本文是劉鋒博士2019年受邀在《科學(xué)大眾》為中學(xué)生撰寫的科普文章，詳細闡述了互聯(lián)網(wǎng)如何在過去50年里發(fā)生了怎樣的巨大變化，并深刻影響著人類社會和科技未來。

(《科學(xué)大眾》 創(chuàng)刊于1937年，是中國最早創(chuàng)辦的科普期刊。創(chuàng)刊以來為《科學(xué)大眾》撰稿的有 竺可楨 、 錢學(xué)森 、 李四光 、 華羅庚、美國科學(xué)院院長布魯斯·阿爾伯茨 、 楊振寧 、 李政道、 周光召 、 宋健 、 朱光亞 等80多位院士)

21世紀以來，眼花繚亂的前沿科技概念噴薄而出，從web2.0、社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)到云機器人、深度學(xué)習(xí)、邊緣計算……當科技發(fā)展的列車駛?cè)?1世紀第二個十年，一個在兩千年前就已被關(guān)注的名詞——“大腦”，突然在前沿科技領(lǐng)域爆發(fā)。

除了人工智能領(lǐng)域與腦結(jié)合形成“類腦計算”，在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，2012年谷歌將自己的人工智能系統(tǒng)命名為谷歌大腦，2014年科大訊飛提出訊飛超腦，2015年百度提出百度大腦，2017年阿里提出ET大腦，2018年，滴滴提出交通大腦，浪潮提出企業(yè)大腦，360提出安全大腦，騰訊提出超級大腦，華為提出EI智能體。除此之外，城市大腦、城市云腦、工業(yè)大腦、農(nóng)業(yè)大腦、航空大腦..不斷涌現(xiàn)，一個值得追問的問題是“是什么原因?qū)е隆竽X’的爆發(fā)？”

時間不知不覺進入到2019年，這是一個注定將不平凡的一年，諸多到來的紀念活動中，一個重要的不容忽視的事件，就是50年前互聯(lián)網(wǎng)的誕生。它的成長歷程也許正包含了上面問題的答案。

從互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)狀模型到大腦模型

為了防止通訊系統(tǒng)在核戰(zhàn)爭中被徹底摧毀，1969年，美國國防部研究計劃署開始構(gòu)建阿帕網(wǎng)，首先用于軍事連接，后將美國4個研究機構(gòu)的4臺計算機連接起來。以此為起點，互聯(lián)網(wǎng)的成長之路就此開始?？赡苓B它的創(chuàng)造者也沒有想到，在短短的50年中，互聯(lián)網(wǎng)已成為對人類社會影響最為深刻的技術(shù)，無論從互聯(lián)網(wǎng)的起源還是名字看，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一直是互聯(lián)網(wǎng)留給人類最突出的印象，即使是在其學(xué)術(shù)定義中，也是這樣描述的，“互聯(lián)網(wǎng)是指將世界范圍計算機網(wǎng)絡(luò)互相聯(lián)接在一起的網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)”。

應(yīng)該說世界互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，特別是中國互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，給予我們觀察互聯(lián)網(wǎng)發(fā)生重大變化的機會。某種角度上，中國互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用創(chuàng)新和競爭烈度遠遠超過了歐洲、日本等地區(qū)和國家，甚至在某些方面也超過了互聯(lián)網(wǎng)第一大國美國。譬如從1999年，騰訊通過QQ開始社交網(wǎng)絡(luò)的擴張，到2004年用戶量已經(jīng)超過500萬人口。這一年美國的臉書（Facebook）誕生，10年后它們都發(fā)展成為用戶超10億的互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司。除此之外，在過去20年中國互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的一次次風口中，如電子商務(wù)、智能手機、網(wǎng)絡(luò)游戲、團購、P2P信貸、網(wǎng)絡(luò)直播、共享經(jīng)濟、知識付費等領(lǐng)域，無一不呈現(xiàn)出競爭白熱化、高峰期企業(yè)數(shù)量眾多但存活率低的現(xiàn)象。中國企業(yè)數(shù)量往往超過美國巔峰期同類型企業(yè)數(shù)量的10倍甚至數(shù)十倍。

激烈的競爭和技術(shù)的快速應(yīng)用，使得我們不斷受到互聯(lián)網(wǎng)新現(xiàn)象的沖擊。譬如騰訊、阿里巴巴等社交網(wǎng)絡(luò)帶給我們類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的啟發(fā)，傳感器網(wǎng)絡(luò)在水利部門的應(yīng)用產(chǎn)生的類軀體感覺神經(jīng)啟發(fā)，遠程視頻在旅游行業(yè)的創(chuàng)新性應(yīng)用產(chǎn)生的類視覺神經(jīng)啟發(fā)，我們在2008年開始意識到，互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)明顯已經(jīng)超過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的框架，越來越多的跡象表明，互聯(lián)網(wǎng)正在向與人類大腦高度相似的結(jié)構(gòu)進化。從2008年到2018年，共形成了5個版本的互聯(lián)網(wǎng)大腦模型圖，最后一個版本的模型是這樣:

從原子太陽系模型到互聯(lián)網(wǎng)大腦模型

這幅圖不是描述互聯(lián)網(wǎng)在1969年誕生時的架構(gòu)，而是根據(jù)科技的進展對互聯(lián)網(wǎng)50年甚至是100年后成熟結(jié)構(gòu)的推論。用類比的方式研究一個新的事物，并不是科學(xué)研究上的第一次，一個有趣的現(xiàn)象是，上個世紀最重要的物理結(jié)構(gòu)——原子，科學(xué)家們正是通過不斷的類比，從葡萄干蛋糕模型到土星模型，從太陽系模型到電子云模型。最終找到原子的關(guān)鍵核心——原子核與電子的關(guān)系。

原子和太陽系屬于自然物理系統(tǒng)，而互聯(lián)網(wǎng)和大腦都是與生命相關(guān)的系統(tǒng)。這種特征也導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型在構(gòu)建和研究上要比原子結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，這是因為作為物理現(xiàn)象，原子和太陽在結(jié)構(gòu)上和運行規(guī)律上相對穩(wěn)定，而互聯(lián)網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上卻一直處于高速變化之中。與之對比的大腦結(jié)構(gòu)雖然變化緩慢，但其內(nèi)部很多深層次機理依然還不明確。

雖然面臨著這些困難，但大腦與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征因為其互補性，又為我們提供了一條曲折但巧妙的探索通道。從神經(jīng)學(xué)角度看，大腦的結(jié)構(gòu)已基本穩(wěn)定，雖然體積小，活體實驗困難，但經(jīng)過近千年的研究，宏觀和微觀結(jié)構(gòu)已基本清晰，只是在大腦如何形成意識、智能、情感的原因和對應(yīng)結(jié)構(gòu)上尚不明確。而互聯(lián)網(wǎng)的特征是高速發(fā)展，變動快，但體積龐大，宏觀和微觀觀察相對容易。

在研究中，由于互聯(lián)網(wǎng)大腦模型暫時還不涉及到意識、智能、情感等問題，因此在對比研究互聯(lián)網(wǎng)大腦模型時，這個領(lǐng)域恰好可以很好地規(guī)避掉。我們可以首先選取大腦中那些相對重要、穩(wěn)定和基礎(chǔ)的功能和結(jié)構(gòu)，作為一種靶向架構(gòu)，觀察互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是否能夠與之吻合。這種吻合度越高，互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的健壯性就越強。下面我們就從互聯(lián)網(wǎng)在過去50年的發(fā)展歷程中去探索這種吻合度，以及尋找2018年“大腦“”爆發(fā)背后的真正原因。

互聯(lián)網(wǎng)大腦的50年發(fā)育史和2018年“大腦爆發(fā)的原因”

互聯(lián)網(wǎng)在1969年誕生，此后50年時間里，互聯(lián)網(wǎng)逐步從遍布世界的網(wǎng)絡(luò)模型發(fā)育成人類智能與機器智能結(jié)合的大腦模型。下面我們就從互聯(lián)網(wǎng)誕生開始介紹，并一直延續(xù)到2019年學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界“大腦”爆發(fā)的階段，詳細闡述互聯(lián)網(wǎng)大腦的發(fā)育歷程與未來趨勢。并由此介紹包括萬維網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)4.0，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云機器人、3D打印、虛擬現(xiàn)實、人工智能、智能駕駛、邊緣計算、區(qū)塊鏈、類腦智能巨系統(tǒng)等前沿科技概念的本質(zhì)和相互關(guān)系。

1969年11月21日，科學(xué)家和軍事專家們匯集在加州大學(xué)洛杉機分校，觀看一臺計算機與斯坦福大學(xué)的另一臺計算機進行數(shù)據(jù)傳輸試驗，試驗最終獲得成功。同年底，研究人員又成功地將4個結(jié)點聯(lián)網(wǎng)，這就是互聯(lián)網(wǎng)的起點。

1974年，美國科學(xué)家文頓·瑟夫和羅伯特·卡恩共同開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)——TCP/IP協(xié)議正式出臺。這個協(xié)議為每一臺運行在互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備制定了訪問地址，同時為不同的計算機，甚至不同類型的網(wǎng)絡(luò)間傳送信息包制定了統(tǒng)一的標準。所有連接在網(wǎng)絡(luò)上的計算機，只要各自遵照這兩個協(xié)議，都能夠進行通訊和交互。

1990年，歐洲核物理實驗室的伯納斯·李發(fā)明了萬維網(wǎng)，通過超鏈接和超文本統(tǒng)一了互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的顯示格式，從此讓互聯(lián)網(wǎng)變成一個可以讓人類自由遨游的知識海洋。同時萬維網(wǎng)分為Web客戶端和服務(wù)器，這種結(jié)構(gòu)也常被稱為互聯(lián)網(wǎng)的B/S架構(gòu)。它也是目前互聯(lián)網(wǎng)最主要的技術(shù)框架，包括谷歌、臉書、騰訊、阿里巴巴、亞馬遜等企業(yè)都采用了它，到21世紀，B/S逐步演變成云計算，成為互聯(lián)網(wǎng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的核心。

1999年，騰訊在互聯(lián)網(wǎng)上推出QQ，2011年1月21日推出微信，到2018年，微信和QQ的社交網(wǎng)絡(luò)用戶量超過10億。2014年，美國社交網(wǎng)站臉書誕生，2018年，臉書活躍用戶超過20億。社交網(wǎng)絡(luò)后來與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，形成大社交網(wǎng)絡(luò)（BIG SNS）的雛形，某種意義上承擔了互聯(lián)網(wǎng)大腦模型中的神經(jīng)元和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的角色，它的發(fā)育對與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有著特別重大的意義。

2006年3月，亞馬遜推出彈性計算云服務(wù)。2006年8月9日，谷歌首席執(zhí)行官埃里克·施密特在搜索引擎大會首次提出“云計算”的概念。云計算的爆發(fā)本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的快速發(fā)展。

2008年，以蘋果智能手機、3G蜂窩技術(shù)為代表的通訊技術(shù)快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)纖維的發(fā)育進入快車道，此后，包括光纖技術(shù)、衛(wèi)星通訊、4G、5G，以及物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)LoRa、NB-IoT不斷涌現(xiàn)并促進互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)纖維的發(fā)育。

2009年，伴隨IBM智慧地球在世界范圍的推廣，物聯(lián)網(wǎng)成為科技領(lǐng)域新熱點。到2017年，全球傳感器安裝數(shù)量高達285億個，到2020年全球物聯(lián)網(wǎng)安裝設(shè)備預(yù)估會增加到500億個。迅猛發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)，為互聯(lián)網(wǎng)的軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2012年，在工業(yè)領(lǐng)域，通用電氣公司創(chuàng)造了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念，德國政府于2013年推出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，中國政府也在2015年實施了制造強國戰(zhàn)略第一個十年行動綱領(lǐng)“中國制造2025”，由此智能駕駛、云機器人、智能制造、3D打印、無人機迅猛發(fā)展，代表著互聯(lián)網(wǎng)運動神經(jīng)系統(tǒng)的爆發(fā)。由于運動神經(jīng)可以幫助智能體對物理世界進行影響和改造，因此互聯(lián)網(wǎng)對世界的影響更為強烈和深遠，涉及的安全問題也更為嚴重。

2013年，伴隨著社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越來越大，根據(jù)監(jiān)測，2017年全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)總量為21.6ZB（1個ZB等于十萬億億字節(jié)），目前全球數(shù)據(jù)的增長速度在每年40%左右，預(yù)計到2020年全球的數(shù)據(jù)總量將達到40ZB。大數(shù)據(jù)的興起，是互聯(lián)網(wǎng)在過去50年運轉(zhuǎn)過程中積累下來的財富，也為人工智能技術(shù)的介入奠定了基礎(chǔ)，這一年被產(chǎn)業(yè)界稱為“大數(shù)據(jù)元年”

2015年，隨著互聯(lián)網(wǎng)大腦模型各神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育成熟，特別是大數(shù)據(jù)的不斷增長和涌現(xiàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)以更高智能水平運轉(zhuǎn)的需求就提到議事日程。從2015年開始，人工智能逐漸成為科技領(lǐng)域最熱門的概念，人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合使得沉默近20年的人工智能技術(shù)終于迎來新的春天。包括與聽覺系統(tǒng)結(jié)合產(chǎn)生的科大訊飛、云知聲，與視覺系統(tǒng)結(jié)合產(chǎn)生的商湯科技、云從科技，與運動系統(tǒng)結(jié)合產(chǎn)生的智能汽車、智能制造、與傳感器終端結(jié)合產(chǎn)生的邊緣計算，驅(qū)動各神經(jīng)系統(tǒng)聯(lián)合運轉(zhuǎn)形成云反射弧。

2018年，當互聯(lián)網(wǎng)大腦各神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育成熟后，互聯(lián)網(wǎng)的巨頭公司不斷將自己的核心業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)的類腦架構(gòu)結(jié)合，這樣就爆發(fā)式地產(chǎn)生了阿里ET大腦、騰訊超級大腦、滴滴交通大腦、360安全大腦、華為EI智能體，包括之前誕生的谷歌大腦、百度大腦、訊飛超腦，幾乎所有的互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司都推出了“大腦”系統(tǒng)；另一方面互聯(lián)網(wǎng)大腦模型不斷與智慧城市建設(shè)、行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合，于是城市大腦、工業(yè)大腦、農(nóng)業(yè)大腦、航空大腦不斷涌現(xiàn)。智慧社會也將在這些“大腦”系統(tǒng)的成熟和融合下形成。

50年的輪回與互聯(lián)網(wǎng)的未來

在互聯(lián)網(wǎng)多年來的喧囂中，涌現(xiàn)過無數(shù)令人眼花繚亂的科技概念和技術(shù)，無數(shù)次人們提出互聯(lián)網(wǎng)已死，但當它50歲的誕辰來臨時，人們會發(fā)現(xiàn)，那個默默躲藏在后面的不斷壯大的巨系統(tǒng)，才是所有前沿技術(shù)的母體和歸宿。只是與1969年誕生時相比，它已經(jīng)從一張“巨網(wǎng)”變成一個“大腦"。

可以預(yù)見，互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)的形成將對人類的未來產(chǎn)生重要影響，除了城市大腦、行業(yè)大腦、智慧社會的形成與此有關(guān)，包括腦科學(xué)、進化論、人工智能以及科技哲學(xué)都將受到這一架構(gòu)的影響。

相對于人類知天命的歲數(shù)，50歲對于互聯(lián)網(wǎng)來說，還僅僅是幼年時期，在未來的100、1 000年里，這個人類智慧的集體結(jié)晶將突破國家和行業(yè)的壁壘，向著一個與大腦更為吻合的架構(gòu)進化，也將突破地球和太陽系的邊界，將自己的神經(jīng)系統(tǒng)向宇宙深處蔓延……

作者：計算機博士，互聯(lián)網(wǎng)進化論作者 劉鋒 發(fā)表與2019年Z1期《科學(xué)大眾》中學(xué)生版

未來智能實驗室是人工智能學(xué)家與科學(xué)院相關(guān)機構(gòu)聯(lián)合成立的人工智能，互聯(lián)網(wǎng)和腦科學(xué)交叉研究機構(gòu)。

未來智能實驗室的主要工作包括：建立AI智能系統(tǒng)智商評測體系，開展世界人工智能智商評測；開展互聯(lián)網(wǎng)（城市）云腦研究計劃，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)（城市）云腦技術(shù)和企業(yè)圖譜，為提升企業(yè)，行業(yè)與城市的智能水平服務(wù)。