2009年05月25日 來源: 《中國計算機學(xué)會通訊》2009年 第9期 瀏覽次數(shù): 0
《中國計算機學(xué)會通訊》2009年第8期 發(fā)表了姚期智教授的題為《志在中國計算機科學(xué)2020計劃》的文章。這篇充滿激情而又發(fā)人深省的文章提出了一個重要判斷：“中國要想在計算機科學(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，中國需要在2020~2025年以前實現(xiàn)跨越發(fā)展，才能躋身世界一流計算機科學(xué)研究行列。
這篇《志在中國計算機科學(xué)2020計劃》的文章并不是姚教授第一次表達他的危機感。2008年11月“諾貝爾獎獲得者北京論壇”期間在訪問中國科學(xué)院的時候，他就表達了同樣的擔(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)上又極其認真的學(xué)者的觀點，值得同行深思。
自2007年以來，中國科學(xué)院組織了信息科技發(fā)展的長期路線圖研究，其研究報告在2009年8月已交付出版社。我們得到的一個主要結(jié)論與姚教授的判斷很相似，即信息技術(shù)在2020年前后會碰到似乎難以逾越的延續(xù)性發(fā)展屏障，這個強大需求壓力會推動信息科學(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遇期只有10~15年呢？主要有四個原因。
“2020現(xiàn)象”
在過去30年時間里，盡管計算機界出現(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（萬維網(wǎng)是一個例外）。今天計算機市場上的主要技術(shù)絕大部分都是30年以前發(fā)明的。
但是，當我們展望IT未來發(fā)展，會發(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，還是客戶端計算機系統(tǒng)、高性能計算機、軟件、網(wǎng)絡(luò)、存儲這些子領(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“路線圖”，目標是在2022年使用4納米的工藝。但只有在2012年達到22納米的目標是比較可行的。2012年以后的目標還只是有待技術(shù)突破的預(yù)期。在高性能計算機領(lǐng)域，如果不計成本和效能的話，延續(xù)增量發(fā)展有可能在2020年前研制成功艾級（Exaflops，即每秒1018次運算）超級計算機，但其可靠性、并行編程、功耗等難題并未解決，反而會變得更加突出。
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IT市場可能在10~15年之內(nèi)出現(xiàn)變革
自改革開放以來，中國IT市場規(guī)模（以銷售額計）經(jīng)歷了30余年的持續(xù)高速發(fā)展，復(fù)合年平均增長率達30%。但是，中國IT市場仍然存在4個突出問題：（1）IT普及率只有20%，遠沒有惠及全民。（2）中國IT市場規(guī)模仍然很小。在2008年，雖然以IT用戶數(shù)計，中國已名列世界前茅，但IT市場只有1100億美元，僅占世界IT市場的7.2%，與我國GDP占世界總GDP的比例相當。而且，近年來中國IT市場增長幅度開始放緩，2008年增長率僅為12.7%。（3）中國IT市場結(jié)構(gòu)不合理。IT市場規(guī)模仍然很小的一個主要原因是我國人均IT消費遠低于發(fā)達國家。2008年，我國的人口人均IT年消費大約為83美元，是發(fā)達國家的十幾分之一。我國的IT消費成份中，硬件比例仍然很大，軟件和服務(wù)比例太小。（4）中國IT市場仍然是跨國公司主導(dǎo)，壟斷成份很重，針對中國用戶需求的個性化程度很低。
我國人均GDP已經(jīng)超過3000美元，經(jīng)濟社會發(fā)展開始進入了一個新階段。隨著“改革開放成果惠及全國人民”、“自主創(chuàng)新”、“促進消費”等宏觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化舉措的深入，中國IT市場很可能在今后10~15年出現(xiàn)大的變革。如果上述4個問題得到初步解決，中國IT市場規(guī)模很可能在今后10~15年再翻兩番。
這個巨大的市場需求變革呼喚著中國計算機科學(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，跨國公司主導(dǎo)和壟斷的局面就不會改變。我們應(yīng)該能夠理解姚教授的觀點：“中國的信息產(chǎn)業(yè)市場在將來有一天會變得非常大。如果說中國的研究環(huán)境和創(chuàng)新能力在那個時候完全不能夠與別的國家和地區(qū)相競爭，中國的IT產(chǎn)業(yè)將無法分到市場的份額?！?
計算機科學(xué)技術(shù)可能在10~15年之內(nèi)
出現(xiàn)變革 由于市場需求和“2020現(xiàn)象”的推動，計算機領(lǐng)域開始關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、以及學(xué)科層面的變革。國際計算機界已經(jīng)開始高度重視這些變革，并已經(jīng)部署實施一些創(chuàng)新研究計劃和學(xué)科建設(shè)工作?！吨袊嬎銠C學(xué)會通訊》2009年第2期發(fā)表了“計算機科學(xué)的變革”專輯，介紹了美國同行的一些情況。我國的工業(yè)與信息化部、科學(xué)技術(shù)部、國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院等部門也在組織同行進行信息科技變革的戰(zhàn)略研究。
根據(jù)計算機科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史經(jīng)驗，這類瞄準基本原理、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“計算社會科學(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《計算社會科學(xué)》，Lazer et al, “Computational SocialScience”, Science, Feb. 2, 2009）。
這個變革才剛剛開始，中國還有機會。如果我國計算機學(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。
中國的“前沿距離”在縮短
客觀地說，過去30年中國的計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展模仿跟蹤的成份很大。這種現(xiàn)象有我國發(fā)展階段的客觀基礎(chǔ)原因。一些西方經(jīng)濟學(xué)家研究了發(fā)展中國家經(jīng)濟增長過程中作為模仿者或創(chuàng)新者發(fā)展路線。他們的一個重要結(jié)論是，何種路線最優(yōu)取決于一個度量，即前沿距離（Distance to Frontier）。一個國家距離世界科技前沿的差距如果很大的話，模仿者路線是國民經(jīng)濟增長的最佳選擇。但是，當一個國家經(jīng)過發(fā)展，距離世界科技前沿的差距已經(jīng)不大時，創(chuàng)新者路線才是國民經(jīng)濟增長的最佳選擇。
改革開放之初，我國選擇模仿者路線可能是一個實事求是的選擇。經(jīng)過30年的改革開放，我國的前沿距離大幅度縮短。面向自主創(chuàng)新、提升經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和質(zhì)量、建立和諧社會的更高需求，我國的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。他對中國構(gòu)建國際水平的計算機科學(xué)研究中心充滿信心：“如果我們做得好的話，在中國建立世界一流研究型大學(xué)的進程，會比任何人想象的都要快?！比绻覀冏龅煤玫脑?，經(jīng)過10~15年的努力，中國IT學(xué)術(shù)界能夠加入國際創(chuàng)新者的行列。
（作者 徐志偉）
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