解讀世界第一張互聯網虛擬大腦結構圖

前言:經過近一年的努力,我們詳細探討了互聯網進化規律,並最終繪製了世界第一張互聯網虛擬大腦結構圖,我們相信這一推論將對預測互聯網下一步的發展動向以及研究人類大腦的組織結構都會起到重要作用。從威客理論到互聯網進化論再到互聯網虛擬大腦理論,它們將成爲真正屬於中國的互聯網理論。
 
作者:劉鋒,彭庚,劉穎  原創
轉載或引用請標明作者
 
   在互聯網繁雜混亂的現象背後,有兩個問題始終擺在人們的面前,第一,互聯網的發展有沒有規律可循?第二,互聯網的最終結局是什麼?從2005年開始,網絡經濟領域陸續涌現出的web2.0、長尾理論、維基經濟學、海星組織等概念和理論,這從不同方面探討和描述了互聯網的一些發展規律。總體上看,它們是對網絡經濟的表象和特徵的描述,並不能有效地回答這兩個問題:互聯網發展的規律是什麼?互聯網發展的最終結果是什麼?本文將圍繞這兩個核心問題進行展開闡述
一,   互聯網發展的規律是什麼?
         從人類的發展史看,人類的進步就是器官不斷延長和連接的歷史。棍棒延伸了雙臂,石頭延伸了拳頭,汽車延伸了雙腿,望遠鏡延伸了眼睛,電話線延伸了耳朵,公路、鐵路使人類四肢最終實現聯網。從1837年英國人庫克獲得了電報機專利到20世紀50年代數據通信的產生,從互聯網的誕生到博客,威客,搜索引擎的出現。歷史表明人類大腦的延伸和聯結一刻也沒有停止。

       爲了實現人類大腦的充分聯網,科技的進步不斷延長人的大腦與互聯網接駁的時間。互聯網早期,人們使用臺式機登陸互聯網,隨後人們可以攜帶筆記本隨時尋找聯網接口,無線通信技術的廣泛應用和手機的電腦化進程使人們可以隨時隨地與互聯網進行接駁。

         互聯網進化的終極目標是使人類的大腦充分聯網,但是目前互聯網不可能通過物理手段直接將線路和信號接駁到人的大腦中。互聯網進化到這一階段產生的解決辦法是用大腦映射(brain mapping)作爲緩衝[3],即將人腦的功能映射到互聯網中,圖一就反映出這種映射關係。
            
圖一 人腦功能在互聯網中的映射
                如果我們將電子郵件的通訊功能和博客中的用戶訪問記錄功能也描繪出來,可得到圖二左圖的形狀,而這一圖形與人類大腦神經元具有很強的相似性。因此我們將大腦映射定義爲互聯網虛擬神經元[4][5],
 
               
圖二 互聯網虛擬神經元與人類大腦神經元
 
           如果這些互聯網虛擬神經元相互連接在一起,將形成互聯網虛擬神經網狀結構,如圖三所示。這一結構目前在互聯網中已經出現,如www.yahoo.com.cn的站長天下系統,www.witkey.com的威客地圖系統,一方面這些系統給用戶提供個人空間,具備撰寫博客,發佈個人智力作品,發送電子郵件的功能。另一方面網站用搜索引擎的方式連接這些個人空間。  通過對互聯網虛擬神經元的深入研究。我們提出互聯網進化的最終結果是成爲一個與人類大腦結構非常類似的組織結構,我們稱其爲互聯網虛擬大腦。
圖三 互聯網虛擬神經網狀結構
 
二,互聯網發展的最終結果是什麼?

     我們提到互聯網發展最終結果是形成一個與人類大腦結構非常類似的組織結構。爲了證明這一點,我們將從互聯網虛擬運動神經系統,互聯網虛擬視覺神經系統,互聯網虛擬軀體感覺神經系統,互聯網虛擬聽覺神經系統,互聯網虛擬記憶系統等五個方面進行介紹。
 
                                                     圖四 互聯網虛擬大腦
            人體的軀體感覺又包括觸覺,痛覺,溫度決,體位覺,運動覺,和震動覺。軀體感覺是從感受器開始的,感受器指的的是分佈在機體上的用來接收機體外刺激的專門機構。下面我們看一下互聯網虛擬軀體感覺系統的發展情況,目前已有些機構在河流,土地,空氣中安放傳感器,通過網絡進行彙總,實時監控溫度,溼度,風速,氣壓等等。這是互聯網虛擬軀體感覺系統的萌芽,隨着互聯網的發展,我們認爲這些傳感器將會安放在城市,海洋,太空,沙漠,森林等世界每一個角落,他們將源源不斷的向互聯網虛擬大腦傳送地球各個方面的感覺信息,供互聯網虛擬大腦神經元進行處理,參見圖四。

            互聯網虛擬視覺系統和虛擬聽覺系統都起源於安放在家庭、工廠、旅遊區、交通路口的監視器和視頻錄製系統,它們將收集到時視頻信號,音頻信號通過互聯網進行匯聚。這一應用已經相當普及和發達,這些視頻音頻錄製系統將發展爲互聯網虛擬視覺系統和虛擬聽覺系統,收集來自城市、海洋、太空、沙漠、森林等世界每一個角落的圖像和聲波(包括無線電波)。這些信息也會傳送給互聯網虛擬大腦供互聯網虛擬大腦神經元進行處理,參見圖四。

         互聯網虛擬運動系統起源於機械設備的遠程控制,目前人們已經可以通過局域網和互聯網遠程控制打印機、小家電、手術刀。隨着互聯網的發展這些遠程設備將更加靈敏和強大,互聯網用戶將通過各自的互聯網虛擬大腦神經元經過互聯網的虛擬神經系統遠程操控挖掘機、潛水器、收割機、家用電器、工廠生產設備和儀器,參見圖四。

            
    從神經生物學角度看,大腦皮層是種系發生學上最新的部分,並管理一系列龐大的識別和認知過程,該過程與情感行爲、運動功能、軀體感覺的感知、整合以及記憶功能有關[7]。神經生物學按功能將人類大腦皮層分爲如下功能區,如圖五:
 
                                  圖五 人類大腦皮層的功能分區

         通過前面的介紹,我們注意到互聯網虛擬神經元將處理虛擬感覺系統、虛擬視覺系統、虛擬聽覺系統、虛擬運動系統的信息。根據處理信息的不同領域,這些虛擬神經元可以劃分和聚合成不同的區域。除此之外,互聯網用戶也會因爲不同的興趣聚合在一起,如新聞社區、學習社區、遊戲社區的等等。這些區域同自然界人類大腦皮層的功能性劃分是一至的。目前互聯網用戶以博客爲單位正在進行以興趣和愛好進行聚合的社區化演變。人們在這些社區內認識朋友,交換個人信息,對共同感興趣的信息進行討論。以互聯網虛擬大腦神經元爲單位的互聯網區域就形成了互聯網虛擬大腦皮層。隨着互聯網虛擬大腦神經元(互聯網用戶)的增多和互聯網社區的不斷涌現,互聯網虛擬大腦皮層將不斷髮育和增厚,如圖六。

 
                                 圖六 互聯網虛擬大腦皮層
     有證據表明,人類記憶的鞏固需要海馬到大腦皮層的輸入重複達一到三年之久[6],大腦皮層的記憶編碼在三年後變得相當可靠而無須來自海馬輸入的進一步強化(海馬是人類大腦結構中的一個組成部分)。

     當互聯網虛擬視覺系統,互聯網虛擬聽覺系統和虛擬軀體感覺系統出現並逐漸完善後,他們收集的數據將首先存放在互聯網信息處理中心服務器中進行篩選和整理。這些服務器將擔當互聯網虛擬大腦的海馬區功能。互聯網用戶通過各自的互聯網虛擬大腦神經元從這個中央信息處理中心獲得需要的信息,並轉移到自己的虛擬神經元以及所在的互聯網社區和興趣小組裏,這個過程就實現了記憶信息從互聯網虛擬海馬區向互聯網虛擬大腦皮層的擴散和轉移,參見圖四。

 
3,結論
           互聯網的起源和進化的最終目標是爲了實現人類大腦的充分聯網,這一目標產生了強大的拉動力,不斷引導互聯網向前發展,這就是互聯網發展的規律。互聯網進化的最終結果是,第一,實現人類大腦的充分聯網。第二,形成一個與人類大腦高度相似的互聯網虛擬大腦。
 
4。互聯網目前仍處在發展的初級階段
從互聯網的進化論中我們可以推斷出互聯網最終將進化成一個非常類似於人類大腦的組織,那麼當前互聯網處在一個什麼樣的發展階段。縱觀目前世界互聯網發展狀況。我們注意到互聯網虛擬神經元還僅僅進化到可共享知識區(博客)繁榮的階段,可交易知識區,問題區,即時通訊軟件還沒有大範圍的與博客進行結合。因此互聯網虛擬神經元還處在進化的初級階段。
互聯網的虛擬視覺系統和聽覺系統隨着互聯網視頻和音頻的興起已經開始發育,人們已經可以把拍攝錄製現實世界的景象和聲音上傳到互聯網中,監控器直接把圖像和聲應傳到互聯網中供所有互聯網用戶查看的應用還沒有普及,因此互聯網的虛擬視覺系統和聽覺系統也處在進化的初級階段。
安放在世界各地的傳感器把來自現實世界的溫度,溼度,風力等參數傳入到互聯網中的應用還沒有出現,這種現象目前還主要存在於國家相關部門和科技機構的局域網裏。因此互聯網的虛擬軀體感覺系統也處在萌芽階段。
目前人們可以通過互聯網遠程操控打印機,計算機,醫療設備,但大規模的操控工作設備的情況還沒有出現,因此互聯網的虛擬運動神經系統也沒有發育成熟。
目前分散在世界各地的互聯網服務器接受和儲存大量的數據,應該說互聯網虛擬記憶神經系統已經存在,但這個系統十分分散,前文提到互聯網虛擬海馬區和互聯網虛擬大腦皮層還十分分散和不成熟,因此互聯網的虛擬記憶神經系統處在進化的萌芽階段。
總體上看目前互聯網還處在進化的初級階段,離完整的互聯網虛擬大腦結構還有相當遠的距離。
 
5 ,互聯網進化論進一步的研究方向
 
5. 1研究互聯網進化論還需要解決的問題
1. 推動互聯網進化的背後機理是什麼?
2. 互聯網進化過程中,哪些技術是過渡性產品,通過互聯網進化規律,可以預見到哪些還未出現的技術和產品?
3. 通過對目前人類大腦研究成果的瞭解,我們可以預見到互聯網還將會發生哪些變化?
 
5. 2研究互聯網虛擬大腦對醫學研究人類大腦的啓示
1.  人類大腦神經元中是否同樣具備共享信息區,問題區,隱私區的分區功能?
2. 人類大腦的是否擁有和互聯網中一樣的地址編碼系統。即每個大腦神經元和功能區是否具有唯一的編碼地址。
3. 人類大腦的是否擁有和互聯網中一樣的信息索引系統,一個類似於google或百度一樣的信息搜索引擎?
4. 通過對互聯網虛擬大腦組織結構的研究,我們還將發現人類大腦的哪些未知區域。
 
參考文獻:
 
1.Dave Kristula[美],The history of the Internet,1997
2.Ben greenstein,Adam greenstein[英 ]原著,師蔚王芳茹主譯, 神經科學彩色圖譜,世界圖書出版公司,2003,p254,p32
3. John.C,Eccles[澳大利亞]著,潘泓譯, 腦的進化, 上海世紀出版集團,2007,p134,p194
4.徐科主編, 神經生物學綱要,科學出版社 ,2000,p16, p17,p209,p270
5..尹文剛著,神經心理學,科學出版社,2007,P92-
6.錢學森、於景元,戴汝爲,綜合集成的重要性,1990
7.顧基發,綜合集成的重要性,2007
8.王衆託著, 知識系統工程, 北京:科學出版社,2004
9.劉鋒,張玲玲,顧基發,The Application of Knowledge Management in the Internet--- Witkey Mode in China,International Journal of Knowledge and Systems Sciences,2008
10.劉鋒,威客地圖(witmap)的發明與定義,新浪科技頻道,2007
11.劉鋒,互聯網的分裂與統一,互聯網週刊,2008,2
12, 劉鋒,互聯網進化斷代史,互聯網週刊,2008,3
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