由IT发展的特点可以得到对教育，特别是对博士生教育的若干启示。

由封闭到开放

IT发展的一大特点是由封闭到开放。信息技术具有高度的“外部性”特征，如互联网的效用与节点的平方成正比。IT的应用面越广，厂商的利润越高，用户的效益也越好，同时对物质资源消耗的比例也越小。因而IT的发展要求开放。更重要的是信息本身的渗透性和共享性。在自然科学中，信息指物质和能量在时间和空间中的分布。可以从任何事物中提取信息，或者反过来将信息输入到任何事物中去组织其物质和能量，这就是信息的渗透性。高技术的高渗透主要即在于此。信息的共享性指不同的事物可以接受同种信息。然而信息的渗透、传输与共享是有条件的，只可能发生于彼此开放的事物之间。所以，开放是由IT的本质所决定了的。

有很多事例可以说明这一趋势。比尔·盖茨在一开始之所以胜过一度辉煌的苹果公司就在于其系统的开放。苹果公司则不允许第三方公司生产与苹果电脑兼容的计算机,从而导致市场占有率急剧下降。IBM在研发PC机的过程中没有申请一项专利,将全部技术标准和规范向业界开放,从而为PC的普及应用创造了条件。“物以多为贵”,由阿帕网到因特网的一步步发展过程也说明了这一点。

微软在后来的发展中却走向封闭并因此而受到越来越多的指责和挑战。微软斥责开放源代码运动及Linux是一个违背商业规则的“癌瘤”，但这个“癌瘤”目前已在商业规则中赢得了地位。基于开放源代码的精神，Linux操作系统及应用软件层则全部提供给用户，“源代码谁都可以看到”。富有深意的是，微软的竞争对手正是通过开放以战胜微软。单个公司的力量和产品太有限，SUN、红旗、金山等厂商彼此开放，建立新的非Windows平台。SUN品牌PC将集成包括网页浏览器、办公软件、电子邮件在软件等在内大量应用软件包，这正是当年微软制胜的原因。“唯一不同的是，SUN是完全开放的。而微软是彻底封闭的。”

封闭对内走向停滞。根据耗散结构理论,开放是要素、系统从环境中吸取负熵以使自我得到进化的必要前提。国外的许多大公司采用了公司间“代码共享”的策略，以期获得双赢的市场局面。相对于微软的开发模式，自由软件（尤其是Linux）开创了市集模型Bazaar的软件开发模式，它是相对于传统的“教堂模型cathedral”而言的。在cathedral模型中，源程序被锁定在一个保密的小范围内。在其编程模式看来，错误和编程问题是狡猾的、阴险的、隐藏很深的现象，花费几个月的仔细检查，也未必能把它们都挑出来。因此，化了大量经费，又经历很长的发布周期，往往最后却没有得到完美的版本。而以Bazaar模式观点看，错误是浅显的现象，或者至少当暴露给上千个热切的协作开发人员，让他们来对每个新发布进行测试并自由修改的时候，它们很快变得浅显了，因为Bazaar模式通过Internet可以间接受益于世界各地成千上万的程序员随时进行的改进工作。于是Bazaar的开发模式通过重视实验，征集并充分利用早期的反馈，对巨大数量的脑力资源进行平衡配置，带来的结果是更加高速、健壮和完美的软件。

教育同样需要开放，博士生阶段更是如此。每一项知识只有通过开放，才能吸纳更多的知识，也就是得到更多知识的支撑，从而在整个知识体系中具有更大的影响力。知识只有开放，才能接受更多的审视和批判，从而得到更有效的增长。

由集中到分散和个性化

IT由集中到分散和个性化的趋势可由IT的源头特别是软件的开发、信息的传输和处理，以及IT的用户等几方面加以说明。

在软件的开发中，由于开发者各人的知识水平、经验积累,甚至开发时的心情对于软件的设计编制都会产生影响。因此,软件的产品难以实现彻底的标准化,不同的生产者编制的软件,就如同不同的作者写的文章,是完全不同的。软件开发和生产的私密性,决定了软件是个体化特性极其强的技术和产业。软件行业以个人的开发为主体的生产方式的特点使得软件行业更倾向于个体作坊式的开发。这一点在应用软件的开发中更加显得突出。

信息的传播也说明了这一点，互连网的事例已是人所皆知，这里以传统的广播与移动通讯为例。传统的广播模型把发射机安置在相对很高的位置，通过大功率发射机，使信号覆盖一个很大的区域，但这种模式只适用于固定的接收者。在移动通讯中所使用的蜂窝模型则是通过低功率发射机，每台发射机发射的较弱信号仅覆盖一个较小的区域。在蜂窝模型中，一个较大的通信覆盖区域由分割出的许多小区域组成，每个小区域由多台收发射机覆盖。最近几年，“蜂窝” 概念被广义化，出现了宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝、超微蜂窝和复式蜂窝（MRP）结构的概念。这些概念主要与收发射机的覆盖范围和一些特殊的应用环境，比如街道、办公大楼、生产车间等相关。推广以后的蜂窝概念，更加广泛地适用于形形色色的应用环境。从上述通讯中的事例可以联想到信息处理中由巨型机到个人电脑的变化。

这些事例共同表明信息由集中到分散的变化。个人电脑从根本上改变了IT的发展方向，开启了知识分散化的大门；由蜂窝模式可以看到信宿的个性化和流动的压力，迫使技术改进。

最后，IT的用户要求个性化。这里的用户包括IT渗透到其他技术领域的特定对象，企业和种种机构，以及个人。由于嵌入式设备的发展，由于大量的电子设备采用了微电脑的控制，软件技术已经与设备本身一起构成了智能化的现代产品的重要组成部分。应用软件技术必须与所嵌入系统的运行过程和目标相结合, 如复杂的分布环境、灵活的应用模式、广泛的包容性等。至于面向企业和机构的IT，大到如ERP这样全面的系统，小到某个处室所采用的办公软件等种种应用软件，都必须与具体的管理系统的业务流程结合，要求软件的设计者不仅要掌握软件技术，还需要掌握应用软件使用场合的业务流程。再者，计算机技术中软件的地位日渐重要也说明了这一点。硬件是固化的对任何用户、任何个人都一样的东西，而软件则有个性，特别是直接面向用户的应用软件。个性化的要求一直到个人层面。如虚拟现实技术中的人机环境所指的人不是一个抽象的人，而是具体的“你、我、他”。为了和这些不同的人建立起和谐的互动关系，就要面向个人。为了适应每个人的特点，就要求虚拟环境能够理解每个特定的“个人”的需求。虚拟现实技术在今后的发展道路上，势必会注重人的个性化要求，以便充分发挥人在其中的主观能动性和创造力。

IT由集中到分散和个性化启发我们，知识的创造、传播、接收和应用走向分散，需要个性。博士生应形成并清楚地了解自己的学习和科研方式和能力，走适合自己的科研道路。而博士生的教育主要应是“作坊式”的，方法和途径要有个性，教给博士生的知识应能“嵌入”其原有的知识结构之中，满足博士生有个性的需要。

个性之间的兼容与贯通

在个性之间不是一盘散沙，而是彼此间的兼容与贯通。在IT中，一种技术对其他技术的支持越多，那么它受到其他技术的支持也越多。一种操作系统应用越广，基于这种操作系统的应用软件越丰富，该操作系统的网络附加值就越高。捆绑和路径锁定正说明了这一点。

单项技术的发展也是如此。目前，信息融合技术正在得到发展。与单传感器数据处理系统相比，信息融合系统的优点是，可以收集更大时空区域的信息，提高分辨率、检测率和降低不确定性，以及抗干扰能力强。不仅有用的信息彼此兼容，甚至干扰也可以兼容。在计算机工业控制系统的运行现场，信号线和控制线，以及被控对象和被测信号往往处于种种电磁场的干扰之中，同时也会影响其他电气设备。传统的做法是，尽可能排除、屏蔽干扰，然而，由于情况过于复杂多变和不可预测，以及代价太大，目前引进电磁兼容设计来提高系统的可靠性。电磁兼容设计就是在不损害信息的前提下，干扰可以与有用信号共存。类似的，英国苏赛克斯大学的THOMPSON博士完成了可以区别不同声调的简单模拟电路的硬件进化实验。硬件进化产生了用计算机模拟无法得到的结果，在进化4000代后出现了一种独特的电路，这个电路表面上只依赖于一些场编程门阵列的逻辑单元，但它在某种程度上似乎利用了附近其他逻辑单元的集束。这些不相连的邻近逻辑单元若被清除，电路性能就遭到破坏。进一步研究表明这些分离的单元对电路的相连部分施加了细微的电磁影响，使电路具有更高的工作效率。这种奇异电路的原理目前还没有被人们破解，但是非常明显这种新电路的出现完全在设计人员的考虑之外。这两个事例让我们联想起人体基因组中占95%以上的“垃圾基因”。它们真的是垃圾吗？

IT的兼容是在标准的基础上进行的。前述微软以捆绑达到垄断，SUN再以开放的捆绑挑战微软，这些都需要在某种标准的基础上进行。IT的其他领域也都十分强调标准，例如移动通讯中的标准之争。我国软件业落后的原因之一就是不重视标准。一些工业标准的推出，将进一步使中间件成为可复用构件的运行框架，从而加速软件复用的现实化进程。这里需要注意的是，IT中的标准并不要求一律。在工业化中，零件与彼此间的接口都是标准化的，而在IT中，仅要求接口标准化，允许部件个性化并可以变化。

同时，企业缺乏协同大型软件开发的管理经验，大规模研发团队难以形成，应用内容范围大的管理软件难以发展。软件的规范化和标准化开发是软件形成产业化大规模团队生产的关键步骤。为此，软件构件技术应运而生，推广对象封装的内涵，侧重于复杂系统中组成部分的协调关系。

兼容的要求更是来自用户的需要，用户需要的是全面的信息和全面的服务。目前，提供单一信息、单一服务的公司在市场上已难以立足，所以，能给客户提供全系列产品，实施全方位产品战略显得越发重要。竞争将由单一的产品到提供全面的应用解决方案。市场细分，但又要全面。

随着兼容的呼声越来越高，处理多个器件之间、供应商和用户之间，以及标准和个性之间的关系变得越来越重要，例如中间件作为存在于系统软件与应用软件之间的特殊层次，抽象了典型的应用模式，从而使应用软件制造者可以更多地将思路放在面向用户的业务逻辑中，并基于标准的形式进行开发，这样就使软件构件化成为可能。随着中间件的发展，中间件的产业化将为我国的软件产业化带来了新的契机。

由IT的兼容可以得到这样的启示：知识的创造需要兼容，知识的收集需要兼容，社会需要综合、全面、兼容和系统的知识。兼容需要有标准或底线，在此基础之上，不存在排除其他一切的纯粹的或有用的知识，也不存在完全是干扰或无用、有害的知识。与自然界的生态关系一样，知识的多样性是知识发展的必要条件。对于博士生教育而言，科研既要创新和有个性，又要能为学术界和社会所接受。由于博士生一般都比较专，为了能向社会提供综合、全面、兼容和系统的知识，需要团队合作以共同完成课题。同一导师所带的博士生应能在知识等各方面彼此兼容，特别是能与导师兼容。在一定程度上，导师的知识结构和判断就是这一共同体内彼此交流应遵循的标准。

本文并不直接探讨博士生教育，而是从IT的发展推知上述观点。由于关于IT的这些知识一般为理工科的博士生所熟知，因而由此引申的博士生的教育的观点容易被他们所接受。希望因而能引起博士生和从事博士生教育的老师重视。

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自吕乃基科学网博客。
链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-210844-234402.html

上一篇：“后现代猪”——教学拾零之一
下一篇：论科学与文化