透明计算系统的组成。
2015年1月9日，庄严的人民大会堂。 中南大学校长、中国工程院院士张尧学接过一份大红的证书，由他主导研究的透明计算获得国家自然科学奖一等奖。这也是湖南首次获得这个大奖，13年里一等奖曾9次出现空缺。
“透明计算将引领下一个计算时代。” 早在2012年9月，在美国举行的英特尔全球信息技术峰会上，时任英特尔副总裁、现任英特尔总裁的詹睿妮这样评价透明计算。 国外媒体评论说：“中国人把计算机的大脑推入了云中。”
透明计算是地道的“中国创造”。因为其理论的提出者及研发的主导者，是数十年来执着于此的湖南澧县人张尧学，透明计算也可谓“湖湘创造”。
透明计算实现了怎样的科技突破?对大众日常生活有怎样的影响?湖南人张尧学身上有着一种怎样的创新精神?当答案在寻找过程中浮现，我们发现的，是科学的魅力创新的力量，是人类对于客观世界执着探索的伟大之美。
引子
2014年12月20日。中南大学校长办公室。
面对一个自称“科盲”的记者，听到其希望通俗解读“透明计算”的提问，坐在记者对面的张尧学笑了。他干脆站起来坐到计算机面前，打开关于透明计算的PPT，一页一页给三湘都市报记者独家解读。
这份PPT，是张尧学为参加此次国家自然科学奖评选审核专门制作的。
数十页满是专业术语与图表的PPT，张尧学拿来做临时教材，给“科盲”记者上了一堂关于透明计算、关于计算机知识的速成课。
从 “计算机之父”图灵说起
要懂得透明计算，先要说说这些人类计算机历史上的重要人物与时代：
上世纪30年代，英国人图灵25岁首创的“图灵机”概念石破天惊。他是第一个提出利用某种机器模拟人类的各种计算和逻辑思维过程的科学家，被誉为“计算机之父”。今天世界计算机科学领域的最高荣誉就是“图灵奖”，相当于计算机科学界的诺贝尔奖。1939年，美国的阿坦纳索夫果然研究制造了世界上第一台电子计算机ABC。上个世纪40年代，图灵的导师冯·诺依曼教授，不仅研制成功了功能更好、用途更为广泛的电子计算机，并且为计算机设计了编码程序。以其为代表的科学家们关于计算机的基础理论，被命名为冯·诺依曼结构。从上世纪70年代的单机计算发展到70年代后的网络计算，冯·诺依曼结构都是计算机领域主要的理论基础。
但网络计算仍然存在不少问题。比如网络安全性低、难以抵挡病毒侵入;操作系统、芯片等产业链也容易受制于人;对用户来说，不能在同一终端上跨平台，操作复杂，终端储存也很不方便。比如每个人打开自己的手机，或许都能发现软件图标排了好几个页面，需要定期更新和维护，还占用大量内存，常常出现“卡机”或者“反应慢”的现象。
解决这些问题，是世界计算机科学领域的尖端方向，也成为张尧学和他的研发团队研究的方向。
“中国人把计算机的大脑推入了云中”
2012年9月，在美国举行的英特尔全球信息技术峰会上，时任英特尔副总裁、现任英特尔总裁詹睿妮表示：“透明计算将引领下一个计算时代。”此言一出立刻引发全球关注。因为过去十年，英特尔从未如此高调推介非英特尔的原创技术 。
国际第一本云计算杂志也罕见地出了一本长达百页的专辑，隆重推介张尧学的透明计算。此事再一次在国际计算机界引发强烈“地震”。其反应之快反响之大，连张尧学自己也吃了一惊： 文章刊发不到一个小时，他就在手机上看到了科学家和国际各大媒体的评论。 ACM Fellow，P2P创始人之一、美国卡内基梅隆大学教授张辉高度评价： “透明计算取代已经控制了计算机系统思想和实践至少60年之久的传统冯·诺曼依结构。 ”
不少国外媒体评论： “中国人把计算机的大脑推入了云中” 。透明计算“先于云计算，包含云计算”，是首个由中国推动的计算技术。多年来跟着国外走的中国IT行业，有望借此在新的时代实现领跑。
张尧学和他的透明计算，终于令世界强烈地感受到了中国人在计算技术领域的强力突破。
出身于湖南澧县农村的张尧学，是1978届的大学生。当年，他以优异成绩考取现在的西安电子科技大学，留学日本后回清华任教，有着30多年的计算机研究功底。他广为人知的发明，是1995年主持研制成功国内首台网络路由器，并推动了这一事关国家安全和信息产业核心产品的产业化。他也因此被称为“路由器之父”。
事实上，自1988年以来，时任清华大学教授的张尧学就开始带领科研团队，探索如何突破网络计算模式。2004年，他正式提出“透明计算”思想。2012年引爆国际计算机领域的，正是他基于此思想研发的计算机操作系统:Trans OS。
透明计算是在网络计算中实现“共产主义”
相对于传统的网络计算理论冯·诺依曼结构，透明计算有了大胆的时空扩展，把图灵和冯·诺依曼提出的存储计算扩展为流式计算。
“流式计算” 是透明计算的最大特点之一，能实现“裸机终端”——只有硬件，没有软件，所有软件保存在用户的透明服务器上，根据用户的需要随时“流下来”进行操作，用完后随即“流走”，大量节约了终端内存和用户的维护时间。因为一个轻巧的“透明盒子”取消了巨大的主机，透明计算的实际运用还能节约大量成本。比如一个拥有3000名员工的大公司，只需20台左右的透明服务器就能运行3000台电脑，每个人只需要配备一个小小的“透明盒子”就行。
“就是像水流一样，不占用空间。出行时到衣橱里挑选一件合适的衣服，回来后再挂回衣柜，不需要把所有的衣服都带在身上。”张尧学生动地解释。
网络信息的安全问题也是全世界科学家关注的焦点。特别对于中国，因为计算机研发历史比不过老牌的发达国家，往往受制于人。透明计算的核心技术“打开底层”，为中国国家信息网络安全提供了强有力的保障。这个技术能将网络互联平台从较高的网络层下降到计算机芯片和操作系统间的接口层，从而打开了被国外厂商控制的芯片与操作系统之间的“黑匣子”，它还能在接口层设计保护程序，防止上层软件系统受到攻击和安全漏洞威胁。“我们要从哲学上改变固有的原始防火墙思路，解决信息网络的安全问题。”张尧学说。
“透明计算即自由、兼容、穿越、跨平台、打破壁垒、共应用、共操作系统。”张尧学笑着说：“通俗地讲， 透明计算相当于在网络世界中建立了一个新的‘政府’，是在网络计算中实现‘共产主义’。”
腾讯微信功能、湘雅医疗大数据系统建设都用上了透明计算
从2012年开始，张尧学大力推进透明计算的应用产品和产业化。从中南海警卫队到南沙群岛，从湘西自治州到云南山区，包括中南大学的校园网，透明计算产品频频亮相。其研发成果已应用到了英特尔、腾讯、联想等公司，广泛使用于军事、教育、企业、医院等各个领域。
比如，在医院做个CT，其数据至少是几百兆。透明计算应用后，患者只需在一家医院做CT，就能够实现全球医院共享。既节省了数据，又能彻底解决看病难的问题。“试想一下，患者不管是在县乡级医院，还是甲级医院，都能实现全球医生看到他(她)的CT，提出治疗意见。”张尧学的现任助手之一、中南大学计算机科学与技术系主任王国军对三湘都市报记者说，“透明计算目前该模式已成功应用于中南大学‘湘雅医疗大数据系统建设’中，用于跨区域、跨医院、跨系统的就诊服务、个性化医疗信息采集和科研应用等方面，用于管理超过100亿条用户健康数据，实现用户隐私保护和健康数据便捷访问，有望带来大健康产业预计8万亿的年产值。”
目前，中南大学和上海交通大学等相关实验室教学与管理系统采用透明计算模式，实现了实验室管理的便捷性和灵活性，优化了实验教学环境，并可供学生第一时间了解自己的选修课进度。透明计算还成功应用于大型冶金企业的工控系统与工程设计部门;腾讯公司也已成功将该成果用于手机定位和微信功能等方面，创造了可观的经济效益。
尾声
2014年12月26日，中南大学透明计算实验室。
一年前加入“透明计算”研发团队的中南大学研三学生董科，为三湘都市报记者演示了透明计算。在他面前，硕大的主机不见了，只有一个电脑显示屏和一个像机顶盒那样的“透明盒子”。他在显示屏和手机之间来回切换操作系统，随时调出任何他想用的软件。“一个用户下可以存在多操作系统，只要打开手机或任何终端进入刚刚起身离开时电脑上的那个操作系统，其界面与电脑的界面会一模一样。” 董科一边演示一边说，“透明桌面”就是像看电视一样操作电脑。
就像苹果公司取消手机键盘一样，任何一种创新，都在更新原有事物的生命层级，都将引领我们进入一个全新的时代。我们已经能看见，“透明计算”正在带来那个新世界。
■文/记者 李婷婷 黄京 实习生 刘雨涵
科普
云计算共享资源，透明计算共享服务
很多读者会问，透明计算核心思想和云计算有何不同?中南大学计算机科学与技术系主任王国军解答：
两者不同的是软件和硬件相分离以及数据存储的位置。透明计算是在透明服务器上保存软件，软件流到终端上做计算，能实现裸机终端，云计算是在后台计算，终端只显示;
◎透明计算为分布式计算，云计算则需要一个十分庞大的“计算中心”。
◎云计算最大的阻力就是安全性的问题，私密性的数据谁都不愿意放在云端使用。而透明计算则把数据存放在用户指定的设备上，不管是手机还是PC端，用户可以在不同的终端上利用透明计算的系统访问到自己的数据。
◎透明计算能检测或防止OS漏洞、病毒等， 而云计算不能。
◎透明计算提出于2004年，云计算提出于2007年。
人物
三湘都市报记者眼中的张尧学：他是十八般武艺俱全的“大侠”
科学家、教育家、作家、“男神校长”……无法想象，这一连串跨领域的标签竟会如此完美地贴在同一个人身上。爱看武侠小说的张尧学，给人的感觉就像是一个身负十八般武艺、笑傲江湖的“大侠”，无所不及、无所不能。但他又是如此真实而坦诚，说话做事率性而为，一点也不玄乎。
如果说“透明计算”的成果，让人觉得有些“高大上”，那张尧学的另一个发明你一定体验过：你家新添了一台电脑、笔记本或iPad，无需多缴一份网络服务费，因为，一个几十块钱的路由器就能让你家所有的多媒体设备同时上网。1995年，张尧学研制出中国首台路由器。之后，无论是在清华当教授、到教育部任官员、来中南大学当校长，他从未放弃过计算机领域的科研项目。
我很惊异于他的精力充沛，也无法想象时间是如何被他挤出来的，但他觉得一切并不是那么难：出差争取当天往返，周末、假期绝不浪费，今天的工作决不拖到明天。他还有个观点，在当今社会，科研实践要出成果，需要的是宽松体制、环境激发出科研人员的激情、智慧和创新力，而不是强调要如何“吃得苦中苦，方为人上人”。
从透明计算理念的提出到此次获奖，经历数十年的时间。张尧学认为，这个过程是必须要经历的。“做科研一定要创新，除了不一味学习跟踪别人的成果，还有就是切勿急功近利，如果时刻想着要把东西做出来，就会很自然地选择最方便、最省力的方法，这样很难创新。
在教育领域，张尧学笑言自己“多年混饭吃”，事实上，这位“改革者”的身影随处可见：力推大学英语四六级考试改革，增加听力测试的分值比重，杜绝“哑巴英语”，成绩报告形式由百分制改为标准分制;时下流行的慕课等，也源自于其多年前着力打造的“网络教育超市”等。2011年来到中南大学后，他提出了“大学最本质的任务不是创新，而是传承人类良知”、“青年教师不许上讲台”、“教授不上讲台得被重罚”、“校长要把经营放在第一位”等一系列治学理念。
这些“非主流”的主张曾将他推到风口浪尖，但无论什么场合，我看到的他都是神采奕奕。我想，这便是他最大的魅力所在：永远是一个快乐阳光的人，强大的内心焕发出巨大正能量。3年多的改革，成绩单有目共睹：学生喜欢学校，青年教师安心科研，知名教授回归讲台，教授治校成为常态，国家科技奖数量跃居全国第五，行政成本大幅降低。
我还曾在校园内外多次见证中南学子对这位“男神校长”的“膜拜”：所到之处必然会引来尖叫声和手机拍照，“尧学欧巴”的呼唤络绎不绝。不过，大家对他的崇拜，决不只是他没有架子、没有“官腔”。我采访过一名女博士，她说发邮件向校长诉苦“找不到男友”，结果校长不仅回信给予鼓励，甚至还推动学校创建国内首个高校相亲网站，并亲自点击开通。女博士如今有没有嫁人我不知道，但张校长的邮箱向全校公开并且“每信必复”的承诺，让我至今叹为观止：要知道全校师生加起来有7万余人!每年开学典礼和毕业典礼，张校长的讲话总是被各大媒体竞相报道，他鼓励学生“可以谈谈恋爱，但要专一;可以喝啤酒，但不许喝多”、“大家要经常上网但不迷恋上网”、“不要只注重考试分数，不作弊、不挂科”……他告诉我，虽然讲话稿不长，但他每次会为此准备许久，因为他希望每一位学生能记住母校，也希望用一种大爱的精神改善他们的校园生活。
在他的办公室里，我还见到了他闲暇之余出版的《侘寂天涯》、《又见木兰》、《水随天去》等多本散文随笔集，没想到工程院院士张尧学居然还有一个“中国作家协会会员”的身份。他说，再繁忙的工作也不能忘却生活中那些平凡美好的小幸福，他最钟情的惬意生活便是：睡个懒觉，喝杯清茶，看书，晒太阳，和三五知己谈天吹牛。
■文/记者 黄京
