学机遇将完全丧失。”李惕碚说。 李惕碚最后给《科学新闻》讲了一个他已经讲过很多年的例子：1965年日本学者小田（M. Oda）率先提出一种定位太空中X射线源的方法，次年便将探测器发射上天，测得了第一个宇宙X射线源的位置；于是NASA立即认识到它的重要意义，4年后便将第一颗天文卫星Uhuru送入太空，实现了X射线巡天的开拓。“而我们在1992年建立直接解调方法，也是在第二年便验证了自己的技术。但16年过去了，硬X射线调制望远镜卫星的工程立项却至今还未能完成。”李惕碚说。 系统错误? “这些计划已经上了国家政策性文件，向全世界发布，最后却没有结果……这事关国家形象啊！”——唐伯昶 除了HXMT项目，同样陷入困顿的还有《“十一五”空间科学发展规划》中的返回式微重力实验卫星“实践10号”，原本预期今年发射，可至今还没有工程立项。 “实际上‘十一五’规划中共有近10个空间科学项目，但到现在为止真正启动了的只有一个。”一位业内人士告诉《科学新闻》，“这是一个国际合作项目，‘萤火一号’——中俄合作火星探测卫星，预计今年9月或10月就能发射。” 如此多的项目在列入规划后却不能立项，显示出这是一个普遍性问题。中国空间技术研究院研究员唐伯昶认为这“可以说是出现了某种系统性的错误，否则不会全都不能按时出来”。 “到底为什么明明做了计划却落实不了？可能是计划做得不够好，可能是一些地方做得不够规范，可能某些环节衔接不到位……”唐伯昶表示他也说不清原因，但他认为“做事不该这样”。总体来说，他感觉中国对科学卫星还不够重视。 当然，中国的科学实验卫星也并不都是在泥泞中艰难前行，“十五”期间的“双星计划”便进行得十分顺利。“双星计划”由空间物理学家刘振兴院士等人在1997年提出，很快作为重要空间探测项目进入“十五”规划，在之后的2003年和2004年，两颗卫星先后上天。 “双星计划”是首个由中国提出的空间探测国际合作计划。这一计划与欧洲空间局“星簇计划”组成的联合观测项目，在人类历史上首次对地球空间进行六点立体探测。 李惕碚则提到，在空间科学领域，引进项目、合作项目往往进展顺利，而对于HXMT那样的自主开发项目进展缓慢，他则很无奈。 “理论上说，一个通过评审、列入规划的卫星项目是可以在一个五年期内完成发射的。”唐伯昶说。 对于“十一五”未完成的项目，多位相关专家表示很可能将直接进入“十二五”规划，也应该直接进入“十二五”，但到底会怎样，现在还很难说。 “十一五”使中国第一次有了自己的空间科学规划，并且明确了优先支持面向重大科学问题的自主创新项目的方针。然而，“在空间科学技术管理体制调整过程中，在不同部门的矛盾中，我们有可能会沦为牺牲品。”李惕碚担忧。 他指出，中国需要有一个独立的机构，如同美国航空航天局（NASA）和欧洲空间局（ESA）那样，直接负责中国空间科学的发展。这是很多学者的共同提议，但由于牵涉了太多单位，所以数年来毫无动静。 (本文来源：科学新闻 )