2009年05月25日 來源: 《中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊》2009年 第9期 瀏覽次數(shù): 0
《中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊》2009年第8期 發(fā)表了姚期智教授的題為《志在中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)2020計(jì)劃》的文章。這篇充滿激情而又發(fā)人深省的文章提出了一個(gè)重要判斷：“中國(guó)要想在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)建世界一流成就，從現(xiàn)在起就只有10~15年的窗口期”。也就是說，中國(guó)需要在2020~2025年以前實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，才能躋身世界一流計(jì)算機(jī)科學(xué)研究行列。
這篇《志在中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)2020計(jì)劃》的文章并不是姚教授第一次表達(dá)他的危機(jī)感。2008年11月“諾貝爾獎(jiǎng)獲得者北京論壇”期間在訪問中國(guó)科學(xué)院的時(shí)候，他就表達(dá)了同樣的擔(dān)憂，尤其是他講到學(xué)術(shù)焦慮（Academic Anxiety），給我留下了很深的印象。這位平易近人、在學(xué)術(shù)上又極其認(rèn)真的學(xué)者的觀點(diǎn)，值得同行深思。
自2007年以來，中國(guó)科學(xué)院組織了信息科技發(fā)展的長(zhǎng)期路線圖研究，其研究報(bào)告在2009年8月已交付出版社。我們得到的一個(gè)主要結(jié)論與姚教授的判斷很相似，即信息技術(shù)在2020年前后會(huì)碰到似乎難以逾越的延續(xù)性發(fā)展屏障，這個(gè)強(qiáng)大需求壓力會(huì)推動(dòng)信息科學(xué)在今后10~20年期間出現(xiàn)重要的突破和變革。
為什么說我們的趕超機(jī)遇期只有10~15年呢？主要有四個(gè)原因。
“2020現(xiàn)象”
在過去30年時(shí)間里，盡管計(jì)算機(jī)界出現(xiàn)了很多創(chuàng)新，但大部分是增量式的延續(xù)性發(fā)展，在基本原理、基礎(chǔ)技術(shù)層面的突破很少（萬(wàn)維網(wǎng)是一個(gè)例外）。今天計(jì)算機(jī)市場(chǎng)上的主要技術(shù)絕大部分都是30年以前發(fā)明的。
但是，當(dāng)我們展望IT未來發(fā)展，會(huì)發(fā)現(xiàn)這種慣性的、增量式的延續(xù)性發(fā)展到2020年左右可能出現(xiàn)難以逾越的屏障，不論是大規(guī)模集成電路，還是客戶端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、高性能計(jì)算機(jī)、軟件、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)這些子領(lǐng)域，都是如此。以大規(guī)模集成電路為例，摩爾定律看起來很難延續(xù)到2020年以后。英特爾公司最近發(fā)布了其芯片發(fā)展的一個(gè)“路線圖”，目標(biāo)是在2022年使用4納米的工藝。但只有在2012年達(dá)到22納米的目標(biāo)是比較可行的。2012年以后的目標(biāo)還只是有待技術(shù)突破的預(yù)期。在高性能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，如果不計(jì)成本和效能的話，延續(xù)增量發(fā)展有可能在2020年前研制成功艾級(jí)（Exaflops，即每秒1018次運(yùn)算）超級(jí)計(jì)算機(jī)，但其可靠性、并行編程、功耗等難題并未解決，反而會(huì)變得更加突出。
這就是所謂的“2020現(xiàn)象”：眾多IT技術(shù)子領(lǐng)域在2020年前后都會(huì)出現(xiàn)難以逾越的延續(xù)性發(fā)展屏障。因此，IT界需要在2020~2025年以前實(shí)現(xiàn)基本原理、基礎(chǔ)技術(shù)層面的突破，使得信息領(lǐng)域在今后10~15年，甚至2020年以后還能持續(xù)發(fā)展。
中國(guó)IT市場(chǎng)可能在10~15年之內(nèi)出現(xiàn)變革
自改革開放以來，中國(guó)IT市場(chǎng)規(guī)模（以銷售額計(jì)）經(jīng)歷了30余年的持續(xù)高速發(fā)展，復(fù)合年平均增長(zhǎng)率達(dá)30%。但是，中國(guó)IT市場(chǎng)仍然存在4個(gè)突出問題：（1）IT普及率只有20%，遠(yuǎn)沒有惠及全民。（2）中國(guó)IT市場(chǎng)規(guī)模仍然很小。在2008年，雖然以IT用戶數(shù)計(jì)，中國(guó)已名列世界前茅，但IT市場(chǎng)只有1100億美元，僅占世界IT市場(chǎng)的7.2%，與我國(guó)GDP占世界總GDP的比例相當(dāng)。而且，近年來中國(guó)IT市場(chǎng)增長(zhǎng)幅度開始放緩，2008年增長(zhǎng)率僅為12.7%。（3）中國(guó)IT市場(chǎng)結(jié)構(gòu)不合理。IT市場(chǎng)規(guī)模仍然很小的一個(gè)主要原因是我國(guó)人均IT消費(fèi)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。2008年，我國(guó)的人口人均IT年消費(fèi)大約為83美元，是發(fā)達(dá)國(guó)家的十幾分之一。我國(guó)的IT消費(fèi)成份中，硬件比例仍然很大，軟件和服務(wù)比例太小。（4）中國(guó)IT市場(chǎng)仍然是跨國(guó)公司主導(dǎo)，壟斷成份很重，針對(duì)中國(guó)用戶需求的個(gè)性化程度很低。
我國(guó)人均GDP已經(jīng)超過3000美元，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展開始進(jìn)入了一個(gè)新階段。隨著“改革開放成果惠及全國(guó)人民”、“自主創(chuàng)新”、“促進(jìn)消費(fèi)”等宏觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化舉措的深入，中國(guó)IT市場(chǎng)很可能在今后10~15年出現(xiàn)大的變革。如果上述4個(gè)問題得到初步解決，中國(guó)IT市場(chǎng)規(guī)模很可能在今后10~15年再翻兩番。
這個(gè)巨大的市場(chǎng)需求變革呼喚著中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的跨越式發(fā)展創(chuàng)新。如果我們不去做或做不到，跨國(guó)公司主導(dǎo)和壟斷的局面就不會(huì)改變。我們應(yīng)該能夠理解姚教授的觀點(diǎn)：“中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)在將來有一天會(huì)變得非常大。如果說中國(guó)的研究環(huán)境和創(chuàng)新能力在那個(gè)時(shí)候完全不能夠與別的國(guó)家和地區(qū)相競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)的IT產(chǎn)業(yè)將無(wú)法分到市場(chǎng)的份額?！?
計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)可能在10~15年之內(nèi)
出現(xiàn)變革 由于市場(chǎng)需求和“2020現(xiàn)象”的推動(dòng)，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域開始關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、以及學(xué)科層面的變革。國(guó)際計(jì)算機(jī)界已經(jīng)開始高度重視這些變革，并已經(jīng)部署實(shí)施一些創(chuàng)新研究計(jì)劃和學(xué)科建設(shè)工作?！吨袊?guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊》2009年第2期發(fā)表了“計(jì)算機(jī)科學(xué)的變革”專輯，介紹了美國(guó)同行的一些情況。我國(guó)的工業(yè)與信息化部、科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院等部門也在組織同行進(jìn)行信息科技變革的戰(zhàn)略研究。
根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史經(jīng)驗(yàn)，這類瞄準(zhǔn)基本原理、基礎(chǔ)技術(shù)層面的突破以及跨學(xué)科滲透的創(chuàng)新工作，有可能在10~15年催生一些成型的科學(xué)理論、核心技術(shù)和新的子學(xué)科。比如，8年前開始的算法科學(xué)與博弈論的交叉研究已經(jīng)孵化出了一門稱為“算法博弈論”的子學(xué)科雛形；10余年前開始的利用海量數(shù)據(jù)研究網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象的工作已經(jīng)積累成為“計(jì)算社會(huì)科學(xué)”的雛形（見2009年2月《科學(xué)》雜志刊登的拉澤爾等人的文章《計(jì)算社會(huì)科學(xué)》，Lazer et al, “Computational SocialScience”, Science, Feb. 2, 2009）。
這個(gè)變革才剛剛開始，中國(guó)還有機(jī)會(huì)。如果我國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)界不在這10~15年的創(chuàng)造過程中參與變革性研究，我們就難以擺脫模仿跟蹤的局面。
中國(guó)的“前沿距離”在縮短
客觀地說，過去30年中國(guó)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模仿跟蹤的成份很大。這種現(xiàn)象有我國(guó)發(fā)展階段的客觀基礎(chǔ)原因。一些西方經(jīng)濟(jì)學(xué)家研究了發(fā)展中國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)過程中作為模仿者或創(chuàng)新者發(fā)展路線。他們的一個(gè)重要結(jié)論是，何種路線最優(yōu)取決于一個(gè)度量，即前沿距離（Distance to Frontier）。一個(gè)國(guó)家距離世界科技前沿的差距如果很大的話，模仿者路線是國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的最佳選擇。但是，當(dāng)一個(gè)國(guó)家經(jīng)過發(fā)展，距離世界科技前沿的差距已經(jīng)不大時(shí)，創(chuàng)新者路線才是國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的最佳選擇。
改革開放之初，我國(guó)選擇模仿者路線可能是一個(gè)實(shí)事求是的選擇。經(jīng)過30年的改革開放，我國(guó)的前沿距離大幅度縮短。面向自主創(chuàng)新、提升經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量、建立和諧社會(huì)的更高需求，我國(guó)的IT學(xué)術(shù)界必須完成從模仿者到創(chuàng)新者的轉(zhuǎn)變。
態(tài)度決定發(fā)展，細(xì)節(jié)決定成敗。姚期智教授的文章不僅呼喚我們改變心態(tài)，還給出了具體工作的建議。他對(duì)中國(guó)構(gòu)建國(guó)際水平的計(jì)算機(jī)科學(xué)研究中心充滿信心：“如果我們做得好的話，在中國(guó)建立世界一流研究型大學(xué)的進(jìn)程，會(huì)比任何人想象的都要快?！比绻覀冏龅煤玫脑挘?jīng)過10~15年的努力，中國(guó)IT學(xué)術(shù)界能夠加入國(guó)際創(chuàng)新者的行列。
（作者 徐志偉）
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