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建立地球村的基础设施

admin  发表于 2017年09月23日

没有政府投资便不能建立一种高容量网络

使创造和了解信息的能力得以加强的各种新技术总是给文明带来惊人的变化。印刷机解放了导致现代民族国产生的力量。它使得公民知识的广泛传播成为可能,从而使普通公民能够影响政治决策。

现在又出现了同无数台计算机联接起来的分布式网络,这些计算机中包括从百万次浮点运算计算机和工作站到台式计算机和个人膝上型计算机。在出现的每一种下一代产品中,所有的都是越来越便宜。毫无疑问这些机器将比印刷机更迅速更彻底地赋予人类文明以新形式和新内容。古登堡的发明曾使杰斐逊及其同道在他们争取民主的斗争中如虎添翼,但面对电子通讯系统和发明(从电报机到电视机,到微处理机)的兴起以及一个新型计算机化世界——信息时代的出现,便显得黯然失色了。

和从前一样,时代要求运用创造性的思想去发展一种能使我们的文明最合理地利用这一有效技术的系统。有一些可以理解的顾虑,认为各种计算机网络威胁了个人隐私和人身自由。还有同样合情合理的担心,认为现存的各种法律不能充分地保护计算机用户通过这一新媒体表达自己的权力和自由。

尽管如此,这些担忧不会——实际上或许是不可能——阻止正在发生的彻底变化。正如从印刷机里涌流出的信息不久就在各民主国家被一种公正、切实可行的法律和道德准则所保护一样,那么同样,一种新的习惯法体系也正在建立,以适应计算机网络这一新媒体。美国不应该徘徊,而应该通过建设信息基础设施来起带头作用,如果所有美国人想要有机会利用这种转变着一切的技术的话,这种领导作用便很有必要。

美国处理信息的独特方法一直是我们成功的真正关键。资本主义和议会制民主是建立在个人自由的基础上的,因此这些系统的运行方式类似于大型并行计算机的工作原理。这些计算机不是在一个中心单元里处理数据而是在分布于整个计算机的小型的、功率较小的单元里处理数据。

资本主义的运行原理与之无异。那些根据自己个人对每项选择的花费和收益的估算来自由买卖产品和服务的人们处理的信息数量相对有限但却干得很快。当成千上万的个体同时处理信息时,其总合结果是惊人地准确及有效的决定。

    同样,议会制民主基于一种仍富有变革性的前提,那就是一个国家制定政治决策的最佳办法是让其所有公民处理与自己生活密切相关的信息,然后在自由谈论和投票时把他们的结论表达出来,而这些意见又同千万个其它人的意见结合起来作为整体指导这种系统。

计算机正在向全美国的人民提供处理信息和利用他们的创造力的能力,使他们能以前所未有的方式去向他们周围的这个世界挑战。计算机正在逐渐取代电话;计算机越来越能传达信息和计算。为把这个信息时代的全部益处变为现实,我们必须采取下一个步骤:必须建立把千万台计算机联接起来的高速网络,以提供我们根本想象不到的容量。看看超级计算机,尽管它们远远比功率较小的“前辈”计算机更有价值,却不能有效地联接到现存的各种网络上。

在我们国家各地的许多实验室里,配有大功率超级计算机的科学家和研究人员正在利用这些机器来设计出更有效的药品、更安全的飞机和汽车以及效率更高的产品。研究地球环境的科学家能够制造出复杂的气候模型来帮助了解全球变暖和其它重要的大气动向。

假设我们有一个全国性的“共同实验室”,把处在不同地点的研究小组联合起来,使得研究人员可以一起研究关于计算科学方面的项目。再假设一位科学家或一位工程师设计了一种产品,他即刻便能把一种设计传送给制造厂家,厂家随即又能马上将设计传送给已作好准备把想法变为现实的计算机操纵的机器。所得到的知识和经济两方面的益处都会很显著。

在网络技术方面已经有了不少进展。我们有了一种技术诀窍,可以建立各种网络。使孩子们放学后直接回家而不去玩任天堂游戏机,而是用看起来象电子游戏机的东西来同国会图书馆取得联系。这样,通过美国的每一台个人计算机访问全美国功率最大的超级计算机便成为可能——而且还可以访问个人数据库(另一个我们所需的全国信息基础设施的关键部分)。

一个国家的交通运输基础设施曾经决定了该国在国际经济竞争中成功与否。有深水港的国家比那些不能开发和利用海洋运输技术的国家干得更好。通过经验我们发现,运河、铁路、高速公路、蓄供水系统和排污系统——可以举出的例子很多——都是为增强国家的竞争力提供巨大支持的基础设施投资。

今天,交通运输和其它因素比起来,比如传送信息以及提高这种信息的价值的能力,就没那么重要了。然而,与此同时,我们正面临浩繁而且数量快速成倍增长的信息。我们不得不去处理我称之为“过量信息”的东西——这是一种积累过剩的数据,我们知道其存在但却无法认识和感知。

随着信息的数量继续激增,(有些学科的信息量每隔六个月就翻一番)。专业的范围越变越窄。在某种意义上,我们已经使收集信息的过程自动化而忽略了加强我们理解信息本身意思的能力。

我们现在的国家信息政策同我们旧的农业政策最糟糕的诸多方面都有相似之处,旧的农业政策让谷物在千百个贮藏仓里腐烂变质,而人民却在挨饿。我们有尝未用过的信息在无数的仓库里“腐烂掉”,与此同时,重要的问题却没有得到解答,关键的问题也没有得到解决。例如,陆地卫星有能力每隔一星期就给整个地球表面拍摄一张完整的照片。迄今它已工作近20年了。这些图像对农户,环境科学家、地质学家、教育工作者、城市规划者和企业本来都应该是无价之宝,然而其中95%以上的图像至今还从未为人亲眼所见。

有幸的是,正当我们面临这种所谓的过量信息的奇异问题、所有这些仓库里都充满了“腐烂数据”时,我们看到了超级计算机的出现。这些机器看来能够把信息转化或组织成一种形式而便于我们理解。它们能从大量的数据字段中搜寻到在那一刻有特殊关系的那些位。

但是首先我们必须形成一种能有效地利用这种大机器的方法。通常,硬件开发之后是软件的开发,而政策又落后于前两者。而正是政策能够决定我们是否能从这一新技术中获得好处。我们掌握了技术却没有鼓动起政治支持和制定出适当的政策,这种情况实在是太多了。

在计算机革命的几个关键领域,联邦政策都能产生重大影响。美国国防高级研究项目局(DARPA)、国家航空和航天局(NASA)、国家科学基金会(NSF)和能源部都为开发下一代超级计算机投资了数百万美元。这样说一定错不了。那就是如果没有联邦的种子基金。现在Gray研究公司和其它美国公司就不会控制着世界超级计算机市场。

利用来自上述机构的基金还建立了今天的研究性计算机网络,如NSFNET,还赞助了位居同类之首的超级计算机的软件开发。还更多地需要联邦对研究的资助,以开发使用方便的各种超级计算机和网络(尤其在工业界和医药界)的应用程序,以及培养计算科学方面的人材。在我们的信息仓库里的大量数据中,大多数是呈电子形式的,研究人员可以通过各种网络利用这些数据。但是我们需要一些资源来使数据形成一种有用格式。并把这些数据编目和分布开。

最重要的是,我们需要一种支持以建起高速数据信息通路。没有这些高速信息通路就会对实现信息时代的潜力构成一个最大的障碍。现在的政策是基于铜线网络的,它正在阻碍光导纤维技术的推广应用。有一个政策上的栅锁——有的把它说成是一种“图形阻塞”——因为在过去建立而且至今仍然操纵着我们现存的基础设施的势力抵制着可能加剧竞争的变化。

在其它国家,不仅包括象日本和德国这样的发达国家,还有发展中世界的许多国家(她们目前正在建立通用电话系统)都不存在这一问题。如果我们不砸开各种通讯系统上的栅锁,我们的国外竞争对手就可能再次收获美国技术的丰硕成果,而我们却仍陷在过去的泥潭里。

走出困境最有效的办法是告诉美国人民各种光纤网络带给他们的将是什么。大多数美国人对现有的各种网络都只是模模糊糊地有点了解。然而他们每天都依赖着各种网络。从结账柜台旁的采购者到从自动付款机取钱的消费者,每一个人都在通过一种网络同计算机打着交道。

现在,成千上万的研究人员用每秒百万比特(兆位)的网络来同大洋彼岸的计算机互通信息。全国研究创始公司总裁Robert E. Kahn举例说,有几百个人正在建立速度更快的、千兆比特(千兆位)的网络来联接超级计算机,使二台、三台或更多的超级计算机能作为一个整体一起工作。

有超过50万的研究人员、教育工作者、大专院校学生和联邦及私营实验室正在用象NSFNET这种以每秒45兆位或更少的位数运行的速度较慢的网络来同他们的同事交换信息、访问数据库以及从遥控仪器中收集数据。几家高技术企业,如象IBM公司和美国电话电报公司贝尔实验室,也都依赖着这类网络。银行和其它金融机构、许多工厂和其它企业现在都依赖于以每秒50,000至100,000比特运行的网络来交换电子邮件、金融交易、股票报盘以及其它类型的信息。

象Prodigy、GEnie和Compu Serve这样的服务正在被近50万个家庭利用着。孩子们可以用“电子百科全书”来完成他们的学期论文,而家长们又可以追踪新闻,查对银行存款余款以及得到消费指南。有几百所学校已经通过低速网络(每秒1200或2400比特),比如小孩网(Kids’Net),相互联接起来,这使学生们可以交换电子邮件。

速度快于上述网络几千倍甚至几百万倍的网络会带来更多的好处。今天小孩可以走进图书馆并用计算机找出一本书的各称。一种更快的网络可以将书显现在呆在家里的小孩面前,包括图片和所有的文字。但是我们怎样才能达到这一步呢?据估计需要超过1千亿美元的私人投资,才能把光纤联接到每个家庭、办公室、工厂、学校、图书馆和医院。不幸的是,技术的冲击正在引起电信界曾是相互独立的实体间的激烈竞争,电话公司希望传播娱乐节目,而有线传播公司又要求进入通讯行业。而且各行各业都在转向卫星通讯传播媒介或安装私人光纤网络。

所有的一切都被政府有关电讯方面的含糊不清、陈腐过时、互相矛盾、朝令夕改的政策所限制。其结果是私营部门犹疑彷徨而不敢涉足,迟迟没有进行投资。我们陷入了典型的“小鸡和蛋”的困境:因为没有网络,所以对网络就没有明显的要求;因为没有需求,所以也就没有网络。

看一看州际公路系统吧。它和战后美国许多新汽车阻塞在弯弯曲曲的双行道上的状态有很大关系。但是谁来出钱改变它呢?没有任何私营企业能够负担得起这笔开支,也没有任何企业家认为那样做是值得的。同样,私营部门拿不出那么多钱来建立我们所需的高速计算机网络,甚至也不相信它的价值。

但是,正如洲际公路系统一样,一旦这一网络建立完毕,对其运用的需求也会直线上升。我们已经看到私营和公共单位正在建立可使上述网络更加有效的分支网络(就像州级公里汇入洲际公路一样)。超过2000个独立的网络组成了Internet,这是全国最大的研究网络。通信量正在以每月10%的速度递增。

几乎15年来,我们一直在努力使联邦政策有所变化,以便国家在信息超级通路的关键基础设施方面投资。我已竭力争取国家资助Internet和其后继产物——国家研究和教育网络(NREN),这种网络的速度几乎要快100倍。它今后五年的开发费用约需联邦基金3亿9千万美元,这还不到联邦研究和开发经费的1%,然而这一网络将大大地提高我们花在研究和教育上的其它99%的经费所带来的生产力和价值。

这一全国性网络是一种示范项目,它应该增进政府和公众的支持并影响政府的政策。我把它看成可以瓦解陈腐的政策和过时的怀疑主义的一种电子攻城槌。全国性网络作为一种概念已经成为促使中学和大学、企业和研究中心,甚至州政府和地方政府采取行动的因素。

适当的联邦投资和领导作用会给我们以力量,以便使数百万美元能够用于比零敲碎打效力更大的事。在指明方向和提供合作方面,联邦的领导作用是很必要的。联邦提供的资金是一种创始性而不是一种发展性投资,意在鼓动将产生对作为一种商用事业的该网络的需求的开发。

这种全国性网络的“示范效果”将很快地增加对新信息服务的大量需求,而网络的高容量又使得这种服务成为可能。它将把几百个由州和地方政府,非营利性和营利性公司、大学和其它机构经营的计算机网络联接到由联邦资助的“主干”上,从而能以每秒几十亿比特的速度传递数据。

如果没有联邦资金来支持这一全国性网络计划,其结果将会是我们只有一个包括几十个互不兼容部分的四分五裂的系统。这种全国性网络的长处在于它不被某个单一的实体控制或管理。几百万个不同的参预者都将他们的网络联接到这一全国性网络上。

一种高速网络的潜在益处是如此之明显和巨大使得一个强大、广泛、支持建立这一网络的联盟已经形成。研究和教育界、电讯工业、计算机工业和其他高科技工业对此都很积极。

然而尽管在需要全国性网络上已达成了许多一致意见,但在下一步怎样创建一种商业化的、普遍的、能通道美国千家万户的光纤系统这个问题上却仍然存在分歧。通讯工业的各个部门——长途电话公司、贝尔公司的地区性营运小公司,电报公司——每一家公司都希望充当主要角色。

今后将由联邦和各州的决策者来确定,怎样最好地建立一种广泛的高速网络,怎样最妥善地协调参与竞争各方的利益以及怎样最圆满地创造一种能使所有美国人享有的利益增加到最大限度的网络,鉴于网络技术正在发生着日新月异的变化,我们的努力并不仅需要远见卓识,领导作用和许诺赞成。在不断向前努力推进之时,灵活机动和乐于更改计划细节都是很有必要的

建立全国性网络将仅仅是第一步。如果此举成功,我们就能够一心致力于制定一种电信政策,它能够解决电话公司与有线传播公司之间的争端,能够决定贝尔小公司所能从事的范围并正视由其它电讯问题提出的挑战。我们再也不能继续这样僵持下去。一种选择是等待其它国家告诉我们怎样利用这一技术的优势-她们会这样做。所以我们必须首先采取行动。



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