受访者|赵薇

采访人|吴

2013年，德国在工业4.0的实施方案中，将CPS(网络物理系统)作为工业4.0的核心技术，并以此为基础做出了一系列战略部署。

2006年，美国国家科学基金会(NSF)提出了CPS的概念，投入资金并开始了相应的科研项目。CPS深度融合了传感器、嵌入式计算、云计算、网络通信、软件等技术，实现了计算、通信、物理系统的一体化，可以使系统更加可靠、高效、实时、协同，具有重要而广泛的应用前景。尤其是在工业领域，未来的信息化应用场景与CPS技术思路有着高度的契合。因此，CPS被认为是实现德国工业4.0、美国工业互联网或“中国制造2025”的关键技术。

那么CPS是怎么诞生的呢？如何培养相关技术人才？就此，CSDN (ID: CSDN新闻)采访了沙迦美国大学科研副校长、澳门大学第八任校长乔春明和美国国家科学基金会计算机与网络系统部前主任赵薇，了解CPS的前世。

定义新的规程CPS

2005年1月至2007年1月，赵薇担任美国国家科学基金会计算机与网络系统处处长。在他的带领下，计算机与网络系统事业部于2006年率先提出了CPS的概念，并投入资金，开始了相应的科研项目。

谈及CPS概念产生的背景，赵薇介绍，当时他所在的分会发现，不仅是美国的制造业，全世界的制造业都呈现出一个趋势:越来越多的机械和电子、机械和计算机结合在一起。

据当时一家美国汽车公司的总裁称，当客户在2006年购买一辆汽车时，超过50%的成本是在软件和电子设备上，而不是轮胎发动机上。大多数人认为，在汽车上花更多的钱是为了买更好的轮胎、发动机和刹车。其实主要钱花在控制系统上。

那么如何用电脑控制汽车呢？这就要求学术界不仅要在科研中设计出这样的系统，还要将车轮、刹车和控制部分有效地结合起来。要培养懂机械、动力、物理、控制、计算机等综合知识的人才，这是CPS发展的初衷。

2006年7月，由赵薇主持召开了第一次预备会议，以凝聚共识，准备启动这一关键技术领域的研发。2006年10月，美国国家科学基金会召开了首次公开会议，与政界、工业界和学术界共同规划这一新领域的愿景和方向。

不久，当年11月，由赵薇领导的美国国家科学基金会计算机与网络系统分部公开正式宣布CPS成为计算机系统研究领域的一部分，并开始投入资金，收集项目申请，启动CPS相关研究项目。NSF的倡议得到了政界、产业界和学术界的积极响应。2007年，CPS被极具权威性的美国总统科技顾问委员会确认为国家科研战略的第一优先。此后，一些政府(包括中国和美国)在这一关键领域投入巨资进行研发，至今已有十余年。

“CPS将成为理工学院的基础课程”[S2/]

2016年，美国国家科学院、工程院和医学院联合发布了美国21世纪CPS教育报告。报告指出，CPS是一门新兴学科，并提供了CPS学士学位和硕士学位的课程规划，以及土木工程、机械工程、电气工程、计算机科学等专业的课程改革方案。

为什么美国大学如此重视CPS人才培养？赵薇举例说，20年前，机械工程、电子工程、原子能工程等专业的学生，会学习一门课程——工程制图。在设计房子、电视机或火箭之前，工程师必须先画图，从过去用尺子画到未来用电脑画。

现在这门课已经不是必修的基础课了，所以赵薇认为CPS应该取代工程制图，因为不管是机械/电子/原子能工程的学生，只要是工程系统，都不可避免的需要了解计算机和系统控制的知识。

可能学生侧重于一些知识。比如软件工程的学生可能更喜欢软件，但是软件主要控制机器，所以要求学生了解机器。机械工程的同学可能会说，我对计算机不感兴趣，但是机器是由计算机控制的，他也需要知道这个程序是如何控制的。

因此，赵薇认为CPS将成为工科院校的基础课程，就像20年前的机械制图课程一样。这也是他建议高校在培养人才的时候要注重基础知识的培养。

因为在设计房子的时候，一个工程师可能想要更多的创新，省钱，丰满，舒适。这里面有很多技巧，但是技巧之后，他一定需要基础知识。

无论在CPS技术的应用上，从学校培训到交付给企业都存在断层现象。赵薇说，如果把基础知识学好，即使世界在不断变化，学生也能站起来。否则，今天的系统教给学生，他的老板却要他建立明天的系统，这就产生了断层。

CPS未来的研究方向

谈及CPS的应用发展方向，赵薇认为，利用计算机感知和控制物理将广泛应用于自动驾驶和老年人监护。

我相信CPS在赵薇有很大的机会。也许将来会有一个新的搜索引擎叫做“物理空间的谷歌(GOPS)”。

什么是“GOPS”？现在的谷歌搜索引擎，当你输入“赵薇”这个词，可以找到“赵薇”的文字信息，但是物理空中“赵薇”的行为却找不到，比如你想看“赵薇”在喝什么？搜索引擎无法回答。所以他相信未来随着CPS技术的发展，也许会出现一个“物理空间的谷歌”，可以找到物理空之间的行为。随着人工智能、云计算、大数据和5G的发展，赵薇认为这些技术将促进CPS的发展。同时，他提醒开发者:“这些技术都是过客。"

开发者并不认为一项新技术即将到来。学了以后可以用一辈子。“关注基础，关注愿景，不要只看今天的技术。也许今天的技术明天就会过时。”赵薇说。

“科学界不能消灭我，我也不能放弃对科学的追求”[S2/]

国内程序员圈有句话叫“35岁被淘汰”，但做了40年研究和教育的赵薇却有不同的想法。赵薇说，如果你是码农，可能35岁就被淘汰了。

那么开发者该如何改变这种情况呢？

以赵薇为例。1986年，赵薇博士毕业了。当时懂C和Unix的学生去企业工作可以拿到5万美元的工资，而去大学当教授的只能拿到4万美元的工资。但是如果这个人一直只知道C和Unix，那么这个人到1995年就会被淘汰，所以赵薇说，35年的淘汰论在今天已经不新鲜了。

事实是，计算机领域真的发展很快，任何只懂当今工具的开发者都将面临淘汰。但是作为一个开发者和探索者，你不能只看现在的谋生工具，还要看有什么工具和理论可以帮助你一辈子，然后你的职业生涯要跟着科技的发展。

但如果你是一个思想家和科学家，就没有所谓的淘汰。“科研不能淘汰我，我不能放弃对科学的追求。我想了解世界，我想在科学中探索，这是我的天性。这和徒步吃饭是一样的。我可能做不好。我可能探索不成功，但你不能阻止我探索。探索是无止境的，没有人能阻止你。”赵薇终于留下了这句话，结束了他的采访。