數(shù)字大腦(Big Brain)不但對數(shù)字科技和數(shù)字經濟產生重要影響，也將對人類社會科技、經濟、文化、政治、軍事等領域產生深遠影響。
21世紀是數(shù)字科技和數(shù)字經濟爆發(fā)的時代。從2000年開始，社交網絡、web2.0等數(shù)字科技不斷涌現(xiàn)，由此誕生的谷歌、亞馬遜、騰訊、阿里巴巴、京東等科技企業(yè)構成了日益壯大的數(shù)字經濟，使其成為繼農業(yè)經濟、工業(yè)經濟之后又一個新的經濟形態(tài)。2010年以來，世界范圍數(shù)字科技和數(shù)字經濟領域又出現(xiàn)了大量與腦相關的技術和應用，從谷歌大腦、百度大腦、阿里ET大腦、360安全大腦到城市大腦、工業(yè)大腦、經濟大腦、世界數(shù)字大腦等。
面對蓬勃發(fā)展的數(shù)字科技和數(shù)字經濟以及新出現(xiàn)的類腦特征，存在兩個值得探討的重要問題：數(shù)字科技和數(shù)字經濟的發(fā)展規(guī)律是什么?數(shù)字科技和數(shù)字經濟領域與腦科學是什么關系?
數(shù)字大腦(Big Brain)的提出
從21 世紀科技發(fā)展趨勢看，種種跡象表明，經過50年的發(fā)展，互聯(lián)網正從網狀結構向類腦模型演化，如騰訊、臉書(Facebook)等社交網絡具備的神經網絡特征，谷歌街景系統(tǒng)具備的視覺神經特征以及云計算具備的中樞神經特征等。2008年，互聯(lián)網大腦模型建立，將類腦結構與互聯(lián)網結合形成了互聯(lián)網的未來架構(如下圖所示)。
互聯(lián)網大腦模型
在行業(yè)產業(yè)方向，互聯(lián)網大腦架構與工業(yè)、農業(yè)、航空、交通、建筑、冶金、電力等行業(yè)結合，形成了諸如工業(yè)大腦、農業(yè)大腦、航空大腦、冶金大腦、建筑大腦、電力大腦等。在人類社會的建設方向，互聯(lián)網大腦架構與智慧城市建設、國家智能化建設、人類社會的智慧化建設結合，就可以形成城市大腦、國家大腦和世界數(shù)字大腦。
在數(shù)字經濟方向，為了適應互聯(lián)網新出現(xiàn)的類腦結構，世界范圍內的科技巨頭不斷將自己的核心業(yè)務與互聯(lián)網大腦架構結合。谷歌依托搜索引擎帶來的大數(shù)據提出谷歌大腦，科大訊飛依托語音識別技術提出訊飛超腦，360依托安全業(yè)務提出360安全大腦，騰訊依托社交網絡應用提出騰訊超級大腦，阿里巴巴依托企業(yè)級服務提出阿里ET大腦，華為依托通訊領域的優(yōu)勢地位提出華為EI智能體。
由此可見，隨著互聯(lián)網大腦與數(shù)字科技、數(shù)字經濟、智能產業(yè)、人類社會不同領域結合，到2022年，“大腦”已成為數(shù)字科技和數(shù)字經濟領域的重要系統(tǒng)和基礎模型。應該指出，這里的“大腦”并不僅僅指類中樞神經，而是結構和覆蓋范圍龐大，能夠適應不同技術環(huán)境、經濟場景，跨地域、跨行業(yè)的類腦復雜巨系統(tǒng)，由此我們將數(shù)字領域的這些類腦數(shù)字巨系統(tǒng)稱為“數(shù)字大腦”(Big Brain)。
數(shù)字大腦(Big Brain)對數(shù)字領域的影響
數(shù)字大腦的產生不但對數(shù)字科技和數(shù)字經濟產生重要影響，同時，它的發(fā)展也將對人類社會科技、經濟、文化、政治、軍事等領域產生深遠影響。下面將從三個方面進行闡述。
一是數(shù)字大腦與數(shù)字科技的關系?；诨ヂ?lián)網大腦模型，可以發(fā)現(xiàn)21世紀涌現(xiàn)的數(shù)字科技無一不是與數(shù)字大腦中的諸多“大腦”系統(tǒng)發(fā)育有關。例如，云計算對應中樞神經系統(tǒng)，物聯(lián)網對應感覺神經系統(tǒng)，工業(yè)4.0、云機器人、智能駕駛、3D打印對應運動神經系統(tǒng)，邊緣計算對應神經末梢，大社交網絡、混合智能、區(qū)塊鏈對應類腦神經元網絡，移動通訊和光纖技術對應神經纖維，元宇宙對應數(shù)字夢境世界，人工智能和大數(shù)據對應互聯(lián)網大腦的云反射弧和自動運行機制的驅動?？梢哉f，在過去的50年時間里，每一項數(shù)字科技的出現(xiàn)都對應了數(shù)字大腦的某項神經系統(tǒng)的發(fā)育(如下圖所示)。
基于數(shù)字大腦模型的的數(shù)字科技關系圖
二是數(shù)字大腦與數(shù)字經濟的關系。數(shù)字經濟是指一個經濟系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，數(shù)字科技被廣泛使用并由此帶來整個經濟環(huán)境和經濟活動的根本變化。由于數(shù)字科技可以看作是數(shù)字大腦發(fā)育、成長的產物，因此，數(shù)字經濟的發(fā)展也與數(shù)字大腦有著密不可分的關系。
一方面，數(shù)字經濟的企業(yè)主體伴隨數(shù)字科技的發(fā)展不斷壯大，并結合數(shù)字大腦的成熟不斷產生出谷歌大腦、百度大腦、訊飛超腦、騰訊大腦、阿里ET大腦、聯(lián)想大腦、滴滴大腦等一大批企業(yè)級類腦巨系統(tǒng)。
另一方面，行業(yè)、產業(yè)、政府通過新基建、數(shù)字政府建設、數(shù)字化轉型，在推動數(shù)字經濟的發(fā)展時也不斷產生出城市大腦、產業(yè)大腦、經濟大腦、省級大腦、國家大腦、世界數(shù)字大腦等社會級類腦巨系統(tǒng)。這說明數(shù)字大腦也日益成為對數(shù)字經濟的發(fā)展產生重要影響的要素。
三是數(shù)字大腦與人類協(xié)同發(fā)展。2022年，已經有500多個城市開始建設和規(guī)劃、數(shù)千家企業(yè)進入到城市大腦的建設領域。在數(shù)字大腦模型中，城市大腦是互聯(lián)網大腦與智慧城市建設結合的產物，世界數(shù)字大腦是互聯(lián)網大腦與人類社會結合的產物。從發(fā)展趨勢看，當世界范圍內的城市通過城市大腦連接在一起時，城市大腦將通過省級大腦、國家大腦最終形成世界數(shù)字大腦，從而為人類協(xié)同發(fā)展提供一個類腦的數(shù)字巨系統(tǒng)支撐平臺。
在腦科學和數(shù)字大腦模型的基礎上，無論是城市大腦還是世界數(shù)字大腦都具有統(tǒng)一的“1+2+N”建設模式。其中“1”是世界統(tǒng)一的數(shù)字神經元網絡，負責連通人、設備、程序和組織;“2”是人類智能與機器智能共同形成數(shù)字大腦運轉的智能驅動力，同時，“人類智能權限要總體高于機器智能”可以作為處理其關系的準則;“N”是N條云反射弧，是基于數(shù)字神經元網絡，將不同的數(shù)字神經元按照類反射弧機制組織起來聯(lián)合工作。
在“1+2+N”建設模式的基礎上，可以進一步形成數(shù)字大腦的數(shù)字科技建設架構(如下圖所示)，它由五個功能層次組成，分別是問題與需求層、云反射弧層、神經元網絡層、管理控制層、技術支撐層。
數(shù)字大腦的數(shù)字科技建設架構
作為人類協(xié)同發(fā)展的數(shù)字科技平臺，世界數(shù)字大腦通過對世界的認知、判斷、決策、反饋和改造，共同應對來自大自然的各種挑戰(zhàn)和風險，滿足人類社會的廣泛需求。在這個過程中，為拉動整個數(shù)字科技，數(shù)字神經元網絡和云反射弧機制共同為世界數(shù)字大腦的運行提供支持，而數(shù)字經濟可以看作是世界數(shù)字大腦發(fā)育、成長和運行過程中的經濟驅動產物。
數(shù)字大腦是一個將數(shù)字科技和數(shù)字經濟領域諸多“大腦”系統(tǒng)抽象統(tǒng)一出來的概念和名稱。作為一個基礎模型，如何尋找數(shù)字大腦的共性特征和在不同領域的個性化應用，如何通過與腦科學的對比研究不斷發(fā)現(xiàn)數(shù)字科技和數(shù)字經濟的運行規(guī)律并為產業(yè)發(fā)展、政府決策提供支持，都將是未來數(shù)字大腦領域重要的研究課題。
文 | 劉 鋒
中國科學院虛擬經濟與數(shù)據科學研究中心研究組成員
中國指揮與控制學會城市大腦專委會副主任
*本文2022年10月發(fā)表于中國科學報社《科學新聞》雜志
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