探微“元宇宙”_概念内涵、形态发展与演变机理_张辉.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月科 学 学 研 究 文章编号:()探微“元宇宙”:概念内涵、形态发展与演变机理张 辉,曾 雄,梁 正,(清华大学公共管理学院,北京;清华大学人工智能国际治理研究院,北京)摘 要:针对当前元宇宙的发展态势和理论研究,本文重新界定了元宇宙的概念内涵。元宇宙的样态本源可追溯至数字化数据,其技术源头则是各类数字化数据生成技术。根据数字样态的作用场域和虚实世界互动过程的主体跨域性等两个拓扑维度,可将元宇宙划分为四类阶段性形态:纯数字化世界、数字孪生世界、虚实互构世界和虚实协同世界。将元宇宙置于数字样态的整体演进历程中发现其四种发展形态之间的演化机理,即,纯数字化世界与传统网络空间紧
2、密相关而成为元宇宙创新的首选之地,数字孪生世界的元宇宙侧重于工业实在世界,虚实互构世界综合了纯数字化世界和数字孪生世界的结构与功能,虚实协同世界则是人类数字化观念革新的驱使下虚实互构世界的高级形态。本文澄清了元宇宙的概念内涵、形态发展与演变机理,为后续的产业政策制定和治理体系建构提供了学理基础。关键词:元宇宙;虚拟世界;现实世界;演变机理中图分类号:文献标识码:本文采用“数字样态”作为数字化技术、产品或服务等数字化存在的整合性指称。主要原因为:对于诸如“大数据”等关涉技术的指称,不可避免地存在双重意涵,容易让人疑惑。其一,指称产品或服务的“状态”;其二,指称产品或服务的“技术”或“技术体系”。
3、以“数据”为例,数据既可指代数据本身,也可指代一系列数据技术,如数据库、数据湖、大数据技术(大数据时代的特指,包括数据挖掘、数据聚合)。“样态”沿用于“样态逻辑”(或称为“模态逻辑”)之中的“样态”称谓方式。要言之,逻辑学从形式逻辑、谓词逻辑、样态逻辑的演变机制突出了从“单独强调存在的形式”到“同时兼具存在的形式与内容”的主导思维专项。沿用“数字样态”一词,在于强调,上述数字化技术类产品或服务的指称实质上兼具形式与内容的统一。因此,如果无特殊说明,本文皆在该指称上是使用“数字样态”一词。特殊情况如为了强调数字样态的底层技术(体系),则会称之为“数字样态及其技术(体系)”。从数据诞生之初,到元宇
4、宙的虚实协同世界,数字样态的集合中实际上存在着众多的阶段性的数字样态包括:数据()、香农式信息()、维纳式信息()、计算机网络()、社会网络()、网络空间()。对于数字样态的演化过程,作者将另行文讨论。收稿日期:;修回日期:基金项目:科技创新 “新一代人工智能”重大项目();教育部人文社会科学研究青年基金项目()作者简介:张辉(),男,博士后。曾雄(),男,博士后,通讯作者,:。梁正(),男,教授,博士。作为新兴数字样态,元宇宙被视为互联网技术发展的终局,一时充斥于各行各业。然而,“元宇宙”概念尚无共识,但关于“元宇宙”的学术讨论却已层出不穷,产业实践更是呈百家争鸣之势。诞生于科幻文学的“”概
5、念,因美国脸谱公司的更名而甚嚣尘上,然而其概念尚待澄清,其技术脉络和演化逻辑也缺乏必要的梳理与分析,更遑论治理机制设计和治理体系构建。当前,元宇宙的概念内涵、技术发展与演化机理等三个层次的疑惑与困境,构成了本文的研究动机。本文将围绕着元宇宙是什么、其概念起源于何处、其技术及体系的演化过程如何等基本研究问题展开,对这些基础性问题的回答,将有助于夯实学术研究基础、厘清技术创新路径、明确产业发展方向、寻求治理实践的合理边界。文文献献综综述述按照技术治理的研发视域分类,可将元宇宙的学术讨论分为两个视角:内部视角与外部视角。内部视角来自技术研发、技术创新、产业实践或科技咨询等技术及其相关领域,主要包括技
6、术的概念创生、趋势预测、工程实现和创新实践等,外部视角则更多地来自于非技术领域,如哲学、媒介学、经济学、社会学等相关领域,关注内容主要包括技术在上述领域的应用过程与影响效果,及其对元宇宙的反向治理。内部视角主要集中于产学研等领域,关注元宇宙的技术原理、原型研发和产品研发。一方面,元宇宙的技术发展,还处于众多的技术理念创生与初步DOI:10.16192/ki.1003-2053.20220808.001科 学 学 研 究第 卷设计“碰撞”的早期阶段。认为利用扩展现实技术(,包括:虚拟现实技术(:)、增强现实技术(:)或混合现实技术(:)构建的人机交互空间,能够实现虚拟世界与现实世界之间多节点的接
7、触与重叠。等提出了一个基于五个关键结构的元宇宙概念,即元宇宙本身、人 化身、元宇宙技术能力、行为和结果。认为元宇宙至少需要以下 种要素的支撑:硬件技术(比如、)、互联网络、算力、虚拟平台、交换工具和标准、支付手段、内容、服务和资产、用户行为。当前,数字孪生()技术和数据主线技术被视为大数据时代最有可能实现元宇宙的技术载体,;但是,当数字孪生技术和数据主线技术嵌入到更具开放性的城市系统或社会系统,其局限性也会被放大。另一方面,元宇宙的产业实践明显快于且多于其学术探讨。前者因其企业主体的资源禀赋、战略规划或商业模式等因素而出现多种数字样态。作为元宇宙的先行者,罗布乐思()公司在其招股书中勾勒出元宇
8、宙的 种基础元素:数字身份()、社交关系()、沉浸感()、低延迟()、多元化()、随时随地()和虚拟文明()。脸谱(,现更名为“”)公司依托其现有社会网络技术及其平台,在虚拟现实的技术硬件、内容生成(:)技术、产品与应用开发平台、区块链与加密货币技术等众多相关领域皆有布局。与以上两个以元宇宙为核心主体的公司不同,其他科技企业则描绘出各自独具特色的“元宇宙”理想图景和数字样态,并已经展开其技术实践和商业模式创新。“硬”科技企业如英伟达与亚马逊等,强调元宇宙的底层硬件技术支撑;移动互联网时代的平台类企业如苹果与谷歌,侧重于元宇宙的数字入口技术的研发;传统的“软”科技企业如微软,重点发力于混合现实等
9、场景类产品体系;新兴企业,如大脑芯片公司,试图通过植入式脑机接口技术迈入元宇宙的世界。以上元宇宙的前沿科技企业的产业实践的启示在于,从内部视角来看,产业实践已然诞生了众多的元宇宙的技术猜想或实现路径,技术乐观主义催生了产业繁荣景象和技术形态的多样性格局。与之相对,外部视角的学术研究则更多地立足于元宇宙的既有技术畅想或其某一方面的特征,进一步探讨元宇宙之于人类社会的影响与意义;此类工作往往忽视其技术的衍生过程和具体的嵌入路径。元宇宙技术发展被划分为不同阶段,并作用于众多领域,已成共识。元宇宙根源于且依托于现实世界,但又与现实世界的相对独立;在如此并行交织的情形下,元宇宙就不可避免地对现实世界中的
10、人类主体的意识和行为、社会行动和结果产生各种程度的冲击,人类相对于外部世界的主体性受到了挑战。大体而言,元宇宙可被简单划分为泛娱乐化阶段、数据孪生阶段和虚拟爆发阶段。恰如任何新兴技术诞生之初受到的质疑一样,元宇宙被视为一类新的媒介,延展了人类活动;在促进人的自由全面发展的同时,伴生的技术不确定性,个人隐私问题和数据安全问题依然严峻。元宇宙诱致的虚拟文明和泛文明化现象,存在着典型的“双刃剑”效应,极 大 地 挑 战 现 有 的 社 会 秩 序、经 济 秩序,或商业管理。但是,现有研究大多将元宇宙作为技术系统进行整体式处理,对于元宇宙与现实社会经济系统的嵌入过程、互构机制等具体过程缺乏必要分析。综
11、合内外部视角的现有工作对于“元宇宙”概念、内涵、技术方案等议题的探索,为后续分析提供了有益的启示。首先,一个比较明确的研究现状是,元宇宙处于概念的模糊期和实践的导入期。其次,内部视角的研究工作,基本明确了元宇宙的技术集合,并在一定程度上预示了发展方向。最后,外部视角的启示在于,针对现有的技术形态和技术实践,政府部门和经济社会系统依然可以尝试一定程度的过程治理,在技术创新与技术嵌入的同时,兼顾伦理要求与安全合规等技术治理的相关要求。然而,当前研究和实践的共同问题症结在于,元宇宙的概念内涵亟待澄清,技术形态和技术体系缺乏分析,演变机理有待梳理。首先,元宇宙的多样技参见:“:,”和“”。科技企业针对
12、元宇宙及其战略选择的决策因素是多样的,本文主要围绕元宇宙的技术形态及其演化展开分析,故而无需深究产业发展或者企业战略决策等前置因素。参见罗布乐思()官方网站,:。第 期张 辉 曾 雄 梁 正:探微“元宇宙”:概念内涵、形态发展与演变机理术主体势必会丰富并扩展元宇宙的概念范畴,技术本身的快速迭代也将深化元宇宙的技术意涵,使得关于“元宇宙”的概念分析容易偏颇。其次,数字化技术及其产品与服务如此庞杂,在探讨元宇宙的本体概念时,极易囿于元宇宙的技术、业务、产品或服务。最后,新兴数字样态的技术路径分析,往往会陷入技术决定论的桎梏。因此,本文在综合众多现有研究探索与技术实践的基础上,探讨元宇宙的概念定义,
13、并分析其技术体系内部的阶段性形态及其特征,进而对元宇宙展开样态溯源。在此基础上,梳理元宇宙的各个形态之间的联系与演变机理,以澄清其技术进步路径选择的多样性,并总结全文。“元元宇宇宙宙”的的概概念念与与样样态态溯溯源源本节在前述研究的基础上给出“元宇宙”的共识性概念,进而对元宇宙进行样态溯源,分析将元宇宙置于数字样态发展的全历程之中,从探究其拓扑分类、演化机理和发展趋势。元宇宙的概念定义对于任何新兴技术而言,在技术发展早期,给出一个准确的定义绝非易事。技术路径的多种尝试,后置技术对前置技术的模块式重构或者系统框架的创新,各种因素都可能改变数字样态的形态特征、发展路径及其总体样态。承前所述,综合技
14、术创新、产业实践和技术哲学等领域的研究来看,作为一项新兴技术样态,元宇宙起源于社会主体的数字观念及其数据化行为,是人类主体的众多数字化技术行为的具体体现之一。鉴于元宇宙的概念内涵依然处于一个不断演变、不断发展的过程之中,同时,遵循“概念是一类事物的共同属性在人们头脑中的反映”的科学约定,本文在综合现有研究的学术定义和产业实践的技术方案的基础上,定义“元宇宙”如下:元宇宙是由数字化技术所构建的,数字化虚拟世界和现实世界能够在一定程度上共存共生的数字样态。其技术体系以人工智能算法、大数据和高性能计算平台为驱动内核,以扩展现实技术和数字孪生技术等沉浸式技术为感知外延。根据“概念”科学定义的方法论,可
15、以看出,首先,本定义界定了“元宇宙”概念及其边界。元宇宙概念空间限定为一种特殊类型的数字样态,其概念边界在于数字化虚拟世界和现实世界的同时存在。其次,本定义囊括了必需的基本技术要素,同时兼具一定的技术可扩展性。元宇宙成为现实得益于以机器学习为核心的新一代人工智能技术,因此本文将新计算范式中涉及到的技术囊括其中,同时上述技术体系的可扩展性保证了该定义的技术可扩展性。最后,本定义实际上为元宇宙设定了技术治理方向。即,元宇宙发展与应用,应在不妨碍人类社会主体性地位的基础上,实现人类社会中虚实世界的共荣共生。元宇宙的样态溯源元宇宙的出现与演变皆有“据”可循 原始的技术意向性。元宇宙本身发轫于人类主体的
16、“数字化虚拟身份”,并形成独具特色和规模的数字空间;其技术则可追溯于“虚拟身份”的数据生成技术与数字空间的接入技术。这一事实的存在论意义上的重要性,往往被忽视了。无视这一事实,将直接导致许多现有研究将元宇宙视为全新之物,而罔顾元宇宙与其他数字样态的继承关系和技术及其体系之间的耦合关系。数字身份(即虚拟身份)是一种识别数字空间中真实主体或虚拟主体的特殊数字标识,其本质是一类标识行为主体的特殊信息形式。现有的数据技术簇已然成为数字世界在存在论意义上的事实基础,构成了关于人类社会和自然世界的数字化表征,并据此创设数字世界,进而塑形数字社会的入口、场域、关联关系、交互过程与机制。故而数字身份的技术载体
17、创设了人类社会在数字世界(即虚拟世界)映射过程中的事实性基础。以各种数据生成技术为技术原点,虚拟身份得以创设,此即元宇宙的本源之一。数据生成技术在社会治理领域的技术衍生,如信息传播等媒介技术,同样是元宇宙的基础性技术依托。从最初的天然的基于人类身体器官的传播媒介,以及后续的传播媒介技术发明,形成了数据传播和信息媒介的技术多样性。而作为技术“中介”,在其正常运用时,则保持一种缄默状态。这恰恰是虽然和技术一样,人类感官为人类意识与外部环境之间的“中介”,只是人类感官的特殊之处兼具意向性和收敛性。技术中介与人类之间存在四种状态,正常使用时,二者处于一种“具身关系”中,也即技术处于一种“上手”状态。技
18、术真实存在,只是技术使用者未聚焦于它。而当技术无法有效使用时,如受损的感官、破损的眼镜等,技术与技术主体则处于一种“诠释关系”中,也即技术处于一种“在手”状态,此时技术使用者就势必聚焦于它,并尝试修复或更换。科 学 学 研 究第 卷元宇宙带给技术使用者沉浸式体验的基础前提,即元宇宙的技术使用效果的逼真程度及其技术的缄默状态,使得人类“忘记”了技术存在,终与数字样态融为一体。元宇宙不仅包括真实社会主体,在数据空间中还被创生出各类虚拟主体,这同样是元宇宙的本源之一。元宇宙的样态溯源,既包括技术根源,也包括内容根源,即,元宇宙的创生性行为主体,初始来源于真实世界的社会行为主体。在虚拟世界诞生之初,如
19、果“枉顾”真实社会主体,那么,元宇宙为代表的技术及其建构的虚拟世界的意义赋予与体悟则将无法创生。换言之,从存在论优先性的角度来看,元宇宙依托于社会主体及其社会行为,及其生发的数据与信息。毕竟,任何数字样态的本质,都是社会主体观念依托于数字技术具象化或物质化之后的产物。元宇宙的样态溯源中强调其内容根源,还在于确立技术使用者的主体地位。在算法创新和数据积累等因素的基础上,元宇宙中的虚拟身份甚至能够实现自我创生。在扩展现实等技术的帮助下,虚拟身份的拟人化程度越来越高;当拟人化程度达到让人感官都难辨真假,人类生活场景中真实世界和虚拟时间的边界会显得越来越模糊,自然而然地就“显得”融为一体。这种边界的消
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