互联网大脑：两大困难及其影响

100年前，科学家用不同的模型解释无法用肉眼直接观察的原子架构。这其中包括葡萄干蛋糕模型、土星模型和太阳系模型等。经过大量的实验和理论分析，原子的太阳系模型最终被广泛认同，虽然21世纪量子力学的发展使人类对原子架构有了新的认识，但总体上，原子的太阳系模型依然是基础和重要的模型。

100年后，人类社会和科学领域迎来另一个重要的复杂巨系统——互联网，要理解这个系统，似乎也面临研究原子时遇到的问题，但这次不是因为小，而是因为体积过于庞大和变化过快。

原子和互联网分别是20世纪和21世纪最重要的系统架构。从科学研究来看，研究原子最大的困难是其体积过小，一个原子的直径大约是10-10米，原子核的直径一般为10-15米。一个原子与乒乓球相比，就相当于一个乒乓球与地球相比。^[6]

即使在电子显微镜技术已经高度发达的今天，清晰的原子结构也依然无法获得。相对于肉眼看不到的原子，体积庞大甚至突破地球范围的互联网，在研究上面临两个困难。

第一个困难是，与原子相对简单的电子、中子、质子构成要素相比，互联网的构成要素异常复杂，包括计算机、服务器、交换机、路由器、电话线、光纤、卫星通信、操作系统、网络协议、数据库、移动手机、传感器、摄像头和机器人等。美国惠普在2017年发布报告称，2020年全世界将有60亿人进入移动互联网，500亿台设备接入移动互联网，然而这还不是互联网发展的顶峰。2030年，随着万亿台设备接入互联网，机器对机器通信（M2M）的通信数据量将占全部数据量的50%。(www.xing528.com)

第二个困难是，互联网的变化异常快速。我们知道，作为自然物理系统，原子的结构非常稳定，中心是原子核，电子按规律形成电子云围绕在原子核之外，除非发生特殊的物理和化学反应，否则原子的这一结构不会发生变化。但作为开放的复杂巨系统，互联网从诞生之日起至今，在科技发明和商业竞争的推动下，其结构每时每刻都在发生快速变化，通信线路从电话线到同轴电缆、光纤，再到3G、4G、5G移动通信线路；连接的设备从服务器、个人电脑、移动电话，到VR/AR设备、云机器人；互联网应用从电子邮件、BBS、万维网、搜索引擎、电子商务、社交网络到物联网、云计算、大数据等。面对涉及元素繁多、发展如此快速的互联网架构，我们要用另一个复杂且有很多未解之谜的大脑架构进行对比研究，其复杂程度要远远高于原子的结构研究。

虽然面临诸多困难，但大脑与互联网的结构特征的互补性为我们提供了一条曲折但精巧的探索通道。从神经学角度来看，大脑体积小，活体实验困难，但经过数亿年的进化，其结构基本稳定，同时经过数千年的研究，大脑的宏观和微观结构已基本清晰，只是大脑形成意识、智能和情感的原因和对应结构尚不明确。而互联网由于体积庞大，宏观和微观观察反而相对容易。

由于互联网大脑暂时还不涉及意识、智能、情感等问题，在研究中，恰好可以很好地先规避掉这个领域。我们首先选取大脑中那些相对重要、稳定和基础的功能结构作为一种靶向架构，观察互联网的发展是否能够与之吻合。这种吻合度越高，互联网大脑就越健壮。