IT之路在何方

<!--[if !supportLists]-->一．  <!--[endif]-->摘要

  James Gray于1998年获得图灵奖。在获奖会上，他提出了未来信息技术要解决的著名的十二个问题，他给未来IT的发展指明了研究的方向，对计算机行业的发展具有重大意义，本文在介绍他所提出的十二问题的基础上，结合自己对IT发展的认识，对其中的一些问题给出了自己的一些想法。

<!--[if !supportLists]-->二．     <!--[endif]-->关键字   Jim Gray 十二问题 IT 发展方向 ，人工智能

<!--[if !supportLists]-->三．  <!--[endif]-->背景知识介绍

Jim Gray 格雷毕业于伯克莱大学，先后供职于国际商用机器（IBM）公司、微软旧金山研究所。他曾参与建设了世界最大的天文学数据库SloanDigitalSky -Server，其中所研究的星系从最初的100万达到了如今的2亿个，他参与设计的“世界视野望远镜”把天文学家的数据库连接为一个整体。如果没有他，那么世界大概不会是今天的样子，自动提款机、网上购物、甚至Google Earth的问世都要推迟。

格雷“开创性的数据库研究”为自动提款机（ATM）、机票网上预定系统和Google Earth的诞生奠定了基础，并在1998年获得了计算机科学领域的最高奖项——图灵奖。

图灵奖主要授予在计算机技术领域做出突出贡献的个人。而这些贡献必须对计算机业有长远而重要的影响。他在图灵奖的获奖会上做了题为“What Next? A Dozen Remaining Information Technology Problems”的演讲。这12个研究目标并非完全是格雷的个人看法，它们代表了众多计算机科学家和信息学家的意见，有很广泛的代表性，非常值得我们重视。

四．提出的十二个问题

  在James Gray的演讲中，他提出了未来信息技术领域需要解决的12个长远问题。

第一个问题是：可扩展性。设计出一种硬件和软件体系结构能够以百万级的比例因子工作。

其目的就是设计出一种可以无限制的硬件和软件体系结构，但限于资金和时间等因素，比较实际的做法是使同一个计算问题由一个节点扩展到百万个节点也就是说,仅仅通过增加更多的资源,一个应用的存储，处理能力能够以百万级的比例自动增长；同时处理作业的速度和规模同样以百万级的比例加快。

可扩展性问题将会衍生出大型计算机系统方方面面的问题，这种系统是依靠模块依次递加的，每个模块承担计算任务的一小部分，一个模块失效了，任务应该能自动移植到其他的模块上去并能继续执行。自我管理，容错性和负载均衡仍然是当前诚待解决的挑战

第二个问题是，图灵测试。构造一个计算机系统使它至少能有30％的时间赢得模仿游戏。

 图灵测试是基于一种三个人玩的模仿游戏，在游戏中，一个男人和女人在一个房间中，而裁判在另一个房间中。他们三个彼此看不到对方，因此通过电子邮件联络，裁判向他们问5分钟的问题从而确定哪一个是男的哪一个是女的。这本来应该是很简单的，除非这个男的撒谎，假装自己是女的。而这个女的尽力帮助裁判弄清事实真相。如果这个男的很会演戏的话，他可能在一半的时间内愚弄裁判，事实上，这个裁判在70%的时间内是正确的

  在过去的50余年里，计算机在图灵测试方面已经取得巨大的进步，计算机已初步具有简单的大脑存储和计算能力。但其中，计算机还只是充当工具和合作者而非智能机器，所以，目前的超级计算机软件和数据库在下一个十年里也不会通过图灵测试。这里需要一些与现在完全不同的想法。

第三个问题 语音文本。使计算机能够听懂并将语言转化为文本。

第四个问题 文本语音。使计算机能够说话并将文本转化为语言。

第五个问题 同人类一样的视觉，可以辨认物体和行为。

   图灵测试中两个隐藏的子问题是，一是计算机要像人类一样进行阅读和理解，再就是能和人一样思考可书写。但二者都和图灵测试一样困难。

  目前在计算机对自然语言，音乐等的鉴别有了很大的进步，演讲到文本的转化系统已经能要很好的利用了，当然这很大程度上要归功于计算机硬件的发展，但他目前使用的算法仍得益于对自然语言的深层次的理解。其增长的速度很慢，而且词库也非常的有限。另一个问题是，跟定一个文本，计算机能否像人一样对问题进行关注，这是进行人机交互的一种重要方式。基于上述问题的考虑，jim Gray 提出了上述三个问题

第六个问题 个人memex存储器。能够存储一个人看到和听到的一切东西，同时能够快速找回任何请求的条目。

   能记录一个人一生的所见所闻一直我们梦寐以求的事情。但这仍然有很多难点，这其中既有技术上的难点也有社会学的问题。但不管怎么说，这是一个值得研究的方向。前景非常的宽阔。

第七个问题 世界memex存储器。构建一个系统，通过给定一个文本集，可以像人类该领域的专家一样回答关于文本的问题和对文本做出快速和准确的总结。

  这其中的一个挑战就是自动分析组织信息，一旦某个人有了问题，那么这个问题可以输入到一个自然的接口里面去，这种结构融会了语言，姿势 图形和其他形式借口，这种系统能根据用户的层次提供合适的答案。这是个需要解决的任务，也许能有人工智能来完成，但它是个一个非常棒的目标，也许比计算机能像人一样的玩虚拟游戏更有意义。

第八个问题 远程介入。让观察员在模拟以前发生的事件时，与当时在场的人员有同样感觉（即远程观察）；或者参与者模拟正在发生的事件时，能与其他人交流，就像亲临现场一样（即远程出席）。

   把所有事情记录下来之所以令人感兴趣的原因之一，就是能使其他人立刻看到或以后回顾。我们大多数人都发现这种“时间转移”要比“空间转移”更有价值。通过多角度、高保真地记录事件，计算机可以重现从任何角度观察到的高保真图像，让观察者有完全身临其境的感受。这项技术的挑战性在于记录事件后按要求生成虚拟环境，允许观察者像实际参与者那样体验事件，我们把这叫做“远程介入”。 今天的电视与广播已实现了这种方案的低质量版本，但它们完全是被动的。下一个挑战就是允许远程介入者与现场人员进行交流，即远程出席。对于远程出席，目前 已存在的形式有电话、远程电话会议和聊天室。但是，这比亲临现场的体验要差得多。因而，人们仍然愿意经过长途跋涉以得到更真实的体验。对远程出席的可操作 性测试之一，就是看远程介入的学生和直接面对教师的学生的成绩是否一样好，教师与两组学生的关系是否同样和谐亲切。

第九个问题 无差错系统。构建一个每天可以被上百万人使用的系统而只需要一个业余人员来管理和操作。

第十个问题 安全的系统。确保上面系统的服务只提供给授权者，未授权者无法得到服务。同时要能证明信息没有被泄露。

第十一个问题 永不down机。确保系统在一百年的时间内至多只有一秒钟不可用。

第十二个问题 自动编程。设计出一种特别的语言或用户接口，它能够(a)人们能够非常容易地表达自己的设计思想，比现在容易1000倍；(b)计算机可以编译;(c)能够完整地描述所有的应用。这个系统因该能对应用进行推理，对异常和不完整的情况提出问题；但使用起来不应该很烦琐。

 这就是12个非常有趣的研究问题，每个问题都是一个长期研究的课题，这也是jim gray 向政府寻求长期资助的原因，据推测，50年后，计算机科学的发展会在每个问题的研究上都会有进步的。这些问题包括非常广的种类：图灵智能机提高了人机交互结构，布尔的存储记录，分析和总结所发生的任何事情。Babbage’s的计算机能自我变成，从不出错因而是安全的 。当然这些问题在现在看来是有些不合实际，但根据摩尔定律：每十八个月技术的发展等于之前所有的发展总和，如果摩尔定律继续有效的话，那么上述提出的问题就有可能会变成现实的。

五．小结

我们可以看出这12个问题都是信息技术领域的一些根本性的问题。其中有很多问题是与人工智能紧密结合的。这些问题的逐步解决就是整个信息技术和信息产业不断进步和发展过程。对这些问题的研究和解决，需要长期的投资支持。在这个过程当中，我们能够产生新的想法，同时能够锻炼和培养我们的学生，政府应该提供一些 资金支持。一些长期的研究项目可以包括，人机接口—使计算机能够更加容易地与人交互；对信息的组织，总结和分析；

  结合当前计算机行业发展的趋势和Jim gray 的文章，我认为计算机智能技术将是一个热点,尤其是与计算机网络结合起来的智能技术将会得到前所未有的重视与发展.自然,智能技术中现在面临的还未解决的问题将引起人们空前的关注。约翰·巴克斯把计算技术分为了四个大的发展阶段，硬件、软件、网络和通讯、认知计算技术，他认为继网络和通讯之后的未来十年，认知计算技术将是下一步发展方向，即计算机能够进行思想识别，就像人类用大脑思考一样，这是智能技术的表现。

巴 特勒·兰普森把计算机的应用分为三个大的阶段，模拟仿真、通讯和存储、具体化，认为计算机继通讯和存储之后的下一步应用是具体化，包括机器人、语音等应用范围，他还详细列举了两个例子来说明具体化，一是自主驾驶，二是自动编程，这两个例子的共同点就是要让计算机懂得或者明白一些事情，这是计算机智能化的体 现。

<!--[if !supportLists]-->六．           <!--[endif]-->参考文献

[1]  Graph based on data in Hans P. Moravec Robot, Mere Machines to Transcendent Mind, Oxford, 1999, ISBN 0-19-511630-5, (http://www.frc.ri.cmu.edu/~hpm/book98/) personal communication with Larry Roberts who developed the metric in 1969, and personal communication with Gordon Bell who helped analyze the data and corrected some errors.

[2]  Donald E. Stokes, Pasteur’s Quadrant: Basic Science and Technological Innovation, Brookings, 1997, ISBN 0-8157-8178-4.

[3] Jim Gray . What Next? A Dozen Information-Technology Research Goals. June 1999  Technical Report  MS-TR-99-50