在今年（2000年）5月举行的中国计算机学会第七届理事会上，中国工程院院士汪成为作了一场特殊的学术报告，他报告的题目是：“请教关于我国计算机发展的12个问题”。汪院士认为，计算机之所以能迅猛发展，原因就是存在许多可改进之处，因此，他把自己在研究中发现的一些尚未有定论的问题提出来，向其他专家求教（载于2000年4月26日光明日报）。我在这一领域从事研究多年，有一些自己的研究成果，在此作答，如有不妥之处，请各位专家指正。首先，我认为这些问题具有一定的内在联系，仅就某一个别问题泛泛谈论，并不能从根本上解决问题，更不能企求在现有计算理论基础上解决这些问题，而是应予整体考虑，必须提出新的理论与技术，给出一揽子解决方案。现就十二个问题，分别回答如下： 一、有人认为：从图灵机的可计算理论可以得出“可计算”的三个前提：必须把问题形式化；必须有一个算法；必须有合理的复杂度。请问：我们是否应尝试突破、并有可能（或部分地）突破这些前提？还是只能在这个前提下进行创新？答：可计算问题从根本上讲是计算理论问题，在特定的理论框架中有特定的形式与内容。众所周知，图灵计算理论存在很多难以解决的难题，如形式化悖论、二值逻辑悖论、确定性悖论、总线瓶颈、与背景及环境信息分离、计算复杂性问题等等。这些问题在图灵计算理论框架中，可以说很难得以解决。 我们认为，计算理论必须解决三大问题：一、状态转换原理及其效率问题。二、状态之间具有内在联系――既状态的自组织问题。三、状态转换的自适应控制问题。很显然，图灵计算理论没有解决第二及第三个问题，相应的状态转换形式与内容难免具有局限性。假设在状态自组织的前提下解决状态转换的效率及状态转换的自适应控制问题，才有可能从根本上解决上述问题――具体理论及技术问题的解决见笔者《自组织计算原理及技术》一书。显然，这些问题已经不是尝试突破的问题，而是必须突破的问题，想在现有的计算理论框架内修修补补，肯定无济于事！ 二、有人认为：人思考和处理问题的认知过程是并行的、开放的、多维的、归纳演示的；而计算机求解问题的处理过程是对有限种符号的有限长序列、按照事先编定的程序、对这一序列作有穷的变换，从而得到一组新的符号。请问：这两个过程的不一致是形成人与计算机间存在隔阂的主要原因吗？尽量使两者一致是否是未来计算机技术及人工智能技术的主要努力方向？答：使两者一致肯定是未来计算机技术及人工智能的主要努力方向。人与计算机处理信息的主要区别，是人在处理信息时能始终以背景及环境信息为基础，并能双向实时交互作用，不同层次的信息处理或状态转换能够形成反馈环路。而计算机在处理信息时则始终与背景及环境信息隔离，不同层次的信息处理或状态转换亦互相隔离。要害在于未能解决上述计算理论中的第二及第三个问题――即状态之间没有内在联系、状态之间不能实现自适应控制。解决这一问题，其实质问题是解决计算机与人脑神经网络的同构同功问题，只有给出复杂系统的共性描述模型――准全息元数学模型，在此基础上解决状态转换及状态转换的控制问题，才有可能从根本上解决问题。所谓的准全息元数学模型，是一种组合数学模型，或准全息空间状态表示模型。体现了整数之间的加减、有理数之间的乘除、实数之间的乘方开方、对数反对数运算关系。是系统论、控制论与信息论的统一定量形式化描述模型；是元逻辑、元算法与元数据结构的有机统一描述模型；同时是自组织或涌现原理的描述模型。三、有人认为：软件的作用就是把人的认知过程翻译成某种特定的计算机所能接受的处理过程。随着计算机技术的发展，软件的关键技术已从60年代的编码、70年代的设计、80年代的需求规约，发展为90年代的“需求工程”时代。面向对象、软构件、分布处理、网络计算、可视化计算、并发工程等都是“需求工程”时代的产物。请问：“需求工程”的最终目的是否是为用户提供“一揽子的解决方案”？如何判断下世纪软件技术和软件产品的发展趋势？

答：在计算机科学中，软硬件功能互为标本，既软件功能是标，硬件功能才是本，本的功能强大，相应的标的功能就会弱化，本的功能低下，就不得不用标的功能弥补本的功能不足。认为软件的作用是把人的认知过程翻译成某种特定的计算机所能接受的处理过程，并非本该如此，而是计算机硬件功能与人脑功能的差别所致。假设计算机硬件功能与人脑功能具有同构性，就不存在用软件翻译或解释的问题，解决这一问题，绝不能就事论事。硬件的基础计算性能低下问题不解决，单凭软件是不能从根本上解决问题的。仅以上述状态的自组织问题为例，如果靠软件解决，肯定面临组合爆炸问题。因而只有在元逻辑、元算法、及元数据结构统一的基础上，给出非图灵计算模型才是解决问题的根本出路。而“准全息元数学模型”则是目前唯一有效、且能工程实现的非图灵计算模型。只有在此模型的基础上，才能从根本上解决分段编码、处理，及硬件本身的计算性能低下的问题。我们认为：人脑处理信息与接受及表达信息意义分属两个功能层次，一是状态的组合与分解层――包括子系统功能的整合功能；二是与环境的交互作用层――包括内外状态的编译码转换功能。在两个功能层次中，信息的传递与转换都是实时性的。表达具体的符号意义，要靠子系统功能，如子系统功能不存在，光用符号表现不出具体的行为及具体行为意义。尤其是一个复杂的行为序列，还不能用单一的子系统功能体现，而是必须要有多种子系统功能通过功能互补作用体现，如各种感官通过互补定义感知同一个对象，各种效应器官通过互补定义表达同一个问题。一个复杂的概念亦需多种定义方式的互补作用，才能有效地表达及交流。如一个感知对象最起码要有图像、语言及文字三种定义，且定义之间一定要有一种内在的元逻辑关系，且以交互作用、互相触发的动力学元结构为基础互相检索。这种元结构集运算、存储、交换与控制功能于一体，在感知信息的同时能够记忆、传递、处理及表达，在表达的同时亦能记忆、传递、处理及感知，且各种感知与效应器官之间能够并行交互作用。符号虽能记忆、传递、处理，并代表特定的意义，但特定的意义只能通过具体子系统功能来体现及定义，通过不同的编译码方式相互区分。而在图灵计算模式中，处理与感知及表达过程是分离的，处理过程的本质又是串行，目前的并行机虽然也能并行处理，但与人脑的并行处理方式具有本质上的区别，最起码是各种感知与效应器官之间不能并行实时交互作用。另外，基本的认知理论不能用符号形式表为一个程序，因任何一个串行程序都不能反映一种自恰的、时空统一的、互为因果的自组织关系，也不具备准完备性、开放性、或逻辑内函与外延的一致性及多元相容性。而没有这些特性，系统就不可能以全部累积建构的背景信息为基础推论、联想。最主要的是系统不可能有效的通过若干感知与效应器的互补作用感知与表达符号意义――始终需要为感知及表达对象提供解释的同时，还要为解释提供解释。而通过软件为解释建立内在联系，则必然产生组合爆炸问题，事实上也不可能。因而企图通过并行计算提高速度，通过软件及所谓人机界面友好解决问题，从根本上讲是此路不通！

十二、有人认为：对以上问题进行求解时，应考虑如下前提：必须能够继承以往积累的应用软件的成果；必须遵循国际上已经制定或流行的标准；预期能在一定时期内产生经济或社会效益。请问：这些前提条件是限制了创新，还是“继承发展”必须遵循的客观规律？我们应如何处理这个矛盾？答：继承和发展是一对相辅相成的矛盾，一味强调继承将窒息创新，一味强调创新，不注意继承则会造成不必要的浪费。但不破不立，不打破已有的游戏规则，落后就永远不能变为先进，要想由落后变为先进，就必须创新。但任何创新都是一个实践问题，而不是口号。没有新理论、没有新技术，说什么都没有用，只有拿出新理论、新技术在市场竞争中经受考验，才能有效的把握价值取向，也才有资格参与游戏规则的制定，及改变游戏规则。汪成为院士的上述问题涉及计算机科学领域的方方面面，如全面有效地解决这些问题，确实需要大手笔，首先是需要理论上的创新，没有理论的创新原则上就没有技术上的创新，没有技术上的创新，事实上这十二个问题的绝大部分都不能得以有效解决。但有了理论与技术的创新，上述问题的解决就相对容易一些。非常感谢汪成为院士能够坦率地讲出这十二个问题，这是为自己负责，也是为国家负责。希望那些承担着国家重点项目的专家权威都能坦率地讲出自己不能解决的具体问题，并能公开征解，国家有限的投入就能发挥更大的作用。

这个王教授很有rui老先生的气质，不过要比rui老讲的有深度，他的大作正在认真研读中···

六、七年前的事情了，当时就看过他的豪言壮语后，多年后也不见有什么成绩。

王迪兴老师是答了汪成为院士的十二个问题。他的专利也申报了，发明金奖也得了。可他的专利技术和理论模型与现在的计算机系统不兼容，并且过早报了专利，把他的技术和理论保护起来，使多数人都不知道有这种思想和技术，限制了他技术进一步改进和创新。他还过低的估计了他的实现成本，认为1千万就够了。看看现在的863计划一个平台项目就是几千万。

王老师的思想领先这个时代太远了，就像当年的荷兰画家梵高，生前卖不出一幅画作，死后作品价值连城。
不过我觉得现在人类普遍面临困境的领域，如智能交通问题，也许是可以小试牛刀的地方。
极想拜王老师为师。

王先生的理论有自身的缺陷，而不仅仅是被潜规则排挤。

说到理论，一般人真的分不清谁对谁错。都是公说公有理，婆说婆有理，我看都有理。但是，百闻不如一见；百说不如一练。“深蓝”没说什么理论吧，却大名鼎鼎。不管是谁，只要能拿出真东西，就是有道理，否则只能算空谈。

阳春白雪和着必寡，下里巴人和着必众。

阀值可变的神经元网络，具有自动搜索保守度或叫做模糊度的能力，这对自组织和泛化联想等都具有重要的作用，我在博客中已经介绍过了。我通过推理已经得出了神经元的强大计算能力和灵活性的数学原理，这些都已经突破了现有的计算理论。

回复：13楼
很少能看到这样的牛贴，特提精神！
请问你的杰作能解决什么问题？能不能举个例？或者出个题？

回复：13楼
你对神经网络的理解是比较深刻的。
祝百尺竿头更进一步

王的东西长篇大论都是在说各种系统论，核心的东西其实就是几个表，本质上不就是一个查表数学么，但数的计算是很庞大的，难道要构建一个无限大的表么？我觉得他的东西不是进步，反而是一种倒退。再说数表的构建，是数本身的一种属性，也不是什么发明。

请问没有这几个表，自组织涌现性怎样体现？空间结构计算是计算的进步，不是退步

基于空间计算理论的新型计算机
王迪兴
摘要：早在一九四八年冯·诺依曼就曾明确提出：要创造功能确实很强的计算机，缺少构成复杂系统的逻辑结构模式及方法。复杂性科学先驱霍兰（J.H.Holland）在《涌现》一书中认为，使每个神经元与成百上千神经元相互作用，产生自涌现象的理论与技术问题没有解决。为此，急需提出空间计算理论并用于新型计算机的发明。
关键词：时间计算理论，空间计算理论，准全息空间计算理论模型。
一、引言
计算机的革命需要基础理论与技术方案的双重突破，必须解决三大难题：一、确定功能优势。二、有了功能优势，还能基于现实的微电子技术实现。三、传统计算机已形成计算机文化，计算机不仅仅是CPU或操作系统的革命，而是系统级革命。
基于空间计算理论搞的新型结构计算机（见笔者“21世纪的计算机”及有关文献）它并非自成系统，而是与传统计算机功能互补，通过系统集成系统化解决计算机及信息技术存在的问题。
二、准全息空间计算理论模型
图1 图2 a
2b 2c
图1反映整数之间的加减运算关系，图2反映有理数之间的乘除运算关系。
三、空间计算模型的理论意义
1、空间计算理论的重大意义
基于空间计算理论，借助二值与、或、非门就能实现新型运算，它体现如下几个层面的理论与技术革命：
计算原理与技术的革命；交换原理与技术的革命；控制原理与技术的革命；总线原理与技术的革命；网络原理与技术的革命；加密解密原理与技术的革命；人工智能理论与技术的革命。
空间计算理论及技术能够解决三大问题：一、解决状态转换的原理及效率问题；二、解决状态之间的交互作用问题；三、解决状态之间的内在自组织机制问题。
时间计算原理未解决状态之间的互为因果交互作用问题，而状态之间的自组织机制则根本没解决。因此造成计算机与环境及背景信息分离；储算分离，外设与核心计算功能分离；造成总线瓶颈问题；造成二值逻辑、确定性及形式化悖论。
集中式存储及串行处理方式，是时间计算理论及技术的本质特征。而空间计算理论及技术，是以多因多果互为因果逻辑关系为基础进行结构计算－体现信元交互作用关系的空间复杂性。基于时间计算建立全部信息单元的互为因果关系，必然产生所谓的组合爆炸问题。而空间计算像人脑神经系统一样，能与环境及背景信息融为一体处理信息，体现状态转换的实时透明性，状态之间具有自组织涌现性。
我们认为简单的状态转换关系结构不可能产生复杂的状态转换功能，指望用简单的结构产生复杂的功能，只能牺牲时间。空间计算具有计算过程的相对透明性，即输入操作数与输出结果，包括编译码都是透明衔接。因而解决一个问题的步骤或程序用时最少，所付代价最少且最简化。
空间结构计算适应读写算同步完成，不仅提升了运算能力，关键是提升了仿人脑工作能力，如并行感知及并行行为能力。
2、系统理论模型
系统论之本质在于系统一定要基于整体认知，且有一个整体描述模型，还能基于这一模型构造系统，并体现其特定功能。另外，系统论一定要体现涌现性。如整数通过加减运算关系就能涌现加减运算功能；有理数通过乘除运算关系就能涌现乘除运算功能……。
系统论有四要素：系统模型，系统因子，系统结构，系统结构法则。
系统因子即每一个整数、有理数、实数等；系统结构即准全息结构计算模型体现的运算关系；系统结构法则即加、减、乘、除、乘方、开方、对数、反对数运算法则。系统模型则像图1、图2一样，反映系统的整体特征。
3、信息论模型
信息的定义简单归纳就有一百多种，但只有以信息四要素为基础进行定义，才能体现信息的本质，即信息论一定要有数学理论基础。
信息论也有四要素：信息模型，信息结构，信息单元，信息结构法则。
信息模型即准全息结构计算模型，如图1、图2；信息单元即每一个整数、有理数、实数；信息结构即准全息结构计算模型构成因子之间的运算关系；信息结构法则是信息单元的组合分解（运算）法则。即整数的加减运算法则；有理数的乘除运算法则；实数的乘方开方对数反对数运算法则。
信息四要素可体现信息的本质属性，基于信息单元可解释信息单元的组合分解法则与信息构成模型。所谓的信息单元就是能够体现唯一性的数字“标识”，如每一个整数，每一个有理数，每一个实数……。信息单元的描述是信息论的根基。说比特是信息单元也没错，但并不全面，比特只是信息单元的个例而不是全部。当然，上述信息单元也不是全部，还包括超越数集、复数集……。
4、控制论模型
控制论模型也有四要素：控制系统模型，控制系统作用因子或单元，控制系统结构，控制系统因子的结构法则。
控制系统模型如准全息结构计算模型（图1、图2）；控制系统因子或单元，即每一个整数、有理数、实数；控制系统结构，即结构计算模型构成因子之间的作用（运算）关系；控制系统结构法则，即系统作用因子或单元的组合分解（交互作用）法则，如整数的加减运算法则；有理数的乘、除运算法则；实数的乘方、开方、对数、反对数运算法则……。
现代控制论的一个重大缺陷，就是仅限于单因果关系控制。而控制系统需基于多因多果互为因果关系施控或受控。我们认为，只有基于准全息空间计算理论，基于系统、信息、控制理论的统一，智能控制及仿人脑计算机才有可能取得根本性突破。

中兴事件凸现了一个国家不能不具备自己的核心技术，尤其是信息技术领域，没有自己的核心技术，国家的信息安全就没有保证！
信息技术是个系统工程，不是有了中国芯或操作系统就能解决问题，我们不能犯美国王安电脑曾经犯过的错误。即单一的cpu再好也不能挑战完整的技术应用体系！计算机与互联网是系统集成的典范，已形成强势主导地位。要想挑战它，就必须基于原创技术重新考虑系统集成的切入点。
相容新技术新产品的系统集成，是用体系超越体系的最佳战略。系统集成不完全是拼个体产品与技术优势，而是在尊重用户方便性的前提下体现系统整体的综合优势。
基于24光口系统集成卡（16进制计算机的精简版），它相当于一个具有24个口并行双向立交总线，基于它搞系统集成，能最佳化相容传统技术与产品解决用户的好用易用问题。还能充分体现并行计算并行交换并行控制的优势，尤其是能够体现类脑计算的优势，是最佳系统集成方案。
24光口系统集成卡每个口的信息传递速率为每秒5g
bp
s，双向10个gbps。如做成专用芯片，每口可达10gbps，双向20个gbps。可以做到24个口12对同步双向并行传递信息及并行控制。基于它外设可并行同步交互作用，可彻底解决外设之间的IO瓶颈问题。外设之间可以直接双向并行通讯，能从基础层面解决大容量低延时信息传输的理论与技术问题。
目前的计算机总线与互联网就像过去公路铁路的单行线，两车不能同时相向行驶。基于24光口系统集成卡，可变单线双工信息传输模式为双线单工信息传输模式，可变交叉路口为多层立交桥，实现多对多双向并行实时通讯或交换，服务器可以双向实时同步收发数据。基于它我们可构建独立自主的双行线互联网根服务器，彻底解决我国的信息安全问题！
基于24光口系统集成卡设计功能互补计算机主板，可解决外设多因多果互为因果同步实时反应及并行控制问题，因若干外设及系统的协调配合非常需实时并行性，它对提高计算机系统整体功能优势至关重要。
面对成千上万个控制或数据采集对象及环节，用单线双工信息传输及串行处理方式具有很大的局限性！控制会因信息传输延迟产生周期性震荡。基于24光口系统集成卡，就像人的感知与反应具有同步实时性一样，外设可以基于多因多果互为因果关系并行交互作用。如将大型软件分子模块化，不同的端口运行不同的软件模块，用户就可以根据需要动态组构自己的整体需求模式，能并行智能化管理与控制若干子系统。
基于24光口系统集成卡可构成功能互补CPU 、功能互补计算机主板、功能互补并行机。既可解决用户的好用易用问题，又能体现类脑智能性。
未来的互联网，尤其是物联网不能完全去中心化，而是要有强有力的中心化并行控制。如智慧城市包括智能政务、智慧交通、智慧医疗、智慧社区、智慧教育等若干子系统，这些子系统需要有中心化管控，否则会凸现诸多问题，如子系统之间无法组合协同，全景化管控无法实现。即便是数据库越大检索越慢这一矛盾都无法解决！多对象的远程实时反应及控制更是无法实现！而这恰恰是网络信息技术未来发展的必然选择及必然结果！是网络与计算机技术发展的必然趋势，在我国率先实施势在必行！
两弹一星之所以能在各方实力不够的前提下短时间取得辉煌成果，钱学森的工程系统论功不可没！为能实质性促进这一方案尽快实施，建议国家尽快作为国家大战略，建一个基于双行线互联网的系统集成综合实验室。基于系统集成功能互补设计生产具有完全自主知识产权的功能互补CPU；功能互补主板；功能互补智能机；功能互补手机；功能互补机器人大脑；功能互补汽车电脑及数控系统等。同时搭建一个资源整合平台！它既能实施双行线互联网计划，又能实施智慧城市的顶层设计！同时构建有中心化管控功能的双行线互联网，同时解决其根服务器问题。
另外是结合资源整合系统集成平台建一个网上虚拟研究院，开展网上研究工作。网上虚拟研究院是一个新业态，是一种新的科研项目的组织与实施形式。基于它可实现多元化选项立项机制，多元化论证机制，多元化评审机制。因为一元化立项、论证及评审机制弊端甚多，一是国家对于取得创新成果没有预期性；二是很容易扼杀创新项目，而且越是创新项目越容易被扼杀；三是容易滋生腐败；四是没有竞争机制，没有纠错机制。而多元化立项、论证及评审机制就可以从根本上避免这些弊端。当然，这样做的前提是我们不仅能解决信息安全问题，也能解决顶层设计问题。
上述信息技术发展构想希望能得到国家领导的重视，愿这一构想早日实施，国人受益，国家受益！