CS2.0并未否定符号抽象的必要性,而是将符号从“计算执行主体”降格为“物理与制度演化的约束接口”。计算正在从“信息中心论”转向“基于物理状态与演化的本体中心论”。
经典的计算机科学(CS1.0)建立在一组长期未被系统反思的前提之上:(1)计算是抽象符号操作;(2)计算过程可被算法描述;(3)物理实现是不影响计算本质的“载体”。然而,当代计算实践正在系统性地脱离这些基本假设,“算法 + 程序执行”已不再是对计算的充分描述。AI大模型的内部表示是高维连续流形结构,没有稳定、可命名的语义对象,你无法说模型正在处理哪个符号、哪条信息,只能说它的状态正在向某个吸引子演化,这已经不是经典意义上的“信息处理”。如果计算机科学不能驾驭这种非离散、非符号、非算法的动力系统,在人工智能的浪潮中将逐渐被边缘化。
计算机科学2.0(CS2.0)是研究现实系统在物理、结构与制度约束下的信息演化过程的科学,其基本观点是(1)计算本质上是一个物理过程,物理承载不可剥离,能量、材料、噪声、寿命不是实现细节,而是计算能力的一部分。(2)系统的行为由整体动力学产生,而非由规则逐步展开。(3)计算结果的“可接受性”由系统外部任务、制度或环境判定。概言之,CS2.0的研究对象是物理本体计算(Ontic Physical Computation),不是对物理过程的符号描述或算法模拟。
算法能被“想出来”,但计算必须发生在物理世界里。强调计算必须被理解为现实物理系统中的信息演化过程,是因为只有物理演化才是真正发生的计算,而符号与算法只是对这种演化的抽象与描述。今天重要的计算形态,如AI大模型、存算一体、模拟计算、神经形态计算、分布式算力系统等,其共同点是没有明确“步骤”,没有清晰“程序”,行为来自系统整体动力学
目前数据中心功耗进入GW量级,芯片功耗逼近散热与材料极限,这意味着“可计算”不再等价于“物理可实现”。当能量成为计算的“生死线”而非“成本项”,计算机科学必须从算法科学转向能量—信息关联科学。正在兴起的忆阻器(RRAM)等模拟器件的机理是材料在可控约束下的信息响应行为,而不是符号变换。当材料本身参与计算,而不再只是承载计算时,计算科学必须承认新的计算本体:结构演变即计算。今天的算力网络系统的关键特征是没有全局状态,没有统一目标,没有统一调度者,当计算与人类社会的决策密切相关时,计算科学必须将制度与博弈作为基本对象。
过去几十年未强调CS2.0,并非因为计算忽视了物理现实,而是因为在摩尔定律与工程技术的庇护下,符号与算法抽象足以覆盖实际计算需求。随着人工智能、结构计算、制度计算等新计算范式的发展,计算已无法仅在符号与算法层面被正确定义,CS2.0因此从“可选视角”转变为“必要范式”。CS2.0并未否定符号抽象的必要性,而是将符号从“计算执行主体”降格为“物理与制度演化的约束接口”。计算正在从“信息中心论”转向“基于物理状态与演化的本体中心论”。
李国杰
CCF名誉理事长、会士,CCCF 前主编。中国工程院院士,中国科学院计算技术研究所研究员。
本文将发表于2026年第1期《计算》。
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