“从0到1”攻坚科学计算软件 - 北太天元的研发之路

Edgar

“从0到1”攻坚科学计算软件

——北太天元的研发之路

　　◎本报记者 张盖伦

　　在一个几百人参加的集体宴会上，卢朓发现台上立着一个话筒。他越吃，越觉得自己应该趁这个机会做点什么。于是，卢朓心一横，上了台，当着几百人的面，先唱了首“调儿跑到没边”的《走进新时代》。

　　“要吸引大家注意力，宣传我们北太天元。”1月21日接受科技日报记者采访时，曾经性格内敛的北京大学数学科学学院副教授、北太天元创始人之一卢朓说，做北太天元这几年，硬生生把自己逼成了“话痨”。

　　北太天元是一款面向科学计算与工程计算的国产通用型科学计算软件，具备完全自主知识产权。它不仅兼容国外主流软件语法与文件格式，更以自主创新筑牢科研安全底座。

　　近日，“北太天元&北太真元2025”正式上线北京大学正版软件平台，面向全校师生开放使用。

　　北太天元的研发之路开始于2020年。那时，美国软件MATLAB对华部分高校禁用。这次禁用，对国内科研界敲响了警钟。

　　MATLAB功能强大。卢朓说，它的本质是数学运算。每个具体算法都像某个具体的兵种，软件就是指挥中枢，把各个模块指挥起来完成任务。MATLAB简单、好用，高度集成化。

　　这是一个根干技术。计算数学或者说是应用数学，为这棵大树提供滋养；各种算法和技术如同树枝，不断向外延伸，为工业部门提供强大的支持；枝条上长出的果子，就是面向用户的软件。各行各业做出来的算法都能沉淀在MATLAB上。

　　在2020年的中国计算数学学会上，大家认为需要造出自己的MATLAB。但这款软件究竟如何构成，软件内部如何将算法进行整合编排并转化为直观易用的功能，都是未知。

　　任务落到了北京大学数学科学学院李若教授与卢朓副教授肩上。

　　“我们开始搞的时候，也觉得难度很大，但是想先摸索一下机制，看能不能把架子搭起来。”大家凭着一股“国家之需即是我责”的热忱，投入了软件的开发。

　　北太天元的一大特点，是真正“从0到1”搭建根技术，从头编写第四代编程语言。

　　已经有这么多开源的编程语言，为什么要自己再开发一套？卢朓说，他也听到过很多类似的疑问，但团队认为，借助别人的语言，还是有三大风险。一是安全风险，就算开源，特定对象也可能遭到禁用；二是单向透明，别人清楚你是怎么回事，但你不知道别人的技术；三是阻碍基础人才培养，会写编程语言、写科学计算软件的团队就成长不起来。

　　做科学计算软件是一个系统工程，难在拆解。经过摸索，他们构建了一个“紧内聚松耦合”的结构，搭建了可扩展的协作机制，也吸引了有情怀的团队帮北太天元写模块和组件。

　　在学校的支持下，北太天元在北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室进行技术孵化，并落地北京大学重庆大数据研究院推动“从1到10”的产品孵化。

　　历经大半年的攻坚克难，研发团队在2021年完成了1.0版本的开发，2022年7月推出功能更完善的2.0版本。

　　几乎在2.0版本发布的同期，全国大学生数学建模竞赛组委会正式宣布，用“北太天元数模之星”替代原有的“MATLAB创新奖”。

　　“这件事让我很振奋。大赛组委有底气换赞助商，也是因为有了我们北太天元。”卢朓说。

　　北太天元要进一步发展，必须要有用户，有生态。

　　在争取用户的过程中，卢朓听到过无数质疑。“我用你的软件有什么好处？”“你们肯定干不成啊！”……

　　“说实话，我曾经哭过的！”快50岁的卢朓坦言。在又一次被打击后，为了平复心情，他在北大校园里转悠，走到了老校长马寅初的故居。

　　马寅初曾说，所谓北大主义者，即牺牲主义也。卢朓想，有些人，不问对自己有什么好处，只问对国家对社会对民族有什么好处。这些人是存在的，只要把这帮人团结起来，事业就能做成。

　　“所以我释怀了，坚定了信心。我要勇敢宣传，不怕嘲笑。”卢朓说。

　　他讲了几件自己的“糗事”，本文开头宴会上演讲就是一件。还有一次也是开会，卢朓趁着中午吃饭的时间，挨个桌子推荐北太天元。最后一桌说完，他已经口干舌燥，累瘫了。

　　目前，北太天元已获得国家高度认可，成功入选工业和信息化部第一批先进适用技术名单。软件服务能力已覆盖汽车智能制造、航空航天、金融等15个核心行业，300余所高校和30余家行业企业开始使用，软件用户群体超过5万人，构建起覆盖10万师生的产学研共生生态。

　　当然，卢朓希望能有更多人用，更多人给北太天元找问题，解决问题。只有这样，国产软件才能真正长成大树，撑起一片科研天地。

《科技日报》2026-01-23        第03版：要 闻

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北太天元科学计算软件

北太天元是面向科学计算与工程计算的国产通用型科学计算软件，具有自主知识产权，底层轻量高效的软件框架保证了兼容性与计算效率。 当前版本的北太天元内置丰富的数学函数与脚本，支持数值计算、数据分析、数据可视化、数据优化、算法开发等工作。 面向个人用户开放免费试用下载。

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