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互联网,脑科学与人类的未来

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发布时间:2014-11-10 12:31:13

 前言:受我国复杂系统与人工智能领域著名专家,中国自动化学会副理事长,中科院自动化所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃教授的邀请,我们撰写了这篇综述文章,较为系统的阐述了互联网进化方向,互联网与脑科学的最新研究成果,文章发表在《复杂性与智能化》期刊2014年第38期上,向王飞跃教授表示感谢。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

一周前,王飞跃教授荣获IIEEE系统、人与控制论学会颁发的诺伯特 维纳奖(Norbert Wiener Award),以表彰其在复杂系统的智能控制与管理方面的开拓性贡献和杰出成就,成为自该奖设立以来获奖的首位中国大陆学者。也向他表示祝贺。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

互联网,脑科学与人类的未来MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

作者:刘锋 石勇MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

1.技术革命与科学突破MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

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。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

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。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

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.MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

2.互联网与脑科学的交叉对比研究MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

如果我们观察近20年来互联网出现的新应用和新功能,可以直观的发现互联网与大脑结构具有越来越多的相似性。这些现象包括:打印机,复印机的远程操控,医生通过远程网络进行手术;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; 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。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

这些新互联网现象分别具备了运动神经系统,躯体感觉神经系统,视觉神经系统的萌芽,基于以上互联网新现象,2008年9月我们发表论文“互联网进化规律的发现与分析 ”,从神经学的角度分析互联网的成熟结构,将其抽象为一个与人类大脑高度相似的组织结构-互联网虚拟大脑。寻找并定位互联网的虚拟听觉,视觉,感觉,运动神经系统,虚拟中枢神经系统等。绘制出互联网虚拟大脑结构图,如图1。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

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图1 互联网虚拟大脑结构图MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

同时,我们也对应提出如果脑科学对互联网的未来发展有重要的启发作用,那么不断发展的互联网结构和功能会不会能够作为解开大脑之谜的钥匙,即人脑中在数万年前就已经包含了今天和未来成熟的互联网架构,通过神经生理学和神经心理学领域的研究实验,在人类大脑中是否可以找到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。。。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

此后科学领域的进展也不断印证互联网与神经学具有交叉对比的可能性,2010年 6月10日 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 在美国《国家科学院院刊》(PNAS)发表论文“Hypothesis-driven structural connectivity analysis supports network over hierarchical model of brain architecture“ 指出老鼠大脑一小块区域中的神经系统类似互联网结构。拉里·斯旺森的研究表明大脑中互联网式结构的存在可以解释大脑能克服局部损伤的现象,如同互联网任何一个单独部分都可以去掉,但网络其他部分照常工作一样,神经系统也并不是某一部分绝对不可或缺。这个研究从神经学领域证明互联网与神经学具有相关性。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

2012年11月16日,加州大学圣迭戈分校Dmitri Krioukov在 《Scientific Report》 ,发表论文“Network Cosmology”,也提出互联网与脑神经网络的发展与构造具有高度的相似性。研究组利用计算机模拟并结合多种其他计算,证明在复杂网络的动态发展和控制中,描述大尺度时空结构的因果关系网络的曲线图,是一个具有显著聚类特征的幂函数曲线,和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。Dmitri Krioukov的研究对于互联网虚拟大脑的设想给予了有力的数据支持。MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

3.从脑科学的角度分析物联网,云计算,大数据与互联网的关系MBq牛怎网—打造国内最专业新闻门户网站

总体上看,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.根据物联网和互联网的区别和关联,我们在互联网虚拟大脑结构图进行了如图2所示的标示。

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编辑:匿名
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