一、技术革命引发科学突破

1、大航海时代导致达尔文进化论的提出

   如果我们看科学史，似乎有这样一个规律，每一次人类社会的重大技术变革都会导致新领域的科学革命，大航海时代使人类看到了生物的多样性和孤立生态系统对生物的影响。无论是达尔文还是华莱士都是跟随远航的船队才发现了生物的进化现象。

2、大工业革命导致物理学的突破

  大工业革命使人类无论在力量的使用还是观察能力都获得的极大的提高。为此后100年开始的物理学大突破，奠定了技术基础。这些突破包括牛顿的万有引力，爱因斯坦的相对论，和众多科学家创建的量子力学大厦，这些突破都与”力“和”观测“有关。

3、互联网革命导致的科学突破在哪里？

   互联网革命对于人类的影响已经远远超过了大工业革命。与工业革命增强人类的力量和视野不同，互联网极大的增强了人类的智慧，丰富了人类的知识。而智慧和知识恰恰与大脑的关系最为密切。

1、互联网的类神经系统现象

图：中国水利部门在土壤，河流，空气中安放传感器，及时将气温，湿度，风速等数据通过互联网传输到信息处理中心，形成报告供防汛抗旱决策使用;

左图：Google推出了“街景“服务，在城市中安装安装多镜头摄像机，互联网用户可以实时观看丹佛、拉斯维加斯、迈阿密、纽约和旧金山等城市的风貌等；右图：法国的医生通过远程网络进行跨大西洋的手术

2、互联网进化观点的提出

     这些新互联网现象分别具备了类似于运动神经系统，躯体感觉神经系统，视觉神经系统的现象，基于以上互联网新现象的启发，2008年开始，科学院的研究团队（包括我）发表论文“互联网与神经学的交叉对比研究 ”, 提出了互联网与脑科学之间的关系，并提出了互联网进化的观点：2008年在《人类工效学》，2010年《复杂系统和复杂网络》，2012年《互联网进化论》发表论文或出版书籍提出互联网进化的观点。

另一方面，人脑至少在数万年以前就已经进化出所有的互联网功能，不断发展的互联网将帮助神经学科学家揭开大脑的秘密。科学实验将证明大脑中也经拥有Google一样的搜索引擎，Facebook一样的SNS系统，IPv4一样的地址编码系统，思科一样的路由系统。。。”

3、互联网虚拟大脑架构的绘制

4、国外相关研究进展

    除了科学院我们的团队研究，从2010年开始，世界范围对这个方向的研究也不断有进展

    2010年8月美国南加州大学神经系统科学家拉里·斯旺森和理查德·汤普森在《国家科学院院刊》（PNAS）发表论文用互联网路由机制解释老鼠大脑的信号如何绕过破坏区域到达目标区域。

    2012年11月16日，加州大学圣迭戈分校Dmitri Krioukov在2012年11月的《 Scientific Report》发表论文提出利用计算机模拟并结合多种其他计算，提出许多复杂网络如互联网、社交网、脑神经网络等有高度的相似性。

    2015年1月英国伦敦大学学院和瑞士巴塞尔大学研究人员发现，脑中的神经元放电就像一个社交网络。每个神经：元都与其他许多神经元建立连接，但最强的连接只存在于少数最相似的神经元之间。相关论文发表在《自然》杂志上

     我们的研究分别是2008年在人类工效学发表的“从人脑的结构机理看互联网的进化”。 2010年在复杂系统与复杂网络 发表的”互联网虚拟大脑的功能与结构“。和2012年清华大学出版的互联网进化论一书，对互联网与神经学交叉研究进行了探讨

     后来对2008年画的这幅图进行分析，感觉用它有可能可以很好的对云计算，大数据，物联网，工业互联网与互联网的关系进行描述，

     2005年11月国际电信联盟（ITU）发布了题为《 ITU Internet reports 2005-the Internet of things 》的报告，正式提出了物联网（Internet of things,IOT）一词，2007年 10月IBM和 Google宣布在云计算领域的合作后, 云计算迅速成为产业界和学术界研究的热点。因为物联网重点突出了传感器感知的概念，同时它也具备网络线路传输，信息存储和处理，行业应用接口等功能。而且也往往与互联网共用服务器，网络线路和应用接口，使人与人（Human ti Human ,H2H），人与物（Human to thing，H2T）、物与物（ Thing to Thing,T2T）之间的交流变成可能，最终将使人类社会、信息空间和物理世界（人机物）融为一体

三、云计算、物联网、大数据、工业互联网与互联网的关系

      2007年 10月IBM和 Google宣布在云计算领域的合作后, 云计算迅速成为产业界和学术界研究的热点。

      云计算的诞生有其历史根源，随着互联网的发展，互联网新兴的应用的数据存储量越来越大，互联网业务增长也越来越快。因此互联网企业的软硬件维护成本不断增加，成为很多企业的沉重负担。

      在互联网虚拟大脑的架构中，互联网虚拟大脑的中枢神经系统是将互联网的核心硬件层，核心软件层和互联网信息层统一起来为互联网各虚拟神经系统提供支持和服务，与此同时，互联网超大型企业如Google，IBM,亚马逊的软硬件资源有大量空余，得不到充分利用，在这种情况下，互联网从企业各自为战的软硬件建设向集中式的云计算转换也就成为互联网发展的必然。

      从定义上看，云计算与互联网虚拟大脑中枢神经系统的特征非常吻合。在理想状态下，物联网的传感器和互联网的使用者通过网络线路和计算机终端与云计算进行交互，向云计算提供数据，接受云计算提供的服务。所以我们在互联网大脑结构图中对云计算进行了标注：

      Nature 早在2008 年就推出了Big Data 专刊。Science 在2011 年2 月推出专刊《Dealing with Data》，主要围绕着科学研究中大数据问题展开讨论，说明大数据对于科学研究的重要性。随着博客、社交网络、以及云计算、物联网等技术的兴起，互联网上数据信息正以前所未有的速度增长和累积。互联网用户的互动，企业和政府的信息发布，物联网传感器感应的实时信息每时每刻都在产生大量的结构化和非结构化数据，这些数据分散在整个互联网网络体系内，体量极其巨大。这些数据中蕴含了对经济，科技，教育等等领域非常宝贵的信息。这就是互联网大数据兴起的根源和背景。

      2013年4月，德国政府在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出提出“工业4.0”战略， 德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统相结合的手段，将制造业向智能化转型。

      2013年6月，GE提出了工业互联网革命（Industrial Internet Revolution），伊梅尔特在其演讲中称，一个开放、全球化的网络，将人、数据和机器连接起来。工业互联网的目标是升级那些关键的工业领域。如今在全世界有数百万种机器设备，从简单的电动摩托到高尖端的MRI（核磁共振成像）机器。有数万种复杂机械的集群，从发电的电厂到运输的飞机。

      从互联网大脑架构的角度看 工业4.0或工业互联网可以看做是互联网运动神经系统的萌芽，互联网中枢神经系统也就是云计算中的软件系统控制工业企业的生产设备，家庭的家用设备，办公室的办公设备，通过智能化，3D打印，无线传感等技术使的机械设备成为互联网大脑改造世界的工具。同时这些智能制造和智能设备也源源不断向互联网大脑反馈大数据数，供互联网中枢神经系统决策使用。对工业4.0或工业互联网在互联网中的位置做了如下标注：

四、互联网，人工智能，脑科学的结合和未来

       互联网+是2015年在中国迅速升温的新互联网概念，这是中国本土产生的互联网概念， 2012年11月14日,于扬在2012易观第五届移动博览会上发表《互联网+》为题的演讲,首次提出了“互联网+”理念，之后互联网+的兴起得到了腾讯的大力推动，和李克强总理的认同。

      我们无法用上面单独的一张图表示我们对互联网+的理解。这是因为互联网+本质上反映互联网从广度、深度侵蚀现实世界的动态过程。互联网从1969年在大学实验室里诞生，不断扩张，从美国到美洲，从亚洲，欧洲到非洲，南极洲，应用领域从科研，到生活，从娱乐到工作，从传媒到工业制造业。互联网+提出者，易观国际的于扬老师认为互联网像黑洞一样，不断把这个世界吞噬进来。其实互联网+反映了于扬老师的互联网黑洞论进一步提升，+这个符号可以看做是一张黑洞的入口或嘴。这也是为什么我们叫互联网+，而不叫+互联网。

1、互联网+，互联网，人工智能，脑科学的联合进化

      从互联网进化的角度看，互联网+将从三个维度单调递增进化。第一，从空间上，互联网的范围从实验室扩张到全球并最终扩张到整个宇宙，形成智慧宇宙或宇宙大脑 。第二，从智慧上，互联网的智商将从0增长到全人类群体智慧的乘方甚至是立方，这个过程中互联网的群体智慧和机器智慧将发生化学反应，形成共振，相互促进。第三，从功能和结构上，互联网将割裂，不完整，不完善的网络进化成与人类大脑高度相似的互联网虚拟大脑，同时互联网的神经系统将用自己的神经系统和神经末梢不断侵入到人类社会的方方面面中，学习，娱乐，交通，工业，农业……

3、互联网的进化-互联网诞生（1969年的互联网）

4、互联网的进化-互联最原始的那些应用（这是1969-1983年左右的互联网）

5、互联网的进化-电子公告牌功能分裂（这是1983年到2000年左右的互联网）

6、互联网的进化-互联网第一次大融合（这是2000年到2005年左右的互联网）

7、互联网的进化-互联网神经元的出现（2005年到现在的互联网）

8、互联网的进化-互联网大脑的诞生（现在到未来从架构上成熟的互联网虚拟大脑结构图）

      除此之外，互联网也在范围上不断扩大，从实验室到美国，从美国到美洲，欧洲，亚洲，直到非洲，南极洲

9、互联网+各行业的结合，在应用范围上不断渗透到各行各业

10、互联网的进化在太阳系中蔓延的互联网

      下面会科幻一些，但也许不是科幻，因为人类已经在进行，那就是伴随着人类向太空的扩展，事实上互联网的触角也不断向太空深处蔓延：譬如说互联网连接到哈勃望远镜，连接到火星车，连接到旅行者一号，也就是说未来数十年或数百年，互联网会蔓延到太阳系的各个角落?

11、互联网的进化-在银河系中蔓延的互联网

      如果再外推呢，如果人类的科技触角跨越太阳系，数百或数千年后，互联网会蔓延到银河系的各个角落么？

12、互联网的进化-智慧宇宙的诞生

五、关于智慧宇宙或宇宙大脑的科学研究

      在夏威夷WDSI 管理与运筹学会议上发表论文(从生命起源到智慧宇宙)””The Evolution Road Map from the Origin of Life to the Intelligent Universe“ ，阐述了上述互联网，大脑和宇宙之间的进化关系。

      2012年11月，美国科学家在nature的“科学报告“发表论文”Network Cosmology“提出”对于不同的网络，如互联网，大脑神经元或整个宇宙等来说，其自然生长的规律是相似的“。

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嘉宾介绍：

刘锋：计算机博士，人工智能学家主编，中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心客座研究员。

2005年在科学院提出互联网威客模式，受到包括中央电视台新闻联播，人民日报，新华社，中国青年报等数百家媒体的报道，引发一品威客网，任务中国，猪八戒网等近百家公司进入威客领域，目前形成近10亿年交易额的产业。

著有《互联网进化论》一书，对互联网、人工智能和脑科学的跨学科交叉有深入研究，《互联网进化论》被评为中国互联网20年最值得推荐的100本书之一。

刘老师的“人工智能学家”为领域内最有影响力的媒体，其微信公众号：Altists;

（本文为刘锋老师在e科青年学者联盟社群内的分享：每周五“e科在线论坛”，精彩内容不断，致力于跨学科跨界交流，线上分享，线下深度链接，为科研提供新动力，欢迎有热情的青年研究者参加，关注群主微信号：mingwei_tianshan)

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