作者：刘锋
出版社：中信出版集团股份有限公司
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崛起的超级智能：互联网大脑如何影响科技未来试读：
前言
2005年6月的一个夜晚，北京的初夏还很凉爽，我独自坐在中国科学院研究生院的宿舍里，外面是灯火辉煌的研究生大楼，数千名科学院的硕士和博士正在那里学习。而我正在做一个艰难的决定：是继续研究互联网的技术与管理问题，还是开始一个未知的征程，探索人类智能、机器智能与互联网结合会产生怎样的化学反应。
当时，我并没有想到这个决定会对未来产生诸多影响。无论1年之后中央电视台《新闻联播》对相关成果的报道，3年之后互联网大脑模型的发现，5年之后验证大脑是否存在互联网特征的试验，还是12年之后美国CBNC（消费者新闻与商业频道）、《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）等世界著名媒体对我们研究的关注，都因那一刻的决定而发生。
仿佛在穿越一个绚丽透明的时空隧道，仰望星空，我们看到先驱哲人们的超前预见。19世纪，技术哲学创始人德国科学家卡普（Carp）提出人类创造的工具与器官的映射关系，这几乎为人类共同建设的互联网与大脑的映射奠定了理论基础。20世纪中叶，传媒学创始人、美国科学家麦克卢汉（McLuhan）提出通信技术形成社会神经网络的观点。20世纪80年代，英国哲学家彼得·罗素（Peter Russell）进一步提出，电子技术、传媒革命将导致地球脑的产生。20世纪90年代，我国著名科学家钱学森提出开放复杂巨系统理论，他关于人机结合、以人为主的观点对互联网大脑模型的建立有着重要的指导意义。
踏着时空隧道坚实的地面前行，我们感受到数百年来科学家和企业家探索的艰辛，正是他们不懈的努力，推动了互联网的发展，使得我们有机会观察互联网是如何从网状结构向类脑结构进化。我们不应忘记莱布尼茨（Leibnitz）发明的二进制；梅乌奇（Meucci）和贝尔（Bell）发明的电话；莫奇莱（Mocky）博士和他的学生埃克特（Eckert）发明的计算机；罗伯特·卡恩（Robert Kahn）和文顿·瑟夫（Wenton Cerf）发明的TCP/IP协议（传输控制协议和互联网协议）；伯纳斯·李（BernersLee）创造的万维网；马化腾和扎克伯格（Zuckerberg）建立的社交网络；李彦宏、拉里·佩奇（Larry Page）、谢尔盖·布林（Sergey Brin）建立的搜索引擎；马云、杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）建立的电子商务帝国；任正非、史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）推动的移动互联网发展。
望着前方越来越清晰、越来越宏伟的互联网大脑架构，我们惊叹于大自然“看不见的手”的威力。50多年来，人类从不同方向推动互联网领域的创新，并没有统一规划将互联网建造成什么结构，但有一天，当人类抬起头来观看自己的作品时，发现这个作品与自己的大脑高度相似，而且连接了数十亿人类群体智慧和数百亿设备的机器智能，共同形成一个不断发展壮大的超级智能体，这是一个非常奇特的现象。“看不见的手”像幽灵一样盘踞在人类社会的发展过程中，在达尔文（Darwin）的自然选择中，在亚当·斯密（Adam Smith）的《国富论》（The Wealth of Nations）中，它时隐时现，互联网大脑的进化和超级智能的形成有可能把这只“看不见的手”逼到科学的解剖刀下。如何解剖它，需要未来更多探索者思考和实践，我相信这个秘密的解开将会给人类带来重大而深远的影响。
在科学探索中，有两种重要的促进力量：第一种是鼓励和认同，会帮助研究者增强对探索方向的信心和勇气；第二种是反对和批判，会帮助研究者获知探索路上的障碍和陷阱。
10年来，我要特别感谢中国科学院大学的石勇教授和吕本富教授，作为导师，他们给予我非常重要的指引和支持；感谢科学院的顾基发教授、王飞跃教授、彭赓教授、刘颖教授，东南大学的吕乃基教授，工信部中欧工业4.0研究院郭昕院长，得到App创始人罗振宇财讯传媒集团（SEEC）首席战略官段永朝，清华大学施路平教授，中科创星米磊博士，中国科学技术信息研究所武夷山研究员，中国原子能科学研究院方锦清研究员等专家，他们给予我很多指导，正是在他们的帮助下，互联网大脑模型的研究才得以不断延伸和深入。感谢中信出版社的吴长莘编辑，在本书的编辑过程中，她提出很多重要的修改意见，让书的结构和内容变得更加严谨和通顺。
另外，互联网大脑模型也曾受到诸多批评，甚至是激烈的批判，主要批判意见是：将互联网与大脑两个巨系统进行对比是一种取类比象、先入为主的研究方式，在方法上不科学，在模型上也不应成立。这种批判是非常宝贵的，正是这种批判让我们重新审视自然科学史，进而发现20世纪人类最重要的结构——原子，正是使用类比的方式，才形成后来著名的太阳系原子模型和电子云模型。这些科学史上的例子，极大地增强了我们对这个领域进行探索的信心和勇气。在此，对于这些提出批判意见的专家，我们应该表达敬意和感谢。
最后，感谢我的妻子崔燕燕，在过去的十多年里，她一直默默地支持我，在我沮丧的时候，给予我鼓励，在我自满的时候，提醒我冷静，在我困惑的时候，给予我信心。也感谢我的儿子刘昊然，他是在这项研究开始后的第三年出生的，看着一个小生命的成长，让我对父母和这个世界有了更多的感恩之情，在教育他和与他的互动中，我也收获了很多研究上的灵感，这些都是上天赐予我的礼物。第一部分趋势与产业引言 “大脑”爆发：21世纪科技的新现象与新问题
导语：21世纪以来，前沿科技如潮水般不断涌现，特别是到2018年，各种大脑系统成为科技领域的热门词汇，在这些繁杂的现象背后，已逐渐被遗忘的互联网显露出崭新的身影——一个庞大的复杂类脑巨系统“互联网大脑”。无论是云计算、物联网还是大数据，无论是工业4.0、边缘计算还是人工智能，21世纪产生的50多个前沿科技概念和技术，无一不与互联网大脑的形成和发育有关。新科技涌现，互联网是否已死
不止一次，有人提出互联网已死。早在2007年，美国亿万富翁、达拉斯小牛队的老板马克·库班（Mark Cuban）就在自己的博客上称互联网已死。
他写道：“当我提出互联网已死的观点时，很多人会感到困惑。但不论他们怎么想，互联网的确已经死了。每一次技术突破都有自己的‘好时光’，也许是几天、几个月或者几年。但是，‘好时光’不会永远存在，互联网的确已经变为这样的发明：成为一种实用工具，停止发展，人们现在的互联网体验同五年前没有太大区别。”
2016年6月的一次座谈会上，谷歌的执行董事长埃里克·施密特（Eric Schmidt）大胆预言：互联网即将消失，一个高度个性化、互动化的“新世界”——物联网即将诞生。施密特认为，未来将有数量巨大的IP地址、传感器、可穿戴设备，以及虽感觉不到却可与之互动的产品，时时刻刻伴随我们。“设想一下，你走入一个房间，房间会随之变化，有了你的允许和所有这些产品，你将与房间里的一切进行互动。”
事实仿佛的确如此，互联网逐渐被淡忘，经常被描述为旧时代的名词和概念。自21世纪以来，令人眼花缭乱的前沿科技新概念相继出现，从Web（网络）2.0、社交网络、物联网、移动互联网、大数据、工业4.0、工业互联网到云机器人、深度学习、边缘计算，一个有趣的现象是，每当这些科技浪潮涌现时，就会有人宣称互联网已死或已被取代，如物联网取代互联网、移动互联网取代互联网、人工智能让互联网进入历史的尘埃等。
当科技发展的列车驶入21世纪的第二个十年，一个在2000年前就已被人类发明的词汇——大脑，突然在前沿科技领域爆发。除了在人工智能领域与脑结合形成“类脑计算”，在产业领域，2012年谷歌将自己的AI（人工智能）系统命名为谷歌大脑；2014年，科大讯飞提出讯飞超脑；2015年，百度提出百度大脑；2017年，阿里巴巴提出阿里ET大脑；2018年，滴滴提出交通大脑，浪潮提出企业大脑，360提出360安全大脑，腾讯提出腾讯超级大脑，华为提出EI智能体。除此之外，城市大脑、城市云脑、工业大脑、农业大脑、航空大脑、社会大脑等不断涌现。
面对突如其来的大脑风暴，我们想知道：互联网真的消失或死亡了吗？互联网和这些前沿科技之间究竟是什么关系？是什么原因导致大脑爆发？互联网，从巨网向大脑的进化
我们知道，网状模型是互联网最早也最重要的模型，某种意义上，互联网可以说是美苏冷战的产物。为了防止通信系统在核战争中被彻底摧毁，1969年，美国国防部高级研究计划署开始构建阿帕网（ARPANET），将美国四个研究机构的四台计算机连接起来。互联网崛起之路就此开启。它的创造者可能也没有想到，在短短的50年中，互联网会成为对人类社会影响最为深远的技术之一。
无论是从互联网的起源还是从它的名称看，网状结构一直是互联网留给人类最突出的印象，即使在学术领域中，它的定义也是这样描述的：“互联网是指由世界范围内的计算机网络互相连接在一起而构成的网际网络。”互联网的网状模型如图0.1所示。图0.1 互联网的网状模型
20年来，世界范围内互联网的快速发展，给予我们观察互联网重大变化的机会。从竞争强度上看，中国互联网远远超过欧洲、日本等地区和国家，在某些方面甚至超过了互联网第一大国——美国。例如，1999年，腾讯通过QQ开始社交网络的扩张，到2004年，用户量已经超过500万人，这一年美国脸书刚刚诞生，10年后它们都发展成为用户量超10亿的互联网巨头。
除此之外，在过去20年中国互联网行业的一次次风口中，电子商务、移动互联网、网络游戏、团购、P2P（对等网络）信贷、网络直播、共享经济、知识付费、人工智能等领域的企业数量远远超过了美国、日本等发达国家。这些领域无一不呈现出白热化的竞争局面。
激烈的竞争和技术的快速应用，使互联网不断呈现新的状态。2004年兴起的以腾讯和脸书为代表的社交网络，具有连接世界范围内的人、物、系统和数据的功能，将自己的触角延伸到人类社会的各个角落，成为互联网最重要的基础应用之一。如果我们把它们的结构图绘制出来，可以看出其有着非常明显的类脑神经元网络特征。2015年2月，《自然》（Nature）杂志报道了英国科学家的最新成果，他们发现，脑中的神经元网络就像一个社交网络，也存在社群和好友关系。这表明，社交网络与人脑神经元网络的趋同性同时在两个方向得到体现。
早在2009年IBM（美国国际商用机器公司）提出智慧地球导致物联网兴起之前，2007年，中国的水利部门开始在长江、黄河等水域安放流速传感器，获取水流和水深变化的数据；在土壤中安放化学传感器，获取酸碱度和压力变化的数据；在空气中安放温度传感器，获取温度和湿度变化的数据。这些传感器获得的数据通过互联网通信线路传输到北京水利部的大型计算机中进行处理，形成实时的水文报告，为防汛抗旱提前做出判断和准备，这个基于互联网的传感器网络向我们展示了显著的类躯体感觉神经特征。
2007年，谷歌开始推出街景系统，在世界范围内安放摄像头和视频观察汽车，让互联网用户可以实时观看世界各地的场景和景色。不仅仅是谷歌的街景系统，早在21世纪初，互联网的视频实时监控系统已经开始大范围应用。一些旅游公司在风景区安放摄像头，让人们可以看到风景区的实时画面；一些公司提供家庭视频监控服务，把摄像头安放在家中，让用户随时可以查看家里的安全状况。谷歌街景系统等互联网实时摄像技术呈现出典型的类视觉神经特征。
在上述现象的启发下，2007年笔者团队开始意识到，在新的世纪里，互联网已经突破了网状结构。越来越多的迹象表明，互联网正在向与人类大脑高度相似的方向进化。于是，笔者团队基于人类大脑的构造，预测和描绘了互联网的未来架构，并在2018年绘制了如图0.2所示的互联网大脑模型。图0.2 互联网大脑模型
如果用文字描述互联网大脑模型，那么它的定义是这样的：互联网大脑是在互联网向与人类大脑高度相似的方向进化的过程中形成的类脑巨系统架构。互联网大脑具备不断成熟的类脑视觉、听觉、感觉、运动、记忆、中枢和自主神经系统。互联网大脑通过类脑神经元网络（大社交网络）将社会各要素（包括但不限于人、AI系统、生产资料、生产工具）和自然各要素（包括但不限于河流、山脉、动物、植物、太空）连接起来，从而实现人与人、人与物、物与物的交互，互联网大脑在云群体智能和云机器智能的驱动下通过云反射弧实现对世界的认知、判断、决策、反馈和改造。
图0.2描绘的不是互联网在1969年诞生时的架构，而是互联网经过50年甚至100年的进化，未来将形成的成熟结构。相对于互联网诞生之初的网状模型，互联网大脑模型出现了几个重要的变化。
第一个重要变化是，将人类用户以及商业机构、军事机构、政府机构等社会组织作为重要元素加入互联网大脑模型中。
第二个重要变化是，将音频传感器、视频监控、温度传感器、压力传感器、机器人、交通设备、生产设备等元素加入互联网大脑模型中，形成互联网的听觉神经系统、视觉神经系统、躯体感觉神经系统和运动神经系统。
第三个重要变化是，突出社交网络是实现互联网类脑神经元网络的基础，提出社交网络不仅仅是人与人的社交，其将发展成为人与人、人与物、物与物的社交网络，我们将其命名为大社交网络。
第四个重要变化是，依托大社交网络形成类脑神经元网络架构，形成互联网的左右大脑架构，一方面，人类、商业机构、军事机构和政府机构连接起来形成互联网的右大脑-云群体智能；另一方面，传感器，音频视频监控，机器人，交通、生产、办公和家庭智能设备连接起来形成互联网的左大脑-云机器智能。云群体智能与云机器智能的结合是超级智能实现的基础。
第五个重要变化是，体现了人工智能、大数据等关键技术在互联网大脑中的位置，同时互联网大脑的感觉神经系统、运动神经系统、类脑神经元网络和神经纤维的形成，使互联网产生类似于人类神经反射的现象，我们将这个新机制命名为云反射弧。
关于互联网大脑的感觉神经系统、运动神经系统、中枢神经系统、左大脑-云机器智能、右大脑-云群体智能、云反射弧、混合智能、超级智能的定义，将在第六章进行更为详细的阐述。互联网大脑为什么是21世纪非常重要的智能结构
21世纪以来，前沿科技领域呈爆发式增长，涌现出的新技术和新概念层出不穷：从云计算到区块链；从谷歌大脑到华为EI智能体；从工业大脑到农业大脑；从城市神经网络到智慧社会。总数量超过50个。这些前沿技术和概念究竟为何产生，它们之间究竟是什么关系，这些问题一直是学术界和产业界探讨的热点。
从科技的进化历程看，一个有趣的现象是，21世纪涌现出的这些新技术和新概念无一不与互联网大脑架构的形成和发育有关（见图0.3）。
在前沿科技的概念方面，云计算对应中枢神经系统；物联网对应感觉神经系统；工业4.0、云机器人、智能驾驶、3D打印对应运动神经系统；边缘计算对应神经末梢；大社交网络、混合智能、云群体智能和云机器智能对应类脑神经元网络；移动通信和光纤技术对应神经纤维；区块链对应一种古老的神经系统，试图反抗互联网的神经中枢化趋势。图0.3 前沿技术与互联网大脑的关系
在行业产业方面，互联网大脑架构与工业、农业、航空、冶金、建筑、电力等行业结合，形成了工业大脑、农业大脑、航空大脑、冶金大脑、建筑大脑和电力大脑等。
在科技企业方面，世界范围的科技巨头为了适应互联网新出现的类脑结构，不断将自己的核心业务与互联网大脑结合，谷歌依托搜索引擎带来的大数据提出谷歌大脑，科大讯飞依托语音识别技术提出讯飞超脑，360依托安全业务提出360安全大脑，腾讯依托社交网络应用提出腾讯超级大脑，阿里巴巴依托企业级服务提出阿里ET大脑，华为依托通信领域的优势地位提出华为EI智能体。
在社会与哲学方面，各种科技、人文、哲学大脑也不断涌现。早在1964年，传媒鼻祖麦克卢汉从媒介的角度提出社会神经网络。1983年，英国哲学家彼得·罗素提出全球脑或地球脑。到21世纪，关于互联网大脑模型的研究产生了更多的大脑系统。例如，与智慧城市结合产生的城市大脑、城市云脑、城市神经网络；与人类社会这个概念结合产生的智慧社会、社会大脑；预测互联网大脑的未来趋势，可以推导出宇宙大脑和智慧宇宙。
由此可见，互联网大脑的形成对21世纪人类的社会结构、经济形态、科技创新和哲学思考都产生了重大而深远的影响。可以说，互联网大脑是21世纪非常重要的一个智能结构。第一章互联网大脑发育，前沿科技如何不断涌现
导语：人类婴儿的大脑需要20年才能发育成熟，而互联网大脑在互联网诞生50年后终于初见端倪。50年来，TCP/IP协议、万维网技术、社交网络、云计算、物联网、工业互联网、大数据、云机器人和边缘计算等不断涌现，它们无一不对应着互联网大脑神经系统的发育过程。人类大脑和互联网大脑在形成过程中有一个共同的特征，即它们都是自然涌现而非人为规划的。
人类婴儿刚出生时，大脑的重量仅为350~400克，大约是成人大脑重量的25%。此时，婴儿大脑已具备了成人大脑的形状和基本结构，但在功能上还远远不及成人大脑。从婴儿到成人，人类个体的大脑需要20年左右的时间才能发育成熟。
互联网诞生于1969年，在此后50年时间里，逐步从遍布世界的网状模型发育成人类智能与机器智能相结合的大脑模型。然而，即使到今天，由于国家之间、行业之间、企业之间的差异依然巨大，互联网大脑还远远没有达到人类成熟大脑的状态。至少还需要100年甚至更长时间，互联网大脑才能发育成熟，成为大自然从来没有出现过的超级智能。人类大脑与互联网大脑发育的异同
在人类新生命开始第一次呼吸之前，其大脑就已经开始发育。大脑在生命形成后的4周内开始发育。但是，在起初的6个月里，大脑的发育只是搭建基本结构：增加神经元和神经连接，保证大脑每个部位在正确位置发育良好。人脑在胚胎发育过程中以每分钟25万个神经细胞的速度生长，神经细胞的数量最终将达到千亿个。每个神经细胞都以突触连接的方式与约100个神经细胞建立联系。
从互联网大脑的发育看，其有两个特点与人类大脑的发育一致。
第一个特点是涌现。涌现是系统科学中一个非常重要的概念，通常是指在多个要素组成系统后，出现单个要素所不具有的性质，这个性质并不存在于任何单个要素当中，只有当系统用低层次构成高层次时才表现出来，所以人们形象地称其为涌现。在没有人为规划的情况下，大脑的数千亿个神经元细胞精确地连接并到达确定位置，构成与宇宙同等难度量级的复杂系统结构。而互联网不断把几十亿人类和数百万亿台设备连接起来，在科学创新和商业竞争的推动下，自发形成一个复杂的类脑巨系统（见图1.1）。应该说，人类大脑和互联网大脑的发育过程都符合涌现的特点。图1.1 互联网从网状到类脑的发育
第二个特点是神经系统依次发育成熟。人类大脑的发育首先是神经元细胞爆发式生长，然后是触觉、视觉、听觉等神经系统的发育，然后是情感、依恋、计划性、短期记忆、注意力、自我意识等部位的发育，最后是控制冲动、判断和决策部位的发育。对于互联网大脑，1969年之后的30年是基础构建时期，21世纪以来，依次发育的是神经元网络、神经纤维、中枢神经系统、感觉神经系统、运动神经系统、神经末梢、反射弧等（见图1.2）。图1.2 21世纪前沿科技与互联网大脑发育的映射
下面我们详细阐述互联网大脑的发育历程与未来趋势，并由此介绍包括万维网、社交网络、物联网、移动互联网、云计算、大数据、工业4.0、工业互联网、云机器人、3D打印、虚拟现实、人工智能、智能驾驶、边缘计算、区块链和类脑智能巨系统等在内的前沿科技概念的本质和相互关系。从1701年开始，互联网诞生前268年的孕育
互联网诞生于1969年，但在这之前，人类至少已用数百年的时间为互联网的诞生做准备。18世纪，德国数理哲学大师莱布尼茨（Leibnitz）发明二进制，用两位数（1和0）代替原来的十位数。后来，二进制成为互联网和计算机系统得以运行的基础。由此，二进制的发明可以看作互联网发展历史上的第一个里程碑。
1701年，莱布尼茨给在北京的神父闵明我（Grimaldi）和白晋（Bouvet）写信，告知自己的新发明，希望能引起他心目中的算术爱好者康熙皇帝的兴趣。白晋很惊讶，因为他发现这种二进制的算术与中国古代的一种建立在两个符号基础上的符号系统是非常相似的，这两个符号分别由一条直线和两条短线组成，即——和一一。
莱布尼茨对这个相似性也感到很吃惊，和他的朋友白晋一样，他深信《易经》在数学上的意义。他相信古代的中国人已经掌握了二进制，但这并不能代表二进制与《易经》有必然的联系，莱布尼茨的二进制数学指向的不是古代，而是未来。莱布尼茨于1679年3月15日记录下他的二进制体系，同时还设计了一台可以完成数码计算的机器。我们今天的现代科技将此设想变为现实，这在莱布尼茨的时代是超乎想象的。
互联网发展历史上的第二个里程碑是电话。电话对于互联网的诞生具有不可替代的作用，因为后来互联网的快速发展正是依赖于电话线的数据传输。即使到21世纪的第一个十年，世界各地的家庭和办公上网还主要依赖电话线。
每当提到电话，我们就会联想到贝尔（Bell）。他进行了大量研究，探索语音的组成，并在精密仪器上分析声音的振动。在实验仪器上，振动膜上的振动被传送到用炭涂黑的玻璃片上，振动就可以被“看见”了。
接下来，贝尔开始思考有没有可能将声音振动转化成电子振动。这样就可以通过线路传递声音了。几年下来，贝尔尝试着发明了几套电报系统。在实验中，贝尔偶然发现沿线路传送电磁波可以传输声音信号。经过几次实验，声音可以稳定地通过线路传输了，只是仍然不清晰。由于贝尔的教学任务繁重，他的研究在很长时间里都没有进展。
1876年，在贝尔30岁生日前夕，通过电线传输声音的设想意外地得到了专利认证。贝尔重新燃起了研究的热情。1876年3月10日，贝尔发明的电话宣告了人类历史新时代的到来，为约100年后互联网的诞生奠定了线路基础，也可以看作未来互联网大脑中神经纤维的萌芽。
计算机的诞生可以看作互联网发展历史中第三个重要的里程碑，计算机被看作人类大脑的延伸，当这个延伸不断蔓延并最终相互接触时，互联网诞生了。对于互联网而言，计算机是其最后一块拼图，而且是最重要的那一块。
世界上第一台电子数字计算机埃尼阿克（ENIAC）于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行，它使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，每秒钟可进行5000次加法运算。虽然它的功能还比不上今天一部普通的智能手机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且运算的精确度和准确度之高也是史无前例的。1969年互联网诞生，联网计算机实现“世界语”交流
当历史的车轮来到1969年时，人类社会已经为互联网的诞生做好了准备，只需要等待它呱呱落地。虽然互联网诞生于美国，但从人类之前数百年的技术准备看，德国、意大利、法国、英国，甚至古代中国都为互联网的诞生做出了不同程度的贡献。由此可见，互联网更应该被看作全人类的孩子。
互联网可以说是美苏冷战的产物。在世界范围内，20世纪60年代是一个很特殊的时代。在那个时代，古巴核导弹危机出现，美国和苏联之间的冷战状态随之升温，核毁灭的威胁成了人们日常关注的话题。
美国国防部认为，如果仅有一个集中的军事指挥中心，当这个指挥中心被苏联的核武器摧毁时，全国的军事指挥系统将处于瘫痪状态，后果不堪设想。因此，有必要设计一个分散的指挥系统，当部分指挥节点被摧毁后，其他节点仍能正常工作，而且可以继续进行通信联络。
1969年，美国国防部高级研究计划署开始建立一个名为阿帕网的网络，把美国的几台军事及研究用电脑主机连接起来。1969年11月21日，美国科学家和军事专家们汇集在加州大学洛杉矶分校，观看一台计算机与数百千米外的斯坦福大学的另一台计算机进行数据传输试验，结果获得成功。同年年底，美国又成功地将四台不同地区的计算机联网，这就是互联网的起点。
互联网的诞生标志着人类历史从此掀开崭新的一页。在这一页里，有一项非常重要的技术诞生，为后来互联网大脑的形成奠定了基础。
这项技术就是TCP/IP协议，它主要解决联网计算机之间的通信问题。互联网的诞生首先是为军事和科研服务的，随着接入主机数量的增加，越来越多的人把互联网作为通信和交流的工具。一些公司开始在这个刚诞生的网络上开展商业活动。随着互联网的商业化，其在通信、信息检索、客户服务等方面的巨大潜力被挖掘出来，由此互联网有了质的飞跃，并最终走向全球，图1.3展示了这个时期互联网重点发育的部位。图1.3 互联网诞生初期重点发育的部位
在互联网诞生之初，大部分联网的计算机之间并不兼容。在一台计算机上完成的工作，很难拿到另一台计算机上去用，在硬件和软件均不一样的电脑之间联网，存在很多困难。当时美国的状况是，陆军用的电脑是DEC（美国数字设备公司）系列产品，海军用的是霍尼韦尔（Honeywell）中标机器，空军用的是IBM公司的电脑，每一个军种的计算机在各自的系统里运行良好，但有一个弊端：不能共享资源。
当时，科学家们提出这样一个理念：所有计算机生来都是平等的。为了让这些生来平等的计算机实现资源共享，需要在它们运行的操作系统之上，建立一种所有计算机必须共同遵守的协议标准，这样才能让不同的计算机按照一定的规则进行交流和信息共享。
1973年，美国科学家罗伯特·卡恩（Robert Kahn）邀请文顿·瑟夫（Wenton Cerf）一起考虑这个协议的各个细节。1974年，他们共同开发出互联网的核心技术——TCP/IP协议（见图1.4）。图1.4 TCP/IP协议
这个协议为每一台运行在互联网上的计算机制定了访问地址，同时为不同的计算机甚至不同类型的网络间传送信息包制定了统一的标准。所有连接在网络上的计算机，只要遵守这两个协议，就能够进行通信和交互。由此，TCP/IP协议可以看作互联网世界里计算机的通用“世界语”。罗伯特·卡恩和文顿·瑟夫被誉为“互联网之父”。
1984年，美国国防部将TCP/IP协议作为所有计算机网络的标准。TCP/IP协议成为互联网上所有主机间的共同协议，从此以后作为一种必须遵守的规则被应用。1985年，互联网架构理事会举行了一个有250家厂商代表参加的工作会议，以帮助该协议推广。2005年9月9日，卡恩和瑟夫由于对美国文化做出的卓越贡献被授予总统自由勋章。1989年万维网推出，人类的知识海洋出现
互联网诞生之后，1969—1983年出现四个重要的应用技术，分别是电子邮件（Email）、FTP（文件传输协议）、BBS（公告板系统）和电子游戏，它们使人类通过互联网实现信息的更快传递和分享。但这些应用本身也有缺点。
当时，互联网的第一个缺点是，使用者需要登录到相关应用中，输入用户名和密码才能使用相关功能；第二个缺点是，虽然计算机之间的通信问题被解决了，但运行在它们之上的文件系统是相互隔离的，无法实现应用之间的信息共享。
到20世纪80年代，经过近10年的发展，互联网已经成长为世界科技、军事、政府机构中信息共享的巨大网络，但由于技术架构存在问题，互联网信息像被锁在一个个箱子里的宝贝一样，获取时需要密码和钥匙，不同箱子里的宝贝也无法相互交换。
1980年，在欧洲核物理实验室（CERN）工作的26岁物理学家伯纳斯·李（Berners-Lee），一直在思考能不能找到一种方法把每天需要的各类信息，如电话簿、科研记录、报告、论文和实验数据等一起分门别类地存入计算机中。
首先，伯纳斯·李需要找到一个标准化的方法使所有文档都可读，可链接。他选择了超文本链接标示语言（HTML）。然后，他创造了世界上第一台网络服务器。这是一台欧洲核物理实验室的专用服务器，负责在欧洲核物理实验室的其他计算机中进行搜寻，同时把用户需要的文档和信息呈现出来。用了大约4年的时间，伯纳斯·李逐渐增加了欧洲核物理实验室服务器和超文本链接标示语言程序的功能。
伯纳斯·李认为这项成果不应该仅属于欧洲核物理实验室，20世纪80年代末，他决定把这项成果推广到全世界。也就是在这个时候，他把自己创造的信息网取名为万维网。
1989年年末，伯纳斯·李把欧洲核物理实验室的服务器与成长中的互联网连接起来，并张贴信息公布网络程序，告知人们如何访问和使用这个新网络。这样，万维网诞生了，万维网的重点发育部位如图1.5所示。万维网的诞生实质上打破了互联网原有的“蜂箱”木板，让任何登录到万维网的用户都可以在信息海洋中自由地遨游。图1.5 万维网的重点发育部位
万维网与BBS、FTP、电子邮件一样，是互联网所提供的服务之一。构成万维网的文字、声音、图片和视频等主要放在网络服务器中。这些信息用许多互相链接的超文本格式编写，并可以与其他服务器中的信息相互引用。
有用的内容被称为资源，由一个全局统一资源标识符（URI）标识，这些资源通过超文本传输协议（HTTP）传送给用户，后者通过点击链接获得资源，如图1.6所示。图1.6 万维网超文本传输协议模型
万维网的架构分为网络客户端和服务器。所有更新的信息、数据只在网络服务器上修改，其他几千万个客户端计算机不保留或保留很少的信息、数据，更多通过访问服务器获得需要的信息、数据，这种结构被称为互联网的B/S架构，也就是中心型架构，如图1.7所示。图1.7 万维网的B/S架构
B/S架构是目前互联网最主要的架构，谷歌、脸书、腾讯、阿里巴巴、亚马逊等世界科技巨头和数千万个网站都在采用这个架构。到21世纪，B/S架构随着互联网科技巨头的出现逐步演变成云计算，成为互联网中枢神经系统的核心。
如果伯纳斯·李为自己发明的万维网申请了知识产权，那么如今的互联网世界将会是另外一个模样。伯纳斯·李将自己的发明无私地奉献给了全世界，分文未取。
后来，很多人因此成功创建了互联网企业，如杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）创建了亚马逊，杨致远创建了雅虎（Yahoo），马克·安德森（Marc Andreessen）创建了网景通信公司（Netscape）等。
2004年4月15日，在芬兰埃斯波市的一个颁奖仪式上，芬兰技术奖基金会指定当时49岁的伯纳斯·李获得“千年技术奖”，他成为这个全球最大的技术类奖项的首位获得者，并获得100万欧元的奖金。
万维网对于互联网大脑发育的意义是无与伦比的，20年后互联网中枢神经系统——云计算的产生与它的B/S架构有关，大数据的兴起与它的超链接和超文本技术也有直接关系，甚至引发巨大争议的区块链技术也因为要对抗万维网而被世界关注。2004年社交网络产生，互联网类脑神经元网络发育
对于脑科学来说，神经元是大脑最重要也最基础的结构。神经元组成的神经网络帮助生命体整合或协调各种输入的信息，使生命体有规律地进行各种机能活动，以适应环境变化。动物进化程度越高，神经系统越发达，对各系统活动的控制和调节越精细灵活，适应内外环境变化的能力也越强。
社交网络源自英文SNS（Social Network Service）。社交网络在技术结构上扮演了互联网大脑中的神经元网络的角色。作为互联网顶层的应用，社交网络的技术形态可以击穿各种计算机、服务器、智能设备的硬件壁垒，实现无界限、无障碍的全网信息链接，图1.8显示了社交网络的重点发育部位。图1.8 社交网络的重点发育部位
社交网络的发育对互联网的发展有着特别重大的意义。1989年，万维网的诞生使新闻类网站、电子商务网站和BBS网站得到了快速发展，但这些网站的个人角色并不明显，互联网用户大多以匿名用户或非登录用户的形式浏览信息，个人发布的信息也不能统一到个人名下，供其他访问者浏览。
20世纪90年代博客的诞生，首先解决了互联网虚拟世界个人角色缺失的问题。博客是一种新型的互联网服务平台，基于互联网的技术架构，其允许互联网用户在网络上发表个人文章，并允许个人进行管理。在博客中加入相互关注、相互沟通的社交功能后，人类社会的社交属性终于可以映射到互联网中。在社交网络的发展过程中，有两家企业扮演了特别重要的角色，它们分别是腾讯和脸书。
1996年夏天，以色列的三个年轻人维斯格（Weisg）、瓦迪（Vardi）和高德芬格（Goldfinger）聚在一起决定开发一种软件，充分利用互联网即时通信的特点，来实现人与人之间快速、直接的交流，由此产生了应用软件ICQ。ICQ向所有注册用户提供基于ICQ的通信服务。
1998年11月11日，马化腾和他的大学同学张志东正式注册成立深圳市腾讯计算机系统有限公司。1999年2月，腾讯基于ICQ，在互联网上推出OICQ（后改名为QQ），第一个测试版本的功能十分简单，只能进行简单的在线即时通信，但其界面设计令人称赞不已。
腾讯于2011年1月21日推出为智能手机提供即时通信服务的软件——微信，微信支持跨通信运营商、跨操作系统平台，用户通过网络可以快速发送免费语音短信、视频、图片和文字。
截至2017年年底，微信和WeChat（海外版微信）的合并月活跃用户数第一次超过10亿，与此同时，QQ的月活跃用户数为8.50亿。通过近20年的发展，腾讯的QQ和微信成长为中国排名靠前的社交网络平台。
在腾讯诞生5年后，2004年2月，扎克伯格在美国开始着手建立一个网站作为哈佛大学学生交流的平台，只用了大概一个星期的时间，这个名为脸书的网站就建成了。意想不到的是，网站刚一开通就大受欢迎，几个星期内，哈佛一半以上的大学部学生注册脸书账号，主动提供他们最私密的个人信息，如姓名、住址、兴趣爱好和照片等。学生们利用这个免费平台关注朋友的最新动态、和朋友聊天、搜寻新朋友。脸书很快就在常春藤名校“蔓延”开来，大家用自己学校的专用邮箱便可以申请到一个用户账号。
2017年，脸书首次正式对外公布月活跃用户数已经超过20亿。从2004年创立到获得10亿月活跃用户，脸书用了8年时间，月活跃用户数从10亿到20亿，脸书又花了5年时间，在坐稳全球第一大社交网站宝座后，脸书的发展进入下半场。
除了腾讯和脸书，不同类型的社交网络应用不断产生，其中推特（Twitter）、阿里巴巴、Line（通信软件）、今日头条等在世界范围内产生了很大的影响。
2004年开始的博客和Web 2.0科技热潮推动了社交网络的发展，到2018年，伴随物联网、工业4.0的发展，腾讯、脸书两家世界最重要的社交网络公司启动了自己的物联网战略，将社交网络从连接人延伸到连接物，包括传感器、摄像头、智能汽车和无人飞机。这种延伸表明，社交网络从人与人的社交开始进化为人与人、人与物、物与物的大社交网络，从而为其发育成更成熟的类脑神经元网络奠定了技术基础。2006年云计算兴起，互联网大脑中枢神经开始成熟
在万维网诞生后的近30年中，谷歌、亚马逊、脸书、阿里巴巴、百度和腾讯等公司利用万维网的B/S架构，成长为互联网巨头。
它们在各自的总部，建立了功能强大的中心服务器集群，存放海量数据，上亿用户从它们的服务器中获取自己需要的数据，互联网巨
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