听这位给政治局讲过课的院士讲解软件如何定义未来

同学们好,欢迎来到《大学》。大家知道现代信息技术两个最重要的核心,一个是芯片,在芯片之上让芯片运行起来的就是软件。今天我就想和大家聊一聊我自己的专业——软件。

软件一定是未来世界非常重要的一个元素。我想从大数据开启了信息化新阶段、无处不在的软件、软件定义的未来世界三个方面来讲。

去年12月8日,十九届中共中央政治局举行第二次集体学习,习近平总书记在学习会上发表重要讲话,一项重要内容就是谈到大数据是信息化发展的新阶段。

中共中央总书记习近平在主持学习时强调,大数据发展日新月异,我们应该审时度势、精心谋划、超前布局、力争主动,推动实施国家大数据战略。北京理工大学副校长、中国科学院院士梅宏就这个问题作了讲解,并谈了意见和建议。

梅 宏:怎么来理解这一句话?为什么说大数据是信息化发展的新阶段?如果我们回顾整个信息化的发展历程,大体上过去已经经历了两个阶段,或者说已经有了两波高潮。第一波信息化高潮诞生在上世纪70年代末80年代初,随着个人计算机的广泛应用,开始了一个全球化的信息化浪潮。那个时候的信息化如果把它描述出来,就是以PC机应用为主要特征的数字化阶段。

随着上世纪90年代中期美国开启信息高速公路计划,互联网开始了大规模的商用进程。大家知道互联网的发明是60年代末的事情,它在90年代中期才完成了一次大规模商业化,随着这个进程延续了20多年,信息化进入第二波浪潮,第二个阶段是什么?以互联网应用为主要特征的网络化阶段。

随着20多年互联网的快速发展以及快速应用,到我们现在开始进入了新阶段,在这个阶段我们有大量的数据资源的积累和无处不在的信息技术应用,我们进入一个新的阶段,叫作以数据的深度挖掘和融合应用为主要特征的智能化阶段。

数字化、网络化、智能化,怎么理解这三个化?数字化奠定基础,解决我们数据资源的问题。网络化提供平台,让我们的数据资源能够在网上进行汇聚、流通和交换。而智能化是展现能力,是把信息技术的应用通过我们人能感受到的类人的方式展现给大家,这三件事情在整个历史上是并行不悖的。

如果我们回过来再看这三个阶段,数字化走过来是一条线,网络化是一条线,只是开启的时间不一样,现在我们正在开启一个新的智能化的线。数字化本身也经历了相应的几个阶段,每个阶段数字化有它不同的特征。第一个阶段的数字化实际上解决的是办公数字化的问题,第二阶段数字化的重点是社会数字化,我们现在开启的数字化是万物的数字化。网络化从过去20年互联网、移动互联网,现在正在走向连接万物的物联网时代。智能化当然我们谈到了正在开启。

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学生1:梅院士您好,刚刚您提到人工智能,未来人工智能的发展对我们软件学科和整个行业有怎么样的影响?

柯 洁:对我而言这就是围棋的上帝,AlphaGo出现之后,真的,我对人生有了一个巨大的改变和看法。

梅 宏:我理解到现在为止目前我们体现的智能还是数据驱动的智能,那么数据驱动的智能现在主要靠的是什么?它和我们人的智能目前还不是一个概念,所以从我个人来讲,我更希望将这种东西称之为“类人智能”,它做起来好像跟我们差不多,解决我们过去认为智能能够解决的一些问题。计算机出现以后,很多计算的事情我们人也不做了,基本上都交给计算机去做了。所以同样现在智能这种信息处理的事,计算机处理起来比我们要有力得多。

所以我想人工智能会让一些低端的工作岗位被机器或者计算机所取代,但是它一定和传统的技术一样,创造出一些新的、适合于人去做的岗位,毕竟人才是这个世界的万物之灵。

到底什么是大数据?我这里有两个定义,一个是从能力的视角说,大数据是什么?就是现有的信息处理能力或者现有的计算能力所没有办法去处理和存储的数据,这是一个相对与时俱进的定义。另外一个就是我们经常讲的大数据的内涵,是什么呢?第一具有海量,量要大;第二高速,产生的速度快;第三多样性;第四可变性。大数据是这几个特征所汇成的一个多维的数据集。毫无疑问,这样多维的数据集需要我们在技术上有新的一套体系完成这样的数据处理。

看一些具体的例子,比如数据到底有多大?IDC有一个统计,2003年全球产生的数据量大概就500万个TB。2009年的时候全球的数据是0.8个ZB。我最新看到IDC2017年出的估算,到了2020年我们数据会到44个ZB。

一个ZB到底有多大?如果说我们把三分钟的歌曲制成MP3格式,用最高质量的MP3格式来录,如果把这些歌曲存到一个ZB的空间里面能存多少?140万亿首,我们每个人想把140万亿首听一遍,差不多要8亿年。这是非常庞大的数字。

前几年有一个美国防务承包商,它的一个雇员斯诺登就出来揭秘,披露了美国当时正在做的“棱镜”计划。

斯诺登:在美国有一个世界性的设施。基本上说人类社会的绝大部分通信,也包括机器之间的通信,可以被不经指向地自动获取,这能让操纵者搜索你的通讯信息。

梅 宏:“棱镜”计划当时对全世界影响很大,因为美国透过“棱镜”计划在收集他的公民、他的对手还有世界各国的各种信息来进行综合处理,它事实上是危害到了别的国家的安全、侵害到了别国的利益。所以在这种意义之下,我们国家怎么能够保护自己国家的安全?

一个国家的国土安全,陆、海、空、天都是主权空间,现在在信息时代,我们又有一个新的空间是什么?网络空间,Cyberspace。网络空间里面如果没有自主可控的、足够高水平的能力去维护这个空间,就保障不了国家安全。

大数据给我们带来什么?它的价值和意义是什么?它是人类认识复杂系统的新思维和新手段,是提升国家综合能力、保障国家安全的新利器,是提升政府治理能力的新途径,也是促进我们经济转型的新引擎。

刚才我谈到对经济增长的作用,国际多个权威机构也都提到,大数据对GDP整体拉动的作用大概是2%到4%。我记得我刚到北京不久,当时我在北大工作,我的老师杨芙清经常讲的一句话就是信息技术不仅是一个独立存在的行业,还广泛地渗透到别的行业和领域,成为别的行业或者领域的催化剂或者倍增器。而现在到了一个什么时代?你不拥抱信息技术、不完成数字化转型,就会被颠覆掉。信息技术会成为很多传统行业的颠覆者,它也会成为新经济形态的一个引领者和驱动力。

这就是现在国家在大力倡导的数字经济,数字经济是以新一代信息技术和产业为依托,在农业经济、工业经济之后的一种主要经济形态。所以说什么是数字经济?数字经济,数据是关键的生产要素,网络是平台和重要的载体,而信息技术的应用就是重要的推动力。也就是说数字化、网络化、智能化这三件事情是数字经济的主线和主轴。

再回过来看我们软件的发展,早期从第一台计算机诞生一直到上世纪70年代中期,我们把那个阶段称之为软硬一体化阶段,软件并没有自己完全独立的位置,以硬件附属品的方式存在。但是软件学科的存在是什么时候呢?上世纪50年代末60年代初开始出现“软件”这个词,那时候人们开始认识到软件相对硬件有很大的一个重要性。

第二阶段是从1975年前后,以当时两个有名的软件公司,一个是Microsoft,还有一个就是Oracle的诞生为标志,软件开始成为独立的产品,开始独立地销售了,从此就诞生了一个非常重要的产业叫作“软件产业”。

同样也是在上世纪90年代中期开始软件进入一个新的阶段,叫作网络化和服务化的阶段,从软硬一体化阶段到产品化、产业化阶段,到了后面的网络化、在线讲课软件服务化阶段。

第三个阶段是网络化、服务化阶段。随着互联网开始进入我们的生活和工作,软件从单机环境向网络环境开始延伸,这个时候软件的形态就从单机时候的拷贝方式开始变成服务化的方式。这种服务化是什么?你把需求告诉它,它把处理的结果返回给你,这就是在服务器端,不管服务器在哪里,你通过这种方式来获取软件提供你的能力,这就是一种软件服务化。

第二种方式就是所谓的APP。APP我们现在每个人都在用,移动互联网起来以后,它产生了一种新的应用模式。APP介于原有的安装拷贝式和完全服务化的方式之间,与通过浏览器使用的方式不太相同。我们要装一个小的APP在终端上,同时它和云端、和服务器紧密结合来完成任务。所以现在用的APP是两大阵营,一个是苹果阵营,一个是谷歌、安卓阵营。苹果的App Store和谷歌的Google play基本上都有几百万个APP在上面,累计下载量已经是千亿次、万亿次的这么一个量级。

梅 宏:我也是一个普通的软件使用者,每天起床的第一件事,就是打开新闻;上班第一件事打开邮件,看看有没有邮件到来;公文的批转是通过办公系统。我没有去仔细地算,每个人每天得用多少不同的软件。所以我说未来的人类是运行在软件基础之上的。

软件开始出现以后,软件产业始终保持一个高速增长的态势。如果说软件行业在上世纪七、八十年代还是起步阶段,那么2017年全球软件产业的收入已经是4500亿美元,这是一个很大的量。

比尔·盖茨从他创立公司开始,二十几年间,在1999年他的财富是多少?540亿美元。微软公司的产值超过了美国三大汽车公司产值的总和。这里我用了一张图片,能看到里面有我吗?那还是我年轻的时候,比尔·盖茨第一次来中国。青鸟Ⅱ型系统,这是杨芙清院士领导的国家科技攻关项目,我在负责青鸟Ⅱ型系统最后的集成。正好他来的时候赶上我们系统差不多结束,那次他到我们实验室来参观,是第一次到中国,选了一个软件实验室来参观。所以当时有幸留下这么一张照片。

当时美国经济增长的主要来源是什么?5000家软件公司,硅谷市值已经到4500亿美元。但是美国是汽车最发达的地方,在上世纪末本世纪初的时候,以底特律为中心的美国三大汽车公司的市值总值大概也就1130亿美元。大家知道到现在底特律基本是一个破产的城市,美国在新的西部、硅谷产生了一片新的产业天地。

那我们再看现在的数据。2018年雅虎财经公布了数据,全球市值排在前五位的公司:苹果排第一,8790亿美元;谷歌7015亿美元;微软6947亿美元;亚马逊6802亿美元;还有腾讯4928亿美元。这些公司很多都是以软件为核心业务的公司,特别是微软。那么亚马逊的创始人贝佐斯是全球首富,比尔·盖茨维持了很长时间的全球首富,他个人拥有1050亿美元。乔布斯曾经说过一句话,他把苹果定义为一家软件公司。

梅 宏:从当前来讲软件产业仍然是规模最为庞大的产业,也是很有朝气、很有蓬勃生长力的产业。首先,我们从全球规模来看,全球有19个国家软件支出占国内生产总值GDP的比重超过了0.5%,其中美国软件支出占GDP的比重超过了1%。第二,从从业人数来讲,2014年的数据,全球信息技术产业从业人员2900万人,其中专业开发人员大概是1100万人,而同样我国的软件从业人员也在不断地增长,我们是576万人,这两个都是官方的数字。

学生2:梅院士您好,您幻灯片里有一张照片,是您在向比尔·盖茨演示我们自己的软件系统。这么多年过去了,您怎么看待当今中国的软件产业和软件技术?它有哪些发展进步?在哪些方面还需要更加努力甚至需要一些转变?

梅 宏:这是一个很好的问题,也是我们这一代人特别想回答好的一个问题。我从读书开始就是在学计算机,一直在这个领域,我基本上就是做软件。我到北大之后,当时是青鸟系统,青鸟系统目标叫作计算机辅助软件工程,就是要让计算机来帮助我们的程序员去编一些软件,解决这么一个问题,这个是上世纪80年代国际上比较热的一个东西。

应该说我经历了青鸟系统的几个阶段。早期就是学习,把国际上的结构化的编程东西拿过来,支持结构化方法的软件开发环境;后来当我们做面向对象的时候基本上比国际上晚一点点,到后来构建化平台基本和国际上平行在走。2000年以后我们开始围绕互联网在做自己的新东西,在国际学术界开始有了一些声音。现在实际上就软件而言,中国软件界在国际学术界表现还是不错的。但是转过来在操作系统这个层面我们一直就没有解决,我们曾经做中间件还不错,也能够替代国外的产品,但是总体要形成竞争的态势、竞争的能力还是不行。因为软件它相对而言又带来另外一个问题,向上受制于应用,向下受制于芯片,所以它独立发展的难度还是比较大。如果说我们不能够自主掌握这些技术,形成自己可控的这一套系统的话,我们的竞争能力和国家安全都是没法保障的。

全国网络安全和信息化工作会议20日至21日在北京召开。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央网络安全和信息化委员会主任习近平出席会议并发表重要讲话。他强调,信息化为中华民族带来了千载难逢的机遇。我们必须敏锐抓住信息化发展的历史机遇,加强网上正面宣传,维护网络安全,推动信息领域核心技术突破,发挥信息化对经济社会发展的引领作用。

梅 宏:这几年的进步应该看得很清楚,不管是学术上的进步、技术上的进步,我们只要保持这个态势下去,我相信有一天可能在在座的年轻人身上,大体上能够看到这种状况,我也希望有这么一天。

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