计算机网络即通常所说的互联网，这张虚拟的空间巨网是20世纪人类创造的最伟大的奇迹之一。互联网的横空出世，不仅使信息传播发生翻天覆地的变化，更使偌大的地球变成了“鸡犬相闻”的地球村。互联网已渗透到日常生活的方方面面，无所不能地影响和改变着人们的生活方式：在互联网上可以交友、聊天、娱乐、问诊、上课、购物、办公、开会、阅读、展览、招聘等，甚至足不出户就可周游世界。在我国，90%的儿童在生活中接触互联网，56%的儿童初次上网的年龄低于5岁。网络犹如一扇门，为孩子们打开一个崭新的世界。互联网初创企业被冠以“独角兽”这个充满想象力的名号，充分显示了对其创新与活力的期待。在这次抗击新冠病毒的人民战争中，互联网也发挥了无可替代的重要作用。那么，这神奇的网络是如何产生和创造奇迹的？这兴许也是许多人想知道和分享的信息资源。

 

冷战“织造”出互联网

冷战和互联网本不搭界，但是，奇迹往往是在人们预料不到的情况下产生的。

 

 

利克里德

 

20世纪50年代，整个世界笼罩在美国和苏联两个超级大国以军备竞赛为标志的“冷战”阴云之中。冷战初期，苏联成功地发射了世界上第一颗人造卫星，令美国望尘莫及。这主要是因为美国的通信网络先天不足造成的。为了改变这种落后状态，时任美国国防部长的内尔·麦克罗伊提出并于1958年初正式建立了名为国防高级研究规划署（英文缩写ARPA，中文译音“阿帕”）的机构，其主要任务是从苏联夺回外层空间的霸主地位并积极改进美军的通信网络系统。被称为“网络教父”的利克里德于1962年来到ARPA主持研发。他提出了著名的“人机共生”理论，认为电脑绝不仅仅是人们通常理解中的计算机，它将成为一种最有效的能进行人际沟通的通信工具。他宣布信息技术项目将成为ARPA的重中之重，并把自己领导的机构命名为信息处理技术办公室（IPTO）。利克里德以IPTO为核心，将全美最好的电脑科学家和工程师组织成ARPA研发团队，这些人就是后来研制网络的中坚力量。

 

 

罗伯特·泰勒

 

ARPA研发团队的科学家罗伯特·泰勒提出了一个大胆的联网项目，由杰出的网络工程师拉里·罗伯茨担当这个项目的主持人。罗伯茨在专家们提出的有关网络结构和信息传输等互联网设计理论的基础上，最终确定了阿帕网的基本结构：采用分组交换的分布式网络，由中介电脑组成的中介网络承担通信任务。这种分布式网络犹如巨大的渔网，由众多的节点连接而成。它的每个节点都有多条通路与其他节点相连。分组交换传递信息就好像把一封信的内容分成若干自然段，每个自然段都各装入一个信封，并在每个信封上写着收信人的姓名和地址。这些信封分别经过相同或不同路线传送，若传送遇到阻碍，哪里好走就走哪里。到达目的地后，再合成一封完整的信，从而完成信息的传送。

 

 

拉里·罗伯茨

 

采用分组交换的分布式网络传递信息的优点是防御故障的能力很强，这是因为如果“自然段”遇到电脑发生故障或者部分线路中断时，它会另找其他的传输路线。即使在战争中使用，当某个节点被击毁时，军方的命令仍可以通过其他节点传送，使通信依然保持畅通。另外，分组交换的分布式网络可大大提高信息传输效率，与“线路交换”每个人必须占用一整条线路相比，“分组交换”则可一条线路同时供多人使用，效率显然会大幅度提高。

在网络中承担通信任务的中介电脑，实际上就是路由器的雏形。它位于网络与每台主机之间，其主要功能是接收远程网络传来的信息并转换为本地主机使用的格式，而且还负责线路调度工作。这就是说，中介电脑的作用是为本地传出的信息规定路线（路由），然后传递出去，这也就是路由器的本质。由于中介电脑规格相同且“语言”统一，因而很好地解决了操着不同“方言”的不同类型主机相互兼容的难题。

经过紧张而严密的研制和试验，世界最早的互联网—阿帕网于1969年横空出世。这一虚拟大网把位于美国加州洛杉矶的加州大学洛杉矶分校、位于加州圣芭芭拉的斯坦福大学和加州大学圣芭芭拉分校，以及位于盐湖城的犹他州州立大学的计算机主机连接起来形成一个网络，而位于各节点的大型计算机采用分组交换技术，通过专门的通信交换机（IMP）和专门的通信线路相互连接。到1972年，阿帕网在美国已发展到有40个节点互联互通，并在第一届国际电脑通信大会上成功地进行了展示。这次大会上决定成立国际网络工作组，并计划以阿帕网为基础连接全球现有的各种网络。与此同时，还拟定了传输控制协议等网络规则，而且宣布网络免费向全世界开放，这标志着国际互联网的正式诞生。

 

“软”“硬”兼备让网络“活”起来

互联网在人们的欢呼声中诞生了，但这只是将不同地区的众多计算机硬件连接在一起，使信息传送和交换更快、更顺畅，却不能在网上对信息进行存取、查询、编辑和发布等，即它还缺少相应的软件程序。加之，上网时面对的是一行行只有电脑专业人员才看得懂的程序和代码，因而在相当长时间里，互联网只是少数专家、学者使用的高级工具。直到1989年英国科学家伯纳斯-李成功地开发出世界首个Web服务器和Web客户机，进而创建了万维网（World Wide Web）后，才正式揭开了互联网的新纪元，使互联网像生命体一样“活”起来，并从象牙塔进入寻常百姓家中，使每个普通人都能上网浏览冲浪。

 

 

伯纳斯-李

 

伯纳斯-李于1980年来到位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心从事软件设计工作。在工作中，他频繁地与世界各地的科学家们沟通联系，并和他们交换、分析数不清的报告和数据，经常不得不重复回答一些问题，烦琐的过程实在令人烦恼。有一天，他端着一杯咖啡走在实验室的走廊上。当经过盛开的紫丁香花丛时，幽雅的花香伴随着咖啡的醇香扑鼻而来。一瞬间，伯纳斯-李脑海中灵感迸发：既然人脑可以通过互相连贯的神经传递信息（比如闻到花香和咖啡香味），那电脑文件为什么不能通过互相链接形成“超文本”呢？那样的话，无论人们身在何处，都能够通过计算机网络简单、快捷地访问其他人的数据。

于是，他便动手编写一个软件程序，用一系列的链接（即超文本）将自己计算机上的重要文档的存储地址“串起来”，这样就可以像从一本书的目录检索到其中的内容那样，通过简单的操作很快就能找到所需要的文档。这个被他命名为“探询”的未发布过的程序，就是后来万维网的雏形。

初战成功，激发了他的自信和创新热情。他已不满足于实现小范围的计算机联网共享，而是要在全球范围建立信息网，以彻底打破信息存储的壁垒。他终于在1989年开发出全球首个Web服务器和客户机。尽管这个Web服务器简陋得只能说是欧洲核子研究中心的电话号码簿，而且只允许用户进入主机来查询研究人员的电话号码，但它却是人们从未看到过的非常实用的超文本浏览器。伯纳斯-李将他的发明定名为万维网，并以其英文缩写“WWW”于1991年5月正式登录互联网。由于万维网将互联网上的文本、图像、声音等各种信息链接到一起，而且通过浏览器人们可向万维网服务器发送各种请求，并对从服务器发来的超文本信息和各种多媒体数据格式进行解释、显示和播放，从而使普通人在网络上能图文并茂地发布和交换信息。因此万维网一问世立即引起轰动，并得到越来越广泛的应用。

 

5G开创超级互联网世界

5G是人们耳熟能详的一个词。特别是我国著名的华为技术公司由于其5G技术独树一帜、全球领先而遭受到美国及西方一些国家的封杀和堵截，企图以此遏制我国经济和高新技术的快速发展，这从侧面说明5G技术所具有的重大战略意义。

5G是第五代移动通信技术的简称，也是移动通信技术的最新版，具有反应速度快（下载一个视频5G只需1秒，而4G需10秒）、应答迅速（5G网络延迟仅为1毫秒）和传输量大（每平方千米可连接设备100万台以上）等特点。人们正是利用5G的这些优势将本身不是计算机的物体如机器人、汽车、电视机、电冰箱甚至咖啡机、心脏起搏器、尿布等植入网络中（实际上是将微芯片镶嵌到这些物体上），创建一个融入现代生活方方面面的超级互联网—物联网。这意味着，5G技术已使人们超越4G所实现的人与人之间的连接，在收集大量数据的同时实现物品和生活设备之间的连接和交互。有了5G，人们不仅能以更快的速度浏览网页，还能同时连接更多的设备。而且，由于5G的延迟大大降低，因而与互联网或云的交互几乎是即时的。可以说，现在已进入了家用生活电器和工业设备实时接入互联网的新时代。这种正在改变人们生活的物联网涉及面很广，包括车联网、智能手机联网、机器人联网、家用电器联网、工业设备联网等，这些机器和设备可以互相交流而无需人为操控。有了这些物联网，智能家用电器将能帮助人们完成各种家务劳动；智能工业设备能自动帮助人们完成复杂精密的工业生产操作。这些设备甚至能提前了解人们的需求，无需人们对它发出指令；人们通过可装在衣袋里的小巧玲珑的智能手机就能知晓天下大事和最新的科技成果，并能和全球任何有关的人取得联系；由于5G网络下传输信号延迟为毫秒级，因而机器人控制者可以远距离操控机器人，实现高危环境下的机器人作业，机器人动作与操控者几乎同步，精确度很高；当智能汽车的操控人员按下自动驾驶按钮后，汽车便能以40千米每小时以上的速度自动行驶，遇到前方有车或行人时，能自行避让或刹车。5G的刹车反应距离仅为0.028米（4G达1.4米），从而有效地保证了行车安全。

2019年初，我国已进入5G商用元年。当年6月中旬四川宜宾发生地震，当地医院启用了我国研发的5G城市灾难医学救援系统，以远程会诊等方式对伤员展开救治。这套5G城市灾难医学救援系统可向数百或数千千米外的专家实时传输高分辨率医学图像，会诊专家团队在详细询问伤员受伤情况和查看伤员各项影像学检查结果后，为200多千米外的震区医护人员提供了精确的诊疗指导。厦门大学和华为公司、中国电信共建了一个5G眼科医院。这所医院应用5G技术，通过互联网直播眼外科手术，专家将可以对手术提供远程指导。作为中国科技中心之一的深圳测试了5G网络在地铁系统中的应用，一旦发生突发事件时，5G车地通信可配合人脸识别及智能行为分析，协助锁定车厢内的危险人员以及判别危险行为，以加强出行安全。另外，我国西南部的汽车制造基地重庆对由5G移动网络辅助的无人驾驶公交车进行了测试。全球移动通信系统协会的研究认为，我国将在2025年成为全球最大的5G市场。

 

 

城市中的5G蜂窝网络天线电信塔

 

从2019年的11月1日起，三大国有运营商在全国范围内开展了5G网络服务，推出了服务计划。北京经济技术开发区聚集了近百家5G产业链上中下游企业，5G+智慧工厂、5G+智慧交通等十大5G应用场景正加速落地，初步形成了完整的5G产业链。根据有关创新发展行动方案，北京将于2020年在重点区域完成5G车联网建设，形成连接车与云平台的车联网服务能力。到2022年，北京冬奥会将实现智能网联汽车的全面应用。我国首个5G智慧高速公路项目已于2019年初落地湖北，并已进行5G基站的选址建设和智能收费测试。

到2020年底，5G所开创的物联网全球接入设备将达260亿台，这些设备中大多是人们日常生活中的常用电器和车辆。未来几年内，这些设备将全部实现智能化。它们将彼此自动交流而无需人工操作，从而使人们的生活变得更加轻松惬意。在更高质量的无线网络基础设施、体积和成本越来越小的智能芯片以及更先进的智能算法的支持下，人们亲自操作和使用鼠标的时间将变得更少。虚拟助手将与人们进行对话，以便按照人们的要求完成日常家务；家中的洗衣机和电冰箱将知道何时开始工作，以及何时该向超市订购牛奶和蔬菜；家里的照明和温度将能按照需要自动进行调节；家用智能汽车将能自动把人们送到上班地点或者需要去的地方……

未来物联网美好的生活图景，还可从可穿戴智能设备以及智能音箱等产品上展现出来；可穿戴智能设备主要是运动健身和医疗保健设备，其中包括能自动测量心率、血压、步数、消耗热量等身体指标的智能手环和智能手表等，这些引领时尚潮流的热门产品颇受人们喜爱。植入微芯片的智能服装能告诉洗衣机如何洗涤它们。智能音箱能与家中其他数十个设备的传感器进行连接，以便相互传输数据。智能音箱将向其他智能家电发送指令，从而成为智能管家。

 

 

 

物联网由于能使转瞬即逝且不确定的物理世界信息变得具体而可分析，因而给人们带来更大的方便和实惠：例如建筑物的智能照明可节省能源；智能机械可以预测自身的故障，并安排预防性保养；联网奶牛可以使奶牛的饮食习惯和生命体征得到实时跟踪，从而使奶牛产奶量增加，患病时需用的药品较少。阿里巴巴研发的“ET大脑”接管了杭州128个信号灯路口，通过精确预测急救车辆到达每个路口的时间，提前十多秒控制信号灯变化，清空车道，可以为120急救车缩短一半到达时间。

更为引人注目的是，我国建成了全球最大的北斗卫星车联网平台，480万辆装有北斗导航系统的运输车辆上线，使重大事故率和人员伤亡率均下降50%，出行耗时减少1/3。北斗应用覆盖世界50多个国家和地区，覆盖人口近30亿。

据专家预计，到2030年，5G网络将完全开发和建立，它将和光纤一道成为信息杜会最重要的基础设施。

 

未来人脑将与互联网连接

事物总是在不断发展中。就在2019年11月我国全面开展5G网络服务不久，北京有关部门已启动了6G网络的研发。

如果说5G是一种能创建为访问信息提供便利的综合感知系统的最先进技术，那么6G将会帮助人们构建融入了人工智能且能做出智能响应的感知神经系统。使用6G后，连接速度将变得更快，网络延迟也将比使用5G时更低，从而将使实时的数据交换成为可能。因此，6G将把真实世界与虚拟数字世界连接起来，大大提高产品设计、研发和技术实验的效率并能降低成本。此外，还可利用包括3D打印在内的先进技术在现实世界中开发数字产品。在这种情况下，基于大数据的智能化将成为推动创新的关键，而6G网络不仅将成为数据传输的“高速公路”，还将以一种更为流畅的方式集成更多的先进技术，成为通信和计算基础结构组合的一部分。随着6G技术得到应用，其许多优势将不断展现。

6G技术将成为国家的核心技术以及数字经济的主要推动力。为了促进6G技术的进一步发展，我国已建立了一个由来自大学、研究中心和技术公司的专家组成的6G研究团队，以推动这一技术的发展并向政府提供相关决策建议。国外如美国、韩国、日本和一些欧洲国家也都相继着手制定推动6G技术发展的规划。6G竞赛的前奏即将响起。

随着科学技术的迅速发展，人们将迎来互联网发展更为重大的突破，这就是人脑与互联网的连接，从而使人类只要想到一个问题就会立刻得到解答，而不是用搜索引擎去查询。这与系列科幻电影《黑客帝国》中接收信息的方式类似。

 

 

 

这种人脑与互联网连接的实现，既不是科幻，也不会遥遥无期。科学家预计，人类大脑与技术结合的时间可能早于很多人的预期，或许“几十年内”就能实现。

美国“人脑/云界面系统”科研项目的科学家认为，可以将神经纳米机器人植入人体，实现与网络的实时连接。这些微型机器人可以在人体脉管系统中识别方向，跨越血脑屏障，在脑细胞之间甚至其内部精确地自动定位。然后，它们会把加密信息在人脑和基于云的超级计算机网络之间无线传输，进行实时的大脑监控和数据提取。另外，“人脑/云界面系统”受神经纳米机器人技术调节，还可以使个体有能力在云端即刻获取人类积累的一切知识，从而大幅提高人类的智力和学习能力。

目前，尽管“人脑/云界面系统”研究项目还没有进入大规模人类试验的阶段，但这项人脑联网技术已在较小规模上取得了成功。已完成的人类“脑网”系统测试虽然不是很先进，但却实现了不同人脑之间通过云端进行意识驱动的信息交换。测试中使用发送者颅骨中记录的电子信号和接收者颅骨中的磁刺激来完成合作任务。这项测试使三个人实现了仅凭意识就能共享内心想法和进行游戏。

人们期待着人脑与互联网连接的美好愿望早日实现。（崔金泰）