三位奠基人
三个发展阶段
从1946年第一台电子计算机发明算起，数字技术经历了计算机、互联网和新一代信息技术三个阶段。
1 / 计算机阶段（1946年-1970年代）
“二战”中，同盟国为满足快速计算需要，在艾伦·图灵和冯·诺依曼的指导下研发电子计算机。 1943年，英国发明了第一台可编程的电子计算机——巨人计算机 （Colossus Computer） ，以破译德军密码； 同年，美国为完成火炮弹道运算，开始研制可编程的通用计算机ENIAC。 1946年2月14日，该机器在宾夕法尼亚大学宣布诞生，标志着数字时代的来临。
从1946年电子计算机的发明到上世纪70年代，是数字技术发展的第一阶段，主要由计算机驱动，贝尔实验室、施乐帕克研究中心、IBM、仙童半导体公司、德州仪器、英特尔、通用电气是当时无可争议的风云公司。 计算机阶段大体有四个子阶段。
第一代电子计算机以真空电子管为主要电路元件，又称为“真空管计算机”。 其体积庞大，耗电量大，易发热，因而工作时间不能太长。
1947年，贝尔实验室发明了晶体管，它被誉为“20世纪最伟大的发明”。 1953年11月，英国曼彻斯特大学的实验型“晶体管电脑”启用，它通常被认为是世界上第一台投入运作的晶体管计算机。 从50年代中后期开始，晶体管取代真空管成为计算机的核心器件，这就是第二代计算机——晶体管计算机。
1958年，仙童公司和德州仪器公司分别发明了集成电路 （IC） 。 1964年，IBM360系统研制成功，它以中小规模 集成电路 构成计算机的主要功能部件，标志着第三代计算机登上历史舞台。 有学者进一步把70年代采用大规模和超大规模集成电路的计算机看作第四代计算机。
微处理器是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。 1971年11月15日，第一台微处理器——Intel 4004问世，开创了微型计算机的新时代。 人们对谁是第一台现代个人电脑 （PC） 尚存争议，较多人认为是1973年的施乐奥托 （Alto） ，或1975年的 Altair 8800。 1976年的Apple I、1981年的IBM5150也是较早的产品，它们为两家公司在PC市场上的成功奠定了基础。
2 / 互联网阶段（1969年-2015年）
计算机是“二战”的产物，互联网则是冷战的产物。 1969年10月29日，美国国防部高级研究计划局 （ARPA） 组建的阿帕网 （ARPANET） 第一期工程投入使用，它连接了 加州大学洛杉矶分校 （UCLA） 、斯坦福研究院、加州大学圣巴巴拉分校和犹他大学四个节点。 阿帕网的诞生，标志着数字技术进入以互联网为主的发展阶段。
阿帕网早期采用的是 网络控制协议 （NCP） 。 该协议只能用于同构环境，难以满足越来越多计算机网络接入需求。 因此，高级研究计划局信息处理技术办公室 （IPTO） 的罗伯特·卡恩 （Robert Kahn） 和斯坦福大学的温特·瑟夫 （Vint Cerf） 开始研究下一代通信协议。
1973年，两人开发了传输控制协议 （TCP） ； 1974年，两人联合发表题为《关于分组交换的网络通信协议》的论文，正式提出TCP/IP协议。 1983年1月1日，高级研究计划局决定淘汰NCP协议，TCP/IP取而代之。 从此，阿帕网迅速成长为一个全球互连的网络。 1983年1月1日也被很多人认为是互联网的官方生日，罗伯特·卡恩和温特·瑟夫也被誉为“互联网之父”。 值得一提的是，温特·瑟夫是术语“Internet”的提出者，他在1974年论文“Specification of Internet Transmission Control Program”中首次书面使用了“Internet”。
1989年3月，欧洲核子研究中心 （CERN） 的英国工程师蒂姆·伯纳斯-李 （Tim Berners-Lee） 提交了《信息管理： 建议书》 （Information Management: A Proposal） 。 这是一份关于万维网（WWW）的项目开发计划，标志着互联网进入万维网时代。 1991年，全球第一个网站诞生，网址为 http://info.cern.ch 。 蒂姆因此被称为“互联网之父”。
1993年4月30日，CERN宣布万维网对所有人免费开放，万维网迅速普及。 同年，美国提出信息高速公路战略。 次年4月20日，我国全功能接入国际互联网。 互联网浪潮席卷全球，数字化生存渐行渐近。
3 / 新一代信息技术阶段（2016年至今）
李国杰院士指出 （人民日报，2016） ： “上世纪90年代发明万维网以后，信息领域虽然不断冒出新的热词，但一直没有出现称得上基本创新的重大发明。 ”与前两个阶段是由重大发明创造引领不同，新一代信息技术阶段是以集成应用为主，是数字技术加速与经济社会全方位深度融合的阶段。 “新一代信息技术”是在《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》 （国发〔2010〕32号） 中 首先提出，但我们很难准确划分这一阶段的开始时间。
从整个数字技术发展史来看，把2016年作为迈入新一代信息技术阶段的时间较具标志意义——2016年是计算机发明70周年、人工智能提出60周年、光纤通信提出50周年、微处理器发明45周年、量子计算机提出35周年、电子商务提出20周年、云计算提出10周年。 2016年，我国印发《国家信息化发展战略纲要》； 成功举办G20杭州峰会，大会发布了全球第一个由多国领导人共同签署的数字经济文件——《二十国集团数字经济发展与合作倡议》。 一个计算无处不在、软件定义一切、网络包容万物、连接随手可及、宽带永无止境、智慧点亮未来 （邬贺铨，2017） 的时代已经来临，数字革命进入了融合深化的新时代，人类站到换代发展的新起点。
五大基本定律
数字技术的典型特征是指数增长。 在计算 （Compute） 、带宽 （Bandwidth） 、网络 （Network） 、数据 （Data） 和能耗 （Energy） 等方面分别有摩尔定律、吉尔德定律、梅特卡夫定律、“大数据定律”和库梅定律。 这是数字技术的五个基本定律，我们可将之合称为“CBNDE定律”。 如下表所示。
摩尔定律是数字时代的核心准则，是计算机第一定律。 1965年4月19日， 仙童半导体公司 工程师戈登·摩尔在《电子学》杂志上发表名为《让集成电路填满更多元件》的文章。 文中预言“在最小成本的前提下，集成电路所含有的元件数量大约每年便能增加一倍” （The complexity for minimum component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year) 。 其后，“每年翻一番”的论断先后被修正为“每两年翻一番”“每18个月翻一番”，从而有了今天常见的表述——“集成电路上晶体管数量每18个月翻一番。 ”
摩尔定律提出50多年来，时不时有人做出“摩尔定律已死”的论断，但其后发生的事实一再证明它依然有效。 摩尔本人也犯了过于保守的错误——最初预测它可以持续10年时间。 至今，摩尔定律仍然充满活力，它被历史学家称为“现代世界的节拍器”。
乔治·吉尔德被誉为“数字时代三大思想家之一”，曾师从美国前国务卿基辛格。 他认为，带宽的增长速度至少是计算机的三倍。 即“主干网的带宽每6个月增长一倍”，这被称为吉尔德定律 (Gilder’s Law) 。
梅特卡夫定律(Metcalfe’s law)也是由 乔治·吉尔德 提出，但以以太网之父 罗伯特·梅特卡夫 命名。 其内容是： 一个网络的价值等于该网络内 节点 数的平方。
“全球数据量每两年翻一番”，这是业界公认和流行的说法，例如： IDC （2011） 、enFact （2016） 、Brian Gallagher （2020） 。 该指数增长规律尚未命名，我们姑且称之为“大数据定律”。
数据大爆炸，给人们的直观感受是计算机耗电量必随之大幅增加。 而研究表明，数据中心耗电量并不会和数据规模同步增长，效率的提高使能耗占比几乎保持不变。 斯坦福大学乔纳森·库梅教授提出了著名的库梅定律 （Koomey’s Law） ： 计算机的能源效率大约每18个月翻一番，即计算设备的耗电量每18个月就会下降一半。
与牛顿运动定律、 E=MC2 、宇称不守恒等客观存在、不以人的意志为转移的物理学定律不同，CBNDE实际上是经验法则或者预言，描述的是计算机科学家和工程师的工作，是人们付出努力所带来的持续进步。
十项重大发明
通过对数字技术的相关论述，我们认为最重要的10项技术发明是电子计算机、晶体管、集成电路、微处理器、Unix操作系统和C语言、光纤通信、阿帕网、TCP/IP协议、万维网和人工智能。 如下表所示。 需要说明的是，严格来说人工智能不是一项发明，而是一种方法或者技术领域。 自提出60多年来，众多科学家不断推动人工智能技术进步，例如： 马文·明斯基、约翰·麦卡锡、艾伦·纽厄尔、赫伯特·西蒙、犹大·伯尔、约舒亚·本希奥等。
表 数字技术领域的十项重大技术发明 来源： 腾讯研究院，2021年11月。
技术的变革和演进是复杂的。 经济史学家Thomson指出 （1984） ： “技术变革就像上帝。 人们对它讨论颇多，有人顶礼膜拜，有人拒绝抵制，却没有多少人理解。 ”也许当下正酝酿着某项伟大的发明，或者它已经出现，只是尚未产生革命性的影响。 “离得越远，看得越清。 ”随着时间远去，相信人们会有更准确的判断。
