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数学 2018-05-31

《测绘学报》

构建与学术的桥梁        拉近与权威的距离


最近因为中兴遭难,很多人想起华为,并将华为与中兴对比。我们认为,是否重视数学是中兴与华为的唯一区别。


有位国企的老板问任正非,华为为什么20多年就能成长为国际化企业?是不是靠的低价战略?任正非说你错了,我们是高价。对方又问,那你凭什么打进了欧洲?回答是靠技术领先和产品领先,重要因素之一就是数学研究在产品研发中起到的重要作用



很多人也想起2012年任正非与其2012实验室专家们的对话。讲话中任正非提到:“我认为用物理方法来解决问题已趋近饱和,要重视数学方法的突起。


 “在过去的20多年,凡是我们在数学和算法上投资比较大的,有专门的团队在做工作的,我们在这个领域的产品在全球都逐渐走向了领先;凡是不重视在数学和算法上投资的,这些产品目前来看都是落后的。所以我们应该充分认识到,面向未来,数学和算法在整个ICT行业,在构筑竞争力和差异化方面起的作用会越来越大”————徐直军在战略与技术大会(STW)开幕式上的讲话,2013年

管道变粗、变快以后,关键是数学、物理等基础科学的能力”——任正非在巴展和乌克兰的讲话,2016年


华为是怎么做的呢?

华为的研发创新走过了从“工程师的创新”到“科学家与工程师并重的创新”历程。

过去,华为主要是工程师的创新,侧重于产品实现。

现在加大了基础科学技术和基础工程技术等“冰山水面之下“的创新投入。比如,在在信息产品硬件走向同质化的情况下,数学就成为拉开芯片和软件差距的关键。

1999年,在任正非的支持下,华为公司在俄罗斯建立了专门的算法研究所,招聘了数十名全球顶级的数学家,创造性地用非线性数学多维空间逆函数解决了GSM多载波干扰问题。算法研究所突破了移动网络的几个特殊瓶颈,使华为成为全球第一家实现GSM多载波合并的公司,能够通过软件打通2G、3G和4G网络。它被沃达丰的技术专家称作“很性感的技术发明”。华为的竞争对手们也企图对此进行模仿创新,但至今未有实质性突破,因为这种多制式的技术融合,背后有着复杂无比的数学运算,并非简单的积木拼装。

这一突破被华为运用到全球产品上。据任正非介绍,在技术升级换代过程中,很多运营商要同时使用多个平台多个波段,移动网络里的算法打通后,2G、3G、4G产品可以在同一平台上运行,也不需要再一个波段一根天线,实际上节约了20%-30%的成本,同时节约了一半重量——重量节约了一半,欧洲运营商就可以把基站放到屋顶上,从而减少站址的使用,又节省了房租等一系列工程成本。任正非将之归功于“数学的力量”。这种名为SingleRAN的创新以及分布式基站,被业内普遍认为是华为得以崛起的一大突破。

华为每年将销售收入的10%至15%投入研发中,最终实现战略突破、厚积薄发。正是俄罗斯数学家在3G和2G在算法层面带来的革命性突破,使得华为产品有了竞争力,重量轻、体积小,技术实现欧洲领先。


2013年,任正非接受法国媒体联合采访时说:


“我们在法国的发展,未来将新增三个研究所:第一个是美学,研究所关注于色彩学,法国在色彩学上的积淀可以帮助华为的产品改变形象;第二个是数学研究所,未来的数字世界流的数据大的不可想像,我们不知道如何应对这样大的流量的。自来水在管道里面分子是一样的,从这个支路到那个支路流动的都是水。巴黎的自来水管网就非常复杂了。而在信息管道里面流的每一个分子都不一样,而且每个分子必须准确流到他想去的地方。如果,这个信息流比自来水大千亿倍,信息管道比太平洋还粗,如何办。我们就打算在数学领域加大投资,用数学的办法来解决这样一个大流量下的管理办法。”


2016年,华为宣布在法国设立数学研究所,并在第四届欧洲创新日活动上举行揭幕仪式。这是继俄罗斯之后华为在全球设立的第二个数学研究所,拥有研究人员超80人,全部为博士及以上学历,成为其加强基础科学研究的又一重要举措。


华为的俄罗斯研究所和法国研究所,主要从事数学研究。众所周知,俄罗斯和法国是出数学大师的地方,这两个研究所在以上技术研究方面有重大算法贡献。如法国诞生的世界一流的数学家有笛卡尔、帕斯卡尔、傅立叶……如果没有傅立叶变换,可能就没有现代通信的发展。


华为法国数学研发中心旨在挖掘法国基础数学资源,致力于通信物理层、网络层、分布式并行计算、数据压缩存储等基础算法研究,长期聚焦5G等战略项目和短期产品,完成分布式算法全局架构设计等。

目前,华为在全球建立了16个研究所,其中法国研究所下设设计、数字图像处理、数学和家庭终端等4个研究中心。

数学是开启一切的工具,大数据流量疏导的基础是数理逻辑算法。”徐文伟在法国华为中心成立庆祝会上说。

国立高等电力学院教授、电信专家、研究中心主任Merouane Debbah介绍说,信息化社会不断发展会遇到物理瓶颈或同质化,而芯片和软件的领先、性能、差异化体现在数学上,为实现更低时延、更大带宽、更加节能的通信及信息处理,需要理论支撑和突破。未来,法国数学研究所将进行数学算法深入研究,提出新架构与算法,同时把新的数学工具、模型带入ICT环境,形成新理论体系。

华为还将与国立高等电力学院(Supelec)、欧洲电信学院(Eurocom)、法国高等科学研究所(IHES)、国立巴黎高等电信学院(Paristelecom)等高校进行紧密合作。

华为还在探索。


2016年,在5月30日的全国科技创新大会上,面对中共中央总书记、国家主席习近平,国务院总理李克强,以及场下黑压压的两院院士,华为总裁任正非作了主题为《以创新为核心竞争力 为祖国百年科技振兴而奋斗》的演讲报告。他提到:


华为现在的水平尚停留在工程教学、物理算法等工程科学的创新层面,尚未真正进入基础理论研究。随着逐步逼近香农定理、摩尔定律的极限,而对大流量、低时延的理论还未创造出来,华为已感到前途茫茫、找不到方向。华为已前进在迷航中。重大创新是无人区的生存法则,没有理论突破,没有技术突破,没有大量的技术积累,是不可能产生爆发性创新的。


虽然任总没明说,但让我们补充一句:


基础理论研究更是离不开数学。

下面让我们重温任正非演讲全文


以创新为核心竞争力

为祖国百年科技振兴而奋斗

华力技术有限公司

    从科技的角度来看,未来二、三十年人类社会将演变成一个智能社会,其深度和广度我们还想象不到。越是前途不确定,越需要创造,这也给千百万家企业公司提供了千裁难送的机会。我们公司如何去努力前进,面对困难重重,机会危险也重重,不进则退。如果不能扛起重大的社会责任,坚持创新,迟早会被颠覆。

一、大机会时代,一定要有战略耐性

    人类社会的发展,都是走在基础科学进步的大道上的。而且基础科学的发展,是要耐得住寂寞的,板凳不仅仅要坐十年冷,有些人,一生寂寞。华为有八万多研发人员,每年研发经费中,约20~30%用于研究和创新,70%用于产品开发。很早以前我们就将销售收入的10%以上用于研发经费。未来几年,每年的研发经费会逐步提升到l00-200亿美元。华为这些年逐步将能力中心建立到战略资源的聚集地区去。现在华为在世界建立了26个能力中心,逐年在增多,聚集了一批世界级的优秀科学家,他们全流程地引导着公司,这些能力中心自身也在不断发展中。

    华为现在的水平尚停留在工程数学、 物理算法等工程科学的创新层面, 尚未真正进入基础理论研究。 随着逐步逼近香农定理、摩尔定律的极限。而对大流量、低时延的理论还未创造出来,华为已感到前途茫茫,找不到方向。华为已前进在迷航中。重大创新是无人区的生存法则,没有理论突破,没有技术突破,没有大量的技术积累,是不可能产生爆发性创新的。

    华为正在本行业逐步攻入无人区,处在无人领航,无既定的规则, 无人跟随的困境。华为跟着人跑的“机会主义”高速度, 会逐步慢下来,创立引导理论的责任已经到来。

    华为过去是一个封闭的人才金字塔结构,我们已炸开金字塔尖,开放地吸取“宇宙”能量。加强与全世界科学家的对话与合作,支持同方向科学家的研究,积极地参加各种国际产业与标准组织,各种学术讨论,多与能人喝咖啡、从思想的火花中,感知发展方向。有了巨大势能的积累、释放,才有厚积薄发。

    内部对不确定性的研究、验证,正实行多路径、多梯次的进攻,密集弾药,饱和攻击。蓝军也要实体化。并且,不以成败论英雄。从失败中提取成功的因子,总结.肯定,表扬、使探索持续不断。 对未来的探索本来就没有“失败”,这个名词。不完美的英雄,也是英雄。鼓舞人们不断地献身科学,不断地探索,使“失败”的人才,经验继续留在我们的队伍里,我们会更成熟。

    我们要理解歪瓜裂枣, 允许黑天鹅在我们咖啡杯中飞起来。创新本来就是有可能成功,也有可能失败。我们也要敢于拥抱颠覆。鸡蛋从外向内打破是煎蛋,从里面打破飞出来的是孔雀。现在的时代,科技进步太快,不确定性越来越多,我们也会从沉浸在产品开发的确定性工作中,加大对不确定性研究的投入,追赶时代的脚步。

    我们鼓励我们几十个能力中心的科学家,数万专家与工程师加强交流,思想碰撞,一杯咖啡吸收别人的火花与能量,把战略技术研讨会变成一个“罗马广场”,一个开放的科技讨论平台,让思想的火花燃成熊熊大火。

    公司要具有理想,就要具有在局部范围内抛弃利益计算的精神。重大创新是很难规划出来的。固守成规是最容易的选择,但也会失去大的机会。

    我们不仅仅是以内生为主,外引也要更强。我们的俄罗斯数学家,他们更乐意做更长期、挑战很大的项目,与我们勤奋的中国人结合起来;日本科学家的精细,法国数学家的浪漫,意大利科学家的忘我工作,英国、比利时科学家领导世界的能力……会使我们胸有成竹地在2020年销售收入超过1500亿美元。

二、用最优秀的人去培养更优秀的人

    用什么样的价值观就能塑造什么样的一代青年。蓬生麻中,不扶自直。奋斗,创造价值是一代青年的责任与义务。

    我们处在互联网时代,青年的思想比较开放,活跃,自由。我们要引导和教育,也要允许一部分人快乐地度过平凡一生。

    现在华为奋斗在一线的骨干,都是80后、90后,特别是在非洲,中东疫情,战乱地区,阿富汗,也门,叙利亚......80后、90后是有希望的一代,近期我们在美国招聘优秀中国留学生(财务),全部都要求去非洲,去艰苦地区,华为的口号是“先学会管理世界,再学会管理公司”。


    我们国家百年振兴中国梦的基础在教育,教育的基础在老师。教育要瞄准未来,未来社会是一个智能社会,不是以一般劳动力为中心的社会,没有文化不能驾驭。若这个时期同时发生资本大规模雇佣“智能机器人”,两极分化会更严重。这时,有可能西方制造业重回低成本,产业将转移回西方,我们将空心化,即使我们实现生产、服务过程智能化,需要的也是高级技师、专家、现代农民......因此,我们要争夺这个机会,就要大规模地培养人。

    今天的孩子,就是二、三十年后冲锋的博士、硕士、专家、技师、技工、现代农民......代表社会为人类去做贡献。因此,发展科技的唯一出路在教育,也只有教育,我们要更多关心农村教师与孩子。让教师成为最光荣的职业,成为优秀青年的向往,用最优秀的人去培养更优秀的人。

    这次能够在大会上发言,对华为也是一次鼓励和鞭策,我们将认真领会习近平总书记、李克强总理重要讲话和这次大会的精神,进一步加强创新,提升核心竞争力,为祖国百年科技振兴而不懈奋斗。


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