广袤之中：沿着克拉克三大定律，读懂华为的最深期待

我们是否总认为，今天的科技已经十分高明，甚至到了瓶颈？

我们是否经常怀疑，摩尔定律正在失效，香浓极限不断逼近，接下来将是科技难以发展的漫长岁月？

我们是否经常忧虑，科技版图的区位秩序导致逆全球化不断升级，后起之国的科技未来将暗淡无光？

如果我们认为现有的技术能力与产业规则就是一切的话，那么科技必将陷入无穷的内耗，未来一定是悲观的。

而如果我们算上那些假设、偶然、想象带来的改变，未来却可能截然不同。

科幻作家阿瑟·克拉克，同时也是一位著名科学家，被认为是全球卫星通信技术的奠基人。1945 年，年仅 28 岁的克拉克还只是一名通信兵。他在《世界无线电》杂志发表了一篇名为《地球外的中继——卫星能给出全球范围的无线电覆盖吗？》的文章。其中仅仅提出了一个假说，认为未来人类可以通过卫星实现通信。此后数十年，这篇文章成为全球卫星通信的理论基础，推动了航空、通信、影视等产业的飞速发展，影响了全球化时代到来。

一个假说，就可能成为改变科技世界的契机。而提出假说的人，可能是科学家、企业、作家，甚至是士兵、医生、工人——这才是科技的真正魅力。

数十年后，当我们对科技未来产生忧虑时，不妨再从假说开始，让一切得以改变。

4 月 26 日，在第 19 届华为全球分析师大会上，华为战略研究院院长周红发表了《面向未来的科学假设与商业愿景》的演讲，展现了华为眼中的面向未来的 4 大科技假说，以及 10 个科技问题与挑战。

周红博士认为：“我们现在对于未来的所有想象可能都是保守的，我们只有大胆提出假设、大胆提出愿景，敢于打破既有理论与技术瓶颈的条条框框，才能大踏步前行。”

回想一下，我们似乎依旧太久太久没有在科技活动上听到“假设”这样的关键词了。但我们应该记得，今天的一切技术成绩，似乎都是从某个假说而来。

在假说的背后，是一个人看待未来的方式，是一家企业的创新机制。面对人类与未知科技的关系，阿瑟·克拉克提出了著名的“克拉克三大定律”。今天，我们就从克拉克三大定律的角度，聊聊华为为什么要提出这些科学假说。

这些假说背后，是华为对世界的最深期待，也是所有人共享的未来。

华为，全球科技从业者，甚至我们每个普通人，都需要打破藩篱，去广袤中寻找答案。

我们所抵达的一切，也许会成为牢笼

“如果一个年高德劭的杰出科学家说，某件事情是可能的，那他可能是正确的；但如果他说，某件事情是不可能的，那他也许是非常错误的。”

——克拉克第一定律

心理是一件非常微妙的东西。当我们拥有很多，反而容易陷入迷茫与谨慎，甚至忘记了最初探索一切的初心。

从上世纪 70 年代开始孕育的信息革命，让人类社会发生了翻天覆地的变化。计算、网络、存储这些技术在过去数十年间的飞速发展，让我们每个人的每一天，都不可能离开数字技术。

但这种局面也带来了前所未有的挑战：社会发展与数字技术的紧密挂钩，让未来对数字化基础设施的需求无限扩大。一辆自动驾驶汽车每天将产生海量数据，元宇宙需要难以想象的联接力支撑，工业互联网设备需要强大的异构计算能力与低延迟网络。这些需求摆在眼前时，ICT 基础设施的技术能力与建设规模还远远不足。另一方面，计算、联接、半导体等技术已经很长时间没有发生理论突破，相关性能已经接近瓶颈。

我们太习惯存、算、网组成的数字化体系了，然而它再美好也不可能永久持续。如果不能及时打破边界，我们所抵达的一切或许会化作牢笼。

这种情况下，如果你是克拉克定律里的那位“杰出科学家”，你会对接下来的科技之路报以悲观，还是乐观？你认为突破今日所有边界，是不可能还是可能？

可能很多人还需要一点时间才能给出答案。但华为已经选择了后者。

ICT 技术几十年间的长足发展，让包括华为公司在内的所有人受益。但技术成就并非我们的堡垒，而应该是叩响下一扇大门的机会。

当华为有机会站在大门前，他作为 ICT 技术的领军者，也愿意做这座科技孤岛的破壁人。

在华为看来，未来 ICT 技术必然将为人类作出更大贡献。而更庞大的需求也意味着技术本身一定要实现突破。

比如个人健康的数字化管理，需要穿戴式传感器、无线通信、云计算技术的融合式升级。

药物和疫苗研发，需要 AI 算法与 AI 算力的大幅跃迁。

产业的智能化、自动化，需要更优质的 ICT 技术来提升效率，降低成本。

“双碳”目标与环境友好型社会，需要 ICT 技术来提升能源转换、调度的效率，降低社会普遍能耗。

我们站在无比辉煌的技术高塔上，我们也被困在冯·诺依曼架构、香浓极限、摩尔定律围成的孤岛里。

人类就是那个德高望重的科学家。我们知道很多。但我们认为不可能的事情，却一定是错的。

这个舒适区，必须被打破。

跨过边界，到可能世界中去

“想要发现某件事情是否可能，唯一的途径是跨越这个界限，从不可能跑到可能中去。”

——克拉克第二定律

提到数字与智能技术的未来，很多人认为很多需求必然无法被满足，技术的瓶颈效应很快将要显现。然而科学史却告诉我们，想要知道一项技术的极限，只有一个办法：超越极限。

好在技术世界总归会有光亮，可能只是顺着一点微弱的烛火，一个渺茫的念头，人类就可以一步步走过去，把不可能世界变成可能。

而假说，往往是这一切的开始。事实上，历史中很多伟大的科学假说，都是在旅途中，在日常生活里，甚至在战火连天下提出的。今天华为能够站在分析师大会的舞台上提出自己的科学假设，这本身已经是一种幸运，一种成就。

周红博士为我们带来了四类华为看到的科学假说。其中很多内容，粗听下来都会让人觉得不可思议，不大可能。但还是克拉克第二定律告诉我们的真理：想要验证不可能的唯一方式，就是将其变成可能。

我们可以将华为带来的科学假设，总结为打破四道“边界”。

一、万物的边界。

物理、化学，这些对世界的基础认知是人类一切技术进步的基础。《三体》中的外星入侵，也开始于对物理、化学等基础理论的锁定。好在那一天并未到来，今天我们还有机会打破万物的边界。

比如 2006 年帝国理工 Pendry 等人提出了用类似“光子黑洞”的思路来束缚住光，让其无法离开。这一理论有效辅助了量子存储，进而支持了量子通信与量子计算。

比如，为了降低半导体器件的功耗、提升可靠性，华为与科学界合作，分析半导体器件中的热机理，尝试加快“光声子”变成“声声子”，从而减少栅极与漏极之间热点的形成，进而突破摩尔定律下的半导体制程限制。

再比如一些科学家在量子计算中尝试用激光来冷却原子，从豪开尔文降低一百万倍温度到纳开尔文，从而接近绝对零度的温度极限，看看能不能发现更复杂的量子现象。

这些尝试正在努力突破万物的边界，改变人类对物质、化学、光等等基础要素的认知。如果某一天，万物之墙被撬开了一道裂缝。那时将会发生什么呢？

二、生命的边界。

无论是人类自己的身体与意识，还是地球上的无数动植物，生命还有太多未解之谜等待揭晓。探索生命的边界，正在从另一个方向上给 ICT 技术突围带来可能。

比如蜘蛛眼睛在物体轮廓和运动计算上的能力，或许可以被自动驾驶汽车所学习；青蛙的眼睛是高灵敏度的单光子接收机，可以在黑暗环境下看清；狗鼻的分辨气味能力超过人类 1000 倍。这些动物的神奇能力，或许就是计算与智能的下一位“老师”。

我们自己身上也藏有太多边界。未来我们或许可以更加实时地感知血压、血糖、心电等参数，随时监测甚至提升自己的健康。脑机接口可以让人类更好地与机器协同；虚拟与现实结合的诸多技术，将改变人类的感官，突破认知的极限。

生命边界之外，是一个又一个的科学通道与商业机会。每一次审视自己，都是在凝望未知。

三、计算的边界。

在冯·诺依曼架构下，计算瓶颈的问题正在广受关注，而 AI 崛起也为计算带来了一系列新的要求。在未来，我们需要面对一系列计算架构、存算能力，以及智能化可解释性、通用性的问题。

在华为的思考里，或许 AI 可以向生物界学习，比如为什么蚂蚁的脑容量很小，却可以完成复杂的任务？它们是不是藏着 AI 的某些答案？今天的 AI 坐落于统计学模型之上，那么能不能从数学机理上发展出新的智能实现方式？

在算力上，类脑智能或许具有极大的可期待价值。存储领域，DNA 存储的前景非常值得期待。各界是不是可以携手发展出高适应性高效率的新计算模式，通过创造新架构与新部件，突破传统计算架构的能效限制？

计算是人类走向直接的核心通道，这条通道应该是百花齐放的。或许我们今天仅仅揭开了计算冰山的一角，也未可知？

四、通信的边界。

通信和联接塑造了我们今天的数字化生活。我们每天都惊叹于网络的高速和高效，却可能忽略了未知中更多关于通信的可能。

科幻电影里的真人级全息投影，或许是接下来的通信效果？如果是的话，那么我们需要高速 2Tbps 的带宽，以及 1-5ms 的时延；自动驾驶汽车每天可能产生高达 4T 字节的数据，目前的 5G 网络都无法承载。

这些挑战的存在，让通信的边界必须进一步被打开。我们是不是可以用语义通信来跳出香浓极限，完成海量数据的瞬间传输？在工程端，量子级联激光器可以同时产生几百个波长，能够颠覆无线与光网络的传输上限。

我们有希望让通信能力成千上万倍增长。而这一切开始于对边界那头的凝视。

华为的四个假说，从各个方面告诉我们一件事：所有不可能，最终都是可能世界的一部分。

广袤之中，藏着华为的最深期待

“任何非常先进的技术，初看都与魔法无异。”

——克拉克第三定律

面对技术发展，我们经常会感叹其美好，同时也经常误认为今天所获取的就是全部。人类总是喜欢舒适区，无论是在生活里，还是在科学创新时。

然而所有技术变革，可能都启于对舒适区的厌倦，以及对未知的大胆想象。看到，想到，是一切抵达的开始。愿意假设、沟通、协作，打破以往陈规旧俗，是一切开始的出发。

面向技术创新，周红博士提到了“巴斯德象限（Pasteur's quadrant）”。这是唐纳德·E·司托克斯在其著作中提出的一个概念，他认为基础研究与应用研究并非对立关系，在某种程度上可以交错融合，甚至应用研究可以启发基础研究。

面向突破边界的伟大航程，不应该是华为在盒子里、软件中，而科学家躲在人迹罕至的实验室里。可以相互打通，可以不设限制，可以集合彼此的所有优势去突破边界。

华为的创新逻辑，是从假设创新开始，逐层推动到愿景创新、基础科学突破、工程技术创新与商业创新。越靠近前端假设、愿景和基础科学的创新，就越需要耐心。即使作为商业公司，华为也愿意并敢于向前端基础研究寻求答案。

华为的创新逻辑，有四个不同以往科研范式的关键因素。

一、颠覆，华为敢于面对根本问题和技术边界。尊重科技成果的最佳方式，就是颠覆它。今年巴展期间，华为分享了突破香浓极限的一系列探索。通过持续探索新一代 MIMO 和无线 AI 等理论与技术，同时研究语义通信等新理论，华为正在尝试从多个角度超越香农极限，为通信打开更广阔的发展空间。那些今天来看如同科幻的方向，或许就是明日的晨曦。

二、长跑，华为能够面对的边界问题进行长期、持续、压强式的投入。给基础研究以充分的合作包容、不设限的研发成本，以及持续绵延的耐心。早在十年前，华为研发投入占比已经超过年收入的 10%。一直到 2021 年，华为研发投入占比达到了惊人的 22%。持续长跑，步步加强的研发投入是华为的底座，也是技术由假想变为现实的通道。

三、致用，华为能够率先打通工程、应用、商业化空间与基础技术研究的通道，从而以突破落点引领基础创新，避免技术悬浮于空中。

通过巴斯德象限快速联接技术研究与应用空间，其价值已经在华为的多个产业空间展现出来。比如利用终端设备来测量血压、监控心率，是华为消费者终端的一大亮点。而这背后是围绕个人健康需求，反向驱动了大量前沿技术研发快速投入应用。比如微型传感器，人体模型识别等先验技术，就通过健康需求快速引向市场。

四、交融，华为善于找到多技术协同与学科交叉带来的可能性，通过技术融合、产品融合、学科融合寻找技术突破可能性，不放过交织带来的惊喜。

多技术的协同优势，是华为区别于其他科技公司的最显著特征。而将不同领域的技术优势融合在一起也成为了华为的独特能力。比如在网络侧，华为就率先引入了 AI 能力，形成了能够自动识别、修复，提升运维效率的自动驾驶网络。这个创举影响了行业，成为几年来通信领域的共识和发展方向。

聚焦“巴斯德象限”，华为提炼出面向未来两大基础科学问题与八个前沿技术挑战。让我们来看一下这是两个怎样的问题：

第一，机器如何认知世界，能不能建立适合机器理解世界的模型？

第二，科学问题是如何理解人的生理学模型，尤其人体八大子系统的运行机制，以及人的意图和智能？

今天的你，觉得这两个问题指向着魔法吗？

二十年前的你，觉得今天的数字生活是魔法吗？

所有技术都开始于形如魔法的假设和提问。用好奇和坚韧，人类构筑了魔幻般的通信与计算，一次次打破万物与生命的边界。如今，边界之外是什么？外面的外面又是什么？

那里是广袤之中，是未知之中，是一个根本没有舒适区的地方。

华为的最深期待，就是人类始终要去那里，要去世界之外的世界。