廣袤之中：沿著克拉克三大定律 讀懂華為的最深期待

我們是否總認(rèn)為，今天的科技已經(jīng)十分高明，甚至到了瓶頸？

我們是否經(jīng)常懷疑，摩爾定律正在失效，香濃極限不斷逼近，接下來(lái)將是科技難以發(fā)展的漫長(zhǎng)歲月？

我們是否經(jīng)常憂慮，科技版圖的區(qū)位秩序?qū)е履嫒蚧粩嗌?jí)，后起之國(guó)的科技未來(lái)將暗淡無(wú)光？

如果我們認(rèn)為現(xiàn)有的技術(shù)能力與產(chǎn)業(yè)規(guī)則就是一切的話，那么科技必將陷入無(wú)窮的內(nèi)耗，未來(lái)一定是悲觀的。

而如果我們算上那些假設(shè)、偶然、想象帶來(lái)的改變，未來(lái)卻可能截然不同。

科幻作家阿瑟·克拉克，同時(shí)也是一位著名科學(xué)家，被認(rèn)為是全球衛(wèi)星通信技術(shù)的奠基人。1945年，年僅28歲的克拉克還只是一名通信兵。他在《世界無(wú)線電》雜志發(fā)表了一篇名為《地球外的中繼——衛(wèi)星能給出全球范圍的無(wú)線電覆蓋嗎？》的文章。其中僅僅提出了一個(gè)假說(shuō)，認(rèn)為未來(lái)人類可以通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)通信。此后數(shù)十年，這篇文章成為全球衛(wèi)星通信的理論基礎(chǔ)，推動(dòng)了航空、通信、影視等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，影響了全球化時(shí)代到來(lái)。

一個(gè)假說(shuō)，就可能成為改變科技世界的契機(jī)。而提出假說(shuō)的人，可能是科學(xué)家、企業(yè)、作家，甚至是士兵、醫(yī)生、工人——這才是科技的真正魅力。

數(shù)十年后，當(dāng)我們對(duì)科技未來(lái)產(chǎn)生憂慮時(shí)，不妨再?gòu)募僬f(shuō)開(kāi)始，讓一切得以改變。

4月26日，在第19屆華為全球分析師大會(huì)上，華為戰(zhàn)略研究院院長(zhǎng)周紅發(fā)表了《面向未來(lái)的科學(xué)假設(shè)與商業(yè)愿景》的演講，展現(xiàn)了華為眼中的面向未來(lái)的4大科技假說(shuō)，以及10個(gè)科技問(wèn)題與挑戰(zhàn)。

周紅博士認(rèn)為：“我們現(xiàn)在對(duì)于未來(lái)的所有想象可能都是保守的，我們只有大膽提出假設(shè)、大膽提出愿景，敢于打破既有理論與技術(shù)瓶頸的條條框框，才能大踏步前行?！?/p>

回想一下，我們似乎依舊太久太久沒(méi)有在科技活動(dòng)上聽(tīng)到“假設(shè)”這樣的關(guān)鍵詞了。但我們應(yīng)該記得，今天的一切技術(shù)成績(jī)，似乎都是從某個(gè)假說(shuō)而來(lái)。

在假說(shuō)的背后，是一個(gè)人看待未來(lái)的方式，是一家企業(yè)的創(chuàng)新機(jī)制。面對(duì)人類與未知科技的關(guān)系，阿瑟·克拉克提出了著名的“克拉克三大定律”。今天，我們就從克拉克三大定律的角度，聊聊華為為什么要提出這些科學(xué)假說(shuō)。

這些假說(shuō)背后，是華為對(duì)世界的最深期待，也是所有人共享的未來(lái)。

華為，全球科技從業(yè)者，甚至我們每個(gè)普通人，都需要打破藩籬，去廣袤中尋找答案。

我們所抵達(dá)的一切，也許會(huì)成為牢籠

“如果一個(gè)年高德劭的杰出科學(xué)家說(shuō)，某件事情是可能的，那他可能是正確的；但如果他說(shuō)，某件事情是不可能的，那他也許是非常錯(cuò)誤的。”

——克拉克第一定律

心理是一件非常微妙的東西。當(dāng)我們擁有很多，反而容易陷入迷茫與謹(jǐn)慎，甚至忘記了最初探索一切的初心。

從上世紀(jì)70年代開(kāi)始孕育的信息革命，讓人類社會(huì)發(fā)生了翻天覆地的變化。計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)這些技術(shù)在過(guò)去數(shù)十年間的飛速發(fā)展，讓我們每個(gè)人的每一天，都不可能離開(kāi)數(shù)字技術(shù)。

但這種局面也帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)：社會(huì)發(fā)展與數(shù)字技術(shù)的緊密掛鉤，讓未來(lái)對(duì)數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施的需求無(wú)限擴(kuò)大。一輛自動(dòng)駕駛汽車每天將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，元宇宙需要難以想象的聯(lián)接力支撐，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要強(qiáng)大的異構(gòu)計(jì)算能力與低延遲網(wǎng)絡(luò)。這些需求擺在眼前時(shí)，ICT基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)能力與建設(shè)規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。另一方面，計(jì)算、聯(lián)接、半導(dǎo)體等技術(shù)已經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有發(fā)生理論突破，相關(guān)性能已經(jīng)接近瓶頸。

我們太習(xí)慣存、算、網(wǎng)組成的數(shù)字化體系了，然而它再美好也不可能永久持續(xù)。如果不能及時(shí)打破邊界，我們所抵達(dá)的一切或許會(huì)化作牢籠。

這種情況下，如果你是克拉克定律里的那位“杰出科學(xué)家”，你會(huì)對(duì)接下來(lái)的科技之路報(bào)以悲觀，還是樂(lè)觀？你認(rèn)為突破今日所有邊界，是不可能還是可能？

可能很多人還需要一點(diǎn)時(shí)間才能給出答案。但華為已經(jīng)選擇了后者。

ICT技術(shù)幾十年間的長(zhǎng)足發(fā)展，讓包括華為公司在內(nèi)的所有人受益。但技術(shù)成就并非我們的堡壘，而應(yīng)該是叩響下一扇大門的機(jī)會(huì)。

當(dāng)華為有機(jī)會(huì)站在大門前，他作為ICT技術(shù)的領(lǐng)軍者，也愿意做這座科技孤島的破壁人。

在華為看來(lái)，未來(lái)ICT技術(shù)必然將為人類作出更大貢獻(xiàn)。而更龐大的需求也意味著技術(shù)本身一定要實(shí)現(xiàn)突破。

比如個(gè)人健康的數(shù)字化管理，需要穿戴式傳感器、無(wú)線通信、云計(jì)算技術(shù)的融合式升級(jí)。

藥物和疫苗研發(fā)，需要AI算法與AI算力的大幅躍遷。

產(chǎn)業(yè)的智能化、自動(dòng)化，需要更優(yōu)質(zhì)的ICT技術(shù)來(lái)提升效率，降低成本。

“雙碳”目標(biāo)與環(huán)境友好型社會(huì)，需要ICT技術(shù)來(lái)提升能源轉(zhuǎn)換、調(diào)度的效率，降低社會(huì)普遍能耗。

我們站在無(wú)比輝煌的技術(shù)高塔上，我們也被困在馮·諾依曼架構(gòu)、香濃極限、摩爾定律圍成的孤島里。

人類就是那個(gè)德高望重的科學(xué)家。我們知道很多。但我們認(rèn)為不可能的事情，卻一定是錯(cuò)的。

這個(gè)舒適區(qū)，必須被打破。

跨過(guò)邊界，到可能世界中去

“想要發(fā)現(xiàn)某件事情是否可能，唯一的途徑是跨越這個(gè)界限，從不可能跑到可能中去。”

——克拉克第二定律

提到數(shù)字與智能技術(shù)的未來(lái)，很多人認(rèn)為很多需求必然無(wú)法被滿足，技術(shù)的瓶頸效應(yīng)很快將要顯現(xiàn)。然而科學(xué)史卻告訴我們，想要知道一項(xiàng)技術(shù)的極限，只有一個(gè)辦法：超越極限。

好在技術(shù)世界總歸會(huì)有光亮，可能只是順著一點(diǎn)微弱的燭火，一個(gè)渺茫的念頭，人類就可以一步步走過(guò)去，把不可能世界變成可能。

而假說(shuō)，往往是這一切的開(kāi)始。事實(shí)上，歷史中很多偉大的科學(xué)假說(shuō)，都是在旅途中，在日常生活里，甚至在戰(zhàn)火連天下提出的。今天華為能夠站在分析師大會(huì)的舞臺(tái)上提出自己的科學(xué)假設(shè)，這本身已經(jīng)是一種幸運(yùn)，一種成就。

周紅博士為我們帶來(lái)了四類華為看到的科學(xué)假說(shuō)。其中很多內(nèi)容，粗聽(tīng)下來(lái)都會(huì)讓人覺(jué)得不可思議，不大可能。但還是克拉克第二定律告訴我們的真理：想要驗(yàn)證不可能的唯一方式，就是將其變成可能。

我們可以將華為帶來(lái)的科學(xué)假設(shè)，總結(jié)為打破四道“邊界”。

一、萬(wàn)物的邊界。

物理、化學(xué)，這些對(duì)世界的基礎(chǔ)認(rèn)知是人類一切技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)?！度w》中的外星入侵，也開(kāi)始于對(duì)物理、化學(xué)等基礎(chǔ)理論的鎖定。好在那一天并未到來(lái)，今天我們還有機(jī)會(huì)打破萬(wàn)物的邊界。

比如2006年帝國(guó)理工Pendry等人提出了用類似“光子黑洞”的思路來(lái)束縛住光，讓其無(wú)法離開(kāi)。這一理論有效輔助了量子存儲(chǔ)，進(jìn)而支持了量子通信與量子計(jì)算。

比如，為了降低半導(dǎo)體器件的功耗、提升可靠性，華為與科學(xué)界合作，分析半導(dǎo)體器件中的熱機(jī)理，嘗試加快“光聲子”變成“聲聲子”，從而減少柵極與漏極之間熱點(diǎn)的形成，進(jìn)而突破摩爾定律下的半導(dǎo)體制程限制。

再比如一些科學(xué)家在量子計(jì)算中嘗試用激光來(lái)冷卻原子，從豪開(kāi)爾文降低一百萬(wàn)倍溫度到納開(kāi)爾文，從而接近絕對(duì)零度的溫度極限，看看能不能發(fā)現(xiàn)更復(fù)雜的量子現(xiàn)象。

這些嘗試正在努力突破萬(wàn)物的邊界，改變?nèi)祟悓?duì)物質(zhì)、化學(xué)、光等等基礎(chǔ)要素的認(rèn)知。如果某一天，萬(wàn)物之墻被撬開(kāi)了一道裂縫。那時(shí)將會(huì)發(fā)生什么呢？

二、生命的邊界。

無(wú)論是人類自己的身體與意識(shí)，還是地球上的無(wú)數(shù)動(dòng)植物，生命還有太多未解之謎等待揭曉。探索生命的邊界，正在從另一個(gè)方向上給ICT技術(shù)突圍帶來(lái)可能。

比如蜘蛛眼睛在物體輪廓和運(yùn)動(dòng)計(jì)算上的能力，或許可以被自動(dòng)駕駛汽車所學(xué)習(xí)；青蛙的眼睛是高靈敏度的單光子接收機(jī)，可以在黑暗環(huán)境下看清；狗鼻的分辨氣味能力超過(guò)人類1000倍。這些動(dòng)物的神奇能力，或許就是計(jì)算與智能的下一位“老師”。

我們自己身上也藏有太多邊界。未來(lái)我們或許可以更加實(shí)時(shí)地感知血壓、血糖、心電等參數(shù)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)甚至提升自己的健康。腦機(jī)接口可以讓人類更好地與機(jī)器協(xié)同；虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的諸多技術(shù)，將改變?nèi)祟惖母泄伲黄普J(rèn)知的極限。

生命邊界之外，是一個(gè)又一個(gè)的科學(xué)通道與商業(yè)機(jī)會(huì)。每一次審視自己，都是在凝望未知。

三、計(jì)算的邊界。

在馮·諾依曼架構(gòu)下，計(jì)算瓶頸的問(wèn)題正在廣受關(guān)注，而AI崛起也為計(jì)算帶來(lái)了一系列新的要求。在未來(lái)，我們需要面對(duì)一系列計(jì)算架構(gòu)、存算能力，以及智能化可解釋性、通用性的問(wèn)題。

在華為的思考里，或許AI可以向生物界學(xué)習(xí)，比如為什么螞蟻的腦容量很小，卻可以完成復(fù)雜的任務(wù)？它們是不是藏著AI的某些答案？今天的AI坐落于統(tǒng)計(jì)學(xué)模型之上，那么能不能從數(shù)學(xué)機(jī)理上發(fā)展出新的智能實(shí)現(xiàn)方式？

在算力上，類腦智能或許具有極大的可期待價(jià)值。存儲(chǔ)領(lǐng)域，DNA存儲(chǔ)的前景非常值得期待。各界是不是可以攜手發(fā)展出高適應(yīng)性高效率的新計(jì)算模式，通過(guò)創(chuàng)造新架構(gòu)與新部件，突破傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)的能效限制？

計(jì)算是人類走向直接的核心通道，這條通道應(yīng)該是百花齊放的?；蛟S我們今天僅僅揭開(kāi)了計(jì)算冰山的一角，也未可知？

四、通信的邊界。

通信和聯(lián)接塑造了我們今天的數(shù)字化生活。我們每天都驚嘆于網(wǎng)絡(luò)的高速和高效，卻可能忽略了未知中更多關(guān)于通信的可能。

科幻電影里的真人級(jí)全息投影，或許是接下來(lái)的通信效果？如果是的話，那么我們需要高速2Tbps的帶寬，以及1-5ms的時(shí)延；自動(dòng)駕駛汽車每天可能產(chǎn)生高達(dá)4T字節(jié)的數(shù)據(jù)，目前的5G網(wǎng)絡(luò)都無(wú)法承載。

這些挑戰(zhàn)的存在，讓通信的邊界必須進(jìn)一步被打開(kāi)。我們是不是可以用語(yǔ)義通信來(lái)跳出香濃極限，完成海量數(shù)據(jù)的瞬間傳輸？在工程端，量子級(jí)聯(lián)激光器可以同時(shí)產(chǎn)生幾百個(gè)波長(zhǎng)，能夠顛覆無(wú)線與光網(wǎng)絡(luò)的傳輸上限。

我們有希望讓通信能力成千上萬(wàn)倍增長(zhǎng)。而這一切開(kāi)始于對(duì)邊界那頭的凝視。

華為的四個(gè)假說(shuō)，從各個(gè)方面告訴我們一件事：所有不可能，最終都是可能世界的一部分。

廣袤之中，藏著華為的最深期待

“任何非常先進(jìn)的技術(shù)，初看都與魔法無(wú)異?！?/p>

——克拉克第三定律

面對(duì)技術(shù)發(fā)展，我們經(jīng)常會(huì)感嘆其美好，同時(shí)也經(jīng)常誤認(rèn)為今天所獲取的就是全部。人類總是喜歡舒適區(qū)，無(wú)論是在生活里，還是在科學(xué)創(chuàng)新時(shí)。

然而所有技術(shù)變革，可能都啟于對(duì)舒適區(qū)的厭倦，以及對(duì)未知的大膽想象?？吹?，想到，是一切抵達(dá)的開(kāi)始。愿意假設(shè)、溝通、協(xié)作，打破以往陳規(guī)舊俗，是一切開(kāi)始的出發(fā)。

面向技術(shù)創(chuàng)新，周紅博士提到了“巴斯德象限（Pasteur's quadrant）”。這是唐納德·E·司托克斯在其著作中提出的一個(gè)概念，他認(rèn)為基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究并非對(duì)立關(guān)系，在某種程度上可以交錯(cuò)融合，甚至應(yīng)用研究可以啟發(fā)基礎(chǔ)研究。

面向突破邊界的偉大航程，不應(yīng)該是華為在盒子里、軟件中，而科學(xué)家躲在人跡罕至的實(shí)驗(yàn)室里?？梢韵嗷ゴ蛲ǎ梢圆辉O(shè)限制，可以集合彼此的所有優(yōu)勢(shì)去突破邊界。

華為的創(chuàng)新邏輯，是從假設(shè)創(chuàng)新開(kāi)始，逐層推動(dòng)到愿景創(chuàng)新、基礎(chǔ)科學(xué)突破、工程技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)創(chuàng)新。越靠近前端假設(shè)、愿景和基礎(chǔ)科學(xué)的創(chuàng)新，就越需要耐心。即使作為商業(yè)公司，華為也愿意并敢于向前端基礎(chǔ)研究尋求答案。

華為的創(chuàng)新邏輯，有四個(gè)不同以往科研范式的關(guān)鍵因素。

一、顛覆，華為敢于面對(duì)根本問(wèn)題和技術(shù)邊界。尊重科技成果的最佳方式，就是顛覆它。今年巴展期間，華為分享了突破香濃極限的一系列探索。通過(guò)持續(xù)探索新一代MIMO和無(wú)線AI等理論與技術(shù)，同時(shí)研究語(yǔ)義通信等新理論，華為正在嘗試從多個(gè)角度超越香農(nóng)極限，為通信打開(kāi)更廣闊的發(fā)展空間。那些今天來(lái)看如同科幻的方向，或許就是明日的晨曦。

二、長(zhǎng)跑，華為能夠面對(duì)的邊界問(wèn)題進(jìn)行長(zhǎng)期、持續(xù)、壓強(qiáng)式的投入。給基礎(chǔ)研究以充分的合作包容、不設(shè)限的研發(fā)成本，以及持續(xù)綿延的耐心。早在十年前，華為研發(fā)投入占比已經(jīng)超過(guò)年收入的10%。一直到2021年，華為研發(fā)投入占比達(dá)到了驚人的22%。持續(xù)長(zhǎng)跑，步步加強(qiáng)的研發(fā)投入是華為的底座，也是技術(shù)由假想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的通道。

三、致用，華為能夠率先打通工程、應(yīng)用、商業(yè)化空間與基礎(chǔ)技術(shù)研究的通道，從而以突破落點(diǎn)引領(lǐng)基礎(chǔ)創(chuàng)新，避免技術(shù)懸浮于空中。

通過(guò)巴斯德象限快速聯(lián)接技術(shù)研究與應(yīng)用空間，其價(jià)值已經(jīng)在華為的多個(gè)產(chǎn)業(yè)空間展現(xiàn)出來(lái)。比如利用終端設(shè)備來(lái)測(cè)量血壓、監(jiān)控心率，是華為消費(fèi)者終端的一大亮點(diǎn)。而這背后是圍繞個(gè)人健康需求，反向驅(qū)動(dòng)了大量前沿技術(shù)研發(fā)快速投入應(yīng)用。比如微型傳感器，人體模型識(shí)別等先驗(yàn)技術(shù)，就通過(guò)健康需求快速引向市場(chǎng)。

四、交融，華為善于找到多技術(shù)協(xié)同與學(xué)科交叉帶來(lái)的可能性，通過(guò)技術(shù)融合、產(chǎn)品融合、學(xué)科融合尋找技術(shù)突破可能性，不放過(guò)交織帶來(lái)的驚喜。

多技術(shù)的協(xié)同優(yōu)勢(shì)，是華為區(qū)別于其他科技公司的最顯著特征。而將不同領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)融合在一起也成為了華為的獨(dú)特能力。比如在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，華為就率先引入了AI能力，形成了能夠自動(dòng)識(shí)別、修復(fù)，提升運(yùn)維效率的自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)創(chuàng)舉影響了行業(yè)，成為幾年來(lái)通信領(lǐng)域的共識(shí)和發(fā)展方向。

聚焦“巴斯德象限”，華為提煉出面向未來(lái)兩大基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題與八個(gè)前沿技術(shù)挑戰(zhàn)。讓我們來(lái)看一下這是兩個(gè)怎樣的問(wèn)題：

第一，機(jī)器如何認(rèn)知世界，能不能建立適合機(jī)器理解世界的模型？

第二，科學(xué)問(wèn)題是如何理解人的生理學(xué)模型，尤其人體八大子系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制，以及人的意圖和智能？

今天的你，覺(jué)得這兩個(gè)問(wèn)題指向著魔法嗎？

二十年前的你，覺(jué)得今天的數(shù)字生活是魔法嗎？

所有技術(shù)都開(kāi)始于形如魔法的假設(shè)和提問(wèn)。用好奇和堅(jiān)韌，人類構(gòu)筑了魔幻般的通信與計(jì)算，一次次打破萬(wàn)物與生命的邊界。如今，邊界之外是什么？外面的外面又是什么？

那里是廣袤之中，是未知之中，是一個(gè)根本沒(méi)有舒適區(qū)的地方。

華為的最深期待，就是人類始終要去那里，要去世界之外的世界。