文｜李建成

（作者為武漢大學(xué)副校長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士）

數(shù)字與數(shù)字化簡(jiǎn)史

大數(shù)字革命從1942年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)為標(biāo)志至今已經(jīng)有77年的歷史。第一次數(shù)字革命是以機(jī)械代替人類(lèi)的體力；第二次數(shù)字革命是電能的使用；第三次數(shù)字革命是信息化應(yīng)用；第四次數(shù)字革命是智能化發(fā)展。

智能化的基礎(chǔ)是在數(shù)字的基礎(chǔ)上。計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)就是通過(guò)計(jì)算，而計(jì)算是通過(guò)數(shù)字來(lái)體現(xiàn)。

數(shù)字到了計(jì)算機(jī)就是0和1。當(dāng)信息變成數(shù)字化，在傳媒界把文字信息、語(yǔ)言信息、圖文信息變成數(shù)字就可以獲取。過(guò)去通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳遞我們認(rèn)為不是數(shù)字，當(dāng)今世界通過(guò)計(jì)算機(jī)處理信息、獲取信息，是直接信息。計(jì)算機(jī)發(fā)展70多年的歷史中每一步都發(fā)生著變化，主要是算力，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)只有5000次的計(jì)算，到今天的計(jì)算機(jī)已經(jīng)上億次的計(jì)算。當(dāng)今世界是多核多CPU處理，達(dá)到了5億億次。計(jì)算力反應(yīng)一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力，為此，美國(guó)去年做出了一套計(jì)算機(jī)采用了2萬(wàn)8千塊英偉達(dá)計(jì)算卡，達(dá)到20億一次。

計(jì)算機(jī)發(fā)展從80年代到2000年，摩爾定律速度提升50%，價(jià)格降低50%。人工智能時(shí)代主要體現(xiàn)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。今年6月份到8月份又出了一個(gè)重大信息-量子計(jì)算。

IBM在2000年以后悄然搞量子計(jì)算。一次IEEE大會(huì)上，IBM推出50比特的量子計(jì)算，一次達(dá)到千萬(wàn)億次。我們現(xiàn)在用像素工廠最快的計(jì)算機(jī)，人類(lèi)計(jì)算上萬(wàn)年它只需要200秒，這是一種顛覆。

量子計(jì)算機(jī)之所以速度快，是因?yàn)樗淖兞藗鹘y(tǒng)計(jì)算的構(gòu)架。現(xiàn)在第三代計(jì)算機(jī)沒(méi)有能量消耗，計(jì)算機(jī)算力提升重新開(kāi)啟了1956年提出的人工智能。人工智能就是從三盤(pán)棋開(kāi)始的，1997年和俄羅斯象棋手的比賽、與李世石和柯杰的圍棋比賽。量子計(jì)算代表人類(lèi)將來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。區(qū)塊鏈提出了新技術(shù)，量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)可以分秒解掉密碼，因?yàn)閰^(qū)塊鏈主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)的密鑰，它出現(xiàn)以后比特幣爆跌。

數(shù)字化革命

電商和數(shù)字結(jié)合以后產(chǎn)生新的支付。比如微信支付、余額寶、支付寶都產(chǎn)生了新的支付鏈條，新的支付生態(tài)直接挑戰(zhàn)傳統(tǒng)銀行業(yè)，這就是數(shù)字的顛覆。

在數(shù)字醫(yī)療方面，德國(guó)有一篇文章指出，數(shù)字醫(yī)療將產(chǎn)生未來(lái)人類(lèi)的一次革命。將數(shù)字技術(shù)融入醫(yī)療，各種診斷都是通過(guò)最新的技術(shù)體現(xiàn)。

還有電商和智慧城市，智慧城市是建立在數(shù)字城市基礎(chǔ)上，只有把各行各業(yè)數(shù)字化以后才能實(shí)現(xiàn)智能化。

媒體方面經(jīng)過(guò)了幾次變革，從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)經(jīng)歷了很大的變化。進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們不僅有數(shù)字、有信息、有處理信息的能力，更重要的是有傳播信息的能力?；ヂ?lián)網(wǎng)的誕生已經(jīng)有50多年的歷史，50多年的歷史成就諸多行業(yè)甚至挑戰(zhàn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)。

音樂(lè)和音頻，最早是1938年脈沖編碼調(diào)制到1969年日本廣播協(xié)會(huì)發(fā)展到了立體聲，非完全數(shù)字化，到1978年成為數(shù)字，2001年蘋(píng)果首次推出iPod，數(shù)字音樂(lè)到了用戶(hù)終端，產(chǎn)生了音樂(lè)的顛覆。這個(gè)過(guò)程，我們從最早的唱片到磁帶到光介質(zhì)，最后到數(shù)字，顛覆了整個(gè)音樂(lè)制作傳媒。

1995年最重要的一個(gè)變化就是影片的制作，擺脫了傳統(tǒng)制作方式，通過(guò)蘋(píng)果電腦合成動(dòng)物總動(dòng)員，解決了過(guò)去傳統(tǒng)電影制作的一些瓶頸。放映僅僅是20世紀(jì)發(fā)展的新生事物，到本世紀(jì)已經(jīng)出現(xiàn)3D、4D、5D多維立體電影。

還有立體化設(shè)計(jì)，制造和設(shè)計(jì)相結(jié)合產(chǎn)生制造業(yè)的顛覆。還有BIM建筑不僅和工業(yè)結(jié)合，而且和計(jì)算機(jī)結(jié)合，使建筑設(shè)計(jì)理念發(fā)生深刻變化。

從過(guò)去時(shí)間和空間來(lái)看，通過(guò)時(shí)間來(lái)?yè)Q空間，現(xiàn)在通過(guò)電子數(shù)字的方式打破了時(shí)間和空間的界限，大大減少時(shí)間，時(shí)間和空間幾乎同步完成。比如數(shù)字農(nóng)業(yè)、數(shù)字育種、數(shù)字醫(yī)療、人工智能與生物學(xué)、基因計(jì)算等。

數(shù)字化與測(cè)繪科學(xué)

在過(guò)去，測(cè)繪行業(yè)發(fā)生了深刻的變化，因?yàn)橛?jì)算的發(fā)展測(cè)繪表達(dá)方式也在發(fā)生變化。例如電子地圖，進(jìn)入大眾生活，已經(jīng)發(fā)生了社會(huì)形態(tài)的變化，我們出行利用導(dǎo)航電子地圖和GIS。

90年代GIS興起的時(shí)候，測(cè)繪做出了把過(guò)去的圖紙數(shù)字化。過(guò)去測(cè)試地圖首先放在圖上，沒(méi)有變成數(shù)字化，現(xiàn)在我們把圖上的東西變成數(shù)字。

從光學(xué)、基建到衛(wèi)星似乎直接轉(zhuǎn)化成電子，轉(zhuǎn)換成數(shù)字，而這種數(shù)字已經(jīng)引起測(cè)繪翻天覆地的變化。GPS目前高精度定位還沒(méi)有變成數(shù)字，我們經(jīng)過(guò)處理變成數(shù)字，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在地面增加了很多基站。再一個(gè)就是汽車(chē)，將來(lái)的無(wú)人駕駛、自動(dòng)導(dǎo)航，就是采用GPS，直接數(shù)字化，此外還有三維地圖和坐標(biāo)系。

數(shù)字化與測(cè)繪未來(lái)

數(shù)字城市安全系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)救援、5G遠(yuǎn)程駕駛、4K高清同步課堂、遠(yuǎn)程醫(yī)療等，2019年，以5G技術(shù)為支撐的一系列全新應(yīng)用令人目不暇接。

作為在全球范圍內(nèi)正加快研發(fā)應(yīng)用的新一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G的全時(shí)空、全現(xiàn)實(shí)、全連接技術(shù)將深刻改變?nèi)祟?lèi)的生產(chǎn)生活，驅(qū)動(dòng)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代。

5G出現(xiàn)將會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)最快的速度，帶寬提高30倍，沒(méi)有延時(shí)。

未來(lái)五大場(chǎng)景，無(wú)人機(jī)、云計(jì)算、無(wú)人駕駛、人工智能、5G等方面，社會(huì)地理信息會(huì)有很大的發(fā)展前景。