盡管我們目前還不能確切地知道最早的人類是什么時候出現(xiàn)的，古人類學家們也一直在通過化石追溯人類的源頭，但是和現(xiàn)代人具有相同解剖結(jié)構(gòu)的晚期智人，大約是在距今四、五萬年前開始出現(xiàn)的。在這個漫長的時間里，人類憑借獨有的大腦裝置發(fā)明出大量改善自身生存質(zhì)量的工具，從一個沒有特殊能力的、在恐懼中生活的弱者逐步成為地球生物的主宰。人類科技創(chuàng)新能力的不斷增強不僅改變了自身的生活，也讓人類寄存的物理世界變得無法預測。

　　盡管人們無法理解突然出現(xiàn)的“云計算”，但是已經(jīng)有很多人希望通過云計算解決目前人類面臨的很多問題，比如就業(yè)問題、能源問題、環(huán)境問題、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整問題、社會道德問題等。

　　一、為什么要重建虛擬世界

　　在物理世界里，人處于一個很奇特的位置，一方面人作為由物質(zhì)構(gòu)成的對象，人的行為受到自然規(guī)律的約束，而另一方面，由物質(zhì)構(gòu)成的人腦所形成的意識，卻不受物理世界里自然規(guī)律的約束，在意識構(gòu)成的圖象里，“人”可以瞬間到達宇宙的任何一個地方。

　　如果要制造一張桌子，可以有兩種方式，一是不通過人腦的思考，直接拿來木頭就開始做，不滿意的話，就重新做，直到滿意為止;二是先在人腦中形成桌子的圖象，然后在紙上描繪出來，經(jīng)過反復的修改，當覺得紙張上描繪的桌子達到要求時，再開始制作。

　　很明顯，第二種方式成本很低，而且可以最大程度的滿足人們的要求。之所以出現(xiàn)如此大的差別，是因為解決問題的方法不同。第一種方式是直接在物理世界里操作，由于受到物理世界里自然規(guī)律的限制，比如發(fā)現(xiàn)木板的尺寸不對時，就需要重新找一塊木板來處理，改動任何一個地方，都需要花費較長的時間。第二種方式是先在虛擬世界里進行操作，當?shù)玫綕M意的邏輯圖象后，再回到物理世界里進行操作。由于虛擬世界里的操作不受物理世界里的自然規(guī)律的約束，人們可以任意調(diào)整修改邏輯圖象，因此花費很低的成本就可以獲得滿意的產(chǎn)品。

　　1、虛擬世界的定義

　　虛擬世界是指具有“意識活動”能力的對象所創(chuàng)建的、不受該對象所在世界的“自然規(guī)律”約束的世界。

　　每個人都有自己的虛擬世界，大腦的構(gòu)成物質(zhì)是虛擬世界存在的載體。但是本文所提到的虛擬世界是指以計算機、互聯(lián)網(wǎng)為載體的世界，這個虛擬世界同樣是人腦“智力活動”的結(jié)果，是人類最偉大的發(fā)明。用電腦代替人腦，不僅大大減輕了人腦的負擔，最重要的是人類可以調(diào)整電腦結(jié)構(gòu)，尋找最佳方案，但是人類是不能調(diào)整人腦結(jié)構(gòu)的。

　　2、物理世界復雜嗎

　　軟件工程師在設(shè)計應用系統(tǒng)的時候，總是抱怨客戶提出的需求模型太復雜，而且需求總是在不斷的改變，使得軟件人員認為最好的方法——軟件工程方法也無能為力，以至于到目前為止，盡管計算機硬件的發(fā)展速度很快，但是仍然沒有出現(xiàn)一個復雜的軟件系統(tǒng)，即便是規(guī)模龐大的ERP系統(tǒng)，也只是一個簡單的企業(yè)資源管理系統(tǒng)，根本不能和現(xiàn)實中的企業(yè)需求相對應。

　　那么物理世界真的復雜嗎?對于任何一個存在的事物，其構(gòu)成的對象是簡單的，不能再分解的。人們看到的復雜性是因為這些對象的組織連接形式是復雜的，盡管目前人們并不知道這個宇宙是為了什么而出現(xiàn)的，但是從科學家知道的信息來看，這個宇宙的一切是由最簡單的對象組成的。當然這里談?wù)摰闹皇呛蛙浖_發(fā)有關(guān)的事物，比如一個大型企業(yè)的管理軟件問題，事實上無論這個企業(yè)規(guī)模多大，多么復雜，其構(gòu)成的對象是簡單的，人、財、物、部門、工作分類等。復雜的是把這些簡單對象連接在一起的組織結(jié)構(gòu)。而復雜的連接結(jié)構(gòu)又是由很多簡單的結(jié)構(gòu)組合在一起形成的。

　　由此可見，物理世界本質(zhì)上是簡單的，是由簡單的對象和簡單的結(jié)構(gòu)組成。物理世界的復雜性只是一種表象，一個事物由大量的簡單對象組成，一個結(jié)構(gòu)是由大量的簡單結(jié)構(gòu)糾纏在一起形成的。

　　3、為什么要重建虛擬世界

　　科技的發(fā)展同時也給人類帶來了更多的問題，比如金融危機、能源危機、交通問題、醫(yī)療保健問題、食品安全問題、社會道德問題、財富分配問題、就業(yè)問題等。在這些問題里，很多已經(jīng)不是局部問題，而是更大區(qū)域性或者全球性問題。而目前的虛擬世界存在很多缺陷，無法解決這些問題，所以重建虛擬世界是必然趨勢。

　　目前的虛擬世界首先需要解決的是底層的技術(shù)缺陷，而應用層存在的問題可以在后面處理，就象建造高樓大廈一樣，首先必須把地基做好，然后再蓋上面的樓層。盡管地基不能提供具體的應用價值，但是它決定了整座大樓的命運。

　　類似地基一樣的底層技術(shù)缺陷包括以下幾個方面：

　　1)圖靈機的數(shù)學模型。圖靈機模型是一個單軸方式管理存儲位置(整數(shù))的數(shù)學模型。它是一條兩端(或一端)無限延長的紙帶，上面劃成方格，每個方格中可以印上某字母表中的一個字母(亦可為空格);又有一個讀寫頭，它具有有限個內(nèi)部狀態(tài).任何時刻讀寫頭都注視著紙帶上的某一個方格，并根據(jù)注視方格的內(nèi)容以及讀寫頭當時的內(nèi)部狀態(tài)而執(zhí)行變換規(guī)則所規(guī)定的動作。

　　由于存儲位置是沿一條軸分布管理，所以當數(shù)量達到一定的程度的時候，尋址所花費的時間將會增加很多。

　　2)二進制。0、1是虛擬世界里對象的最小構(gòu)成元素，二進制規(guī)定了0、1兩種元素的運算方法。二進制存在的問題表現(xiàn)為：造成浪費，0，00，000代表的都是十進制的0;簡單的線性排列，當處理一個很大的十進制整數(shù)時，需要一個很長的序列來表示，這樣就對物理裝置造成了困難。

　　3)IP地址。IP地址規(guī)定了虛擬世界的空間邊界，所有成員是通過IP地址指定的位置來獲得自己的身份。目前的IPv4和Ipv6規(guī)定的地址數(shù)量是有限的。對于虛擬世界來說，有限空間是不能長久存在的，當內(nèi)部成員的數(shù)量占滿了全部的位置的時候，繼續(xù)不斷增加的新成員將導致空間的崩潰。同樣，不能增加新成員的虛擬世界也是沒有意義的。

　　4)機器“思維”。準確的講，是虛擬世界里特殊對象的“思維”。盡管目前的人工智能方法得到了發(fā)展，但是目前的方法距離要實現(xiàn)的目標很遙遠。如果人腦是通過搜索、統(tǒng)計、比較等目前人們所設(shè)計的復雜方法來實現(xiàn)“思維”的話，那么由此而產(chǎn)生的熱量對神經(jīng)細胞的危害該如何解決?沒有“思維”能力的虛擬世界是不完美的。

　　5)軟件危機。虛擬世界里的規(guī)則、方法、功能、對象都是通過軟件代碼來實現(xiàn)的，面對如此龐大的系統(tǒng)以及不斷調(diào)整修改的規(guī)則、方法、功能、對象，軟件危機的解決方案將變得非常重要。

　　二、云計算到底要做什么

　　從2011年開始，全球幾乎沒有IT企業(yè)不關(guān)注云計算了，有影響的企業(yè)差不多都把目標轉(zhuǎn)移到云計算研究和應用開發(fā)。但是到底云計算是什么，或許這些企業(yè)都無法回答。

　　云計算帶來希望和機遇的同時，也帶來了更加殘酷的競爭。如同下棋一樣，搶占先機是非常重要的。而要占有先機，就必須要搶先認識云計算的本質(zhì)，找到適合自己的突破口。

　　1、古代車的故事

　　---- 三十根輻條加上一個輪子，就變成了車，車的用途已經(jīng)不是木頭本身的用途了。木頭本身的提供的應用價值是有限的，但是車提供的應用價值是無限的。這是老子在《道德經(jīng)》里講述的道理。

　　現(xiàn)在的人們對車進行了改進，但是其應用目的仍然沒有發(fā)生改變，創(chuàng)造出可以使用的空間。也就是說經(jīng)過幾千年的發(fā)展，車在本質(zhì)上沒有發(fā)生改變，但是發(fā)生了量變。

　　---- 啟發(fā)：

　　目前人們把服務(wù)器集中在一起形成數(shù)據(jù)中心，對服務(wù)器進行虛擬化技術(shù)處理，把更多的軟件集中在一起，這些只是數(shù)量的改變，不能稱為革命性的技術(shù)，所以不能把這些作為云計算的代表。

　　云計算就是把有限的“有形”物質(zhì)，通過一種組織形式，創(chuàng)造出無限的“無形”應用。其應用價值不是“有形”物質(zhì)價值的總和。是質(zhì)變的過程。把一臺服務(wù)器虛擬成五臺服務(wù)器，只是一個簡單的數(shù)量改變，只能滿足五個用戶的需要。

　　2、上帝的指紋——曼德勃羅特集

　　---- 曼德勃羅特集是人類有史以來做出的最奇異、最瑰麗的幾何圖形，曾被稱為“上帝的指紋”。 這個點集均出自公式:Zn+1=(Zn)^2+C。這是一個簡單的迭代公式，式中的變量都是復數(shù)，但是它創(chuàng)建了一個大千世界，從它出發(fā)可以產(chǎn)生無窮無盡美麗圖案。

　　---- 啟發(fā)：

　　虛擬世界是由大量復雜的系統(tǒng)構(gòu)成，但是并不是說虛擬世界是采用很復雜的技術(shù)或者方法創(chuàng)建的。云計算提供的核心技術(shù)和方法本身是簡單的。在虛擬世界里，系統(tǒng)的復雜性是由組織形式的復雜度決定的，而一個復雜的組織形式又是由很多簡單的組織形式組成的。

　　3、云計算的定義

　　云計算目前沒有統(tǒng)一的定義，在網(wǎng)上流傳的大約有上百種，決大多數(shù)是從具體的硬件、軟件和技術(shù)方面來定義的，強調(diào)這些有形的東西的價值。比如虛擬化技術(shù)，一臺服務(wù)器虛擬為幾臺服務(wù)器。

　　中國電子學會云計算專家委員會委員趙文銀從哲學、經(jīng)濟學、社會學、東方文化、數(shù)學、軟件開發(fā)以及云計算研究等不同領(lǐng)域分析研究，并在實際應用的基礎(chǔ)上提出了包含東方文化思想的定義。

　　云計算是以應用為目的，通過互聯(lián)網(wǎng)將大量必要的硬件和軟件按照一定的組織形式連接起來，并隨應用需求的變化動態(tài)調(diào)整組織形式所創(chuàng)建的一個內(nèi)耗最小、功效最大的虛擬資源服務(wù)集合。

　　云計算本身并不是計算，也不是單純的技術(shù)，是方法論。云計算是尋找一種方法，讓有限的資源，通過一種組織形式，產(chǎn)生無限的應用。

　　云計算需要解決兩大部分的技術(shù)工作，一是通過人的智力活動，為虛擬世界創(chuàng)建數(shù)學模型、設(shè)計規(guī)則和方法，并且在運行過程中調(diào)整或者修改規(guī)則和方法，使虛擬世界更加合理;二是設(shè)計虛擬世界和物理世界的連接方法，為虛擬世界和物理世界建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。

　　4、云計算的使命是為重建虛擬世界提供方法

　　盡管從技術(shù)層面上，目前大多數(shù)人對云計算沒有明確的認識，就象盲人摸象一樣，講述著各自的故事，但是對于云計算的使命，基本上有相同的觀點：云計算的使命就是提供解決人類在物理世界里所面臨問題的方法。比如交通云，目的是減少交通事故，醫(yī)療云，目的是解決看病難題，教育云，目的是解決教學資源不平衡問題。

　　5、云計算從五個層面提供技術(shù)和方法

　　重建虛擬世界是一個龐大的系統(tǒng)工程，盡管重建的過程并不是全部推倒重新創(chuàng)建，而是有計劃、有步驟、分層次的替換調(diào)整過程，但是最終的結(jié)果仍然是全部更換現(xiàn)有的內(nèi)容。

　　1)虛擬世界最底層的技術(shù)和方法

　　最底層的技術(shù)和方法決定了虛擬世界的特征和命運，也決定了其存在的價值。由于虛擬世界是人的智力活動創(chuàng)建的，所以所采用的底層技術(shù)和方法也不是唯一的，是可以有多種選擇的。下面幾種方法來自北京乾坤化物數(shù)字技術(shù)有限公司申請的專利方法，只能作為眾多選擇中的一種，用來說明解決目前虛擬世界缺陷的必要性。

　　---- 圖靈機的數(shù)學模型將發(fā)生改變，從單軸模式改為雙軸模式。采用雙軸管理整數(shù)是最合適的數(shù)學方法。單軸管理是線性管理，當數(shù)量很大時，效率會急劇下降。雙軸管理是非線性管理，大大提高了運算效率。在物理世界里，DNA就是采用雙軸管理信息的。三軸及更多軸的數(shù)學模型增加了模型的復雜度，大大降低了運算效果。

　　---- 二進制數(shù)學模型將會被替換，或許會使用二的冪次方進制。二進制是一個原地循環(huán)的數(shù)學模型，二的冪次方進制是一個螺旋上升的數(shù)學模型;二進制是一個簡單的規(guī)則，二的冪次方進制是一個具有自我生長能力的規(guī)則;二進制是一個線性方法，二的冪次方進制是一個遞歸方法。

　　---- 有限數(shù)量的IPv4和IPv6將會被無限數(shù)量的IP規(guī)則替換。虛擬世界必須是一個可以無限增長的空間，與同物理世界是一個可以無限增長的空間一樣。IPv6所設(shè)計的數(shù)量在“智慧地球”系統(tǒng)里很快會被消耗完，因為每天生產(chǎn)的產(chǎn)品將占用大量的地址，這些地址可以確保對該產(chǎn)品在生產(chǎn)、流通、消費、使用過程中的追蹤監(jiān)控。

　　---- 機器“思維”。信息和存儲位置統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化方法將實現(xiàn)模擬人腦構(gòu)造的“思維”系統(tǒng)。普通計算機通過創(chuàng)建數(shù)量龐大的網(wǎng)狀信息存儲系統(tǒng)，具備了學習和思維能力。由于計算機的存儲空間容量以及存儲信息的結(jié)點數(shù)量可以任意增加，從而使得計算機“大腦”比人腦的能力更強。如同人的“思想”不受物理世界自然規(guī)律的約束一樣，盡管虛擬世界是人設(shè)計創(chuàng)造的，但是人卻不能控制虛擬世界里的智能對象的“思想”。

　　---- 軟件危機將得到徹底解決。虛擬世界從本質(zhì)上講，仍然是物理世界的邏輯圖象，因此同樣具備物理世界的基本特征。物理世界里存在的事實最終是由對象組成的，對象是不能再分解的，也是最簡單的，物理世界的復雜性是由連接對象的組織形式——結(jié)構(gòu)來決定的。因此在虛擬世界里，也具有同樣的特征。FO軟件編程方法是根據(jù)這個哲學觀點在實際應用中總結(jié)出來的，并且在云計算產(chǎn)品(http://em258.com)的開發(fā)中發(fā)揮了作用。

　　2)虛擬世界存在的載體：物理世界里的基礎(chǔ)設(shè)施

　　任何“世界”的存在都需要載體，載體本身和該“世界”是不同的，如同腦和意識之間的關(guān)系，意識和腦這種物質(zhì)是不同的，但是沒有腦就沒有意識。

　　人類目前并不知道物理世界的存在載體是什么，或者是否真的有這樣的載體，但是科學家們認為可知的物理世界和暗物質(zhì)、暗能量有密切聯(lián)系的。而幾千年前，老子在《道德經(jīng)》里說，這個物理世界是由一個他不知道名字的東西產(chǎn)生的，他把那個東西叫做“道”。

　　但是我們知道基于計算機、互聯(lián)網(wǎng)的虛擬世界的載體是什么，這些載體是物理世界里的設(shè)備，比如服務(wù)器、PC機、手機、傳感器等。決大多數(shù)對象以硬盤作為存在載體。硬盤表面的磁粉像是無數(shù)任意排列的小磁鐵，它們分別代表著0和l的狀態(tài)。

　　3)系統(tǒng)軟件和開發(fā)平臺

　　操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用軟件系統(tǒng)開發(fā)平臺等。

　　4)應用服務(wù)系統(tǒng)

　　應用服務(wù)系統(tǒng)是虛擬世界數(shù)量最多，形式最多，變化最大，最有發(fā)展?jié)摿Φ牟糠?。比如客戶關(guān)系管理、ERP、醫(yī)療云、教育云、團購云、語言知識云等。

　　5)工具化的功能模塊

　　單一或者簡單功能的各種工具類軟件，比如郵件系統(tǒng)，詞典系統(tǒng)，即時通訊，文檔編輯，圖象處理軟件。

　　三、認清形勢才能真正把握機會

　　盡管云計算給中國帶來了主導全球信息技術(shù)走向的機會，但是難度也是非常大的。如果沒有很好的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)手段，那么就一定不能在信息技術(shù)領(lǐng)域取得主導地位。當然和PC時代、互聯(lián)網(wǎng)時代相比較，話語權(quán)方面會有所提高，比如國際標準化組織或者其它機構(gòu)會給中國一些名額，提供一些可以發(fā)表意見的機會，但是這些不是由中國的技術(shù)優(yōu)勢決定的，而是由中國的市場經(jīng)濟地位來決定的。如果國際組織不給中國發(fā)言的機會，那么中國就可以通過某種方式為國外公司設(shè)置賺錢的障礙。

　　中國的企業(yè)和研究機構(gòu)只有正確認識云計算的現(xiàn)狀，才能把握機會，奪取云計算時代的話語權(quán)。

　　(1)云計算只是給重新構(gòu)建虛擬世界提供方法，并不是創(chuàng)建一個全新的虛擬世界。也就是說目前的方法和技術(shù)仍然在使用，而這些技術(shù)和方法全部由國外控制，中國只是學習者和使用者。因此中國在這方面投入人力物力是沒有任何超越機會的，就好象是在同一個軌道上運行的火車，國外的火車在前面，中國的火車在后面，只能不斷靠近，但是永遠不能超越。

　　比如目前國際公司在極力推銷的概念，Iaas，Paas，Saas，服務(wù)器虛擬化技術(shù)，數(shù)據(jù)中心等，這些都是都是傳統(tǒng)的技術(shù)，現(xiàn)在通過云計算的思想來重新整理歸類，尋找一種更好的組織形式來管理這些設(shè)備和軟件，以便獲得更好的效率。在這方面，中國是無法超越國外的。

　　(2)西方文化思想和公司慣性作用阻礙了國際IT巨頭取得革命性的信息技術(shù)和方法。他們認為局部的效果加在一起就等于整體的效果，所以把全部的精力放在局部產(chǎn)品的研究開發(fā)上，比如他們認為把大量的服務(wù)器或者軟件系統(tǒng)集中到一起就能達到云計算的效果。如果站在全球的角度，這種做法就顯得不合適了，因為沒有人能夠把全球的服務(wù)器全部集中在一個機房。他們目前的做法只是把一個小區(qū)域擴大到了一個更大一點的區(qū)域，而這些區(qū)域之間仍然存在和以前一樣的問題：孤島、低效率等。

　　因此，具有東方文化思想、沒有技術(shù)和產(chǎn)品負擔的中小企業(yè)將有機會研究出革命性的信息技術(shù)和方法。

　　(3)從虛擬世界的底層技術(shù)和方法入手，提出新的信息科學理論、方法和技術(shù)，從根本上解決目前的虛擬世界存在的缺陷。目前所使用的信息科學理論、核心技術(shù)和方法基本上是上世紀六十年代提出的，近幾十年來基本上沒有重大突破。因此盡管信息技術(shù)有很大的發(fā)展，但是受理論和核心方法的約束，信息技術(shù)發(fā)展的瓶頸也越來越明顯，帶來的負面影響也越來越嚴重，比如能耗、污染、信息孤島等。

　　底層核心技術(shù)和方法的改變不僅解決了目前虛擬世界的缺陷，同時也讓國際IT公司目前掌握的技術(shù)成為一般性的技術(shù)，使得這些國際公司失去競爭優(yōu)勢，不得不重新站在起跑線上，和其它公司一樣，重新爭奪云計算時代的話語權(quán)。

　　(4)云計算是以應用為目的，因此市場也是決定云計算成敗的重要因素之一。云計算的最終目的是通過技術(shù)的手段，調(diào)整區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，用最低的成本獲得最大的效率，創(chuàng)造最大的財富。因此可以爭取地方政府的政策支持，通過應用來推動云計算核心技術(shù)的開發(fā)。

　　四、專利保護和國際話語權(quán)的爭奪

　　毫無疑問，云計算是中國奪取世界技術(shù)領(lǐng)袖地位的重要機會，而當虛擬世界重建完成后，由于底層的數(shù)學模式以及規(guī)則同物理世界采用的基本一致，因此在未來相當長的時間內(nèi)，將很難再出現(xiàn)改變世界技術(shù)領(lǐng)袖地位的機會。

　　美國總統(tǒng)奧巴馬在2011年1月26日的講話中，提到了恢復美國競爭力的必要性，并特別強調(diào)了保持世界技術(shù)領(lǐng)袖地位的重要性。盡管新一輪的信息技術(shù)競爭剛剛開始，但是美國的IT巨頭已經(jīng)把幾乎全部的精力投入到云計算的研究和應用中，美國政府也把云計算上升到國家戰(zhàn)略的高度。

　　無論是云計算、物聯(lián)網(wǎng)，或者是信息技術(shù)，或者叫其它的名字，目的只有一個，就是重新構(gòu)建一個能夠幫助人類解決物理世界里各種危機和難題的虛擬世界。

　　所以只要掌握了虛擬世界的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，就掌握了未來科技競爭的話語權(quán)，也就獲得了世界技術(shù)領(lǐng)袖的地位。

　　由于虛擬世界的核心技術(shù)是公開的，是任何人都可以了解和使用的技術(shù)，因此在目前的社會現(xiàn)狀下，知識產(chǎn)權(quán)保護是保證發(fā)明人權(quán)益的重要手段之一。然而由于中國在PC時代和互聯(lián)網(wǎng)時代沒有掌握構(gòu)建虛擬世界的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，專利審查人員沒有掌握審查信息領(lǐng)域核心技術(shù)的經(jīng)驗，因此當面對突然出現(xiàn)的云計算核心技術(shù)時，審查人員會按照以往的經(jīng)驗草率地駁回申請，從而在新一輪信息技術(shù)國際競爭中失去對重大技術(shù)的控制權(quán)。

　　中國在奪取世界技術(shù)領(lǐng)袖地位的過程中，技術(shù)人員的創(chuàng)新能力很重要，但是專利審查人員的素質(zhì)和經(jīng)驗也同樣重要。云計算給人類社會帶來了一場新的技術(shù)革命，人們目前無法預測這次革命的意義，目前也不知道革命性的新技術(shù)是什么，因此需要專利審查人員用科學發(fā)展觀作為指導思想，不能用以往的經(jīng)驗來審查新出現(xiàn)的信息技術(shù)和方法，要用科學的思想正確理解和使用專利法，保護國內(nèi)企業(yè)申請的革命性技術(shù)方法專利。