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改造我们的学习

龙芯课题组自从2001年初成立以来,已经走过了三年多的历程。在这短短的三年多中,我们的队伍从最初的十来个研究生发展到现在包含三十多员工在内的八十多人;工作场地从最初的一间五六十平米的实验室到现在一个独立的芯片小楼;任务经费从最初的不到一百万到现在的几千万甚至上亿。我们设计的cpu水平越来越高,在短短的时间内实现了龙芯1号从0到1,以及龙芯2号从1到10的飞跃。一句话,我们取得了很大的成绩。

但成绩的背后隐含着巨大的危机:我们没有彻底理顺任务和学科的关系,导致我们的研究工作和人才培养或者和任务严重脱节,或者绑在任务上没有足够的深度和广度;我们过分强调文化的建设,没有相应的制度把这些文化落到实处,导致整个课题组凝聚力不足乃至战斗力下降;我们对新进入课题组的研究生和员工没有很好的培训机制,导致有些人天天加班加点,而有些人却苦于找不到研究的内容;我们对龙芯的产业化缺乏强有力的网上捕鱼网络版的技术支持,导致产业化困难重重,产业化人员和课题组人员互相抱怨。

如果说,设计龙芯1号时我们还是一个小作坊,那么今天我们已经发展成为一个大作坊,而这种作坊式的组织管理方法已经成为我们继续前进的重大障碍。我们面临着从作坊工作模式到工业化工作模式的痛苦转变。过去和现在国内外很多优秀的队伍(包括一些计算所的队伍)就是没有能够完成这个转变,很遗憾地退出了竞争。

去年我们因为面临着类似的问题在云湖度假村开了一次研讨会。那次研讨会最大的成就是我们确定了课题组内部的组织形式。正是依靠那次会议确定的组织形式,我们在系统设计、结构设计、物理设计、验证、ip化等方面都取得了很大的进展,完成了龙芯2号0.18um定型芯片的设计,龙芯1号的ip化工作也取得了重大进展。但举办云湖会议时,课题组的人数只有三四十人左右,我们现在面临的问题还没有充分地暴露出来,我们的认识也还不够深入。因此当时确定的部分"生产关系"和"上层建筑"已经不适合我们目前"生产力"的发展需要。我们需要根据目前面临的新问题,重新确定或明确龙芯cpu课题组今后一段时间内的目标定位、组织形式以及工作方针。我们的方法还是发动全组在组内进行深入的讨论,这次讨论的重点是有关制度的建立以及执行机制。

一、"学"与"习"的关系

《论语》开篇的第一句"学而时习之,不亦悦乎",深刻地指出了学和习的内在关系。按照以前中学语文老师的解释,"学而时习之,不亦悦乎"这句话的意思就是学完以后要经常复习,经常练习,所学的知识才能牢固。如果孔子也同意这种解释的话,他是不配做圣人的。按照我们自己的经验,小时候为了考试硬着头皮复习和练习时,叫做学而时习之,不亦"苦"乎更为恰当一些。

"学而时习之,不亦悦乎"这句话的关键是对"学"、"习"、"时"的理解。即理论联系实践以及从认识到实践再从实践到认识的不断循环。结合我们目前的科研工作,就是如何把握国际前沿,如何完成我们承担的项目,以及如何使二者紧密结合、互相促进。

首先是把握国际前沿。我们所做的创新工作是对人类现有知识的拓展,因此我们的创新必须基于对所研究领域国际同行工作的把握。这就需要阅读大量论文,了解本领域现有的工作基础和需要解决的关键问题,甚至了解国际同行工作的特点。应该达到这样的程度:在谈到所研究方向的情况时,能列举出在该方向国际上较有名的研究组以及他们的工作成果及最新进展。

值得注意的是,"了解国际前沿"和"把握国际前沿"是不一样的,前者是对别人工作的了解,后者则要成为自己的东西,要深刻得多。比如写一篇关于国际上关于某个研究领域的综述性文章,我们可以在大量阅读这方面有关的文章后,甲乙丙丁地罗列出不同研究组的工作及其特点。以片内并行处理为例,在读了1到2个月的文章后,我们不难罗列出超标量、smt、cmp、微线程、tracecache、pim、iram等技术及其特点。但这只是了解国际前沿,大约有1到3个月的时间就够了。

把握国际前沿则需要在了解国际前沿的基础上进行深入的思考,是一个认识不断加深的过程,需要经过几个阶段,并达到多次认识的提高和飞跃。开始是上述的了解国际前沿阶段。随着阅读文章的深入,尤其是在结合自己的工作后,慢慢地会产生一些问题和迷惑。一方面,对国际同行的工作有了较全面的认识,觉得要解决的问题很多;另一方面,觉得自己能想到的别人都想到了,别人没法解决的自己也没招。这时候再看别人的文章时,不仅要了解,而且要注意领会,对一些核心的文章,可能要反复地看,同时结合自己的迷惑和问题进行深入的思考。这样过了一段时间,终于会有豁然开朗的感觉,觉得自己接触到了一些问题的本质,了解了所研究问题的内在联系。这时再回头看别人的工作,就能够发现其中一些不足的地方或值得改进的地方。一般来说,对某个方向的国际前沿的把握,没有一两年的看文章功底是不行的,至少要看回到20年前的文章。

在对国际前沿有深刻的认识后,一定要结合自己的实践进行创新性的工作。不知从什么时候开始,我们已经很习惯于跟踪性的研究方法。即外国人在发现他们实践中的问题后提出了问题或者针对这个问题的部分解决方法,这个问题引起一定的重视后,我们也认为这是国际上重要的研究方向于是跟进进行研究。研究的结果往往也是千篇一律的,即理想的结果是一条直线,现有的外国人的方法的效果是一条曲线,我们提出的改进方法比别人的曲线直一点。利用这种研究方法,不大可能取得原始创新,即使有些具体实现方面的创新,也被限制在别人创新的工作内。这种研究解决的是别人的问题,是为了创新而创新,是为了论文而写论文,是没出息的研究。我们必须像当年共产党反对党八股一样反对它。

所以,理论联系实践,首先要明确我们所研究的问题来自哪里。是来自我们自己的实践,还是来自别人的实践。如果是来自别人的实践,这个问题有没有普遍性,能不能跟我们的实践结合起来。需要强调的是,我们的实践不是关起门来的实践,而是建立在对国际前沿有充分把握基础上的实践。我们基于我们的实践的创新,不是关起门来的创新,而是建立在对国际前沿有充分把握基础上的创新。这样的创新是有普遍性的,写成文章拿出去是能得到别人承认的。否则,可能我们自己认为了不起的创新其实别人早就提出来过或者已经实现了。

在结合工程任务的研究工作中,由于已经对别人的方法有了透彻的了解,很容易举一反三地把别人的方法和问题与自己的方法和问题结合并提出新的方法或对别人方法的改进。在实践中,要对实验或仿真得到的数据进行认真的思考和分析。尤其要善于通过一些简单的实践结果分析其背后丰富的内涵,并善于抓到其中的主要因素。在实验过程中,对于碰到的问题再去有针对性地阅读文章,这种有针对性的阅读会对别人工作的细微之处有更深的了解。如此反复,不断经历从实践到认识,再用认识指导实践的过程,就能不断加深认识,发现问题,创新的火花也会从中迸发。

对研究生尤其是博士生来说,光看文章写文章是远远不够的,一定要参与到具体的科研项目中并从中得到感性认识。否则不可能对所研究的问题有彻底的了解。现在国际上许多处理器体系结构的研究工作"look much better on paper than on silicon"主要就是这些研究人员没有机会或不愿意参与到具体的工程项目中去,以至于他们的研究成为"无本之木、无源之水"。

《百喻经》中有一个"三重楼喻"的故事。说古时有一人看见邻居家新盖的三层楼很漂亮,于是回家请了工匠也想盖一个。当工匠开始打地基时,他阻止工匠说,我不要盖下面一二层,我只要盖第三层。我们都觉得这个人很可笑,可是我们在科研工作中却经常犯类似的错误。我们的研究生刚进入课题组选择研究方向时总是希望进入结构小组,认为在结构小组最有可能取得创新的成果。不少的研究生在其他组做了一阵子工作后要求换到结构组,理由是希望研究处理器结构的核心技术如多发射、乱序执行之类;或者其他组的工作工程性太强,没有可以研究的东西。殊不知没有相应的系统软件和逻辑电路方面的功底到结构组就像不盖一层楼和二层楼而直接盖三层楼一样。更何况现在结构组已经有十几个博士,真要每个都做出能在芯片上工作而不光在纸上工作的创新工作,几乎是不可能的。

因此"学而时习之,不亦悦乎"中的"悦",是建立在对问题本身以及解决问题的方法有深入了解,并通过自己的实践加以验证,再用实践的结果对理论和方法进行改进的基础之上的,是因为自己的追求得以达到,梦想得以实现,自己的工作对别人有贡献而产生的"悦"。就像我们自己在龙芯1号和龙芯2号联调成功后的喜悦,是任何其他喜悦所不能代替的。

二、任务与学科的关系 

上述学与习的关系指的是个人科研素质的培养。对于一个像龙芯cpu课题组这样一个集体来说,学与习的关系就体现为学科与任务的关系。

任务和学科是一个矛盾的两个方面。在像计算所这样的一个研究所中,任务是主要方面,因此我们要坚持"以任务带学科"的方针不动摇。但次要方面并不是不重要,而是强调学科的发展要服务于任务的需要。

任务和学科是矛盾的统一体,是互相蕴涵的,在处理任务和学科的关系时,我们要反对以下两种倾向:

一是反对把任务和学科对立起来。认为完成任务和学科的发展是对立的。在我们的工作中这种错误的一种突出表现是很多博士生抱怨平时工作太忙,没有时间做论文的研究;或者工程项目难以创新,不能出博士论文。也有不少博士生一天到晚看文章,没有时间或者根本不愿意在工程项目上花时间,部分论文被一些同样纸上谈兵的国内外同行录用了,就觉得自己很厉害。实际上这种纸上的工作大多是没有用的。

二是我们同样要反对过分地强调统一而否认任务和学科的差异。这种错误或者表现为过分强调任务的重要性,忽视了把握国际前沿,闭门造车。这种错误的结果必然导致任务的成果中缺乏核心技术,最后落到与企业死打乱缠的地步。而过分地强调任务和学科统一的另外一种表现方式是过分强调学科的重要性,把写文章当作最重要的任务,尤其是把在所谓的著名刊物上发表文章作为自己工作的最终目标。《金刚经》中经常提到"如筏喻者",指的是当坐船过了河后,不能因为这条船很有用或者又很漂亮,就在上岸后还扛着船走路,否则迟早会被这条"很有用又很漂亮"的船压死。论文就是这样一条船,它很有用(可以交流,可以作为晋级等的基础),但它不是我们的目的。在《三国演义》的"舌战群儒"中,有人问诸葛亮"治何经典",就相当于我们现在的"发表了多少篇论文"。诸葛亮反问,兴周八百年的姜子牙、旺汉四百年的张子房等"治何经典",并讥笑有些人"笔下虽有千言,胸中实无一策"。诸葛亮自己一辈子只发表了两篇论文,但这两篇论文在近两千年后的今天还被后人传诵,实在是我们的榜样。

上述过分强调任务和学科的对立或者过分强调统一其本质都是只重视一方而忽视了另一方,没有把学科和任务有机地联系起来。过分强调学科,把发表论文作为最终的标准,必然会犯教条主义的错误;而过分强调任务,忽视了把握国际前沿,必然会犯经验主义的错误。此外,我们过于强调任务忽视学科建设的做法还导致了另外一个严重的弊端,即科研人员主要按任务的需要来安排工作。因此有任务的时候就忙得天昏地暗,没有任务时就无所事事。

那么,正确的做法是什么呢?答案很简单,就是理论联系实践。既要重视理论,即对国际前沿的把握;又要重视实践,即完成我们承担的任务。在我们的科研工作中,理论联系实践中的实践就是我们龙芯cpu设计和产业化的实践,理论除了计算机方面的基本理论以及在相关的领域(结构设计、物理设计、验证等)国际前沿的工作外,还包括指导我们科研工作的方法方面的理论(如李国杰所长的关于科研要以产出为目标而不是以申请项目为目标的文章就是很好的方法性的理论)。理论和实践结合的关键是要"有的放矢"。其中"的"就是我们设计龙芯处理器的实践,"矢"就是相关的理论,尤其是相关领域的国际前沿的工作。我们所要找的 "矢",就是为了射设计龙芯cpu这个"的"。 

三、人才培养和研究生工作 

人是学和习的主体,也是学科和任务的主体,人才培养和研究生工作是龙芯cpu课题组的重要工作。

在龙芯课题组中,研究生占课题组总人数的一半以上,除了物理设计组外,其他组人员构成都是以研究生为主,有些组的组长也是由研究生担任。因此,研究生工作是龙芯cpu课题组在人才培养和队伍建设方面的主要工作。

我们都是要做学问的,因此要解决我们在人才培养方面的问题,要先搞清楚什么是"学问"。知道了什么叫学问,才能知道研究生在龙芯cpu课题组该学什么东西。

按照普通的说法,读书就是学问,知识渊博就是有学问。这种观点对于小学生、中学生或者大学生也许是对的,但对于研究生培养来说,是错误的。有很多博士生,很善于读文章,自己的论文写得不错,可是在实际的工作中或者眼高手低,碰到问题就束手无策;或者工作被动,一碰到需要别人协作才能完成的事情就消极等待;或者空有远大抱负,天天嗟叹怀才不遇;或者一心只考虑自己的利益或荣誉,不考虑别人的感受,因而难以被别人接受。这样的博士文章写得再好,恐怕也不能称做学问好。学问是一种综合的素质,是人生修养的一种境界,是淡薄名利,是人情练达;是碰到挫折时的百折不挠,是正面攻不上时善于迂回包抄的机智;是一诺千金的诚实守信,是具体问题具体分析的随机应变;是能够在复杂的情况下一下子就抓住问题的关键,找到事物的内在联系的眼光;是一种体验,是理解后的体验,实践后的体验,体验后的提高。

我们在入组教育的报告《做人做事做学问》中强调了做学问的如下三个层次:

1.就像盖三层楼的房子必须从第一层盖起一样,做学问必须从做人做起。《大学》中说,做学问"壹是皆以修身为本。其本乱而末治者否矣;其所厚者薄,而其所薄者厚,未之有也"。怎么修身呢?"心正而后身修"。在龙芯cpu课题组中,以下四种心是很重要的。(1)责任心:"国家兴亡,我的责任",不是把责任推出去,而是把责任揽进来;慢进则退的忧患意识是责任心的重要源泉。(2)自信心:包括对国家民族的"犯强汉者,虽远必诛"的信心,以及对我们所从事的事业的信心和"做给他看"的勇气。(3)包容心:"人不知而不愠"的科研态度以及"吃亏就是占便宜"的人生态度。(4)进取心:要敢于制定胆大包天的、明确而简单的、一句话就能说清楚的目标,并善于分解目标,使之可以执行。

2.做学问的第二层楼是做事情的态度。包括(1)"君子讷于言而敏于行"的求实的态度。首先目标不虚(如科研的目标不是为了申请项目,而是为了产出),态度上要先做后说,要有做给他看的勇气,方法上要善于从小事做起。(2)"劳其体肤、苦其心志"的艰苦奋斗的态度。就像《论语》中说的,"士志于道,而耻恶衣恶食者,未足与议也",既然我们立志于振兴中国的信息产业,在生活中满足基本需求的条件下对物质的要求就不能太高。生活中对物质的要求越低,就越快乐,就越有更多的时间和精力投入工作。所谓"无欲则刚",否则就会被浮云遮住双眼,就会由于有求于人而影响自己在工作中的判断力乃至工作的方法和内容。同时在工作中还要吃得起苦,尤其要经得起挫折的考验。(3)认真、专心的态度:世界上最怕认真二字。专心是认真的前提,一个人一辈子干好一件事情就不容易。不要试图得到所有好处因而分散精力。很多优秀的科研工作者就是因为又去当领导又去当ceo,从而失去了在学问上进取的锐气以及进一步发展的机会,很是可惜。精益求精是科研人员的重要素质之一。

3.做学问的第三层楼是对某一个专业方向分析问题、抓住问题的本质和事物间的内在联系,进行总结和归纳,并提出解决问题的方法。首先对所研究的问题进行深入的分析。所谓"致知在格物"。分析是一个从简单到复杂的过程,是书越读越厚的过程。(1)分析要有广度,要从多方面不同的角度分析问题。(2)分析问题还要有深度,直到抓住问题的本质为止。(3)分析问题要以事实为根据,要在把握国际前沿的基础上进行分析。"物格而后知至",在对问题进行广泛而深入分析的基础上,就能找到大量现像中最本质的东西,就能抓住事物之间的内在的而不是表面的联系。这就是一个去粗存精、去伪存真的总结和归纳的过程,是在书越读越厚的基础上的越读越薄的过程,是一个从复杂到简单的过程。在进行总结和归纳时,要善于把新的珍珠与原来的珍珠一起串成一条链。简单是进行总结和归纳的灵魂。简单是最复杂的创新,用简单的方法解决复杂的问题是最高的境界。现在有不少学生为了显示自己的论文有水平,非要把简单的事情复杂化。明明是几句话就能说清楚的事情,非要用一大堆符号、定义来描述。而自己的基本功又不够,符号系统或推理过程不够严谨,漏洞百出,甚至在进行一大堆复杂的定义后,连个像样的定理也没有,不知所云。明白了什么是学问以后,我们就知道研究生尤其是博士生要完成的不仅仅是一篇拿得出手的论文,而是做人做事做学问的全面素质培养。不少博士生一进入课题组就希望马上明确自己的研究方向,以为明确方向后,集中力量研究,必能出成果。在像计算机这样工学的学科中,这是很难的。博士生要达到的高度不是立杠的高度,而是山坡的高度。做博士论文研究就像把一堆沙子堆到一米高,不可能在地上堆出像竹竿一样的一米高的沙堆,只能堆出像山坡一样的沙堆。因此不要指望一进入课题就由导师指定明确的研究题目。给博士生明确指定题目的导师不是合格的导师,导师没有权利指定博士生的研究题目,只能给出大致的研究方向。研究题目的确定对博士生来说是一个长期的磨练,是一个"劳其筋骨,苦其心志"的过程,是一个不断收敛的过程。博士中"博"的含义就在于此。

对于导师,尤其是博士导师,我们还要明确两个观念。第一,导师对学生是有责任的,招研究生的主要目的是为国家培养人才,不能完全以项目为出发点把学生当作廉价劳动力。第二,如果把不合格的学生放到社会上去,主要是导师的责任;而学生毕不了业,主要是学生的责任。

导师要本着对学生负责的态度,对学生研究的方向进行了解,最好是跟学生一起读几篇论文,认真帮助学生逐渐明确研究方向。那种安排一堆学生一起开题,每个学生只有20分钟,并不负责任地通过开题的导师是不合格的,不配做龙芯cpu组的导师。

求实是创新的基础。如果这几年我们取得了一些成绩的话,主要原因是我们比较努力,比较求实。在目前国内比较浮躁的研究大环境下,这两点是我们取得成就的根本。在研究成果和论文的署名上我们更要求实。你的就是你的,我的就是我的。尤其是在论文署名方面,研究生的论文原则上不得署导师的名字,除非导师在该论文中有实质性工作(如由导师提出想法并由学生实现,或导师对论文的工作有实质性的重大修改意见)。仅仅帮学生改改论文,提一些小的建议是导师应尽的责任,不得算做实质性工作。

以上几点,以后要成为龙芯cpu课题组研究生培养工作的指导方针。 

四、文化建设与制度建设 

自从龙芯课题组成立以来,我们一直强调课题组文化建设并取得了一些成效。我们目前取得的成绩和课题组全体人员的奉献、求实、拼搏、合作是分不开的。这些都是我们优良的科研文化。我们强调研究所文化和网上捕鱼网络版的文化的区别,即在课题组中没有老板和雇员的关系,大家都是为国家工作的同事,课题组的每个人都自觉地把龙芯的事业当作自己的事业,每个人都心情愉快地各尽所能。但随着课题组规模的增大,原来的管理方法的弊端越来越明显。课题组的凝聚力不足以凝聚所有人员,课题组的战斗力没有随着规模的增大而明显增强。当然这和我们课题组规模增加得过快,新员工和新学生较多有关。但没有跟文化建设相适应的制度建设是导致目前状态的主要原因。

因此,在今后的工作中,我们要大力加强制度建设。在计算所科研文化和课题组科研文化的指导下,在计算所有关制度的框架内,在学术交流、研究生教育、人员考核、财务管理等方面建立初步的制度。

制度建设的关键是相应制度的执行以及与之配备的组织保障。比如我们以前就有过技术报告的制度,对技术报告的内容、类别、奖励等都作了明确的规定,但最终没有很好地执行。主要原因是课题组的管理人员本身都是业务骨干,一忙起来就什么都顾不得了。我们作为一个课题组不可能像计算所那样有专门的职能部门来落实和监督有关规章制度的执行。但我们需要逐渐配备相应的人员把有关制度的执行当作日常事务。

在"九五"计划完成时,我们国家在通用处理器方面的成绩是零分,经过短短的几年,我们已经取得了很大的进展(目前0.18um定型的龙芯2号处理器的性能是龙芯1号的10倍,已经全面超过威盛处理器的性能,综合性能达到piii的水平),而且根据科技部和信息产业部的安排,到明年"十五"计划彻底完成时,我们还将取得更大的进展(综合性能达到中档piv的水平)。我们自己的经历让我明白了两个道理:

第一,小事可以改变大局,我们的工作是领导决策的基础。在计算所刚开始准备做通用cpu时,从领导到专家支持的人不多,认为中国应该主要做嵌入式的cpu,而不应该大力发展通用cpu。而现在,情况刚好反过来了,领导和专家都大力支持通用cpu的发展,反而我们自己在说"这个要求太高,‘十五'期间难以做到"。所以我们的工作是领导决策的基础,如果中国现在已经有了几个像intel和ibm这样的企业,我想领导的决策还会不一样。因此我们不要妄自菲薄。

第二,态度在很大程度上决定我们的事业是否成功。记得李国杰所长在1999年开始就指出我们在十五期间应该大力做通用cpu,认为错过这五年以后就没有机会了。当时,我一直认为这不过是炒做而已,那时候的计算所是不可能做的。后来由于一个偶然的机会开始做,也就做起来了。因此,所谓不可能,是因为我们没有去做。

"以天下兴亡为己任"是中国知识分子的优良传统。我们目前取得的成绩,只是"万里长征走完了第一步"。我们下面的任务还很重,我们将继续保持求实的态度,发扬拼搏的精神,为振兴我国的信息产业而努力奋斗。

胡伟武

2004年10月