“数字地球”的启示，本文主要内容关键词为：启示论文,地球论文,数字论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N941 文献标识码：A
科学技术的发展离不开幻想，离不开神奇的创意。美国副总统戈尔于1998年1月31日在“数字地球：对21世纪我们星球的理解”的演讲[1]中，以近乎科幻小说的语言表述，向世人描绘了“数字地球”的虚幻轮廓。如果把“数字地球”看作戈尔的一项创意的话，那么，这种充满了“幻想”的创意，则把人们带入了一个融电脑、数字化、网络化和虚拟化为一体的广阔的“赛博空间”（cyberspace）[2]， 产生了一种神话般的“太虚幻境”的感觉。然而，正是这种“幻想”，这种对科技潮流的预测，开阔了思维的空间，产生了强撼的聚合力，为信息科学的发展指明了方向，为从更高的层次上整合地球科学提供了空前的机遇。本文作者正是受这种幻想力量的感召，带着既兴奋又探究的眼光去寻找对问题的答案：数字地球究竟给我们带来了怎样的启示？以下是笔者对这一问题的点滴认识。
1 战略眼光
戈尔提出的“数字地球”概念，以信息技术、空间技术为技术基础，以大规模、高投入、跨学科、全球性为特点，以近似科学幻想的语言为表达方式，很容易使人联想到冷战时期的“星球大战”计划。1993 年9月，克林顿政府作出一项重大决策，放弃“星球大战”和“新一代高能加速器”计划，转而推行引起全球关注的国家信息基础设施[3]。 这是一项冷战结束后的重大战略转移。显而易见，从“星球大战”到“信息高速公路”，再到“数字地球”，其共同点都是服务于美国国家战略目标，是综合性的重大计划。
“数字地球”作为美国一项极富挑战性的战略思想，决不是偶然的，有着深刻的政治和经济背景。经济上，美国近七八年来经济持续增长、失业率下降，得益于信息技术及产业的发展，戈尔等美国政要期望通过“数字地球”，继续把持信息技术和信息产业的制高点，刺激其经济的发展；政治上，冷战结束以后，能源、环境等问题成为世界政治和外交斗争的焦点，涉及到跨国公司、区域重组等全球经济事务。“数字地球”的发展，将进一步增强美国对全球事务的快速反应能力和对国际热点问题的发言权，因此，它是美国全球战略思想的延续和发展。
由此可见，“数字地球”并非一个孤立的科技项目和技术目标，而是一种整体性的、导向性的战略目标，其全球目标是谋求建立美国在知识经济时代的新一轮世界霸主地位。虽然，与先前的“星球大战计划”和“马歇尔计划”不同，“数字地球”以地球为名义，迎合了六七十年代以来全球性的生态保护的大趋势，但与美国国家的政治、经济和军事利益相比，这些所谓的“全球”、“人类”都是次要的，说到底，只是一种铺垫，一个配角，只有其自身利益才是最根本的。这一点是值得高度警惕的。
“数字地球”的出现，一方面反映了美国政界和科学界敏锐的战略眼光，另一方面也表明在“数字地球”的背后，美国已经具备了发展“数字地球”的坚实的经济、技术基础和良好的发展势头。相比之下，我们则缺少这方面的战略预见，因而在某些方面失去了先机，陷入了被动。因此，我们有必要用更长远的战略眼光，分析“数字地球”可能带给我们的潜在的威胁，重新审视我国在信息基础设施、空间数据基础设施和对地观测等方面的战略规划，制定具有战略防御意义的应对措施。在科学的道路上，我们不仅需要局部的精雕细刻，也需要对整体的把握；埋头拉车是必要的，但抬头看路更重要。如果我们的注意力和想象力总是聚焦在一个个孤立的技术或项目的层次上，而不能从宏观战略上放眼科技发展和世界潮流的大趋势的话，那将使我们在经济和国防安全等方面陷入全面的被动。
2 盲目追随
“数字地球”的出现，如一石激起千层浪，迅速引起了欧洲和其他一些国家的迅速反应，中国政府和学术界的响应更为强烈。据不完全统计，至1999年5月底，中国已经举行了8次“数字地球”的专题研讨会，先后有数百位专家学者发表了相关见解[4]。 中科院遥感所成立了数字地球网站（http://WWW.digitalearth.net.cn），北京大学成立了数字地球工作室（http://www.cybergis. net.cn）。总之， “数字地球”正以不寻常的速度和广度在中国迅速发展。
政府对“数字地球”的高度重视，主要因为它并非一个孤立的项目，而是一项战略目标。学术界对“数字地球”的广泛关注、热烈讨论和积极研究，则是因为它为地球科学、信息科学、空间科学的发展提供了空前的机遇，为地球认知领域提供了极具创意的新思路。
然而在“数字地球”的热潮中，由于盲目追随而引发的一些认识上的偏差和行为上的误导已经出现，或把“数字地球”看成未来世界万能的工具；或放弃原来的思路和计划，向“数字地球”盲目靠拢；或牵强附会地与“数字地球”挂靠等等。把“数字地球”比作人类认识地球的第三次飞跃，则更令人费解。事实上，“数字地球”有可能成为人类认识地球和解决地球问题的理想工具，但我们对地球的认识却并没有因为“数字地球”的出现而得到飞跃。
如果从理性的角度来思考就会发现，无论在科学上还是技术上，“数字地球”本身并不是一个无懈可击的概念。注意到它的限度，有助于我们在它的基础上进一步发展[ 5]。因此，对于“数字地球”这样的新概念，正确的态度应该是发掘其积极因素，并加以发挥，但一定要冷静思考，而不是盲目追随。笔者以为，在行动上，我们似应把握以下二点：
首先，通过领悟数字地球作为战略目标的精髓，吸收其创新思维的精华，寻找切入点，靠自主创新去迎接“数字地球”的挑战，为科技进步和资源、环境、可持续发展作出贡献。
其次，根据国情，制定切实可行的目标体系。戈尔提出的“数字地球”有明确的目标：全球战略目标是谋求霸主地位；经济目标是几十亿的产值和几十万人的就业机会；技术目标是一米分辨率的遥感影象。在发展“中国的数字地球”和“数字中国”的时候，我们也需要有具体的目标。要给“数字地球”以恰当的定位，不必暴炒，更不必把它无限扩展。企图用“数字地球”囊括所有的东西是不可能的。
3 大国地位
当今中国在世界上起着举足轻重的作用，其作为大国的地位已经毋庸置疑。数字地球给我们带来的启示是：作为大国，必须有相应的基础作保障，如科学技术，文化教育等。失去这些基础，自然也就失去了大国的地位。回首近、现代史，我国已经几次痛失发展时机。信息时代的到来，为我们提供了一个追赶发达国家的宝贵机遇，如果再次失去发展机遇，我们既无法告慰前人，也无法面对子孙，更有损大国的颜面。因此，面对数字地球的挑战，中国必须作出适时的反应，并采取相应的战略措施，求得跨越式发展，缩短与美国等科技强国之间的差距。只有这样，才有望在被动中求主动；否则，犹豫和徘徊，等待与观望将导致国家安全方面的全面被动。
虽然我们的领导人没有象戈尔那样提出“数字地球”这样的战略思想，但是在机遇和挑战面前，至少已经认识到了发展“中国数字地球”的重要性。江泽民主席早就注意到了“数字地球”这一概念和它的战略意义，这就为发展“中国数字地球”创造了有利条件。总体规划，加大投入，自主发展，才能获得主动，维护长远利益，适应大国地位。
发展“数字地球”首先需要发展对地观测体系，因为对地观测信息将是“数字地球”的核心信息源之一，对地观测技术在“数字地球”中占据不可或缺的地位。60年代以来国际上不仅陆续推出了系列机载对地观测系统，先后成功发射了气象卫星、陆地卫星、海洋卫星、载人飞船、航天飞机，并在实施综合性系列卫星对地观测计划，传感器的工作波段已经覆盖了自可见光、红外到微波的全部波段范围，而且，可见光波段的分辨率也从30米提高到6米；具有3米和1 米分辨率的商用系统正陆续发射上天，特别是巴西、以色列、意大利、韩国、日本、泰国等国家已经开始启动的民用及商用对地观测小卫星计划，向中国提出了挑战。如何迎头赶上，适应大国地位，是一个现实的迫切的任务。尽管经过多年的发展，中国的对地观测已经取得了显著的成就，但仍然存在许多薄弱环节。首先，在技术上，缺少长期稳定运行的星载、机载对地观测信息获取手段，极少具有自主产权的遥感信息处理软件等；在战略规划上，尚未形成国家级中长期的有序的对地观测计划等。在某些方面，我们已经落后于印度，其中一个重要原因是缺乏强有力的组织领导、科学的发展规划和严密的组织协调[6]。因此，中国的对地观测体系要优先发展。
其次，要大力发展国家空间基础设施。空间数据基础设施是“数字地球”的骨架，是连接信息高速公路与“数字地球”的桥梁，离开它，“数字地球”就成了空中楼阁。在空间数据基础设施方面，一些中小国家的发展也已经超过了我国，这些都是“危险”的信号和严峻的挑战。
4 自主发展与技术引进
从战略意义上讲，我们需要发展“中国的数字地球”或“数字中国”；而在战术上，走自主发展为主的道路，还是走技术引进为主的道路，值得探讨。
我们认为，中国应该走自主开发与技术引进相结合的道路。一方面，“数字地球”以海量数据为基础，以高新技术为支撑。一些关键的技术和涉及国防安全的核心技术，我们必须以我为主，走自主开发的道路。如果完全依靠技术引进，将不但直接威胁国家的安全、长远经济利益和大国地位，而且将影响自主能力的形成和发展，并有可能威胁到科学技术整体的可持续发展。回首GIS软件的发展过程，由于观念的偏差， 忽视了国产软件的研制开发，从而导致了长期以来Arc／info 等国外软件独霸市场的景象。MAPGIS的成功说明，智慧之邦的中国人有能力在信息社会中独创一片天下。在发展的道路上，如果我们多一点投入和支持的话，恐怕如今软件市场就是另一番风景了。今天，在被动和落后面前，在国家安全受到潜在威胁之际，我们感觉到了昔日的失算，看清了走自主发展道路的前景。
另一方面，“数字地球”涉及到许多新技术的融合。正如戈尔所说：“显然，没有任何一个政府、企业或学术团体，能够单独从事这项工作”。在信息基础设施建设方面，如果完全依赖自己的力量，将无法实现应有的发展速度。因此，引进国外成熟的技术也是必要的。纵观国际形势，中国只有走独立发展与技术引进相结合的道路，才能在“数字地球”的挑战面前求得跨越式发展。
5 整合的意义
地球是目前人类赖以生存的唯一星球。在如何有效保护与合理开发利用地球方面，人类正面临着一系列全球性的重大难题。98年的长江、松花江特大洪水之后，如何根治水患，协调人地关系和改善生存环境？作为一个人口众多、资源有限的大国，如何实现土地、森林、水、矿藏、海洋等资源的可持续利用？所有这些都是亟待解决的问题。然而，现在的问题往往是局部作出反应，或“各自为政，各行其是”，有点头痛医头、脚痛医脚的感觉，因此，国家应该借鉴“数字地球”的战略思想，以整体性的视野思考和统筹各项工作。
当今我们面临的一个问题是：一边是对知识贪得无厌的饥渴，另一边却是大量数据的闲置，未被使用。这就出现了渴望知识和知识无用的矛盾。造成这种现象的原因，实际上是数据显示的问题。实验表明，由于人脑的比特率低，因此很难在短期内记住7条以上的数据。但是， 如果这些数据排列组合在一个相互可以识别的模型内，如人的脸或银河星系，人脑则能够同时吸收成千上万条信息[1]。这说明， 数据只要能被很好地关联起来，以最佳的方式加以显示，就能被人们很好地理解、分析和记忆。从某种意义上看，“数字地球”正是基于这种考虑，企图整合地球信息，改善信息显示的方式，达到解决地球问题的目的。这是“数字地球”提供给我们的一种思路，值得深思和借鉴。
在信息化的道路上，我们还存在这样的问题：一方面叫喊没有资金搞系统开发，另一方面却是重复开发，构筑的许多系统都有结构和功能上的局限性， 造成了人力、物力和财力上的极大浪费， 所以我们需要从更宏观的角度来考虑这些问题。在这方面，“数字地球“为我们提供了又一新思路。它不仅立足于国家的整体可持续发展，而且和全球变化、能源、环境研究的一体化以及国际经济一体化进程紧密地联系起来。
整合还表现在相关理论、技术、数据、能力的整合上，没有这些整合，“数字地球”创意就不可能实现。例如我们现在的基础地理数据不但利用率不高而且重复投资建设，各类地学信息基本上是处在部门或行业分割的“信息弧岛”状态，把它们整合起来，将具有十分广阔的应用前景和经济社会效益。总之，整合是地球科学和信息科学发展的重要趋势，是“数字地球”的重要思想之一。整合的趋势日益明显，但整合需要有意识的引导和对机遇的把握。
收稿日期：1999—09；修订日期：2000—04
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