為什么說物聯網技術是門語言
從《技術的本質》中可以看到,任何技術都是自然現象和效應(基本技術元素)的有目標的組合,這種組合并不是將所有技術元素隨意地混雜、揉捏在一起,而是層次化且有序地組合它們。
底層,基本技術元素利用自然現象和效應實現基本、簡單的功能;中間層,復合型技術則將基本技術元素再進行組合,形成更為復雜的功能;上層,復合型技術作為技術元素,進一步進行系統化組合,最終形成產品或應用。
當然,每一種技術都具有各自的技術元素組合的模式,特別是一些高級復合型的技術。在現實世界中,技術組合的結構往往非常復雜。在實現產品功能的技術路徑中,各層級的“元素”可以相互隨意地援引(包括元素引用自身),例如復雜高級的技術可以被簡單低級的技術引用。
每項技術的實際層級關系是由其功能結構來決定的,與技術自分類形成的層次沒有關系。這種特性,其實一直存在于我們的語言當中,稱為“遞歸性”(recursiveness)。
語言的遞歸性,主要表現在具有“層次性”和“有機性”。一方面,語言有自然的層次構架:字、詞、句、段、章、篇,這種層次劃分具有很高的自相似特性(“自分類”特性),只要是能夠“聽說讀寫”的人都可以很容易地區分這些層次。
另一方面,人在語言的組織過程中,會層層引用、復用,而形成豐富多彩的語句組合,來描述各類現象和表達各種想法。“句子”可以將“段落”作為它的賓語,“字”也可以獨立成“章節”,而一“篇”文章在別人的論述中,可能就是用一個“詞組”來表示的。
組成語言的元素(字詞)雖然是有限的,但字詞組織成語句的自由度很高,人們可以通過使用有限的詞匯形成***的表達,從而映射(信息化)現實世界中的任何事物。
現實世界通過信息系統走向“語義化”
我們通常將“事物映射為信息”的過程叫做“信息化”或“數字化”,我個人認為還不夠準確,為了更準確也更容易理解,我喜歡稱之為“語義化”。
就像人類發展出語言和文字一樣,以物聯網為代表的信息化工具,可將現實世界的事物進行信息化映射,即對物件、現象、過程、技術等等在信息系統中進行定義。(“信息化”或“數字化”主要便是這一層含義)。
同樣,如語言作為人的思考、交流的載體一般,物聯網中也需要“語言”用于各信息系統間的“交流”和“思考”。所以,來自物理世界的映射信息會通過規整、統一化處理,使得各類信息系統都能夠識別和理解他們,并具備自由關聯和組合的特性,用于系統的“思考”:計算分析、系統間交互、模擬測試、結構設計等。
除了用于機器“思考”以外,語義化的信息還具備“下行”的能力:對物理世界的控制執行。工程師或信息系統可以不斷變換下行信息的元素組合,來改變設備、終端執行的策略、方式。易于編排的指令,能夠提高工程師對系統優化、調測、操作執行的效率。
系統間“語義化”的信息交流和泛在計算、邊緣計算,是相輔相成的技術組合。物聯網信息的語義化會促進計算的泛在部署(智能終端、智能網關、邊緣計算服務器),因為物聯網需要足夠的智能來解讀機器語言,自主補填交互信息中的上下文內容;
而泛在計算又會促進“機器語言”的發展(更豐富的物聯網字典、更簡練清晰的專業詞匯、更復雜的語句結構),原各領域的技術術語都會在物聯網的字典中找到對應。
在《想理解物聯網,先從“技術本質”入手》中我曾經提到過:技術---所有行業的技術,都具有“模塊化”發展的特性,其結構都具有“遞歸性”,這些特性與語言的結構特性是完全契合的。
所以,各行業的技術模塊(包括設備、流程和系統結構),能夠通過物聯網進行“信息化”映射,并在信息化的虛擬世界中被賦予語言般的特性,這一方面使得它們能在軟件系統中可以被自由地復用、組合、援引,從而便于開發者、運營者以及智能化系統對生產和使用的流程進行編排,即對現實世界的編程
另一方面,便于應用開發人員在虛擬場景中調整技術結構和組成(模擬測試和機構設計),并最終部署到現實的生產場景中,形成技術創新。
各行業數字信息的“語義化”將逐步打通機器之間“感知-思維-交流-執行”的信息通路,形成一個開放、自主、跨領域的物(機器)的互聯網絡,這便是一個“機器社交”的物聯網。智能設備能夠擺脫人的干預,自主地在物理網中使用其它機器提供的服務。
物聯網技術集合
物聯網(信息)技術作為技術的一個子集,具備技術的所有本質特性,并不斷地向“語義化”的方向發展。它包含了信息領域的所有技術,是對自然界各類信息探知、提煉、傳送、計算、轉換、反饋的全部集合,就好像是一本表述信息資源和能力的辭典。
1. 物聯網技術的自然結構和層級
在物聯網的技術集合中,根據技術自下而上的組合特性,自然形成了不同的層級,同一層級之中的技術一般都具有相似的復雜程度和層次化功能特性。在底部是各類基礎技術元素,是“提取自然現象中各種信息”和“向自然界反饋信息”的技術。
基礎技術元素,不斷組合匯聚并向上構建,實現更復雜的信息技術,直至各類智能化、自動化應用的出現。整體上,高層級技術是低層級技術的有機組合,且又是更高級技術的一個部件。頂端的技術可以涵蓋成千上萬種基本技術元素,并有可能成為未來更高層技術的一個元素組成。
物聯網技術除了自然向上組合形成的“層次性”之外,還具有“有機性”,體現在幾種應用方式上:
“復用”,某些低層級的技術可能被多個高層級技術利用;“自嵌套的遞歸應用”,技術自身可以調用自己,實現操作的嵌套循環執行,就像編程中的“遞歸語句”一樣;“非自然層級的遞歸應用”:低級技術可以調用高級技術為其所用;同層技術可以相互調用;高級技術可以跨越多層(不經過中間層級)直接應用底層的基礎技術,甚至直接利用自然現象。
如人類的語言一樣,物聯網技術是一個“有限的基礎元素構成,并實現***表達的巨系統”。也正是如此,在技術矩陣中,越到上層,物聯網技術的數量可能就越多。因為“字詞”的數量往往是有限的,但“文章”的數量是***的。
物聯網技術集合具備明晰的層次性,所以我更傾向于稱其為“物聯網技術矩陣”。它主要是對物聯網技術自然組成的表述,它不以解決具體問題為導向,只是展示自然的技術組成(物聯網技術的“詞匯”集),以便于對各產品、應用技術結構的理解。
在自然的物聯網技術矩陣中,能夠體現出物聯網技術的層次性和復用性,至于技術之間遞歸應用的關系,則只有在具體應用和產品中才能顯現。
在《技術矩陣中產品樹狀結構示意圖》中,可以看清單個應用或高層級功能(技術)在技術矩陣中的位置,也能夠加深對技術相互之間各種引用方式的理解。該圖不僅適用于物聯網技術,也適用于其它行業技術。
2. 產品和應用的技術結構
和自然的物聯網技術層級不同,我們平常看到的某個信息系統解決方案的層次結構,通常都是企業根據商業需要,以自有服務為核心對系統涉及的模塊進行分類分層的。
在這些具體的技術方案中,一些***層的技術模塊可能是其它企業系統***層級的信息服務,而技術方案本身可能亦是其它系統的組成元素(遞歸引用)。各個應用本質上是對具有遞歸性的物聯網技術的有序組合(對語義化的技術模塊進行組織和展現),其技術結構是以解決具體行業問題為目標而設計的。
每一個具體的物聯網應用或產品,都可以看成是一個由各類信息技術疊加形成的金字塔。金字塔的結構,類似一個倒置的樹,具有其獨有的“層次性”。其技術結構,是根據需要組合的。
其底層技術可能十分復雜,在技術矩陣中本身是高級復合性技術;而高層技術則可能非常簡單,在技術矩陣中不過是個最基本的技術元素。
【本文是51CTO專欄作者王峰的原創文章,轉載請聯系作者本人獲取授權】