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我国计算机科学领域长期未出现颠覆性创新的根本原因

  我国的“计算机科学”领域⾄今仍然跟随、局限于欧美的技术体系,在“碎⽚化学术”中持续发展三⼗年,难有系统性的全⾯破局,今天出现多个分⽀领域受制于⼈,以及⽹信安全领域的泄漏多发,其根本原因分析如下:

  ⼀、“863计划”出现信息技术战略的决策原理谬误,错误切分 计算机和⾃动化,导致了我国信息技术科研的“碎⽚化学术”

  诞⽣于英国阿兰.图灵和美国诺伯特.维纳的“⾃动机科学”理论,在我国“863计划”的规划内容中被切分为“两门科学”——计算机和⾃动化,其错谬⾄今难以得到纠正,并且长期被“两类学科” 的带头科学家群体所强化。美国科学院李凯院⼠在公开媒体上直

  ⾔过中国“863计划”的失败之处(本⼈认为“863计划”在信息技术 科学以外的领域,多有成功,失败限于信息技术科学领域)。

  ⽽出现了错分的“计算机和⾃动化两个学科”后,完整的“⾃动 机科学”在我国就出现了不断裂变的“碎⽚化学术”发展,进⽽出现 了⼀个又⼀个“学术⼭头”——计算机、⾃动化、软件、⽹络、⼈

  ⼯智能等,在有的“⼭头”内部甚⾄强调后辈学者⼲这个科研的不能去⼲那个,限制学者“跨界”发展。

  ⼆、“计算机=硬件+软件”的不良割裂问题

  我国的“计算机科学原理”被欧美“资本市场型技术理念”长期 所误导,完整的“⾃动机科学”在中国被划分为“硬件+软件”的错误理论认知,硬件以CPU芯⽚的“摩尔定律”为核⼼单独发展,软件以美国操作系统Windows/Linux平台上的应⽤软件为核⼼发展, 导致长达⼏⼗年我国忽略操作系统的⾃主技术研发。

  ⽽“计算机=硬件+软件”的不良割裂认知,还导致我国在“计

  算机科学原理”的学术科研上难以出现世界顶级的引领性创新,

  发展的仅是⼀种⾮系统性“碎⽚化学术”。已故王选院⼠曾说,“软 硬件⼀体化是⼀辈⼦在科研上受益⽆穷的事情”。

  三、“软件学科”的不完整性问题

  在“计算机=硬件+软件”的不良割裂认知⾥,中国“计算机科 学”原理就衍⽣出⼀个不完整的“软件科学”分⽀。⽽没有“硬件设 备融合的软件”技术发展,进⽽导致我国长期被捆绑在美国以Win-Tel体系为主的信息技术架构上,以及束缚在Linux开源软件 和TCP/IP⽹络上,未能基于“⾃动机科学”建⽴中国全⾯⾃主的信息技术可信体系。

  同时国内学术界普遍对操作系统缺乏系统认知,⽽做出了

  “操作系统软件”的不完整认识,导致国产操作系统内核(OS Kernel)的技术匮乏。

  四、⽹络技术的空⽩问题

  我国长期流传的不完整的“计算机科学原理”,是⼀种“没有⾃ 动机系统的硬件+软件”的狭隘技术理论,导致⾃主⽹络技术的设 计、创新和发展⽆以适从,被迫长期以美国国防部⽹络协议TCP/ IP为核⼼发展,因⽽出现了⼤量的⽹络技术空⽩。

  五、缺少UNIX技术的关键萌芽

  以往代表国内最⾼技术成就的“107机—109机”等⼏台“国机”,其技术未能在⽹络⽅向上发展,在研发和应⽤过程中未能诞⽣ “中国的UNIX技术”。并且从⼋⼗年代后期开始,我国信息技术领域出现了国产⾃主技术的研究中断,这个技术断代严重制约了中国的操作系统和⽹络技术的诞⽣。

  我国学术界对⼤型机和PC机之间的技术同源性,认识不清,

  不能吃透,没有理解到具备“⽹络能⼒的UNIX技术”对于我国数字化信息技术发展具有决定性意义,忽略其对于互联⽹技术的诞⽣具有决定性价值。

  六、科技术语体系落后问题

  我国的“计算机科学原理”⼀批关键术语在科学进步过程中, 未能与时俱进地得到纠正和提升内涵,继续保持陈旧理念下的科

  技术语⽂词体系。国内长期所使⽤的“计算机、单⽚机、嵌⼊式、软件、硬件”等术语都有科学原理上的⼀定误差,对于整个中国数字信息技术⾏业的学术科研起了迟滞作⽤。

  台湾科学家范光陵先⽣长期主张的采⽤“电脑”术语代替“计算 机”,以及台湾汉语定义的“硬体、软体”与⼤陆汉语的“硬件、软 件”相⽐,其科学表述的精准程度都要⽐⼤陆术语⾼很多。

  七、⼈⼯智能概念有误问题

  从“图灵机”、“冯诺伊曼机”等诞⽣之⽇起,就是“⼈⼯智能” 的技术萌芽出现于世,欧美在“图灵机”研究中做出了具有共识的“图灵测试”的学术定义。中国其后搞的“智能计算机”在科学原理阐述上,与欧美学界却有根本性差距——去寻找超越图灵机的“⼈⼯智能”,因⽽在九⼗年代与⽇本的“第五代超级计算机”项⽬同时失败。因此,由于未能吃透“图灵机”,今天国内尚没有完整

  ⽽独⽴的⼈⼯智能技术科学创新,⽽美国IBM、⾕歌、苹果等公

  司都有了卓越的引领性创新。

  如何改变我国学术科研界在“计算机科学”领域的普遍认识误区呢?

  这是⼀个长期的⼯作,需要从如下⼏个⽅⾯逐渐进⾏:

  ⼀、在科学原理的表述上统⼀国内的“两个学科”——计算机和⾃动化,在学科术语体系上进⾏合并,推动“两个学科”的学者团体之间打破学术壁垒,跨界发展。

  ⼆、全⾯修订“计算机科学”原理表述,在学术科研⾥消除“硬 件和软件”的错分,以及相关的学术分歧(“硬件和软件”可以降级为市场化的应⽤设备俗语)。

  三、全⾯修订“计算机科学”原理表述,提升“操作系统软件” 的科学定义,与⽹络技术原理进⾏合并,确定“操作系统”的系统科学升级定义。

  笔者认为,“操作系统”应包括应⽤系统⽀撑软件(原OS)、标签技术、⽹络协议、编译编程⼯具、CPU指令集等众多缺⼀不可 的技术要素构成。

  四、全⾯修订“计算机科学”原理表述,基于升级的“操作系统”(⾮软件)定义来发展中国⾃主的⽹络技术体系,对⼏⼗年来我 国未经历“类UNIX操作系统”阶段的空⽩进⾏“回头补课”,结合⽹络标签技术原理建⽴我国⾃主定义的国内⽹络。

  五、继续对“图灵机”的技术科学原理进⾏完整性消化、吃透, 需要普遍性提升学术界对“λ演算(英语:lambdacalculus,λ- calculus)、不停机、图灵测试、可计算性”等基础定义的深⼊理 解,吃透“⼈⼯智能”和“智能”的真正起源都来⾃图灵机原理,⼴ 泛纠正国内的“⼈⼯智能”学术概念偏差。

  最后,以本⽂的科研视野来看,当前中国数字技术的颠覆性创新就是华为5G通信和龙芯CPU附属的龙芯LoongArch指令集。 笔者认为,龙芯CPU指令集的这项重⼤创新迟到了20年,应该在2002年龙芯1号CPU诞⽣时就同时问世,当时选择MIPS指令集是 有局限性的,陷⼊了“摩尔定律”的⽚⾯性认识。

  2022年5⽉10⽇撰写完稿于深圳福⽥

  作者是国家⼯信部信息司、规划司⼊库评委,中国科学院计算所⾼级⼯程师。

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