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李国杰院士:一场压抑已久的信息科学革命即将到来

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-01-23 编辑:人物

作者:朱薇薇资料来源:科学时报出版时间:2008年

李国杰院士:一场长期被压抑的信息科学革命即将到来“”,信息技术正进入普及阶段,信息技术对公众的益处将成为未来几十年的主题;21世纪上半叶,信息科学将会有一场新的革命,这可能会导致21世纪下半叶的一场新技术革命。 “11月13日,在2008年诺贝尔奖获得者北京论坛举办的中国科学院信息与创新战略研讨会上,中国科学院计算研究所所长李国杰院士在对21世纪上半叶信息科学技术的发展趋势作出总体判断时表示

信息科学仍处于伽利略时代。

在过去的20年里,集成电路和网络技术的快速发展给信息科学提出了几个具有挑战性的理论问题:如何应对信息系统的巨大复杂性?如何保证信息系统的可靠性?如何将信息系统的功耗降低几个数量级?

20世纪下半叶的特点是技术发明和创新。然而,信息科学仍然是一门年轻的科学,信息技术已经领先信息科学近40年。

李国杰说:“当前的信息科学只相当于1905年以前的理论物理研究。情报学仍处于伽利略时代。” 信息技术在20世纪下半叶发展迅速,但信息技术的大多数基础理论都是在20世纪60年代之前完成的,在过去的40年里,信息科学没有取得重大突破。 "

互联网已经成为信息技术的主体。互联网可能是人类历史上最大的项目,但是到目前为止还没有理论来解释为什么随机操作的互联网可以达到如此大的规模而不崩溃,就像中国在2000多年前没有建筑理论就建造了长城一样。 关于网络,我们有许多问题要回答。例如,如果整个互联网网络是一台巨大的计算机,那么这台网格计算机的通用代码是什么?它的架构是什么?它的地址是空?它的处理器和指令系统是什么?它的编程语言是什么?如何设计和分析它的算法?网络世界的基本规律是什么?它的守恒量是多少?有没有类似于物质不朽定律、能量守恒定律和惯性定律的定律?

李国杰说:“网络的健康发展必须以坚实的科学理论为基础。未来几十年网络科学的发展是信息领域最基础的科学研究工作之一。 “他认为,在信息科学的指导下,21世纪的信息技术也将呈现出新的特点。他将更加注重信息科学的研究和探索,特别是与纳米技术、生命、认知等科学的交叉研究,同时更加注重技术作为生产力的决定性因素。更加重视与人类健康相关的医学和信息科学技术;要更加重视生态环境影响,探索有限自然资源和无限知识资源的共享、共享和可持续利用,重视信息技术与人文艺术的结合,研究信息技术的伦理道德和信息技术的社会作用的法律管理和监督。 其中最重要的一点是“在继续发展工程技术规模效益的同时,应更加重视信息技术的多样性、开放性和个性化,并更加重视信息技术对公众的效益”

Computing+Traditional Science=New Science

13世纪,十进制计算通过阿拉伯世界从印度传入欧洲,代数计算同时被发明,开启了计算与科学并行交织发展的历史。 17世纪,牛顿和莱布尼茨同时发明了微积分。新的计算模型能够描述变化的速度,使人类能够发现自然规律,发展力学、热学、声学、光学、电磁学和其他学科。 数学植根于人类的日常生活。

李国杰说,同样,大量编写计算机程序的日常工作可能会带来新的数学。 正如望远镜促进天文学和显微镜促进医学发展一样,数字计算机的发明,特别是过去20年来微处理器和网络技术的快速进步,使得大规模并行计算和网格计算成为可能,这将导致21世纪的科学革命和基于并行计算的新科学。

”21世纪的发展趋势是从计算机支持科学家进行传统科学研究到计算机嵌入到科学研究的全过程,形成新的科学研究形式。 计算机科学对生物学和数学对物理学一样重要。 计算机科学的思维方式将渗透到分子生物学的整个过程中。 计算生物学将成为生物学的主流 ”李国杰强调道

美国未来学家雷蒙德库兹韦尔(Raymond Kurzweil)在其2005年的着作《《接近奇异点》》(奇点临近)中说,技术的指数发展将不可避免地导致超人智能的出现。他预测这次将是2029年。

但是李国杰说人脑是数十亿年生物进化的结晶。计算速度的提高不能描述人脑的所有功能。目前,要解决大脑智慧的难题仍有很长的路要走,而且在数百年内不可能做到这一点。 人与机的和谐共存是信息技术发展的基本追求。信息技术的发展不能把人变成机器,但是人可以给机器带来启示。

人类大脑经过数十亿年的生物进化,通过大量神经元的平行分布获得智慧。它不依赖于单个神经元的高速信息处理,神经信号的传输速度约为毫秒级。 大脑中有大约1000亿个神经元,每个神经元有数千个神经连接,每个神经连接有大约1000个神经通道。

李国杰指出,信息科学必须从生物学和人脑等自然系统中汲取灵感,特别是如何找到一种机制来实现大规模并行分布式处理、动态连接、自适应性、容错和自修复的功能,从而使信息系统走出20世纪的障碍

信息技术发展的主流是造福大众。

自1946年电子计算机诞生以来已经过去了60年,自20世纪80年代个人电脑诞生以来已经过去了20多年。 大多数信息技术和工业的人认为信息技术已经进入了广泛普及的阶段。

李国杰说,未来信息领域将继续出现新技术。从某种角度来看,有些人甚至拥有颠覆性的新技术。 然而,总的来说,以信息技术为特征的经济发展长波(每个长波平均50-60年)已经开始进入后半期。 因此,未来30年信息技术发展的主流是普及和应用,让信息技术造福大众。

李国杰说,普及信息技术可能比普及电力技术更困难,而且需要更长时间。 所谓的技术普及,就是说,就像电力系统一样,用户只需要知道电源插座在哪里,而不用担心其他任何事情。 信息技术离普及还有很长的路要走。

李国杰在报告中还建议成立一个跨科学的研究所或实验室(纳米信息学、生物信息学、认知科学等)。)与高性能计算模拟相联系,并提出国家支持到2020年发展生命模拟器研究,开发每秒100亿次(1018)计算速度的网络计算系统,快速准确地模拟蛋白质、细胞、人体和人群四个层次的重要生命现象,可应用于生物检测、良种繁育、新药发现、疾病防控等领域。提高全体人口的健康水平

《科学时报》 (2008-11-17 A1亮点)

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