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陆军:信息系统发展思考

2020-10-09 08:31:11 通讯员:宣传部通讯员 来源:宣传部 点击: 字号:TT


  

  陆军:嘉兴学院校长、党委副书记。中国电子科技集团首席科学家,中国工程院院士,雷达和综合电子信息系统专家。
  1985年6月毕业于东南大学无线电工程系,获学士学位,1988年6月毕业于中国科学技术大学无线电系,获硕士学位。历任中国电科38所副所长,电子科学研究院副院长,中国电子科技南湖研究院筹备组组长、法定代表人。长期担任雷达总师和预警机总师,成功研制国内首型全固态频扫体制雷达、首型国产预警机空警2000、首型出口型预警机。获国家科学技术进步奖特等奖,国防科学技术进步一等奖,以及全国五一劳动奖章、国资委优秀党员、光华工程科技奖等。作为带头人的预警机团队获国家科技部“创新团队”称号。
  信息与系统的概念
  21世纪是信息化时代。20年来,信息化方兴未艾,网络化、智能化等新概念层出不穷,给人类的生活带来了翻天覆地的变化。身处这样的时代,我们首先要认识信息系统,认识它必须先解决两个问题。     
  第一,信息是什么?发展到现在,信息已经渗入到人们生活的方方面面,更涉及到人类对世界的根本认识,成为一个含义相当深刻的概念。哲学上对信息有两个定义,一个是本体论的信息,一个是认识论的信息。本体论的信息包含宇宙自然、生命现象,是客观世界中事物存在的属性及其变化状态,如运动方式、运动状态、形状大小等。而人类使用大脑来思考,实际上采用的是认识论的信息,认识论信息是指认识主体所感受或所描述的事物运动的状态和方式。因为信息确实不仅与自然界有联系,而且与我们大脑的主观感受也有联系。
  第二,系统是什么?它是若干部分相互联系、相互作用形成的、具有特定功能的有机整体。三元论的系统,包括要素、关系、准则。举一个例子:简单巨系统,简单巨系统指的是规模巨大但结构简单的系统,特点是系统规模巨大,但元素和子系统种类很少,相互关系简单。类似核爆炸、核聚变等反应,能通过超级计算机计算出结果,所以只能算作规模巨大的简单巨系统。随着人类认识的深入与技术水平的提高,许多之前被认为复杂系统的东西正在变得简单,譬如超音速飞行器,虽然它一秒钟能飞几百米到几公里,但是掌握空气动力学后,同样也可以用超级计算机算出它的所有飞行信息。人类具有主观能动性,信息系统具有准则,不同的信息形成了我们不同的信仰,因而在世界上我们的系统从简单到复杂,从低阶到高阶,这种演变形成了世界上生机勃勃的各种系统。而在我看来,真正复杂的是军事系统、政治系统、社会系统和经济系统等。无论再超级的计算机也无法计算这些系统所有的信息。当我和我的团队在一起交流时,我曾提出过一个想法:宇宙间有无最高级、最复杂的准则?这个问题没有具体的答案。但我认为,思维的规则才是目前宇宙中最复杂最高级的准则。
  信息系统与信息系统技术
  在对信息与系统有了基本认识后,我们可以对信息系统下两个定义。
  第一个是狭义信息学意义上的信息系统定义,即信息主导功能系统,包括信息主导下的信息采集、传输、存储、处理和运用等功能系统。在学习的过程中,同学们可能背过许多规律性、定义性的东西,但我们不仅需要知其然,还要知其所以然。为此,我们团队做了一个研究,研究的主题是在狭义上的信息系统中信息起到了什么样的作用?信息作为对象被信息系统按形式逻辑处理,其中只有逻辑的正确性,没有真理性。即信息可以被处理,但系统不知道信息的具体作用是什么。譬如正在使用的电脑与其对应的投影屏幕所显示的内容是一致的,形式逻辑的正确性毋庸置疑,但是计算机并不知道正在交流的信息是做什么用的。而人与机器不同的是,人会进行思想的交流。我们可以讨论真理性的问题,但是机器做不到,因为真理性必须要有主体的保证。假如没有人对正在使用中的电脑进行操作,它仍然可以运行,这时电脑的运作是没有意义的。
  第二个是广义信息学下的信息系统定义,包含思维主导下的信息采集、运输、存储、处理等功能。信息作为对象被信息系统按辩证逻辑处理,既有逻辑正确性,也有真理性,但真理性正在探索,还有待详细论证。就像当年麦克斯韦知道可能有电磁波,但谁也没有发现过电磁波,他通过麦克斯韦方程组预测了电磁波的存在,但存在与否,只有当赫兹真实检测到了电磁波,这个理论才最终成立。而广义信息学包含人体、社会、行为、军事、思维等等,这一部分问题目前在世界范围内都没有解决,没有基础理论可以参考,也无法对其真理性进行验证。
  综上所述,狭义信息学定义下的信息系统技术是以信息为主导的功能系统,包含信息采集、传输、存储、处理和运用技术,但这远远不够,我预测后面的信息系统应该在广义信息学的基础上加上思维主导能力,包含思维技术以及思维主导下所有的信息技术。实际上人类对于信息技术的认识才刚刚接近真理性的边缘,我们最多只能算到了大数据这个层次,远远没有解决信息的问题和认知的问题。在我看来,人类只走了一步半,一步半之后,信息技术可以帮助人类采集数据、传输数据、处理问题,但仅仅是机械性地处理问题,意味着逻辑的正确性是有的,但真理性是没有的。
  信息系统的技术形态与未来
  信息系统技术形态多种多样,它可以是生物,也可以是电子,甚至量子系统也可以成为技术形态的一种。目前主流形态是基于麦克斯韦电磁理论的电子信息技术。但在此基础上形成的电子信息产业,下一步将向何处发展呢?在我看来,电子信息技术的下一步将走向综合电子信息系统技术产业。就好比人工智能,如今弱人工智能虽然欣欣向荣,但在未来,强人工智能一定会成为主流,因为强人工智能不仅是帮助、增强人类大脑进行智能处理的思维机器,而且拥有像人一样的机器思维,这也是当前和未来重要的发展方向。人类的思维是非常有意思的,在我们不知道一样东西的原理是如何时却通常可以用信息、概念性的东西进行交流。举一个有趣的例子:人类一直想学会飞行,但一直没有成功,直到莱特兄弟飞起第一架飞机,大家都觉得很新奇,但此时的飞机只是用来表演。有一天,一个法国飞行员又把飞机飞起来,有人问他飞机是怎么飞起来的,飞行员幽默地说:“我一推油门它就飞起来了,但为什么飞起来,你们应该问科学家。”问这句话的人正是冯·卡门,作为科学家他受到了刺激,于是开启了研究,他与钱学森一起创建了空气动力学,引导了航天航空事业的发展。
  电子信息技术可以追溯到1865年麦克斯韦提出的电磁场理论,但直到赫兹通过试验证明电磁波的存在,才奠定了电子信息技术的发展,形成了电子信息产业,即电子原材料和元器件、雷达、通讯、存储、计算机、遥感技术等。我认为,信息产业发展到现在,已经走到了一个需要革命性变化的时刻。早在1999年,中国电子科技集团公司童志鹏院士就预见性地提出:综合电子信息系统产业是电子信息技术的下一步发展方向。如今,经过20年的发展,信息学也初步形成了狭义信息学和广义信息学,为综合电子信息系统的实现奠定了基础。有了综合电子信息系统的概念,我们为量子技术的发展提出一条新思路,提出了以综合量子信息系统来引领量子技术的发展,并在此基础上最终用综合量子信息系统来实现机器思维这样一种突破。
  随着我们对世界认识的深入,慢慢地就会引发信息系统革命。这使得人类进入21世纪后,不再是简单的延长线思维和惯性思维,而是向电子信息系统这个领域去发展,从而实现发展创新。国外的电子信息技术在过去几当前确实是引领了世界,占据了世界的中心。举个例子,电阻的单位叫欧姆,电压的单位叫伏特,频率的单位叫赫兹,电磁方程叫麦克斯韦方程,都是以外国人的名字命名。但我希望我们有自己的思想理论,所以我们尝试着提出综合电子信息系统,但这还远远不够。我希望我们国家会源源不断地有自己原创性的东西,也希望国人能在电子科技领域创新出领先世界的思想、方法、技术理论,实现引领世界信息系统发展的目标。我希望我们能够发展出自己的产业体系,形成自己的产业体系布局,统筹电子信息系统、量子信息系统、粒子信息系统发展,形成生产力、战斗力。最终建立起信息系统理论体系、技术体系、产品体系、标准体系。

演讲时间:2020年9月18日

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