全球首位女性圖靈獎得主去世，三次到訪中國，曾是IBM首位女院士

全球首位圖靈獎女性得主、首位 IBM 女院士弗朗西斯·艾倫（Frances Allen），因阿爾茨海默病併發症去世，去世當天是 8 月 4 日，正好是她 88 歲生日。

圖｜弗朗西斯·艾倫（Frances Allen）

艾倫的主要研究方向是編譯器優化，編譯器是一種程序，可以將用計算機語言編寫的指令，轉換為由機器執行的程序。

親自見過艾倫的伊利諾伊大學香檳分校計算機科學系的助理教授、《麻省理工科技評論》2020 年度全球 「35 歲以下科技創新 35 人」 上榜者李博回憶稱：「我博士期間曾有幸去IBM，給她老人家講過一次我的研究課題，她人非常 nice，也很有耐心。」

對於艾倫的離開，李博也很惋惜：「弗朗西斯·艾倫是編譯原理的鼻祖，她的離開是計算機乃至整個科學領域的一個損失。艾倫在編譯系統架構和優化並行等方面的開創性研究，對我們當今計算機發展有著深遠的影響。她一生潛心研究，提攜了許多後輩，是學術研究和教育行業的『雙重』楷模，其學術成果及科學精神將繼續影響更多後輩。」

對於她的不幸去世，中國科學院計算技術研究所研究員、國內編譯器專家馮曉兵告訴DeepTech：「弗朗西斯·艾倫的去世非常令人惋惜，像她這樣的業界巨擘寥寥無幾。艾倫本身也是計算機科學的先驅之一，其在編譯系統架構、程序分析、優化技術等方面做出的開創性和基礎性工作至今影響深遠。其於 2007 年斬獲圖靈獎可謂實至名歸。此外，艾倫長期致力於鼓勵女性、特別是青年女性投身於科學（包括計算機科學）事業，這也是她令人心生敬佩的另一原因。」

而最初艾倫投身計算機科學領域，起源於一場「意外」。

「誤打誤撞」 進入 IBM

1954 年，艾倫從紐約州立大學奧爾巴尼分校，獲得數學學士學位後，來到當地一所中學教書。為獲得工作所需的認證，在中學工作兩年後，她進入密西根大學學習數學，並於 1957 年獲得數學碩士學位。

當時，IBM 恰好來到密西根大學做校園招聘，出生於普通家庭的艾倫，為償還讀研欠下的債務，決定加入 該公司 做程式設計師。但她原本把 IBM 的 offer 當作 「一次性工作」，打算還完債務後就離開 IBM，結果一待就是半輩子。

其在 IBM 的第一項工作，是教給新員工 FORTRAN 語言的基礎知識（FORTRAN 是Formula Translation 的縮寫，意為 「公式翻譯」）。如今，FORTRAN 已經是最古老的計算機語言之一，但在當時這是 IBM 引入的全新高級程式語言。和 FORTRAN 的接觸，也是艾倫從事高性能計算編譯器的開始。

繼該項目之後，她的另一代表項目，是 1960 年代初的 Stretch-Harvest 計算機項目，該項目旨在處理美國國家安全局（National Security Agency，NSA）的機密密碼破解和情報收集工作。日後，該項目為 NSA 服役了長達 14 年。

完成 NSA 的項目後，她參與了 IBM 的高級計算系統項目，期間她設計並構建出一套編譯器優化組件。基於這項工作，艾倫於 1966 年發表一篇圍繞 「程序優化」 的開創性論文，該論文描述了一個可用於程序評估和程序優化的新框架。

1970 年，艾倫發表一篇主題為 「控制流分析」 的論文，並提出 「間隔（intervals）」 和 「節點優勢關係（node dominance relations）」的概念，這對此前該領域的研究，做出了重要改進。

兩年後，她在另一篇論文《優化轉換目錄》「A Catalog of Optimizing Transformations」 中，首次提到系統化編譯器優化轉換。該論文的合作夥伴是她在 IBM 同事約翰·科克（John Cocke），後者曾被譽為 「RISC 體系結構之父」。

1980 年至 1995 年期間，艾倫領導著一個研究並行計算科學的團隊，該團隊曾提出獨創性想法——用低成本、高性能的微處理器來進行並行處理（Parallel Processing）。

除本職工作以外，艾倫還是 IBM 的熱心導師，在職期間她一直努力培養女性的計算機科學興趣。1989 年，她成為首位女性 IBM 終生院士（IBM Fellow Emerita），IBM Fellow 也是該公司技術人員的最高榮譽，此外她還是 IBM 技術研究院的主席。

此後多年，她在全球各地不斷發表講話，以敦促女性從事科學技術工作。2000 年，為表彰她的努力，IBM 以她的名字設立了 Frances E. Allen 科技女性導師獎。

2002 年，在 IBM 工作 45 年後，艾倫退休，但她仍然是該公司的榮譽員工。

圖｜弗朗西斯·艾倫老年照片

世界首位圖靈獎女性得主

艾倫去世的第二天，IBM 研究院專門撰文懷念。

IBM 研究院院長達裡奧·吉爾（Dario Gil）也在郵件中向其致敬，他說艾倫將被銘記為計算領域的先驅，她在優化編譯器領域做出了開創性貢獻。達裡奧·吉爾還表示，她在 IBM 也留下了不朽烙印，這不僅基於她的技術遠見和技術遺產，更是因為她給別人帶來了啟發和幫助，尤其是在激發女性從事科學的熱情方面。

圖｜IBM 緬懷艾倫的文章

2006年，因 「在優化編譯器技術的理論和實踐領域做出先驅性貢獻，奠定了現代優化編譯器和自動並行執行技術的基礎」，艾倫成為圖靈獎自 1966 年設立以來的、第一位女性得主。此後至今，只有另外兩名女性獲得該獎項：2008 年的芭芭拉·裡斯科夫（Barbara Liskov）和 2012 年的沙菲·戈德瓦瑟（Shafi Goldwasser）。另外，她還獲得了計算機女性協會頒發的 Augusta Ada Lovelace 獎。

除圖靈獎外，艾倫還曾獲得許多其他榮譽。

2020 年初，IBM 和電氣和電子工程師協會（IEEE），合作設立 IEEE Frances E. Allen 獎章，艾倫和其他數十位科學名人已經獲得該獎章，該獎章將於 2022 年在 IEEE 榮譽典禮上首次頒發，據悉這也將是 IEEE 的最高獎項，而她獲獎理由是畢生致力於開發計算領域並開拓新突破，以及專注於激勵年輕人、特別是女性來從事和她一樣的工作。

除在 IBM 工作以外，艾倫還是美國國家工程院、美國哲學學會、美國藝術與科學研究院的成員，同時也是計算機科學協會（ACM）、IEEE和計算機歷史博物館的院士。憑藉在計算領域的傑出貢獻，她已被授予兩個榮譽博士學位，並被選入國際科技女性名人堂（WITI，Women in Technology International）。

具體來說，艾倫的成果意義在於，自二十世紀五十年代末以來，在大型主機上工作的程式設計師，需要逐行手動編寫程序，並且還得花時間調整慢速軟體，而這會導致軟體出現錯誤。而軟體編譯器的出現，允許程式設計師對軟體進行自動優化，從而節省寶貴時間。

艾倫作為編譯器組織和優化算法的先驅，其在並行計算方面的工作，至今仍處於編譯器研究的前沿。她通過把並行計算轉移到 STRETCH HARVEST 編譯器、COBOL 編譯器等產品之中，從而讓並行計算得到簡化。與此同時，艾倫作為編譯器組織和優化算法的先行者，為編譯器優化技術奠定了基礎，在計算機領域做出了開拓性貢獻。

加州大學伯克利分校名譽電子工程和計算機科學教授裡卡納（Ricana Bajcsy）對媒體表示，艾倫的工作給編譯器設計和機器體系結構帶來顯著進步，而這些進步是現代高性能計算的基礎。裡卡納認為，她的貢獻涵蓋了計算機科學的大部分歷史。她以一己之力，影響整個計算機發展歷程。

而艾倫的人生，也頗為勵志。

出生農場家庭，被啟蒙老師激發數學興趣

1932 年 8 月 4 日，適逢美國大蕭條時期，艾倫出生於美國紐約州秘魯鎮的一個農場家庭，父親是一位農民，母親則是小學教師，家中 6 個孩子，她排行老大。

她的幼年生活很是清貧，從小和家人住在一間沒有電、也沒有暖氣的農舍中，但她非常熱愛學習，大部分時間都在讀書。高中時，一位老師激起了她的數學興趣，這也為她後續從事計算機研究奠定基礎。

個人生活上，艾倫曾與計算機科學家雅各布·施瓦茲（Jacob Schwartz）合作。施瓦茲曾以訪問學者的身份來到 IBM 公司，與艾倫和約翰·科克合作，三人在編譯器優化、軟體工具等方面做了許多開創性工作。

艾倫後來成為施瓦茲的第二任妻子，兩者於 1972 年結婚，這段婚姻最終以勞燕分飛告終。施瓦茲也因患上肝癌，於 2009 年撒手人寰。

科學家身份之外的艾倫，還是一位探險家，她是美國高山俱樂部和加拿大高山俱樂部的成員，曾作為中美聯合西部登山探險隊的隊員，三次到訪中國。

她還曾探索加拿大第一大島、世界第五大島嶼巴芬島（Baffin Island）。2008 年，她告訴美國國家新聞社：「在巴芬島（Baffin Island）的探索之旅中，我們的團隊進行了六次首次登頂，繪製了未知的山脈。在加拿大北極群島（Arctic Archipelago）之旅中，我們建立了穿越該島的新路線。」

不過，探險只是艾倫的業餘興趣，她認為自己長達半個世紀的計算研究經驗，才是一次真正的旅行。斯人已去，願她安息。