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信息化時代的科教創新
——上海科技大學校長江綿恒在2015級本科生暨研究生開學典禮上的講話
發布時間:2015-09-18 來源:上海科技大學 【字號:  

各位同學、各位老師、各位同事、各位來賓,大家上午好!

  今天我們隆重舉行上海科技大學2015級本科生暨研究生開學典禮,我謹代表全校教職員工,向今年入學的各位新生表示熱烈歡迎,向前來參加開學典禮的各位來賓表示衷心感謝,向為新生開學付出艱苦努力的建設者們表示崇高敬意!

  上海科技大學是由上海市人民政府和中國科學院共同舉辦、全新建立的一所小規模、研究型大學,主要圍繞三個國家經濟社會發展和前沿科學技術研究的領域方向,即物質科學與技術、信息科學與技術和生命科學與技術,并在造就創業和管理能力方面,培養具有創新精神的本科生和研究生,希望他們未來能夠成為這些領域科學研究的佼佼者,技術創新的引領者,大眾創業的成功者。

  去年我們迎來了首屆本科生和第二屆研究生,在去年的開學典禮上,我以“未來中國能源的科技創新”為主題,和大家探討了上海科技大學在能源科技領域的發展理念。今天,我們迎來上海科技大學第二屆本科生和第三屆研究生,我想借這個機會,以“信息化時代的科教創新”為主題,和大家共同探討這一領域的發展態勢和機遇挑戰。

  人類社會歷史的發展,按照社會生產力發展階段的不同,可以分為農業社會、工業社會和信息社會,或者稱為各自的文明或時代。生產力發展水平主要有兩個方面的標志,一是生產力發展所依賴的能源和資源,二是生產力發展所使用的生產工具。

  農業社會(文明或時代),生產力發展所依賴的能源和資源是天然的自然稟賦,如太陽(能源)、土地、河流(水資源)等,所使用的生產工具主要是手工的農耕工具,也包括用牲口來替代人的勞力。

  工業社會(文明或時代),生產力發展所依賴的能源和資源主要是化石能源和礦產原料,仍然是物質世界的自然稟賦;工業社會(文明或時代)生產力發展所使用的生產工具可以籠統地稱之為機器,包括蒸汽機、燃氣機和電動機等,其本質是提供比人的體能大成千上萬倍的動力,是人類體能的巨大擴展和延伸。

  人類利用信息并非現代的事,早在古代我們的祖先就用烽火臺來產生敵軍入侵的信息,并通過火光向遠方傳遞信息; “馬拉松”長跑是為了紀念雅典人斐迪庇第斯傳遞勝利信息的壯舉,信鴿則是武俠小說中最常用的信息傳輸方式,印刷術是人類把信息固定在物質介質上的存儲技術。

  隨著生產力的發展,人類文明向信息社會進化。信息社會生產力發展所依賴的能源將不再是化石能源,而是可再生能源或新能源,例如太陽能、核能和氫能;信息時代所依賴的原材料將是數據信息,其生產工具是信息科學和技術的發展所形成的各種能力手段,包括信息的產生、獲取、傳輸、存儲、處理、和應用,其本質是人類智能的巨大擴展和延伸。

  如今,信息的利用已經滲透到社會生活、工作和生產的所有方面,并由此催生了信息技術制造業和信息技術服務業兩大新興產業,形成社會生產力發展新的生態系統,人類社會則進入了信息化的時代。

  何謂“化”?“……‘化’者,徹頭徹尾徹里徹外之謂也”(毛澤東主席語),它既是狀態的描述,也是過程的表達。當代中國現代化建設的特點,就是農業現代化、工業化和信息化三化并舉。

  雖然我們很難確切地劃分人類是從何時開始進入信息化時代,但是今天在座的每一個人,都已經親身體驗到信息化對我們的生活和生產方式所帶來的種種變化,以及這些變化所引起的政治、經濟、文化和社會的深刻變革:

  微信 — 信息化方式的社交;

  淘寶 — 電商對實體店的挑戰;

  百度 — 是名詞還是動詞(“谷歌”已經作為一個動詞被編入《牛津英語大辭典》)

  滴滴快的和優步之爭 — 消費者受益;

  順豐快遞 — 足不出戶,一應具有;

  大眾點評、美團、攜程…— 生活更方便;

  慕課(MOOC)— 教育信息化;

  掛號網 — 健康醫療信息化;

  新浪微博 — 言論自由,不要過頭;

  推特(Twitter)— 奧巴馬總統的競選工具;

  ……太多太多。

  于是乎,出現了對這一信息化發展態勢的各種描述:

  騰訊董事會主席兼CEO馬化騰提出互聯網+(Internet+)的概念。馬化騰解釋說,“互聯網+”戰略就是利用互聯網的平臺,利用信息通信技術,把互聯網和包括傳統行業在內的各行各業結合起來,在新的領域創造一種新的生態。

  阿里巴巴集團主席馬云在參加清華經管學院2014年畢業典禮并做演講時說:“這世界從IT(信息技術)正在走向DT(數據技術)。”阿里研究院發布了《互聯網+,中國經濟新機遇》 和《云計算開啟信息經濟2.0》的研究報告。

  制造業強國德國則提出工業4.0的概念,其核心是信息物理系統(Cyber Physical System, CPS)與制造業的融合。

  于是乎,國家也紛紛出臺一系列政策意見:今年以來,國務院已經出臺了《關于促進云計算創新發展培育信息產業新業態的意見》、《中國制造2025》、《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》,以及最近國務院總理李克強主持召開國務院常務會議,通過了《關于促進大數據發展的行動綱要》。

  與此同時,人們也在密切關注太平洋彼岸,特別是硅谷的創新動態。美國納斯達克資本市場在經歷了2000年的.COM泡沫破裂后,經過15年的調整,最近已突破5000點的歷史最高。在2000年納斯達克泡沫破裂和2008年金融危機爆發之間,只有不到10%的美國工商管理學院的畢業生進入高科技的職場,如今這一百分比已達到20%,伯克利的MBA進入高科技領域的比例甚至超過40%。2000年至今,除了谷歌、臉譜、推特公司成功在資本市場上市,全美國又產生了74家價值超過10億美金的創業公司,占全球這類公司數目的61%。這些公司雖然還沒有上市,但其估價總值已接近3000億美元,其中Uber獨領風騷,公允市場價值已超過400億美元。

  美國資本市場高科技股的再次上揚,是一帖對極客和創客極具刺激的興奮劑,也激發了各大公司對創新的投入熱情,新概念、新技術和新產品不斷涌現,例如無人駕駛汽車、各種可穿戴設備、虛擬現實體驗、3D打印技術、智能機器人、遙感衛星網、空間WiFi網等等,有學者稱美國已進入“新硬件時代”。

  正當我們被鋪天蓋地的各種APP和商業模式徹頭徹尾徹里徹外滲透時,人們往往容易忽略了所有這一切得以發生的本源:信息科學與技術的不斷發展,其本質是人類對數據信息處理能力的不斷提高。這里所說的處理能力不僅僅是指計算,而是包括數據信息的獲取、存儲、傳輸及應用的全過程。

  顯然沒有可能在如此篇幅綜述所有信息科學和技術發展歷史的成果,但是有兩項里程碑式的創造發明,是奠定今天信息化進程的兩大基石,沒有這兩大基石,今天所有信息文明帶來的體驗都無從談起。

  其一是約翰·馮·諾依曼(John von Neumann,1903-1957)計算機模型。馮·諾依曼是20世紀最重要的數學家之一,在現代計算機、博弈論和核武器等諸多領域內有杰出建樹的最偉大的科學全才之一,被稱為“計算機之父”和“博弈論之父”。1945年,他提出數字計算機的數制采用二進制;計算機應該按照程序順序執行,把程序本身當作數據來對待,程序和該程序處理的數據用同樣的方式存儲,并確定了存儲程序計算機的五大組成部分和基本工作方法。自從1946年全世界第一臺通用計算機ENIAC問世,計算機制造技術發生了巨大變化;但是從IBM的商用計算機,到80、90年代的個人電腦(PC),再到今天的云計算服務器和超級計算機,馮·諾依曼的體系結構沿用至今。

  其二是大規模集成電路(VLSI)。眾所周知,標志集成電路發展里程的經典描述就是摩爾定律。1965年,Intel公司創始人之一的高登·摩爾(Gorden Moore)預言,集成電路單位面積上可容納的晶體管數目每兩年(后來被修正為18個月)將翻一番。由于大規模集成電路制造主要是半導體硅(Si)的平面加工工藝,摩爾定律也可以用加工精度(線條寬度)和硅晶體管的主頻提高(材料本征特性和線條寬度有關)來表征。目前最新一代已經量產的加工線條寬度為Intel的14nm工藝,單核硅晶體管的主頻尚未超過5GHz。

  今年恰逢馮·諾依曼模型問世70周年,摩爾定律發表50周年,人們普遍在問的一個問題是,這兩大信息科學和技術的發明創造是不是走到了盡頭?的確,這兩大信息化發展的基石碰到了嚴峻挑戰。如前所述,計算機體系結構雖然始終沿用馮·諾依曼模型,但使用的硬件核心是硅晶體管,因此計算機能力的提高是和摩爾定律同步的。我國研制的天河二號是目前世界排名第一的超級計算機,峰值運算速率達到每秒5.49億億次。但是這一數據處理能力同大數據時代目前已經和未來將要產生的數據量相比,要差若干個數量級,沿用現在的體系結構,其信息處理能力顯然不堪重負。

  摩爾定律同樣遇到一系列的困擾;平面工藝的加工線條不可能無限制地縮小,由此引發的巨額投資回報風險,以及不斷上升的能源消耗,摩爾定律的邊際效益開始下降。

  因此,有遠見的國家政府、科研機構和大學都在部署突破局限的前沿研究。許多實驗室在探索量子(光子)計算、生物(基因)計算的新概念。惠普公司更是高調宣布,他們已研發出突破傳統馮·諾依曼體系結構的計算機“Machine”,樣機即將問世。由于半導體硅的材料特性不可能逾越它的本征最高頻率,人們在不斷探索新的器件材料。當平面工藝加工精度碰到物理極限時,人們開始朝著3D工藝路線的方向發展。今年7月,IBM公司宣布研制成功7nm線條寬度的12吋芯片,把摩爾定律推向了新的高度。雖然上述研究目前都還在實驗室的范圍,但一旦突破,就會促發新的生產力,就會形成新的文明進步。

  中國雖然已經成為世界第二大經濟體,但是我們失去了摩爾定律的競爭。在信息化發展進入到大數據時代,13億人口的中國成為世界互聯網和手機用戶最多的國家,因此也成為數據資源最豐富的大國,我們再也不能失去這次機會,一定要爭得大數據時代信息科學和技術發展的主動權,這是在座一代年輕人的崇高使命,也是上海科技大學的奮斗目標。

  信息化時代的教育正在發生深刻的變化。首先是知識傳播的方式正在發生前所未有的變化。在線教育不僅突破了課堂的時間和空間限制,也為教育資源利用效率的最大化提供了最有效的手段。在線教育可以為邊遠、貧困地區的學生提供與城市、發達地區同等質量的課程,促進教育資源共享的公平和公正;當優質課程資源上線時,也讓那些過時陳舊、一成不變的教學無地自容。

  去年6月,星巴克咖啡CEO Howard Schultz宣布,星巴克將和亞利桑那州立大學聯手,通過在線教育的方式,為13萬5千美國本土員工任何一位取得兩年制學位但未完成本科學位的員工,提供免費教育的機會。亞利桑那州立大學開放40個專業的在線課程,學員完成學分要求,將獲得與在校生同樣的學位文憑。

  中國仍然是一個發展中的大國,教育資源的地域、人群配置極不平衡,如何在短期內最大限度利用優質教育資源,提高創業大眾和創新萬眾的科學文化素質,教育信息化的作用,不是做加法而是做乘法,大有可為!上海科技大學在成立時,就在章程中明確規定,我們所有的課堂教學資源在時機成熟時都要向社會開放,我們將為實現這一承諾,堅持不懈地努力。

  信息化時代教育發生變化的另一個特征就是教學內容的變革。如果摩爾定律的突破不再是半導體材料的器件原理,如果下一代的計算機構架不再是馮·諾依曼的體系結構,那么我們的器件工程師和軟件工程師都要重新回到課堂,我們的教學內容就要有深刻改變,就像當年真空管電子學被晶體管電子學替代一樣。縱觀目前國內高校的學科建設,仍然有相當數量的課程內容陳舊過時,將這樣的知識體系傳授給學生,很難培養出有創新能力的人才。上海科技大學,要為新的學科建設和知識體系的建立,做出積極的探索和應有的貢獻。這也是在座的年輕教授面臨的發展機遇和挑戰。

  信息化是人類文明進程的下一個主旋律,是中國乃至世界經濟發展改變新常態的必由之路。信息化浪潮既有波濤洶涌的挑戰,也有乘風破浪的機遇。上海科技大學這條船,必定航行在歷史潮流的風口浪尖;只要我們不懈努力,永遠追求,就能勇往直前!

  各位同學、各位老師、各位同事、各位來賓,

  上海科技大學是一所剛成立兩年的全新大學,我們的新校園也將在年內落成。在此我謹代表全校師生,向上海市人民政府和中國科學院在學校建設過程中所給予的全力支持表示衷心的感謝,向中科院各研究所的特聘教授表示衷心的感謝,更要向為校園建設付出艱辛努力的全體勞動者們致以最崇高的敬意。

  當前,根據習近平總書記的指示精神,上海正在加快建設具有全球影響力的科技創新中心,其重要內容就是加快建設張江綜合性國家科學中心。上海科技大學正處于這個國家科學中心的核心位置。目前,上科大周圍已經聚集了上海同步輻射光源、國家蛋白質科學中心、中科院上海高等研究院、上海微小衛星工程中心、新藥研發平臺等一批大科學設施和科研機構,接下來還要建設自由電子激光、超強超短激光等更多國家級大科學設施。 “大科技”和“大學”的匯聚、融合,將形成一個新的科技創新創業生態系統。這是上海實現轉型發展的重大舉措,也是上科大實現加速發展的絕佳機遇,我們一定要抓住這個機遇,就在此時,就在此地,艱苦奮斗,只爭朝夕,努力創建一個具有國際影響力的高水平研究型大學!

  今天,新入學的各位同學都呈現了你們的人生感言,我深切地希望同學們能堅持正確的人生道路,珍惜來之不易的學習條件和環境,以宏大的志向和艱苦的努力,以優異的成績和突出的能力,來實現各自的中國夢。今天在座的老師絕大部分都是年輕教師,希望各位教師把培養學生作為第一要務,與同學們共同成長。我相信這樣的事實,年輕教師未來能否成為各自領域的大師,關鍵在于是否具有強烈的社會責任感和堅持正確理念信念的追求。

  習近平總書記最近在致全國青聯十二屆全委會和全國學聯二十六大的賀信中指出:“國家的前途,民族的命運,人民的幸福,是當代中國青年必須和必將承擔的重任。”“當代中國青年要在感悟時代,緊跟時代中珍惜韶華,自覺按照黨和人民的要求錘煉自己,提高自己,做到志存高遠,德才并重,情理兼修,勇于開拓,在火熱的青春中放飛人生夢想,在拼搏的青春中成就事業華章。”我相信,正在建設中的上海科技大學,一定會成為年青一代放飛人生夢想的起點,成就事業華章的地方。

  謝謝大家!

(責任編輯:麻曉東)
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