無處不在的未來互聯(lián)網(wǎng)

趙洋

2013年北京高考作文是一篇材料作文：“假如愛迪生來21世紀(jì)生活一個星期，最讓他感到新奇的會是什么？”出題者認(rèn)為，愛迪生面對手機將詫異莫名。其實，手機不過是愛迪生時代一系列發(fā)明功能的集成——電話、電影放映機、留聲機……如果愛迪生穿越到21世紀(jì)，他更可能對互聯(lián)網(wǎng)感到驚奇。畢竟這是這個時代最具變革性的技術(shù)之一。

據(jù)統(tǒng)計，截至2013年，中國大陸網(wǎng)民規(guī)模已達(dá)6.18億，接近全國總?cè)丝诘囊话搿?012年，我國手機網(wǎng)民數(shù)量是4.2億，數(shù)量超過通過電腦上網(wǎng)的網(wǎng)民。這一切都發(fā)生在短短二十年間。1994年4月20日，中國“NCFC工程”通過美國Sprint公司連入Internet的64K國際專線開通，實現(xiàn)了與Internet的全功能連接。從此，中國被國際上正式承認(rèn)為真正擁有全功能Internet的國家。

二十年里，我們經(jīng)歷了撥號上網(wǎng)到ADSL寬帶上網(wǎng)、再到光纖入戶、手機上網(wǎng)的變遷；上網(wǎng)的內(nèi)容也從上BBS、看新聞、聊天，發(fā)展到微博、微信等社交媒體。隨著時間的推進，我們越來越離不開互聯(lián)網(wǎng)，但是，網(wǎng)絡(luò)并非無處不在。不過，現(xiàn)在已經(jīng)有人開始規(guī)劃未來的互聯(lián)網(wǎng)格局，它的特征就是：無處不在。

把Wi-Fi“放上天”

在我們暢游網(wǎng)絡(luò)時，不要忘記，全球仍有三分之二的人無法獲得高速、廉價的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

在提供互聯(lián)網(wǎng)連接時，崎嶇的地形、自然的阻隔，如叢林、島嶼和山丘等，都提高了鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)的成本。傳統(tǒng)的做法是通過信號塔、海底光纜等方式提供網(wǎng)絡(luò)連接。但以創(chuàng)新著稱的谷歌工程師們另辟蹊徑，他們打算圍繞地球建設(shè)一個“氣球環(huán)”，用氣球把Wi-Fi信號發(fā)射器帶上天。這些氣球?qū)㈨樦搅鲗託饬黠w行，為氣球下方的人們提供無線網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。風(fēng)使得這些氣球成了名副其實的“移動”網(wǎng)絡(luò)基站。氣球受制于風(fēng)向，如果要使氣球固定在某個位置上空，就必須有外力來抗衡風(fēng)力。當(dāng)年航空巨頭洛克希德·馬丁公司曾嘗試使用太陽能飛艇來實現(xiàn)這一目標(biāo)，但是失敗了。

而谷歌工程師們通過“頭腦風(fēng)暴”想出了一個解決方案：放棄采用超大尺寸氣球——它們需要太多能量來抗衡風(fēng)力——轉(zhuǎn)而選擇體積小且價錢相對便宜的氣象氣球。氣球上的電子設(shè)備是由太陽能面板供電的，僅需4個小時就可以完成充電，生成100瓦的電力，不但足夠保證儀器運轉(zhuǎn)，還可以充電用于夜間使用。氣球上有一個裝載電子設(shè)備的設(shè)備艙，包括控制系統(tǒng)的電路板、電池，還有無線電天線，以用于與其他氣球通信以及與地面網(wǎng)絡(luò)天線通信。天線配備了特制的無線電射頻技術(shù)，使用的是2.4GHz與5.8GHz的波段。每只氣球可以為40公里直徑的地面地區(qū)提供網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)速可以達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)的水平。用戶在房屋上安裝一個特殊的網(wǎng)絡(luò)天線，就可以接入氣球提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)信號會在氣球之間接力傳遞，然后接入地面的全球互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

氣球的材質(zhì)是聚乙烯薄膜，充氣完成后，高12米，寬15米。它們最多可在空中停留40多天，如果風(fēng)力風(fēng)向合適，甚至能夠環(huán)球飛行。如果擔(dān)心氣球隨風(fēng)飄走，導(dǎo)致出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)，不要緊，在該地區(qū)放飛一組氣球就好了。

為了能夠控制氣球的飛行路線，需要借助風(fēng)力和太陽能的合力。來自太陽能電池的能量可以控制氣球的上升或下降，由于不同的高度有不同的氣流，氣球就可以飛往地面控制人員希望它們前往的方向了。當(dāng)然，為了管理這群龐大的氣球Wi-Fi熱點，使用戶在需要的時刻能使用其中的氣球，就需要分析海量的風(fēng)向數(shù)據(jù)，依靠氣象學(xué)知識、卓越的模擬技術(shù)和大數(shù)據(jù)資源從中找出規(guī)律。這需要后臺通過復(fù)雜的算法和大量計算資源來解決，而大數(shù)據(jù)和云計算恰好是谷歌的強項。

目前，谷歌Wi-Fi氣球項目正在新西蘭進行試驗。該計劃將釋放數(shù)千個飄浮于兩萬米高空（幾乎是民航客機飛行高度的兩倍）的太陽能高壓氣球，它們每個都可以充當(dāng)下方40平方公里范圍內(nèi)的無線基站。在所覆蓋的范圍內(nèi)，人們只要使用谷歌提供的天線，就能通過升級版的Wi-Fi進行上網(wǎng)，上網(wǎng)速度類似于目前的3G網(wǎng)絡(luò)。

未來，同時會有數(shù)千個谷歌氣球飄浮在地球上空。通過設(shè)定指定的回收點，每天將有多個運營中心回收并發(fā)送數(shù)十個替換的氣球。到那時，無論山村還是偏遠(yuǎn)地區(qū)，通過手機接入互聯(lián)網(wǎng)將不再是難題。

但是，在一些科技工作者眼里，Wi-Fi氣球可能還不夠“高大上”。不久前美國一家公司宣布計劃，將在2015年6月前向近地軌道發(fā)射150顆迷你衛(wèi)星，這些衛(wèi)星會持續(xù)釋放無線網(wǎng)絡(luò)信號，覆蓋世界各地，使得任何電子終端都能通過這個衛(wèi)星網(wǎng)連接上無線網(wǎng)絡(luò)。該公司還稱，此項目或?qū)⑻峁┟赓M服務(wù)。這家公司正在尋求美國宇航局的幫助，以期在國際空間站進行信號發(fā)射測試，后期還需要美國宇航局幫忙把數(shù)百顆迷你衛(wèi)星送入指定軌道。按照設(shè)想，進入預(yù)定軌道后的衛(wèi)星能夠接收來自地面基站發(fā)射的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，衛(wèi)星需要對這些數(shù)據(jù)進行解析，并轉(zhuǎn)換成無線網(wǎng)絡(luò)釋放發(fā)射到地球上。

從技術(shù)層面來說，通過衛(wèi)星向地面站持續(xù)發(fā)射無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋世界各地，在技術(shù)原理上是可行的。這一原理已經(jīng)被現(xiàn)有許多局域網(wǎng)所采納，比如海事衛(wèi)星電話就利用了這項技術(shù)。但受到傳輸距離等自然原因的限制，衛(wèi)星上網(wǎng)依然無法大規(guī)模提供服務(wù)。一旦面向全民免費開放，很可能會造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。而且這個Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)是單向輸出模式，和目前常見的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)是有明顯區(qū)別的。它只能向網(wǎng)民傳輸新聞、教育課程、電影、音樂，而網(wǎng)民并不能通過衛(wèi)星上傳信息，社交媒體和網(wǎng)游是玩不成的。不過，即便它無法真正“上網(wǎng)”，它對消除教育資源的不平等還是有著巨大的意義。目前可汗學(xué)院、維基百科等知識共享平臺都宣布了對這個項目的支持。

星際互聯(lián)網(wǎng)

太空之旅太枯燥怎么辦？上網(wǎng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)或許能得到緩解。2010年1月，國際空間站上的飛行工程師克里默發(fā)出了有史以來第一條來自太空的互聯(lián)網(wǎng)信息：“我們正在國際空間站實時更新‘推特’（類似微博的社交媒體），這在太空尚屬首次?！痹诖酥?，宇航員們更新推特時，要通過電子郵件將內(nèi)容傳遞給地面控制中心，由工作人員代為發(fā)到宇航員的推特賬戶上。

國際空間站上的宇航員之所以能夠以個人名義訪問互聯(lián)網(wǎng)，是因為美國宇航局啟用了“機組人員支持局域網(wǎng)”。該系統(tǒng)依托空間站與地面之間現(xiàn)存的通信系統(tǒng)，為宇航員提供直接的私人通信，以提高他們的生活質(zhì)量，幫助他們消除在封閉生活環(huán)境中的孤獨感。國際空間站距地面只有400公里，還不會感到明顯的網(wǎng)絡(luò)延遲，對于更遠(yuǎn)的太空任務(wù)而言，常規(guī)的互聯(lián)網(wǎng)就不靈了。

目前，人類正在為登陸火星做準(zhǔn)備。地球和火星之間的距離約為8000萬公里，從地球向火星傳輸信息會有長達(dá)4分鐘的延遲，一來一回就是8分鐘。隨著火星的自轉(zhuǎn)，當(dāng)火星探測器轉(zhuǎn)到另外一邊，有一段時間地球和探測器聯(lián)系的信號將會中斷，要等探測器轉(zhuǎn)回朝向地球的一面才能收到信號。因此，星際互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議既要容忍延遲，也要容忍中斷。無論是現(xiàn)在的太空探測器，還是未來的火星探測者或小行星采礦者，如果要確保他們能順暢地訪問地球上的互聯(lián)網(wǎng)，交換數(shù)據(jù)，與親友互動，進行娛樂，搜尋信息。建立太陽系內(nèi)的行星際互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)是非常必要的。

不過，目前互聯(lián)網(wǎng)使用的TCP/IP協(xié)議在太空環(huán)境中存在很大問題，因為信號在星際間傳輸會出現(xiàn)中斷。為太空環(huán)境制定的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，要能容忍長時間的延遲和中斷。

1973年，有“互聯(lián)網(wǎng)之父”之稱的溫頓·瑟夫博士和同伴鮑勃·卡恩聯(lián)合發(fā)明了互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)協(xié)議“TCP/IP”，奠定了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)。這一成就使瑟夫博士被人們尊稱為“互聯(lián)網(wǎng)之父”。為解決TCP/IP協(xié)議只在地球上有效的問題，瑟夫博士已擔(dān)任噴氣推進實驗室的訪問學(xué)者，在那里從事星際互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計。

瑟夫博士說：“最近我們做了全新的編程，能夠把探測器當(dāng)中的信息發(fā)送到飛行器上，然后再發(fā)回地球上的實驗室。我和同事希望在星際實現(xiàn)類似互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的東西，把互聯(lián)網(wǎng)送到整個太陽系當(dāng)中?！?/p>

早在十幾年以前，瑟夫博士就開始開發(fā)一種能夠在長時間延遲的情況下運行的軟件協(xié)議。這種被稱作“容斷網(wǎng)絡(luò)”的軟件已經(jīng)在國際空間站以及美國航天器上應(yīng)用。在容斷網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)通過“跳到跳”傳輸。在等待下一個鏈接接通時，聚束層數(shù)據(jù)包得到緩存，待鏈接接通后，轉(zhuǎn)到下一個節(jié)點。容斷網(wǎng)絡(luò)首次成功的試驗是在2008年11月進行的，當(dāng)時地面專家向“深度撞擊”太空探測器傳輸了約12張圖像，探測器當(dāng)時距地3200萬公里。

2012年11月，美國宇航局與歐洲太空局測試了一個“行星際”互聯(lián)網(wǎng)信道，可能未來某一天能實現(xiàn)從軌道控制行星表面的設(shè)備。實驗的一部分是，國際空間站乘員利用一臺筆記本電腦，操控了一個位于德國的太空運行中心的小型“樂高”機器人。此次演示，驗證了利用新通信基礎(chǔ)設(shè)施從軌道航天器向地面機器人發(fā)送指令、并接收從機器人發(fā)回圖像和數(shù)據(jù)的可行性。

美國宇航局主管太空通信與導(dǎo)航的副局長表示，也許未來某一天，這次測試的實驗型“容斷網(wǎng)絡(luò)”能夠?qū)崿F(xiàn)人類在火星軌道的航天器上或在地球上操控火星探測機器人的愿望。

如果容斷網(wǎng)絡(luò)協(xié)議被太空數(shù)據(jù)系統(tǒng)協(xié)商委員會標(biāo)準(zhǔn)化，那么它們就可以被所有的航天國家所采用，這對航天器的國際合作將會有實質(zhì)性推進作用。該協(xié)議還可以使我們在未來用幾十年的時間共同搭建一個行星際主網(wǎng)，支持跨越多個行星的無人太空飛行和載人太空飛行。

無處藏身

“電幕”是電影《一九八四》中無處不在的設(shè)備。它具有播放和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，當(dāng)權(quán)者用它來監(jiān)視個人，防止反叛的發(fā)生。當(dāng)下，我們生活中的監(jiān)控技術(shù)和電幕相比有過之而無不及，比如，人臉識別系統(tǒng)可以自動過濾識別監(jiān)控攝像頭拍攝的容貌，并與數(shù)據(jù)庫中的照片比對；手機中的網(wǎng)絡(luò)定位功能會暴露用戶在哪個移動基站附近；網(wǎng)絡(luò)上的監(jiān)控軟件可以察覺網(wǎng)民的一舉一動，關(guān)鍵詞過濾更不在話下?！兑痪虐怂摹分?，男主人公溫斯頓曾說過這樣一句話：“一個背影都可能將你出賣?！痹凇拔⒈砬椤奔夹g(shù)出現(xiàn)的今天，這早已不是難事——只要把與特定情緒對應(yīng)的表情和身體語言輸入數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控軟件就能自動識別被監(jiān)控者的心理活動。

但要實現(xiàn) “無處不在”的監(jiān)控絕非易事，因為海量的監(jiān)控設(shè)備需要海量的監(jiān)控者。誰來監(jiān)控這些看“電幕”的人？當(dāng)然，可以使用自動運行的監(jiān)控軟件進行監(jiān)控，但軟件的程序是預(yù)先設(shè)定的，如果被監(jiān)控者的行為超出范圍和預(yù)期，監(jiān)控軟件就失靈了，這一點在科幻片《黑客帝國》中就有所反映：作為“救世主”的尼奧，總能在僵化的監(jiān)控程序包圍下突出重圍。當(dāng)然，如果有一個足夠強大的力量將上述技術(shù)推向更高層次并在全社會推廣，《一九八四》的全面監(jiān)控時代就會到來。那時，也許只有做夢才是安全的，前提是不說夢話。

監(jiān)控的過程如果有人參與，不可避免地會產(chǎn)生影片《竊聽風(fēng)暴》那樣的紕漏——監(jiān)控者同情被監(jiān)控者。因此，只有冷冰冰的機器和嚴(yán)格按程序辦事的計算機才是實施極權(quán)的最佳工具。因為計算機的工作原理就是建立在控制論的基礎(chǔ)上，用它們進行控制最合適不過?，F(xiàn)在的汽車違章拍攝和網(wǎng)絡(luò)有害關(guān)鍵詞過濾都是使用軟件自動完成的，違規(guī)的人會收到交通處罰單或來自網(wǎng)絡(luò)的警告。這是對社會有利的善意控制。

丹·布朗在《數(shù)字城堡》中設(shè)想的政府通過互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控公眾隱私的可恥行為在斯諾登的爆料下已成為現(xiàn)實。斯皮爾伯格在2002年的科幻片《少數(shù)派報告》中所呈現(xiàn)的畫面也顯得過時：未來世界每個人的虹膜資料全部儲存在電腦里，保證所有人的位置會不斷傳輸?shù)秸碾娔X中樞，小到地鐵、商場，大至國家安全機構(gòu)，人們只需對著虹膜掃描儀眨眨眼睛，瞬間便能確認(rèn)身份。以目前的技術(shù)發(fā)展速度看，用不著等到《少數(shù)派報告》故事發(fā)生的2054年，紙幣、公交卡、銀行卡和隱私就都會集成在我們的眼眸中，因為早在2014年，上述物件就已集成在智能手機里了。

愛迪生會夢見互聯(lián)網(wǎng)嗎？

由此回到本文開頭那個“21世紀(jì)初什么技術(shù)會使愛迪生驚奇”的話題。手機只是上網(wǎng)終端之一，現(xiàn)在以智能眼鏡為代表的可穿戴式設(shè)備大有取代手機之勢，也就是說，上網(wǎng)終端不一定非得拿在“手”里。甚至有人認(rèn)為電報員出身的愛迪生可能不會對互聯(lián)網(wǎng)的概念感到陌生。1998年，《經(jīng)濟學(xué)人》雜志的科技編輯湯姆·斯坦迪奇出了一本叫做《維多利亞時代的互聯(lián)網(wǎng)》的書，介紹了維多利亞時代的電報讓人們第一次在歷史上自由跨越地域鴻溝，實現(xiàn)即時通訊。19世紀(jì)中期出現(xiàn)的電纜、電線桿、電線和電磁石的結(jié)合就是最初的中樞商業(yè)網(wǎng)絡(luò)。這個大變革，給人類生活、政治、商業(yè)，都造成了奠基性的巨大影響。甚至電報員會利用空閑線路“聊天”。1849年，一對分別身處波士頓和紐約的新人，曾通過報務(wù)員傳遞結(jié)婚誓詞和話語，堪稱首次“網(wǎng)絡(luò)婚禮”。今天互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，某種意義上，只是升級版的電報系統(tǒng)罷了。但那時的電報用戶相對總?cè)丝趤碚f是區(qū)區(qū)小眾，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)文化均難以與現(xiàn)在相比。

當(dāng)某個互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的用戶達(dá)到幾十億量級時，當(dāng)個體智慧群集為集體智慧時，《終結(jié)者》中的“天網(wǎng)”、《真名實姓》中的超級“大巫”會出現(xiàn)嗎？某些互聯(lián)網(wǎng)公司現(xiàn)在已經(jīng)“統(tǒng)治”了網(wǎng)民的信息來源，未來它們會不會以某種方式統(tǒng)治世界？伴隨著生物識別技術(shù)的進步，指紋、虹膜、面容甚至姿態(tài)都會成為網(wǎng)絡(luò)識別個體、向用戶推送信息的觸發(fā)信號。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)無處不在、無孔不入時，也許會有越來越多的人寧可放棄網(wǎng)絡(luò)帶來的便利、機會、娛樂、經(jīng)濟性等優(yōu)勢，也要選擇主動棄網(wǎng)，以擺脫這種控制。

美國互聯(lián)網(wǎng)調(diào)查機構(gòu)“皮尤互聯(lián)網(wǎng)與美國生活項目”曾經(jīng)完成一份名為《互聯(lián)網(wǎng)II之未來》的調(diào)查報告，該機構(gòu)訪問了742名從事互聯(lián)網(wǎng)工作的計算機專家。結(jié)果是，只有半數(shù)的專家相信互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會帶來正面影響，46%的專家對網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模發(fā)展深感不安，擔(dān)心人類將受控于自己創(chuàng)造的技術(shù)。未來研究所的鮑勃·薩弗甚至預(yù)言，2020年之后，我們的機器將擁有智能，并迅速進化，最終將人類變成它們的寵物。這一切，都不是愛迪生能夠預(yù)見到的了。

1962年，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)先驅(qū)利克里德曾這樣憧憬未來：“未來世界的人，應(yīng)該像銀河系里的星星一樣璀璨，這些星星由計算機互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通，使大家能夠自由地和世界上任何一個角落、任何一個人溝通，來討論問題，共享知識、信息。”隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，利克里德的樂觀設(shè)想正在成為現(xiàn)實。同樣正在變成現(xiàn)實的，是信息論之父香農(nóng)在《通信的數(shù)學(xué)原理》中的預(yù)言：“我可以預(yù)見到，終有一天，我們和機器人的關(guān)系要像現(xiàn)在狗和我們的關(guān)系一樣。”只是，不知道對于已經(jīng)習(xí)慣了身臨其境和當(dāng)面交流的我們來說，那是一個屬于人類的烏托邦還是敵托邦?！矩?zé)任編輯：楊 楓】