迎接跨世紀的資訊時代
劉炯朗 校長
國立清華大學
總統、副總統、各位長官、各位女士、各位先生：
首先，我感到非常榮幸和高興能夠代表清華大學全體師生，向各位恭賀新年，敬祝各位健康、快樂、進步、如意。
今天我要報告的題目是「迎接跨世紀的資訊時代」。「資訊」就是「資料和訊息」。「資料和訊息」並不是一個新的觀念，「文字」和「數字」的發明，就是用來紀錄「資訊」的。這些紀錄，原始的時候，是畫在泥土上的，是刻在竹塊木板上的。後來「紙」和「筆墨」的發明，讓資訊的紀錄變得更方便更容易了。「印刷術」的發明，不但讓資訊的紀錄有了一個突破的進展，而且隨著交通以及後來郵政的發展，書本也成為「資訊傳遞」最重要的一個工具。（事實上，書本是「遠距教學」最初而且到現在還是非常重要的一個工具。）後來，電話、無線電、電視的發明，讓「資訊的傳遞」邁進到新的境界，資訊可以很快很快的傳遞到世界上任何一個角落。那麼，為什麼今天我們說過去的五十年加上未來的五十年是一個跨世紀的新資訊時代呢？因為自從一九五Ｏ年左右開始，「資訊的處理」、「資訊的存貯」和「資訊的傳遞」都因為「電腦」的發明而有了劃時代的進展。
從狹窄的觀點來看，資訊時代是一個科技時代，它一方面被新發展的電腦與通訊科技所推動，並且因而推動其他新科技的發展。但是從廣闊的觀點來看，資訊時代是整個社會的一個新時代，我們生活的每一個層面都直接受到資訊技術發展的影響。教育、經濟、法律、文化、藝術和娛樂，都受到新的衝擊，有了新的原動力，發展了新的方向，也引起了許多新的問題和新的思考。因此我想對
這三個子題作一個報告。
資訊技術中最重要的三環是「資訊的處理」、「資訊的存貯」和「資訊的傳遞」。
一、資訊的處理
「電腦」是一個能夠以驚人的速度來處理資料的工具。四、五十年以前的電腦每秒鐘可以操作一萬次到十萬次（例如作一萬次到十萬次的加、減、乘、除），今天的電腦每秒鐘可以操作一億次到一兆次。同時，四、五十年以前一部電腦的價格超過一億新台幣，今天同樣功能的電腦，只要幾萬元新台幣就綽綽有餘了。我們的確無法在其他的科技領域裡面找到另外一個產品，在幾十年之內，性能的改進超過一萬倍，價格的降低也超過一萬倍。有人說，假如汽車工業在過去五十年能夠有相同的進步的話，那麼現在一百元新台幣就可以買到一部汽車，而且用一公升的汽油就可以走幾千公里了。
一台「電腦」最重要的核心部分是若干個「半導體晶片」。今天在一個指尖大小的晶片上，可以有幾百萬、幾千萬個電子元件。（相對來說，古老的收音機和電視機只用到幾百個、幾千個電子元件。）把幾千萬個電子元件放置在一個小小的晶片上是需要高度精密的技術的。舉一個例來說，電子元件之間的連線，它的直徑不到一根頭髮的直徑的百分之一，這就是所謂「次微米技術」。
「半導體晶片」加上「記憶體」和「週邊設備」構成了所謂電腦的「硬體」。但是電腦的操作是由「軟體」來控制的。讓我用一個粗淺但是相當恰當的譬喻來解釋：電腦的「硬體」就像一個會武功的人，他只會兩三百個簡單、基本的招式，但是他在一秒鐘之內可以使出幾千萬，幾萬萬個招式，「軟體」就是一連串的指令，告訴他按著某一個次序使用這些招式，因此這兩三百個基本的招式，在不同的次序之下，就能夠千變萬化，應付各種不同的挑戰。（也許有人問：未來的電腦是不是會有更多、更複雜的招式呢？答案是「不是的」。未來的電腦要能夠以更高的速度來施展這些簡單、基本的招式。因為簡單的招式配合起來，就能夠變幻無窮了。）
二、資訊的存貯
「電腦」能夠以極快的速度處理大量的資料，這些資料必須有適當的存貯的地方。在電腦的內部有「記憶體」。幾十年前的記憶體，體積大，價格高，容量小。（這正是引起我們下面要講到的「千禧年蟲」的原因。）現在的記憶體，在體積、價格、容量也都有了千倍、萬倍的改進。現在一部個人電腦內部的「記憶體」，可以存貯一萬頁以上的文件，再加上配合的磁碟、光碟和伺服器，我們可以存貯在電腦裡面的資料真可以說是「恆河沙數」。舉一個例來說，我們花一百萬元新台幣可以購得一台伺服器，在這台伺服器上面可以存貯兩萬本每本五百頁的書，平均每本書只要花五十元新台幣。任何一部電腦只要透過網路連到這台伺服器上面，就可以把書本的資料抄錄下來了。再舉另外一個例來說，今天在一個大小可以放在掌心的磁碟上，我們可以把一天二十四小時所看到的東西全部錄下來。估計在十年之後，在同樣大小的一個磁碟上，可以把我們一輩子所看到的東西全部錄下來。
三、資訊的傳遞
電腦處理過的資料，伺服器裡貯藏的資料，都可以透過電腦網路從一個地方送到另一個地方。學校、機關、公司的內部都有自己的網路，這些網路再經過「網際網路」（internet）把全世界數千萬的電腦用戶連合在一起。我國在國家資訊基礎建設（NII）計畫推動之下，短短幾年內全國已經有三百萬個用戶上網了，這是非常可喜的成就。經過電腦網路來傳遞資料，不但是無遠弗屆，而且傳遞的速度亦是驚人的。全套大英百科全書，在幾分鐘之內，就可以從一個地方送到另外一個地方。不久以前美國獨立檢察官送給參議院的一份數千頁的報告放在網路上之後，全世界任何一個角落的人都馬上可以透過網路看到、抄錄下來、翻印。（我們可以想像如果利用電話一字一句的唸，用傳真機一頁一頁的傳真那都是不可能的。）我們必須指出網路傳遞資料速度雖然快，但是使用網路的人也越來越多，如果大家同時要送的資料太多，那就會引起「網路塞車」的現象了。我國在教育部、國科會和中研院共同支持之下，從去年十一月開始與美國的網際網路建立了一條高速的連線，這條連線的費用是不少的，但是對我們與美國以及全世界各地在教育和研究方面的交流，是非常有助力的。
資訊技術的應用影響到我們生活的每一個個層面，我想舉幾個例子來說明：
我們現在已經開始建立「電子圖書館」，把書本、期刊、和其他資料放在網路上。我們也已經開始建立「數位博物館」，把書畫、藝術品、以及歷史文物的影像放在網路上。讀者可以透過網路，閱讀圖書館的書籍，瀏覽博物館的典藏。「電子圖書館」和「數位博位館」不單是平面的、靜態的，除了文字圖片之外，我們可以有立體的影像、有電影、有聲音，這些資料經過高速的網路可以讓在任何一個地方的讀者使用和瀏覽。國科會最近推動的「數位博物館」計畫，正是要鼓勵這方面的發展。
電腦和網路的結合，成為極有效的遠距教學的工具。大量的課程資料可以存在伺服器裡面，學生的作業和考卷可以由電腦來批改，學生的成績可以由電腦來分析，因而對課程的進度作個別的調整。現在學生不單可以在網路上選課，甚至可以在網路上拿學位，美國已經有幾所沒有校園的「網路大學」了。「網路大學」是終身教育、回流教育、社區教育非常有效的途徑。但是回過頭來說，對十八歲到廿二歲的年青人，他們還是要到校園來和同學、老師一起過共同的學習生活。這也說明了電腦並不能夠完全取代我們這些老教授的。
透過網路，做生意、買東西的電子商業活動，現在已經在開始了。據估計到了二ｏｏ二年全球每年營業額會在三千億美元以上。經過網路交易買賣，不但迅速、方便，而且買賣雙方都有現成的電子紀錄，會計部門、收發部門、存貨控管、市場分析都全部聯成一體。有了電子商業，商店的顧客對象會大大的擴充，消費者的消費習慣會跟著改變，做廣告的方法也會跟著改變。因此，廣告的真實性，消費者權益的保障，防止商業行為的詐欺與糾紛，都成為更重要的問題。
有了網路，病人可以自己經過網路搜集與病情相同的資料。醫生可以經過網路看到一個在遠方的病人的病歷，看到他的X光照片，甚至可以透過遙控的儀器來為病人開刀。幾個在不同地方的醫生可以同時為一個病人會診，可以遙控不同的儀器同時為一個病人開刀。
資訊技術對交通的影響是非常明顯的，飛機、火車的調度，由電腦來控制，不但可以提高效率，也同時可以增進安全。街道上的紅綠燈，由電腦經過車輛流量的分析，作全盤的控制，可以使交通更順暢。公路上由電腦控制的車道，已經在研究發展之中，汽車在電腦控制的車道上行駛，不但可以增加行駛的速度，而且可以減少車輛之間的距離，因而增加車輛的流量。公路和停車場的電子收費設施，也增加了不少的方便。但是這些也引起了許多隱私權的問題，因為一個人的行蹤幾乎全部由電腦來掌控了。
我再舉一個例子：有一個人有一天公務外出，當他抵達他的旅館的時候，他收到一個百貨公司的電子郵件，上面說：「明天是您夫人的生日，我們可以代您送一份生日禮物到她明天出公差所住的旅館，我們建議她最常選擇的某個品牌的襯衫，她穿的號碼是八號，她喜愛的顏色是深紅色，全部費用可以由本公司直接在您的銀行帳號下扣除。」這個聽起來似乎是不可思議的事，事實上是絕對可能的。當我們透過電腦訂飛機票和旅館，我們的行蹤全部存在電腦的資料庫裡面。當我們在百貨公司設立帳戶、購買東西的時候，我們的消費金額、習慣和愛好，都可以由電腦作詳細的分析。因為電腦可以貯藏極大量的資料，並且可以用極快的速度來處理這些資料，在浩瀚的資料庫中，迅速確實的把與某人某事有關的資料整理出來，這就是「資料探勘」（data mining）。從這個例子，我們又可以看到在資訊時代，我們有了很多的方便，很多事都會由電腦安排得很周到，但是我們的隱私權也受到很大的損害。
電腦是一部受指令控制的機器，因此任何微小的錯誤，都會引起難以想像的龐大的後果，讓我們以最近大家都很關心的「千禧年蟲」為例。（「蟲」是資訊界的術語，是軟硬體錯誤的統稱。）我上面提過，在電腦發展的初期，電腦裡面的記憶體容量不大，因此為了節省記憶體的使用，許多人都只用公元後面的兩個數字而不用全部四個數字來表示年份，當時大家以為用65來代表1965年，用74來代表1974年，是正常和正確的。但是今年是99，明年就是00了，對許多現有的電腦硬體和軟體，到底00是1900還是2000呢？那就引起不少的困擾了。舉個例來說，1900年不是閏年，2000年是閏年，1900年一月一日是星期一，2000年一月一日是星期六，沒有正確的解釋，銀行、公司、機關、工廠的運作都會受到很大的影響。再說，當電腦用兩個年份的差額來計算時間的差距的時候，99-97=2，表示1999年與1997年之間相隔2年，但是，00-97= -97，對電腦的硬體和軟體來說，-97表示什麼呢？電腦是一部機器，當它對資料不能作正確的解釋的時候，很大的危險是它會作不合理的解釋，因而引起嚴重的後果，這就是「千禧年蟲」的來源。澳洲有一個地方的自來水廠，經由電腦控制，每天定時在自來水中放入若干消毒的化學品，當他們為千禧年測試他們的電腦系統的時候，他們發現在2000年一月一日那一天，電腦會在自來水中放入過量的消毒化學品足以讓全城的人中毒死亡。現在全球各地大家都為「千禧年蟲」對電腦的軟體和硬體作測試，這是一個非常繁浩的事情，粗糙的估計是所費當在一兆美元之譜。
當跨世紀的資訊時代已經過了五十年，當資訊科技已經有了充分的成熟與成長的今天，面對即將來臨的新世紀，我們應該有怎樣的方向與政策呢？
過去五十年來，資訊科技的發展，可以說是人類文明史上的一個大突破。蒸汽機的發明，讓機器的力量代替人力，因而帶來了空前的「工業革命」。電腦的發明，讓機器的力量幫助（但是並不能代替）人類思考，很明顯的，它的影響是非常深遠的。今天的資訊時代是一個多采多姿，充滿了機會，充滿了挑戰的時代。我們必須把握機會，面對挑戰，建立一個有秩序、有效率、和平安詳的社會，讓大家過更舒適，更健康和更充實的生活。
我感到非常榮幸能夠有機會向各位作一個簡短的報告，還要請各位多多指教，謝謝。