“大腦”爆發背後是50年互聯網架構重大變革


“大腦”爆發背後是50年互聯網架構重大變革


前言:面對即將到來的2019年,互聯網誕生50年,將是諸多紀念活動中重要的一個,經過50年的發展,互聯網究竟發生什麼重要的變化,通過這篇文章試圖進行一次總結,也作為提前向互聯網50年的致敬。

作者:劉鋒 計算機博士,《互聯網進化論》作者


21世紀以來,眼花繚亂的前沿科技噴薄而出,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、雲機器人、深度學習、邊緣計算。。。當科技發展的列車駛入到21世紀的第二個十年,一個在兩千年前就已被關注的名詞“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年穀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、城市雲腦、工業大腦、農業大腦、航空大腦..,,一個值得追問的問題是“是什麼原因導致”大腦”這個名詞的爆發?”

時間不知不覺要進入到2019年,這是一個注將不平凡的一年,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。50年的成長也許正包含了上面問題的答案。

1.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1969年在美軍美國國防部研究計劃署開始構建阿帕網,首先用於軍事連接,後將美國四個研究機構的四臺主要的計算機連接起來。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,即使是在科學研究中的定義,也是這樣描述的,“互聯網是指將世界範圍計算機網絡互相聯接在一起的網際網絡”。

“大腦”爆發背後是50年互聯網架構重大變革


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,給予了我們觀察互聯網發生重大變化的機會。某種角度中國互聯網在應用創新和競爭烈度遠遠超過了歐洲,日本等地區和國家,甚至一些地方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Facebook誕生,10年後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、網絡遊戲、團購、P2P信貸、網絡直播、共享經濟、知識付費等等領域,無一不呈現出競爭迅速白熱化、高峰期企業數量眾多,但企業存活率低的現象。中國企業數量多達美國巔峰期企業數量的10倍甚至數十倍,並且起伏波動劇烈。

激烈的競爭和技術的快速應用使得我們親身體驗並不斷受到互聯網新現象的啟發。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,遠程視頻在旅遊行業的創新性應用,使得我們在2008年開始意識到,互聯網的結構已不能用網狀結構來描述,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,最後一個版本的模型是這樣:

“大腦”爆發背後是50年互聯網架構重大變革


2.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年誕生時架構,而是根據科技的進展對互聯網50年來甚至是100年後成熟結構的推論。用大腦的架構類比互聯網的成熟架構並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技術結構-原子,科學家們正式通過不斷的類比,從葡萄乾蛋糕模型到土星模型,從太陽系模型到電子雲模型。最終找到原子的關鍵核心-原子核與電子的關係。

原子和太陽系屬於自然物理系統,而互聯網和大腦都是與生命相關的系統。這種特徵也導致互聯網的大腦模型在構建和研究上要比原子結構複雜的多,這是因為作為物理規律,原子和太陽在結構上非常穩定,而互聯網在結構上卻還處於高速變化之中。與之對比的大腦結構雖然變化非常緩慢,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徵因為其互補性,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,體積小,雖然活體實驗困難,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、智能和情感的原因和對應結構尚不明確。而互聯網的特徵是結構高速發展,變動大,但體積龐大,宏觀和微觀觀察相對容易。

在研究中,由於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的先規避掉。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,以及為2018年“大腦“”爆發背後的真正原因。

3.互聯網大腦的50年發育史和2018年“大腦爆發的原因”

1969年11月21日,科學家和軍事專家們彙集在加州大學洛杉機分校,觀看一臺計算機,與數百英里外的斯坦福大學的另一臺計算機進行數據傳輸試驗,結果獲得成功。同年底,又成功地將四個結點聯網,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。他們也同樣被譽為“互聯網之父”。

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遊的知識海洋。同時萬維網的架構分為Web客戶端和服務器這種結構也常被成為互聯網的B/S架構,也就是中心型架構。這個架構也是目前互聯網最主要的架構,包括谷歌、Facebook、騰訊、阿里巴巴、亞馬遜等企業都採用了這個架構,到21世紀,這一架構逐步演變成雲計算,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日推出為即時通訊服務的微信,到2018年,微信和QQ的用戶量超過10億,2014年,美國社交網站Facebook誕生,2018年,Facebook活躍用戶超過20億。社交網絡後來與物聯網結合,形成大社交網絡(BIG SNS)的雛形,某種意義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(Amazon)推出彈性計算雲(Elastic Compute Cloud;EC2)服務。 2006年8月9日,Google首席執行官埃裡克·施密特在搜索引擎大會首次提出“雲計算”(Cloud Computing)的概念。雲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IPHone,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到,此後,包括光纖技術,衛星通訊,4G,5G,以及物聯網通訊技術LoRa、NB-IoT不斷湧現並促進互聯網神經纖維的發育。

2009年,伴隨IBM智慧地球在世界範圍的推廣,物聯網成為科技領域新的熱點。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。總體2009年開始迅猛發展的物聯網,為互聯網的大腦模型感覺神經系統的發育,和為2018年世界互聯網巨頭向類腦智能巨系統進化奠定了堅實的基礎。

2012年,在工業領域,GE(通用電氣)於2012年創造了“工業互聯網”的概念,德國政府於2013年推出“工業4.0”戰略,中國政府也在2015年實施了製造強國戰略第一個十年行動綱領“中國製造2025“,就此智能駕駛、雲機器人、智能製造、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也開始啟動。由於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,產生的數量量越來越大,根據監測,2017年全球互聯網數據總量為21.6ZB ,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,大數據就是興起,它是互聯網在過去50年運轉過程中積累下來財富,隨著不斷交互產生的新數據,互聯網的大數據也為人工智能技術的介入奠定了基礎,這一年也被產業界成為“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湧現。互聯網大腦模型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於迎來新的春天。包括與聽覺系統結合產生科大訊飛,雲知聲,與視覺系統結合產生商湯科技,雲從科技,與運動系統結合產生智能汽車、智能製造、與傳感器終端結合產生邊緣計算,驅動各神經系統聯合運轉形成雲反射弧

2018年,當互聯網大腦各神經系統發育成熟後,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,這樣就爆發式的產生阿里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,於是城市大腦、工業大腦、農業大腦、航空大腦因此不斷湧現。智慧社會也將在這些“大腦”系統的不斷成熟、融合下形成。

4.50年的輪迴與互聯網的未來

離2019年還有4個月的時間,20年的喧囂,湧現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歲的誕辰來臨的時候,人類會發現,那個默默躲藏在後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、智慧社會的形成於此有關,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

相對於人類知天命的歲數,50歲對於互聯網還僅僅是幼年時期,在未來的100,1000年裡,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。。。

謹以此文向互聯網的50年提前致敬!


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