普适计算：计算机本身将从人们的视线中消失

最高深的技术是那些令人无法觉察的技术，这些技术不停地把它们自己编织进日常生活，直到你无从发现为止。¹⁷

——马克·韦泽，普适计算之父，1991年

1988年，互联网的概念刚刚兴起。这种新的信息共享方式，令全世界都兴奋不已。当时，绝大部分科学家，都还在品味和研究网络带来的巨大便利，沉浸在欣喜当中。

这时候，美国施乐公司（Xerox）的一名计算机科学家，却开创性地提出了“普适计算”（Ubiquitous Computing）的理论，为网络在人类未来生活中的作用以及计算方式的改变作出了前瞻性的预测。

他就是马克·韦泽（Mark Weiser）。

韦泽是密歇根大学毕业的计算机博士，青年时代就表现出杰出的天才。他毕业之后，曾经在马里兰大学任教8年，其后加入了施乐公司的帕罗奥多研究中心（PARC）。

帕罗奥多研究中心是全世界著名的创新中心，鼠标、激光打印机、以太网、语音压缩技术等等伟大的发明都在这里诞生。

韦泽领导了帕罗奥多研究中心计算机科学实验室的发展，1996年又担任了该中心的首席技术官。

韦泽认为，自从计算机发明以后，人类的计算方式，先后经历了两个阶段：一是主机型计算阶段（Mainframe Computing），指的是很多人共享一台大型机；二是个人型计算阶段（Personal Computing），指的是每一个人都可以拥有一台电脑。韦泽预测，由于网络技术的兴起，特别是无线网络技术的发展，计算机本身将从人们的视线中消失，计算将最终和环境融为一体。人们能够在任何时间和任何地点获取、处理信息，这就是普适计算的阶段，人类正在向这第三波计算浪潮迈进。

普适计算

通过在日常环境中广泛部署微小的计算设备，人们能够在任何时间和任何地点获取并处理信息，计算将最终和环境融为一体。这就是普适计算，是人类的第三波计算浪潮。

一句话：万事万物，凡存在，皆联网，凡联网，皆计算。

马克·韦泽（1952-1999）

曾为帕罗奥多研究中心首席技术官，被称为普适计算之父。

韦泽还是一名摇滚乐队的鼓手，在他的策划下，其乐队在1993年实现了美国互联网历史上的首次现场直播。他因此得名“摇滚乐队当中最聪明的鼓手”。（图片来源：维基百科）

实现普适计算的根本，是在人类生活的物理环境当中广泛部署微小的计算设备。

无处不在的微小计算设备和无处不在的互联网相结合，实现无处不在的信息自动采集、传递和计算。

这种微小的计算设备，就是传感器。近年来流行的物联网概念就是普适计算的最佳例子。

对于传感器及其网络的最早研究，始于美国国防部一个军事项目的研究，后来技术日臻成熟，传感器的应用逐渐从军事领域扩大到民用领域。

这可以追溯到20世纪60年代。

1962年，一场代号为“圣灰星期三”（Ash Wednesday）的风暴席卷了美国东海岸600多英里的海岸线，这场风暴持续了3天，影响了全美6个州，最后造成了40人死亡、1000多人受伤，导致了几亿美元的经济损失，被后人评为20世纪美国最严重的十大风暴之一。

由于损失惨重，美国国会对救灾防灾工作召开了专门的听证会，最后促成了军民联手的“海浪监测计划”：美国陆军工程部和美国国家海洋与大气管理局（NOAA）共同建设一个传感器监测系统，对兴风作浪的海洋进行监测。

这项计划的实施结果，是在全美海岸线和五大湖区建立了一个定点的、连续的、实时的传感器网络，对海浪的大小进行监控。受限于当时的技术，最早的传感器只能监测海浪的能量。从2005年起，美国国家海洋与大气管理局在浮标上装备了更高端的传感器，开始监测海浪的方向。

2009年，系统再次升级。该局开始着手建立一个覆盖全美海岸线、从浅水到深水的、精确的海浪监测网络。这个网络总共在近海、外大陆架、内大陆架和沿海设置了296个传感器。新的传感器不仅能监测海浪的能量和方向，还能计算它的传播速度、偏度和峰度。¹⁸

这些传感器以分秒为单位，将数据源源不断地实时传回到国家海洋数据中心（DODC）。

对海浪的监测，不仅能提高沿海地区对海啸、风暴等自然灾害的应急能力，还能极大地改善海上的交通安全。根据美国疾病防控中心（CDC）的统计，捕鱼业是美国最危险的职业之一，全美所有行业的平均致死率为0.004％，而捕鱼业的平均致死率高达0.155％，其中79％的死亡是天气变化的原因导致的。¹⁹

除了安全，海浪的监测还能为利用大海能量进行发电提供关键的分析型数据。

海浪监测只是联邦政府利用传感器网络自动采集数据、迈向普适计算的一个例子。事实上，由于无线传感器的快速发展，普适计算已经在美国的农业、运输、能源和建筑等领域逐步铺开。

2011年10月，联邦政府商务部下属的国家气象局（NWS）宣布，该局已经在全国2000辆客运大巴上装备了传感器，随着巴士的移动，这些传感器可以收集沿途所有地点的温度、湿度、露水、光照度等数据，并立刻传回国家气象局的数据中心。数据采集是每10秒钟一次，每天传感器要采集10万次以上的数据。这些数据是实时的、高精度的，这意味着，天气预报将不再仅仅是“预”报，将逐渐走向“实”报、“精”报。

此外，联邦政府国家邮政局（USPS）也宣布，他们正规划在全部邮车上安装传感器，在邮车投递邮件的同时，实时采集社区的空气质量、污染指数和噪声等数据指标。

有评论家感叹道：谁也没想到，汽车，这个工业时代的标志和先锋，如今又成为信息时代普适计算的“排头兵”。

近年来，传感器的发展可谓突飞猛进。一种新的无线传感器：射频识别标签（Radio Frequency Identification，RFID），正异军突起，也在美国联邦政府得到了大规模的应用。

薄如纸张的RFID

RFID动物耳标

更小更薄的RFID

（图片来源：网络）

RFID精巧轻便，既可以薄如纸张，也可以小如豆粒，却能无线存储、发送、读写数据，目前的应用主要集中在身份标识领域。以农牧业为例，1990年以来，全球各地陆续爆发动物疫情，2003年12月，美国发现了第一宗疯牛病病例。2004年起，联邦政府农业部启动了“全国动物身份识别系统”（National Animal Identification System）的项目，为全国的新生牲畜建档立户、配置射频识别耳标。通过这个移动传感器，对牲畜进行连续跟踪，一旦家畜疫情爆发，就能通过数据库追踪溯源，快速确定传染源和传播范围。美国现在已经装备射频识别耳标的家畜总数，无从得知，但可以肯定，这个数据库，也是海量级的。

从2005年起，美国食品与药品管理局（FDA）开始在药品上推行配备RFID的做法，以打击假药。美国国务院也开始颁发带有RFID标识的护照，以打击假护照，方便出入境的管理。

美国联邦政府通过传感器自动采集数据的例子，正在大幅增加。如果仅仅从数据量上来看，通过传感器自动采集的数据，已经取代了人工收集的业务数据，成为其最大的数据来源。还可以肯定的是，随着人类向普适计算不断迈进，通过传感器自动采集的数据将持续“爆炸”。