梅宏
網(wǎng)絡(luò)本身是因為什么而產(chǎn)生價值?互聯(lián)網(wǎng)能夠產(chǎn)生價值的核心機理就是連接,著名的梅特卡夫定律,說的就是網(wǎng)絡(luò)的價值與網(wǎng)絡(luò)用戶節(jié)點數(shù)的平方成正比。所以,網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模與節(jié)點數(shù)的平方是成正比的,網(wǎng)絡(luò)的價值也就相應(yīng)越大。
這個時代的一個非常重要的趨勢,叫作“軟件正開始成為人類社會的基礎(chǔ)設(shè)施”??梢詮膬煞矫胬斫?,第一方面就是在信息基礎(chǔ)設(shè)施里面,軟件是非常重要的構(gòu)成成分。第二個方面就是隨著人、機、物融合時代的到來,傳統(tǒng)物理世界的基礎(chǔ)設(shè)施也面臨著一次新的改變,我們要用軟件去重新定義傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施,把傳統(tǒng)物理世界的基礎(chǔ)設(shè)施完成數(shù)字化以及可定制化。這導致了軟件將會成為人類社會的基礎(chǔ)設(shè)施和支撐我們?nèi)祟惿鐣\行的一個不可或缺的元素。
所以說,軟件無處不在。它在為我們的社會、為我們每個人賦能、賦值、賦智。我再用兩個名人的話來總結(jié)一下,一個是Netscape(網(wǎng)景,第一個瀏覽器公司)的創(chuàng)始人馬克·安德森說過一句話:軟件在“吞噬”世界。美國的工程院院士、C++語言的發(fā)明人本賈尼·斯特勞斯特盧普說,人類文明將運行在軟件之上。
現(xiàn)在的國家安全,信息安全是其中非常重要的一個方面,信息安全問題已經(jīng)成為事關(guān)經(jīng)濟安全、社會安全、國防安全的“第一安全”。軟件實現(xiàn)了對信息的存儲、加工和傳輸,因此說軟件的安全對信息安全是至關(guān)重要的,它是整個網(wǎng)絡(luò)空間安全里非常重要的要素。未來隨著軟件的“基礎(chǔ)設(shè)施化”,很多事物都要靠軟件來管理;比如,工業(yè)控制靠軟件。工業(yè)要聯(lián)網(wǎng),形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),這是必然的趨勢,但是,這其中也帶來了一個很重大的安全問題。未來,我們的軍事、工業(yè)、金融等都要聯(lián)網(wǎng),都要和各網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián),這些重大領(lǐng)域的安全都必須建立在軟件安全的基礎(chǔ)之上?,F(xiàn)在,國內(nèi)很多制造業(yè)都在完成新一輪的和信息化的結(jié)合,比如,要解決數(shù)字化問題、網(wǎng)絡(luò)化問題和進一步的智能化問題。這其中,軟件的作用非常重要,它不僅是一個使能技術(shù),而且如果它的安全問題解決不了,在工業(yè)制造領(lǐng)域所帶來的損失會比我們?nèi)粘I钪衅渌囊恍?yīng)用所帶來的損失大得多。
現(xiàn)在我們的社會已經(jīng)離不開軟件了,未來會怎么樣?可以說,“軟件定義的未來世界”。
未來是一個人、機、物融合的環(huán)境,在這個環(huán)境里面,信息基礎(chǔ)設(shè)施是什么?是海量異構(gòu)的各種軟硬件資源。這就是經(jīng)常講的云、管、端,還有物,各種設(shè)備在一個網(wǎng)上連接,當然還有人的介入,各種資源是海量異構(gòu)的。同樣在這個環(huán)境之下,各種新型的應(yīng)用需求層出不窮,需求形態(tài)多樣。各種新的計算模式,要支撐共享經(jīng)濟,支撐各種應(yīng)用商店,支撐社交網(wǎng)絡(luò)、人工智能應(yīng)用、電子商務(wù)、電子政務(wù)等。
在這種情況下要解決這種問題,按照軟件長期發(fā)展的思路,我們需要構(gòu)建一個軟件平臺。平臺為各種各樣的應(yīng)用提供共性的服務(wù),也就是要凝練共性,把各種應(yīng)用需求的共性凝練下來,放到平臺里。軟件平臺要把這些資源管起來,把海量的異構(gòu)資源管起來。
軟件平臺要應(yīng)對應(yīng)用場景的動態(tài)多變,即能不能做到按需定制。給不同的人可以定制不同的平臺,給不同的組織定制不同的平臺,這就是軟件定義。那什么是軟件定義?軟件定義就是把硬件連接的一體化的基礎(chǔ)設(shè)施的中間的一些部件,通過軟件虛擬化的方式提供可操控的接口,然后用軟件把這些接口連起來,使得硬件能夠?qū)崿F(xiàn)靈活互聯(lián)。
所以,軟件定義的本質(zhì)是通過虛擬化及應(yīng)用編程接口把硬件的可操控的成分暴露出來,然后按需實現(xiàn)硬件的管理??偨Y(jié)起來就是兩句話:基礎(chǔ)資源虛擬化,管理任務(wù)可編程。其實,我們的計算機操作系統(tǒng)已經(jīng)就是這么做的,向下管硬件資源,向上支撐各種各樣的應(yīng)用服務(wù)。
編寫出一個軟件操作系統(tǒng),我們的能力是具備的。但問題是,怎么讓它的生態(tài)建立起來。因為做出一個操作系統(tǒng),做出一個系統(tǒng)軟件,要有人用,要有人在這上面開發(fā)各種應(yīng)用軟件,這才是最關(guān)鍵的的一點。現(xiàn)在我們要破解這樣一個問題,這個不是靠喊口號的,要靠一代一代的人努力才能做到。
比如說軟件定義的城市。2012年,BBC報道了倫敦在部署所謂的“智能城市操作系統(tǒng)”。智能城市也是軟件的架構(gòu),把傳感器層、控制層、監(jiān)控層和應(yīng)用層弄起來,形成一個平臺,形成一個整個城市的軟件定義。隨著這種人、機、物的融合在物理世界的延伸,城市里面各種信息物理基礎(chǔ)設(shè)施以開放、共享、智能、連接的方式,通過軟件的方式來實現(xiàn),從而支持城市對各種硬件基礎(chǔ)設(shè)施以及人的活動的精細化管理,這就是“軟件定義的城市”。
現(xiàn)在人工智能很火,各種人工智能的應(yīng)用成為發(fā)展的一個大熱潮,但實際上,我們現(xiàn)在的人工智能總體上還是算法人工智能。那么,我們通過一種通用的平臺,提供通用的框架能不能支持各種人工智能應(yīng)用的按需定制呢?我想這應(yīng)該是值得探討的一條思路。我們要通過軟件的角度打造一個支撐各種智能化應(yīng)用的平臺,這是軟件的思路。
基于軟件定義,就是剛剛講的操作系統(tǒng)本身,實際上,我們要解決什么問題?就是要解決一個各種各樣的物體、各種各樣的平臺、各種各樣的組織的操作系統(tǒng)的問題。這就是我提出的一個概念,叫作“泛在操作系統(tǒng)”(Ubiquitous Operating System,UOS)。這也就是未來的操作系統(tǒng)將從計算機的操作系統(tǒng)要變成各行業(yè)、各組織的甚至家庭的、城市的操作系統(tǒng),這些東西都是通過軟件定義來實現(xiàn)的。所以,我把軟件定義看作是一種技術(shù)方法、一種思維途徑、一種實現(xiàn)途徑和一種操作系統(tǒng)平臺展現(xiàn),它實際上是可以畫上等號的。
我們正在進入一個新時代,一個好時代。而且,中國這個火車頭已經(jīng)開起來,誰也擋不住,我們的發(fā)展是必然的。我們和發(fā)達國家比,優(yōu)勢在哪里?那就是后發(fā)優(yōu)勢,我們沒有前面那么多的歷史包袱,和發(fā)展中國家比,我們的優(yōu)勢是什么?我們正當其時,他們沒準備好,我們準備好了。所以我想這是歷史給我們的窗口期。
20多年來,我們?nèi)〉昧碎L足的進步。我沒有留過學,只是在1999年去貝爾實驗室待過一年,其余時間一直在國內(nèi)成長。我覺得,我們現(xiàn)在的很多學術(shù)成果,很多的技術(shù)產(chǎn)品,和國際上比并不差,所以這就比我們過去仰頭看西方的時期的差距大大地縮小了。
但科學研究、技術(shù)發(fā)展有它的規(guī)律,很難一蹴而就,畢竟我們是從一個一窮二白的基礎(chǔ)上開始發(fā)展的。在新的生態(tài)模式之下——比如說現(xiàn)在可以看到硬件開放的趨勢已經(jīng)很明顯,軟件開源也已經(jīng)成為氣候——所以在這個基礎(chǔ)之上,我相信我們要構(gòu)建一個自己的、可控的體系應(yīng)該是可能的,只要我們有自信心,同時有大家共同的努力。
未來世界是一個人、機、物融合的世界,我們需要把各種各樣的信息資源連到一起,同時信息資源又要和各種社會資源、各種物件、各種設(shè)備硬件資源關(guān)聯(lián)起來,還有支撐我們各種各樣的應(yīng)用模式,在大數(shù)據(jù)、人工智能、共享經(jīng)濟、平臺經(jīng)濟等新的概念之下形成的一個場景。這個場景是什么?從軟件的視角來看,就是“萬物皆可互聯(lián),一切均可編程”。這些東西要靠軟件定義的方式來實現(xiàn),所以說未來世界一定是一個離不開軟件的世界。這就是我今天講的主題:為什么叫軟件定義的未來世界。(作者系北京理工大學副校長、中國科學院院士,本文為作者在2017年10月26日舉行的2017中國計算機大會上的演講稿節(jié)選。)