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

(《科學大眾》 創刊于1937年，是中國最早創辦的科普期刊。創刊以來為《科學大眾》撰稿的有 竺可楨 、 錢學森 、 李四光 、 華羅庚、美國科學院院長布魯斯·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、社交網絡、物聯網、移動互聯網、大數據、工業4.0、工業互聯網到云機器人、深度學習、邊緣計算……當科技發展的列車駛入21世紀第二個十年，一個在兩千年前就已被關注的名詞——“大腦”，突然在前沿科技領域爆發。

除了人工智能領域與腦結合形成“類腦計算”，在產業領域，2012年谷歌將自己的人工智能系統命名為谷歌大腦，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、工業大腦、農業大腦、航空大腦..不斷涌現，一個值得追問的問題是“是什么原因導致‘大腦’的爆發？”

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年前互聯網的誕生。它的成長歷程也許正包含了上面問題的答案。

從互聯網網狀模型到大腦模型

為了防止通訊系統在核戰爭中被徹底摧毀，1969年，美國國防部研究計劃署開始構建阿帕網，首先用于軍事連接，后將美國4個研究機構的4臺計算機連接起來。以此為起點，互聯網的成長之路就此開始。可能連它的創造者也沒有想到，在短短的50年中，互聯網已成為對人類社會影響最為深刻的技術，無論從互聯網的起源還是名字看，網狀結構一直是互聯網留給人類最突出的印象，即使是在其學術定義中，也是這樣描述的，“互聯網是指將世界范圍計算機網絡互相聯接在一起的網際網絡”。

應該說世界互聯網的快速發展，特別是中國互聯網的快速發展，給予我們觀察互聯網發生重大變化的機會。某種角度上，中國互聯網的應用創新和競爭烈度遠遠超過了歐洲、日本等地區和國家，甚至在某些方面也超過了互聯網第一大國美國。譬如從1999年，騰訊通過QQ開始社交網絡的擴張，到2004年用戶量已經超過500萬人口。這一年美國的臉書（Facebook）誕生，10年后它們都發展成為用戶超10億的互聯網巨頭公司。除此之外，在過去20年中國互聯網行業的一次次風口中，如電子商務、智能手機、網絡游戲、團購、P2P信貸、網絡直播、共享經濟、知識付費等領域，無一不呈現出競爭白熱化、高峰期企業數量眾多但存活率低的現象。中國企業數量往往超過美國巔峰期同類型企業數量的10倍甚至數十倍。

激烈的競爭和技術的快速應用，使得我們不斷受到互聯網新現象的沖擊。譬如騰訊、阿里巴巴等社交網絡帶給我們類腦神經元網絡的啟發，傳感器網絡在水利部門的應用產生的類軀體感覺神經啟發，遠程視頻在旅游行業的創新性應用產生的類視覺神經啟發，我們在2008年開始意識到，互聯網的結構明顯已經超過網狀結構的框架，越來越多的跡象表明，互聯網正在向與人類大腦高度相似的結構進化。從2008年到2018年，共形成了5個版本的互聯網大腦模型圖，最后一個版本的模型是這樣:

從原子太陽系模型到互聯網大腦模型

這幅圖不是描述互聯網在1969年誕生時的架構，而是根據科技的進展對互聯網50年甚至是100年后成熟結構的推論。用類比的方式研究一個新的事物，并不是科學研究上的第一次，一個有趣的現象是，上個世紀最重要的物理結構——原子，科學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。最終找到原子的關鍵核心——原子核與電子的關系。

原子和太陽系屬于自然物理系統，而互聯網和大腦都是與生命相關的系統。這種特征也導致互聯網的大腦模型在構建和研究上要比原子結構復雜得多，這是因為作為物理現象，原子和太陽在結構上和運行規律上相對穩定，而互聯網在結構上卻一直處于高速變化之中。與之對比的大腦結構雖然變化緩慢，但其內部很多深層次機理依然還不明確。

雖然面臨著這些困難，但大腦與互聯網的結構特征因為其互補性，又為我們提供了一條曲折但巧妙的探索通道。從神經學角度看，大腦的結構已基本穩定，雖然體積小，活體實驗困難，但經過近千年的研究，宏觀和微觀結構已基本清晰，只是在大腦如何形成意識、智能、情感的原因和對應結構上尚不明確。而互聯網的特征是高速發展，變動快，但體積龐大，宏觀和微觀觀察相對容易。

在研究中，由于互聯網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網大腦模型時，這個領域恰好可以很好地規避掉。我們可以首先選取大腦中那些相對重要、穩定和基礎的功能和結構，作為一種靶向架構，觀察互聯網的發展是否能夠與之吻合。這種吻合度越高，互聯網大腦模型的健壯性就越強。下面我們就從互聯網在過去50年的發展歷程中去探索這種吻合度，以及尋找2018年“大腦“”爆發背后的真正原因。

互聯網大腦的50年發育史和2018年“大腦爆發的原因”

互聯網在1969年誕生，此后50年時間里，互聯網逐步從遍布世界的網絡模型發育成人類智能與機器智能結合的大腦模型。下面我們就從互聯網誕生開始介紹，并一直延續到2019年學術和產業界“大腦”爆發的階段，詳細闡述互聯網大腦的發育歷程與未來趨勢。并由此介紹包括萬維網、社交網絡、物聯網、移動互聯網、云計算、大數據、工業4.0，工業互聯網、云機器人、3D打印、虛擬現實、人工智能、智能駕駛、邊緣計算、區塊鏈、類腦智能巨系統等前沿科技概念的本質和相互關系。

1969年11月21日，科學家和軍事專家們匯集在加州大學洛杉機分校，觀看一臺計算機與斯坦福大學的另一臺計算機進行數據傳輸試驗，試驗最終獲得成功。同年底，研究人員又成功地將4個結點聯網，這就是互聯網的起點。

1974年，美國科學家文頓·瑟夫和羅伯特·卡恩共同開發的互聯網核心技術——TCP/IP協議正式出臺。這個協議為每一臺運行在互聯網的設備制定了訪問地址，同時為不同的計算機，甚至不同類型的網絡間傳送信息包制定了統一的標準。所有連接在網絡上的計算機，只要各自遵照這兩個協議，都能夠進行通訊和交互。

1990年，歐洲核物理實驗室的伯納斯·李發明了萬維網，通過超鏈接和超文本統一了互聯網內容的顯示格式，從此讓互聯網變成一個可以讓人類自由遨游的知識海洋。同時萬維網分為Web客戶端和服務器，這種結構也常被稱為互聯網的B/S架構。它也是目前互聯網最主要的技術框架，包括谷歌、臉書、騰訊、阿里巴巴、亞馬遜等企業都采用了它，到21世紀，B/S逐步演變成云計算，成為互聯網中樞神經系統的核心。

1999年，騰訊在互聯網上推出QQ，2011年1月21日推出微信，到2018年，微信和QQ的社交網絡用戶量超過10億。2014年，美國社交網站臉書誕生，2018年，臉書活躍用戶超過20億。社交網絡后來與物聯網結合，形成大社交網絡（BIG SNS）的雛形，某種意義上承擔了互聯網大腦模型中的神經元和神經元網絡的角色，它的發育對與互聯網的發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。2006年8月9日，谷歌首席執行官埃里克·施密特在搜索引擎大會首次提出“云計算”的概念。云計算的爆發本質上是互聯網中樞神經系統的快速發展。

2008年，以蘋果智能手機、3G蜂窩技術為代表的通訊技術快速發展，互聯網神經纖維的發育進入快車道，此后，包括光纖技術、衛星通訊、4G、5G，以及物聯網通訊技術LoRa、NB-IoT不斷涌現并促進互聯網神經纖維的發育。

2009年，伴隨IBM智慧地球在世界范圍的推廣，物聯網成為科技領域新熱點。到2017年，全球傳感器安裝數量高達285億個，到2020年全球物聯網安裝設備預估會增加到500億個。迅猛發展的物聯網，為互聯網的軀體感覺神經系統的發育奠定了堅實的基礎。

2012年，在工業領域，通用電氣公司創造了“工業互聯網”的概念，德國政府于2013年推出“工業4.0”戰略，中國政府也在2015年實施了制造強國戰略第一個十年行動綱領“中國制造2025”，由此智能駕駛、云機器人、智能制造、3D打印、無人機迅猛發展，代表著互聯網運動神經系統的爆發。由于運動神經可以幫助智能體對物理世界進行影響和改造，因此互聯網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，伴隨著社交網絡、物聯網、工業互聯網、工業4.0等互聯網神經系統的發育，產生的數據量越來越大，根據監測，2017年全球互聯網數據總量為21.6ZB（1個ZB等于十萬億億字節），目前全球數據的增長速度在每年40%左右，預計到2020年全球的數據總量將達到40ZB。大數據的興起，是互聯網在過去50年運轉過程中積累下來的財富，也為人工智能技術的介入奠定了基礎，這一年被產業界稱為“大數據元年”

2015年，隨著互聯網大腦模型各神經系統的發育成熟，特別是大數據的不斷增長和涌現。互聯網以更高智能水平運轉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域最熱門的概念，人工智能與互聯網的結合使得沉默近20年的人工智能技術終于迎來新的春天。包括與聽覺系統結合產生的科大訊飛、云知聲，與視覺系統結合產生的商湯科技、云從科技，與運動系統結合產生的智能汽車、智能制造、與傳感器終端結合產生的邊緣計算，驅動各神經系統聯合運轉形成云反射弧。

2018年，當互聯網大腦各神經系統發育成熟后，互聯網的巨頭公司不斷將自己的核心業務與互聯網的類腦架構結合，這樣就爆發式地產生了阿里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，幾乎所有的互聯網巨頭公司都推出了“大腦”系統；另一方面互聯網大腦模型不斷與智慧城市建設、行業產業結合，于是城市大腦、工業大腦、農業大腦、航空大腦不斷涌現。智慧社會也將在這些“大腦”系統的成熟和融合下形成。

50年的輪回與互聯網的未來

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

可以預見，互聯網大腦架構的形成將對人類的未來產生重要影響，除了城市大腦、行業大腦、智慧社會的形成與此有關，包括腦科學、進化論、人工智能以及科技哲學都將受到這一架構的影響。

相對于人類知天命的歲數，50歲對于互聯網來說，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晶將突破國家和行業的壁壘，向著一個與大腦更為吻合的架構進化，也將突破地球和太陽系的邊界，將自己的神經系統向宇宙深處蔓延……

作者：計算機博士，互聯網進化論作者 劉鋒 發表與2019年Z1期《科學大眾》中學生版

未來智能實驗室是人工智能學家與科學院相關機構聯合成立的人工智能，互聯網和腦科學交叉研究機構。

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