第二节 数字化时代拉开帷幕

多种信息表明，我们正在步入一个数字化的时代，我们很少通过邮局给远方的亲人写信，而是通过电子邮件传递信息。即使是通过手机进行问候，我们的声音也会被音频转化软件转化为数字信号，通过电信网络传输给另一台手机的信号接收器，然后再用音频转化软件还原为声音。我们通过视频在远方看到的图像，已经不是原始的图像，而是被图像处理软件转为数字信号传输过来的数据，这些数据再被我们的终端设备（手机、电视等）转化为图像。这样的例子在我们身边比比皆是，书面文档、统计数据等都可以转为电子数据，被机器进行分析和处理。未来，更加复杂的社会活动，乃至我们的思维，是否都可以转为数字信号，在理论上是有可能性的。数字化时代是人类社会的一次重大变革，必将触动社会生活的方方面面。

一、从运算到智能

计算机发明的最初目的是帮助人们进行一些复杂和重复的运算，比如弹道导弹的飞行弹道计算是导弹能否达到打击效果的关键因素，如果通过人工做这样复杂的运算，不仅效率低下，而且准确率也很难保证。在军事领域的运用还包括炮兵计算榴弹炮和加农炮的弹道轨迹，从而确定弹着点。对于炮兵这样的高频率使用场景，手工计算显然是难以满足应用的。拿破仑时代的炮兵和两次世界大战期间的炮兵指挥官，首先要学会高等数学，原因即在此。第二次世界大战期间，复杂的密码破解工作，除了带来密码学的进步外，也促进了人们对于自动运算机器的研究。到阿波罗计划时期，计算机已经成为宇宙探测的基本辅助工具，用于测算飞行器的飞行姿态和进行飞行控制。在复杂的行星引力与飞行器速度动态相互作用与反馈的过程中，人力运算已经完全无法保障飞行器的正常控制。

随着自动控制技术的发展，精确的传感器、更加精准的伺服电机和轴承、液压零部件的出现，以及自动化控制程序的发展，工业机器人逐渐成为工业生产领域等简单场景的基本配置，机器人开始在工业领域替代人工。工业机器人的大脑是计算机，其思维“控制程序”。从数控机床到各种各样的焊接机器人，计算机程序以一种更为有形化的外部载体展现在人们面前，工人从流水线上被淘汰下来，人们不禁思考人与机器的关系。

人们对于机器能力的认知，从辅助人类做运算，逐渐转入思考机器智能与人类智能的关系。程序究竟是一种简单的工具，如同水车、蒸汽机一样，还是一种新的智能形态？人们逐渐意识到，与人工控制的机床增强人类的身体能力相比，计算机程序事实上是对人类大脑部分功能的提升或替代，人工智能的概念逐渐成为计算机科学领域的热点而不断被社会关注。从运算到智能，这是计算机科学在出现后的几十年中带给人类社会最大的冲击。

二、数据革命

在机器智能化的进程中，数据是转化的关键。如果将人类社会当作一个巨大的知识处理系统，那么每个人都是这个巨大系统的组成部分。每个人用自己的感知能力、语言能力、书写能力和交流能力给系统输入信息和知识，并从系统的其他单元获取信息和知识的反馈，脱离这个系统的单元将不具有任何价值。对于人类社会的这样一个学习过程，或者说是文明的进化过程，马克思主义的经典理论是劳动创造论，劳动的过程促进了人类的大脑进化，劳动的过程产生了语言和社会协作，劳动的需要产生了对于气象、水文、地理等知识的探索和研究，产生了一切科学的需求。这一解释是一种重要的学说，但并没有揭示这一进化过程的核心原理。

如果用计算机和数据科学的视角解释这一进程，也许会更准确。社会的每一个成员都是一个终端或处理器，个体将看到的信息转化为自己的语言或文字，并通过人际交流或书信、报告、文章、书籍等方式对信息进行精炼处理，以归纳或演绎的方式将信息或信息转化而来的知识传递给社会这个大系统。僧侣、学者、教师、媒体再以不同的方式将信息传输给社会的其他个体，从而完成了信息或知识的“传输-反馈-聚合”的过程，社会无数的主体每时每刻都在重复同样的循环，为这个大系统注入信息，也从这个大系统获取知识。知识的汇集、归纳、演绎等规则，可以理解为一种编程规则；一定人群的语言体系，则可以理解为通信协议，这些协议为不同主体的信息交流提供了基础；而每个主体获取的信息，就是数据。不同的是，人类社会主体相互之间传输的信息以语言、文字、表情、气味、肢体动作等方式传递，并以听觉、视觉、触觉、嗅觉、味觉等感知器官接收信息。对于社会这个大系统来说，每个个体之间信息的传递、接收，恰恰是这个系统进行数据处理的基础。只是我们理所当然地认为，这是本能和进化的产物，却没有思考信息本身的加工和处理对于社会的价值。

与人类个体之间的信息传输不同，对于计算机而言，所有的信息都以数字信号的方式进行传输。只是计算机硬件技术、通信技术、软件能力、传感器技术、存储技术、运算芯片的能力制约了计算机的数据获取能力和处理能力。早期的计算机中央处理器和存储能力有限，只能对少量的信息进行处理和运算。随着计算机和通信技术的发展，瞬间获取海量数据对于计算机已经是司空见惯的事。

仅以身边随处可见的视频监控设备为例，一台普通视频设备一个小时录制的数据量轻而易举就可以达到1GB，假定一个中等城市的公共场所有5000台治安监控视频探头，每个小时的治安视频数据量就可以达到5000GB，每天的数据量可以达到120000 GB，假定这些视频需要保存60日，则一个中等城市公共治安系统的视频数据存储量就可以达到7200TB。如果将全世界的治安视频数据加起来，这个数据量是非常惊人的。除了监控视频外，其他的数据源每天也在源源不断地产生各种各样的数据。各种各样的天气监测系统，无数的个人电脑（PC），手机摄像头，工业控制系统，购物网站，都是数据来源。在不久的将来，自动驾驶汽车、可穿戴设备、智慧城市的各类传感器也将成为数据的重要来源。我们现在拥有的数据量与21世纪初相比，已经急速膨胀，甚至无法准确界定，而只能以“海量”来形容。由于难以计量数据本身的数量变化，我们可以通过比较存储器（硬盘）的容量来直观地显示数据的变化。世界上第一块硬盘出生在1956年，由IBM公司制造，大小相当于两个冰箱的体积，存容量只有5MB。1991年IBM推出首款3.5英寸的1GB硬盘，存储设备开始走向小型化和大容量。到了当前，个人小型电脑的硬盘存储量轻易可以达到TB级。在数十年里，存储设备的数据存储密度增加了无数倍，数据存储量的增加更是无法形容。在最近的几十年里，除了数据外，没有哪一样工业品的产量增长可以达到这样的速度。

数据的获取量和存储量只是数据革命的一个方面，数据的加工和运算速度则是另一个关键的因素。如果仅从运算速度来看，阿波罗飞船上的计算机中央处理器运算速度还比不上我们的一部普通智能手机，而现在的一台个人电脑，运算能力就可以和当时的大型计算机媲美。4G/5G通信技术的应用，则使得数据的无线传输速率大大提升，视频、图片、大容量的数据包都可以通过无线通信轻松传输，这也为数据的获取提供了便利条件。

数据的获取方式、数据的传输方式、数据来源的多样性、数据的海量化，以及数据的高速加工能力、数据的深度挖掘和运用，都将成为这个时代以及新时代的典型特征。数据不再是孤立和静态的，数据也不再是匮乏和稀缺的，每个个体终将走出“数据孤岛”，置身于数据极大丰富的空间。数据革命是我们人类必将面临的一种新的社会革命。