计算机革命的进程

一、计算机革命的三次革命

（一）计算机革命元始

20世纪中叶，西方国家的有志者首先开始了对计算机的研制、探索。1946年，在美国科学家的努力下，世界上第一台电子计算机宣告诞生。该机占地面积140平方米，使用了18000多个电子管，重量为30多吨，每小时耗电140千瓦，运算速度为5000次/秒，它能按照人所编好的程序自动地进行计算。1949年5月，世界上第一台存储程序的电子计算机在英国剑桥大学投入运行。从五十年代开始，电子计算机逐步进入到工业生产阶段。随后便迎来了一个不断升级换代的全新局面，真是一发而不可收。计算机是人类文明的最新成就，甚至可以说它已经差不多成为信息一词的代名词了，什么信息工程、信息处理等，往往是与计算机有着直接的关系。计算机与人类的信息交流有着类似的特点，可以通过语言处理所得到的信息，可以处理人类的许多相当抽象的信息。但在本质上，它实际只处理一个层次的问题：数据。人类多层次的信息交流，对它来讲，只是一些数据处理。抽象层次的高低，对它是没有意义的。它不会从有形的刺激中得出无形的抽象意义。在计算机中储存的那些对人类具有抽象意义的概念，对它只是一个运算中的算子。概念的抽象与否，只存在于操作它的人类。当然，它可以作非常复杂的运算，根据人类的设计，对庞大的数据群作多重的运算，得到人们想要的计算结果。现代技术还可以把数据的输入和结果显示模拟人类的自然状态。但也只是模拟，在信息处理的关键问题—信息的层次结构上，它还是一个单一的数据处理层次，而不会从这些数据处理中抽象出高一层次的意义，它不会构建出新的层次。

（二）计算机第二次革命

计算机第二次革命的标志是计算机进入个人应用阶段。1981年，IBM推出个人计算机（PC）用于家庭、办公室和学校。随后出现了apple进入计算机领域，并带来了图形界面，这是把计算机带入简易操作的一个伟大开端，计算机硬件开始升级，价格开始降低。计算机第二次革命的最终实现应归功于微软。1990年5月22日微软推出Windows 3．0，其最伟大的意义是，把计算机硬件和软件彻底分离，windows可以运行在各种厂商的硬件上面，这让计算机的硬件价格进一步下降，从此微软确立了个人计算机领域的垄断地位。

现代计算机经过不断更新，成为信息采集、存储处理、通信和人工智能结合在一起的信息智能系统，它突破了诺意曼机以往所采用的顺序控制方式和数据流控制方式，而是实行并行处理，因而大大提高了计算机的推理速度。它的功能由数据信息处理上升到知识信息处理，由计算速度的量变上升到智能运作的突变，人们因此称其为电脑。其特点之一是发展超大规模集成电路，它的电路线宽只有0．5微米，仅是人的头发直径的5%左右，计算速度每秒可10亿次，最快的达到每秒几百亿次。特点之二就是智能化程度显著提高，能够识别声音、图像并具有学习和进一步推理的功能，真正起到了人脑延伸的作用。同时，计算机仍继续在向巨型化、微型化、多媒体和超媒体化方向发展。

（三）计算机第三次革命

计算机第三次革命发生在操作系统。这一次是Linuｘ带来的，Linuｘ以开源、自由、免费开始有所作为，虽然他没有撼动微软windows的地位，但Linuｘ的出现多少给了人们多一个选择，也让我们看到了一个需要打破的隐形枷锁，因为windows平台有大量应用让用户无法逃脱。

操作系统的革命还会继续：就是今天即将会发生的，让软件脱离操作系统平台。互联网的发展速度让这一革命有了基础和前提。首先有网络速度的支持；再次有大型计算机服务器；最后云概念的推广。让软件脱离计算机系统的方法就是让软件运行在云上，云成为一个新的平台，云不在本地，所以不需要安装软件。谷歌chrome就是一个最好的云应用例子，虽然大多数人还没有见到这个东西，但是人们对chrome的关注度却非常高，从chrome浏览器我们就已经认识到，软件应用可以通过浏览器完成，从普通办公到娱乐游戏，浏览器开始不断的进步，特别是chrome浏览器的发展。而且云还大大提高数据的安全性，不用担心数据丢失，当然数据保密另当别论。

二、计算机的未来革命

2012年，瑞典皇家科学院将诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·瓦恩兰，以表彰他们“使用突破性的方法实现单个量子系统的测量和操控”。诺贝尔物理学奖评选委员们介绍了获奖者的研究成果。他们说，通过巧妙的实验方法，阿罗什和瓦恩兰的研究团队都成功地测量和控制了非常脆弱的量子态，这些新的实验方法使他们能够检测、控制和计算粒子。两位获奖者的实验方法有很多相似之处，瓦恩兰困住带电原子或离子，通过光或光子来控制和测量它们；阿罗什却让原子通过一个陷阱，从而控制和测量被困光子和光的粒子。

一旦科学家们发现并掌握了控制量子的稳定手段，那么我们的桌上摆放的将会是新型的“量子计算机”。人类将迎来计算机领域的再次革命。

1.突破从“囚禁”粒子到“操控”粒子

1989年，有科学家把单个粒子，如原子放在真空里面，放了20多个小时，原子没有跑掉，仍在那里。这时人类实现了能看到单个原子的突破。这种控制粒子的方法可以这样描述：“科学家把这个粒子囚禁在那里，放在真空里面，使它在其中不跑掉”。科学家因这种控制单个粒子的方法而获诺贝尔物理学奖。

塞尔日·阿罗什和戴维·瓦恩兰不光是将粒子囚禁在那里，使它不跑，而且他们利用它操控它去做量子信息的一些处理，用这一独特的方法去研究更多的计算机未来的功能问题。尽管如此，两位物理学家的研究成果要转化至大规模的应用，还有很长的路要走，他们的研究现在还暂时在实验室的范围里面，并没有投入到大规模的应用领域，离普通人的生活较远。

2.量子计算机的诞生

那么，在不久的将来，哪些可见的应用会得益于塞尔日·阿罗什和戴维·瓦恩兰的这一基础性的科学研究呢？据介绍，这一操控粒子的方法实现突破之后，理论上的应用，可以应用于量子计算机和量子信息处理等方面。但真正要将这些应用实现不太容易，二者目前的研究只是在实验实现方面做出了比较大的贡献，做了许多推动性的工作，离量子计算机与量子信息处理的应用还有很大的距离。

至于将来的应用，比如成功应用于量子计算机，人们即可被量子计算机的强大性能所折服。即就运算速度而言，量子计算机就比普通电脑运算速度具备非常大的优越性，有人表示：“目前的计算机不能破解的隐含的‘安全’密码，可能用很多年才能破解得了的密码，而用量子计算机说不定一下就破解了，运行速度非常快。”而未来应用于量子信息处理，也比普通的信息处理有非常多的优越性，比如保密性等方面。试着畅想这样一幅画面，您正为您丢失的ＱＱ密码焦急不已，您正为找回您的银行密码而办理烦琐的手续，这时量子计算机出现，它帮您立刻破解您曾设置的任何密码，不必要的麻烦同时省去。当然，也有人担心这把双刃剑会危及密码的安全，这时自然又会出现新的方法来增强保密性，比如量子信息处理就有比一般的信息处理更具备这项优越性。

三、计算机与智慧信息的数字化

数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。智慧信息的数字化就是将人类智慧载体如数字、文字、图像、语音，包括虚拟现实、可视世界的各种信息等，用0和1来表示，这样数字化以后的0和1就是各种信息最基本、最简单的表示，用以描述千差万别的现实世界。

智慧信息的数字化是由多要素组成的系统整体。从内涵上看，它是一个国家的综合实力在文化层面上的表现；从外延上说，它主要由社会文化领域中能反映一个国家特征的意识形态、典章制度、科学技术和民情风俗等要素组成。在数字信息这个系统整体中，意识形态集中反映社会集团和民族的利益与要求，处于核心地位；科学技术推动社会经济发展，为数字信息提供物质保障，处于基础地位；典章制度维持社会正常秩序，保证社会稳定运行，为数字信息提供制度支撑，处于保障地位；民情风俗反映了广大人民群众的生活习性，具有浓烈的号召力和凝聚力，处于调控地位。要使数字信息各要素在自身发展完善的同时整体得到提升，以系统思维为指导，对其价值结构、价值功能、价值取向进行整合。整合是事物的构成要素在一定条件下进行整理、协调、融合成有机整体的过程。

发挥科学意识形态的正确指导。意识形态问题实质上反映着一个国家的指导思想，它的吸引力和凝聚力是数字信息价值结构的重要要素之一。意识形态科学与否，影响和制约着数字信息系统整体的发展方向与进步程度。这主要体现在：科学的意识形态，反映的社会集团利益与历史发展客观趋势相一致，因而它能够得到国内民众和国际社会的认同，增强数字信息的影响力；不科学的意识形态，反映的社会集团利益与历史发展的客观趋势不相一致，国内民众不会以它作为精神指导，国际社会也会加速其他意识形态的渗透，导致指导思想多元化，国家成为一盘散沙，在国际上丝毫没有地位可言，更谈不上数字信息的影响力和吸引力了。在当今中国，科学的意识形态是以马列主义为指导、与中国特色社会主义经济基础相适应的社会意识形态，它能够展示当代中国根据社会环境变化进行改革开放的形象、善于解决社会矛盾推动社会发展的形象、维护世界和平稳定的形象、独立自主敢于负责的形象，这些都是提高数字信息的重要因素。作为特定阶级精神生活制度化、规范化的意识形态，表现为多种多样的形式，这些形式相互协调、补充与影响，构成了完整的意识形态系统。在意识形态系统中，科学的意识形态与非科学的意识形态并存，这就要求我们坚持系统思维，在数字信息价值结构中注重发挥科学意识形态对其他意识形态的指导作用，在承认多样化中坚持指导思想的一元化，增强数字信息的吸引力和影响力。

图8-1　眼花缭乱的数字世界

数字信息的提升，离不开科学技术的推动。科学始终是数字信息价值结构的重要因素。它首先作为精神力量，影响着数字信息的发展。例如具有150多年历史的世博会，一直以实体场馆的方式进行展览展示。随着信息技术的迅猛发展，互联网已经渗透到全球的每一个角落，世博会因此也面临着前所未有的机遇和挑战。为探索信息化时代世博会展示方式的创新与发展，充分利用和借助互联网的独特优势，中国2010年上海世博会开创性地推出数字世博会。参观者可在展馆内进行漫游，通过三维展示、数字现实等方式深入了解展项，并可具有实时互动及其他个性化的功能，从而获得更逼真、更生动的体验。

图8-2　数字的《清明上河图》

北京中天灏景采用自主研发的数字现实软件Converse3D诠释了中国十大传世名画之一《清明上河图》。这将是我们首次通过互联网网页形式与这一传世名画的亲密接触，实现了我们梦回古卷的美好愿望，不仅如此，您还将化作古画中的各种人物与画中同游的网友们实时交流，互致问候！还可以通过数字拓展空间和展项，利用丰富的数字技术及手段延伸和拓展所希望表达的意境和理念。生活世博会还设立除参展者网上展馆之外的网上数字区域。任何人，坐在家里，就可以点击上网参观上海世博会。

图8-3　点击上网参观上海世博会

在该区域内，网上参观者可以充分发挥创意和想象，以独特的方式参与上海世博会，网上中国馆还呈现了乐山乐水、南北通衢、戮力同心、勤业乐事等八段动画视频。这些视频让你对城市发展的中华智慧有了更感性的了解。看完名画，还可以玩玩网上中国馆特意准备的游戏。据了解，生活世博会有三项创新：1、三维体验：与一般网站以图片、文字、音频和视频等表现方式不同，与传统的以二维为主的媒体方式不同，网上世博会是以三维展示、多媒体呈现、数字空间拓展为主来进行体验的。2、多元互动：一是数字网络与实体现场的互动，二是人与展项之间的互动。三是参观者与组织者、参展者的网上互动。3、全球共建：网上世博会的参与者范围是2010年上海世博会的全部参展者，包括官方参展者、非官方参展者、国内参展者。目前已有约140个国家和国际组织确认参与网上世博会。通过浏览、多媒体展陈、交互等手段，传播、介绍世博会的知识和理念及各参展方的社会、科技、历史、文化以及各参展方展项及活动，提供相关背景和图像信息，弥补语言、文化、时空等差异，对实体世博会作有益的补充和延伸。

科学的发展是社会文化繁荣的重要内容，也是推动人们观念更新、思维方式科学化的重要原因，更是增强文化吸引力和凝聚力的“助推器”。科学对数字信息的推动作用不仅仅体现在精神力量上，更重要的体现在它一方面与技术紧密结合，促进文化事业和文化产业的发展，为数字信息提升打造有效的载体；另一方面现实地推动着社会经济、军事等力量的发展，为数字信息提供坚强后盾。因此，我们要具备国际视野，吸纳人类一切先进的科学技术为我所用，加速科学技术的创新。科学技术作为由众多关于事物规律的正确认识所组成的、以逻辑思维形式表现出来的知识系统，要求我们以系统思维为指导，加速科学与技术的一体化进程，促进文化教育和文化艺术的繁荣，紧跟时代步伐更新文化传播的工具，丰富文化产品的形式，使中华优秀文化既为国内民众所乐意接受，也为国际社会所易于理解，从扩大文化自身影响力与加深文化理解力上提高数字信息。同时，也要求我们以系统思维为指导，加速科学与生产的一体化进程，缩短科学技术从“精神生产力”转变为“第一生产力”的过程，扩大科技在经济实力增长、军事实力增强中的比重，从提供物质力量支撑上提高数字信息的质量。

注重民情风俗的努力促进。数字信息的提升，还要关注民情风俗的促进作用。民情风俗是广大人民群众在历史演进长河及长期生产生活实践中，根据需要形成并流传下来的各种价值观念和行为习惯。这些凝聚着人民群众智慧与才能、富含民族与地区文化特色的民情风俗，被历史发展链条上的人们不断加以修缮、丰富和发展。它们不仅影响了本民族本地区的人们，而且吸引了国内其他民族与地区以及国际社会来了解、学习及参与，向世界展示了中华民族丰富多彩的文化，展现了中华文化的巨大魅力。不仅如此，民情风俗还作为一种约定俗成的行为规范体系为社会成员所遵循，对其心理意识、伦理道德、情感表现、行为方式等产生着极为广泛和稳定的影响，使其行为在一定条件下保持高度一致，产生出无可比拟的凝聚力。民情风俗作为不同民族与地区人们的行为习惯，是相对松散的系统，这要求我们坚持系统思维，对内扩大不同民族与地区民情风俗的兼容性，促进中华民族的大融合，形成中华民族共有的心理和行为习俗，从提高整个民族凝聚力上提高数字信息；对外扩大本国与外国之间的文化交流，使中华民族多姿多彩的民情风俗得以广泛传播，让更多的人了解中华民族的特色文化，并为它所吸引，从增强中华文化的吸引力上提高数字信息。

落实典章制度的有效保障。数字信息的提升，也需要认真落实必要的典章制度。在马克思主义看来，典章制度是人们政治交往的制度化和规范化，属于政治上层建筑的范畴。它本身的沿革即形成独特的制度文化，与大众文化、精英文化、区域文化等其他文化一起构成完整的社会文化。这一文化本身就可以自身无穷的魅力吸引其他文化，成为数字信息价值结构须臾不可缺的重要组成部分。它还具有保障稳定的社会环境、良好的生产生活秩序的功能，为文化的传播、发展与繁荣提供良好的硬件支撑。因此，我们要坚持系统思维，扩大国内外文化交流，让更多的人了解我们典章制度的优越性，从增强制度文化吸引力上提高数字信息的质量。人们政治交往关系的多样性决定了典章制度内容的丰富性，它作为由诸多具体的规章、规则、制度等构成的系统，要求我们坚持系统思维，注重协调系统内部不同部分的关系，使它们有条不紊、协同作用；统筹其与其他诸层次交往制度和规范的关系，有效调节社会有机系统，保证其有序运行，在为文化发展提供良好的社会环境中提升数字信息质量。

在数字信息的价值结构中，各要素之间、要素与系统之间紧密联系、相互作用和影响制约。我们应坚持系统思维，整合数字信息价值结构中各要素与系统整体的关系，才能不断促进数字信息的有效跃进。

四、智慧信息数字化的价值功能

系统科学揭示：结构决定功能。系统内部结构的差异决定了系统外在功能的强弱。系统思维不仅可以指导数字信息内部组成要素有效整合，形成科学合理的价值结构，而且可以指导其价值功能的整合，以更好发挥数字信息在科学发展中的作用。

“软实力”和“硬实力”的价值功能互补。任何一个国家要在国际竞争中处于优势地位，都不能单单依靠某一方面的力量，而要依赖各方面力量的总和即这个国家的综合国力。无论国家的综合国力有多少构成要素，这些要素均可以划分为两种基本的形态：由经济、科技和国防等看得见、摸得着力量表现出来的“硬实力”，以及由文化、价值观、意识形态等无形的精神力量表现出来的“软实力”，健康有序的数字信息及管理主要反映的是国家的“软实力”。当然，这种划分并不是绝对的，作为同一事物的两个方面，“软实力”和“硬实力”之间并非完全对立，而是互相依赖、互相促进、互相转化，是辩证统一的。“硬实力”的价值功能系统主要包含以下几个要素：提高国家的生产力水平，捍卫国家主权和领土完整，提升国家在国际上的地位与作用；提高社会经济发展水平，改善人们物质生活质量等。“软实力”的价值功能系统主要包括发展精神生产力、增强社会主义意识形态的影响力；展现良好的国家形象，提升国家地位和世界影响；推动社会主义先进文化建设，对外抵御文化霸权主义，对内满足人民群众文化生活需求，保障人民群众基本的文化权益；锻造民族凝聚力、创造力，激扬国民精神等几个要素。“软实力”价值功能系统离不开“硬实力”价值功能的实现，必须以后者为基石和支撑；“硬实力”价值功能系统需要“软实力”提供精神支柱和动力。两个系统对立统一、互相促进、互利共赢，同时它们又作为要素共同构成完整的国家综合国力功能系统。因此，要提高国家的综合国力，必须运用系统思维，处理好二者之间的关系，实现其互相补充和有机融合。

数字信息中“软件”和“硬件”的价值功能匹配。数字信息的“软件”主要指文学艺术、人文素质、科学技术、思想理论、道德规范、民族精神、时代精神、文化价值观及其他精神文化等等，它们具有愉悦价值主体身心、提升价值主体人文素养、净化社会风尚、促进社会和谐的价值功能。数字信息的“硬件”主要指信息技术产品，如网络、3G传媒设施、网络终端等物化物，它们是宣扬文化精神的有效载体，具有满足人民群众精神文化需求、推动经济发展、传播文化精神使之固化并得以传承的价值功能。显然，“软件”的价值功能离不开“硬件”的载体作用，它需要相应的“硬件”作为基础和保障。在某种意义上说，没有一定的“硬件”，便不可能产生“软件”，价值主体也无从获得自己需要的文化条件。但“硬件”价值功能的实现也离不开“软件”，没有“软件”的灌注，“硬件”只能成为冰冷的、无生命的存在物，不能成为提高价值主体素质和修养的工具。此外，“软件”的发展水平不一定与“硬件”的发展水平完全一致，它既可能滞后，也可能超前，当“硬件”发展到一定程度，便需要形成与之相适应的“软件”，发挥自身的反作用。“软件”与“硬件”的价值功能各自形成独立的系统，但两个系统并不是完全独立的，而是彼此依存，都需要对方的发展水平与自身相当，这样才能互利共生。因此，运用系统思维对软实力中“软件”与“硬件”的价值功能系统进行整合，使之匹配起来，很有必要。

软实力不同方面的价值功能协调。如上所述，“软实力”的价值功能是多方面的：对社会主义意识形态的价值、对国家形象的价值、对人民群众文化需求的价值、对中华民族凝聚力和精神面貌的价值等，这些价值功能组成了软实力价值功能系统。此系统中最根本、最重要的要素是通过激励民众智慧、凝聚民众精神等方式，提高社会成员参与科学技术研发、国家经济建设的积极性，为国家科技进步和经济发展贡献力量，推动国家技术和经济实力的持续增强即“硬实力”的不断提高，进而推动国家综合国力的增强，其他要素的存在都必须服从服务于这一要素的发展。社会主义核心价值体系是社会主义意识形态的本质体现，是坚守马克思主义意识形态阵地的需要，是建设社会主义和谐文化与和谐社会的需要，更是促进人的全面发展的需要，从而成为科技进步和经济发展即国家“硬实力”提高中最为关键的因素。数字信息展示出的良好国家形象，为科技进步和经济建设提供了良好的外部环境以及对外交流的条件，为提高国家“硬实力”创造了有益的国际环境。数字信息的提升满足了人民群众的文化需求，提高了人们的人文修养，既有利于其科研研发具备深厚的人文底蕴，也有益于提高科学技术的人文关怀度，使其更容易转化为人们接受的现实生产力，直接提高国家“硬实力”。数字信息对中华民族凝聚力的锻造、对国民精神的昂扬，增强了中华民族与所属社会成员间的双向吸引力和各民族成员间的亲和力，有利于创设和谐的人际关系、建设共有精神家园，为“硬实力”的提高提供了必需的内部环境。因此，用系统思维对数字信息价值功能系统中的不同要素进行整合、协调，使它们服从、服务于增强国家“硬实力”建设这一要素的发展，才能真正发挥数字信息系统的价值功能。

马克思主义认为，整体性是系统的本质特征，即系统的诸多要素作为一个相互联系的整体起作用，系统整体具有其每个要素都不单独具有的性质和功能。无论是“软实力”还是“硬实力”，无论是软实力中的“软件”还是“硬件”，其价值功能都是相对独立的系统整体。这决定了我们必须用系统思维对数字信息的价值功能进行整合，不断促进数字信息的有效提升。^[1]