信息化：從計算機科學到計算科學*

周宏仁國家信息化專家咨詢委員會　北京　100010

信息化：從計算機科學到計算科學*

周宏仁
國家信息化專家咨詢委員會北京100010

編者按 “十八大”以來，黨中央和國家高度重視信息化工作，強調指出“沒有信息化，就沒有現代化”，將信息化工作已提到了關乎黨和國家發展全局的戰略高度。科研信息化作為國家信息化發展的先導和關鍵環節，是新形勢下實踐創新驅動發展戰略的重中之重。本刊特推出“信息化變革科研模式”專題，邀請國內外科研信息化領域的權威專家和團隊，深入探討科研信息化發展態勢，通過實例展示其促進科研模式轉變、科研效率提高、科研成果產出的重要作用，呈現科研信息化創新應用的新特點，并對國家科研信息化的進一步發展提出了具體建議。

文章討論了 70 年來信息化的發生和發展，以及計算機科學在其中所扮演的核心角色；分析了迄今為止全球信息化所經歷的數字化、網絡化和智能化 3 個發展階段，所形成的計算、網絡、數據和軟件無處不在的新環境，及其帶來的產品創新和系統創新的重大機遇；闡明了智能化是全球信息化競爭新的制高點，人工智能和計算科學成為信息化在新的發展階段的科學技術基礎，各領域的科學家，無論是自然科學家或是社會科學家，均已不能置身信息化之外；2013 年諾貝爾化學獎的頒發表明，計算科學是任何一個學科領域翻開新篇章的有力工具，是引領學科發展的前沿，學科數字化和科學的數字化革命勢在必行。

計算機科學，計算科學，工業互聯網，學科數字化，計算機輔助科學研究

信息化作為一個偉大的歷史進程，正在越來越多地被人們所認識。世界各國圍繞信息化這個戰略制高點的競爭，正在全球掀起一浪更比一浪高的信息化創新的浪潮。信息化正在帶來新一輪的重大經濟社會變革，以及國家乃至全球治理和秩序的重構。認識信息化的本質，把握信息化發展的趨勢，駕馭信息化發展的大潮，已成為所有國家面臨的重大挑戰之一。

進入 21 世紀以來，中國較大規模的國家信息化開始起步。由于有發達國家幾十年積累起來的許多信息化的成果和經驗可資借鑒，利用“后發優勢”，采取“跟隨戰略”，中國比較快也比較順利地在各個領域完成了大量的、重要的信息化應用系統建設，在電子商務、電子政務、“兩化”融合、“三農”信息化、現代信息服務業、新興產業發展、居民信息化素質提升等方面，都取得了舉世矚目的成就，產生了巨大的經濟社會效益，極大地推動了中國經濟社會的發展。就信息化而言，中國與發達國家的差距正在逐步縮小。相應地，中國的“后發優勢”，也已經所剩無幾。

與之同期，全球信息化向高端發展的趨勢也非常明顯。在經歷了數字化和網絡化的快速發展之后，智能化正在成為全球信息化向高端發展的最主要特征之一［1］。智慧地球、智慧城市、智能終端、智能硬件、智能制造、智能物理系統（cyber-physical system）等新概念、新思想、新系統層出不窮，令人眼花繚亂，頗有目不暇接之感。種種跡象表明，全球信息化的發展，正在從基于計算機科學（computer science）向著基于計算科學（computational science）轉變。計算科學與計算機科學雖密不可分，但一字之差，內涵上卻有重大的差異。信息化發展的科學技術基礎正在向所有的學科領域拓展。可以說，計算科學覆蓋到哪個學科，那個學科就有可能產生革命性的變革和發展。沒有計算科學的高度發展，中國將不能擺脫“跟隨戰略”的束縛，難以開創信息化創新發展的新局面。

“行百里者半九十”。中國與發達國家的信息化差距可能還不止是百分之十。即便僅有最后百分之十的差距，也還需要我們付出百分之百的努力。要趕上這最后的“百分之十”，關鍵在于提高中國信息化發展的科學性和科學水平，提升中國信息化發展的科學技術創新能力。事實上，發展基于計算科學的國家信息化，幾乎已經將所有的學科、所有的科學家“裹挾”其中。中國的科學家們，無論是自然科學家還是社會科學家，已經不能置身信息化之外，以為信息化僅僅是技術專家們的事，與己無關。推動中國信息化未來的創新發展，中國的科學家們責無旁貸。

1　信息化的科學技術基礎

信息技術的核心是電子數字計算機技術。“算”是人類文明中不可或缺的一個極為重要的組成部分。使“算”機械化和自動化，是數百年來人類孜孜以求的目標之一。1642 年法國數學家帕斯卡（Blaise Pascal）在計算尺的基礎上發明了世界上第一臺機械計算機；1700 年前后德國數學家萊布尼茨（Gottfried Leibniz）從《易經》的拉丁文譯本中讀到了八卦的組成結構，驚奇地發現基本素數 0 和 1 的進位制是世界上最先進的數學進制，并率先提出了二進制數的運算法則［2］。至 1946 年世界上第一臺電子數字計算機埃尼亞克（EN IAC）的研制成功，電子數字計算機的發明孕育了近 300 年。可以說，沒有電子數字計算機就沒有信息革命，沒有信息化。現在，計算機已經像一個“精靈”一樣，影響著我們時代的方方面面。

電子數字計算機的關鍵詞在“數字”這兩個字上。在很長一段歷史時期內，科學家的努力曾經大量集中在模擬計算機（十進制）的發展上，直到 20 世紀的 60—70 年代，模擬計算機才逐漸退出歷史舞臺。電子數字計算機的發明開創了一個數字化的新時代，人類社會一切物理形態的信息，包括數字、文字、圖片、語音、視頻，甚至于味覺和嗅覺，都可以用 0 和 1 這兩個代碼的不同長度和組合來表述。僅僅用 0 和 1 這兩個最簡單的代碼來表述世界上最復雜的事物，而且還可以進行復雜計算，彰顯了電子數字計算機技術的神奇和偉大。

計算機不僅可以做數學運算，而且可以做邏輯運算。換言之，人類的一切邏輯思維活動都可以計算機化，只要計算機運算速度足夠快、存儲量足夠大、體積足夠小、價格足夠低。這個目標正在被科學家和工程師們逐次逼近。

計算機科學的發展對于信息化的發展影響巨大而深遠。在理論計算機科學方面，計算理論、信息與編碼理論、算法與數據結構、編程語言理論、形式化方法等，對計算機技術和產業的發展有決定性的影響。在應用計算機科學方面，計算機結構與工程，計算機性能分析，計算機圖形與可視化，計算機安全與加密，計算機網絡，并行、平行與分布系統，數據庫技術，軟件工程等等，都是影響信息化系統工程項目建設和信息化發展水平的核心應用技術。

網絡科學與技術在互聯網的發明和發展之后，也成為信息化的重要科學技術基礎之一。毋庸置疑的是，現代的網絡科學與技術是完全數字化的、基于計算機數據通信的網絡科學和技術，已經成為應用計算機科學的一個組成部分。隨著網絡開放化、虛擬化、彈性化、智能化趨勢的發展， OpenFlow 和軟件定義聯網（software-defined networking， SDN）等的廣泛應用和發展，網絡的計算機化的特征將更加凸顯，對于計算機科學技術的依賴將更為加深。

2　信息化帶來創新發展的重大機遇

從過去 70 年的演進來看，信息化經歷了數字化、網絡化和智能化這 3 個側重點不同的發展階梯，三者之間彼此并不排斥，也不是“你方唱罷我登場”［3］。從技術層面來看，信息化的發展環境已經發生了非常大的變化。泛在化，即計算無處不在、數據無處不在、網絡無處不在、軟件無處不在，已經在全球信息化比較發達的國家和地區基本形成。信息化發展到今天，至少在產品創新、系統創新、產業創新 3 個方面帶來了創新發展的重大機遇。限于篇幅，以下主要介紹產品創新、系統創新的主要方向。

2.1 產品創新

產品創新涉及人和物的數字化、網絡化和智能化，即產品的計算機化。智能手機的成功觸發了各種消費類產品的計算機化，電視、家居、穿戴設備、汽車等的計算機化，正在逐步成為現實。由于消費類產品量大面廣，市場巨大，產品數字化、網絡化、智能化的大潮已然形成。更重要的是，作為智能制造核心的生產工具、重大裝備，其計算機化勢在必行，這有可能把全社會的勞動生產率提升到前所未有的新高度。“產品計算”正在成為計算機應用發展的新邊疆。

人們生活、工作、生產所需的各種產品，種類無數，大小不同，簡單復雜程度各異。與之相應，產品計算的水平也會由低到高、由簡單到復雜。一雙球鞋和一架噴氣式客機，計算機化的需求和計算的復雜程度顯然不可比擬。一般而言，智能化是產品計算追求的最高目標；而隨著工業互聯網和物聯網的發展，產品的數字化和網絡化將成為產品計算的最低要求。

計算機化，將成為信息時代與工業時代產品的分水嶺。不具備信息時代特征的產品將逐漸被淘汰。“產品計算”使計算機科學技術的應用領域更為寬廣，更顯重要，已經成為當今信息技術和信息產業發展的主要驅動力。

2.2 系統創新

系統創新主要是指信息系統走向人機物的一體化、自動化、智能化。在信息化的新環境下，構造智能物理系統（cyber-physical system，CPS）是系統創新的重要方向之一，特別是工業互聯網（industrial internet）中所涉及的一體化、自動化、智能化的信息系統成為備受關注的焦點。

工業互聯網在內涵上與工業 4.0 相似，有一個“5C”架構［4］（圖 1），本質上也是一個智能物理系統。最底層是一個智慧連接層（Smart C onnection），能把所有的物、人和計算機系統聯接在一起，以求無障礙地獲取所需要的數據。第二層是數據信息轉換層（D/I C onversion），通過采集的數據，進行知識挖掘和數據的智能分析，目的在于把數據轉換成信息。第三層是計算網絡層（C yber），作為信息的中心樞紐將數據和信息與期望值進行對比分析。第四層是認知層（C ognition），確認監控資產或設備狀況的用戶可視和支持決策。第五層是配置層（C onfiguration），實現由網絡空間至物理空間的反饋，完成調控整個系統的實際操作。

圖1　工業互聯網的“5C”架構

不難看出，工業互聯網的架構是一個包括人、機、物在內的，典型的反饋控制系統（圖 2）。工業互聯網的控制對象就是人、機、物，它通過連接層（C1），把人、機、物連接在一起，通過反饋器來實現數據和信息的轉換（C2），然后把期望值和采集到的數據信息做比較（C3），形成一個決策的指令（C4），最后通過控制器（C5）控制人、機、物。在這個反饋控制系統里，絕大部分都是通過計算機來實現的。工業互聯網，或工業 4.0，其重大意義并不僅在于為工業企業或制造企業設計了一個未來的智能化的信息化總體解決方案，而是在于其利用“信息系統/互聯網/物聯網/云計算/高端計算”構造人、機、物一體化的反饋控制系統的基本思路，對于信息時代世界各國經濟、政治、社會、軍事等重大系統的信息化重構將產生意義深遠的、革命性的重大影響。

圖2　新形態的反饋控制系統

在工業互聯網系統中，由于大量采用了計算機和網絡，使新系統由兩個主要部分構成：一個是原有的物理部分（physical-components），另一個是嵌入的計算部分（cyber-components）。智能物理系統（cyber-physical system，CPS）的概念因而形成。兩個部分不斷地交換信息和進行計算，實現信息、計算、通信和控制在一個系統中協同有效地工作。

智能物理系統構造的是一個實現人、機、物一體化集成的系統，代表了信息系統與控制理論融合發展和創新的方向。智能物理系統帶來了很多理論上需要研究的問題，特別是如何增強這類系統的適應性、自主性、功能性、可靠性、安全性、可用性和效率。美國國家科學基金會認為，像互聯網改造了人們彼此之間的互動方式一樣，智能物理系統將改造我們與物理世界的互動方式。為此，2006 年，美國國家科學基金會將智能物理系統確定為美國未來重點研究的領域之一，期盼在未來的 10—20 年之內，智能物理系統發展成為一門新的學科。

3　智能化成為信息化競爭制高點

智慧，或智能，本來是對人理解和領悟各種現象和事物的能力的一種描述，特別是對人的思維能力，即腦力的描述。信息化之所以和智慧、智能密切相關，是因為計算機還有一個通俗的名字叫“電腦”。正是計算機的泛在化發展為信息化的智能化準備了物質基礎，而智能化的發展水平則成為了新階段全球各國信息化競爭的制高點。

3.1 “智慧”源于計算科學

圖靈（A lan Turing）不僅奠定了電子計算機的基礎，而且預見了人工智能的可能性［5］。1950 年，圖靈發表的論文《計算機和智能》中，提出有可能制造出按照人類思維的方式自己思維的計算機。1956 年夏天，一些研究神經網絡、自動化理論以及智能的科學家在英國的達特茅斯工作了 6 周，共同研究和探討用機器模擬人類智能的一系列相關問題，首次提出了“人工智能（artificial intelligence，AI）”的概念。

在隨后的 60 年中，人工智能的發展跌宕起伏，概念被熱炒過，也有過充滿挫折的失望。在數字化和網絡化日漸普及的今天，信息化的智能化，基本上就是人工智能重返人類經濟社會發展的舞臺、向著各領域廣泛滲透的一個新的歷史進程。與以往任何時候相比，人工智能在今天更具有現實意義。因為，信息化發展到今天這一步，無論技術環境，還是應用需求，都為人工智能的發展提供了難得的機遇。

2005 年 6 月，美國總統信息技術顧問委員會在給美國總統遞交的一份題為《計算科學：確保美國的競爭力》［6］報告中指出，“雖然以信息技術為動力的革命正在加速進行，計算科學與高端計算正在尖端科學、社會科學、生物醫學、工程研究、國防與國家安全以及產業革新方面扮演著中心的角色；然而，這個國家卻還沒有醒悟過來”。報告認為，“在美國，計算科學的潛力只有較少的一部分正在得到利用”。眾所周知，美國是發明電子數字計算機的國家，也是世界上信息化最發達、最先進的國家，美國總統信息技術顧問委員會發出如此的評論，呼吁要喚醒全體美國人重視計算科學和高端計算，不能不引起人們的深思。

這個報告是否喚醒了全體美國人，尚不得而知。計算科學和高端計算的重要意義何在，確是值得每一個中國科學家深入思考的問題。十年以后的今天，中國的科學技術界是否已經普遍地認識到這個問題的重要性及其現實意義，不僅對于中國信息化是否能夠向著智能化這個高端發展具有決定性的影響，而且對于中國的科技創新能力、科學研究的效率、科學研究水平的提升也極為關鍵。

3.2 計算科學是融合型科學

美國總統信息技術顧問委員會對計算科學提供了一個定義，即：計算科學是一個迅速成長的、利用先進的計算能力去認識和解決復雜問題的多學科合成的領域，它“融合”了3個不同的元素（圖3）：（1）算法、建模和模擬軟件，用以解決科學（如生物學、物理學、社會學等）、工程以及人文學科中的各種問題；（2）計算機與信息科學，發展和優化各種系統硬件、軟件、網絡及數據管理等要素，以解決計算中需要解決的各種問題；（3）計算的基礎設施，用以支持各種科學和工程問題的解決和計算機與信息科學自身的發展。圖3表明，計算科學的外圍幾乎無所不包，不僅包括政治學、生物學、醫學、物理學、經濟學、社會學、工程學、人文學科，還包括能源、制造業、氣象學，以及國家安全，等等。正是計算科學向全社會各個領域的滲透，覆蓋各個學科門類、各行各業，提升了各行各業的科學水平和相對應的智能化水平。

圖3　計算科學的定義

顯然，發展計算科學和高端計算并不僅僅是一個發展超級計算機的問題。計算科學的發展實際上取決于6個要素，即：超級計算機（計算能力）、網絡（計算機聯網應用）、建模（問題的數學模型）、算法（編程）、軟件（實現模擬計算）和結果分析（數據處理技術和軟件）。當然，支配這6個要素的是人——計算科學家，即精于計算技能的科學家和洞悉相關學科的計算機專家。沒有行行都通的、萬能的計算科學家，只有某一個學科領域的計算科學家。計算科學家是信息時代極為重要的一類復合型人才。

特別需要指出的是，發展超級計算機、各種網絡和軟件，都只是為發展高端計算準備了條件。真正地實現對某一問題的高端計算，關鍵還在建模和算法，只有對該學科問題有透徹的了解、深入的研究和分析，才有能力建立問題的數學模型，并根據已有的各種數值計算技術和軟件設計計算方法。因此，學科自身的研究水平、研究人員的計算機技能水平、學科的信息化水平和信息能力等，皆與該學科計算科學的發展密切相關。從人才培養的角度來看，大學和研究機構都需要做出結構性的調整，才有可能培育出跨學科的、高水平的計算科學家。我國對超級計算機發展比較重視，發展計算科學則顯得力度遠遠不夠。

綜上所述，過去 70 年，信息化的發展基本上是依托于計算機科學與技術的發展；而未來，信息化向高端的發展——智能化，主要依托的則是計算科學的發展，各行各業無一例外。超級計算機（計算能力）和網絡（計算機聯網應用）都只是計算科學的要素之一。目前，真正的難點在于推動計算科學和高端計算在全社會各個領域的應用發展。

4　推進科學研究的數字化革命

“科學”正在經歷一場數字化革命，2013 年諾貝爾化學獎的頒發證明了這一點。信息革命和信息化源于科學技術的發展和進步。信息化一直在“革”傳統工業、傳統農業、傳統服務業的“命”，現在，則開始“革”科學本身的“命”了。

4.1 2013 年諾貝爾化學獎的啟示

2013 年 10 月 9 日，瑞典皇家科學院宣布，將諾貝爾化學獎授予美國科學家馬丁·卡普拉斯（Martin Karplus）、邁克爾?勒維特（M ichael Levitt）和阿里耶?瓦謝爾（Arieh Warshel），以表彰他們“在開發多尺度復雜化學系統模型方面所作的貢獻”。

諾貝爾化學獎評選委員會指出［7］：“他們讓經典物理學與迥然不同的量子物理學在化學研究中‘并肩作戰’。以前，化學家必須二選其一。依靠用塑料棒和桿創建模型的經典物理學方法的優勢在于計算簡單且能為大分子建模，但其無法模擬化學反應；而如果化學家選擇使用量子物理學計算化學反應過程，巨大的計算量又使得其只能應付小分子。為此，在 20 世紀 70 年代，這 3 位科學家設計出這種多尺度模型，讓傳統的化學實驗走上了信息化的快車道。”

事實上，“建模”往往是科學研究中對物理問題做出數學抽象的最困難的一環。建模不可能由純數學家或軟件科學家完成。不懂得該門科學，不吃透所研究的問題，不可能建成被研究問題的數學模型，雖然現在已經有了很多輔助建模軟件。而沒有“建模”，高端計算就沒有計算的對象和方法。從這個意義上來說，不懂高端計算的科學家不是信息時代的科學家。當然，計算科學對于科學研究的重要性尚遠不止“建模”這一環。

諾貝爾化學獎評選委員會認為：“多尺度化學系統模型的出現，翻開了化學史的新篇章，化學反應發生的速度堪比光速，剎那間電子就從一個原子核跳到另一個原子核，以前，對化學反應的每個步驟進行追蹤幾乎是不可能完成的任務，而在由這 3 位科學家研發出的多尺度模型的輔助下，化學家們讓計算機‘做幫手’來揭示化學過程。”顯然，沒有高端計算，就不可能真正揭露化學反應的微觀過程。諾貝爾化學獎評審委員會在當天發表的聲明中還說：“現在，對化學家來說，計算機是同試管一樣重要的工具，計算機對真實生命的模擬已為化學領域大部分研究成果的取得立下了‘汗馬功勞’。通過模擬，化學家能更快獲得比傳統實驗更精準的預測結果”。

對于任何一個科學領域，計算科學都是一個重要的工具，都有可能翻開該學科一個新的篇章。2013 年諾貝爾化學獎的頒發還說明，科學家加入到信息化的行列中來，不僅不是什么“掉份”的事，而是引領學科發展的前沿！

信息革命和信息化對于人類社會發展的革命性影響是全方位的，“科學”不能“自傲地”置身事外。一場科學的數字化革命正在蓬勃發展，將使科學研究走向智能化，即智慧的科學研究（smart science），對于加快科學探索的創新發展意義極為深遠。

4.2 科學的數字化革命

關于“科學的數字化革命”，至少可以從學科的數字化、計算機輔助科學研究、戰略性新興學科 3 個方面進行探討［8］。以下著重介紹與計算科學發展密切相關的兩個方面。

（1）學科的數字化。任何一門學科都需要依托于計算科學加快發展。目前，科學結構變革的首要問題是學科的數字化。科學研究和技術創新都離不開數據和信息。如果沒有數字化，就不可能利用計算機和網絡進行處理和傳播，學科就不可能進入數字世界，在信息時代就一定會逐漸被邊緣化，學科本身不僅不可能發展，而且會逐漸走向衰落。不僅論文、學術報告、實驗結果和數據需要數字化，學科的理論體系、研究方法、實驗儀器、科研裝備和計量、檢測手段等都需要建立在數字化的基礎上，使學科研究得以在數字空間、網絡空間加速進行。

控制科學中的卡爾曼濾波器理論就是一個很好的例證。卡爾曼濾波器在現代控制理論中具有劃時代意義，其發明者魯道夫·卡爾曼（Rudolph E. Kalman）在 1960 年提出這一創意的時候，本意只是解決時變線性系統的濾波和估值問題，結果卻推動了現代控制理論由頻域向時域的變革，進而在時域建立了一套比頻域更完整、更豐富的理論體系，為現代控制理論的變革、控制科學的數字化，以及計算機進入控制理論和工程作出了重要的貢獻。

學科數字化勢在必行。必須發展數字數學、數字化學、數字物理等，把學科的發展建立在計算科學的基礎上。唯有計算機和網絡能夠進入并發揮重要作用的學科，才有可能開辟新的研究和發現、發明、創新的途徑，鑄就學科發展的新篇章。

（2）計算機輔助科學研究。在科學研究各領域，“計算機輔助科學研究（com puter aided scientific research，CASR）”成為科學軟件的一個重要門類，在提高科學研究的勞動生產率和促進科學研究的創新發展方面，發展空間極大。我國的發展尚遠不如預期。

CASR不是、也不可能替代科學家的創新思維，但是可以有條件地替代科學家的某些腦力勞動，最大限度地節約科學家的時間和精力，使科學家在研究成果產生之前、之中、之后，都能夠把時間和精力更多地集中于創新思維，用最有效果和最有效率的計算機輔助方法，驗證科學家的各種新想法、新觀察、新思路。

目前，各種計算機輔助技術，實際上扮演的早已不是輔助角色，而是主角，包括計算機輔助信息獲取、計算機輔助建模、計算機算法和模擬軟件、科學數據處理、數據可視化等。很顯然，不同的學科，計算機輔助技術的內涵和技術各不相同，各有各的發展空間和發展方向。需要該學科的科學家和計算機科學家一起努力。CASR 是典型的科學軟件，是提高科學研究勞動生產率的有力工具，對于提高科學研究的質量、有效性、效率，以及加快科學研究探索和創新的速度都極為重要。科學軟件的發展空間非常之大。比起工業軟件來，科學軟件的重要性毫不遜色，其對科學的發展和創新速度影響深遠，作為軟件產業向高端發展的重要方向，更應受到重視。事實上，當代科研創新的競爭，首先表現為“科學軟件”的競爭。

1 周宏仁. 全面提高信息化水平//中國信息化形勢分析與預測（2011）. 北京： 社會科學文獻出版社， 2011.

2 Leibniz G， Exp lication de l' A rithmétique Binaire， Die Mathematische Schriften， ed. C. Gerhardt， Berlin 1879， 7： 223；Engl. transl.

3 周宏仁. 中國進入網絡化時代//中國信息化形勢分析與預測（2012）. 北京： 社會科學文獻出版社， 2012.

4 Lee J， Bagheri B， Kao H An. A Cyber-physical systems architecture for industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters， 2015， 3： 18-23. Doi：10.1016/j.m fglet.2014.12.001.

5 邁克爾·阿拉比， 德雷克·杰特森. 科學大師（下卷）. 陳澤加，譯. 上海： 上海科學普及出版社， 2003.

6President's Information Technology Advisory Comm ittee. Computational Science： Ensuring America's Com petitiveness， June 2005. ［2016-3-1］. http：//www.scribd.com/doc/105825174/PITAC-Report-Com putational-Science-Ensuring-America-s-Competitiveness.

7 2013年諾貝爾化學獎. ［2016-3-1］. http：//baike.baidu.com/ link？url=Igsi2poAaC47939PpXGoyb8VCgmpLfM t8DsYYss1x-4CqZViJ6UlIMF-hVUL0A-T-piPZTe8crdm6EyWGEbtuF_

8 周宏仁. 科學的數字化革命//中國科學院信息化工作動態. ［2016-3-1］. http：//www.cnic.cn/qkbg/xxhgzdt/qk/201407/ t20140718_4160651.htm l.

周宏仁國家信息化專家咨詢委員會常務副主任，研究員。1962年畢業于北京航空學院（現北京航空航天大學），1984年獲美國明尼蘇達大學電機系控制科學博士。主要研究方向包括現代控制理論、信息化理論與實踐、信息化戰略與管理、電子政務和電子商務等。E-mail： liaojin115@126.com

Zhou HongrenGraduated from Beijing Institute of Aeronautics （now Beijing University of Aeronautics and Astronautics） in 1962， received Ph.D. degree from University of Minnesota in 1984， Professor， serves as the executive vice chiarman for State Informatization. His research mainly covers modern control theory， informatization theory and practice， informatization strategy and management， e-government， and e-business. E-mail： liaojin115@126.com

In formatization：From Com puter Science to Com putational Science

Zhou Hongren
（Advisory Comm ittee for State Informatization， Beijing 100010， China）

The origination and development of informatization over the past seventy years and the role of com puter science has played w ithin them are discussed. The three steps that the global informatization course has experienced， i.e.， digitization， networking， and intelligence，are described， and the new development environment for the future of informatization， formed by the ubiquity of computer， network， data，and software， is emphasized. It is indicated that intelligence， or smartness， has become the new high ground of the global competition on informatization， and， in the meantime， computational science， instead of computer science alone， has been the scientific and technical foundation of the new step of g lobal informatization. Accordingly， scientists o f all disciplines， no matter w ith respect to natural sciences or liberal arts， cannot possibly keep out of informatization. 2013 Nobel Prize Winners for Chem istry shows that computational science is a powerful tool to open a new chapter for all disciplines and the digital revolution of science is the frontier of the development which any subjects must face today.

computer science， computational science， industrial internet， digitization of subjects， computer-aided scientific research

10.16418/j.issn.1000-3045.2016.06.001

*修改稿收到日期：2016 年 3月5日