《神機妙算:超級計算機發展歷程》

《神機妙算:超級計算機發展歷程》


 

「算」出來的軍事強國


1991 年春末,沙特阿拉伯首都利雅得純淨如洗的天空,籠罩着戰爭的陰影,彌漫着濃厚的硝煙味。從伊拉克升空的「飛毛腿」導彈,一枚接一枚地撲向這裏。哪知它們剛接近利雅得上空,就遭到美軍緊急部署在這裏的「愛國者」反彈道導彈系統的成功攔截,在高空炸開一團團絢爛的火花。 


伊拉克攻擊利雅得的數十枚「飛毛腿」,被「愛國者」變成了美軍慶祝勝利的禮花。 


一時間,「愛國者」成為各國導彈的「剋星」、世界軍事領域的「戰神」,更是美國人心目中名副其實的愛國者和頂禮膜拜的英雄。 


「愛國者」到底有何種魔咒,能讓「飛毛腿」盡數灰飛煙滅? 

先來看看「愛國者」彈道導彈防禦系統的作戰流程,也就是「飛毛腿」走向毀滅的過程吧: 


「飛毛腿」導彈從伊拉克地面陣地點火升空,美國緊急向伊拉克上空飄移的作戰衞星第一時間捕捉到「飛毛腿」的蹤跡,並迅速將它的飛行數據發送到遠在美國本土的五角大樓數據中心──五角大樓數據中心的超級計算機只需 3 - 5 秒便能算出「飛毛腿」飛臨利雅得上空的時間、軌道及「愛國者」迎擊的時間、方位等參數。 五角大樓數據中心再將這些數據通過衞星通報利雅得美軍「愛國者」導彈基地──導彈基地官兵只需按照超級計算機給出的數據操作「愛國者」,便可準確無誤地將迎頭飛來的「飛毛腿」化為高空禮花。 


明眼人一看便知,真正的英雄並不是「愛國者」,而是遠在美國本土五角大樓裏的超級計算機! 


其實,超級計算機應用於「愛國者」彈道導彈防禦系統作戰, 只是它在軍事領域應用的冰山一角。可以說,計算機技術的問世、 興起及其發展,都離不開軍事活動的牽引與驅動。 


20 世紀 40 年代初,二戰前線的美軍將士急需先進的火炮實施炮火支援,而研製這種火炮需要一臺「計算速度比炮彈飛行速度還要快」的計算機來計算,於是美國啟動了世界上第一臺數字計算機ENIAC 的研製計劃。 


此時,「世界數學奇才」、美國曼哈頓計劃的高級顧問馮.諾伊曼,肩負着解決核武器的數學計算重任,正為解決曼哈頓工程中的大規模科學計算問題而絞盡腦汁。那天,他在阿伯丁火車站與計 算機專家戈德斯丁相遇。戈德斯丁出於對這位數學大家的景仰,主動上前與馮.諾伊曼搭訕,馮.諾伊曼起初並不熱情。可當戈德斯丁說出自己正在開發一臺每秒鐘能執行 333 次乘法運算的計算機時,馮.諾伊曼的談興陡然高漲,兩人從此成為諍友。 


不久之後,在戈德斯丁的引薦下,馮.諾伊曼來到了 ENIAC 研製實驗室。馮.諾伊曼與該計算機研製負責人埃克特和莫奇利一見面,便就計算機技術問題進行了深入交談,並欣然擔任了 ENIAC 的研製顧問。 


馮.諾伊曼在與莫奇利、埃克特及小組其他成員的深入交流中, 不斷萌發創新想法,並積累形成了「存儲程序計算機」、二進制等 一系列計算機創新理論,為 ENIAC 成為人類第一臺真正能用於科學計算的計算機做出了決定性貢獻,而且為計算機技術的發展帶來了革命性影響,成為計算機結構技術發展的「奠基石」。馮.諾伊曼由此贏得了「計算機之父」的美名。 


人類真正意義上的計算機 ENIAC 在美國誕生後,美國的計算機技術與軍事科技便如同「孿生兄弟」,相互攜手、齊頭並進:軍事科技對科學計算的需求「一浪高過一浪」,牽引着計算機技術發展滾滾向前;不斷躍升的計算機技術平臺,強力助推着軍事裝備「後浪推前浪」。 


衆所周知,戰略武器在當今時代已經成為一個國家維繫和平的主要力量、必備利器,而研製戰略武器需要進行大量實驗。但採用實爆實射的實驗方法,將付出巨大的環境代價,面臨重大的國際壓力。為避免這些問題,美國首先在世界上嘗試運用超級計算機進行戰略武器模擬試驗,得出的參數與通過實爆實射的效果基本相同。 憑此「獨門絕技」,美國在聯合國唱起了「高調」,提出在世界上「禁止核實爆」,以保持它的世界「核霸」地位。 


可以說,美國超級計算機水平有多高,其戰略武器的水平就有多高。 


超級計算機的另一個重大用途,是用於航天、航空領域的科學計算。美國為什麼擁有世界最先進的導彈、衞星和飛機?重要原因就在於它有世界無二的超級計算機技術平臺。


據統計,美國波音公司 60% 到 70% 的研發工作,就是通過超級計算機的科學計算完成的,美國先進軍用戰機的設計研製就更是如此。 


超級計算機還可以進行精密的作戰模擬,它可以根據現實情況預設成千上萬種作戰方案,然後通過計算和分析得出最優化的方案。運算能力越強,可以預設的作戰方案越多,計算速度也就越快, 分析結果也就越接近實戰。 


可以說,當今美國已將超級計算機應用到軍事領域的每一個角落。 因此有人說:「美國的軍事強國地位是『算』出來的。」


出版社:開明書店出版
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作者介紹

龔盛輝

龔盛輝

中國軍事科技報告文學代表作家之一。湖南江永人,1989年畢業於西安政治學院。現任國防科技大學校刊編輯部副編審,中國作家協會會員,湖南省報告文學學會副會長。1994年開始文學創作,已出版長篇報告文學《鑄劍》《決戰崛起》《國防之光》和長篇小說《絕境無淚》等,發表有中篇小說《通天橋》《導師》等。曾獲軍內外多種獎項,榮立二等功一次。
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