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下一个10年,世界会发展成什么样?

发稿时间:2021-04-20 10:08:00 来源: 央广网 中国青年网

  《智能时代:大数据与智能革命重新定义未来》一书中曾写道,第一次工业革命是蒸汽机的发明,第二次工业革命是电,第三次信息革命则是计算机和半导体。

  进入21世纪以来,随着新一轮科技革命和产业变革的持续深入发展,5G、云计算、人工智能等新一代技术及应用渗透社会的方方面面,加速推动各行业的全面数字化。过去10年里,人类社会加速进入万物感知、万物互联、万物智能的智能世界。

  单以手机为例,从普通的功能机到智能机,手机除了可以接打电话、发送信息,还日益演进为社交娱乐、医疗教育、新闻传播、移动支付等的重要载体,甚至可以作为智能家居的入口及控制中心,在带动人类生产生活智能化发展中发挥着举足轻重的作用。

  更不要说AI辅助医疗诊断、无人机智能巡检、无人驾驶汽车、工业互联网助力智能制造……越来越多智能技术、智能应用不断发挥新价值,催生社会生产生活新动力,推动人类智能社会不断向前发展。

  历史的车轮从不会停歇,未来世界又会怎样?站在下一个10年的起点,我们有未知,有憧憬。

  智能世界新挑战

  人类文明的演进,从某种程度而言,现在时与未来时其实存在“因”与“果”、“求”与“得”的关系。要想知道未来世界什么样,首先要弄清楚当下发展呈现哪些趋势、面临什么挑战、存在何种需求。

  以突如其来的新冠肺炎疫情为例,受疫情影响,线下连接被迫阻断,人们的生产生活方式转向线上。去年初,我国适时推出“新基建”的发展战略,5G、物联网、云、AI等ICT技术加速成为整个社会和产业的底层基础设施,并推动数字经济表现亮眼,成为国民经济发展的新引擎,显著提升了社会数字化、智能化发展水平。

  回到当下,经历疫情巨大挑战之后,人口与能源问题作为人类经济复苏和社会发展的两大主题,再次回到关注焦点。

  联合国报告显示,到2030年,全球将有86亿人口,65岁以上的人超过12%,25岁以下的人口比例持续下降,人口老龄化和劳动力不足趋势加重;另外,全球能源消耗正以每年1.7%的速度增长,自18世纪以来,人类能源消耗增长了22倍,其中化石能源占比高达85%,如何开发利用可持续发展的能源,也成为摆在人类面前的难题。

  为了解决这些问题,国际社会不断加强对人口和能源问题的关切,通过一系列经济、行政手段谋求改善。我国在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也明确提出,要“进入创新型国家前列”,“广泛形成绿色生产生活方式”,“人民生活更加美好”,“推进能源革命,建设清洁地毯、安全高效的能源体系”等发展目标。

  综合当前各界的发展思路,不难看出一个事实:在充分认知人类当前社会生存发展现状的基础上,低碳化、电气化、智能化是实现可持续发展的必由之路。

  考虑到过去10年人类跃迁式发展,很大程度上离不开ICT技术及产业从量变积累向质变爆发,因此,低碳化、电气化、智能化发展也必将更加依赖ICT技术及产业这一新型基础设施。

  华为结合各项公开趋势数据及ICT产业发展情况做过一个预测:2030年,可再生能源占比超过50%;电气出行将成为主力,电动汽车销量占比超过50%;AI将改变一切,家用智能机器人使用率超过18%。ICT 技术在未来10年内,有潜力通过赋能其他行业,帮助减排全球碳排放的20%。

  这意味着,站在21世纪第三个10年的起点,ICT 技术及产业要想持续推动智能世界向前深入发展,必将面临新一轮的挑战,亟需新一轮突破。

  想象未来靠科幻,创建未来靠科技

  未来世界到底什么样?

  除了政府和科技界,最关心这个话题的,非文化影视界莫属。譬如小说《三体》,譬如电影《阿凡达》《头号玩家》《UPLOAD》(中文名《上载新生》),尤其是《UPLOAD》,影片设定了一个名为“湖景”的数字天堂,人类死亡以后可以把自我意识上传,从而获得数字化的“永生”……这些科幻作品都表达了人类对未来世界的想象。

  但科幻终究是一种幻想。“想象未来靠科幻,创建未来靠科技”,华为董事、战略研究院院长徐文伟说。

  举例来说,我们希望摆脱身体的限制,提升感知能力,就需要制造出更强大的摄像头;我们希望超越生物的智慧,就必须发展新型计算;我们希望跨越空间的障碍,就需要发展更快、更低时延的网络,支撑真人级全息通信;我们希望拓展认知的极限,就必须开发更先进的介观器件……

  需要强调的是,所有这些科技的发展,首先都离不开基础技术创新。科技部基础研究司司长叶玉江指出,基础研究的水平决定了一个国家科技创新的底蕴和后劲,强大的基础研究是中国实现科技自立自强的前提和根基。

  经过这些年的发展,特别是党的十八大以来,我国的基础研究取得了长足进步,总体已经迈入从量的积累向质的飞跃、点的突破向系统能力提升的新阶段。比如,12个学科的SCI论文被引次数达到全球第二,高被引科学家人数已经连续两年全球第二,物质科学、量子科学、纳米科学、生命科学等方面也都取得了一批有国际影响的重大原创成果。

  但这并不足够。日前,叶玉江在接受媒体采访时表示,科技部将根据中央要求制定《基础研究十年行动方案(2021—2030)》,这个方案将对未来10年我国基础研究的发展作出系统的部署和安排。据了解,该方案初步考虑从四大方面入手:

  第一,未来要进一步优化学科布局和研发布局,支持新兴学科、冷门学科和薄弱学科的发展,特别是要推动学科交叉融合和跨学科研究。在前沿领域,要布局建设一批基础学科研究中心。

  其二,要制定实施战略性科学计划和科学工程,强化应用导向的基础研究,完善共性基础技术供给体系。

  第三,要加快组建国家实验室,重组国家重点实验室体系,打造体系化的战略科技力量。

  第四,还要改革完善基础研究的体制机制,进一步加大基础研究投入,特别是要建立以学术贡献和创新价值为核心的评价导向,支持广大科研人员勇闯创新“无人区”。

  “基础研究是整个科学技术的源头,是所有技术问题的总机关”,叶玉江强调说。

  迈向智能世界2030

  在夯实科技创造未来的发展路径上,除了政府统筹谋划科技创新尤其是基础技术创新,产业界也积极作出了思考与探索。

  作为ICT行业的主要领导者,华为一直的愿景与使命就是把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界。站在二十一世纪第三个10年的起点,华为认为,下一个10年,联接数量将达到千亿级,宽带速度每人将达到10Gbps,算力实现100倍提升、存储能力实现100倍提升,可再生能源的使用将超过50%。围绕信息和能量的产生、传送、处理和使用,技术需要不断演进。

  基于这些预测与假设,华为在2021华为全球分析师大会上,首次提出了未来10年的九大挑战和研究方向:

  一、定义5.5G,支撑未来千亿规模的多样性联接;

  二、在纳米尺度上驾驭光、实现光纤容量指数级增长;

  三、走向产业互联,网络协议必须优化;

  四、通用算力远远跟不上智能世界的需求,必须打造超级算力;

  五、从海量多模态的数据中高效地进行知识提取,实现行业AI的关键突破;

  六、突破冯诺依曼限制,构建百倍密度增长的新型存储;

  七、将计算与感知结合,实现多模交互的超现实体验;

  八、通过连续性的健康监测实现主动健康管理;

  九、构建智慧能源互联网,实现绿色发电、绿色储电和绿色用电。

  不难看出,华为提到的这些挑战和发展方向,基本都是从ICT产业角度出发制定的,而且深入到了基础技术创新的“无人区”。

  比如,要“构建智慧能源互联网,实现绿色发电、绿色储电和绿色用电”,涉及几个关键技术的基础创新:

  第一,管理技术。大数据、AI、云等ICT技术与能源互联网融合,通过能源云+能源网,实现比特管理瓦特;

  第二,控制技术。通过电力电子能源路由器,实现能量双向流动和功率智能分配,构建能源网络的智能控制器;

  第三,储能技术。发展新型储能技术,如新型电化学、氢能等,满足不同场景的能量存储需求;

  第四,电力电子基础技术。新型化合物功率半导体,包括面向中高压的SiC/金刚石和面向中低压的GaN技术,实现能源部件进一步高效和小型化。

  “提出的这九大技术挑战与研究方向,也是我们对智能世界2030的期待,我们希望实现联接更强、计算更快、能源更绿。”徐文伟说。

  整合起来,协同创新!

  2008年,土耳其一位名叫Erdal Arikan的教授公开发表了一篇数学论文,首次提出了Polar码(5G极化码),开拓了信道编码的新方向,被业界认可为世界上第一类能够逼近香农信道容量极限的编码方案,一举解决香农信息论领域尘封近60年的难题。

  2010年,华为识别出极化码作为优秀信道编码技术的潜力,在Erdal Arikan研究基础上开展进一步研究,经过数年长期努力,在极化码的核心原创技术上取得了多项突破,并促成其从学术研究到产业应用的转变,推动其成为了5G信道编码标准。

  2018年7月26日,华为在深圳总部为Erdal Arikan教授颁发特别奖项时,Erdal Arikan感慨:“真没想到,我提出的Polar码能发展到如今的水平!”

  试想一下,如果没有Arikan教授的那篇数学论文,如果没有华为在此基础上数千人的投入,Polar码不会有现在的成功,5G的发展可能也不会像现在这样快,也没有如今这般的智能世界。

  这说明一个道理——工业界和高校、科研机构必须紧密合作,在迈向智能世界2030的过程中,更应如此。

  结合当前人类社会存在的需求和挑战,从智能世界的长远发展来看,其涉及的产业链条之长、环节之多、领域之广,仅靠一家企业、一个领域,根本无法形成一个健康、可持续的发展闭环。

  “为了满足人类发展的需求以及解决所面临的问题,我们需要汇集全人类的智慧和创新能力,必须以开放包容、协同创新的机制,跨越挑战。”徐文伟说。

  考虑到已有发展经验,要构建未来更高水平的智能世界,可以从产、学、研、用四个方面入手,加强基础技术创新发展:

  其一,在政府引导下,在行业组织的协调下,以产业联盟等形式联合产业各相关领域链条,营造紧密团结、合作共赢的发展环境。

  其二,借助产业、企业资源,设立高校创新实验室,培养高素质的基础研究人才和展业人才,满足社会智能化发展的多样需求;

  其三,用工业界的挑战和世界级难题牵引科学研究方向。借助社会企业的良好平台及资源,以高质量研究项目为牵引,以科学家、院士、专家为引领,支持具有发展潜力的中青年科学家开展探索性、原创性基础研究,拓展我国在基础技术研究创新领域的国际化空间和影响力;

  其四,发现并培育市场需求,以龙头企业为依托,设立行业标杆典型场景研发与应用试点,建立“应用-需求-供给”的循环牵引。

  总体而言,既要加强基础技术研究创新,又要注意促进研发平台、孵化平台和产业化基地的建设,推动政策链、产业链、技术链、人才链、资本链的深度融合。

  正如徐文伟说,“必须把工业界的问题、学术界的思想、风险资本的信念,整合起来,协同创新,共同打造智能世界2030。”

  上世纪90年代,曾有人预言2012年将有世界末日降临,但我们的世界依旧照常运转如今;2017年8月,物理学家霍金预言,2030年太阳休眠,地球将进入小冰河期,是世界末日到来的前兆。

  未来世界到底会怎样?未来10年,世界会是什么样?一切尚未知。

  但可以确定的是,当下主动拥抱历史的洪流,推动产、学、研、用合力加强基础技术研究与创新,一定能聚集起“灯塔”一般的光亮,让人类迈向智能世界的脚步更加快速。

原标题:下一个10年,世界会发展成什么样?
责任编辑:ZER
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