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(2006-12-16 02:06:33)
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輝煌的毛澤東時代—中國計算機事業回顧
--謹以此文緬懷離開我們30周年的毛澤東主席
左克 2006年9月8日
前言
一年前,本人搜集了一些資料,以《科學的春天——毛澤東時代中國計算機發展曆程》為題張貼在互聯網上。這些資料證明:中國的計算機事業在毛澤東時代曾經取得了巨大發展。但是,由於受當時所掌握材料的限製,文章存在著不少缺陷,例如,沒有注意和國外同時代的計算機發展水平進行橫向對比,特別是文章沒有分析在毛主席去世後,中國計算機事業衰落的原因。從網上的一些回複看,確實有些人鑽了這個空子,把這個責任歸罪於毛主席,繼續造謠誣蔑。
上世紀六七十年代,在西方資本主義國家發生了“第三次技術革命”或“信息技術革命”,其影響持續至今。這一時期中國恰好又發生了文化大革命,於是有很多誣蔑毛澤東時代的文章說:中國正處於內亂,耽誤了寶貴的機遇。例如,在那本被吹捧為科技史權威,由老自由化分子許良英主編的《20世紀科學技術簡史》[文獻1]中,對中國在毛澤東時代研製計算機的曆史,除了嘲諷之外沒有一句正麵描述。除此之外,我也看到很多不錯的專著和文章,由於對曆史不了解,加上受一些錯誤宣傳的長期影響,在介紹和分析中國研製計算機這段曆史的時候,也不夠全麵和客觀。
鑒於此,我認為有必要對中國計算機發展曆史做一個全麵的介紹,澄清那些強加給毛澤東時代的不實之詞,還事實本來麵目。
一、中國的計算機事業在毛澤東時代取得了巨大發展
中國電子計算機的科研、生產和應用是從上世紀五十年代中後期開始的。1956年,周總理親自主持製定的《十二年科學技術發展規劃》中,就把計算機列為發展科學技術的重點之一,並籌建了中國第一個計算技術研究所。
我們知道,以邏輯電路器件作為標誌,到目前為止的電子計算機可以分為四代。(此外還有“第五代”即人工智能計算機和“第六代”即生物計算機的說法,但至今尚未成熟,本文不涉及。)每一代計算機,都比前一代更小、更快,技術工藝要求更高,價錢也更便宜。中國科學家研製從第一代到第四代計算機的工作,幾乎貫穿於整個毛澤東時代。
第一代計算機采用電子管。美國研製出第一代計算機用了4年(1943-1946,標誌:賓夕法尼亞大學莫爾學院的ENIAC),而中國通過學習蘇聯的技術,僅用3年就完成了(1956-1958,標誌:中科院計算所的103機),並生產了50台左右[文獻2]。
第二代計算機采用晶體管。美國從第一代計算機進入第二代計算機花了9年時間(1946-1954,標誌:貝爾實驗室的TRADIC),中國用了7年(1958-1964,標誌:哈爾濱軍事工程學院,即國防科技大學前身的441B機),生產了約200台[文獻2]。
第三代計算機采用中、小規模集成電路。這段發展過程美國用了11年(1954-1964,標誌:IBM公司的IBM360),中國用了7年時間(1964-1970,標誌:中科院計算所的小規模集成電路通用數字電子計算機“111機”[文獻3])。我國研製的第三代計算機品種非常多。例如,北京大學、北京有線電廠和燃化部等單位聯合研製的150機於1973年完成;借鑒美國IBM公司16位小型機技術的DJS-100機也於該年(1973)研製成功,它的硬件為自行設計,軟件兼容;1976年11月,中國科學院計算所研製成功1000萬次大型電子計算機“013機”;等等。這裏不再一一介紹。
這一時期的1973年1月,四機部召開了電子計算機首次專業會議(即7301會議),總結了60年代我國在計算機研製中的經驗和教訓,決定放棄單純追求提高運算速度的技術政策,確定了發展係列機的方針,提出聯合研製小、中、大三個係列計算機的任務,以中小型機為主,著力普及和運用[文獻4]。從此,中國計算機工業開始有了政策性指導,重點研究開發國際先進機型的兼容機、研製漢字信息處理係統和發展微機[文獻5]。
第四代計算機采用大規模和超大規模集成電路,今天的計算機都屬於第四代計算機。這個過程美國用了9年(1964-1972,標誌:美國國防部高級研究規劃署與伊利諾斯大學聯合研製的ILLIAC-IV),中國用了8年(1970-1977,標誌:航天部陝西驪山微電子公司的77型機)。77型機是中國第一台自行設計研製的,采用大規模集成電路的16位微型計算機[文獻6]。另外,參照美國Intel 8008機型的國產DJS-050微機,也於該年(1977)由清華大學等單位仿製成功並通過鑒定[文獻5]。
通過以上數據可以看到,中國計算機事業的起步比美國晚了13年,但是經過毛澤東時代老一輩科學家的艱苦努力,中國與美國的差距不是某些人所歪曲的“被拉大了”,而是縮小了,從12年縮小到10年,再縮小到6年。到毛澤東離開我們之後不久,中國的計算機水平僅比美國落後5年。
毛澤東時代,是中國計算機奔跑的時代!
二、中國在毛澤東時代掌握了大規模集成電路製造技術
製造第四代計算機的基礎部件是大規模集成電路。有人認為毛澤東時代的中國不能製造大規模集成電路,成為導致計算機事業後來出現停滯的主要原因。這種說法是完全沒有根據的。
1965年,中國自主研製的第一塊集成電路在上海誕生,僅比美國晚了5年。在此後的歲月裏,盡管國外對我國進行技術封鎖,但這一領域的廣大科研工作者和工人階級,發揚自力更生和艱苦奮鬥的精神,依靠自己的力量建起了中國早期的半導體工業,掌握了從拉單晶、設備製造,再到集成電路製造全過程,積累了大量的人才和豐富的知識,相繼研製並生產了DTL、TTL、 ECL等各種類型的中小規模雙極型數字邏輯電路,支持了國內計算機行業。當時具備這種能力的國家除中國外,隻有美國、日本和蘇聯[文獻7]。
中國從小規模集成電路經過中規模集成電路,再發展到大規模集成電路,僅用了7年時間,這以1972年四川永川半導體研究所(現電子工業部24所)研製成功的我國第一塊PMOS型大規模集成電路為標誌,而美國用了8年。也就是說,到文革中期,我們在製造大規模集成電路上與國外的差距縮短到4年。
這一時期,由於受國內外微電子業迅速發展的影響,加上集成電路的利潤豐厚,國內出現一股電子熱潮,全國建設了四十多家集成電路工廠,為以後進行大規模集成電路的研究和生產提供了工業基礎。
通過對比會發現,美、日等國的大規模集成電路從實驗階段到定型,再到批量工業生產,通常用4、5年時間。到我國第一塊大規模集成電路誕生的時候,這些國家已先後進入大規模集成電路的規模生產階段。參照這個速度,可以預計,我國到70年代中期就可以實現大規模集成電路的批量生產,即使考慮到國外封鎖和工業基礎薄弱等不利因素,也不會晚於70年代末,這已經被曆史所證實。某些人說什麽“文化大革命耽誤了大規模集成電路的工業生產”,是站不住腳的。
在此之後,我國在大規模集成電路工業方麵堅持兩條腿走路。一方麵依靠自己的力量,繼續加強大規模集成電路的研製和生產工作。1975年,上海無線電十四廠又成功開發出當時屬國內最高水平的1024位移位存儲器,集成度達8820個元器件[文獻8],達到國外同期水平。另一方麵,在那個據說是“閉關鎖國”的時期,我國通過購買國外單台設備,自己組建了三條生產線,以緩解國內製造計算機的迫切需要。
當然,在這一時期也存在著一些問題。一是科研與生產聯係得不夠緊密,一些科研成果未能及時轉化為商品。二是生產線過多,國家投資分散,沒有發揮計劃經濟的優勢,一些地方難以形成規模生產效應。[文獻9]
即便如此,到上世紀70年代末,我國又陸續研製出256和1024位ECL高速隨機存儲器,後者達到國際同期的先進水平;可以生產NMOS 256位和4096位、PMOS 1024位隨機存儲器;掌握了對於大規模集成電路製造起著重要作用的無顯影光刻技術,可用於製造分子束外延設備[文獻10];中科院上海冶金所還獨立發展了製造集成電路所需要的離子注入機,並出口到日本[文獻7]。
毛澤東時代給我們的微電子業留下了一筆豐厚的家底。
三. 中國計算機事業在毛澤東時代之後的短暫輝煌
從文革結束到80年代初的這段時期,我國科研隊伍基本上繼承了毛澤東時代的傳統,在堅持自力更生的同時,還積極引進先進技術、進口成套件或關鍵件的組裝,並積極開展引進技術本土化的工作,在計算機事業和大規模集成電路製造方麵繼續取得一係列成就。但是在這一時期,也存在一些失誤。
在1977年4月的全國微型機專業會議上,確定了中國微機今後的發展方向為參照Intel 8008的DJS-050係列五個機型,以及參照Motorola 6800的DJS-060係列四個機型。這兩大係列的樣機於1980年前後陸續研製成功。[文獻5]
在1979年11月陝西的微型機交流會上,參展的國產微型機有六十多個品種,包括我國當時速度最快、外部設備最齊全的微型機DJS-061-1。[文獻10]
1982年,參考DG公司NOVA 16位小型計算機,采用國產中大規模集成電路的DJS-153小型計算機研製成功。同時,與NOVA-3機兼容的DJS-185機也由上海電子計算機廠完成。[文獻2]
1983年,中國國防科技大學自行設計的“銀河I”巨型計算機通過鑒定。它是一個每秒向量運算1億次的巨型計算機係統。成為我國第四代計算機中的巨型機代表機型。
同年,南京的734廠研製成功紫金1號,這是美國蘋果公司的仿製機;裝有中文操作係統CCDOS的16位長城0520-A誕生;浪潮公司通過采用英特爾8088芯片,以進口元散件為主,組裝的0520微機在濟南誕生。
在大規模集成電路製造方麵,截止到1983年,16K MOS動態存儲器研製成功, 8位機用大規模集成電路品種基本配套,4K MOS靜態存儲器進入小批量生產,高性能4位處理機集成電路批量生產,電子器件工業總公司研製成功6800八位微處理器(仿製美國Motorola公司1974年推出的6800),甘肅天光電工廠生產出64位、256位、1024位雙極型ECL存儲器,上海無線電十四廠生產出CMOS大規模集成電路(1981年),等。另外,超大規模集成電路的關鍵設備研製工作也取得一定的進展,不少基礎材料基本達到生產要求。[文獻11]
值得一提的是,上海元件五廠和上海無線電十四廠於1979年研製成功單片8080八位微處理器[文獻8]。8080為美國Intel公司1974年的產品,西德仿製出該類產品是在1980年10月(Siemens SAB 8080 A-C),蘇聯是在1986年(Eastern Bloc 8080KP580BM80A)。這標誌著我們此時與美國的差距隻有5年。
這個時期,國際計算機行業出現兩個新的變化。一是美國IBM公司於1981年推出了個人計算機(PC),從此計算機開始進入家庭。第二個變化是微處理器(CPU)的研發成為一個專門的行業。PC機的出現得益於CPU的價格不斷下降和速度不斷提高。PC機出現後,國外一些從事計算機研製的科研人員逐漸獨立出來,專門從事CPU設計。
我國及時注意到了第一個發展趨勢。1983年2月召開的全國計算機協調工作會議上,把生產IBM PC兼容機定為發展方向,提出“照著IBM的PC做”。所謂“照著IBM的PC做”,並不是現在電腦市場上的攢機,實際上當時沒有任何設計圖紙可供參考,完全靠自己摸索。但是對第二個變化,我國沒有注意,雖然此時已經可以仿造出8080、6800等CPU芯片,沒能及時將CPU的研究獨立出來,專門培養,這為日後中國微機的發展埋下了隱患。
在對待技術引進和發展高端計算機方麵,當時也存在著一些問題。以“銀河I”巨型計算機為例,這項工程耗費1億元人民幣,由於片麵追求國際最先進技術,忽視了國內相關部門的協調、促進和合作,硬件大量從國外購買,沒有使我國的整體技術取得任何實質性的進步。此時國內一些具有實力的集成電路科研和生產單位,由於得不到足夠的經費進行技術開發和設備改進,生產的計算機硬件沒有得到一展身手的機會。這樣,國際上早在1978年就已經開始出現了超大規模集成電路,而我國卻在邁向超大規模集成電路的路途中慢了下來。
四. 決策上昏招疊出,中國的計算機業進入嚴冬
1984年,鄧小平在上海說:“計算機普及要從娃娃抓起。”也是在這一年,鄧小平訪問美國。這一年成為中美關係史上的一個轉折點,也為我國的大量技術引進提供了機遇。在大量進口汽車、彩電、冰箱生產線的同時,各科研、製造單位和大專院校大量引進半導體器件生產線。從1984年到“七五”末期,先後共引進33條集成電路生產線。由於當時“巴統”的禁運政策,引進設備基本上都是國外已淘汰的[文獻12]。
雖然引進技術會受製於人,容易造成“引進一代,落後一代”的被動狀態,但是如果我們能夠堅持過去的方針,用已有的技術力量實現引進技術的本土化,中國的集成電路產業邁上一個新的台階仍然是有希望的,同時這也會對中國的計算機工業的進一步發展起到促進作用。日本、韓國就是成功的例子。但是,從80年代中期開始,我們的計算機和半導體電子器件工業的發展模式從過去的“創新為主,引進為輔”和重視基礎研究,轉變為單純的引進,放棄了在通用電路方麵的追趕[文獻12]。這種對改革開放的片麵理解,造成了極為嚴重的後果。
首先,我國自廢武功,停止了半導體研發計劃,天真地幻想依靠市場能自動生成和換取技術。[文獻13]
第二,一味地強調技術引進,促使集成電路企業急功近利,很少有明確的消化吸收方案,最後都虧本了,引進的33條集成電路生產線絕大多數沒有發揮作用。[文獻12]
第三,對洋技術、洋理論的無限美化,使國內出現了一種崇洋媚外的風氣,國產技術被貶為垃圾,科研單位和企業生存麵臨困境。在生存壓力和崇洋媚外風氣的雙重影響下,原有的計算機和微電子科研隊伍流失嚴重,很多科技人員流到國外。[文獻9]
在這個階段,雖然我國也仿製或研製出了幾種機型,如1984年的2780機,1985年的銀河超級小型機,1986年的HN-2730超級小型機,1987年的太極2220[文獻5],但由於缺乏微電子工業的支持,加上國家戰略決策的失誤,與國外產品的差距略有拉大。例如,2780機比DEC公司的原始機型VAX-II/780 32位小型機落後6年,太極2220比DEC公司的原始機型MicroVAX也落後6年。特別需要指出的是,這些計算機的主要硬件完全依靠進口,我國這個時候單憑自己的技術已經很難生產出一台計算機了。
這一時期又出現兩個極其錯誤的政策,給我們的計算機業和半導體集成電路業雪上加霜。
1984年,當時的國務院總理趙紫陽聽信一些智囊和洋專家的建議,未經科學論證,在違反民主集中製組織原則的情況下貿然實行“撥改貸”,從過去國家向企業撥款作為流動資金和設備更新改造基金,改為銀行向企業貸款,企業不僅要償還銀行貸款,還要付高額利息。而政府不僅不投一分錢,反而像從前一樣抽走企業的大部分收入。這樣一來把大部分國營企業搞虧損了,為以後的“產權”改革和公開搞私有化提供了口實。然而,“撥改貸”至今沒有被政府公開否定,趙紫陽的錯誤也一直沒有得到清算。
正是由於“撥改貸”,使得我國當時的集成電路工業遭到嚴重打擊,企業隻能忙於解決生存問題,沒有精力和經費去消化引進技術和開發新產品。這就是企業急功近利的根源。當時曾有一些專家警告說:“計算機工業投資不足,資金分散的問題仍然沒有很好解決”[文獻14],但始終沒有引起重視。
另外一個失誤,是當時的決策者在進入了“科學的春天”後,並沒有真正重視科學技術。
國際上,通常把科技經費中用於研究和開發的部分占國內生產總值的比例,稱作“R&G/GDP”,用來衡量一個國家的科技水平,以及這個國家對科技的重視程度。在整個毛澤東時代,我國用於科技研發的經費占國民生產總值的比例,平均在1.28%,達到當時幾個初等發達國家的平均水平(如意大利、西班牙)。到了毛澤東時代後期,隨著我國經濟實力的不斷增強,這個指標增加到2.32%,達到同期幾個最發達國家英、法、西德的水平,僅比當時的美國、日本低一些(美國長期為2.8-3.0%,日本70年代以前1.6%,進入70年代後與美國接近)[文獻15,16]。
這個數字如果拿到今天,甚至比2003年全世界發達國家的平均值2.2%還要高[文獻17],可見毛澤東時代對科學技術的重視程度。有些人指責文革時期或者毛澤東本人不重視科學技術,完全是睜眼說瞎話。
進入上世紀70時年代以後,特別是到了80年代,由於電子、計算機等新興產業的興起,世界各主要發達國家和新興發達國家的政府、企業等部門紛紛增加對研發經費的投入。這個時候,如果我國對科學技術有起碼的重視,把“科學技術是第一生產力”真正落到實處,即使我們能保持毛澤東時代後期那個據說是“不重視科學技術”、“國民經濟到了崩潰邊緣”時期的2.3%的水平,中國的微電子業和計算機業的情況也會好很多。但是從80年代開始,我們的決策者卻把R&G/GDP大幅度往下砍,到了80年代中期,全社會對研發經費投入的R&G/GDP值不到0.7%。1984年以後由於“撥改貸”造成了的困境,使企業基本無力進行研發投資,R&G/GDP驟然降到0.6%以下[文獻16]。
由於研發經費縮水,我國70年代末至80年代初自主研製的計算機項目,與集成電路和半導體研發一起,都以“沒錢”為由停掉了。這些科研隊伍解散後,除了出國的以外,有的下海經商,有的回高校教書,更有甚者竟然被調去看機房。
這一時期,我國的半導體領域從爭相引進、無所建樹到人財兩空,以致到後來誰都說“半導體不是好玩的”,“幾十億扔進去聽不到響”,“上頭一聽半導體就頭大”[文獻12]。由於失去了基礎,我國此時的計算機工業,隻能靠0520等舊機型、千元的中華學習機、長城286等組裝PC機維持。
五. 一錯再錯,中國的計算機業被徹底剿滅
進入90年代,我國仍然延續了研發經費的低投入,除了1993年之前的幾年受國際封鎖的影響有了點緊迫感,R&D/GDP略微超過0.70%以外,90年代中期再次回到80年代的水平,其中1995和1996連續兩年下跌到0.60%[文獻18]。
1989年中美關係的蜜月期結束,美國政府嚴格限製對中國出口高性能計算機,除了要付出高額的采購費用外,還要把服務器放在一個透明的玻璃房子中,由洋人監控,以防止用於其他目的。中國因技不如人而飽受屈辱的情形可想而知。痛定思痛,國人自主研發高性能計算機的激情終於被喚醒。
1993年,具有標誌性意義的曙光一號誕生;1995年曙光1000誕生,它與美國Intel公司1990年產品的技術相近,標誌著我國高性能計算機與國外的差距縮小到5年左右;1997年國防科大研製成功銀河-III百億次並行巨型計算機係統,係統綜合技術達到90年代中期國際先進水平[文獻4]。然而,由於國內微電子業近十年的技術停滯,這些高性能計算機沒有實現完全國產化,技術上仍然受製於人。例如,曙光一號采用美國Motorola公司1989年底推出的M88100商業微處理器,操作係統移植了美國IBM公司的AT&T UNIX。後來的國產計算機,也都沒有“中國芯”。
盡管如此,我國的高性能計算機與國外的差距並沒有被拉得太大。這要感謝國外對高性能計算機技術的封鎖,使我國不能買到相關技術,不得不自行研究。相比之下,我國的微機業由於沒有遭到封鎖,在“造船不如買船”的洋奴哲學指導下,日子反而不好過了。
1990年,中國大幅降低了關稅、取消了計算機產品進出口批文、開放了國內微機市場。頃刻間,國外的286、386電腦如潮水般湧入,長城、浪潮、聯想等國內公司潰不成軍;1991年由英特爾和AMD掀起的“黑色降價風暴”,更是讓中國計算機產業雪上加霜。由於絕大多數整機企業積壓了高價買進的芯片,從而背上巨額虧損的包袱,一家家整機廠商前赴後繼般悲壯地倒在了血雨腥風之中。長城、浪潮和聯想也都元氣大傷;1992年,國家實施控購,進一步使中國PC整機製造業進入發展的低潮[文獻19]。此後,國內的計算機企業隻能從事低附加值的微機組裝。相比之下,同樣是麵對外國計算機企業的競爭,由於日本非常注意對本國企業的保護,規定進入日本市場的微機必須支持日語環境,從而使美國微機難以進入日本市場。
在微電子集成電路方麵,國內企業繼80年代中後期陸續虧損後,90年代紛紛倒閉,國內集成電路工業逐步變為三資企業為主的局麵。據專家估計,到上世紀90年代末,我國微電子科技水平與國外的差距至少是10年[文獻20]。
其實我們還可以假設一下,即使沒有80年代和90年代初期的一係列失誤,即使我國的計算機和集成電路技術能做到世界一流水平,到90年代中後期,這些工業也會被龍永圖這類敗家子們賣掉,成為他們與國際接軌的政績。這樣看來,中國計算機業的提前死亡,死得幹淨,沒有落得個“苦恨年年壓金線,為他人做嫁衣裳”的結局,從某種意義上說也是一件好事。