數字改變世界

文｜李建成

（作者為武漢大學副校長、中國工程院院士）

數字與數字化簡史

大數字革命從1942年第一臺計算機為標志至今已經有77年的歷史。第一次數字革命是以機械代替人類的體力；第二次數字革命是電能的使用；第三次數字革命是信息化應用；第四次數字革命是智能化發展。

智能化的基礎是在數字的基礎上。計算機的實現就是通過計算，而計算是通過數字來體現。

數字到了計算機就是0和1。當信息變成數字化，在傳媒界把文字信息、語言信息、圖文信息變成數字就可以獲取。過去通過無線電傳遞我們認為不是數字，當今世界通過計算機處理信息、獲取信息，是直接信息。計算機發展70多年的歷史中每一步都發生著變化，主要是算力，第一臺計算機只有5000次的計算，到今天的計算機已經上億次的計算。當今世界是多核多CPU處理，達到了5億億次。計算力反應一個國家的綜合實力，為此，美國去年做出了一套計算機采用了2萬8千塊英偉達計算卡，達到20億一次。

計算機發展從80年代到2000年，摩爾定律速度提升50%，價格降低50%。人工智能時代主要體現計算機的計算能力。今年6月份到8月份又出了一個重大信息-量子計算。

IBM在2000年以后悄然搞量子計算。一次IEEE大會上，IBM推出50比特的量子計算，一次達到千萬億次。我們現在用像素工廠最快的計算機，人類計算上萬年它只需要200秒，這是一種顛覆。

量子計算機之所以速度快，是因為它改變了傳統計算的構架。現在第三代計算機沒有能量消耗，計算機算力提升重新開啟了1956年提出的人工智能。人工智能就是從三盤棋開始的，1997年和俄羅斯象棋手的比賽、與李世石和柯杰的圍棋比賽。量子計算代表人類將來發展趨勢。區塊鏈提出了新技術，量子計算機的出現可以分秒解掉密碼，因為區塊鏈主要是通過計算機的密鑰，它出現以后比特幣爆跌。

數字化革命

電商和數字結合以后產生新的支付。比如微信支付、余額寶、支付寶都產生了新的支付鏈條，新的支付生態直接挑戰傳統銀行業，這就是數字的顛覆。

在數字醫療方面，德國有一篇文章指出，數字醫療將產生未來人類的一次革命。將數字技術融入醫療，各種診斷都是通過最新的技術體現。

還有電商和智慧城市，智慧城市是建立在數字城市基礎上，只有把各行各業數字化以后才能實現智能化。

媒體方面經過了幾次變革，從模擬信號到數字信號經歷了很大的變化。進入互聯網時代，我們不僅有數字、有信息、有處理信息的能力，更重要的是有傳播信息的能力。互聯網的誕生已經有50多年的歷史，50多年的歷史成就諸多行業甚至挑戰實體經濟。

音樂和音頻，最早是1938年脈沖編碼調制到1969年日本廣播協會發展到了立體聲，非完全數字化，到1978年成為數字，2001年蘋果首次推出iPod，數字音樂到了用戶終端，產生了音樂的顛覆。這個過程，我們從最早的唱片到磁帶到光介質，最后到數字，顛覆了整個音樂制作傳媒。

1995年最重要的一個變化就是影片的制作，擺脫了傳統制作方式，通過蘋果電腦合成動物總動員，解決了過去傳統電影制作的一些瓶頸。放映僅僅是20世紀發展的新生事物，到本世紀已經出現3D、4D、5D多維立體電影。

還有立體化設計，制造和設計相結合產生制造業的顛覆。還有BIM建筑不僅和工業結合，而且和計算機結合，使建筑設計理念發生深刻變化。

從過去時間和空間來看，通過時間來換空間，現在通過電子數字的方式打破了時間和空間的界限，大大減少時間，時間和空間幾乎同步完成。比如數字農業、數字育種、數字醫療、人工智能與生物學、基因計算等。

數字化與測繪科學

在過去，測繪行業發生了深刻的變化，因為計算的發展測繪表達方式也在發生變化。例如電子地圖，進入大眾生活，已經發生了社會形態的變化，我們出行利用導航電子地圖和GIS。

90年代GIS興起的時候，測繪做出了把過去的圖紙數字化。過去測試地圖首先放在圖上，沒有變成數字化，現在我們把圖上的東西變成數字。

從光學、基建到衛星似乎直接轉化成電子，轉換成數字，而這種數字已經引起測繪翻天覆地的變化。GPS目前高精度定位還沒有變成數字，我們經過處理變成數字，為了解決這個問題，在地面增加了很多基站。再一個就是汽車，將來的無人駕駛、自動導航，就是采用GPS，直接數字化，此外還有三維地圖和坐標系。

數字化與測繪未來

數字城市安全系統、無人機救援、5G遠程駕駛、4K高清同步課堂、遠程醫療等，2019年，以5G技術為支撐的一系列全新應用令人目不暇接。

作為在全球范圍內正加快研發應用的新一代移動通信技術，5G的全時空、全現實、全連接技術將深刻改變人類的生產生活，驅動人類社會進入萬物互聯的時代。

5G出現將會給人類帶來最快的速度，帶寬提高30倍，沒有延時。

未來五大場景，無人機、云計算、無人駕駛、人工智能、5G等方面，社會地理信息會有很大的發展前景。