开普勒宇宙模型解析（从地球走向太空）

2019年11月15日，以“钱学森智库聚焦空间信息产业创新发展”为主题的第十九期钱学森论坛在湖南长沙举行。国际宇航科学院院士、中国航天系统科学与工程研究院院长薛惠锋在主旨报告中谈到空间信心产业发展时强调，网络空间正在经历从以地面网络为核心的互联网时代，进入到太空网络时代。当前，我们不是缺乏空间基础设施，而是基础设施太多，各自为营、融合不足;我们也不是缺乏市场需求或应用场景，而是应用形式单一、数据价值挖掘不够。他指出，网络空间是一个开放的复杂巨系统，面对当前网络空间的新发展、新特点、新趋势，必须运用体系化的方法进行顶层设计和整体布局。

以下为薛惠锋报告内容。

我们是幸运的一代，面临着科技大发展、产业大转型、社会大变革，我们正在经历千载难逢之发展机遇;我们也是焦虑的一代，面临着时代科技日新月异、技术层出不穷、名词狂轰滥炸，我们正在经历百年未有之发展焦虑。之所以感到焦虑，是因为我们对周围缺乏了解、对未来难以把握。要想穿透历史的迷雾，找准时代的脉搏，就必须在大势中把握大局，在大局中找到方向。我想，应该尝试回答三个问题：“我们到哪里去”、“我们要怎么去”、“我们靠什么去”。

“大时空”天地一体化的未来图景

从时间维度看，人类经历了从农业时代到工业时代，再到数字时代，生产资料与生产关系都经历着深刻变革。今天，随着数字经济的发展，数据、信息和知识成为了推动经济增长的关键要素。2018年，我国数字经济规模达到31.3万亿元，占GDP比重为34.8%，对GDP增长的贡献率达67.9%。随着5G的发展，每平方公里终端互联数量从上千台扩展到上百万台。未来，我们日常生活、科研生产、管理实践等海量的数据会越来越多的产生、存储、流动于网络世界，它的生命存在于网络世界之中，但却影响和塑造着我们的物理世界。网络空间形成了一个与物理空间相连接，却独立于物理空间的数据空间。

从空间维度看，人类从陆地走向海洋，从天空走向太空，正在开启星际时代的新征程。目前，全球共有1800多颗卫星在轨运行，近500名宇航员曾在太空生活、工作，人类已经把探索的触角延伸到了太阳系8大行星。未来，我们还将如何布局太空?根据之前美国国家宇宙委员会的大胆预测，人类将开发能够从任何地方出发延伸到太空的“宇宙公路”，在环绕月球的轨道上建立“月球太空港”，甚至建成保证自给自足航行几年的“宇宙巡回航母”。曾经，我们一直在地球上解决人类发展的问题;未来，我们将站在太空的高度思考人类的发展，许多原有的模式都将被颠覆。人类已经超越“全球化”，进入“世界化”，一幅“星际社会”的巨幕正在缓缓开启。

“星际社会，通信先行”。从早期的Inmarsat系统、铱星系统和TSAT计划，到近年来的Oneweb和SpaceX星座计划，再到今天的“一带一路”空间信息走廊，无不昭示着，需要以空间基础设施为枢纽，打造“跨国界、跨洲际、跨天地”的“命运共同体”。从“全球化”到“世界化”，是人类从物理世界的陆海空天，向网络世界的万物互联演进的又一次伟大征程，它将使人类在一个全新的疆域认识和改造世界，理解和提升自我。

“大融合”发展趋势下的关键布局

网络空间正在经历从以地面网络为核心的互联网时代，进入到太空网络时代。当前，我们不是缺乏空间基础设施，而是基础设施太多，各自为营、融合不足;我们也不是缺乏市场需求或应用场景，而是应用形式单一、数据价值挖掘不够。“举一纲而万目张，解一卷而众篇明”。网络空间的“纲”是什么?不论技术如何发展，我们依然绕不过去“硬件”和“软件”这两大核心。

——“星融工程”：打造网络空间的“硬实力”

“以史为鉴，可以知兴替”。回顾历史，我们能够发现，一个强国，绝不能与对手在“旧空间”没完没了地纠缠，必须在发现、涉足、牢牢占据“新空间”上一马当先。英国用“蒸汽机”开辟了海洋帝国;德国用“内燃机”开辟了制造强国;美国用“计算机”开辟了网络帝国。纵观网络空间发展，已经从以地面网络为核心的互联网时代，进入到太空网络时代。打造“天地一体化”网络已是大势所趋、人心所向。为了争夺太空优势，建立或维护太空霸权，航天大国、甚至私人航天企业，纷纷布局天基互联网，抢占天基网络资源。500年前，我们错过了大航海;50年前，我们错过了互联网;今天，我们不能再错过太空时代的新机遇，不能放弃掌握数字时代的“硬实力”。

网络空间是一个开放的复杂巨系统，面对当前网络空间的新发展、新特点、新趋势，必须运用体系化的方法进行顶层设计和整体布局。我们需要将天空地、通导遥、军民商空间资源进行统筹、规划和应用，充分发挥和释放空间基础设施综合效能，打通存量资源，融合新增资源，建设以统一平台为基础的生态体系，最终形成面向未来国家空间基础设施的具有“自主可控、天地一体、多网融合、平台生态”特征的未来空间信息“一张网”，我们称之为“星融工程”，以实现天空地、通导遥、军民商等三大统筹，满足天、空、地、海用户移动通信和网络接入需求，提供泛在互联、安全可靠的一体化网络服务，构建“共建、共享、共管、共治”的网络空间命运共同体。

——“数据工程”：打造网络空间的“软实力”

如果将网络比喻成道路，那么数据就是行驶在道路上的车辆。当前，国家间、企业间对数据资源的争夺日益激烈，国与国之间的竞争焦点也逐渐从实物财产转向数据资源。未来，只有将物理的信息数字化，分散的数据体系化，数据的价值最大化，才能具备星际社会背景下的数据“软实力”。

人类知识创新经历了从理论推理到实验验证，再到模拟择优的演化路径。未来，基于全样本数据的大数据分析将成为第四种全新的范式。大数据应用的规模巨大、场景多样、要素复杂，这就需要我们对“开放的复杂巨系统”问题进行深入研究，建立复杂巨系统的研究理论、方法与工具，这正是对钱学森提出的“开放复杂巨系统”这一基本理论的深化与发展。发展这一理论的关键是生物技术与机器技术的融合问题，也就是将人的形象思维、创造性思维与机器的逻辑思维完美结合，形成高度智能化的“人机融合”系统。

“大系统”思想引领下的时代抉择

撬动历史的，往往是敏锐而有力的思想杠杆。每一次人类社会重大飞跃的背后都离不开一场思想与文化的飞跃(如欧洲文艺复兴)，思想的启蒙推动了科学革命、技术革命、产业革命以及社会革命。

众所周知，肇始于欧洲的文艺复兴，让以越分越细为主要特征的还原论思想得以形成，不仅催生了近现代科学技术，更是在极短的时间内，引发了三次工业革命，还原论从此成为主流科学方法论。然而，发展到今天，还原论思想的局限性也在不断显露。物理学对物质结构的研究已经到了夸克层次，却无法窥探宇宙的全貌;生物学对生命的研究也到了基因层，但是仍然无法完全攻克癌症问题;随着全球化的深入，各国家、各地区间发展不均衡现象不断加剧。

为了解决这些矛盾与问题，20世纪中期以来，科学家们开始寻求用新的科学方法论来认识和改造世界。钱学森首先将西方“还原论”思想与东方“整体论”思想相结合，形成“系统论”，实现了二者的辩证统一。系统论强调从系统整体、动态等观点出发，如实地把对象视为完整的有机体和复杂系统，把定性和定量结合起来分析和处理问题。系统论既避免了“还原论”思想中“只见树木，不见森林”的矛盾;也避免了“整体论”思想中“只见森林，不见树木”的弊端。

伟人与普通人的区别往往在于：大部分人因为看见所以相信，而伟人因为相信就能看见。钱学森以超前的战略眼光判断出：系统工程是人类认识和改造客观世界的一次飞跃，系统科学不仅是21世纪的科学，还将在21世纪引起一场革命，将对现代化国家的建设产生广泛而深远的影响。他认为，人类文明的交汇已走到量变到质变的临界点，一场新的文明转型呼之欲出。中国将发挥本次文明转型的主战场作用，运用“系统论”的思想将新一轮产业革命不断向纵深推进，进而推动一场“管理革命”，实现“整个社会形态的飞跃”。

通讯作者：薛惠锋

薛惠锋简介：教授、博士生导师，系统工程与管理科学专家，国际宇航科学院院士，享受国务院政府特殊津贴专家。现任中国航天系统科学与工程研究院(中国航天科技集团有限公司第十二研究院)院长兼党委副书记。同时任内蒙古自治区政府特聘顾问，吉林省人民政府高端智库专家，西安市人民政府科技顾问;中国系统工程学会副理事长;国家大数据(贵州)综合试验区暨中国国际大数据产业博览会专家咨询委员会委员;中国航天工程科技发展战略研究院副院长，中国航天社会系统工程实验室主任，中国航天科技集团公司软件测评中心主任;《中国航天》、《Aerospace China》主编，《国防科技情报》主编;西安交通大学钱学森学院荣誉院长，西北工业大学特聘教授。先后主持完成科研和产业化项目100余项，出版著作30余部，发表学术论文500余篇。