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中国能成为云计算时代的领跑者吗

发布时间:2020-07-21 18:04:16 阅读: 来源:衬塑设备厂家

中国IDC产业联盟讯(赵文银)这是一个带有预测性的话题,如果在最近几百年的尺度上来推演,似乎结果很不乐观,中国在近代科学的发展上很少有自己的观点。但是如果在更大的尺度上,比如几千年的范围来分析,中国曾经有过辉煌的古代科技,因此也有可能在云计算时代成为领跑者。

科学是建立在假设之上的,西方科学如此,中国的古代科技也是如此。

一、西方科学的基础是什么

弗兰西斯•培根认为,数学是科学的大门钥匙,忽视数学必将伤害所有的知识,因为忽视数学的人是无法了解任何其他科学乃至世界上任何其他事物的。更为严重的是,忽视数学的人不能理解他自己这一疏忽,最终将导致无法寻求任何补救的措施。

公理化是数学理论基础的来源。数学里的公理是人为假设正确的,公理是用来导出结论的逻辑演绎基础,是存在一定的适用范围与前提条件的。乘法公理和无穷公理是很重要的假设,许多数学命题的证明和一些数学概念的定义需要这两个公理。

自然数是数学的源头。数学家Kronecker曾说过,上帝创造了自然数,其余的一切皆是人的劳作。因此也可以认为自然数是科学的源头,无论是西方科学或者是东方科学。

皮亚诺通过3个基本概念和5条公理得出了关于自然数的理论。三个基本概念:0,数,后继。五条公理:(1) 0是数;(2) 一数的后继是数;(3) 任意两数的后继都不相同;(4) 0不是任何数的后继;(5) 任何性质,如果0有此性质;又如果任一数有此性质,它的后继必定也有此性质;那么所有的数都有此性质。

这是一个线性模型。把皮亚诺的后继概念定义为在自然数序列中紧跟一个数的那一数;即一数加1所得的数,例如:1是0的后继,2是1的后继。这样,利用这些定义可以得到想要得到的任何数。由于(2),保证了所达到的每一个数有一个后继,并且由于(3),所达到的这个数不可能是已经定义的数,否则,不同的两个数会有相同的后继;又因为(4),0不在这一串后继中,根据(5)的数学归纳法原则,因为有① ,0属于这一串数。② 若n属于这一串数,它的后继也属于这一串数成立,因此,所有的数都属于这一串数。这一串数就是从0开始,由一个继续一个的后继所组成。

这种方式得到的自然数序列是一个线性序列。

二、东方科学的数学基础是什么

同样,东方科学的基础也是数学,尽管中国古代没有形成严格意义上的科学体系,但是其科技成果是巨大的,在算术上面的研究也是很有成就的。现有的史料指出,中国古代数学书“九章算术”(约公元一世纪前后)的分数运算法则是世界上最早的文献。

皮亚诺是意大利的逻辑学家、数学家和语言学家,他对数理逻辑的创建起了十分重要的作用,而在数学基础方面,皮亚诺的算术公理十分著名,并在1889年出版了《算术原理,用一种新方法的说明》。

北京乾坤化物数字技术有限公司在其一项发明专利里展示了自然数的非线性生长原理,即自然数是按照二叉树的生长方式形成的。在此基础上,中国电子学会云计算专家委员会委员赵文银和中国软件行业协会嵌入式系统分会秘书长郭淳学结合伏羲先天八卦开展了更多的研究。同时发现可以采用多种设计模型获得自然数,即自然数可以按照多叉树的生长方式形成。

下面的图中,R为整数树父子整数之间的差值,N为各层的层号。

图1为一叉树,即线性自然数序列,也是西方科学假设的自然数模型。

图1、一叉树 下图2是一个二叉树,从图中可以很直观地看出,自然数序列是非线性的。同样采用皮亚诺的3个基本概念和5条公理,得到的结论就会发生很大的差别。由此可见,东方科学和西方科学的差异来自于对自然数不同的初始模型假设。而这种差异也导致了东方哲学和西方哲学在对宇宙认识方法上的差异,也就是长期以来存在的整体论和还原论的争论。

图2、二叉树

三、云计算的目的是什么

每当人类面临巨大危机的时候,就需要寻找一种新的方法来帮助人们摆脱危机。目前人类面临非常严峻的危机,环境危机、能源危机、金融危机等等。云计算的出现就是为解决这些危机提供革命性的方法。

那么云计算是什么?中国电子学会云计算专家委员会委员赵文银通过和哲学、经济学、东方文化、数学、软件开发以及云计算研究等不同领域的专家学者进行交流讨论,并在实践应用的基础上,对云计算做出了全新的定义。

云计算是以应用为目的,通过互联网将必要的大量硬件和软件按照一定的结构体系连接起来,并随应用需求的变化不断调整结构体系建立的一个内耗最小、功效最大的虚拟资源服务中心。

四、中国具有成为云计算领跑者的先天优势

在中国古代科学思想和方法对现代科学产生的作用方面,著名科学家吴文俊院士说,“从我本人的实践经验来说,我这些年来在数学上的研究成绩是受到中国古代数学的启发而来的。我十分推崇中国古代数学,中国古代数学的思维方法、抽象思维能力,都要高于同时代的外国。”

中国的古人在算术上取得了很大的成就,而这种算术方法基本上来自伏羲先天八卦,《易传》说,“易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。”,这个模型就是整数二叉树的生长模型。如下图所示,黑色的数字是自然数,红色数字的组合代表整数树结点代码。

图3、整数树和易经的对照图 数学不仅是自然科学的基础,也是重大技术革命的基础。20世纪最伟大的技术成就首推电子计算机的发明与应用,它改变了人们的日常生活,使人类进人了信息时代,在电子计算机的发明史上,里程碑式的人物——图林、冯诺依曼都是数学家。 而且,在当今的计算机的重大应用中也无不包含着数学的贡献。不仅仅是电子计算机,从医学上的CT技术到中文印刷排版的自动化,从飞行器的模拟设计到指纹的识别,从石油地质勘探的数据处理到信息安全技术,在这些形形色色的技术革命的背后,数学都扮演着不可缺少的角色。美国国家研究委员会把数学与能源、材料等并列为必须优先发展的基础研究领域。

莱布尼茨二进制是计算机的基础,在计算机的世界里,一切都是由两种符号的组合来表示的。而几千年以前的中国古人就使用两种符号的组合来表示存在的事物了。

五、云计算将推动东方科学的崛起

17世纪中叶之后,中国的科学技术如同江河日下,跌入窘境。据有关资料显示,从公元6世纪到17世纪初,在世界重大科技成果中,中国所占的比例一直在54%以上,而到了19世纪,剧降为只占0.4%。中国与西方为什么在科学技术上会一个大落,一个大起,拉开如此之大的距离,这就是李约瑟觉得不可思议,久久不得其解的难题。

为此李约瑟在《中国科学技术史》中提出了著名的李约瑟难题,即尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?这一问题引起了世界的关注和讨论,并且找到了很多原因。比如制度、文化等等。

从整数二叉树的发明专利中,我们认为根本的原因是数学模型的选择,即线性自然数序列和非线性自然数序列。中华文化来源于6000年前的伏羲先天八卦,而先天八卦是自然数的另外一种表现形式,即采用阴、阳来表示。

在古代,由于生产力水平低下,社会需求不高,用于科学计算的数据量不大,因此在相当长的时间里,人们可以使用先天八卦提供的方法,通过大脑来进行科学地计算分析,从而产生了大量的科技发明成果。当社会生产力达到一定的程度,新的科技发明需要更大尺度的数学量来处理,显然人脑已经不可能处理整数二叉树第6层以后的数字关系了。

因此世界科技的中心转移到了十七世纪的西方,特别是文艺复兴之后的欧洲,如图1所示,线性排列的十进制自然数拉开了近代科学的序幕,在一定的自然数范围内,这种模型的优势是比较明显的。然而计算机的出现又把计算方法送回到几千年以前的中国。所不同的是,中国的古人采用阴阳符号的变换进行计算,而计算机通过01符号的变换进行计算。

云计算让人们的需求欲望进一步提高,“智慧地球”将成为下一个实现目标。而要解决全球的“物”和人类活动的连接,就需要在更大尺度上进行数据运算。显然线性运算方式已经不能满足要求,因此基于非线性思维的东方科学到了发挥作用的时候了。(本文作者赵文银系中国电子学会云计算专家委员会委员)

来源:中国IDC产业联盟 作者:赵文银

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