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第26章 计算机技术的发展趋势(2)

正因为汤玛斯·沃森有这样的预测,IBM从ENIC问世一直到20世纪50年代,它不介入计算机产业,认为这不是个市场,不足以形成工业,一直在旁边看,根本不参加。一直到50年代初,它才下决心进人这个产业,为什么?因为朝鲜战争。朝鲜战争一打,美国国防部面临一个迫切问题,大量的朝鲜文的文件要在很短的时间内翻译成英文,没有办法,就给计算机的制造厂商提出来,谁能做,我就马上给合同,马上给钱。这时候沃森看出来了,有戏,现在能形成市场了,他才进入。ENIC问世后七八年才决心干这件事,可是一干就不得了,几年内变成泰斗,变成霸主了。可是,他当年曾经有过这么一个错误的判断,这个判断使IBM迟迟下不了决心进入这个产业。

第二个是年轻人的崇拜偶像比尔·盖茨。他在1982年曾经说,在相当长一段时间内,内存空间里只要640K就够用户用的了。可是现在,大家知道,你出去随便买一台个人电脑,配置起码要256兆内存,随随便便就推荐你512兆,10年前我们还用64兆(相当于65536K)呢,640K就够用户用了?根本就不够。可是,比尔·盖茨在80年代就说过这样的话。

还有一位很了不起的人物,20世纪80年代在美国牛得不得了,叫肯·奥林,他是DEC公司的创始人。DEC是小型计算机和超级小型计算机的世界霸主,在70年代末起飞,扶摇直上。到80年代中期,1986年、1987年,DEC给自己起了个名字叫“IBM的杀手”,意思是它下一个就要宰IBM。它从一个不知名的小公司开始,在短短的十几年内变为世界第二大计算机公司,仅次于IBM。所以1987年,在哈佛大学和麻省理工所在的城市——波士顿,有一条河叫查尔斯河,他在这条河上租了伊丽莎白号游艇,把全世界的客户和协作人请到游艇上,又吃又玩一个礼拜,这个礼拜他起名叫“DEC WEEKDEC周)”。他的一个口号是“下一个要杀IBM"’,牛得不得了。可是,他曾经说过一句话:家用计算机毫无用途(Home computermake no sense)。就因为他对个人计算机、家用计算机的这样一个错误估计,在几年 之内,几乎到了金字塔塔顶的这家公司,迅速垮下来,后来卖给康柏,康柏又把自己卖给惠普,最后连本底都找不到了。

所有上述世界泰斗都因认识滞后而失算,这些都是认识落后于实践,但是也有超前实践的错误。

1950年,A.图灵曾预言:到2000年,我们将会有同人类具有同样反应能力的计算机。A.图灵了不起,这个天才只活了42岁,1912年生,1954年去世。他是现代计算技术的概念和计算机科学的鼻祖,1936年,他在英国《数学》杂志上发表了一篇文章,描述了现代计算机技术的完整概念。所以,ACM在成立之后建立了一个奖金叫“图灵奖”,现在被称为是计算机界的诺贝尔奖金。这么一个伟大的计算机科学天才,也做过错误的判断,因为他死的时候是1954年,他认为50年后,也就是2000年,下一个世纪开始的时候,人们就可以造出和人脑具有同样反应能力的计算机,那时候有人管它叫think machine。今天已经2006年了,显然,今天还没有这样的机器。

60年代前后,人工智能的奠基者们相信,10年或20年后,具有思维能力的机器将成为现实。和图灵的想法差不多,在他说这句话后差不多10年,整个人工智能学术界有这样一个共同的看法。

所有这些都未能如期实现。前面有好几位世界著名人士的认识远远落后于实际,后来又有世界著名人士认识超前了实际。《无法预计》里讲:“凡是针对硬件的估计,往往是落后于实际。凡是涉及软件的估计,往往是超前于实际。”硬件的技术发展得比人的预想往往要快,而软件技术的发展往往比人设想的要慢,大体上有这样一个规律。

所以,我这个“傻大胆”的一个想法是只谈趋势,坚决不谈具体的指标,要谈具体指标,我会比上述这些名人最后要犯的错误大得多。

计算机跟人脑不是互相代替,而是互补双赢

现在我们讲计算机技术在今后50年的趋势,是向两极发展。一极叫做“高性能计算”,这是计算机学科界的一个名词,High Performance Computing(HPc),这种技术体现在建造许多超级计算机,它的计算功能、速度超强,这是计算技术的一个方向,向超强的计算能力发展。第二个方向是无所不在的计算,叫“I_Ibiquitous Computing"’,这是带有点学术味道的名字,学术味浓一些,计算机制造业或者商界起了一个通俗的名字“普式计算”(Pervasive Computing),即渗透到各个领域的计算技术。一个是向超高性能和功能发展,一个是渗透到各个领域、无所不在的技术发展,这就是今后的两大发展趋势。

先看看高性能计算,首先是国外的情况。到现在为止,最近几年最著名的高性能计算的成果,是有几台很有名的计算机。

第一台是2004年完成的,美国IBM做的,是美国能源部的项目,叫“紫色”(ASCI Purple),运算速度达到100亿万次,用途是模拟核爆炸。ASCI(加速战略计算技术创意项目),美国的核武器研究实验不是搁在国防部,而是放在能源部(I)OE),ASCI是它下面的一个项目。大家知道,禁止核扩散的国际条约,不仅仅是禁止使用核武器,还进一步要求停止核试验。我们国家最早就承担了不首先使用核武器的义务。

美国也承诺了停止核试验,它自己不做,也不让你做,大家都不做。而美国采取了数学模拟的办法做,不是物理的办法做,不在山里挖一个大洞或者在地下做,而用计算机做。你们大家都不能做,实际上我还在做,叫“计算机仿真”,来仿真核爆炸的许多过程得到重要的参数。

第二,日本在2005年超过了美国,做出了世界上最快的“地球模拟器”,日本不能搞核爆炸,也不能搞模拟,它来了一个地球模拟器(Earth Simulator),作为地球仿真研究,实际上也是用在生物,用在核物理研究,用在气象上,计算速度是130亿万次。

第三,在日本去年做出了世界上最快的、能量最强的举行超级计算机之后,美国很快在当年晚一些时候赶上来,就是IBM的“蓝色基因”(Blue Genes)。大家知道,IBM的商标是蓝色的IBM,IBM在西方世界有一个外号叫“大蓝”(Big Blue),它老喜欢用蓝,所以把这台超级计算机起名“蓝色基因”,实际上目标也是朝着仿真核爆炸做的这台机器,计算速度是280.6万亿次,是地球仿真器的速度的两倍。

第四,今年美国“蓝色基因”的c型要做出来了,预计在今年完成,速度是1000万亿次。这是国外在超级计算机上,也是在高性能计算技术发展上的最新情况。

再看我国的情况,我国还是不错的,虽然与美国还有一段距离,但是发展速度很快。1983年,“银河”问世,在国防科技大学,当时的速度是每秒1亿次。1992年11月,银河二号,10亿次。1997年,银河三号是130亿次。在中国科学院计算所所长李国杰院士的领导下,2003年11月深腾6800机群系统,达到了4.183万亿次。2004年6月,曙光4000A,达到了11万亿次。2005年、2006年我的数据还没有,肯定又有新的发展,但是2004年就做到11万亿次,也是不错的。

“紫色”也是做核爆炸模拟的。它的峰值计算速度是100teraFL,OP/S,tera是10的12次方,也就是100万亿次。

耗电,总耗能7.5兆瓦,也就是7500千瓦,不得了。清华原来的自备电厂是3000千瓦,现在当然不够用了,但是清华大学总的用电也就是七八千千瓦,到不了一万千瓦。刚才我们讲ENIC是140千瓦,清华大概是5万人的校园,这台机器是7500千瓦,相当于四五万人的小城市的全部用电量。

当然,“紫色”的个头也很大。用的是IBM的Power芯片,共12000个芯片,组成了一个并行处理。“紫色”的运算速度达到了100万亿次,和人脑比较一下:英国科学家比德·柯兰斯,是在英国电报电话研究院工作,他有一个估计,认为人脑的信息处理能力大约是每秒1000万亿次,存储容量大概是万亿字节,人脑是世界上最方便、最廉价、速度最高的信息处理系统。

按照刚才的高性能计算,看来,今年IBM的“蓝色基因C”目标就是1000万亿次,就是人脑的运算速度的指标。如果柯兰斯的假定可以成立,超级计算机很快就会具有人脑的能力。也就是说,人造的思想机器很快就会成为现实。不过,我的看法是对此抱否定态度。有两个原因——

一个是,人脑的能力是无法用一两个静态的物理参数描述的。刚才讲的,1000万亿次是峰值指标,峰值指标也是用一组基准测试程序测试下来的一个巅峰指标。但是,超级计算机巅峰指标到了1000万亿次,它的实际常用性能常常只有峰值指标的十分之一,1000万亿次是用特定基准程序去测,而平均实用的速度只有峰值指标的十分之一。所以,即使超级计算机做到1000万亿次了,那只是一个基准程序测试组测试下来的巅峰指标,和人脑的平均性能的1000万亿次还差10倍。

另外,人脑是个生命体,不像计算机是一个物理装置。物理装置的指标一经建造出来,就定在那儿了,而人脑是个生命体,有个生长的过程。刚生出来的孩子,指标是低的,在一生中有个峰值,到老了,机能下降了,指标又会下来。而这个英国科学家的结论是怎么得来的,峰值指标是什么?不清楚。

所以我想,要想达到人脑的计算能力,不是某个特定的指标在特定的计算方法下接近人脑的能力,就算是可以达到了,也是两码事。还有,计算机既是一个物理装置,又是一个逻辑运算装置,它的全部功能来自最基础的逻辑运算。稍微碰过一下计算机的人都知道,计算机CPIJ里的逻辑计算器真正会做的,就是做加法,加负号是减法,乘法就是加多少次,或者说逻辑的三种做法,“与”、“或”、“非”。它是一个纯粹的逻辑装置,它只有理性,只有逻辑,没有感性。而人脑,不仅仅有理性、理智的功能,还有感情,还有激情,还有灵感。所以,尽管计算机可以用逻辑推算办法去下棋,计算的步骤可以比拟世界下棋权威,但是让计算机作曲,比陈钢作的《梁祝小提琴协奏曲》还好听,我不相信。

所以,计算机的逻辑判断只有一个,人对同样的情况、同样的境遇,在他高兴的时候所做出来的反应和生气的时候做出的反应是不一样的,计算机只能一样,只要前置设定的条件定了,只有一个解决,没有感情的因素,没有感性的因素。所以,你想让计算机完全跟人一样,我不相信,只能说它是在某些方面或某些指标上接近于人的功能。完全替代人,那是不可能的。

所以,计算机无论能力有多强大,始终是人脑的延伸物和助手。正如我们最先进的飞行器,还是人的肢体的延伸,而不能代替人,它只能帮助人,扩大你的能力。

可是,《无法预计》中又从另外一方面说了一个意思:一方面,人脑的这种神奇的能力,是计算机无法全部做到的,但另外一方面,计算机也有比人脑好的地方。《无法预计》中有一章,题目是“为什么计算机不像人脑一样工作是件好事情?”,其中谈到,人脑尽管可以变得很聪明,很有灵感,我相信,如果一般人到了1000万亿次,爱因斯坦的脑子可能不止1000万亿次,如果人脑的存储量是万亿级,爱因斯坦可能比我们多一两个数量级。但是,尽管人脑有如此神奇的能力,可也有很致命的弱点。所以书中说,尽管都想让计算机做到像人脑一样,但是也不能完全像人脑那样,那样就麻烦了,因为人脑时常容易出错。

大家在银行存钱,不管是工商银行还是建设银行,不管存多少钱,最后都是变成计算机磁条中的一个数码。假定人脑的功能强,如果大家不用找银行,都存到我这儿,我给你记着,那就麻烦了。我睡一觉以后,把你的钱记成他存的钱了,要不然你存了1块,我给记成100块了。所以书中说,幸亏计算机不像人脑一样。如果计算机都像人脑一样,也麻烦,人脑有机器难以做到的,但是人脑也有它的麻烦,感性、情感、激情、灵感是好东西,但是这些东西也容易出问题。所以,计算机跟人脑不是互相代替,而是互补双赢。计算机和人脑的关系,不管如何发展,总是一个互补、双赢的关系。

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