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在墨子沙龙和SELF讲坛联合举办的2016年创新大会上,现中国工程院院士、之江实验室主任王坚,开展了一场题为《互联网·数据·计算》的演讲。
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当人类出现的时候,计算就出现了,只不过那时的计算是在纸和笔上完成的。光速、电子、存储都约束了计算的发展。而人类正在探索新的存储和传输方式。未来,计算或将不在传统的计算机上完成。
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第一部分
互联网
大家对互联网比较熟悉,但很少能将它与科学连系在一起。这是一个值得重新思考很多事情的时代,所以我想从一张哈勃望远镜拍的宇宙照片说起。
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▲哈勃望远镜1993年拍摄的天鹅圈(Cygnus Loop,又名电波源W78),是位于天鹅座的一处巨大超新星残骸。(来源:NASA)
当哈勃拍到这张照片的时候,光已经走了上百亿光年,意味着地球还没有存在的时候,它就朝这里飞奔而来。对于光来说,当哈勃拍到这个照片的时候,是在一百亿光年以后,这个发光的星球存在与否,是个未知数。 人类的进化与地球的存在相比,不过是沧海一粟。而在漫长的进化史中,互联网堪称与火的发明利用相提并论的重要飞跃。火改变了人类对黑暗的恐惧,也潜移默化促进了大脑的进化。时至今日,人类对该如何利用火,依然有非常大的想象空间。互联网就是继人类学会使用火种后最伟大的应用。
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▲栾川龙泉洞旧石器遗址发掘现场,说明当时的人类已掌握一定的用火技巧,如用石块控制火焰燃烧的程度和范围。(来源:新华网)
在二三十年以前,互联网第一次把全世界所有的个人电脑连在一起,使世界发生了翻天覆地的变化。而最近几年,当互联网把全世界的手机连在一起的时候,世界又发生了一次巨变。互联网在未来五十年甚至一百年的漫长过程当中,需要将所有人的大脑连在互联网上,这个变化将比之前所有发生过的事情更令人震撼。
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▲中国科学院上海微系统与信息技术研究所联合相关团队,在语言脑机接口领域取得突破性进展。研究人员开发出植入式高通量柔性脑机接口系统和汉语言实时神经网络解码算法。(来源:中科院上海微系统所)
这件事情的意义究竟有多大?让我来做一个比喻。大家都知道爱迪生,我认为,爱迪生对人类社会最大的贡献,是在人类历史上第一次告诉大家,电应该成为城市的基础设施,因而改变了世界。现在大家觉得,电可以到达千家万户是天经地义的事,但一百多年前世界不是这样的。同样的,互联网现在变成了世界经济社会发展的基础设施,它的意义跟火、电一样。互联网这个基础设施的作用跟价值,会超过人类历史发展上任何基础设施,超过公路、铁路、航空甚至电本身。
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▲托马斯·阿尔瓦·爱迪生。(来源:澎湃新闻)
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第二部分
数据
第二件能改变这个世界的就是数据。 数据的使用改变了我们的生活。如果我们想知道谁是流行的歌星,不需要再去做调查,只要把数据拿来处理一遍,就知道了答案。
数据与信息的不同点在于,当数据被沉淀下来的时候,无法预知它的用处。而人们收集信息带有目的性,这种目的反而约束了信息的使用价值。当今世界因为有互联网这个基础设施,让数据以前所未有的速度沉淀下来。
有了数据,你的心跳、你的一言一行,都会产生社会价值。你会知道,服心脏药时、情绪波动时,心脏如何反应,这种数据会被用来改进药物发明,增进健康。你开车的数据可以优化车子的驾驶模式,让开车更省油、更省力。
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▲2025年1月,上海高级别自动驾驶引领区数据采集车发车仪式在浦东举行,30辆全新的智己L6数据采集车盛装列队并集中发车。30辆数据采集车将采集优秀驾驶员的高质量驾驶场景数据,大幅提升数据量。(来源:市国资委)
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第三部分
计算
计算是将互联网产生的数据转化为资源的核心步骤。数据加上互联网,形成了计算。一台手机大概有几亿个晶体管,如果拿晶体管作为计算最小的单元来看的话,人每年消耗的大米的粒数,远远少于你每年消耗掉的晶体管的个数。
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▲2026年1月,复旦大学研究人员展示成卷的“纤维芯片”(左)与织入“纤维芯片”可制成的智能触觉手套。纤维芯片中,电子元件(如晶体管)集成密度达10万个/厘米。(来源:新华社)
人类对计算的依赖是超出想象的。人们现在渴望拥有的计算机,其计算能力是平时所用机器的一千倍甚至一万倍,但是很难达成这个目标。这个计算能力有两个非常重要的限制因素,一个是电,另一个是水。如果计算能力没有大的飞跃,将不能满足这个社会未来50年、100年的需求。
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▲安徽省芜湖市繁昌区孙村镇,“西电东送”特高压通道工程与晨雾、山峦、乡村等相映成景。通过能源发展的深度协同和高效创新,电力作为坚实的“基座”,为AI蓬勃发展保驾护航。(来源:影像中国 鲁君元摄)
今天大家用的计算机,得益于过去一百多年物理学的成就,而今时今日物理学所探索的一切,将在未来计算能力的发展上体现出来。当人类出现时,计算就出现了,只不过那时的计算是在纸和笔上完成的。光速、电子、存储都约束了计算的发展。而人类正在探索新的存储和传输方式。未来,计算或将不在传统的计算机上完成。关于未来的想象和挑战,还需要科学去解决。
文字整理:诗学
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