翟冬青:我國計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域長期未能出現(xiàn)顛覆性自主創(chuàng)新的根本原因
我國的“計算機(jī)科學(xué)”領(lǐng)域至今仍然跟隨、局限于歐美的技術(shù)體系,在“碎片化學(xué)術(shù)”中持續(xù)發(fā)展三十年,難有系統(tǒng)性的全面破局,今天出現(xiàn)多個分支領(lǐng)域受制于人,以及網(wǎng)信安全領(lǐng)域的泄漏多發(fā),其根本原因分析如下:
一、“863計劃”出現(xiàn)信息技術(shù)戰(zhàn)略的決策原理謬誤,錯誤切分計算機(jī)和自動化,導(dǎo)致了我國信息技術(shù)科研的“碎片化學(xué)術(shù)”。
誕生于英國阿蘭.圖靈和美國諾伯特·維納的“自動機(jī)科學(xué)”理論,在我國“863計劃”的規(guī)劃內(nèi)容中被切分為“兩門科學(xué)”——計算機(jī)和自動化,其錯謬至今難以得到糾正,并且長期被“兩類學(xué)科”的帶頭科學(xué)家群體所強(qiáng)化。美國科學(xué)院李凱院士在公開媒體上直言過中國“863計劃”的失敗之處(本人認(rèn)為“863計劃”在信息技術(shù)科學(xué)以外的領(lǐng)域,多有成功,失敗限于信息技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域)。而出現(xiàn)了錯分的“計算機(jī)和自動化兩個學(xué)科”后,完整的“自動機(jī)科學(xué)”在我國就出現(xiàn)了不斷裂變的“碎片化學(xué)術(shù)”發(fā)展,進(jìn)而出現(xiàn)了一個又一個“學(xué)術(shù)山頭”——計算機(jī)、自動化、軟件、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等,在有的“山頭”內(nèi)部甚至強(qiáng)調(diào)后輩學(xué)者干這個科研的不能去干那個,限制學(xué)者“跨界”發(fā)展。
?、“計算機(jī)=硬件+軟件”的不良割裂問題
我國的“計算機(jī)科學(xué)原理”被歐美“資本市場型技術(shù)理念”長期所誤導(dǎo),完整的“自動機(jī)科學(xué)”在中國被劃分為“硬件+軟件”的錯誤理論認(rèn)知,硬件以CPU芯片的“摩爾定律”為核心單獨(dú)發(fā)展,軟件以美國操作系統(tǒng)Windows/Linux平臺上的應(yīng)用軟件為核心發(fā)展,導(dǎo)致長達(dá)幾十年我國忽略操作系統(tǒng)的自主技術(shù)研發(fā)。而“計算機(jī)=硬件+軟件”的不良割裂認(rèn)知,還導(dǎo)致我國在“計算機(jī)科學(xué)原理”的學(xué)術(shù)科研上難以出現(xiàn)世界頂級的引領(lǐng)性創(chuàng)新,發(fā)展的僅是一種非系統(tǒng)性“碎片化學(xué)術(shù)”。已故王選院士曾說,“軟硬件一體化是一輩子在科研上受益無窮的事情”。
三、“軟件學(xué)科”的不完整性問題
在“計算機(jī)=硬件+軟件”的不良割裂認(rèn)知里,中國“計算機(jī)科學(xué)”原理就衍生出一個不完整的“軟件科學(xué)”分支。而沒有“硬件設(shè)備融合的軟件”技術(shù)發(fā)展,進(jìn)而導(dǎo)致我國長期被捆綁在美國以Win-Tel體系為主的信息技術(shù)架構(gòu)上,以及束縛在Linux開源軟件和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上,未能基于“自動機(jī)科學(xué)”建立中國全面自主的信息技術(shù)可信體系。同時國內(nèi)學(xué)術(shù)界普遍對操作系統(tǒng)缺乏系統(tǒng)認(rèn)知,而做出了“操作系統(tǒng)軟件”的不完整認(rèn)識,導(dǎo)致國產(chǎn)操作系統(tǒng)內(nèi)核(OSKernel)的技術(shù)匱乏。
四、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的空白問題
我國長期流傳的不完整的“計算機(jī)科學(xué)原理”,是一種“沒有自動機(jī)系統(tǒng)的硬件+軟件”的狹隘技術(shù)理論,導(dǎo)致自主網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的設(shè)計、創(chuàng)新和發(fā)展無以適從,被迫長期以美國國防部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP為核心發(fā)展,因而出現(xiàn)了大量的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)空白。
五、缺少UNIX技術(shù)的關(guān)鍵萌芽
以往代表國內(nèi)最高技術(shù)成就的“107機(jī)—109機(jī)”等幾臺“國機(jī)”,其技術(shù)未能在網(wǎng)絡(luò)方向上發(fā)展,在研發(fā)和應(yīng)用過程中未能誕生“中國的UNIX技術(shù)”。并且從八十年代后期開始,我國信息技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了國產(chǎn)自主技術(shù)的研究中斷,這個技術(shù)斷代嚴(yán)重制約了中國的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的誕生。我國學(xué)術(shù)界對大型機(jī)和PC機(jī)之間的技術(shù)同源性,認(rèn)識不清,不能吃透,沒有理解到具備“網(wǎng)絡(luò)能力的UNIX技術(shù)”對于我國數(shù)字化信息技術(shù)發(fā)展具有決定性意義,忽略其對于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的誕生具有決定性價值。
六、科技術(shù)語體系落后問題
我國的“計算機(jī)科學(xué)原理”一批關(guān)鍵術(shù)語在科學(xué)進(jìn)步過程中,未能與時俱進(jìn)地得到糾正和提升內(nèi)涵,繼續(xù)保持陳舊理念下的科技術(shù)語文詞體系。國內(nèi)長期所使用的“計算機(jī)、單片機(jī)、嵌入式、軟件、硬件”等術(shù)語都有科學(xué)原理上的一定誤差,對于整個中國數(shù)字信息技術(shù)行業(yè)的學(xué)術(shù)科研起了遲滯作用。臺灣科學(xué)家范光陵先生長期主張的采用“電腦”術(shù)語代替“計算機(jī)”,以及臺灣漢語定義的“硬體、軟體”與大陸漢語的“硬件、軟件”相比,其科學(xué)表述的精準(zhǔn)程度都要比大陸術(shù)語高很多。
七、人工智能概念有誤問題
從“圖靈機(jī)”、“馮諾伊曼機(jī)”等誕生之日起,就是“人工智能”的技術(shù)萌芽出現(xiàn)于世,歐美在“圖靈機(jī)”研究中做出了具有共識的“圖靈測試”的學(xué)術(shù)定義。中國其后搞的“智能計算機(jī)”在科學(xué)原理闡述上,與歐美學(xué)界卻有根本性差距——去尋找超越圖靈機(jī)的“人工智能”,因而在九十年代與日本的“第五代超級計算機(jī)”項目同時失敗。因此,由于未能吃透“圖靈機(jī)”,今天國內(nèi)尚沒有完整而獨(dú)立的人工智能技術(shù)科學(xué)創(chuàng)新,而美國IBM、谷歌、蘋果等公司都有了卓越的引領(lǐng)性創(chuàng)新。
如何改變我國學(xué)術(shù)科研界在“計算機(jī)科學(xué)”領(lǐng)域的普遍認(rèn)識誤區(qū)呢?
這是一個長期的工作,需要從如下幾個方面逐漸進(jìn)行:
一、在科學(xué)原理的表述上統(tǒng)一國內(nèi)的“兩個學(xué)科”——計算機(jī)和自動化,在學(xué)科術(shù)語體系上進(jìn)行合并,推動“兩個學(xué)科”的學(xué)者團(tuán)體之間打破學(xué)術(shù)壁壘,跨界發(fā)展。
二、全面修訂“計算機(jī)科學(xué)”原理表述,在學(xué)術(shù)科研里消除“硬件和軟件”的錯分,以及相關(guān)的學(xué)術(shù)分歧(“硬件和軟件”可以降級為市場化的應(yīng)用設(shè)備俗語)。
三、全面修訂“計算機(jī)科學(xué)”原理表述,提升“操作系統(tǒng)軟件”的科學(xué)定義,與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理進(jìn)行合并,確定“操作系統(tǒng)”的系統(tǒng)科學(xué)升級定義。筆者認(rèn)為,“操作系統(tǒng)”應(yīng)包括應(yīng)用系統(tǒng)支撐軟件(原OS)、標(biāo)簽技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、編譯編程工具、CPU指令集等眾多缺一不可的技術(shù)要素構(gòu)成。
四、全面修訂“計算機(jī)科學(xué)”原理表述,基于升級的“操作系統(tǒng)”(非軟件)定義來發(fā)展中國自主的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系,對幾十年來我國未經(jīng)歷“類UNIX操作系統(tǒng)”階段的空白進(jìn)行“回頭補(bǔ)課”,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽技術(shù)原理建立我國自主定義的國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。
五、繼續(xù)對“圖靈機(jī)”的技術(shù)科學(xué)原理進(jìn)行完整性消化、吃透,需要普遍性提升學(xué)術(shù)界對“λ演算(英語:lambda calculus,λ-calculus)、不停機(jī)、圖靈測試、可計算性”等基礎(chǔ)定義的深入理解,吃透“人工智能”和“智能”的真正起源都來自圖靈機(jī)原理,?泛糾正國內(nèi)的“人工智能”學(xué)術(shù)概念偏差。
龍芯自主設(shè)計的3A5000和3C5000芯片致敬抗美援朝70周年和建黨100周年
最后,以本文的科研視野來看,當(dāng)前中國數(shù)字技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新就是華為5G通信和龍芯CPU附屬的龍芯LoongArch指令集。
2022年5月10日撰寫完稿于深圳福田
(作者是國家工信部信息司、規(guī)劃司入庫評委。中國科學(xué)院計算所高級工程師。)

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