“非典型”科学家孟祥飞：从物理博士到超算领军人

中青报·中青网记者李雅娟

孟祥飞更像一名“非典型”科学家。

他热爱阅读，几年前还没担任国家超级计算天津中心党委书记时，他每周阅读20个小时，从生命科学、科技进展到人文社科。无论是晚上下班还是周末在家，他都会投入大量时间读书。

8月27日，在共青团贵州省委举办的2025年“青数聚”青年大数据创新创业交流活动期间，中青报·中青网记者专访了孟祥飞。

这名中国超级计算领域的领军人物，本、硕、博读的都是物理专业。起初吸引他的是宇宙起源的奥秘。

那时令他好奇的是：宇宙大爆炸初期的夸克、胶子这些基本粒子，是怎么变成质子、中子，又是怎么形成原子核、原子，直至形成宇宙的？

夸克、胶子是让物理学家爱恨交织的两种基本粒子。在现实世界中，人们观察不到夸克和胶子，即使用大型对撞机，也只能记录到一簇离得很近的强子（由夸克和胶子组成的复合粒子），却撞不出自由的夸克和胶子。孟祥飞形容：“夸克和胶子始终都被禁闭在我们的世界之外。”

在南开大学读硕士时，孟祥飞研究的是宇宙大爆炸初期的粒子演化，这也是当时理论物理学界的热点问题。

宇宙大爆炸初期的粒子数量极多，相互作用又极其复杂。即便做简化后的研究，一个基础模型的单次计算量，也相当于人类手动算“1+1”连续算几亿年。

“公式能够解决的问题都已经解决了，再复杂的问题，靠人算也算不动，就要靠计算机去计算。”孟祥飞说。

要了解基本粒子如何演变，另一个解决方案是做实验——建设超大规模对撞机，把微观粒子加速到接近光速后，让它们猛烈碰撞，“打碎”粒子或产生新粒子，以此还原宇宙大爆炸的“历史现场”。但对撞机的作用范围并不覆盖物理学的所有领域，仍有其应用的局限性。

理论和实验上的双重困境，共同指向了同一个解决方案——计算机。

读研时，孟祥飞迷上了用计算机解决原先无法解决的难题，“每天泡在图书馆里，就想解决这些问题”。

当时学院里没有相关课程，孟祥飞便开始自学编程，而且要开发比普通编程复杂得多的并行程序。

孟祥飞解释说，一台普通电脑里，通常只有一个CPU。而超级计算机是成千上万的CPU通过高速网络组织在一起，“就像我们的大脑，我们大脑是上千亿个神经元，通过神经网络组织在一起”。

这意味着，开发计算软件时也得适应这种并行的架构——把不同的计算任务交给不同的处理器，在一个超级计算机系统上同步计算。“就像盖大楼一样，把这个活儿分给好多的专家、工人，他们分别去干各自的那一块儿。”

孟祥飞觉得：“把我们的理论变成软件程序，用超级计算机算，每算出来一个结果就特别有成就感。”

但是，当时国内超级计算机的计算能力不足以支撑他当时的科研进展。2007年在南开大学读博期间，孟祥飞被公派到美国留学。

在那里，他看到美国的超级计算机已经非常普遍，无论是国家实验室还是普通大学已在使用超级计算机。他意识到：美国的这种科技创新能力并不是单纯靠智力，还离不开大科学基础设施的支撑。

孟祥飞回国后不久，正值国家超级计算天津中心筹建。即便当时没有任何工资待遇，他也决定加入这个团队。

当时，受计算能力所限，国内的气象模型主要只能提前2～3天预报，底座算力多依赖进口，而美国已能实现7天以上高精度预测。航空航天设计、石油勘探、分析地震数据……无一不需要强大的计算能力。

理想和现实有巨大的落差。孟祥飞调侃道：“刚加入超算团队的时候，觉得自己很牛，博士毕业，还喝过洋墨水。但去了以后，就去扛服务器、安装机柜、扯电缆。”

但孟祥飞看到，很多从“银河计算机”项目开始干起的老一辈科学家，已经做了几十年超算，都快退休了，他们也跟年轻人一起搬服务器、一起拧螺丝。

孟祥飞很受触动：“很多工作都是从最基础的开始干，一块块砖（垒起来），才能够盖起大厦。”

许多媒体报道过当年的艰辛历程：7月的炎夏，研究人员要躺在温度接近40摄氏度的地板上，把光纤一根根接起来，累计要接两万多根；累了就在地上铺个纸箱，躺下打个盹儿；沉重的组装机柜，要靠大家合力用肩膀扛到支架上……

2010年“天河一号”问世后，却被外界质疑“中看不中用”，孟祥飞又开始出去“跑业务”——向科研机构推广超算的应用场景与价值。

他记得，“当时很多科研机构还停留在使用笔记本、台式机的状态。”

孟祥飞认为，过去没有这么强大的科技创新平台，去支撑科学家有更大的想象。“现在有了强大的算力，我们就要打开科学家的大脑，让他们突破思维的边界。”

全球气候变化模拟、新材料研发、新药筛选、汽车虚拟碰撞试验、大飞机的虚拟风洞试验……这些都需要高强度算力支撑，而天河超级计算机能够做到。

他举了个例子：如果再遇到突发的疫情，研究人员解读出病毒结构后，通过算力加人工智能，就可以高效地穷尽式筛选各种药物分子结构，看哪一种能够抑制病毒，从而更快找到最高效的药物或辅助设计出疫苗。

加入“天河”团队十多年，孟祥飞见证着中国的超级计算机从跟跑者，逐步成长为不断打破世界极限的领跑者。“我们通过10年的努力，把天河超级计算机打造成能‘算天、算地、算人’的大国重器。我们真正把超级算力转化成了赋能千行百业的先进生产力，引领了计算驱动创新的新阶段。”

孟祥飞在山东农村长大，读小学、中学时，放了学还得帮家里下地干活。“我特别珍惜自己上学的机会，而且能够用知识去改变命运。我们要有对这种时代的感恩的心。”

接受中青报·中青网记者采访时正值8月底。又一批年轻人即将走进大学校园，或多或少带着对未来的迷茫。

孟祥飞记得，自己读本科时只想继续学习、继续提升，“到更高的学历和知识层次上去锻炼自己”。

在这个过程中，身边不同的人给他开拓了新的方向、点亮了理想，激励他成长，“这才有机会进入理论物理这个领域，开展这些挑战性问题（的研究）”。之后又是一个接一个的挑战，从学习理论物理，到学习使用计算机、超级计算机，再到参与研发超级计算机、为超级计算机拓展应用场景……

“在学习阶段，这些兴趣不断激发自己的成长。出国深造和进入工作岗位以后，周围的环境又塑造了我新的成长。”孟祥飞认为，我们处在一个变革的时代，充满了机遇。年轻人进入大学，读的可能不是原先想读的专业。但是未来的人工智能变革，会让每个行业、每个学科都充满了发展机遇。“因为这一轮人工智能变革，学科和产业都会发生升级，都需要以人工智能思维去重塑学科或者未来的工作岗位。”

孟祥飞也庆幸自己加入到一个优秀的团队中。

1978年，我国正式启动银河-I巨型计算机研制。1983年12月22日，“银河”研制成功，我国成为世界上少数几个成功研制出巨型计算机的国家之一。

孟祥飞说，中国的超算团队，有从“银河”到“天河”几十年的精神传承。“我们这个国家需要精神（力量），我们每一个新时代青年也需要找到自己的责任感和使命感，找到自己的理想，加入到一个有理想、有目标的奋斗团队。”