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第32章 未知的世界(3)

洪加威在计算机科学上的成就

“三个中国人算法”、“相似性原理”、“例证法”,这些成果曾多次引起国际轰动。作出这些成果的是世界着名数学、计算机专家洪加威(1936—)。

洪加威读书时各科成绩优秀,数学尤其出色。他兴趣广泛,琴棋书面,全面发展。1955年他以优异成绩考入北大数学系,1962年又考上北大数学系研究生。但他经历的道路却坎坷不平,长期专业不对口,多年下放劳动,当过调查员、赤脚医生、公社农业技术员、美工……。在逆境中,他从没有放弃为科学献身的理想。

洪加威的过人之处,在于他抓学科突破点的敏锐洞察力和解决问题时的巨大创造力。1980年,他提出的“相似性原理”,扩充和加强了计算机科学和数学的着名论题——图灵论题。国际人工智能界的热门话题“连结模型”(一种大脑的数学模型),被认为是十几年来人工智能界最重要的成果之一。洪加威严格证明了这种模型和其他计算模型是等价的,从理论上深刻地揭示了这一模型的本质,为进一步研究奠定了理论基础。在数学上,要否定一个几何定理,找出一个反例就够了。但是要证明一个几何定理,决不能只靠一些具体例子,洪加威打破了人们的传统观念,提出了别具一格的“例证法”。人们只要找出一个具体的例子和一个误差范围,用计算机检查一下,如果这个例子在误差范围内正确,这个几何定理就被证明了。否则定理不成立。这是对初等数学的一大贡献。

洪加威不仅是一个优秀理论家,还是一个重视联系实际的人。他为解决数控机床在使用上的困难,设计了一套高功能的XY语言。这使得数控机床的使用变得十分简单,有初中文化程序的人只要训练几天就可以掌握。

无孔不入的交通网

1993年美国宣布要执行“信息高速公路”计划,其正式名称是“全美信息基础设施(NII)”计划。这一计划的目标是要建设一个遍布全美的高速光纤通信网络,其末端将伸入美国的每一个基层单位、每一个家庭,构成四通八达、无孔不入的通信“交通网”。

这一通信网络的传输能力,第一步是要使其达每秒传输10亿比特,这已比目前实用的数字网络快千倍,今后还要使其每秒能传输1万亿比特。由于其传输速度异乎寻常地高,所以俗称为信息高速公路。

每秒传输10亿比特的信息量相当于6000多万汉字的信息量。例如《人民日报》每天8版约10万个汉字,利用信息高速公路,1秒钟便可把近两年的《人民日报》信息全部传送完。如用于传送彩色电视节目,每一频道需要有每秒600万比特的传输能力,也可以同时传输160个频道的彩色电视节目。

美国所以要建设信息高速公路,当然不是灵机一动、心血来潮,而是有它的客观需要和历史必然。就像由于经济发展、道路交通拥挤需要修建高速公路一样,当人类步入信息时代时,需要传送的信息量猛增,因此也需要修建传输能力非常大的信息高速公路。

信息高速公路工程的具体内容可分为三个部分。一是要建立连接全国的统一的骨干通信网。二是要建立从骨干网通往最终用户的分支网,就像高速公路要有进出普通公路的通道一样。三是要完善最终用户的信息环境。

现在美国已有不少规模不同的通信网。这些通信网包括各种电话网、有线电视网、计算机网、商业性的服务网等等。其中最有名的要数已经运行了20多年的国际互联网Internet。但是它们还没有连成整体,而且传输能力较低,通常只能传输文字、数据,而很难传输声音、图像,特别是能传输彩色图像的更是为数甚少。因此,建立骨干网的任务,除了新建部分外,就是用统一的标准对原有的网络进行改造、提高。以便连接成全国性的高速通信网络。

除了骨干网外,还要有分支网。它们包括诸如各大学的校园网、各地区的电话网和有线电视网,还有各个机构的专业网等等。总之,这是一些复盖范围较小的网络。骨干网将把它们连接在一起,并经由它们通往最终用户。

要使信息高速公路能被千千万万的最终用户所充分利用,还要完善最终用户的信息环境,如为其配备各种适用的信息发送和接收设备等,使其随手可获得所需的信息。

信息高速公路的意义,在于它使人类真正进入信息时代。电话、电视、电脑的出现,标志着人类在利用信息的道路上的三个里程碑。它们中每一个都对人类社会的进步和人们工作、生活方式的改变起过巨大作用。而信息高速公路将使这三者三位一体。这对人类社会的影响将超过这三者在历史上起过的影响的总和。

信息高速公路的影响是多方面的。概括起来主要有三方面。一是将加快经济的发展,带来巨大的经济效益。二是将改变人们的工作和生活方式。三是将引起社会结构的深刻变化。当然,这三方面的影响不能截然分开。

从经济学的观点看,信息流量是国民经济发展的倍乘因子。其关系式可表示为:社会净产值=各部门物质生产(人力+资金)投入总和×信息流量。信息高速公路建成后,社会信息流量将呈几何级数增加,因此经济将会加速发展。曾经有人预测,美国信息高速公路建成后,将使美国高速公路、航运的负担减轻40%,能源消耗减少40%,劳动生产率提高20-40%,而且还能带动电话、电信、电视、电缆、计算机软硬件、出版、音像、文化娱乐业的发展,因而有极高的经济效益。

信息高速公路对人们工作和生活方式的影响,首先表现在它将促使社会加快进入多媒体时代,使商业电子化登上新的高峰。如前所述,许多多媒体用途需要通过网络实现,而且多媒体用途的信息量将成百倍地增加,因此要求有高速的传输能力大的通信网络。信息高速公路满足了这一要求,故对人们工作、生活方式将起巨大影响。

迄今为止,社会系按拥有的财富将人分为富人和穷人。而在信息社会中,谁拥有信息资源,谁能有效地利用这一资源,谁便将在竞争中处于有利地位。因此在美国已经出现了把人分为有知识的和无知识的不同阶层。这意味着未来的社会结构将发生深刻变化。

1994、1995两年,世界最大的软件公司——美国微软公司董事长盖茨两次名列世界首富,个人拥有财产达129亿美元。以前,人们只听说过钢铁大王,石油大王、汽车大王成为首富,而如今原本是一个穷小子的盖茨,仅仅凭借自己的软件天才,在不到20年的时间里,便超越多少世代相传的豪门巨富而成为世界首富,使人不能不惊叹在信息社会里知识所占的重要地位。

由于信息高速公路的重大意义和影响,自美国政府一提出,犹如一石激起千层浪,在全世界引起巨大反响。各国都纷纷提出适合自己国情的信息高速公路计划,形成世界性的建设信息高速公路的热潮。

我国从自己的国情出发,提出了促进国民经济信息化的三金工程,即金桥工程、金关工程、金卡工程。其中的金桥工程便是信息化的基础设施,其目标是要建设一个传输能力为每秒200万比特的公用骨干通信网,也就是国家公用经济信息网。所以称为“金桥”,是因为它是把各个地区各个部门的信息网架接起来使其相互沟通的“金桥”。因为它的传输速度还不够高,所以又把它称为“信息中速国道”。

这一覆盖全国的公用骨干网,既要同国务院各部委专用网相连接,又要同30个省市自治区、500个中心城市、12000个大中型企业、100个计划单列的重要企业集团以及诸如三峡工程、大亚湾核电站等国家重点工程的信息系统相连接。

它还要同银行系统的金融网以及其他信息数据专用网相互连接,并同邮电系统的数据网互为备用、互为支持。它可传输数据、话音、图像、传真。建成后将加快信息的传输,对提高我国宏观经济调控和决策水平,对促进信息资源共享和推动信息服务业的发展,都有十分重要的意义。“由汽车”到“信息”

“信息高速公路”是对未来信息网络的一种通俗、形象的叫法。“高速公路’尽人皆知,它是一条有让许多车辆同时并行通过的大马路。顾名思义,“信息高速公路”便是一条能够高速地并行传输大量信息的很宽的信息通道。在当今这个被人称作是信息“爆炸”的时代里,信息对于人类社会的生存和发展生死攸关。因此,为信息畅通无阻地传递开辟这样一条大道,自然是非常必要的。它如同19世纪的铁路网、20世纪中叶的高速公路网一样,具有划时代的意义。

“信息高速公路”的“路面”不是沥青,也不是钢筋混凝土,而是前程无量的新一代信息传输媒体——光纤。光纤是光导纤维的简称,它是由石英玻璃制成的,细如丝,但却具有惊人的传送信息的能力。一根由32条光纤组成的、直径不到13厘米的光缆,便可以传送5千个频道的电视节目和50万路电话。这只是当前所能达到的实际水平。其实,它还有比这大千倍的潜力。光缆正是今后信息高速公路的主干道。如果在容量上把目前传输信息的铜线与光缆相比,真算得上是“小巫见大巫”了。未来的信息媒体也不只是光纤一种,它是唱主角的,除此之外还有许多配角。如卫星通信线路、微波通信线路和同轴电缆等。这些“配角”,虽容量不及光纤,但各有各的长处,在未来的信息网里也都有它们的用武之地。

在未来信息高速公路上“行驶”的,也不是各种各样的汽车,而是大量的、形形色色的“信息”。有大家所熟悉的话音信息(电话),也有计算机与计算机之间彼此“交谈”的信息(计算机通信)和信息含量丰富、为人的视觉所接收的种种图像信息(电视、电影、各种商品信息等)。由于信息高速公路的容量很大,可以容许这些信息同时快速通过,而不至出现拥塞现象。信息高速公路的“构筑”,为人们迅速、及时地获取多种多样的信息提供了必要的条件。

信息高速公路是“双行线”。它的每个用户不仅是信息的被动接收者,还是信息的主动提供者。人们把这种特征称作“交互式工作方式”。譬如,我们现在看电视,只有在无线电视台和有线电视台播放的十几个或几十个节目中选择:而今后,操纵我们身边的终端设备,便可以经信息高速公路,从储存丰富的图像信息库里随时点播爱看的电视或电影,从而变被动为主动。

信息高速公路实际上就是以大容量数字化光纤线路为骨干,将政府机关、企业、大学、研究机构和家庭等连接起来的高效率信息网络。连接在这个四通八达的网络上的用户,可以用声音、数据、图像等任何一种形式互相传递信息,并能够随时随地获得各种各样的社会信息服务。信息高速公路效率之高,可以通过一个例子来说明:如果我们用现有的计算机网络传送33卷《大不列颠百科全书》,约需13个小时,而利用信息高速公路,便只需4.7秒!

通过上面的粗略介绍,你一定会发现,要建成信息高速公路,必须有以下三项基本设施:①要有信息来源即产生提供信息的“信息源”;②要有传送信息的网络;③要有显示信息的装置。在同阶段,信息主要来源于政府机关、电视、广播部门、新闻出版机构以及金融、旅游、教育、娱乐等行业。然而,在信息高速公路时代,信息来源将大大超出以上范围。凡是想进入信息高速公路的单位、企业或个人,都可以成为信息的提供者。也就是说,网络中的用户不再是单纯的信息索取者,而且还可以提供信息。这是信息高速公路“双向性”所带来的好处。

高速传送信息网络的骨干便是上面介绍过的容量高过普通铜线几十万倍的光纤。在信息高速公路时代,显示信息的装置将是集声音、文字和图像于一身的多媒体终端。利用这种“一身多职”的终端,人们既可以彼此通电话,互相传送图片,点播电影、电视,还可以从信息库获取别的有用信息。之所以能做到这一点,是由于信息高速公路已经把昔日彼此独立、分散的通信网络,统统地纳入一个以数字化为基础的大网之中。

高速网上新生活

信息高速公路将会对人类的经济和社会生活带来巨大的影响,这是毫无异议的。它在某些领域的应用前景已经呈现在我们眼前。

视频点播。

视频点播是比现在的有线电视更富魅力的一种服务方式,有线电视不只是频道有限,而且还能在有线电视台安排的时间内选看节目单上开列的节目。视频点播就不同了,如果你想看某个节目,只要向视频节目资料库发出一个指令,便可以随心所欲地点播。也就是说,可以为你“专场播放”,如果你看累了,还可以使用“暂停”功能,让它过一会儿再放。上面已经提到,实现视频点播,需要很宽的信息通道,真是非信息高速公路莫属。

远距离诊疗。

信息高速公路闪电般地快速传递信息的能力,将会带来一场医疗革命。到那时,目前那种干里迢迢求医难的状况将会大大缓解。反映病人健康状况数据、资料(包括高分辨率的x光图像),都可以经信息高速公路传到名医的案头,病人还可以通过电视电话回答医生的询问,如同面对面就诊一般。对于疑难病症,医院还可以通过会议电视系统,邀集各方名家会诊;某医生做手术时,可以通过音频和视频系统接受远方专家的指导;长期卧床不起的病人,可以在家接受医院的观察、检查和护理上的指导等等。

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