数字改变世界

文｜李建成

（作者为武汉大学副校长、中国工程院院士）

数字与数字化简史

大数字革命从1942年第一台计算机为标志至今已经有77年的历史。第一次数字革命是以机械代替人类的体力；第二次数字革命是电能的使用；第三次数字革命是信息化应用；第四次数字革命是智能化发展。

智能化的基础是在数字的基础上。计算机的实现就是通过计算，而计算是通过数字来体现。

数字到了计算机就是0和1。当信息变成数字化，在传媒界把文字信息、语言信息、图文信息变成数字就可以获取。过去通过无线电传递我们认为不是数字，当今世界通过计算机处理信息、获取信息，是直接信息。计算机发展70多年的历史中每一步都发生着变化，主要是算力，第一台计算机只有5000次的计算，到今天的计算机已经上亿次的计算。当今世界是多核多CPU处理，达到了5亿亿次。计算力反应一个国家的综合实力，为此，美国去年做出了一套计算机采用了2万8千块英伟达计算卡，达到20亿一次。

计算机发展从80年代到2000年，摩尔定律速度提升50%，价格降低50%。人工智能时代主要体现计算机的计算能力。今年6月份到8月份又出了一个重大信息-量子计算。

IBM在2000年以后悄然搞量子计算。一次IEEE大会上，IBM推出50比特的量子计算，一次达到千万亿次。我们现在用像素工厂最快的计算机，人类计算上万年它只需要200秒，这是一种颠覆。

量子计算机之所以速度快，是因为它改变了传统计算的构架。现在第三代计算机没有能量消耗，计算机算力提升重新开启了1956年提出的人工智能。人工智能就是从三盘棋开始的，1997年和俄罗斯象棋手的比赛、与李世石和柯杰的围棋比赛。量子计算代表人类将来发展趋势。区块链提出了新技术，量子计算机的出现可以分秒解掉密码，因为区块链主要是通过计算机的密钥，它出现以后比特币爆跌。

数字化革命

电商和数字结合以后产生新的支付。比如微信支付、余额宝、支付宝都产生了新的支付链条，新的支付生态直接挑战传统银行业，这就是数字的颠覆。

在数字医疗方面，德国有一篇文章指出，数字医疗将产生未来人类的一次革命。将数字技术融入医疗，各种诊断都是通过最新的技术体现。

还有电商和智慧城市，智慧城市是建立在数字城市基础上，只有把各行各业数字化以后才能实现智能化。

媒体方面经过了几次变革，从模拟信号到数字信号经历了很大的变化。进入互联网时代，我们不仅有数字、有信息、有处理信息的能力，更重要的是有传播信息的能力。互联网的诞生已经有50多年的历史，50多年的历史成就诸多行业甚至挑战实体经济。

音乐和音频，最早是1938年脉冲编码调制到1969年日本广播协会发展到了立体声，非完全数字化，到1978年成为数字，2001年苹果首次推出iPod，数字音乐到了用户终端，产生了音乐的颠覆。这个过程，我们从最早的唱片到磁带到光介质，最后到数字，颠覆了整个音乐制作传媒。

1995年最重要的一个变化就是影片的制作，摆脱了传统制作方式，通过苹果电脑合成动物总动员，解决了过去传统电影制作的一些瓶颈。放映仅仅是20世纪发展的新生事物，到本世纪已经出现3D、4D、5D多维立体电影。

还有立体化设计，制造和设计相结合产生制造业的颠覆。还有BIM建筑不仅和工业结合，而且和计算机结合，使建筑设计理念发生深刻变化。

从过去时间和空间来看，通过时间来换空间，现在通过电子数字的方式打破了时间和空间的界限，大大减少时间，时间和空间几乎同步完成。比如数字农业、数字育种、数字医疗、人工智能与生物学、基因计算等。

数字化与测绘科学

在过去，测绘行业发生了深刻的变化，因为计算的发展测绘表达方式也在发生变化。例如电子地图，进入大众生活，已经发生了社会形态的变化，我们出行利用导航电子地图和GIS。

90年代GIS兴起的时候，测绘做出了把过去的图纸数字化。过去测试地图首先放在图上，没有变成数字化，现在我们把图上的东西变成数字。

从光学、基建到卫星似乎直接转化成电子，转换成数字，而这种数字已经引起测绘翻天覆地的变化。GPS目前高精度定位还没有变成数字，我们经过处理变成数字，为了解决这个问题，在地面增加了很多基站。再一个就是汽车，将来的无人驾驶、自动导航，就是采用GPS，直接数字化，此外还有三维地图和坐标系。

数字化与测绘未来

数字城市安全系统、无人机救援、5G远程驾驶、4K高清同步课堂、远程医疗等，2019年，以5G技术为支撑的一系列全新应用令人目不暇接。

作为在全球范围内正加快研发应用的新一代移动通信技术，5G的全时空、全现实、全连接技术将深刻改变人类的生产生活，驱动人类社会进入万物互联的时代。

5G出现将会给人类带来最快的速度，带宽提高30倍，没有延时。

未来五大场景，无人机、云计算、无人驾驶、人工智能、5G等方面，社会地理信息会有很大的发展前景。