中國成為全球超級計算機競速戰的贏家？

中國成為全球超級計算機競速戰的贏家？

2016年07月13日

能夠建造更快的計算機的國家，並不一定就是這場科技霸主競賽的最終贏家

真正有意義的衡量標準是，誰在以最明智的方式投資基礎研究

撰文/ Adam Minter

最新出爐的全球超級計算機500強榜單顯示，在角逐科技霸主的競賽中，中國或許正以風馳電掣般的速度超越美國。中國如今坐擁全球最快的兩台超級計算機，上榜機器多達167台。美國只有165台躋身這份榜單，最快的一台位列第三位，速度遠遠落後於前兩名。

這份榜單令一些美國評論家坐立不安。《連線》(Wired)竟然宣布，在角逐超級計算機霸權的競爭中，美國已經被「橫掃出局」。不過，中國的成就固然令人印象深刻，但我們沒有理由感到恐慌。能夠建造更快的計算機的國家，並不一定就是這場科技霸主競賽的最終贏家。真正有意義的衡量標準是，誰在以最明智的方式投資基礎研究——就是那種有條不紊、乏味的、可能要多年後才能看到成果的科學。

這種研究的近期目標並不一定是產品。但從長期來看，它可能會催生許許多多的產品。比如政府資助的三維地震成像研究，幫助奠定了近年來的水力壓裂革命。又如，1990年啟動的人類基因組計劃(The Human Genome Project)將在未來幾十年為科學家提供攻克疾病的原材料。

「人們無法精確地預見未來，所以無法預測基礎研究將催生什麼成果，」諾貝爾物理學獎得主喬治·斯穆特(George Smoot)曾這樣解釋。「如果我們只做應用研究，我們還是會做出更好的長矛。」

在這方面，超級計算機的歷史頗具啟發性。貝爾實驗室(Bell Labs)進行半導體基礎研究的歷程可一直追溯到上世紀40年代。最終，他們的研發成果被授權給其他公司使用，其中包括德州儀器(Texas Instruments)。德州儀器隨後開發出晶體管、集成電路等部件。但直到60年代初，這種技術才聚集成為超級計算機的早期版本。

隨後的20年里，美國一直是超級計算機領域的絕對霸主，但其他藉助於現成技術的國家迎頭趕上也只是個時間問題。1981年，日本啟動了一項政府支持的超級計算機開發計劃。1989年，在世界銀行的支持下，中國啟動了一個類似項目。俄羅斯、歐盟和幾個歐洲國家也都加入到這場遊戲之中。

面臨如此激烈的競爭，「全球最快超級計算機」自然就成為一個轉瞬即逝的頭銜。參與這場競賽是否明智，始終是個值得商榷的問題。2010年，奧巴馬總統的科技顧問委員會稱，「一門心思地」提高計算機速度，消耗了大量本該用於開創更有創造性的計算方式的資源。比如，近些年來在大多數科學和工程領域，更複雜的演算法（即用來解決問題的數學規則）對性能改善的貢獻已經超過更快的處理器。

這種創造性往往是多年耐心（和虧損）研究的成果。這是美國不應該忘記的一個教訓。儘管美國的研發經費金額仍然冠絕全球，但以研發資金佔國內生產總值(GDP)的比例衡量，美國在這方面已落後於韓國、日本和台灣。自1965年以來，研發經費在聯邦預算的佔比一直呈下降趨勢。企業部門對基礎研究的投入同樣在下降，其重要性已經讓步於股東和全球市場所要求的產品導向研究。

與此同時，基礎研究領域的競爭日趨激烈。中國的科研項目向來關註定義明確的目標，這也是超級計算機速度成為誘人指標的一個原因。2012年，中國84%的科研經費被用於技術的商業化應用。現在決策者們開始改變基調。今年6月中旬，中國國家自然科學基金委員會宣布將大幅增加對基礎研究的投入，其中包括宇宙線物理學、數學、腦科學、傳染病等領域。

這絕不是壞事。生氣勃勃的基礎研究競爭遠比超級計算機競速戰更富成效。像合成生物學、量子計算和光子學這些領域都會受益於健康的國際競爭格局，而且事實可能證明，一些回報不太明顯的領域其實更加重要。目前的一些謎團的研究，比如暗物質等，也許有一天會像無線電波這類昔日的奧秘一樣，結出累累碩果。它們或許不會在未來數年、甚至數十年帶來回報。但如果歷史可供借鑒的話，我們確信這種等待是非常值得的。 翻譯/任文科 編輯/喬燮陽

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