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云计算混沌变化 智慧城市脱颖而出

[日期:2013-11-20] 来源:赛迪网  作者: [字体: ]

人类的行为活动是受所掌握的科技能力限制的。尽管人们可以在意识形态领域设计美丽的故事,但是在现实生活里,这些故事很难采用物质形态来呈现。

人类文明并不是连续的,而是以层次结构形式发展的,如同易经结构所描述的自然数模型,尽管自然数是连续的,但是它们分布在不同的层。高层文明包含了低层文明的技术特征,但是也具有一些独有的技术特征。

每个层次的产品形态是由其所应用的技术形态决定的,这表明每一次的技术革命都会把人类文明提高一个层次,这种改变是跳跃式的,并不是连续性变化的。这个特征说明,高层次文明里的产品是不可能采用低层次文明里的技术来实现的。

智慧城市是建立在云计算革命之上的新产品,在没有出现适合云计算要求的革命性技术之前,采用传统的IT技术是不可能实现“智慧城市”所要求的功能的。

一、处于两难中的智慧城市战略

人民网2013年10月24日的报道说,昨日,由中国社会科学院城市发展与环境研究所主办的“智慧城市建设”高层论坛暨“中国社会科学院城市信息集成与动态模拟实验室”发展座谈会在北京举行。国务院参事、第三世界科学院院士牛文元介绍,截至2011年底,中国有154个城市规划投入1.5万亿资金建设智慧城市,但真正体现其内涵的,目前一个也没有看到。

当今世界正处于云计算革命的混沌变化阶段,这次革命将带来人类社会的重大改变,如果不能抓住这次机遇,就会在未来较长的时间里面临更大的挑战。所以对于各国政府来说,如何尽快掌握云计算核心技术,如何尽快开发云计算应用产品,是决定未来国际话语权的关键。

1、智慧城市属于更高层次文明中的产品

智慧城市的目的是通过信息技术,把现实事物以及各种行为(人、生物、自然)有效地管理起来,使人们在一个可预知的环境下生活,减少因为对未来的恐惧而降低生活质量。

这种把以计算机、互联网为存在载体的虚拟世界和物理世界关联起来的文明,其技术要求已经大大超出了人类当前文明的能力,属于更高层次的文明。

文明的层次性不仅体现在技术上的变革(比如蒸汽机带来的力的改变),同时也体现在人的世界观、价值观、人生观的变革。

2、建设智慧城市的真正意义在于抢占机会而不是获得短期利益

人类历史上所发生的每一次技术革命,目的都是提高人们的生存环境质量,解决人们不断提高的需求。云计算革命的目的同样是解决人们的应用需求。

云计算革命和之前的技术革命的最大不同点在于,云计算革命是由即将发生的技术革命带来的社会变革,将人类带入一个新的文明阶段。这次即将发生的革命是人类提前预知的。这种预知的正确性来自现代科学的发展轨迹,是人类文明发展的自然规律。

由于人们已经了解这次革命所带来的文明改变程度,尽管目前还不了解具体的内容,但是已经知道机会的重要性,如果在这次技术革命的潮流中没有抓住机遇,就会在未来很长的时间内面临更大的挑战。

由政府推动的智慧城市战略的最大价值在于提出了属于更高文明的应用需求。在利益的驱动下,企业会想方设法参与智慧城市的建设,以便获得更多的利益。这种刺激使得政府有可能抓住机遇,获得未来竞争的话语权。

但是对于政府而言,由于技术创造的主体是企业,政府只是资金的投入者,因此企业的技术创造能力是智慧城市的最大风险来源地。事实上,由于目前国际知名IT企业并没有在技术上获得革命性的突破,所以仅使用目前的传统技术,是绝对不可能建设出真正的智慧城市的。这如同使用目前的大炮技术,无论如何努力,也不可能完成打击太空卫星的应用需求的。

3、智慧城市战略是有前瞻性的

尽管目前的智慧城市建设并没有达到预期的效果,但是政府推动智慧城市建设的战略是有重大意义的,是有前瞻性的。

云计算竞争实际上是抢占未来的竞争,这个未来其实并不远,或许是5年以内,或许是10年以内。智慧城市战略所获得的并不是短期利益,而是长远利益。对于政府来说,短期利益的损失只是符号化货币层面上的减少,这种损失可以通过发行符号化货币来弥补,但是获得的是可能拥有未来全球竞争话语权的机会。

所以政府在推动智慧城市过程中,要搭建一个不带歧视的市场环境,让有科技创新能力的中小微企业也能参与进来。到目前为止,那些有经济实力的国内外大型企业并没有掌握云计算核心技术,他们不可能真正帮助地方政府实现智慧城市,最多让地方政府在花钱方面有“面子”。但是这种“面子”也有可能让政府失去争夺全球云计算竞争话语权的机会。

二、智慧城市的技术难点在哪里

IBM提出智慧地球,并采用智慧城市方式进行推动,这种模式是具有战略远见的。但是智慧城市的实现需要革命性的技术来支持。这些技术或许已经超越了目前的科学理论范畴,需要一些全新的科学理论来指导。所以到目前为止,人们似乎并没有看到真正的智慧城市出现。

1、不同的云计算定义带来不同的“智慧城市”设计思路

云计算不是单纯的技术概念,是一个社会学名词,其内涵里包含了技术内容。对云计算做出明确、统一的定义是比较困难的。这也是技术专家困惑的地方,因为任何一个技术名词都可以获得一个明确的定义。所以不同的企业以及专家由于观察角度不同,给出的定义也是不同的。

智慧城市属于云计算产品,因此在不同的定义指导下,其产品的设计方案也是不同的。以IBM为代表的强调硬件、软件技术功能的企业和专家学者,其智慧城市的设计方案注重硬件的数量以及解决单一的局部应用功能,比如医疗、教育、交通等孤立需求,并不考虑智慧城市里各种事物之间的复杂关联关系。

中国电子学会云计算专家委员会委员赵文银认为,云计算是以应用为目的,通过互联网将大量必要的硬件和软件按照一定的组织形式连接起来,并随应用需求的变化动态调整组织形式所创建的一个内耗最小、功效最大的虚拟资源服务集合。

按照这个定义,智慧城市并不是解决人们抽象出来的简单应用需求,而是模拟现实城市里存在的事物之间的复杂关系,帮助人们寻找整体生存质量的方法。硬件、软件只是实现具体功能的部件,真正决定智慧城市形态及效果的是连接这些硬件、软件的组织结构。

2、智慧城市是一个什么样的城市

未来的智慧城市并不是目前这种人口集中的多功能城市,而是一个通过虚拟世界信息系统管理的、以物理交通工具为度量的、分散的多个功能社区所形成的区域圈。

国务院参事、第三世界科学院院士牛文元在“智慧城市建设”高层论坛暨“中国社会科学院城市信息集成与动态模拟实验室”发展座谈会上指出,“智慧城市是自我创新功能,时空压缩功能,自动识别功能,智慧管理功能于一身的高度数字化、网络化、精准化、智能化的信息集合体。智慧城市涉及到了一系列关键技术,如超大容量、超高速的计算中心、相关的计算技术等”、“智慧城市建设的战略思考要实现两大最基本的革命:一是生产方式、生活方式、流动方式和公共服务的巨大变革;二是政府决策,社会管理,公共服务和社会民生的革命性进展。”

如果把自然界当成一个云计算应用系统,那么每个区域就是一个分布式服务器,运行不同的应用功能,如动植物生态活动、大气变化、水资源系统等。对于一个特定区域来说,其运行能力是有限的。大城市相当于把普通的服务器作为超级计算机来使用,不仅大量占用了其它区域的能量资源,使其它区域(比如农村)因为缺少能量而失去活力,同时由于服务器处理能力的先天缺陷,大城市始终处于病态运行状态。如果这种运行状态长时间存在,就会导致更大范围内的生态系统运行状态出现问题,进而导致人类生存出现危机。

智慧城市作为未来人类理想的生活模式,其形态必定和目前的城市模式有重大区别,也就是说智慧城市并不是在当前城市模式的基础上的局部改进,而是一个全新的更加符合人类居住的模式。

按照自然资源的分布以及人类能力状况,未来的智慧城市并不是以距离划分,而是以到达时间划分的。由于云计算革命带来了新科学的出现,人类将进入一个全新的科技时代,或许一种廉价的动力能够让人们在1小时内到达1千公里或者3千公里外的目的地。人们以小城镇为中心点,选择环境优美的区域小规模的聚集生活。由于大城市的消亡以及科技的进步,自然环境也将发生重大改变,人类真正掌握了和大自然和谐相处的方法。

3、智慧城市的技术难题是什么

文明的层次性特征也是一种自然规律,这种规则不是唯一的,但是对于人类所在的宇宙来说,目前的规则是被唯一制定的。比如计算机所使用的二进制,属于原地循环的计算规则,逢二归零进位,而《易经》所包含的数学规则是二的幂进制,逢二上升一个层次,再从头开始,属于螺旋上升的循环计算规则。

所以从理论上讲,人类文明的发展规律可以有多种方式,但是对于目前的宇宙来说,其规则是确定的,因此发展规则是唯一的。生物的基因规则也是同样的情形,研究基因的科学家们发现可以通过改变基因位置来改变生物特征,并且认为是重大发现,以至于迫不及待地用来获得个人利益,而不考虑因为无知而带来的生态危机。如同软件工程师修改软件系统的一个参数,产生了局部效果,但是却导致了其它更多功能出现问题,即软件NP问题(完全多项式非确定性问题)。

智慧城市是虚拟世界和物理世界高度融合关联的产物,是一个巨复杂的动态变化系统,因此实现智慧城市必须要解决两大技术难题,软件危机和数量增长危机。在技术上的具体表现为以下一些方面。

(1)软件编程方法上需要有革命性的重大突破。当前的编程方法是建立在确定的需求模型之上的,而智慧城市里的功能需求是动态变化的,也就是说智慧城市的应用需求模型是非确定性的。

(2)需要革命性的技术方法来解决来解决系统的复杂度问题。智慧城市包含了大量相互嵌套的软件系统,具有完全多项式非确定性特征,不同的用户选择不同的路径,可以获得不同的应用结果。

(3)如何解决无限增长的大数据处理难题。智慧城市的数据分布在不同层次的多维空间里,不仅数量庞大,而且数据之间的关联关系也非常复杂。如果没有革命性的数据管理技术,是不可能快速处理所需要的数据的。

三、如何抓住云计算革命带来的机遇

人类社会的每次技术革命都会带来社会财富的重新分配。信息技术革命加快了这种财富重新分配的速度。在互联网的舞台上,财富英雄走马灯似的换来换去,观众心潮澎湃,神采飞扬,快意江湖恩仇;演员寒暑交加,心力交瘁,感叹人生艰难。

毫无疑问,云计算革命同样会推动社会财富的重新分配,所谓“富不过三代”,其原因并不在财富的拥有者本身,而是社会变革的潮流。财富的拥有者如果不能适应社会变革的潮流,自然就会被淘汰。所以在云计算时代,现在这些意气风发的富豪们是否依然能够容光焕发,也是很期待的生活舞台剧。

社会变革对于大多数人来说,带来的是希望和机会。但是能否抓住机遇,就需要正确的方法,以及付出更多的努力。由于云计算革命解决了信息对称问题,所以目前的投机取巧、坑蒙拐骗方法将很难获得财富,只能通过自己的智慧和劳动创造财富。

1、政府如何推动云计算产业发展

政府是云计算产业发展的主导者和设计者,企业只是在政府制定的规则内的具体实施者。如果政府不提供云计算发展的政策及良好的市场环境,企业是不可能有成果的。所以对于政府部门来说,可以从以下几个方面来推动云计算产业发展,提升地方经济活力。

(1)制定有利于云计算创新发展的政策,创建公平公正的市场环境。

(2)政府在提供资金支持的时候,要以科学精神为指导,客观地评估项目效果和风险,要打破盲目迷信权威的习俗。云计算核心技术并不是在传统技术上的简单创新,而是在理论上、方法论上面的革命性突破。所以如果没有具体的技术方法,那么即便项目团队里有知名的专家学者、科学家、院士、名人,或者项目单位是国内外大型企业,也很难开发出真正的云计算产品。

(3)政府在推动云计算产业发展时要有整体规划,这个规划不是对具体的技术或者产品提出要求,而是根据该区域的资源状况所设计的应用需求。比如农业资源优势地区,云产品主要围绕农业发展的各个方面展开;有旅游资源优势,其云产品主要用来管理与旅游相关的信息及活动。

对于政府来说,对智慧城市建设的投资属于长远战略,基本上是不会产生短期内的重大利益。目前的土地和房地产利益不属于智慧城市带来的真正利益,相反,真正的智慧城市将改变人们利用土地和房地产获得高额利益的现状。

2、企业如何开发有竞争力的云计算产品

尽管智慧地球是未来的发展方向,但是目前全球并不具备实现智慧地球系统的技术。欧美发达国家掌握的先进技术仍然属于工业文明层次,这些技术目前是不能真正创建云计算文明层次所需要的产品体系的。

根据当前的技术现状,智慧地球可以按照从简单到复杂的顺序分为四个阶段来实施,企业可以根据自身的技术和产品特点选择发展方向。

(1)创建大规模的信息管理系统。也就是说建立包含全球全部信息的大数据管理系统,比如按照行政区划和行业分类管理信息(比如http://webmap.cn.em258.com),目的是通过模拟现实世界的信息分布形式,在虚拟世界里创建出对应的信息管理形式。

这一阶段所使用的大部分技术属于当前的传统技术,当前的IT企业都可以参与,比如数据中心、服务器、存储技术、信息网站、SAAS服务等。云产品和传统产品的区分标准在于信息的规模及应用的范围。以网站为例,云网站是大规模网站的集群,数量在百万级以上,而且覆盖的区域和行业非常广泛,数据之间具有关联关系。传统网站规模较小,网站数量在万级以下,数据之间的关联程度较低。

(2)以信息为中心开发不同的应用功能,创建模拟现实世界的巨复杂软件管理系统。由于现实世界的应用需求是动态变化的,因此其对应的软件系统也是动态变化的。

这一阶段是解决软件系统的复杂度问题,比如人的信息在不同的环境有不同的应用需求,其对应的软件功能系统也是不同的,如医疗系统、社保系统、旅游系统、金融系统、商务系统、教育系统、交通系统等,系统之间相互关联。

(3)通过物联网连接物理世界,为系统采集信息。

这一阶段是为虚拟世界的信息生态系统搭建联系物理世界的通道,其关联产品是传感器及采集信息的设备。

(4)融合虚拟世界和物理世界,使它们成为一个相互依存的整体,创建智慧地球。

智慧城市属于智慧地球的局部组成部分,也是具体的落实点。所以智慧城市建设同样也需要经历上述的四个阶段。在没有创建具有复杂关联关系的城市信息管理系统之前,单纯地把物理设备和解决局部信息应用的系统连接在一起,是不能达到智慧城市所期望的效果的。

所以对于企业来说,应该尽量把握智慧城市建设带来的机会,寻找适合自身发展的方向,以便获得未来云计算竞争的主动权。

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