比特、原子大碰撞，觸手可及物聯網

前篇內容，可能會讓部分朋友發懵了。或者會問，你把物聯網說得這麼高大上，真的不是誇大其詞嗎？畢竟自從物聯網概念提出之後，其進入公眾視野也很久了，但一直達不到大家對它所期許的狀態。其實，這樣的現狀是由很多因素造成的，但是這並不意味著物聯網只是忽悠人的概念。那麼，這一章，我們先來談談這個概念是怎樣形成的。要談物聯網，我們得把「物」「聯」「網」這三個字拆開來談。那麼，我們一起來談談「物」和「網」的基本構成：「物質」和「信息」。以一支鉛筆為例，鉛筆是由木材、石墨、油漆等構成的，它們都是真實存在的「物質」；同時，這支筆的顏色、重量、長度等屬性組成這支鉛筆的基本信息；鉛筆上的商標圖案、鉛筆的用途等就是我們對基本信息處理之後，再加上我們自身擁有的知識而形成的新的較為複雜的信息。同樣的道理，人的身體是由水、蛋白質、糖類等物質構成的，人的身高、體重、音色等就是構成人的基本信息，而人的外貌、氣質、談吐等則是我們通過分析這些信息而得出的新的信息。換作機器也一樣，機器本身由金屬、塑料等物質構成；機器的重量、顏色、高度等就是基本信息。對機器而言，其產能、產出的產品等複雜的信息是人預先設定好的。眾所周知，物質是客觀存在的，看得見摸得著。而信息是人為定義的，是可傳送和處理的，但是無法觸摸。了解這兩個概念後，下面我們來談談什麼是「聯」。例如，我們通過眼睛感受外界信息，大腦則通過對眼睛所收集到的信息進行分析，從而可以知道鉛筆的長短、顏色等屬性，進而可以分析得出「這是一隻××牌的快用完的鉛筆，我只能用它寫幾行字了，以後還是用自動鉛筆好了」這樣複雜並有意義的信息。在這裡，「看」這個動作就是從「物質」中提取「信息」的過程，就是一種「聯」，而從「看」到「想」這個過程也是一種「聯」。

我們可以看到，大腦在這個過程中扮演的就是一個「網」的角色，這就是「物質」「聯接」「網路」的過程。當然，上面只是一個簡單的例子，並不代表物聯網的模型，但對我們的讀者理解物聯網的概念應該會有所幫助。有了這個概念後，我們再來談談什麼是原子，什麼又是比特。其實，這兩個概念也是簡單易懂的。原子是構成物質的基本單位。當然，很早之前我們就知道原子還有更微觀的構成部分，但在此我們不做討論。那比特呢？比特是信息的基本構成單元，是一個計量單位。這裡拿來直接和原子進行比較是有些不合常理，但這並不影響讀者理解物聯網。就像不同的原子構成世界一樣，比特構成了信息。比特的概念本身是人們在計算機領域提出的，但這裡我們也可以這樣看：我們說的話、看見的景色、聞到的花香傳到我們大腦里，能讓我們去感受和理解信息，其基本單元和計算機領域的比特概念可以說是一樣的。可以說，原子是真實存在的，而比特則不是，它只是人類根據自身需要構造出來的概念。而物聯網要做的，就是在宏觀上將二者結合起來，你不用看、聞、聽也能獲得信息，乃至不用自己處理信息和親手操作也能讓很多事物為你服務。這個過程，將不再由人類自身來主導，而是通過感測技術、網路技術和數據分析技術來實現。這就是所謂的原子與比特的碰撞。我們當然做不到從微觀上來控制信息和物質，但在微觀結構上，物質世界和信息世界二者都是由各自最基礎的結構建立起來的。我們人類可以聯網，那麼理論上由物質組成的一切都可以聯網。這就是物聯網與互聯網的一個差異。可以說，物聯網是在「人聯網」的基礎上衍生出來的更加寬泛的一個概念，而其核心也將繼續圍繞人類的活動。我們再來談談「聯」這個過程是怎麼發生的。這裡可以分為「感知」「傳輸」「應用」三個部分來看。首先，我們需要「眼睛」，這樣才能「看見」，這就是物聯網感知層作用的原理。其主要使用的是感測器。感測器其實由來已久，非但不是什麼新鮮事物，反而可以說是「老古董」。那讓我們試著揭開感測器的面紗讓它更性感一點：古代工匠在造房子的時候要確認每根柱子都是筆直的，於是用一塊石頭懸在棉線上確認地心方向，這就是把我們看不見的重力轉化為我們看得見的棉線；再來看看體溫計，它把溫度這種我們人類自身難以通過感官來量化的信息轉化為看得見的汞柱長度；同樣，古典的照相機也是一種感測器，它能夠把鏡頭傳入的光信號轉化為對底片的刺激，最終留下影像。

雖然現在的感測器已經做到精緻小巧，但是其本質上仍然在做著類似的工作。不同的是，它們無須把感受到的信息直接傳達給人，而是通過一些技術手段轉化成信號，交給其他後端設備來處理，之後再進一步進行利用。很多感測器的感知能力已經遠遠超過了人類感受世界的能力，甚至比人類更加精準，就感受物質世界而言已經甩了人類好幾條大街了，「千里眼」「順風耳」等早已不是什麼新鮮事了。更重要的是，大多感測器產生的結果處理後可以用數字來計量，並可以直接用計算機能懂的語言進行傳輸，最後被用於數據分析。當然，也有些諸如圖像、語音等難以用簡單數字來計量的信息，這也相應地對後端的計算機處理能力提出了新的要求。使用感測器的好處在於，我們人類自身的感知能力有限，很多我們需要的信息是無法感知的，感測器的存在剛好能夠解決這些問題，能夠讓人類看到更廣闊的世界，成為我們的第六感官。其次，我們需要「神經」才能「傳輸」，這是物聯網的網路層的運作方式。傳輸是一個非常重要的概念。當我們的信息採集好了之後，如果不能傳輸，那麼信息就失去了存在的意義。就像你手上有一批上好的絲綢，但是需在異地進行加工和販賣，如果沒有通過運輸工具將其運輸到目的地，置放在原地的絲綢是多餘的。在絲綢運輸過程中，我們也需要一個運輸的通路，我們用公路、鐵路甚至運河來運輸；運輸目的地是下游的加工廠，那裡可以把絲綢做成衣服再賣錢。那麼，這裡將絲綢比喻成感測器採集到的信息，而運輸工具相當於能夠承載這些信息的載體，而河就是傳輸時用的網路，加工廠就是最終數據處理的中心。在這個過程中，船扮演著非常重要的角色。各大廠商雖然形成了多種聯盟或平台，但是依然爭相搶奪對智能家居或者智能硬體的標準的定製。往簡單的講，其類似於「碼頭」「車站」「運輸公司」之間的關係，當你選擇用船運輸的時候，你就不需要上公路去跑。當然，事實上你可以選擇多種運輸方式同時運用，信息本身是不變的，關鍵是看哪種更方便、更經濟。而諸如電信、移動、聯通等公司則更偏向於扮演「運河」或者「鐵路」這樣的角色，是用來承載運輸用的「船」或「車」的。現在物聯網的發展在一定程度上受限於網路的發展，鐵路不多，運河不寬，車船的載重能力都決定著我們這張「網」的發展。當然現在我們的運營商和通信設備製造商等相關參與者也正努力著，在不遠的將來，一定會帶給大家全新的體驗。最後，我們在工廠加工「信息」，是對信息的處理和運用。這方面就是我們說的「互聯網」或者「移動互聯網」的應用。

現在互聯網的應用已經比較成熟，能為人們提供的服務也越來越豐富，大有「互聯網+」所有傳統行業的勁頭，但是基於物聯網開發的應用將會在此基礎上更進一步。雖然「智能」二字已被玩壞，但真正的智能時代的大門才剛剛打開，未來還很漫長的路要走。

那麼，在物聯網時代的網是怎樣的網呢？主要是邊緣計算和雲計算。這跟以往的計算方式很不一樣。我們知道，PC時代，對個人而言，計算中心是在個人家庭電腦端，對企業而言是在自家的伺服器上。進入移動互聯網時代，智能手機弱化了一部分人的計算需求。而未來更多有計算能力的設備會加入到這個行列，如智能電視、智能手錶、智能冰箱等。現在提出邊緣計算的概念，是希望調動所有設備參與計算，讓其自己通信和組織計算，而不必藉助網路後台。就像你本來要把絲綢運去加工，但是你在運輸途中遇見了一位識貨的商人，他在中途就買下了你的貨物直接給了你錢，這樣就省去了很多麻煩；或者你突然發現你的小夥伴手藝不錯，直接就可以把絲綢做成衣服了。當然，這裡面其實更複雜，實現起來還有很遠的路要走。舉個例子，你並不知道把你攔下來的人是想買你貨的商人，還是攔路的強盜，或者只是一陣泥石流。然後就是雲計算了，雲計算現在已經比較成熟，相信很多朋友也有相關的知識儲備，但這裡還是做個簡單的類比。你的絲綢送到碼頭就有人幫你打包了，你不必費神在運河另一端去建立絲綢加工廠。他們把絲綢送到了專門集中加工絲綢的地方，把大家的絲綢集中做成衣服，再送到各自指定的位置。當然，他們更多是建立產業園，除了加工絲綢，也會做一些棉布、牛仔或者化纖的產品。在物聯網發展初級階段，有賴於感知技術的發展，對物聯網的理解重點在於將真實存在的物品信息化；隨著人們理解的加深，事件也被作為信息化的對象，比如購買、借款等行為，而這裡採用的信息技術更多偏向於傳統互聯網的採集方式；再往後，一些人提出加工流程、知識產權等沒有具體形態的信息，也可以被當作實物一樣進行處理和管控，這即是對「物」的定義進行了擴充，將任何可以控制和採集信息的對象都納入廣義的「物」的範疇。至此，「物」的概念和「信息」的概念邊界已經模糊，目前這個觀點還有一些問題需要討論，我們在這裡就不過多展開了。我們以往的應用多半是在手機上，以APP的方式為人們提供各種服務，而未來的應用將依託於「物」給我們自動提供。

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