如何定義 未來計算

李佳師

當馮·諾依曼和阿蘭·圖靈發明計算機的時候，一定沒有想到計算機會在后來演變得如此絢爛繽紛，成為人腦的無限延伸，如此深刻地改變人們的生產和生活。然而，計算機產業現在又來到一個十字路口。一方面傳統計算機正在不斷逼近天花板，另一方面類腦計算、量子計算正不斷向我們走來。在這樣一個背景下，我們如何來看清未來、選擇未來、創造未來？

近日，由工業和信息化部、湖南省人民政府主辦，中國電子信息產業發展研究院、湖南省工業和信息化廳、長沙市人民政府承辦的2019世界計算機大會在長沙舉辦，來自全球計算機界的數千位科學家和企業家在會上碰撞觀點，透露出計算機產業的前沿趨勢。

每一個產業的發展都有自己的規律，未來的計算機世界將遵循什么定律？在計算機產業發展的幾十年間，摩爾定律一直暢行無阻，現在有觀點認為摩爾定律逼近了極限。中國工程院院士、中國電子科技集團有限公司總經理吳曼青在演講中談到了計算機產業的兩個定律，其一是摩爾定律。他認為新的摩爾定律超越舊摩爾定律的時代已經來臨，過去的摩爾定律是要讓一個芯片上擠滿了電路，而在未來是要讓芯片上擠滿功能。他談及的另一個定律是梅特卡夫定律，即網絡的價值與節點數的平方成正比，基于這個定律人們會追求越來越多的連接數。這兩個定律其實在主導兩個世界：一個是微觀世界，另一個是宏觀世界。微觀世界會變得越來越小，從7個納米到5個納米再到3個納米的世界。而宏觀的世界會越來越大，不僅僅萬物會互聯，人被包含在其中，與此同時虛擬和現實也在融合，機器和機器、機器和人、人和人之間都將實現協同共享，而這樣的世界演變，時間和空間都將被壓縮。

對關于未來的定律，北京大學教授、工業和信息化部原副部長楊學山表達了不一樣的觀點，他認為梅特卡夫定律在感知物聯系統中并不適用。“因為梅特卡夫定律是網絡的效應，是節點的平方，可是在感知和物流的過程中，網絡的效應是給定的，不是增加了節點就能增加效應。增加節點如果邏輯過程模型沒有處理好，它就是噪音，不僅不增加價值，反而是增加了噪音，還要通過力波來解決。”楊學山表示，所以在物聯網時代還將有新的定律出現，需要在更大、更多的維度進行更深層次的思考。

除了影響計算機世界和未來世界的“定律”，科學家們談到的另一個熱門話題是“腦”。互聯網時代的“腦”是Windows+Intel，移動互聯時代的“腦”是Android+ARM，那么機器人時代的“腦”應該是什么樣子的呢？新操作系統和新微處理器應該是什么樣的呢？從操作系統來看，今天的軟件應該無法適應，因為今天的軟件管理的是單個機器人，而未來我們所面臨的是群體機器人，面對未來的計算，我們要計算萬物，必須要有全新的突破性思維。

當我們希望在計算機領域獲得更大的突破，推動更大的變革，需要在數學上下更大的功夫，需要更多人來關注和重視數學。中國科學院院士、中國工業與應用數學學會理事長張平文認為，數學與計算機相比不一樣的地方在于，數學是基礎、是原創性，需要天賦;而計算機是工具，它注重的是實用，屬于工程類。“而新一代信息技術的原創性它高度依賴于數學。”為此，張平文談及了華為和任正非，任正非在一次采訪中27次提及了數學，而任正非之所以重視數學是因為在華為的發展過程中，幾次突破都與數學有密切關系。比如華為從2G到4G的融合算法是俄羅斯數學家解決的，華為的5G根基來源于土耳其數學家Arikan的數學研究，華為在他的基礎上將其發展成為現在5G，所以華為非常重視數學。

不僅僅是華為與任正非重視數學，阿里云的創始人、阿里巴巴集團技術委員會主席王堅也在多個場合表達過數學對發展新一代信息技術的具有極其重要意義的觀點。2018年阿里達摩院曾發起了一場全球性數學競賽，而那次數學比賽的顧問之一著名華人數學家張益唐曾表示，“數學是一門最有可能和外星人對話的語言。”要喚醒社會對數學的重視，并建議將微積分、線性空間基本的概念和意識下到中學，讓“吃不飽”的同學能早些接觸高等數學的魅力。

“計算機深刻地改變了世界，計算機也使得數學與實際需求的距離更近，計算機在運行的過程中間，它要使用模型、算法、數據、結構等等，這些都要數學的深度介入。” 張平文表示，人工智能之所以如此火熱就是因為深度學習所帶來的，而深度學習既是一個模型，也是一個算法，深度學習為什么算得好、算得對，需要數學家的工作。同樣現在熱門區塊鏈本質和基礎數學的代數幾何有密切聯系，它實際上是一個信息安全的算法。新時期、新一代的信息技術實際需要更多原創性研究，它使得數學的作用進一步凸顯。

張平文同時透露，中國工業與應用數學學會總部辦公基地今年5月在長沙經濟技術開發區開區揭牌，中國工業與應用數學學會的目標就要是建立數學界和工業企業界之間的聯系，解決經濟發展與技術進步面臨的各種數學問題。

需定義邊界和保護規則

當我們積極推動計算機產業發展、推動數字化革命，推動未來技術變革，我們同樣需要定義邊界，目前人工智能正以前所未有的速度發展，而推動AI什么可為，什么不可為？

英國人工智能研究院董事 Emma Wright在2019世界計算機大會的分論壇上表示，19世紀、20世紀的工業革命讓世界進行了重組，改變我們的生活方式，促進了創新，有了鐵路和超音速的飛機。而今天的AI與新的交通工具的發展，提升了我們的能力，提升了我們的速度，技術發展的速度之快，我們不僅僅需要思考技術變革帶來的種種益處，同樣需要思考技術帶來的其他影響、確立技術的價值觀。

“英國之所以建立了人工智能設計院，就是希望企業界、社會、學術界一起合作協作，與立法人員的思想結合，帶來正面積極的影響，現在是技術推動社會快速轉型的時代，我們需要正確的技術價值觀。” Emma Wright透露，今年早些時候40多個國家簽署了OECD的AI原則，在接下來的G20的會議上還將會有進一步AI相關條約簽署。

我們正在進入萬物互聯的數據時代，當一切都變得數據化，當數據成為我們這個時代發展的重要能源，我們應該如何來維護數據的安全？這看起來是老生常談的話題，但關乎整個世界的安全，關乎每一個人的安全，我們有沒有更好的技術與方式來利用數據？

加拿大信息理論與應用研究主席、加拿大皇家科學院院士、加拿大工程院院士楊恩輝認為“數據自保”將是數據利用與數據保護的一個很好方式。“我們希望網絡空間100%干凈，但這是不可能的事情，現有的方案最好只能做到事后諸葛亮，亡羊補牢，這怎么辦？我們用反向思維，不處理未知，而是處理已知，這叫數據自保。” 楊恩輝說，現在是網絡系統已經不可能永遠安全，那么數據安全才是所有網絡安全中的重中之重，只要數據在，它的價值就會存在。讓數據具有自身保護自己的能力，如何實現？楊恩輝以手機為例，表示就是將密碼學運用到各個環節，建立一個安全的閉環鏈，鏈的兩端可以信任的是兩個主體，一是用戶本身，一個是可執行環境，在操作系統中加入一個安全模塊，數據自保一旦啟動以后，每一次照的照片自動加密，一個照片一個密鑰， 進行強網絡控制，這樣一來，任何對操作系統攻擊、任何地方的攻擊，任何更改都能被檢測出來，阻擋了外界不可靠近數據。而合法安全的使用，又會智能的讓它進來，加解密，全部透明，所以合法的個人用戶習慣并沒有一點影響。

面對安全，當我們“頭疼醫頭、腳疼醫腳”總是很難醫好的時候，而楊恩輝提出了反向思維。在這個技術大變局時代，我們不僅僅是在思考安全的時候需要“反向思維”，面對很多技術難題，我們也需要思維的“變局”。而在這個技術大變局時代，我們不僅僅需要推動往前發展的“變革思維”，同樣也需要“底線思維”和“安全思維”，希望未來的計算機發展能夠更好地造福于人類。