“1019任务”中的数值计算

很久没有写博客了,主要是忙毕业的事情。很想写的东西太长太成体系太花时间,除了这个没有别的想写,导致一直没写。现在算是遇到一个想写的事情。这几天在用MATLAB做一些数值模拟的工作,想起在郝柏林院士的文集《负戟吟啸录》讲到的“1019任务”——

1969年10月19日周恩来总理和中央文化革命领导小组召开广播通信系统的会议,检查备战工作。会上反映的问题之一,是天线尺寸太大,不利隐蔽。于是会议决定组织全国性会战,解决缩小天线尺寸的问题,是为“1019任务”。

郝柏林当时提出天线可以从理论计算的,自愿组织一个计算小组参加任务,找了一些人,从学习天线理论和数值计算的基本知识开始,还补习程序设计。

1969年底和1970年初是我们最困难的时期。……我们当时在天线理论基础上下了不少功夫,一时定不下来实际计算方案。

那时1019任务在全国全军的许多单位以“大搞群众运动”的方式展开。南京军区的一位战士找了一把铜茶壶,中间焊上一根铜棍,就同北京军区通起话来。于是“以通为主”就成了群众运动的指导原则。林彪的儿子林立果拿了一批战士们创造的小天线,向林彪汇报。林彪说,看来只要方向对头,有小学、初中文化就够了。

1970年5月初,中国科学院军代表在中关村召开京区各所革命委员会领导成员参加贯彻毛主席“五七”指示的学习班。军代表在报告中说,“你们到底要走什么路线?是南京军区的铜茶壶路线,还是物理所的小天线路线:请了两个留学生算,越算越糊涂。”传达下来,我们当然受到很大压力,周围一片“理论脱离实际”的指责声。蒲富恪私下对我说,我们哪里是脱离实际?我们是脱离理论,对数值计算的理论知道得太少。

……为了保住一部分人留在所里计算,我曾经下到国营798厂去“联系实际”,每天顶着烈日在天线馈线上测量“驻波比”。……

这里还要提一下所谓“以通为主”的方针。且不说南京军区战士使用的是低功率短波对讲机,我们的任务是千瓦以上的中波广播天线。无线电信号传播受到电离层条件的直接影响,因而对天侯季节相当敏感。在“小天线热”冷却之后的反思中,我们了解到,没有一个小天线能一年四季全天侯下畅通无阻。时而通上一、两次是不难的。万里长征中的红军电台台长、中央邮电部老部长钟夫翔那时在报告中曾回忆说,长征途中一次整夜在帐篷里通信,第二天早上才发现不知什么时候天线已经被风吹倒。即使是技术性的任务,也要尊重科学规律。用看来有些道理的浅显口号指导科学技术工作,我们已民经多次受其危害。

——摘自《蒲富恪和小天线计算》。

另,2009年发表在《物理》的《“1019任务”四十年》一文详细介绍了计算细节。任务是数值求解波动方程或天线辐射的积分方程。所用到的计算机是109丙机,“两弹一星”都是靠这台机来做计算。

它采用分立的晶体管元件和磁芯存储器,内存有16384个字,字长48个二进制位。109丙机没有操作系统、编译系统、数据管理和进程管理等系统软件,所有的程序都是由用户使用基本的机器指令,一个操作一个操作地直接编写出代码,包括输入数据和打印结果在内。……我们只能使用40×40的网格来覆盖从原点到无穷远的整个空间。……有时为了上机做一次计算,就要从中关村换4次公共汽车,到达靠近南苑机场的东高地,先在招待所租两个床位,躺下睡觉。半夜闹钟响了,匆忙赶往机房,先帮助前面的用户卸纸带、磁带,收拾打印纸,再丫到总控制台前,“总清除”之后在一排开关上用手好“起始地址”,按“启动”钮开始输入程序,进行运算。

进机房时如果忘记打开电扇,以后再热也不能开电扇。反之,如果事先忘了关电扇,再冷也不敢碰开关。否则机器就可能“跳动”。……

——摘自《“1019任务”四十年》

在看六、七十年代的国外论文的时候,了解到计算机的使用还这么麻烦的时代就有人编程计算这么多步的问题,已经感到很佩服当时的人花这么大的精力只为搞清楚一个科学上的具体的小问题。相比之下,在“文革”时期中国科学家的工作就更加值得敬佩了。因为他们不仅也得这么干,而且还受到社会环境的极大干扰,说明他们干这个不是为钱或为名。