编者按：六位美国电脑科学家共同展望未来。未来的科技将会是怎样的？速度是关键。

　　在核子物理的世界中，以因特网的速度进行数据传输还不算快。 现在，科学家们把相当于一张光盘容量的数据从瑞士日内瓦的欧洲核研究组织（CERN）粒子物理实验室传输到美国加州理工学院（California Institute of Technology），只需要一秒钟。到2007年，他们希望能将此速度提高一倍，达到每秒十亿字节（Gigabyte，或GB）。这意味着，传输一部DVD电影将只需要三秒钟。但是，即使到达这种速度，传输一万亿个字节的信息也需要40分钟时间。这些粒子物理学家们使用的仪器、产生的数据信息都是以一万亿个字节为量度单位的。现在，他们每年都获得数万亿字节（Terabyte， 或TB）数据，而在未来十年，这些数据的数量可能会增加上千倍。

　　我们今天的家用网络技术与此相比，有着天壤之别。微软研究院（Microsoft Research）的知名工程师吉米·格雷（Jim Gray）说，用拨号上网的速度向家庭传输一万亿字节字节的数据，大约需要两年的时间。微软研究院正与欧洲核研究组织和加州理工学院合作开展一个高速网络项目。吉米·格雷（Jimmy Gray）是建立庞大数据库的专家，在这个行当干了将近40年了，在贝尔实验室（Bell Labs）、数据器材公司(Digital Equipment)和国际商业机器公司（IBM）都工作过。他说，“我正在努力把原来需要数小时、数天或数周的传输时间压缩到数秒。现在的人们需要立刻得到答案，缓慢的应对速度将使他们更加不愿意提出问题。”

　　《信息周刊》英文版日前邀请了六位顶尖计算机科学家对未来进行了展望。他们分别是，微软研究院资深工程师吉米 ·格雷，IBM公司高级副总裁兼研发主任保罗· 宏恩(Paul Horn)，惠普公司（HP）研究部高级副总裁兼实验室主任迪克· 拉普曼（Dick Lampman），太阳计算机系统公司（Sun Microsystems）执行副总裁兼技术总监格瑞·巴巴多布诺斯(Greg Papadopoulos)，英特尔公司（Intel）高级副总裁兼技术总监帕特·格森尔(Pat Gelsinger)和帕洛阿尔托（Palo Alto）研究中心总裁兼主任马克·伯恩斯坦(Mark Bernstein)。这六位专家都对未来十年中计算机行业可能发生的变革以及对变革的需求进行了阐述。如果说他们的观点中有什么共同点的话，那就速度，以及对速度的渴求。

　　对这六位计算机专家和整个计算机行业而言，缓慢的信息交换速度都将大大制约他们未来的更大发展。经过多年快速提升后，微处理器的运算速度的增长已经开始逐步趋缓。个人电脑已经不能适应我们对信息快速掌握的需求。超级电脑迷们渴望从他们复杂的设备中更快地挖掘信息。同时，技术专利的爆炸性增长让企业在选择技术的时候无所适从，他们将很难获得开发创新产品所需的所有部件，并将创新产品快速投入到市场。另外，由于亚洲，特别是印度的崛起，美国大学吸收到的对理工科感兴趣的学生越来越少，这种趋势将会削弱美国的竞争力。

　　下文将就未来在计算机设计、未来办公、网络家庭、知识产权、教育和全球化等六个方面可能发生的巨大变化进行深入分析探讨。速度更快将是这种巨大变化的主线。

硅芯片走向何方？

　　一个普遍的猜测是：大约只有十余年时间。

　　芯片时钟频率的增长已经在减缓：以前是每年 35％～40％，现在只有10％～15％。然而，计算机的性能却每年都在成倍增长。AMD公司、 IBM公司、英特尔公司和太阳计算机系统公司都在力图使他们的产品变得更专业化，在一小块硅芯片上集中更多的运算功能。但是，当电子间的距离进入纳米尺度空间时，计算机设计师们碰到了工程问题。由于这些问题的存在，计算机的性能将受到很大影响。“计算机芯片的处理频率会继续加快，但提高的速度再也不可能达到过去的水平了。”IBM公司的保罗·宏恩说，“在处理器的设计上，我们很快将会看到重大的变化。”

　　究竟是什么限制了硅芯片速度的提高呢？这个问题具有众多实际意义。“一直以来，我们采用的策略是为用户提供最快的微处理器，最大的缓存空间，”这样就可以给这些产品定上个高价。但是，“现在市场开始分化了。”太阳计算机系统公司的 巴巴多布诺斯说。

　　半导体业现在已经能够生产出65纳米电子工艺的产品，下两代产品将是45纳米和32纳米，每一代之间预计相隔三年。这种发展速度听起来很不错，保罗说，“ 有一点非常清楚，现阶段不会有什么新技术能够替代硅芯片。在这一点上，如果要再进一步描绘新技术的作用，就有点玄乎了。现在的问题是没有更好的替代品。”
　　
　　纳米炭棒、塑料半导体，以及在其他尖端领域上的研究，比如使用电子电极或者原子的量子机械特性来实现计算功能，都曾经作为解决方案被提出来过。“这些方案都很有潜力，”保罗说，“但问题是，都缺乏明确的方法来完全替代硅芯片。”

　　还有一些其他的计划听起来更动人。惠普公司的拉普曼说，“纳米技术不会马上动摇CMOS技术的地位，但从长期看，纳米将成为电子产品的主导形式。” 纳米技术对CMOS的一个主要的优势是其生产成本低：包括所有设备在内，建设一个芯片制造车间大约需花费30亿美元。帕洛阿尔托研究中心（PARC）正在研究“有机电子元件”，用炭素材料代替硅作为运算导体。该研究中心希望，有朝一日用普通的印刷技术就能将这些有机电子元件“印刷”到可以自由卷曲的材料上，而且成本低廉。PARC 研究中心主任伯恩斯坦说，“有机电子元件的运用，将对整个行业产生深远影响。”

　　今天，程序员们已经能够借助复杂的软件设计使各家公司设计出的专用芯片发挥更大效能。“编程能力是主导因素。”巴巴多布诺斯说，“软件创新总是比硬件创新多得多。”

个人电脑与个人网络

　　在计算机业的另一端是传统的个人电脑，它们的运行状况一直不太可靠。一方面，处于尖端领域的超级计算机正向着每秒100兆次运算速度的里程碑迈进；另一方面，计算机工程师和科学家们正试图从由低价个人电脑构成的巨大网络中汲取能量。英特尔公司技术总监格森尔表示：“我并不想当第一个建造100兆次计算机的人，我的目标是将超级计算能力普及到大众。” 微软公司的格雷也谈到，同样是使用Wintel（视窗系统与英特尔处理器）系统，普通用户与高端用户获得的价值相差巨大。应该消除这种“巨大的差距”。
　　
　　即使对微软公司和英特尔公司持批评态度者也承认，短期内个人电脑不会从家庭或办公室桌面上消失。巴巴多布诺斯说：“个人电脑还会存在很长一段时间。” 保罗·宏恩则表示，在可预见的将来，个人电脑将是一个与我们共存的平台。” 当然，这还需要很大的努力。如果说计算机设计师们有什么困惑的话，那就是计算机速度每年提高一倍的状况还能维持多久。

　　目前，电子文档越来越多，但是，文档分级管理系统的发展并没有跟上节奏。苹果电脑公司和微软公司都在寻找一种新的方法，通过这种方法，用户不需要累赘的文件夹路径就可以直接打开数据文件。微软公司和英特尔公司正在重新设计个人电脑的内部结构，加大软硬件对文件修改者的识别能力。

　　来自实验室的创意将彻底改变未来办公室工作的性质，个人信息网络无处不在，而个人电脑将成为其中的一部分。巴巴多布诺斯说：“一台个人电脑代表着一个没有联网的节点。关键不在于是否应该在电脑中装上古狗（Google）之类的搜索工具，而在于能够让个人电脑用户尽快摆脱硬盘的限制，享受到互联网无处不在的便利。”

　　这个理念最早在1990年由比尔·盖茨提出，他在COMDEX电脑展上提出了“指尖的信息流”概念。现在，这个概念已经越来越流行了。 PARC的伯恩斯坦说：“我们工作的性质并没有发生太大的变化，我们还是在敲键盘。” PARC 正在研发一种新的大屏幕电脑显示器，工作人员只要点击屏幕，就可以获取新的信息。IP 电话也将改变社会和工作的惯常方式——比如, 我们打电话，可能不需要再提起话筒拨号，而是直接用语音提示：“请接雷德蒙公司（Redmond）的比尔(Bill)。”

　　“当个人电脑和掌上电脑的信息逐渐融合，工作和生活的界限开始模糊时，企业网络的概念也可能随之改变。” 伯恩斯坦说。但是，由于电脑、汽车和家用电器的技术标准完全不同，所以还很难在办公室和家里把这些设备都连接起来。PARC开发了一种软件叫Obje，可以将不同公司生产的手机、笔记本电脑、掌上电脑、打印机、机顶盒和视频显示器的标准对接起来。

　　在惠普公司，工程师们正努力给未来的办公带来新的巨大希望，那就是能真正发挥作用的视频会议，拉普曼介绍说。惠普公司计划在未来几年推出一种与梦工厂（Dreamworks SKG）共同研发的可视会议系统。“高清晰度，真人大小的影像,可以立体声现场播放效果，两人在对话时不会产生麦克风的杂音。” 拉普曼说，“这是我所见到过的第一个能让人真正感觉到在同一个屋子里一起开会的系统。我们已经投入了技术力量来研究如何把该系统进行商业化，同时降低成本。”

网络家庭 乐趣非凡

　　那些在办公领域投入大笔研发经费的科技公司，对投资的方向已经笃信不疑。然而在家庭领域，情况就所不同了。“哪种设备将成为信息交流的界面？电视机、机顶盒、掌上电脑、还是电话？” 伯恩斯坦问道。“最后胜出的，肯定是最方便使用的。” 一个很好的候选者可能是带触摸式屏幕和语音识别功能的电视。PARC正在研发这种设备。

　　每个人都认为，游戏和其他的娱乐软件将掀起家庭技术革命的新浪潮。但在具体的实现途径上，却存在着不同意见。

　　“英特尔公司正在开发一种新的概念技术，把个人电脑、数码摄像机和游戏机的功能集成在一张通用的硅芯片上。”格森尔说，“你将很难分辨出来哪一部分是家用电器的功能，哪一部分是个人电脑的功能，我们力图消除这两者之间的差别。” 格森尔希望英特尔公司的这个新产品能和PlayStation、Xbox、TiVo等产品抗衡，用户将能在同一机器上玩游戏、拍录像或上网查收邮件。他说：“我将把x86 型芯片装到消费电子产品中出售。”

　　惠普公司走的则是专业化路线，将其技术许可给了瑞士的芯片制造商意法半导体有限公司（STMicroeclectronics N.V.），用来开发使用在DVD和数码电视中的处理器。“只要专业化，就能创造出各种非凡的功能。”拉普曼说，“消费电子数字化是一个大趋势。消费电子产品要满足用户的需求，就必须具有强大的数据处理能力。”

　　不过，IBM公司的保罗·宏恩指出：“有人想把洗衣机、冰箱和烤面包机也和互联网连接起来，让用户能够通过他们上网聊天，这种想法根本不切实际。除了我实验室里的那些高科技狂人，一般人都不会这样做。”

知识产权：自主开发还是采购？

　　计算机行业中的下一个伟大灵感将来自哪里？越来越多的公司认为会来自企业外部。技术专利的数量正在爆炸式地增长，很多信息技术在他们所诞生的行业外部找到了新的运用方向。企业要推出一个创新产品，很难做到每个部件都由自己来开发。PARC的伯恩斯坦说：“随着技术的应用面越来越广，企业不可能去自己开发所需的所有部件，因为技术的壁垒已经大大降低了。”

　　这就是微软公司今年对其专利许可业务做出调整的原因。经过调整，一项知识产权同时许可给多类产品的自由度大大增加，而不是一次只许可给一类产品。在过去五年，惠普公司申请的专利数量增加也很快，公司在保护知识产权方面也更加严格。拉普曼说，惠普公司四年前就做出了与微软公司类似的决定。 2004年，惠普公司来自知识产权许可业务的收入比2003年增加了两倍。

　　“打破技术壁垒，加速技术转让，这意味硬件、软件和服务进入市场的速度将会更快。” IBM公司的保罗· 宏恩说，“目前，创新正在经历根本性的变革。” 2004年10月初，IBM公司任命公司的两位高级管理人员约翰· 克林（John Kelly）和爱尔文·W·伯杰（Irving Wladawsky-Berger）为公司新成立的知识产权部门领导。2003年，IBM公司通过知识产权许可获得了约10亿美元的利润。

后现代程序员教育

　　那么，下一轮的创新产品会由谁来设计呢？很多专家担心，技术人才的短缺将会损害美国的竞争力。“美国的教育部门太失职了。”微软公司的格雷说。格雷曾在克林顿时期的总统IT顾问委员会任职。高等学院的理工科入学人数从上世纪80年代起一直在下滑，其中女生的比例下滑更快，现在只占到总数的 15％。“这是一场教育灾难。”他说：“美国的人均教育支出和其他国家一样高，但是，教师的低工资，以及对教师缺乏尊重，使得他们无法帮助学生做好选择理工科的准备。美国学生通常在四年级开始选择专业。很多学生对理工科不感兴趣。这种情况继续延续下去的话，将来只有那些拥有特殊技能的人才能得到高薪的工作。目前，美国的企业正在把高科技的工作离岸外包到亚洲、印度和俄罗斯，那里的人力资源不仅低廉，而且能力通常也非常高。

　　这里有一个有意义的案例：“惠普公司在印度邦加罗尔的实验室，不仅为公司节约了成本，而且起到了帮助公司成长的作用。这个实验室的使命正在于此。” 拉普曼说。“ 这并不是说在国内培训计算机工程师不重要。在平衡贸易和就业方面，IT投资为美国创造了巨大利益。我担心的是，我们是否会失去这些利益。”

　　在教育方面，IBM公司已经领先一步。公司试图对大学课程设置施加影响。2004年秋季，加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）的哈斯商学院（Haas Business School）开设了一门新课程，保罗·宏恩称其为“服务科学”。授课教授是管理学教授、资深研发专家汉克·彻斯布鲁（Hank Chesbrough） 和IBM公司研究员吉米·斯伯赫（Jim Spohrer）。保罗·宏恩认为，应该消除商学院和计算机学院之间的界限，使学生能够学到21世纪的技能。“20世纪40年代前一直没有计算机课程，是 IBM公司和哥伦比亚大学联合开出了首个课程。我希望，这次也会是那样。”

　　科技业要保持其源源不断的创新动力，就必须获得更多的教育支持。

（信息周刊）