在今天,信息技術(shù)的觸角已伸展到人類的各個生存空間。而以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)乃至人工智能,也在越來越深入地改變和顛覆著我們的工作和生活方式。在未來,健康、醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)也將因此而罩上一層令人心生向往卻又敬畏的科技光芒 — —你將有可能利用體內(nèi)芯片而避免肥胖,你的基因從出生前就可被預(yù)測,醫(yī)學(xué)實驗將直接出自大數(shù)據(jù)而不是統(tǒng)計學(xué)的推導(dǎo)……當(dāng)然,你也有可能會因此付出代價 — —這一切健康信息將不再對數(shù)據(jù)庫有所保密。信息技術(shù)時代的濫觴與未來究竟有著什么樣的軌跡?它又在不知不覺中對你做了什么樣的改變?本期周末講壇,請和我們一起聆聽中國科學(xué)院院士梅宏不久前進(jìn)行的主題演講。

梅宏

中國科學(xué)院院士。曾任上海交通大學(xué)副校長?，F(xiàn)任北京理工大學(xué)黨委常委、副校長。科技部“十三五”信息技術(shù)領(lǐng)域戰(zhàn)略研究及規(guī)劃專家組組長。

一

信息技術(shù)從過去助力器的角色

變成了產(chǎn)業(yè)的顛覆者

到2063年,身體監(jiān)控將可能成為現(xiàn)實。比如在你胃里面嵌一個芯片,它能夠控制你每餐吃多少,以免吃成肥胖癥

人類歷史的發(fā)展到現(xiàn)在為止,公認(rèn)可以被歸結(jié)為三個階段。根據(jù)費(fèi)舍爾的理論,按照人類經(jīng)濟(jì)活動的三大主要產(chǎn)業(yè)進(jìn)行區(qū)分,第一階段就是我們延續(xù)幾千年的農(nóng)業(yè)社會；第二階段是有二百多年歷史的工業(yè)社會；第三階段就是現(xiàn)在以信息技術(shù)為支撐的服務(wù)業(yè)類型的社會。

在農(nóng)業(yè)社會時期,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素反映在勞動力、資源的占有,這個模式直到18世紀(jì)工業(yè)革命開始才宣告結(jié)束。在那個時候有很多有趣的現(xiàn)象。每次戰(zhàn)爭之后,戰(zhàn)勝方有一個非常重要的活動,就是把對方的資源、人口遷徙到自己這兒。你擁有人、擁有土地,就擁有一切,這就是勞力經(jīng)濟(jì)時代。而工業(yè)革命之后,則形成了以物質(zhì)資源占有、人員資源占有這種配置的“新”時代。從當(dāng)時蒸汽機(jī)、紡織機(jī)出現(xiàn)算起,到現(xiàn)在已經(jīng)一個多世紀(jì)。第二產(chǎn)業(yè)所帶來的工業(yè)社會,我們稱之為資源社會。

再進(jìn)一步發(fā)展后,人類逐漸進(jìn)入了信息社會。當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要取決于智力經(jīng)濟(jì)的占有,我們把它稱之為知識經(jīng)濟(jì)時代。現(xiàn)在的生產(chǎn)要素與以前是不同的,據(jù)統(tǒng)計,2014年,所有的發(fā)達(dá)國家智力要素創(chuàng)造 GDP都占到70%以上。而在知識經(jīng)濟(jì)時代,信息又顯得尤為重要。

知識作為經(jīng)濟(jì)的主要驅(qū)動力是以微軟的興起作為標(biāo)志的。按照 1999年微軟的頂峰數(shù)據(jù),比爾·蓋茨從上世紀(jì)80年代正式起家的二十幾年間,坐擁540億美元的財富,且當(dāng)時還在以每周4億美元的速率增長。微軟當(dāng)年的產(chǎn)值就超過了美國三大汽車公司的總和。當(dāng)時美國經(jīng)濟(jì)增長的主要來源是5000家公司的產(chǎn)出,而硅谷公司的市值就達(dá)到了4500億美元,以底特律為中心的美國三大汽車公司加起來也不到1/3。

2012年9月,蘋果的市值達(dá)到了6500億美元,雖然其中包括了通貨膨脹的因素,但它仍在數(shù)值上刷新了微軟在 1999 年 6173 億的頂峰數(shù)據(jù)。2013年底,按照美國的調(diào)查數(shù)據(jù),蘋果公司排在上市公司之首,谷歌排第二。2014年,阿里巴巴在美上市,也創(chuàng)造了中國企業(yè)有史以來最大的IPO。

變革是當(dāng)今這個時代的主題,很多一夜暴富的神話基本出在 IT 產(chǎn)業(yè)。然而,信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在事實上還處在一個朝陽時期,一個重要的依據(jù)就是“長波理論”。其中提到50年~60 年是一個經(jīng)濟(jì)發(fā)展周期。比如1780 年到 1840 年,這個時候是產(chǎn)業(yè)革命,紡織品的工業(yè)化生產(chǎn)。1840年到1890年,是蒸汽動力與鐵路時代。1890 年到 1940 年是電氣與鋼鐵時代。1940年到1990年是汽車與合成材料的時代。那么按照長波來算,微電子與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時代從1990年開始,可能會延續(xù)到2040年左右。

2012 年有一本暢銷書,是杰里米·米夫金寫的《第三次工業(yè)革命》。他有一個理論,說實際上經(jīng)濟(jì)和社會變革的最核心的因素就是新的能源和新的通訊方式的結(jié)合。比如,第一次工業(yè)革命是煤炭能源和紙制品的結(jié)合,新能源促使印刷大量廉價的紙制品,而印刷品的廉價化使得民眾受教育的比例相對提升了,相輔相成從而提升了整體的人類文明成果。而在21世紀(jì),以2008年金融海嘯為標(biāo)志,以石油、內(nèi)燃機(jī),電視、廣播為標(biāo)志的第二次工業(yè)革命正在走向終結(jié)。為了走出這種低沉的經(jīng)濟(jì),需要新能源和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。這個新能源就是太陽能、潮汐能、風(fēng)能、水能等。而這些能源跟傳統(tǒng)集中發(fā)電是不同的,它不能夠保持穩(wěn)定,怎么辦?這時候就需要有一種新的能源分配方式,把分布式的能源重新調(diào)配,這就是能源互聯(lián)網(wǎng)。所以說互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了一種完全不同的經(jīng)濟(jì)模式。

我們現(xiàn)在談“互聯(lián)網(wǎng)+”、講顛覆式創(chuàng)新,就是在談互聯(lián)網(wǎng)時代產(chǎn)生的很多新的經(jīng)濟(jì)模式。它對人類社會的改變有很多很多,比如現(xiàn)在的網(wǎng)約車、共享單車等分享經(jīng)濟(jì)的興起,以及電子商務(wù)、地圖導(dǎo)航的快速發(fā)展等。美國期刊對信息技術(shù)的未來也做了很多的預(yù)測,比如實時翻譯、智能交通。它甚至預(yù)測,到2063年,身體監(jiān)控將成為現(xiàn)實。比如在你胃里面嵌一個芯片,它能夠控制你每餐吃多少,以免吃成肥胖癥。信息技術(shù)從過去一個助力器的角色變成了產(chǎn)業(yè)的顛覆者。

二

大數(shù)據(jù)提供了

人類認(rèn)識復(fù)雜世界的新思維

過去我們做醫(yī)學(xué)實驗,做理論推導(dǎo),做計算模擬,而現(xiàn)在呢?直接從數(shù)據(jù)里找規(guī)律。這將是我們理解科學(xué)復(fù)雜性的方式

信息技術(shù)發(fā)展大體上尊崇著三個主要的目標(biāo),

一是追求能力,專家、科學(xué)家們會不斷挑戰(zhàn)技術(shù)的極限；

二是降低成本,要讓普羅大眾用得起來；

三是廣泛應(yīng)用。

從信息技術(shù)的發(fā)展歷程看,以1995年為一個主要的分界點(diǎn),我把它們稱為IT1.0時代與IT2.0時代。前者是“人力提升期”,這期間,人力主導(dǎo)和應(yīng)用成本主導(dǎo)的技術(shù)創(chuàng)新是信息技術(shù)發(fā)展的主線。而1995以后則是“應(yīng)用繁榮期”。人們意識到,每 10 年~15年,就會出現(xiàn)新的一代技術(shù)、信息設(shè)備、信息系統(tǒng),而這些系統(tǒng)的規(guī)模是上一代的10倍(貝爾定律)；并且,網(wǎng)絡(luò)的價值,正比于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的平方數(shù),就是聯(lián)網(wǎng)的人越多,它的價值就越大(梅德卡夫定律)。這就是互聯(lián)網(wǎng)時代 — —互聯(lián)網(wǎng)本身不賺錢,但是上面那么多的應(yīng)用程序賺錢?；ヂ?lián)網(wǎng)講,羊毛出在狗身上或者豬身上,就是說通過別的方式來賺錢,它就產(chǎn)生一種新的商業(yè)模式。

那為什么 1995 年是人力主導(dǎo)與應(yīng)用主導(dǎo)的變遷點(diǎn)?

因為 1995 年是商用互聯(lián)網(wǎng)的元年。彼時出現(xiàn)了一堆概念,比如說注意力經(jīng)濟(jì)、ebay 上線等,代表了電子商務(wù)經(jīng)濟(jì)的開始,在這以后美國就進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)最輝煌的時代。直到2000年泡沫破滅,產(chǎn)生新的威脅。在這個過程中,信息和應(yīng)用相互促進(jìn),迭代發(fā)展,就是所謂的應(yīng)用繁榮期,而其主要因素就是互聯(lián)網(wǎng)。

再往后發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)的明天是什么樣,我也無法見證。但我覺得,那會是一個信息技術(shù)革命后新能力的提升期。曾有人預(yù)言在未來,到 2040年左右會交織進(jìn)行三種革命,跟生命緊密相關(guān):信息和基因的融合、信息和納米技術(shù)的融合、信息和人的精神世界融合,這幾件事可能會對未來幾十年產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新,整體上講就兩個階段。前階段是關(guān)于信息的獲取,大家從網(wǎng)上查閱信息。后階段是提供計算能力,把整個互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成一個計算機(jī)來看?，F(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng),包括其延伸的社交網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò),還有時下的物聯(lián)網(wǎng),使得我們正在走向一個人與機(jī)器和物理空間三元融合的社會。

在這里我們就可以回過來計算社會的增長,每10年~15年就產(chǎn)生新一代的技術(shù),而它的用戶數(shù)量是上一代的10倍。如今所有網(wǎng)絡(luò)、所有終端,用戶都能達(dá)到上千億人次。

而新一代信息技術(shù),就是在網(wǎng)絡(luò)化、智能化的趨勢之下,互聯(lián)網(wǎng)及其延伸網(wǎng)絡(luò)形成的信息平臺。新的模式、新的思維都體現(xiàn)在新的互聯(lián)網(wǎng)中。比如大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng),本質(zhì)上都是互聯(lián)網(wǎng)計算及其延伸。我主要將其歸為三方面原因:一個就是科學(xué)能力的進(jìn)步；第二方面是人的需求,我們希望更方便、更盡情地去使用；第三個方面,我稱之為 IT 巨頭的市場占有。新模式通過云計算、移動計算等使得我們的互聯(lián)網(wǎng)不再是傳統(tǒng)的桌面式。同時,帶來一種新的思維方式,并通過思維模式的創(chuàng)新帶來新的機(jī)遇。

大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生也是互聯(lián)網(wǎng)及其延伸的結(jié)果。成本低,廣泛的連接以及云模式,使得數(shù)據(jù)大幅度地集中。這就是我講的大數(shù)據(jù)的起伏特點(diǎn):海量性、多樣性、時效性和真實性。大數(shù)據(jù)在驅(qū)動新一輪的信息化。我們按照傳統(tǒng)的信息化途徑想一想就知道了,我們總是根據(jù)自己的需求去提取信息,里面所列的點(diǎn)、數(shù)字就是數(shù)據(jù)；而一個數(shù)據(jù)與周圍環(huán)境有關(guān)聯(lián)才稱之為信息；而多個信息元的結(jié)合就構(gòu)成了知識；在知識體系,我們抽象出一般的規(guī)則就是人類的智慧。而現(xiàn)在和未來,我們要做到的是什么 — —從原始途徑直接提取知識。很多數(shù)據(jù)是自發(fā)產(chǎn)生的,既有信息產(chǎn)業(yè)的供應(yīng),也有個人上傳的,這些數(shù)據(jù)代表著新的信息化的時代,同樣以 1995 年為劃分界限。

1995年以前這個浪潮以PC應(yīng)用開始,我把它稱為以單機(jī)應(yīng)用為特征的數(shù)字化；之后的20年,是以互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為特征的年代；未來是以數(shù)據(jù)深入挖掘和融合為特征的一個智能化時代。

大數(shù)據(jù)給我們帶來了什么?

這是我們在做一個大的立項匯報時都會談到的問題。大數(shù)據(jù)提供了人類認(rèn)識復(fù)雜世界的新思維。我了解過,很多的醫(yī)學(xué)研究是基于病例統(tǒng)計的。但大數(shù)據(jù)和統(tǒng)計不完全一樣,它不再是樣本數(shù)據(jù),而需要的是全體數(shù)據(jù)。不需要絕對求全,不需要找出其中的因果關(guān)系或某種關(guān)聯(lián)。理論上如果我們能把我們的理論世界,把我們每一個人體都信息化、數(shù)字化,那這個數(shù)字就是一個逐漸成長的規(guī)律,我們就能從數(shù)字里構(gòu)建一個數(shù)據(jù)空間,回顧性地去探討,這就叫做科學(xué)研究的第四范式。過去我們做醫(yī)學(xué)實驗,做理論推導(dǎo),做計算模擬,而現(xiàn)在呢?直接從數(shù)據(jù)里找規(guī)律。這將是我們理解科學(xué)復(fù)雜性的方式。

不僅如此,大數(shù)據(jù)還成為政府通過數(shù)據(jù)融合提升自身治理能力的一個新途徑。對此,我們國家的發(fā)展空間還很大。除去經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)移增長,國際上有機(jī)構(gòu)做過預(yù)測,大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)對整體 GDP 拉動約2%~4%?，F(xiàn)在中國在信息開放性方面全球排第57位。大數(shù)據(jù)將成為提升國家綜合能力的保證和國家安全的新利器。

三

大數(shù)據(jù)風(fēng)光無限的背后,

人類也面對很多隱憂

聯(lián)想到我們的醫(yī)療行業(yè),大量的醫(yī)療信息、患者信息一旦存在安全隱患,其后果是難以估算的

這幾年,大數(shù)據(jù)確實風(fēng)光無限。但在這個時候,我們更有必要冷靜看待。在我看來, “大數(shù)據(jù)”熱難免有部分是過度炒作的結(jié)果,不是所有事情,每個行業(yè)都需要大數(shù)據(jù)。其次,大家現(xiàn)在看到的大數(shù)據(jù),很多并不是大數(shù)據(jù)。我認(rèn)為,真正的大數(shù)據(jù)不僅僅體現(xiàn)于量大,還體現(xiàn)于挖掘的深度和多元化。第三,大數(shù)據(jù)的“大”不應(yīng)該是簡單體量上的大小。要說小,哪怕是一個公式,例如愛因斯坦描述相對論的公式E=MC 2 ,就能承載一個規(guī)律。這才是符合我們?nèi)祟惽笾囊粋€方式。

我們說,人類之所以區(qū)別于其他生物,是想知其然,也要知其所以然。而大數(shù)據(jù)告訴我們,不需要知其所以然,這樣對么?這在一定意義上是對的,但是不明確。包括所謂的“全數(shù)據(jù)”,這個概念并不是真正存在的。因為你對現(xiàn)實世界的數(shù)字化,怎么做都是抽樣,都是離散,你不可能把所有數(shù)據(jù)都記下來,所以對現(xiàn)實世界的復(fù)雜度,我們?nèi)匀皇浅闃?這就意味著你可能錯失重要的一個點(diǎn)。

大數(shù)據(jù)的普遍應(yīng)用將對社會產(chǎn)生重要影響,也可能帶來數(shù)據(jù)的所有權(quán)、隱私權(quán)、信息安全等一系列的問題。特別是現(xiàn)階段,我們的道德建設(shè)、法律建設(shè)和技術(shù)手段都亟待加強(qiáng)。信息技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在正面臨一系列挑戰(zhàn)。第一是我們的技術(shù)發(fā)展在如今的國際形勢下,需要新的原理來發(fā)現(xiàn)和突破；第二是由于廣泛深入的信息化所帶來的復(fù)雜性,這也給我們的軟件帶來了很多挑戰(zhàn)。第三是信息技術(shù)帶來的能耗問題,大數(shù)據(jù)帶來了對技術(shù)和應(yīng)用的挑戰(zhàn)。據(jù)悉,每18個月集成度都會增加一倍。這樣的情況會永遠(yuǎn)持續(xù)嗎?設(shè)想,將頭發(fā)絲切得再細(xì),分為 2500 份甚至再切成3000份,當(dāng)縮小到10納米的時候,它的溫度接近火箭噴焰,還是有一天會到無以為繼的地步。接下來是能耗作用。信息產(chǎn)業(yè)如今已經(jīng)成為能耗最大的產(chǎn)業(yè)之一,全球數(shù)據(jù)中心占到全球IT能耗的40%,IT 行業(yè)排放二氧化碳已經(jīng)差不多占到全球的20%。我們在數(shù)據(jù)搜索時,100條資訊產(chǎn)生的電耗就相當(dāng)于使用60瓦的燈泡半小時。此外,大數(shù)據(jù)應(yīng)用正在重構(gòu)我們的整個技術(shù)陣型。整個信息技術(shù)層面,很多東西不跟上信息技術(shù)的挑戰(zhàn)都無法處理。

還有很重要的一點(diǎn)就是安全。過去幾年內(nèi),花旗銀行曾被入侵,21萬用戶的信息被泄露；我們國家最大的程序員社區(qū)里,600萬用戶的資料被竊取也是由于黑客入侵。另外,個人自由信息的傳播,對我們整個社會的信息安全產(chǎn)生影響,讓社會中的謠言、黃色內(nèi)容還有詐騙行為暴露出來。電信詐騙為什么那么容易成功呢?其中信息和軟件幫了很大的忙,這是傳統(tǒng)的電信方式做不到的。這讓我們聯(lián)想到咱們的醫(yī)療行業(yè),大量的醫(yī)療信息、患者信息一旦存在安全隱患,其后果也是難以估算的。

整體來說,整個人類的發(fā)展面臨著很多的挑戰(zhàn),信息技術(shù)處于變革的時代。對于今后的道路要怎么走,有些人提出了兩個方案,一是要有致用作用,要提出新的策略和新的計算模式。第二種方式是從量變到質(zhì)變,就是投入海量的信息和海量的設(shè)備,形成全球范圍的規(guī)模。像施瓦辛格在《終結(jié)者》里的天網(wǎng)一樣,這件事情會不會成為人類最終的歸宿呢?不管怎樣,我相信現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展還有提升的空間。

身處信息化時代,我們每個人的思維方式和生活方式都會在信息化的影響下不可避免地發(fā)生改變。如何在保證安全、保證對隱私保護(hù)的前提下,更好地推動技術(shù)發(fā)展,讓信息科技更好地助力我們的生活,值得我們每一個人關(guān)注和思考。

(本文根據(jù)梅宏在上海瑞金醫(yī)院