翟冬青：我国计算机科学领域长期未能出现颠覆性自主创新的根本原因

　　我国的“计算机科学”领域至今仍然跟随、局限于欧美的技术体系，在“碎片化学术”中持续发展三十年，难有系统性的全面破局，今天出现多个分支领域受制于人，以及网信安全领域的泄漏多发，其根本原因分析如下：

　　一、“863计划”出现信息技术战略的决策原理谬误，错误切分计算机和自动化，导致了我国信息技术科研的“碎片化学术”。

　　诞生于英国阿兰.图灵和美国诺伯特·维纳的“自动机科学”理论，在我国“863计划”的规划内容中被切分为“两门科学”——计算机和自动化，其错谬至今难以得到纠正，并且长期被“两类学科”的带头科学家群体所强化。美国科学院李凯院士在公开媒体上直言过中国“863计划”的失败之处（本人认为“863计划”在信息技术科学以外的领域，多有成功，失败限于信息技术科学领域）。而出现了错分的“计算机和自动化两个学科”后，完整的“自动机科学”在我国就出现了不断裂变的“碎片化学术”发展，进而出现了一个又一个“学术山头”——计算机、自动化、软件、网络、人工智能等，在有的“山头”内部甚至强调后辈学者干这个科研的不能去干那个，限制学者“跨界”发展。

　　⼆、“计算机=硬件+软件”的不良割裂问题

　　我国的“计算机科学原理”被欧美“资本市场型技术理念”长期所误导，完整的“自动机科学”在中国被划分为“硬件+软件”的错误理论认知，硬件以CPU芯片的“摩尔定律”为核心单独发展，软件以美国操作系统Windows/Linux平台上的应用软件为核心发展，导致长达几十年我国忽略操作系统的自主技术研发。而“计算机=硬件+软件”的不良割裂认知，还导致我国在“计算机科学原理”的学术科研上难以出现世界顶级的引领性创新，发展的仅是一种非系统性“碎片化学术”。已故王选院士曾说，“软硬件一体化是一辈子在科研上受益无穷的事情”。

　　三、“软件学科”的不完整性问题

　　在“计算机=硬件+软件”的不良割裂认知里，中国“计算机科学”原理就衍生出一个不完整的“软件科学”分支。而没有“硬件设备融合的软件”技术发展，进而导致我国长期被捆绑在美国以Win-Tel体系为主的信息技术架构上，以及束缚在Linux开源软件和TCP/IP网络上，未能基于“自动机科学”建立中国全面自主的信息技术可信体系。同时国内学术界普遍对操作系统缺乏系统认知，而做出了“操作系统软件”的不完整认识，导致国产操作系统内核(OSKernel)的技术匮乏。

　　四、网络技术的空白问题

　　我国长期流传的不完整的“计算机科学原理”，是一种“没有自动机系统的硬件+软件”的狭隘技术理论，导致自主网络技术的设计、创新和发展无以适从，被迫长期以美国国防部网络协议TCP/IP为核心发展，因而出现了大量的网络技术空白。

　　五、缺少UNIX技术的关键萌芽

　　以往代表国内最高技术成就的“107机—109机”等几台“国机”，其技术未能在网络方向上发展，在研发和应用过程中未能诞生“中国的UNIX技术”。并且从八十年代后期开始，我国信息技术领域出现了国产自主技术的研究中断，这个技术断代严重制约了中国的操作系统和网络技术的诞生。我国学术界对大型机和PC机之间的技术同源性，认识不清，不能吃透，没有理解到具备“网络能力的UNIX技术”对于我国数字化信息技术发展具有决定性意义，忽略其对于互联网技术的诞生具有决定性价值。

　　六、科技术语体系落后问题

　　我国的“计算机科学原理”一批关键术语在科学进步过程中，未能与时俱进地得到纠正和提升内涵，继续保持陈旧理念下的科技术语文词体系。国内长期所使用的“计算机、单片机、嵌入式、软件、硬件”等术语都有科学原理上的一定误差，对于整个中国数字信息技术行业的学术科研起了迟滞作用。台湾科学家范光陵先生长期主张的采用“电脑”术语代替“计算机”，以及台湾汉语定义的“硬体、软体”与大陆汉语的“硬件、软件”相比，其科学表述的精准程度都要比大陆术语高很多。

　　七、人工智能概念有误问题

　　从“图灵机”、“冯诺伊曼机”等诞生之日起，就是“人工智能”的技术萌芽出现于世，欧美在“图灵机”研究中做出了具有共识的“图灵测试”的学术定义。中国其后搞的“智能计算机”在科学原理阐述上，与欧美学界却有根本性差距——去寻找超越图灵机的“人工智能”，因而在九十年代与日本的“第五代超级计算机”项目同时失败。因此，由于未能吃透“图灵机”，今天国内尚没有完整而独立的人工智能技术科学创新，而美国IBM、谷歌、苹果等公司都有了卓越的引领性创新。

　　如何改变我国学术科研界在“计算机科学”领域的普遍认识误区呢？

　　这是一个长期的工作，需要从如下几个方面逐渐进行：

　　一、在科学原理的表述上统一国内的“两个学科”——计算机和自动化，在学科术语体系上进行合并，推动“两个学科”的学者团体之间打破学术壁垒，跨界发展。

　　二、全面修订“计算机科学”原理表述，在学术科研里消除“硬件和软件”的错分，以及相关的学术分歧(“硬件和软件”可以降级为市场化的应用设备俗语)。

　　三、全面修订“计算机科学”原理表述，提升“操作系统软件”的科学定义，与网络技术原理进行合并，确定“操作系统”的系统科学升级定义。笔者认为，“操作系统”应包括应用系统支撑软件(原OS)、标签技术、网络协议、编译编程工具、CPU指令集等众多缺一不可的技术要素构成。

　　四、全面修订“计算机科学”原理表述，基于升级的“操作系统”(非软件)定义来发展中国自主的网络技术体系，对几十年来我国未经历“类UNIX操作系统”阶段的空白进行“回头补课”，结合网络标签技术原理建立我国自主定义的国内网络。

　　五、继续对“图灵机”的技术科学原理进行完整性消化、吃透，需要普遍性提升学术界对“λ演算（英语：lambda calculus，λ-calculus）、不停机、图灵测试、可计算性”等基础定义的深入理解，吃透“人工智能”和“智能”的真正起源都来自图灵机原理，⼴泛纠正国内的“人工智能”学术概念偏差。

龙芯自主设计的3A5000和3C5000芯片致敬抗美援朝70周年和建党100周年

　　最后，以本文的科研视野来看，当前中国数字技术的颠覆性创新就是华为5G通信和龙芯CPU附属的龙芯LoongArch指令集。

2022年5月10日撰写完稿于深圳福田

　　（作者是国家工信部信息司、规划司入库评委。中国科学院计算所高级工程师。）