中國能成為云計(jì)算時(shí)代的領(lǐng)跑者嗎？

在線天使

這是一個(gè)帶有預(yù)測性的話題，如果在最近幾百年的尺度上來推演，似乎結(jié)果很不樂觀，中國在近代科學(xué)的發(fā)展上很少有自己的觀點(diǎn)。但是如果在更大的尺度上，比如幾千年的范圍來分析，中國曾經(jīng)有過輝煌的古代科技，因此也有可能在云計(jì)算時(shí)代成為領(lǐng)跑者。 科學(xué)是建立在假設(shè)之上的，西方科學(xué)如此，中國的古代科技也是如此。 一、西方科學(xué)的基礎(chǔ)是什么 弗蘭西斯·培根認(rèn)為，數(shù)學(xué)是科學(xué)的大門鑰匙，忽視數(shù)學(xué)必將傷害所有的知識(shí)，因?yàn)楹鲆晹?shù)學(xué)的人是無法了解任何其他科學(xué)乃至世界上任何其他事物的。更為嚴(yán)重的是，忽視數(shù)學(xué)的人不能理解他自己這一疏忽，最終將導(dǎo)致無法尋求任何補(bǔ)救的措施。 公理化是數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)的來源。數(shù)學(xué)里的公理是人為假設(shè)正確的，公理是用來導(dǎo)出結(jié)論的邏輯演繹基礎(chǔ)，是存在一定的適用范圍與前提條件的。乘法公理和無窮公理是很重要的假設(shè)，許多數(shù)學(xué)命題的證明和一些數(shù)學(xué)概念的定義需要這兩個(gè)公理。 自然數(shù)是數(shù)學(xué)的源頭。數(shù)學(xué)家Kronecker曾說過，上帝創(chuàng)造了自然數(shù)，其余的一切皆是人的勞作。因此也可以認(rèn)為自然數(shù)是科學(xué)的源頭，無論是西方科學(xué)或者是東方科學(xué)。 皮亞諾通過3個(gè)基本概念和5條公理得出了關(guān)于自然數(shù)的理論。三個(gè)基本概念：0，數(shù)，后繼。五條公理：(1) 0是數(shù)；(2) 一數(shù)的后繼是數(shù)；(3) 任意兩數(shù)的后繼都不相同；(4) 0不是任何數(shù)的后繼；(5) 任何性質(zhì)，如果0有此性質(zhì)；又如果任一數(shù)有此性質(zhì)，它的后繼必定也有此性質(zhì)；那么所有的數(shù)都有此性質(zhì)。 這是一個(gè)線性模型。把皮亞諾的后繼概念定義為在自然數(shù)序列中緊跟一個(gè)數(shù)的那一數(shù)；即一數(shù)加1所得的數(shù)，例如：1是0的后繼，2是1的后繼。這樣，利用這些定義可以得到想要得到的任何數(shù)。由于(2)，保證了所達(dá)到的每一個(gè)數(shù)有一個(gè)后繼，并且由于(3)，所達(dá)到的這個(gè)數(shù)不可能是已經(jīng)定義的數(shù)，否則，不同的兩個(gè)數(shù)會(huì)有相同的后繼；又因?yàn)?/font>(4)，0不在這一串后繼中，根據(jù)(5)的數(shù)學(xué)歸納法原則，因?yàn)橛?/font>① ，0屬于這一串?dāng)?shù)。② 若n屬于這一串?dāng)?shù)，它的后繼也屬于這一串?dāng)?shù)成立，因此，所有的數(shù)都屬于這一串?dāng)?shù)。這一串?dāng)?shù)就是從0開始，由一個(gè)繼續(xù)一個(gè)的后繼所組成。 這種方式得到的自然數(shù)序列是一個(gè)線性序列。 二、東方科學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是什么 同樣，東方科學(xué)的基礎(chǔ)也是數(shù)學(xué)，盡管中國古代沒有形成嚴(yán)格意義上的科學(xué)體系，但是其科技成果是巨大的，在算術(shù)上面的研究也是很有成就的�，F(xiàn)有的史料指出，中國古代數(shù)學(xué)書“九章算術(shù)”(約公元一世紀(jì)前后)的分?jǐn)?shù)運(yùn)算法則是世界上最早的文獻(xiàn)。 皮亞諾是意大利的邏輯學(xué)家、數(shù)學(xué)家和語言學(xué)家，他對(duì)數(shù)理邏輯的創(chuàng)建起了十分重要的作用，而在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面，皮亞諾的算術(shù)公理十分著名，并在1889年出版了《算術(shù)原理，用一種新方法的說明》。 北京乾坤化物數(shù)字技術(shù)有限公司在其一項(xiàng)發(fā)明專利里展示了自然數(shù)的非線性生長原理，即自然數(shù)是按照二叉樹的生長方式形成的。在此基礎(chǔ)上，中國電子學(xué)會(huì)云計(jì)算專家委員會(huì)委員趙文銀和中國軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì)秘書長郭淳學(xué)結(jié)合伏羲先天八卦開展了更多的研究。同時(shí)發(fā)現(xiàn)可以采用多種設(shè)計(jì)模型獲得自然數(shù)，即自然數(shù)可以按照多叉樹的生長方式形成。 下面的圖中，R為整數(shù)樹父子整數(shù)之間的差值，N為各層的層號(hào)。 圖1為一叉樹，即線性自然數(shù)序列，也是西方科學(xué)假設(shè)的自然數(shù)模型。 圖1、一叉樹 下圖2是一個(gè)二叉樹，從圖中可以很直觀地看出，自然數(shù)序列是非線性的。同樣采用皮亞諾的3個(gè)基本概念和5條公理，得到的結(jié)論就會(huì)發(fā)生很大的差別。由此可見，東方科學(xué)和西方科學(xué)的差異來自于對(duì)自然數(shù)不同的初始模型假設(shè)。而這種差異也導(dǎo)致了東方哲學(xué)和西方哲學(xué)在對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)方法上的差異，也就是長期以來存在的整體論和還原論的爭論。 圖2、二叉樹 三、云計(jì)算的目的是什么 每當(dāng)人類面臨巨大危機(jī)的時(shí)候，就需要尋找一種新的方法來幫助人們擺脫危機(jī)。目前人類面臨非常嚴(yán)峻的危機(jī)，環(huán)境危機(jī)、能源危機(jī)、金融危機(jī)等等。云計(jì)算的出現(xiàn)就是為解決這些危機(jī)提供革命性的方法。 那么云計(jì)算是什么？中國電子學(xué)會(huì)云計(jì)算專家委員會(huì)委員趙文銀通過和哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、東方文化、數(shù)學(xué)、軟件開發(fā)以及云計(jì)算研究等不同領(lǐng)域的專家學(xué)者進(jìn)行交流討論，并在實(shí)踐應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)云計(jì)算做出了全新的定義。 云計(jì)算是以應(yīng)用為目的，通過互聯(lián)網(wǎng)將必要的大量硬件和軟件按照一定的結(jié)構(gòu)體系連接起來，并隨應(yīng)用需求的變化不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)體系建立的一個(gè)內(nèi)耗最小、功效最大的虛擬資源服務(wù)中心。 四、中國具有成為云計(jì)算領(lǐng)跑者的先天優(yōu)勢 在中國古代科學(xué)思想和方法對(duì)現(xiàn)代科學(xué)產(chǎn)生的作用方面，著名科學(xué)家吳文俊院士說，“從我本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來說，我這些年來在數(shù)學(xué)上的研究成績是受到中國古代數(shù)學(xué)的啟發(fā)而來的。我十分推崇中國古代數(shù)學(xué)，中國古代數(shù)學(xué)的思維方法、抽象思維能力，都要高于同時(shí)代的外國。” 中國的古人在算術(shù)上取得了很大的成就，而這種算術(shù)方法基本上來自伏羲先天八卦，《易傳》說，“易有太極，是生兩儀。兩儀生四象，四象生八卦。”，這個(gè)模型就是整數(shù)二叉樹的生長模型。如下圖所示，黑色的數(shù)字是自然數(shù)，紅色數(shù)字的組合代表整數(shù)樹結(jié)點(diǎn)代碼。 圖3、整數(shù)樹和易經(jīng)的對(duì)照?qǐng)D 數(shù)學(xué)不僅是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是重大技術(shù)革命的基礎(chǔ)。20世紀(jì)最偉大的技術(shù)成就首推電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，它改變了人們的日常生活，使人類進(jìn)人了信息時(shí)代，在電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明史上，里程碑式的人物——圖林、馮諾依曼都是數(shù)學(xué)家。 而且，在當(dāng)今的計(jì)算機(jī)的重大應(yīng)用中也無不包含著數(shù)學(xué)的貢獻(xiàn)。不僅僅是電子計(jì)算機(jī)，從醫(yī)學(xué)上的CT技術(shù)到中文印刷排版的自動(dòng)化，從飛行器的模擬設(shè)計(jì)到指紋的識(shí)別，從石油地質(zhì)勘探的數(shù)據(jù)處理到信息安全技術(shù)，在這些形形色色的技術(shù)革命的背后，數(shù)學(xué)都扮演著不可缺少的角色。美國國家研究委員會(huì)把數(shù)學(xué)與能源、材料等并列為必須優(yōu)先發(fā)展的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。 萊布尼茨二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)的世界里，一切都是由兩種符號(hào)的組合來表示的。而幾千年以前的中國古人就使用兩種符號(hào)的組合來表示存在的事物了。 五、云計(jì)算將推動(dòng)?xùn)|方科學(xué)的崛起 17世紀(jì)中葉之后，中國的科學(xué)技術(shù)如同江河日下，跌入窘境。據(jù)有關(guān)資料顯示，從公元6世紀(jì)到17世紀(jì)初，在世界重大科技成果中，中國所占的比例一直在54％以上，而到了19世紀(jì)，劇降為只占0．4％。中國與西方為什么在科學(xué)技術(shù)上會(huì)一個(gè)大落，一個(gè)大起，拉開如此之大的距離，這就是李約瑟覺得不可思議，久久不得其解的難題。 為此李約瑟在《中國科學(xué)技術(shù)史》中提出了著名的李約瑟難題，即盡管中國古代對(duì)人類科技發(fā)展做出了很多重要貢獻(xiàn)，但為什么科學(xué)和工業(yè)革命沒有在近代的中國發(fā)生？這一問題引起了世界的關(guān)注和討論，并且找到了很多原因。比如制度、文化等等。 從整數(shù)二叉樹的發(fā)明專利中，我們認(rèn)為根本的原因是數(shù)學(xué)模型的選擇，即線性自然數(shù)序列和非線性自然數(shù)序列。中華文化來源于6000年前的伏羲先天八卦，而先天八卦是自然數(shù)的另外一種表現(xiàn)形式，即采用陰、陽來表示。 在古代，由于生產(chǎn)力水平低下，社會(huì)需求不高，用于科學(xué)計(jì)算的數(shù)據(jù)量不大，因此在相當(dāng)長的時(shí)間里，人們可以使用先天八卦提供的方法，通過大腦來進(jìn)行科學(xué)地計(jì)算分析，從而產(chǎn)生了大量的科技發(fā)明成果。當(dāng)社會(huì)生產(chǎn)力達(dá)到一定的程度，新的科技發(fā)明需要更大尺度的數(shù)學(xué)量來處理，顯然人腦已經(jīng)不可能處理整數(shù)二叉樹第6層以后的數(shù)字關(guān)系了。 因此世界科技的中心轉(zhuǎn)移到了十七世紀(jì)的西方，特別是文藝復(fù)興之后的歐洲，如圖1所示，線性排列的十進(jìn)制自然數(shù)拉開了近代科學(xué)的序幕，在一定的自然數(shù)范圍內(nèi)，這種模型的優(yōu)勢是比較明顯的。然而計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)又把計(jì)算方法送回到幾千年以前的中國。所不同的是，中國的古人采用陰陽符號(hào)的變換進(jìn)行計(jì)算，而計(jì)算機(jī)通過01符號(hào)的變換進(jìn)行計(jì)算。 云計(jì)算讓人們的需求欲望進(jìn)一步提高，“智慧地球”將成為下一個(gè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。而要解決全球的“物”和人類活動(dòng)的連接，就需要在更大尺度上進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算。顯然線性運(yùn)算方式已經(jīng)不能滿足要求，因此基于非線性思維的東方科學(xué)到了發(fā)揮作用的時(shí)候了。

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