数字技术和基础设施

数字化是信息化的升级。在信息化时代，人们把各种信息输入计算机，然后用计算机处理相关信息，比如，企业资源计划（ERP）、办公自动化（OA）、客户关系管理（CRM）、商业智能（BI）系统都属于信息化的范畴。但随着人工智能、云计算、大数据和智能终端的普及，数据能自动产生并被集中处理，这让我们对数据的利用程度大大提高，并改变了我们的生产和生活方式，这就是从信息化到数据化的转变。我们以前经常用到“信息技术”（IT）这个词，如今该词正在被“数字技术”（DT）替代。

从信息化到数字化，其背后是三种底层技术（各种智能终端、中央信息处理功能以及互联网）的广泛应用和升级改造。

首先是智能终端的广泛使用，智能终端包括手机、可穿戴设备、传感器和应用程序。这些设备可以自动产生和传输信息，比如，当我们用手机定位系统时，手机会自动向系统发送我们的位置信息；当我们使用支付软件时，手机会自动向系统提供我们的信用信息；当我们使用社交媒体时，我们也在不断生产信息。个体不只是信息的消费者，也是信息的生产者，而且生产的方式越来越自动化，这样就可以产生海量信息，为大数据提供基础。

其次是中央信息处理功能的升级，主要体现为人工智能、大数据和云计算的广泛应用。在信息时代，数据处理是由一台计算机完成的，但互联网可以把计算能力集中在一起，通过网络向每个终端输出计算能力。这个变化很像第二次工业革命中电力的演进，在第二次工业革命早期，很多工厂都有自己的发电站，但后来发现这样不经济，于是发电厂开始集中化，并通过庞大的网络来供电，这样，每个工厂和家庭只要接入电网就可以获得电力。现在的网络也出现这种趋势，那就是计算能力的集中化，中央计算处理系统越来越复杂，引入诸如人工智能、大数据和云计算等，终端只需要具备简单的处理和展示功能。

最后是互联网的升级。从有线互联网到无线互联网，我们摆脱了物理空间的限制，可以随时随地接入网络。从3G到4G再到5G，网速变得越来越快，同时接入的设备也越来越多，响应时滞越来越短，智能驾驶、物联网变得越来越成熟和普及。

为了方便大家理解，我们可以把各种智能终端比喻成人的肢体，把各种中央信息处理功能比喻成人的大脑，而把互联网比喻成人的神经系统。这三种数字化底层技术的升级往往是相互影响的，成为我们这个时代最大的技术变量。

接下来我会对这些与数字化相关的技术进行逐一解释。由于同一个词的定义比较多元，为了统一，我主要采用“科普中国”中的素材，这是百度和中国科协的合作平台。

1. 人工智能

人工智能（artificial intelligence, AI）专家、美国斯坦福大学教授N.J.尼尔逊教授认为：“人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”另一位人工智能专家、美国麻省理工学院教授帕特里克·温斯顿认为：“人工智能是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”

综合两位教授的看法，人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人类的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。总的说来，研究人工智能的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

人工智能是一门跨学科的科学，它由不同的领域组成，如机器学习、计算机视觉等科学和技术，还涉及心理学和哲学等人文学科。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。未来人工智能带来的科技产品，可以对人的意识、思维的信息过程进行模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考，也可能超过人的智能。

2. 云计算

云计算（cloud computing）的发展分为两个阶段。在发展早期，云计算是一种分布式计算，是指通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后用由多台服务器组成的系统处理和分析这些小程序，得到结果并返馈给用户。这项技术可以在很短的时间内（几秒钟）完成对数以万计的数据的处理，从而提供强大的网络服务。如今，云服务已经不仅是一种分布式计算，还是分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗余和虚拟化等计算机技术混合演进并跃升的结果。

从广义上说，云计算是与信息技术、软件、互联网相关的一种服务。所谓的云计算，就是把各种计算资源集合起来，通过软件实现自动化管理，只需要很少的人参与，就能让资源被快速提供。也就是说，计算能力作为一种商品，可以在互联网上流通，就像水、电、煤气一样，可以方便地取用，且价格较为低廉。

云计算不是一种全新的网络技术，而是一种全新的网络应用概念。云计算的核心概念是，以互联网为中心，在网站上提供快速且安全的云计算服务与数据存储，让每个使用互联网的人都可以使用网络上的庞大计算资源与数据中心。云计算是继互联网、计算机后在信息时代的一种新的革新，云计算是信息时代的一次大飞跃，未来可能是云计算的时代。

3. 大数据

大数据（big data）本是一个IT行业术语，是指无法在一定时间范围内用常规软件工具捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

麦肯锡全球研究院（MGI）给出的定义是：一种规模大到在获取、存储、管理和分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。

大数据技术的战略意义不在于掌握大量的数据信息，而在于对这些具有意义的数据进行专业化处理。换而言之，如果把大数据比作一个产业，那么这个产业实现盈利的关键在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。

从技术上看，大数据与云计算就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台计算机进行处理，必须采用分布式架构。大数据的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘，但是，它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。

4. 5G

5G的中文全称是“第五代移动通信技术”，是4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）的延伸。和4G等前几代移动通信技术相比，5G在以下几个方面有了突破性进步。

（1）传输更快：峰值速率达到Gbit/s的标准，在连续广域覆盖和高移动性下，用户体验速率达到100Mbit/s，可满足高清视频、虚拟现实等的大数据量传输。

（2）时滞更短：空中接口时延水平在1ms左右，可满足自动驾驶、远程医疗等的实时应用。

（3）容量更大：超大网络容量，连接数密度大幅度提高，具有千亿台设备的连接能力，可满足物联网通信。

（4）系统的协同化、智能化水平提升：表现为多用户、多点、多天线、多摄取的协同组网，以及网络间灵活的自动调整。

5G技术的主要应用场域如下。

（1）车联网与自动驾驶：由于汽车处于高速驾驶状态，因此自动驾驶对通信时滞要求很高，5G技术很好地解决了这个问题，自动驾驶时代逐步到来。

（2）外科手术：5G技术的延时只有1ms，基本同步，而且下载速度高达50G/s，确保了大量影像资料可以被及时传输，从而可以进行远程手术。

（3）VR游戏：以前的VR技术受限于带宽不够，导致VR游戏的画面不是很清晰，会使用户感觉眩晕，5G技术可以让用户的体验更好。

（4）物联网：物联网并不是一个新概念，但在很长时间里一直受到单位面积接入单元的限制，没有被很好地应用起来，5G技术解决了这个问题，物联网迎来快速发展的时期。

5. 工业互联网

工业互联网（industrial internet）的概念最早由通用电气于2012年提出，随后美国的五家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟（IIC），将这一概念大力推广开来。除了通用电气这样的制造业巨头，加入该联盟的还有IBM、思科、英特尔和AT&T等IT企业。

工业互联网的本质和核心是通过工业互联网平台，把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地联结融合起来。它可以帮助制造业拉长产业链，形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通，从而提高效率，推动整个制造服务体系智能化；还有利于推动制造业融通发展，实现制造业和服务业之间的跨越发展，使工业经济的各种要素资源能够高效共享。

6. 物联网

物联网（internet of things, IoT）即“万物相连的互联网”，是在互联网的基础上延伸和扩展的网络，是将各种信息传感设备与互联网结合起来形成的一个巨大网络，实现了在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。物联网通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

物联网是新一代IT的重要组成部分，IT行业又称其为“泛互联”，意指物物相连，万物万联。由此，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网的基础上延伸和扩展出的网络；第二，其用户端可以延展到任何物品，物品之间可以进行信息交换和通信。

7. 区块链

区块链（blockchain）本质上是一个去中心化的数据库，同时它作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每个数据块中都包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

从科技层面来看，区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术。从应用角度来看，简单来说，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链获得信任奠定了基础。区块链丰富的应用场景，基本上基于区块链能够解决信息不对称问题，实现了多个主体之间的协作信任与一致行动。

区块链有以下几个特点。

（1）去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心管制，除了自成一体的区块链本身，通过分布式核算和存储，各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出、最本质的特征。

（2）开放性。区块链技术基础是开源的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。

（3）独立性。基于协商一致的规范和协议（类似于比特币采用的哈希算法等各种数学算法），整个区块链系统不依赖额外的第三方，所有节点都能够在系统内自动安全地验证、交换数据，不需要任何人为干预。

（4）安全性。只要不能掌控全部数据节点的51%，就无法肆意操控修改网络数据，这使区块链本身变得相对安全，避免了主观人为的数据变更。

（5）匿名性。除非法律规范有要求，否则单从技术上讲，各区块节点的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行。