科學(xué)探索中，有兩種重要的促進(jìn)力量，第一種是認(rèn)同，會幫助研究者增強(qiáng)對探索方向的信心和勇氣，第二種是批判，會幫助研究者獲知探索路上的障礙和陷阱。

10年前，受社交網(wǎng)絡(luò)，水利部傳感器網(wǎng)絡(luò)，谷歌街景系統(tǒng)的啟發(fā)，我們在科學(xué)院組成研究團(tuán)隊提出了互聯(lián)網(wǎng)的“大腦模型”，受到諸多專家和老師的鼓勵，但與此同時，互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型也受到很多批評，甚至是激烈的批判，主要批判意見認(rèn)為：將互聯(lián)網(wǎng)與大腦兩個巨系統(tǒng)進(jìn)行對比是一種"取類比象"，先入為主的研究方式，在方法上不科學(xué)，在模型上也不應(yīng)成立。

一直以來，我們認(rèn)為這種批判是非常寶貴的意見，但如何回應(yīng)，而不陷入邏輯自證依然困難，直到2018年4月，我們對自然科學(xué)史進(jìn)行深入學(xué)習(xí)后，發(fā)現(xiàn)上個世紀(jì)物理學(xué)最重要的一個物理結(jié)構(gòu)-原子的研究過程中，科學(xué)家正是通過巨系統(tǒng)的對比描述和解釋，不斷推動原子結(jié)構(gòu)的最終確定，這包括原子的‘葡萄干蛋糕模型“、“土星模型”和”太陽系模型“等。

上個世紀(jì)"原子的太陽系模型"在科學(xué)上的突破，并不能代表互聯(lián)網(wǎng)的“大腦模型”因此就正確，這個科學(xué)史歷程只是說明，當(dāng)一個科研目標(biāo)系統(tǒng)因為特別的原因無法獲知其明確的整體結(jié)構(gòu)時，在實際現(xiàn)象的啟發(fā)下，用另外一個已知的，大眾（包括科學(xué)家）更容易理解的系統(tǒng)模型進(jìn)行對比和解釋，應(yīng)該是科學(xué)研究的一種方法。

互聯(lián)網(wǎng)的”大腦模型“與原子的”太陽系模型“在研究上有很多共同點，也有更多不同，下面我們用一張表展示它們的相同和不同之處。

為了更好的說明互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型與原子的太陽系模型，下面用四個部分的內(nèi)容，對上述觀點和圖表進(jìn)行詳細(xì)介紹：

一 、介紹哲學(xué)、社會學(xué)領(lǐng)域先驅(qū)們的相關(guān)研究和觀點

二 、原子的研究歷程，從葡萄干蛋糕、土星模型到太陽系模型

三 、互聯(lián)網(wǎng)的研究歷程，從網(wǎng)狀模型、海星模型到大腦模型

四 、互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型與原子的太陽系模型的研究對比。

第一部分：哲學(xué)家對器官，大腦與工具，社會關(guān)系的研究

技術(shù)哲學(xué)創(chuàng)始人德國哲學(xué)家卡普1877年出版《技術(shù)哲學(xué)綱要》，提出了工具和器物是人體器官投影的核心概念與理論，卡普對許多器物和工具做了詳盡的解釋：“大量創(chuàng)造物突然涌現(xiàn)出來。彎曲的手指變成了一只鉤子，手的凹陷成為一只碗；人們從刀、矛、槳、鏟、耙、犁和鍬等，看到了臂、手和手指的各種各樣的姿勢”，卡普可謂把技術(shù)與人體器官關(guān)聯(lián)起來的第一人。

1960年代，傳媒領(lǐng)域的著名開拓者，馬歇爾·麥克盧漢在1964年出版的《理解媒介》一書中提到“在過去數(shù)千年的機(jī)械技術(shù)時代,人類實現(xiàn)了身體在空間中延伸;在一個多世紀(jì)的電子技術(shù)時代,人類已在全球范圍延伸了自己的中樞神經(jīng)系統(tǒng)并進(jìn)一步在全球范圍擴(kuò)展”

1983年，英國哲學(xué)家彼得·羅素（P.Russell）撰寫了《地球腦的覺醒——進(jìn)化的下一次飛躍》，他提出人類社會通過政治，文化，技術(shù)等各種聯(lián)系使地球成為一個類人腦的組織結(jié)構(gòu)，也就是地球腦或全球腦。

應(yīng)該說卡普、麥克盧漢、彼得·羅素等先驅(qū)已經(jīng)意識到工具、技術(shù)甚至社會形體與人類器官的關(guān)系，但總體看這些思考還屬于社會學(xué)和哲學(xué)層面，對于1969年誕生的互聯(lián)網(wǎng)，要到21世紀(jì)爆發(fā)以后，其技術(shù)和應(yīng)用的類腦特征才逐步顯現(xiàn)出來。

哲學(xué)和社會學(xué)先驅(qū)的研究可以成為啟發(fā)我們的參考，但還不能作為科學(xué)的方法論證明互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的正確性和科學(xué)性。而這一重任將落到20世紀(jì)物理學(xué)領(lǐng)域一項重要發(fā)現(xiàn)上。

第二部分：原子的研究歷程，從葡萄干蛋糕、土星模型到太陽系模型

原子最早是哲學(xué)上解釋世界基本構(gòu)成的抽象概念，世界本原或根本元素是“原子”和“虛空”。“原子”在希臘文中是“不可分”的意思。隨著人類認(rèn)識的進(jìn)步，原子逐漸從抽象的概念逐漸成為科學(xué)的理論。原子核以及電子構(gòu)成原子。而原子又可以構(gòu)成分子。原子是近現(xiàn)代物理學(xué)重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之一。它的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)也經(jīng)歷了很多探索和波折。

1789年，法國科學(xué)家拉瓦錫定義原子一詞后，從此原子就用來表示化學(xué)變化中的最小的單位。很長時間內(nèi)人們都認(rèn)為原子就像一個小得不能再小的玻璃實心球，里面再也沒有什么內(nèi)容了。

1897年，英國物理學(xué)家約瑟夫·湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子以及它的亞原子特性，粉碎了一直以來認(rèn)為原子不可再分的設(shè)想。湯姆生認(rèn)為電子是平均的分布在整個原子上的，電子鑲嵌在正電荷液體中，就象葡萄干點綴在一塊蛋糕里一樣，所以又被稱為“葡萄干蛋糕模型”。湯姆生的葡萄干蛋糕模型當(dāng)時能夠解釋很多化學(xué)和物理現(xiàn)象，在提出后被當(dāng)時的科學(xué)界廣為接受。

1903年12月5日日本物理學(xué)家長岡半太郎在東京數(shù)學(xué)物理學(xué)會上口頭發(fā)表，并于1904年分別在日、英、德的雜志上刊登論文。他批評了湯姆生的模型，認(rèn)為正負(fù)電不能相互滲透，提出一種他稱之為“土星模型”的結(jié)構(gòu)——即圍繞帶正電的核心有電子環(huán)轉(zhuǎn)動的原子模型。一個大質(zhì)量的帶正電的球，外圍有一圈等間隔分布著的電子以同樣的角速度做圓周運動。

他們的模型在一定程度上都能解釋當(dāng)時的一些實驗事實，但不能解釋以后出現(xiàn)的很多新的實驗結(jié)果，所以都沒有得到進(jìn)一步的發(fā)展。數(shù)年后，湯姆遜的“葡萄干蛋糕模型”被自己的學(xué)生盧瑟福的”太陽系模型“推翻了。

1906年英國科學(xué)家盧瑟福團(tuán)隊做了著名的α粒子散射實驗，即讓一束平行的α粒子穿過極薄的金箔，如果按照老師湯姆遜“葡萄干蛋糕原子模型，α粒子像巨型炮彈一樣很容易穿過原子空間，僅僅會受”葡萄干“-電子導(dǎo)致的很小的散射

但盧瑟福團(tuán)隊又重復(fù)著這個已經(jīng)做過多次的實驗，奇跡出現(xiàn)了!他們不僅觀察到了散射的α粒子，而且觀察到了被金箔反射回來的α粒子。在盧瑟福晚年的一次演講中曾描述過當(dāng)時的情景，他說：“我記得兩三天后，蓋革非常激動地來到我這里，說：我們得到了一些反射回來的α粒子......’，這是我一生中最不可思議的事件。這就像你對著卷煙紙射出一顆15英寸的炮彈，卻被反射回來的炮彈擊中一樣地不可思議。經(jīng)過思考之后，我認(rèn)識到這種反向散射只能是單次碰撞的結(jié)果。經(jīng)過計算我看到，如果不考慮原子質(zhì)量絕大部分都集中在一個很小的核中，那是不可能得到這個數(shù)量級的。

盧瑟福所說的“經(jīng)過思考以后”，不是思考一天、二天，而是思考了整整一、二年的時間。在做了大量的實驗和理論計算和深思熟慮后，他才大膽地提出了原子的”太陽系“模型，推翻了他的老師湯姆遜的實心帶電球原子模型。

盧瑟福提出的原子模型像一個太陽系，帶正電的原子核像太陽，帶負(fù)電的電子像繞著太陽轉(zhuǎn)的行星。在這“太陽系”，支配它們之間的作用力是電磁相互作用力。他解釋說，原子中帶正電的物質(zhì)集中在一個很小的核心上，而且原子質(zhì)量的絕大部分也集中在這個很小的核心上。當(dāng)α粒子正對著原子核心射來時，就有可能被反彈回去。這就圓滿地解釋了α粒子的大角度散射。

盧瑟福的理論開拓了研究原子結(jié)構(gòu)的新途徑，然而，在當(dāng)時很長的一段時間內(nèi)，盧瑟福的”太陽系“原子模型遭到物理學(xué)家們的冷遇。盧瑟福原子模型存在的致命弱點是正負(fù)電荷之間的電場力無法滿足穩(wěn)定性的要求，即無法解釋電子是如何穩(wěn)定地待在核外。1904年長崗半太郎提出的土星模型就是因為無法克服穩(wěn)定性的困難而未獲成功。因此，當(dāng)盧瑟福又提出有核原子模型時，很多科學(xué)家都把它看作是一種猜想，或者是形形色色的模型中的一種而已。

盧瑟?！碧栂怠霸幽Ｐ鸵慌e把原子結(jié)構(gòu)的研究引上了正確的軌道，于是他被譽為原子物理學(xué)之父。由于電子軌道也就是原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和經(jīng)典電動力學(xué)的矛盾，才導(dǎo)致他的學(xué)生玻爾提出背離經(jīng)典物理學(xué)的革命性的量子假設(shè)，成為量子力學(xué)的先驅(qū)。因為原子領(lǐng)域工作的貢獻(xiàn)，盧瑟福和玻爾此后分別獲得了諾貝爾化學(xué)獎和物理學(xué)獎。

一百年前，科學(xué)家用不同的巨系統(tǒng)模型解釋無法用肉眼直接觀察的原子架構(gòu)。這其中包括”“葡萄干蛋糕模型”，“土星模型”和”太陽系模型“等。通過大量的實驗和理論分析，最終原子的”太陽系模型“被廣泛認(rèn)同，并持續(xù)到21世紀(jì)（雖然量子力學(xué)的發(fā)展，原子架構(gòu)有新的見解，但總體原子的”太陽系模型“依然是基礎(chǔ)和重要的模型），一百年后，人類社會和科學(xué)領(lǐng)域迎來另一個重要的系統(tǒng)-互聯(lián)網(wǎng)，它的模型究竟怎樣描述，似乎也將面臨研究原子時遇到的問題，但這次不是因為小，而是因為過于龐大和變化過于快速。

第三部分 互聯(lián)網(wǎng)的研究歷程，從網(wǎng)狀模型、海星模型到大腦模型

1969年，互聯(lián)網(wǎng)在美國誕生，此后50年的時間里，互聯(lián)網(wǎng)從地理范圍上已經(jīng)覆蓋到全球并向太空蔓延，在使用領(lǐng)域上已經(jīng)深入到人類生活，工作，科研，軍事的各個角落，成為影響人類社會最重要的技術(shù)架構(gòu)。

無論是從起源還是計算機(jī)學(xué)科的定義看，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一直以來是互聯(lián)網(wǎng)最被接受的一種架構(gòu)，一般認(rèn)為”互聯(lián)網(wǎng)是指將世界范圍計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互相聯(lián)接在一起的網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)，在這基礎(chǔ)上發(fā)展出覆蓋全世界的全球性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)稱互聯(lián)網(wǎng)，即是互相連接一起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?！?/p>

21世紀(jì)以來，隨著物聯(lián)網(wǎng)，云計算、工業(yè)4.0、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算不斷涌現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了原先的定義和模型架構(gòu)。那么用一種什么樣的新定義和新模型能夠反映互聯(lián)網(wǎng)的核心特征和未來趨勢。這個問題就是十年前我們提出互聯(lián)網(wǎng)大腦模型進(jìn)行研究的目的和原因。

2005年到2007年，隨時互聯(lián)網(wǎng)爆炸性增長，特別是中國互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，讓我們有機(jī)會不斷發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的類腦特征，這其中有四次重要的啟發(fā)，使得我們最終在2008年正式發(fā)表論文提出互聯(lián)網(wǎng)新的定義和模型--互聯(lián)網(wǎng)大腦模型。

1)互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是連接計算機(jī)，更是聯(lián)結(jié)人的啟示，2005年，當(dāng)我們在科學(xué)院大學(xué)開始研究網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時。試圖制作一個網(wǎng)站將科學(xué)院豐富的專家資源與社會企業(yè)的科研需求對接起來，發(fā)現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)將專家的知識、智慧、經(jīng)驗通過解決問題變成商品進(jìn)行交易，是一個新的互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式，我們將這個新的領(lǐng)域命名為威客模式。威客模式提出專家可以通過互聯(lián)網(wǎng)用智慧幫助企業(yè)和他人解決問題，獲得財富，提醒我們互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是計算機(jī)或機(jī)器的聯(lián)網(wǎng)，更是關(guān)于人類知識，智慧甚至是人類大腦的聯(lián)網(wǎng)。

2）互聯(lián)網(wǎng)類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)和啟示，2006年，faceboook，QQ為代表的社交網(wǎng)絡(luò)開始興起，通過社交網(wǎng)絡(luò)的個人空間，人們可以相互溝通，相互關(guān)注，互加好友，同樣我們發(fā)現(xiàn)威客模式中，提問者和回答者之間也會形成知識和智慧交易的社交網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)我們在《威客地圖(witmap)--互聯(lián)網(wǎng)下一代搜索引擎》把這些社交網(wǎng)絡(luò)圖示繪制出來時，第一次發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的特征。

3）互聯(lián)網(wǎng)類腦的軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)現(xiàn)象啟示，2007年4月，我們參與中國水利部防汛抗旱指揮部相關(guān)項目的專家咨詢。這個項目提出在中國的水域按放濕度、風(fēng)速、溫度等等傳感器，信號通過有線和無線線路傳遞到北京的服務(wù)器中，經(jīng)過處理形成定時報告供國家決策部門預(yù)警使用。這個項目比2009年興起的智慧地球和物聯(lián)網(wǎng)熱潮早了2年，它引起我們注意到互聯(lián)網(wǎng)也存在類似軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)的特征。

4）互聯(lián)網(wǎng)類腦的視覺神經(jīng)系統(tǒng)現(xiàn)象啟示，2007年6月，我們對科學(xué)院大學(xué)學(xué)生的旅游視頻創(chuàng)業(yè)項目進(jìn)行評估，這個項目提出在中國各個景區(qū)如黃山，大理，九寨溝等地方安放攝像頭，把景區(qū)的實時景象傳遞到旅行社大廳的大屏幕上，讓游客可以遠(yuǎn)程感受景區(qū)的風(fēng)景，并決定選擇哪一條旅游路線。雖然后來因為技術(shù)，經(jīng)費的原因沒有成功，但應(yīng)該說這個創(chuàng)意是比較超前的，在這一年，谷歌的街景系統(tǒng)也開始推出，在世界范圍安防攝像頭和視頻觀察汽車。讓互聯(lián)網(wǎng)用戶可以實時觀看世界各地的場景和景色，這一項目使我們進(jìn)一步意識到互聯(lián)網(wǎng)同樣具備視覺神經(jīng)系統(tǒng)的特征。

從2005年到2007年的兩年中，在受到多次互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域類腦現(xiàn)象啟發(fā)后。在2007年7月，我們終于意識到，互聯(lián)網(wǎng)的完整架構(gòu)和未來方向很可能與大腦的架構(gòu)有關(guān)。

2007年7月末，在中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院呂本富教授的主持下，我們在科學(xué)院大學(xué)的一次內(nèi)部學(xué)術(shù)研討會中，向科學(xué)院師生闡述了互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的初步構(gòu)想。與會的師生進(jìn)行了熱烈的討論。

2008年9月，我們在中國教育部成立的《中國科技論文在線》正式發(fā)表了《互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)化趨勢與規(guī)律》（作者：劉鋒，彭賡）。在這篇論文中第一次繪制了互聯(lián)網(wǎng)大腦的模型架構(gòu)圖，并提出了互聯(lián)網(wǎng)的新定義。在此后的10年之中，逐步形成了互聯(lián)網(wǎng)大腦的完整圖示和定義;

互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型是這樣定義的：互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型就是互聯(lián)網(wǎng)向與人類大腦高度相似的方向進(jìn)化過程中，形成的類腦巨系統(tǒng)架構(gòu)。互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)具備不斷成熟的類腦視覺、聽覺、軀體感覺、運動神經(jīng)系統(tǒng)、記憶神經(jīng)系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)。互聯(lián)網(wǎng)大腦通過類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)將互聯(lián)網(wǎng)各神經(jīng)系統(tǒng)和世界各元素關(guān)聯(lián)起來，互聯(lián)網(wǎng)大腦在群體智慧和人工智能的驅(qū)動下通過云反射弧實現(xiàn)對世界的認(rèn)知，判斷，決策、反饋和改造。

在此后的10年里，科學(xué)院虛擬經(jīng)濟(jì)與數(shù)據(jù)科學(xué)研究中心劉鋒博士，石勇教授，彭賡教授，劉穎教授等人形成研究團(tuán)隊，在包括IJITDM、《復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)》、IEEE等SCI、EI、ISTP、中國核心期刊在內(nèi)的學(xué)術(shù)期刊發(fā)表相關(guān)論文近20篇，由清華大學(xué)出版社出版的專著《互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)化論》一部。

到2018年5月，互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型研究總體形成的進(jìn)展有6個方向：1.互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu) 2.類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和云反射弧3.城市大腦模型4.擴(kuò)展的馮諾依曼架構(gòu)與AI智商評測 5，互聯(lián)網(wǎng)大腦模型對腦科學(xué)的啟發(fā) 6.生物進(jìn)化方向探討 ，具體研究起源和論文發(fā)表請參考文章《人工智能下一個熱點探討，為什么要提出互聯(lián)網(wǎng)大腦模型》

互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型到今天為止，也依然不是成熟的架構(gòu)，而且必須指出，就像原子的太陽系模型不可能將原子的架構(gòu)與太陽系架構(gòu)一一對比研究一樣，也不可能將互聯(lián)網(wǎng)與大腦通過嚴(yán)格意義對應(yīng)進(jìn)行研究，而是需要謹(jǐn)慎選擇大腦哪些最重要，最明確，最基礎(chǔ)的功能和結(jié)構(gòu)，作為一種靶向架構(gòu)，觀察互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是否能夠與之吻合。

21世紀(jì)以來，隨著物聯(lián)網(wǎng)，云計算，大數(shù)據(jù)，工業(yè)4.0.人工智能，特別是2018年包括阿里ET大腦，滴滴交通大腦，360安全大腦，騰訊超級大腦等類腦巨系統(tǒng)的爆發(fā)。互聯(lián)網(wǎng)的“大腦模型”體現(xiàn)了良好的預(yù)測性和包容性，可以很好的預(yù)測和解釋互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中出現(xiàn)的新技術(shù)和新模式。這對模型的進(jìn)一步成熟奠定了良好的基礎(chǔ)。

第四部分 互聯(lián)網(wǎng)的“大腦模型”與原子的“太陽系模型”的研究對比

20世紀(jì)初，研究者用葡萄干蛋糕模型，土星模型，太陽系模型解釋原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并最終取得科學(xué)上的突破，并不能代表互聯(lián)網(wǎng)的大腦模型就因此正確和成熟，原子架構(gòu)的研究只是說明，科研目標(biāo)系統(tǒng)因為特別的原因無法獲知其明確的整體結(jié)構(gòu)時，根據(jù)實際觀察到的現(xiàn)象，用另外一個已知的，大眾（包括科學(xué)家）更容易理解的系統(tǒng)模型進(jìn)行對比和解釋，是科學(xué)研究的一種方法。

一個有趣的現(xiàn)象是，原子和互聯(lián)網(wǎng)分別是20世紀(jì)物理學(xué)時代和21世紀(jì)信息時代最重要的系統(tǒng)架構(gòu)。下面我們用一張表來說明兩個模型相同和不同之處。