對計算所“十三五”規(guī)劃的思考
孫凝暉
2016年3月3日
一、對科技促進經濟的認識
當前，中國經濟發(fā)展步入了新常態(tài)與新經濟。十八大黨中央提出了“四個全面”的戰(zhàn)略布局，五中全會提出“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”的國家發(fā)展理念, 其中“創(chuàng)新”位列首位。2015年，國務院發(fā)布了統(tǒng)籌推進世界一流大學和一流學科建設的總體方案，還發(fā)布了關于優(yōu)化學術環(huán)境的指導意見，中科院在“十三五”期間將啟動促進科技成果轉移轉化的專項行動。
一時間科技和創(chuàng)新成了高頻詞。作為科研工作者，我們要充分認識到創(chuàng)新驅動發(fā)展的緊迫性，具有責任感和使命感，同時又不能在焦躁和焦慮中不冷靜、不沉著、不理性。我們需要在認識我國經濟社會發(fā)展現(xiàn)狀、尊重科技與經濟二者相互作用規(guī)律的基礎上，來分析我們“做什么”與“怎么做”。
國際貨幣基金組織（IMF）給出了世界上189個國家和地區(qū)的經濟發(fā)展數據，從1980年-2014年的統(tǒng)計數據來看，1986年美國的GDP是中國的15倍多，到2014年中國的GDP是美國的約60%；1991年日本的GDP是中國的8.3倍，到2014年中國的GDP已經超過日本近一倍；1987年中國的GDP是印度的1.16倍，到2014年中國的GDP已經是印度的5倍。中國自改革開放以來的經濟發(fā)展速度確實是舉世矚目。
從人均GDP的角度看，如果不考慮美國、日本、德國這3個國家，2014年中國的人均GDP（7581美元，全球排名79）與世界平均水平相比已經相差無幾（7943美元）。從人口總數看，世界上約70億人口，有大約78個國家的19.2億人口（約2/7），人均GDP超過中國，有大約110個國家的40.4億人口（約4/7），人均GDP低于中國。中國人的富裕程度沒有像我們想象中的那么糟糕，如果全世界70億人口按照人均GDP分成7檔的話，中國占據第3檔，印度占據第5檔。
當然，中國離發(fā)達國家還有很不小的距離。世界上有37個國家或地區(qū)進入了發(fā)達國家行列，其中臺灣排名正好是37，人均GDP是2.3萬美元。在人口超過1000萬的人均GDP最高的十個國家中，除去人口僅1000多萬的荷蘭、比利時，剩下的八個（澳大利亞、美國、加拿大、英國、德國、法國、意大利、日本），無一不是經過一兩百年的持續(xù)發(fā)展才建立起來領先優(yōu)勢。中國在向兩個100年的目標前進的道路上，科技創(chuàng)新的支撐與引領作用必須得到充分的重視，但這些發(fā)達國家的歷史經驗也啟示我們：科技作為生產力要素，從孕育形成，到驗證完善，到應用推廣、形成生產力、顯現(xiàn)出拉動經濟社會發(fā)展的整體效果，是一個螺旋上升的過程，每一個螺旋都需要周期。我們需要認識到這一點，并打好提前量。作為科研工作者需要具備嚴肅態(tài)度、理性精神和踏實行為，不是精神上的“急行軍”就能達到我們追求的“世界一流”的目標。
我們預測，到2050年，中國的經濟社會發(fā)展和與之相適應的科技支撐，大致如下三步走：
第一步：2015年-2025年，保持中高速的增長，人均GDP超過1.2萬美元，擺脫中等收入陷阱，東部發(fā)達地區(qū)（2015年人均GDP超過1萬美元的有11個省市，5億人口）的人均GDP超過第二檔主要國家（俄羅斯、阿根廷、巴西、墨西哥等，約5億人口）。實現(xiàn)這一步，主要靠新型城鎮(zhèn)化和“一帶一路”戰(zhàn)略?？萍嫉闹饕巫饔檬峭ㄟ^“互聯(lián)網+”和“智能制造”技術幫助企業(yè)生產出性價優(yōu)良的高質量產品。
第二步：2025年-2035年，人均GDP能接近2萬美元，中國整體進入第二檔，成為中等發(fā)達國家，東部八個發(fā)達城市（北上廣深津寧蘇杭，約1.5億人）的人均GDP超過第一檔的韓國、西班牙、沙特，臺灣等（約1.4億人）。要達到這一步的目標，中國成為創(chuàng)新型國家還不夠，還需要靠“引領性創(chuàng)新”來形成核心競爭力及其高附加值，才能與這幾個發(fā)達經濟體進行競爭。
第三步：2035年-2050年，中國整體穩(wěn)定在第二檔，東部八個發(fā)達城市的人均GDP超過日本（約1.27億人，2014年人均GDP 3.63萬美元），實現(xiàn)第二個一百年的偉大目標，和中華民族的偉大復興。要達到這一步的目標，就需要更多的世界級原創(chuàng)性成果。通俗的說，就是諾貝爾獎、圖靈獎這種級別的科技成果。
所以，計算所為了在短期(10年)、中期（20年）、長期（35年）實現(xiàn)科技對經濟的支撐作用，在增量改進性創(chuàng)新、引領性創(chuàng)新、世界級原創(chuàng)性成果三者之間要做一個合理的布局和人才儲備，科技比經濟要有10年左右的提前量。
二、對引領的認識
計算所的一個定位濃縮成一句口號就是“引領創(chuàng)新，爭做源頭”。源頭是針對搖籃和龍頭講的，過去計算所的價值體現(xiàn)在“中國計算機事業(yè)的搖籃”和“戰(zhàn)略高技術自主創(chuàng)新的龍頭”上，未來的價值要體現(xiàn)為“IT產業(yè)的源頭”。下面談談對“引領”的認識。
如上所述，按照我們“三步走”的預測，在每個階段，科技要達到一定的引領水平，才能實現(xiàn)對經濟發(fā)展的驅動作用。那么計算所這樣的研究所，每個階段要達到的水平，有沒有類似的對標單位或者基準（benchmark）呢？
2050年，我們要做到與國際計算機學科第一名可比，對標就是斯坦福大學。我們從師資隊伍、成果影響、校友情況等三個方面來體會一下這個對標。斯坦福大學1965年成立的計算機學科，與U.C.Berkeley、CMU、MIT并列世界第一，師資隊伍上，56位全職教授中18位圖靈獎得主、21位美國兩院院士，超過80%教授畢業(yè)于Top10計算機學院。在成果方面，文章引用次數世界第一，80%方向引用次數居世界前五，孵化了Cisco、Yahoo、Google等企業(yè)。在校友情況上，超過150位畢業(yè)生在美國一流大學任教，斯坦福大學的校友每年創(chuàng)造2.7萬億美元收入，居所有大學之首。做到這樣的水平，才能稱為引領。
2030年，我們要達到國際一流計算機學科的水平，對標可以參考瑞士聯(lián)邦理工學院(洛桑)（EPFL）。EPFL在歐洲及世界上都是一所頂尖的理工院校，在工程科技領域享有極高的聲望，其計算機學科在歐洲排名第二，是近十年全世界發(fā)展最快的計算機學科。在師資方面，40位全職教授，其中1位圖靈獎得主，超過10位ACM Fellow，超過50%的教授畢業(yè)于或曾在Top10學校工作。在成果方面，EPFL領導了歐洲大腦計劃，多次獲國際頂級會議最佳論文獎，吸引了微軟、谷歌、高通等企業(yè)資助。在校友情況上，很多畢業(yè)生能直接獲得斯坦福、耶魯、UIUC等大學的教職。這些是我們中期階段做到引領要達到的參考指標。
面向2020年，計算所最大的壓力來自成“大事”，就是下一個聯(lián)想、曙光、龍芯在哪兒？ 就“大事”和“引領”這兩個關鍵詞，有幾點值得我們思考：
1、“大事”是來自行業(yè)還是平臺？“大事”就是一個“拔尖”的成果。在中國拿住一個行業(yè)的重大需求，更容易成“大事”。譬如，科學院的深海機器人、魚雷、SAR雷達、軍用寬帶通信、軍用物聯(lián)網、宇航器件等，計算所歷史上的國防計算機、石油計算機、近期的國家信息關防、眼前的網信辦大數據應用、軍隊大數據應用、信號數據融合系統(tǒng)等。進入到這些行業(yè)，路徑相對較短，圈子相對封閉。但同時，每個重要行業(yè)，都會有相應的研究力量自己去做這些應用，尤其是信息技術中的通用技術，很多時候不需要我們幫忙。計算所的曙光、龍芯、與華為的合作、未來網絡走的是平臺的路子，天璣、晶上等現(xiàn)在是做行業(yè)的例子。垂直行業(yè)的路子要成功，就必須和需求緊密結合；平臺型的路子要成功，不和領導型企業(yè)深度合作是很難成功的。
2、做“大事”，并不等于就是“引領”?！耙I”是我們的長遠目標，“大事”是現(xiàn)實的壓力，這其中的平衡對我們也是一個考驗。從技術含金量、與產業(yè)的距離兩個維度來觀察我們的科研，大致能有如下分類：高技術類研究可分為重大任務型、引領產業(yè)型、學生培養(yǎng)型、問題驅動型；基礎研究類科研可分為科學發(fā)現(xiàn)型、前沿研究型、文章驅動型、改進提高型。目前，計算所各個類型的研究都需要，但最缺少還是引領產業(yè)型和前沿研究型。在現(xiàn)在這個階段，引領性研究如果能占到四成比例，就很理想了。
計算所“引領”型工作長得像什么樣，一句話概括就是：“成體系的引領產業(yè)的原始性創(chuàng)新”?！俺审w系”是從上向下看，強調完整性，能說出符合國家重大需求的“大故事”；“引領產業(yè)”是橫向看，強調得到產業(yè)界和企業(yè)的認可，核心是技術的國際競爭力；“原始性創(chuàng)新”是從下向上看，強調學術界的認可，核心是科研人員的國際化。做到三者缺一不可，才能避免原始創(chuàng)新的碎片化。
3、辦企業(yè)的價值也在于“引領”。下表所示，從上世紀八十年代開始，計算所一共辦了95家企業(yè)，只有4家企業(yè)銷售額過億，10家過千萬，絕大多數公司死了，剩下的多為小公司。對這個歷程，我們有幾個觀察：計算所平均每十年左右培育出一家“獨角獸”公司，這樣的企業(yè)由初創(chuàng)到成功大約需要二十年時間。如果按照這個觀察推斷，預計在2025-2030年，計算所會再培育出一到兩家成規(guī)模的大公司。但是，我們對產業(yè)的貢獻靠辦成了多少公司、創(chuàng)造了多少銷售額、獲得了多少技術轉移收入來體現(xiàn)嗎？無疑這些是必要的基礎數據，但根子還在于技術轉移對產業(yè)的“引領”作用，聯(lián)想代表了我們對“中關村一條街”時代的引領，曙光代表了我們對戰(zhàn)略高技術規(guī)模產業(yè)化模式的引領，龍芯代表了用市場化機制來實現(xiàn)CPU生態(tài)系統(tǒng)自主創(chuàng)新的引領性探索。
計算所成立公司的情況
三、計算所“十三五”規(guī)劃
信息化經歷了以計算機一元世界為特征的IT1.0時代，到以人-機二元世界為特征的IT2.0時代，正在向以人-機-物三元世界為特征的IT3.0時代發(fā)展，信息技術的范式正在發(fā)生變革：從算得快變成算得多，從事務型計算變成通量型計算，從聚焦數據通路變成關注控制能力，從數據分析變成信息融合，從單模智能變成多模智能，從高熵系統(tǒng)變成低熵系統(tǒng)，等等。IT2.0時代人（十億級）-機（億級）間的二元互聯(lián)，催生出智能手機和云計算等核心技術，IT3.0時代人（百億級）-機（十億級）-物（千億級）間的三元融合需將IT基礎設施的能力提升3個數量級，計算技術面臨巨大挑戰(zhàn)。
基于以上判斷，計算所“十三五”規(guī)劃的總體思路可以概括為：
1、引領創(chuàng)新：計算所的發(fā)展模式從自主創(chuàng)新轉變到引領創(chuàng)新（即斯坦福模式），到2030年把計算所建設成為世界一流研究機構。
2、信息高鐵：面向“互聯(lián)網+”國家重大需求，通過建設中科院網絡計算創(chuàng)新研究院，引領中國“信息高速鐵路”技術的發(fā)展。
3、產業(yè)源頭：支撐企業(yè)實現(xiàn)三個100億的產業(yè)目標（曙光市值100億美元、嵌入到華為等企業(yè)IT產品銷售100億人民幣、創(chuàng)業(yè)公司市值100億人民幣），計算所成為中國計算機產業(yè)源頭。
“十三五”期間，科研與管理規(guī)劃的四條主線包括：
1、服務信息高速鐵路的技術與系統(tǒng)
美國的“信息高速公路”計劃促進了互聯(lián)網的普及和繁榮，在我國也誕生了很多重要的互聯(lián)網企業(yè)，但目前我國的人均信息消費尚不及美國的1/30，甚至不及經濟水平相當的巴西的1/3，其中一個重要原因是我國用戶多、網絡基礎設施不足、用戶體驗差。正如我國把高鐵作為人口眾多的中國的核心交通基礎設施一樣，我國也應構建高效能、高智能、高通量的信息基礎設施，也稱“信息高鐵”，促進國內的信息消費，支撐“互聯(lián)網+”戰(zhàn)略落地。“信息高鐵”與“信息高速公路”相比最突出特點是強化“控制”功能，通過有序管理和可重塑實現(xiàn)高效能，通過高通量計算實現(xiàn)高性能和低成本，通過大數據和萬物感知實現(xiàn)高智能。為了支撐“信息高鐵”，需要研究通用大數據引擎、高通量云服務器、海計算機、服務控制路由器、超級基站等五大核心裝備，構成完整支撐端、網、云、數、用五個層次的新一代信息基礎設施。
2、面向網絡信息空間安全的技術與系統(tǒng)
主要包括：（1）自主處理器：研制自主創(chuàng)新的國際先進水平的通用多核處理器，初步形成產業(yè)鏈，在軍工安全、黨政軍信息化等應用領域占據主導地位。（2）海洋感知：研究海洋信息感知與數據融合技術，研制海洋環(huán)境感知核心元器件，構建海洋開放大數據平臺和全球海上目標知識庫，具備全面服務國家涉海部門的綜合能力。（3）視頻監(jiān)管：研制高速高精度、全網規(guī)模的視頻分析處理系統(tǒng)，滿足國家互聯(lián)網視頻監(jiān)管的新需求。（4）情報分析：形成領先的六大能力，即ZB級數據分析、全維態(tài)勢感知與關聯(lián)分析、全域覆蓋與融合處理、全程閉環(huán)自增益服務、全息數據展示、成體系綜合對抗。
3、成體系的基礎前沿研究
計算機體系結構國家重點實驗室重點研究體系結構中的訪存不確定性、計算不確定性、通信不確定性、控制不確定性、功能不確定性等難題，研制新型智能計算系統(tǒng)。中科院智能信息重點實驗室重點研究多模、自主智能計算技術與系統(tǒng)，研制機器人/盲人的視覺導航原型系統(tǒng)，讓高端嵌入式設備具備實時準確的萬物識別能力。中科院網絡數據重點實驗室重點研究數據涌現(xiàn)智能，解決數據、計算與人機割裂的問題，構造貫穿數據全生命周期的協(xié)同計算模式，實現(xiàn)數據驅動的社會智能。移動計算與新型終端北京市重點實驗室研究一體化融合終端、智能移動業(yè)務、寬帶移動計算系統(tǒng)中的關鍵技術，重點突破低功耗器件、多模智能感知與交互、支持云計算的協(xié)同移動通信技術。
4、秉承“從優(yōu)秀到卓越”的理念，營造“壘高臺”的文化氛圍
“從優(yōu)秀到卓越”是計算所邁向世界一流研究所的文化基石?！笆濉逼陂g既要重視“拔尖”，更要營造“壘高臺”的文化氛圍，通過拔苗助長、或花大錢引進，可以搞到“劉翔”、“姚明”，但沒有耐心一點一點地壘學科高臺，就沒有可能成為世界一流的組織。圍繞“源頭”定位，大膽進行機制體制的創(chuàng)新，進一步優(yōu)化研究所組織架構，積極策劃和爭取資源，構建面向世界一流研究機構的人才結構，深化科教融合，承辦世界一流的計算機學院，建立產業(yè)發(fā)展加速器以幫助創(chuàng)業(yè)企業(yè)加速成長，進一步規(guī)范財務管理，樹立經營理念，做好科研支撐服務，推進新園區(qū)建設，做好后勤保障服務。分所要為機器換人、智能制造、培育IT企業(yè)與產業(yè)聚集、新型園區(qū)建設，做出我們的貢獻。
在IT1.0時代，計算所用打破封鎖的技術滿足國家戰(zhàn)略需求，但未能形成規(guī)?；髽I(yè)；在IT2.0時代，計算所用有市場競爭力的技術滿足國家重大需求，培育了聯(lián)想和曙光，但未在原始性創(chuàng)新上取得大的突破；面向IT3.0時代，計算所的目標是用引領創(chuàng)新的技術滿足國家重大需求，以原始性、顛覆性技術為源頭，促使華為等中國企業(yè)成為國際舞臺上技術引領型IT企業(yè)。在第八屆中美互聯(lián)網論壇上，參加的有300多人，最后有機會與習近平主席合影的中美各14人，中方的14人中，有2人所代表的公司與計算所有直接的關系，一個是聯(lián)想，一個是曙光。試問：計算所在十年之后能讓誰站在同樣的位置？
（根據孫凝暉所長在2016年計算所春季戰(zhàn)略規(guī)劃會上的講話整理而成）