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深度20世纪最伟大的发明是什么 [复制链接]

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若要问20世纪最伟大的发明是什么?正如一千个人有一千个哈姆雷特,不同领域的人可能会有不同的答案。经济学家的答案可能是“GDP”,科学家的答案可能是电池、二极管、激光、无线电、电话、航天飞机,消费者的答案可能是电脑、电视机、手机、空调、抽水马桶、避孕药……但事实上,在历史的长河中,似乎没有任何一项科技发明能比互联网带给人类社会更大的影响了。曼纽尔·卡斯特在《信息时代三部曲》中提出:互联网掀起了信息科技革命,并成为了网络社会的物质基础。作为信息时代最具革命性的媒介,互联网实现了信息化、全球化、网络化的世界形态。当然,星辰大海并非一蹴而就,互联网发明前期的理论、技术准备,发展中期的生产、消费应用及其对经济社会的推动作用,共同谱写了互联网发展的壮丽凯歌。

系统论、控制论与信息论为互联网的诞生提供理论准备。系统论、控制论、信息论这三大经典理论(后称“老三论”)几乎同时形成于上世纪四十年代。系统论提出应把研究对象视为一个整体系统——要素与要素关系的总和,系统、动态、带有目的地看待问题。而美国数学家香农的信息论则以通信系统为研究对象,研究如何获取、加工、处理、传输和控制信息,并提出信息就是事物认识不确定性的消除,信息论引发了通信领域的革命,其应用也扩展到了更多行业。《控制论——或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》一书为构建计算机网络提供了理论基础[1]。“老三论”以及协同学、运筹学、电子计算机、通信技术等多个学科的相互渗透、紧密结合,为互联网的发明奠定了理论基础。

微电子、计算机技术的发展为互联网发展奠定硬件设备基础。微电子技术的发展经历了从最初仅具有整流检波功能的真空二极管到晶体管再到集成电路几个时期。随着微电子技术的成熟,“摩尔定律”开始释放神威——集成电路集成度每两年翻一番,集成电路微细加工的精度已经达到了10^(-6)米并进入亚微米,大约每5-6年提高一倍,数据处理从4位发展到64位,一块集成电路的平均价格从年的50美元降到了年的1美元。[2]

微电子电路的发展历程

计算机向小型化、低成本发展让联网设备的普及成为可能。年2月14日,世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”(ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学问世。彼时的ENIAC俨然一个“烧钱”的庞然大物——斥资近50万美元,占地平方米,重达28吨,但每秒仅能执行次加法运算或次乘法运算。在接下来的几十年里,在摩尔定律的作用之下,计算机技术以惊人的速度发展,小型化、高性能、低成本的计算机开始向社会大众普及。正如计算机科学家费里德里克·布鲁克所言:“人类文明迄今,除计算机技术外,没有任何一门技术的性能价格能在30年内增长6个数量级”。

通信技术在过去百年里也得到了长足的发展,为移动互联网的发展铺路。年5月24日,在美国华盛顿,莫尔斯的电报机发出了人类历史上第一份电报,利用电流的通讯方式首登世界舞台。年,意大利人安东尼奥·梅乌奇在研究电击治疗疾病时,意外打通了人类历史上第一通电话(贝尔为年)。随着电报、电话的推广和商用,“烽火狼烟”“飞鸽传信”“快马传书”逐渐退出历史舞台。电报和电话的发明共同促成了移动电话的发明。年,美国摩托罗拉实验室发明世界第一部商业化移动电话,此后商用的移动电话逐渐小型化、轻便化、智能化。

早期的通信网采用电路交换的方式,即每次通信都需要建立(电路)连接、占用连接并传输信息(通话)和(电路)连接拆除三个步骤。电话机与交换机相连,每次通话都是通过电话机到交换机网络,再到另一头的电话机。但在冷战背景下,要立即下达作战命令,利用电路连接,其过程既漫长又脆弱,互联网应运而生!

什么是互联网?互联网是将网络设备通过TCP/IP协议[3]所连成的一种全球性虚拟网络,承载互联网的是物理空间中的各种通信网和计算机网。年,在理论、硬件和软件技术准备的基础之上,互联网的雏形阿帕网(ARPANET)诞生。

互联网的发展不仅仅是边缘节点包括计算机、手机、智能手表等的发展,也是连接设备如路由器、连接技术和连接网络的发展。

互联网的雏形阿帕网:以军事目的发展起来的分组交换网。美苏冷战期,为防止唯一的军事指挥中心被原苏联核弹摧毁,美国急需一个分散的指挥系统。行为心理学家约瑟夫·利克莱德(J.C.R.Licklider)提出要快速、安全地传达指挥命令,必须将控制武器的计算机以星形拓扑的方式连接成网。年,拉里·罗伯茨(LarryRoberts)提交了一份名为《资源共享的计算机网络》的报告,提出将此前相互独立的计算机联网,实现信息传输和共享的伟大设想和技术框架。在此背景下,年,美国黑科技“神盾局”——国防部高级研究计划管理局DAPRA建成了美国第一个采用分组交换技术的计算机网络阿帕网。最初的阿帕网只有四个节点,连接的是美国的高等院校。在这个网络中一个节点发生故障或受到攻击,其他节点依然可以相互通信。

阿帕网的第二阶段:基于TCP/IP协议实现网络互联。经过几年的运行,阿帕网已发展成遍及美国各地的计算机网。彼时,阿帕网采用NCP(NetworkControlProtocol,网络控制协议),然而NCP只能用于运行相同操作系统的计算机互联,不能充分支持阿帕网。年,支持不同硬件设备和操作系统互操作的TCP/IP协议研制成功。年,阿帕网开始采用TCP/IP协议。

年的阿帕网节点图

阿帕网的第三阶段:真正的互联网诞生。年1月,阿帕网所有的主机都转向了TCP/IP协议,真正的互联网诞生。同年,阿帕网被分为军用和民用两个版本。年,美国国防部规定所有接入网络的计算机都必须采用TCP/IP协议。至此,以阿帕网为主干网的国际互联网被称为了Internet,TCP/IP协议成为所有计算机网络的基石。

阿帕网退出历史舞台,互联网开始商用。年,美国国家科学基金会建立了按地区划分的三级广域网NFSNET。年,NFSNET彻底取代阿帕网成为互联网的主干网。年,互联网的主要用户从学术界向商业用户转变,互联网主干网的经营权由美国政府转交给商业机构,商业机构开始向接入单位收取费用。年开始,互联网迈入商业化运作期。

万维网促使互联网繁荣发展。20世纪90年代,英国计算机科学家蒂姆·伯纳斯·李(TimBerners-Lee)发明了万维网——以超文本的方式,把网络上不同计算机的信息有机结合在一起,用户可以通过HTTP(超文本传输协议)在网络上检索海量的信息,并通过点击网页获取信息。万维网成为了无数个网站和网页的集合,为用户提供了极丰富、极方便的网络信息服务,将人类推进到一个新的信息化社会阶段。从年阿帕网的发明,直到20年后万维网的发明和免费开放使用,互联网才得以爆炸式地繁荣起来,万维网的发明也成为了互联网发展史上的分水岭。

[1]《苏联曾差点搞出超级互联网,竟然有……》,年12月05日,瞭望智库,

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