顛覆性創(chuàng)新與信息技術(shù)

盧錫城

一、顛覆性創(chuàng)新概述

近代以來(lái)，技術(shù)創(chuàng)新迅速地改變世界。我先舉兩個(gè)例子：一是，1975年的巨型計(jì)算機(jī)CDC7600，當(dāng)時(shí)需要一個(gè)特大的機(jī)房安放，造價(jià)為500萬(wàn)美元，計(jì)算通貨膨脹相當(dāng)于今天的3 200萬(wàn)美元；2014年，蘋(píng)果公司智能手機(jī)的計(jì)算能力已經(jīng)和CDC7600相當(dāng)，可是只要400美元。二是，人類(lèi)基因組計(jì)劃，從1990年起，耗時(shí)13年時(shí)間，全世界范圍的科學(xué)家通力合作，花費(fèi)27億美元，于2003年完成；現(xiàn)在要完成一個(gè)人的個(gè)人基因測(cè)序，只需要花費(fèi)數(shù)千美元，用時(shí)數(shù)小時(shí)；預(yù)計(jì)不出幾年，個(gè)人基因測(cè)序大概只要花費(fèi)100美元，用時(shí)1小時(shí)。

從以上兩個(gè)例子可以看出，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展正在改變世界。人們把科技創(chuàng)新分為兩類(lèi)，一類(lèi)是顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，另一類(lèi)是漸進(jìn)性技術(shù)創(chuàng)新。近些年來(lái)，顛覆性技術(shù)創(chuàng)新受到國(guó)家和企業(yè)的高度關(guān)注，重要原因就是顛覆性技術(shù)創(chuàng)新容易造成“技術(shù)突襲”，改變“游戲規(guī)則”，為實(shí)現(xiàn)“彎道超車(chē)”帶來(lái)機(jī)遇。

顛覆性技術(shù)（Disruptive Technologies），又稱(chēng)破壞性技術(shù)、革命性技術(shù)、變革性技術(shù)等。這一概念是1995年美國(guó)哈佛商學(xué)院克萊頓·克里斯滕森教授出版的《顛覆性技術(shù)的機(jī)遇浪潮》首先提出的，其出發(fā)點(diǎn)是基于商業(yè)背景，完全從市場(chǎng)的角度出發(fā)。顛覆性技術(shù)可以是一項(xiàng)技術(shù)或一個(gè)技術(shù)群，它們往往從邊緣切入，相對(duì)主流技術(shù)，初始存在質(zhì)量低、風(fēng)險(xiǎn)高、利潤(rùn)少、市場(chǎng)小等特征；隨著性能與功能的不斷改進(jìn)與完善，最終取代已有技術(shù)，開(kāi)辟出新市場(chǎng)，形成新的價(jià)值體系。2003年，克里斯滕森以“顛覆性創(chuàng)新”提法取代“顛覆性技術(shù)”，強(qiáng)調(diào)不僅是新技術(shù)本身，而是技術(shù)的全新廣泛應(yīng)用帶來(lái)的“顛覆性效應(yīng)”。所以從這個(gè)角度來(lái)講，顛覆性技術(shù)既可以是全新的技術(shù)，也可以是與已有技術(shù)的新組合，關(guān)鍵是能否帶來(lái)“顛覆性應(yīng)用效應(yīng)”。

“顛覆性創(chuàng)新”概念在經(jīng)濟(jì)社會(huì)和軍事領(lǐng)域具有不同的內(nèi)涵。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域，強(qiáng)調(diào)發(fā)展可能改變我們的生活和工作方式，成就新的商業(yè)模式，形成新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值體系，為新創(chuàng)業(yè)者顛覆現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)秩序提供可能的技術(shù)。如：半導(dǎo)體芯片、數(shù)字照相技術(shù)、工業(yè)革命時(shí)期的蒸汽動(dòng)力等。在軍事領(lǐng)域，強(qiáng)調(diào)發(fā)展可能使軍事力量結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)以及能力平衡發(fā)生根本性變革，進(jìn)而改變作戰(zhàn)模式或作戰(zhàn)規(guī)則的技術(shù)，又稱(chēng)“改變游戲規(guī)則”的技術(shù)。如：無(wú)線(xiàn)電、飛機(jī)、雷達(dá)、核武器、精確打擊武器等。

還有一種創(chuàng)新是漸進(jìn)性技術(shù)創(chuàng)新（Sustaining Innovations），它是一種滿(mǎn)足應(yīng)用需求、沿著既有技術(shù)路徑、提高已有產(chǎn)品性能的技術(shù)創(chuàng)新。如：微電子工藝改進(jìn)、火炮射程的改善、艦船航速的提升等。

總結(jié)起來(lái)，漸進(jìn)性技術(shù)創(chuàng)新是對(duì)既有技術(shù)改進(jìn)，是量變；顛覆性技術(shù)是新生事物，有可能導(dǎo)致質(zhì)變，但也存在失敗的可能。顛覆性技術(shù)能否達(dá)預(yù)期有很多風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)轭嵏残约夹g(shù)從出現(xiàn)到成熟應(yīng)用，往往經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間，在此期間科學(xué)技術(shù)能否突破，成本能否下降，資源投入能否保證，國(guó)家戰(zhàn)略會(huì)否調(diào)整等等，存在諸多不確定性。應(yīng)該說(shuō)投入發(fā)展具有風(fēng)險(xiǎn)性，有時(shí)候是需要“交學(xué)費(fèi)”的。

正因?yàn)槿绱耍嵏残约夹g(shù)的預(yù)測(cè)，事關(guān)戰(zhàn)略主動(dòng)權(quán)。及時(shí)預(yù)測(cè)、及早布局，就能贏得發(fā)展先機(jī)，實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)，轉(zhuǎn)弱為強(qiáng)；反之，就會(huì)被動(dòng)，今天的龐然大物，明天可能轟然倒下。因此要提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，少交學(xué)費(fèi)。熟悉的例子就是柯達(dá)膠卷，統(tǒng)治一個(gè)多世紀(jì)的基于膠卷的照相術(shù)，被不到20年的數(shù)碼照相技術(shù)沖垮。

美國(guó)很早就意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，設(shè)立多個(gè)顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)研究機(jī)構(gòu)如國(guó)防先進(jìn)研究規(guī)劃局（DARPA）、國(guó)家研究理事會(huì)下設(shè)的國(guó)防情報(bào)局技術(shù)預(yù)測(cè)和審查委員會(huì)（CDIATFR）、未來(lái)顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)委員會(huì)（CFFDT）、空軍研究委員會(huì)（AFSB）、美國(guó)麥肯錫全球研究院（MGI）等；已經(jīng)建立了常態(tài)化研究機(jī)制，定期舉辦論壇，發(fā)布預(yù)測(cè)報(bào)告。當(dāng)然，各家預(yù)測(cè)視角不同，結(jié)果也不盡相同，但至少提醒大家看到技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和走向。

下面談一談近期幾家比較權(quán)威的顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)報(bào)告。

第一個(gè)報(bào)告是麥肯錫全球研究院（MGI）2013年5月發(fā)布的預(yù)測(cè)報(bào)告，完全是從市場(chǎng)的角度做出的預(yù)測(cè)。該報(bào)告指出，到2025年，可能會(huì)產(chǎn)生12項(xiàng)顛覆性技術(shù)（有些現(xiàn)在已經(jīng)在重點(diǎn)關(guān)注），包括：（1）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（Mobile Internet）；（2）腦力勞動(dòng)自動(dòng)化（Automation of knowledge work）；（3）物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）；（4）云計(jì)算技術(shù)（Cloud technology）；（5）先進(jìn)機(jī)器人（Advanced robotics）；（6）自主和準(zhǔn)自主運(yùn)載工具（Autonomous and near-autonomous vehicles）；（7）下一代基因組學(xué)（Next-generation genomics）；（8）能量存儲(chǔ)（Energy storage）；（9）3D打?。?D printing）；（10）先進(jìn)材料（Advanced materials）；（11）先進(jìn)油氣勘采（Advanced oil and gas exploration and recovery）；（12）可再生能源（Renewable energy）。

MGI預(yù)測(cè)報(bào)告所選取的12項(xiàng)顛覆性技術(shù)主要基于四個(gè)判斷依據(jù)：一是技術(shù)發(fā)展是否加速，并已取得重大突破。比如下一代基因組學(xué)——目前基因測(cè)序技術(shù)發(fā)展速度快于“摩爾定律”；先進(jìn)材料——2004年首次在實(shí)驗(yàn)室制備石墨烯材料，2011年IBM制造了第一個(gè)基于石墨烯的速度最快的晶體管。二是潛在沖擊、影響范圍是否足夠大。例如移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可能會(huì)影響50億人的生活方式，給人們創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)帶來(lái)機(jī)遇；物聯(lián)網(wǎng)把遍布全世界嵌入了智能的裝置相互連接，直接影響億萬(wàn)人的醫(yī)療、安全和生產(chǎn)能力。三是蘊(yùn)含的經(jīng)濟(jì)效益是否巨大。例如先進(jìn)機(jī)器人會(huì)潛在影響全球約6.3萬(wàn)億美元的人力花費(fèi)；到2025年，物聯(lián)網(wǎng)年創(chuàng)造產(chǎn)值約2.7萬(wàn)億～6.2萬(wàn)億美元；到2025年，云計(jì)算年創(chuàng)造產(chǎn)值約1.7萬(wàn)億～6.2萬(wàn)億美元，并為億萬(wàn)客戶(hù)和數(shù)百萬(wàn)企業(yè)創(chuàng)造新的在線(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)。四是蘊(yùn)藏的社會(huì)效應(yīng)是否具有顛覆性。顛覆性技術(shù)可能根本改變?nèi)藗兊纳罟ぷ鞣绞剑瑒?chuàng)造新的機(jī)會(huì)，甚至改變國(guó)家間的比較優(yōu)勢(shì)。例如下一代基因組學(xué)可改變癌癥及其他疾病診治方法；能源儲(chǔ)存技術(shù)能改變能源使用方法；先進(jìn)的油氣勘采能直接驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，引發(fā)新一場(chǎng)能源革命。

MGI認(rèn)為，所列12大技術(shù)雖然仍面臨很多技術(shù)挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)，但經(jīng)分析研究，相信到2025年其巨大潛力能對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)產(chǎn)生重大沖擊和顛覆。

還有5項(xiàng)技術(shù)廣受關(guān)注，曾考慮列入預(yù)測(cè)報(bào)告，但認(rèn)真研究后，最終未列。它們是：（1）下一代核（裂變）能源?？赡芨淖?nèi)蚰茉礃?gòu)成格局，但根據(jù)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)，到2025年，能否產(chǎn)生巨大效應(yīng)，把握不大。（2）下一代核聚變能源。潛力巨大，可根本改變能源之憂(yōu)，但就目前技術(shù)成熟度和2025年時(shí)限，前景比下一代核裂變還難預(yù)測(cè)。（3）碳封存。到2025年，其成本似還不能降到可規(guī)模部署。（4）先進(jìn)水凈化。預(yù)測(cè)到2025年，還不會(huì)比現(xiàn)在已知方法更經(jīng)濟(jì)且能規(guī)模應(yīng)用。（5）量子計(jì)算。前景誘人，但其可應(yīng)用的廣度及沖擊仍不清晰，商業(yè)化時(shí)間表也難預(yù)測(cè)。

另外，有5項(xiàng)技術(shù)很有意義，宣傳聲勢(shì)很大，但離最終可用，還有距離，因此未考慮列入。分別是：（1）私人太空飛行。到2025年，最多限于太空旅游和私人衛(wèi)星發(fā)射。（2）OLED/LED照明。涉及行業(yè)窄，到2025年，不會(huì)對(duì)價(jià)值體系產(chǎn)生顛覆性沖擊。（3）無(wú)線(xiàn)充電。成本較高，總體影響有限，有何重大服務(wù)需求尚不清晰。（4）柔性顯示。在移動(dòng)設(shè)備和電視方面，可能前景令人振奮，但預(yù)測(cè)到2025年，其本身似乎不太可能成為影響廣泛的顛覆性技術(shù)。（5）三維和立體顯示。受到廣泛關(guān)注，但到2025年，技術(shù)影響程度尚不清晰。

第二個(gè)報(bào)告是《改變游戲規(guī)則——顛覆性技術(shù)與美國(guó)國(guó)防戰(zhàn)略報(bào)告》。該報(bào)告由美國(guó)智庫(kù)“21世紀(jì)安全與情報(bào)中心”于2013年9月發(fā)布，報(bào)告背景基于“美國(guó)優(yōu)勢(shì)受到挑戰(zhàn)”。在冷戰(zhàn)結(jié)束和1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后，放眼世界，其優(yōu)勢(shì)，特別是遠(yuǎn)程精確打擊能力，天下無(wú)敵手；現(xiàn)在，美國(guó)依稀可以看到在后面追趕的競(jìng)爭(zhēng)者的身影，特別是中國(guó)。美國(guó)戰(zhàn)略是始終保持在全球的技術(shù)主導(dǎo)地位，要憑借搶占顛覆性新技術(shù)制高點(diǎn)，確保武器裝備的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。正是基于此種擔(dān)憂(yōu)，該報(bào)告預(yù)測(cè)了5項(xiàng)“改變游戲規(guī)則”的技術(shù)：（1）增材制造（Additive Manufacturing）。將從根本上沖擊國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)，將改變后勤工作模式，允許部隊(duì)在駐地直接制造特定部件。（2）自主系統(tǒng)（Autonomous Systems）。自主或半自主系統(tǒng)已使ISR和反恐領(lǐng)域發(fā)生革命性改變，將改變作戰(zhàn)樣式（所謂自主戰(zhàn)爭(zhēng)）。（3）定向能（Directed Energy）。高功率微波武器、電磁脈沖武器、高能激光武器等。（4）Cyber能力（Cyber Capabilities）。網(wǎng)絡(luò)、信息能力直接關(guān)乎國(guó)家安全、軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。（5）人能力提升（Human Performance Modification）。指使用藥物、技術(shù)、機(jī)器或基因來(lái)提高或降低人的體能、認(rèn)知能力和社會(huì)情感能力等。

第三個(gè)報(bào)告是美國(guó)《國(guó)防》雜志2014年11月刊發(fā)的文章，提出新時(shí)期10大顛覆性技術(shù)，分別是：（1）真正的自主式武器系統(tǒng)；（2）變革性“大數(shù)據(jù)工具”；（3）用于訓(xùn)練的“全息圖”；（4）超級(jí)士兵；（5）高超音速導(dǎo)彈和太空飛機(jī)；（6）定制無(wú)人機(jī)；（7）打不垮的交通工具；（8）用之不竭的電源；（9）抗干擾的可靠通信手段；（10）革命性的低成本隱形軍艦。

二、信息技術(shù)催生顛覆性創(chuàng)新

當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的一大特點(diǎn)就是：顛覆性創(chuàng)新離不開(kāi)信息技術(shù)的使能。就是說(shuō)沒(méi)有信息技術(shù)的支撐，顛覆性創(chuàng)新就不可能實(shí)現(xiàn)。

很重要的原因是信息技術(shù)發(fā)展快、滲透性強(qiáng)、無(wú)處不在。大家一致認(rèn)為“計(jì)算”成為科學(xué)研究第三范式，現(xiàn)在也有人提出“大數(shù)據(jù)”是科學(xué)研究第四范式。我想舉兩個(gè)例子加以說(shuō)明：一個(gè)例子是2013年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，獎(jiǎng)勵(lì)三位科學(xué)家研發(fā)出多尺度模型，輔助化學(xué)家們用計(jì)算機(jī)模擬揭示化學(xué)反應(yīng)過(guò)程；另一個(gè)例子是材料基因組計(jì)劃，實(shí)際上就是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，建成集計(jì)算模擬、實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)庫(kù)為一體的材料研發(fā)創(chuàng)新平臺(tái)，建立材料的成分/工藝-組織結(jié)構(gòu)-性能之間的定量關(guān)系，改變了傳統(tǒng)的“試驗(yàn)”研發(fā)途徑，顯著減少研發(fā)成本，有效縮短新材料研發(fā)周期（從10～20年縮短到5～10年）。

還有就是“超級(jí)計(jì)算能力”能夠嵌入各類(lèi)設(shè)備，這就使得“智能”如影隨形。正如前面提到的很多顛覆性創(chuàng)新，都與智能分不開(kāi)。

當(dāng)然也離不開(kāi)成本降速驚人。從前的軍工產(chǎn)品，今天的兒童玩具；20世紀(jì)80年代初期，“大哥大”象征富人的身份，今天的手機(jī)、智能手機(jī)全面普及。用一句古詩(shī)詞形容就是“舊時(shí)王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”

同時(shí)還有網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)倍增。20世紀(jì)80年代，麥卡夫預(yù)言“網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值相當(dāng)于其使用人數(shù)的平方”，即網(wǎng)絡(luò)能有產(chǎn)生增殖效應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)的普及與應(yīng)用確實(shí)帶來(lái)許多新的事物，比如科研領(lǐng)域的“眾包”模式，能夠發(fā)揮“眾人拾柴火焰高”的優(yōu)勢(shì)；“網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)”成為資源，隨著網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的倍增，每個(gè)用戶(hù)的價(jià)值也在上升。

信息技術(shù)必須與其他學(xué)科跨界融合才能催生顛覆性創(chuàng)新。所以，MGI預(yù)測(cè)的12大顛覆性技術(shù)中，先進(jìn)機(jī)器人、自主運(yùn)載工具、腦力勞動(dòng)自動(dòng)化，全靠高性能計(jì)算、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的進(jìn)步；下一代基因組學(xué)、先進(jìn)油氣勘采，極大依賴(lài)計(jì)算能力和大數(shù)據(jù)分析能力的提高；3D打印，依靠計(jì)算機(jī)生成模型，得益于在線(xiàn)設(shè)計(jì)共享生態(tài)系統(tǒng)；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算，本身就是信息和通信技術(shù)；先進(jìn)材料設(shè)計(jì)、可再生能源利用也要依靠信息技術(shù)。軍事相關(guān)的“改變游戲規(guī)則”技術(shù)同樣離不開(kāi)信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)，DARPA明確表示：美軍必須在全球全方位主宰軍事行動(dòng)，從人道主義援助到國(guó)土防衛(wèi)，從反恐到主要區(qū)域作戰(zhàn)，關(guān)鍵是獲取信息優(yōu)勢(shì)和使能技術(shù)的能力。

三、我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展瓶頸分析

習(xí)近平總書(shū)記指出，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全就沒(méi)有國(guó)家安全，沒(méi)有信息化就沒(méi)有現(xiàn)代化?？梢?jiàn)當(dāng)今社會(huì)信息技術(shù)的重要性，同時(shí)也賦予我們科研人員新的使命。

那么如何評(píng)價(jià)這些年我們的科技進(jìn)步？我想有兩點(diǎn)：一是大幅進(jìn)步喜人。特別是系統(tǒng)集成能力空前提升（大型系統(tǒng)研制能力），部分基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)已達(dá)世界先進(jìn)水平（高水平論文發(fā)表）。二是嚴(yán)重制約依然存在。以前面臨的問(wèn)題仍然存在，基本盤(pán)面沒(méi)有變，只是可能層次上有一些變化。特別是使能技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)仍是瓶頸（材料、工藝、器件、物理基礎(chǔ)），高端自主品牌產(chǎn)品及體系寥寥，產(chǎn)業(yè)生態(tài)堪憂(yōu)。

為了分析我們信息技術(shù)的制約到底在哪里，我把這個(gè)問(wèn)題分為底層、中間層、上層三層。

我們的硬件主要卡在“使能技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)”等底層，主要是“材料、工藝、器件、硬件基礎(chǔ)”等相關(guān)基礎(chǔ)薄弱。比如說(shuō)微處理器能設(shè)計(jì)，但體系架構(gòu)參照國(guó)外，高端生產(chǎn)靠國(guó)外，部分IP核靠國(guó)外，基于物理基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)能力薄弱；一些大型高端系統(tǒng)能設(shè)計(jì)、制造，但其中核心材料、器件、控制軟件仍受制于人，領(lǐng)域?qū)Ｓ玫脑O(shè)計(jì)工具軟件主要靠引進(jìn)；新材料、新器件總是落后一步，導(dǎo)致“巧婦難為無(wú)米之炊”。

上層應(yīng)用軟件主要卡在“領(lǐng)域科技水平及跨領(lǐng)域交叉研究”。大型領(lǐng)域?qū)Ｓ霉ぞ哕浖究恳M(jìn)（如輔助設(shè)計(jì)軟件），大型領(lǐng)域應(yīng)用軟件主要靠引進(jìn)，可以注意到，這類(lèi)軟件基本無(wú)開(kāi)源?！皯?yīng)用軟件”主導(dǎo)的生態(tài)環(huán)境又嚴(yán)重制約了自主研制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)。

中間層軟件難在“概念創(chuàng)新、應(yīng)用積累、成體系競(jìng)爭(zhēng)、用戶(hù)體驗(yàn)”。信息領(lǐng)域一大特點(diǎn)是“創(chuàng)新概念”，用新概念引導(dǎo)用戶(hù)、引領(lǐng)市場(chǎng)，讓用戶(hù)“先入為主”。在這個(gè)層次上的軟件很多“不是做不到，而是想不到”，缺少應(yīng)用、缺少反饋，改進(jìn)無(wú)方向。大量第三方軟、硬件產(chǎn)品報(bào)團(tuán)成體系競(jìng)爭(zhēng)，自主產(chǎn)品往往陷入“不兼容是死路、兼容無(wú)出路”境地。該領(lǐng)域大量“開(kāi)源”有助于后進(jìn)者起步，但制約了后進(jìn)者的創(chuàng)新思維和能動(dòng)空間。

下面舉三個(gè)例子加以說(shuō)明：

第一個(gè)是憶阻器和DNA晶體管（使能技術(shù)）。憶阻器，將可能變革計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。1971年，伯克利大學(xué)蔡少棠教授理論推斷，應(yīng)存在一個(gè)與磁通量和電荷相關(guān)的第四種無(wú)源器件；2008年，HP研究人員首先在實(shí)驗(yàn)室造出憶阻器原型；2010年，HP宣布基于憶阻器的閃存2013年上市，雖計(jì)劃推遲，但仍在攻關(guān)。憶阻器做存儲(chǔ)器具有非易失、尺度小、功耗低等特點(diǎn)，單個(gè)憶阻器物理尺寸3nm2，速度與DRAM相當(dāng)，每立方厘米容量可達(dá)1000TB，并且可以完成邏輯計(jì)算。HP公司2014年6月宣布基于憶阻器的“The machine”計(jì)劃，定義了全新的計(jì)算機(jī)架構(gòu)，計(jì)劃10年內(nèi)推出，屆時(shí)將顛覆傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)層次存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，功耗相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)降低近2個(gè)量級(jí)。DNA晶體管，使廉價(jià)基因測(cè)序成為可能。DNA晶體管原理是在一塊類(lèi)似計(jì)算機(jī)芯片上，鉆眾多納米尺度小孔，孔中埋有金屬電極，以控制DNA運(yùn)動(dòng)；DNA流經(jīng)小孔時(shí)，密布于芯片上的反應(yīng)孔立即成為上百萬(wàn)個(gè)微反應(yīng)體系，讀出所含基因編碼。所以我們注意到，使能技術(shù)依賴(lài)于科技基礎(chǔ)和工業(yè)基礎(chǔ)，研究時(shí)間長(zhǎng)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大、顯示度小，但一旦突破，往往是顛覆性的。IBM最近宣布腦計(jì)算芯片TrueNorth又是一例。我國(guó)在這方面短板突出，導(dǎo)致系統(tǒng)研制總是落后一步，受制于人。

第二個(gè)是Gordon Bell獎(jiǎng)。該獎(jiǎng)項(xiàng)由美國(guó)ACM與IEEE聯(lián)合授予，始于1987年，主要目的是獎(jiǎng)勵(lì)“并行計(jì)算”方面取得的成就。美國(guó)世界技術(shù)評(píng)估中心（WTEC）評(píng)估多年得獎(jiǎng)項(xiàng)目，結(jié)論是：盡管獲獎(jiǎng)程序的應(yīng)用領(lǐng)域各不相同，但共同點(diǎn)是算法的改進(jìn)（線(xiàn)性代數(shù)、圖剖分、區(qū)域分裂、高階離散）使應(yīng)用程序?qū)τ?jì)算能力提高的貢獻(xiàn)超過(guò)摩爾定律。我國(guó)計(jì)算機(jī)性能已經(jīng)奪冠，也有很重要的應(yīng)用，但Gordon Bell獎(jiǎng)卻還是空白，期待解決領(lǐng)域問(wèn)題計(jì)算方法上的重大改進(jìn)。

第三個(gè)是IBM深藍(lán)和沃森計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。IBM深藍(lán)計(jì)算機(jī)擁有32個(gè)power2 CPU 節(jié)點(diǎn)，5.7 Tflops，1997年5月11日戰(zhàn)勝了國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫，意味著計(jì)算機(jī)在該領(lǐng)域?qū)θ祟?lèi)邏輯推理能力的超越。IBM沃森計(jì)算機(jī)擁有2880個(gè)power7 CPU核，80 Tflops，15 TB存儲(chǔ)，2011年2月17日，沃森計(jì)算機(jī)在美國(guó)最受歡迎的智力競(jìng)猜電視節(jié)目《危險(xiǎn)邊緣》中以高比分擊敗該節(jié)目歷史上兩位最成功的選手，代表著計(jì)算機(jī)理解能力的新飛躍。我們的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按其性能應(yīng)能完成“沃森”任務(wù)，但目前還做不到的原因在于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然人機(jī)接口、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等技術(shù)方面的研究能力不足。

總結(jié)起來(lái)，我們一定要聚焦應(yīng)用，跨領(lǐng)域協(xié)同攻關(guān)?！皵?shù)字鴻溝”根本是在信息應(yīng)用能力的差距上。應(yīng)用能力反映國(guó)家科技綜合實(shí)力，否則，“信息基礎(chǔ)平臺(tái)”再好，也難出效益。特別是要抓住“以應(yīng)用為主導(dǎo)的產(chǎn)品生態(tài)環(huán)境”，才能持續(xù)發(fā)展。所以講到顛覆性創(chuàng)新，大多數(shù)顛覆性創(chuàng)新都是“殺手應(yīng)用”創(chuàng)新暢想再加上信息技術(shù)使能，要以“殺手應(yīng)用”為綱，跨領(lǐng)域協(xié)同，帶動(dòng)體系群體突破。

四、高水平計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)

基礎(chǔ)研究能力、科技創(chuàng)新能力不足已成為國(guó)家心頭之患，其中高水平人才隊(duì)伍是關(guān)鍵。這就對(duì)我們提出了一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)前高水平大學(xué)教授的知識(shí)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)方式，能否為學(xué)生未來(lái)成為“基礎(chǔ)研究的奉獻(xiàn)者、前沿技術(shù)的攻堅(jiān)者、顛覆性概念和技術(shù)的開(kāi)拓者、跨領(lǐng)域融合的探索者”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)？

目前國(guó)內(nèi)IT人才結(jié)構(gòu)失衡。過(guò)去30多年，我國(guó)主要依賴(lài)國(guó)外軟硬件系統(tǒng)和技術(shù)體系，應(yīng)用開(kāi)發(fā)型人才充足，核心技術(shù)研發(fā)人員卻極度匱乏。用國(guó)外IP做SoC的人才充足，研制自主CPU核的人才極度缺乏；有幾十萬(wàn)JAVA程序員，很少具備JAVA虛擬機(jī)的研發(fā)能力；從事瀏覽器應(yīng)用的團(tuán)隊(duì)數(shù)以千計(jì)，很少去掌握瀏覽器底層JS引擎研發(fā)技術(shù)?？傮w上表現(xiàn)為局部改進(jìn)的能力很強(qiáng)，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)能力弱（包括軟件和硬件）。

產(chǎn)生的原因是多方面的，其中大學(xué)生的培養(yǎng)尤其需要我們深入思考。我們的課程體系、教學(xué)方法等需要我們不斷改進(jìn)、認(rèn)真研究。

習(xí)近平2014年在中國(guó)科學(xué)院第十七次院士大會(huì)、中國(guó)工程院第十二次院士大會(huì)上提出：不能總是用別人的昨天來(lái)裝扮自己的明天。不能總是指望依賴(lài)他人的科技成果來(lái)提高自己的科技水平，更不能做其他國(guó)家的技術(shù)附庸，永遠(yuǎn)跟在別人的后面亦步亦趨。我想對(duì)于我們這樣一個(gè)大國(guó)，一定要有自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

毛澤東曾提出：坐在指揮臺(tái)上，如果什么也看不見(jiàn)，就不能叫領(lǐng)導(dǎo)。坐在指揮臺(tái)上，只看見(jiàn)地平線(xiàn)上已經(jīng)出現(xiàn)的大量的普遍的東西，那是平平常常的，也不能算領(lǐng)導(dǎo)。只有當(dāng)著還沒(méi)有出現(xiàn)大量的明顯的東西的時(shí)候，當(dāng)桅桿頂剛剛露出的時(shí)候，就能看出這是要發(fā)展成為大量的普遍的東西，并能掌握住它，這才叫領(lǐng)導(dǎo)。我想，顛覆性創(chuàng)新的本質(zhì)就在于此。

[責(zé)任編輯：余大品]