从技术演化，看元宇宙未来（元宇宙技术展望）

文丨陈根

21世纪是一个技术井喷的的时代，从互联网、云计算、大数据到通信技术、人工智能、数字孪生等等，一系列的技术都随着其发展和成熟日渐融入人们所生活的社会，并共同雕刻着这个属于技术的时代。元宇宙就是这个时代里一系列创新技术集大成的重要标志之一。

元宇宙构建了一个脱胎于现实世界，又与现实世界平行、相互影响，并且始终在线的虚拟世界。在元宇宙理想形态背后，是基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链技术搭建经济体系，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。

技术的发展是元宇宙初现的前提，技术的集成则是元宇宙爆发的背景。尽管当前元宇宙已经吸引了足够多的市场注意力和资本的目光，但站在技术演化的角度，元宇宙又该如何顺应技术发展趋势？元宇宙的终点又是什么技术？

技术聚合，进发元宇宙

乔布斯曾提出一个著名的“项链”比喻，iPhone的出现，串联了多点触控屏、iOS、高像素摄像头、大容量电池等单点技术，重新定义了手机，开启了激荡十几年的移动互联网时代。

正如iPhone的出现一样，元宇宙也是一系列“连点成线”技术创新的总和。元宇宙是算力持续提升、高速无线通信网络、云计算、区块链、虚拟引擎、VR/AR、数字孪生等技术创新逐渐聚合的结果，是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态。

1969年，互联网诞生，元宇宙的实现有了全球化的软硬件基础。1989年，万维网标准开始制定，为互联网技术的发展奠定了基础。1990年到1998年，人类用户主要通过字符化的电子公告牌（BBS）进行信息交互。彼时，在数字空间中没有数字世界环境的构建，没有明确的个人角色，用户交互界面还以字符为主。

1998年到2003年，博客开始兴起，互联网进入2.0时代。数字空间出现了独立的“数字人”角色，主要表现形式为字符和图片构成博客个人空间的主体。自此，互联网用户有了个人身份和角色，并逐渐向一个完善的数字生态系统过渡。

以博客为例，在博客中发言和展示个人信息内容，是数字空间的微观层面；某一个个体的博客平台所吸纳的人群，是数字空间中观层面；整个博客世界则是其宏观层面。博客生态系统不是一个简单的“写”与“看”的供求关系，甚至也不是一种简单的“表演”与“观看”的关系，而是由人们在社会整体生态环境影响下形成的多重需求构成的生态关系。

2004年，社交网络开始兴起，Facebook正式上线，QQ、Twitter、微博不断出现并高速发展。数字空间中，数字人（个人用户空间）与数字人可以进行信息交互，形成社交网络和社交关系。2009年，移动互联网进入3G时代，随着智能手机的广泛应用，数字空间伴随社交网络的应用范围扩大而进一步扩大，大量的图片，声音元素丰富了虚拟数字空间的内容。

2014年，以Facebook购买虚拟现实公司Oculus为标志，虚拟现实成为产业热点。但是由于当时的VR眼镜还不成熟，VR追求的是沉浸式和场景化体验，但由于用户的参与感太过薄弱，只充当观众的用户量级显然无法支撑VR的全民热情，再加上社交网络巨头和消费者对虚拟现实社交网络准备不足。几年后，虚拟现实热潮退去，数字空间向三维化阶段进化的第一次努力失败。

同年，4G网络兴起，视频开始成为社交网络为基础的数字空间的重要内容形式。2018年，电子商务和知识付费、NFT、虚拟货币在社交网络为基础的数字空间中初步成熟并广泛应用。

2019年，5G商用正式宣告了5G时代的来临。5G技术具有万物互联、高速度、泛在网、低时延、低功耗、重构安全等特点和优势。5G技术的发展使整个人类社会的生产和生活产生深刻变革，5G构建起万物互联的核心基础能力，不仅带来了更快更好的网络通信，更肩负起赋能各行各业的历史使命。

2020年，以城市大脑、数字政府、组织化转型为主的产业化持续拓展社交网络和数字空间向万物互联、万物交互方向演进，但仍然处于萌芽状态。

在这样的背景下，囊括了上述技术、带着强烈科幻色彩的元宇宙随着开放式游戏创建平台Roblox的上市成为了网络讨论的热点。在大厂布局、资本追捧下，现在，“元宇宙”概念已然成为市场最炙手可热的名词。

元宇宙，发展进行时

元宇宙的兴起是技术的聚合，从目前已经呈现的前端征兆和发展趋势看，在通信网络、云计算、区块链、虚拟现实等技术的支持下，元宇宙将生成一个与人类物理世界全方位连接起来的虚拟宇宙，人们得以感受到由此生成的超大尺度、无限扩张、层级丰富和谐运行的虚拟系统，呈现在人们面前的将是现实世界与数字世界融合的全新的文明景观。

元宇宙连接虚拟和现实，丰富人的感知，提升体验，延展人的创造力和更多可能。虚拟世界从物理的世界的模拟、复刻，变成物理世界的延伸和拓展，进而反作用于物理世界，最终模糊虚拟世界和现实世界的界限。从这一角度来说，元宇宙的兴起也可以看做是数字空间向三维化阶段进化的第二次尝试。

虽然当前人们还不能准确描绘出元宇宙的景观，但事实上，现在人们已经以不同的方式生活在元宇宙之中。人们正不断地构建着数字世界，数字化着自己以及物理世界，而元宇宙的变化过程也会从不同的现实变量出发，比如教育、就业、消费等影响着真实社会的生产和生活。

对于元宇宙来说，不同的阶段有着不同的成熟度。如果说信息化和数字化，是元宇宙兴起的前提，那么数字孪生，就是元宇宙发展的初级阶段。2011年，迈克尔教授在《几乎完美：通过产品全声明周期管理驱动创新和精益产品》中引用了其合作者约翰·维克斯描述概念模型的名词“数字孪生”，并一直沿用至今。

正如我在《数字孪生》所说的“数字孪生就是在一个设备或系统‘物理实体’的基础上，创造一个数字版的‘虚拟模型’。这个‘虚拟模型’被创建在信息化平台上提供服务”。值得一提的是，与电脑的设计图纸又不同，相比于设计图纸，数字孪生体最大的特点在于，它是对实体对象的动态仿真。

明眼望去，数字孪生是物理实体的“灵魂”。当前，数字孪生技术在经历了技术准备期、概念产生期和应用探索期后，正在进入大浪淘沙的领先应用期。随着图书馆、博物馆、各种景点的孪生体化，数字孪生还在加速发展，而数字孪生发展的终极，就是走向元宇宙。

2021年初举行的计算机图形学顶级学术会议SIGGRAPH 2021上，英伟达就通过一部纪录片，自曝了2021年4月公司发布会中，英伟达CEO黄仁勋通过数字孪生技术制造了演讲中14秒片段的数字替身。尽管只有短暂的14秒，但黄仁勋标志性的皮衣，表情、动作、头发却足以乱真，几乎骗过了所有人。

未来，数字孪生技术将为元宇宙中的各种虚拟对象提供了丰富的数字孪生体模型，并通过从传感器和其他连接设备收集的实时数据与现实世界中的数字孪生化对象相关联，使得元宇宙环境中的虚拟对象能够镜像、分析和预测其数字孪生化对象的行为。可以说，作为对现实世界的动态模拟，“数字孪生”是元宇宙从未来伸过来的一根触角。

技术的进路，本质的到达

当然，虽然元宇宙在数字孪生中有所体现，但必然不止于数字孪生。Beamable公司创始人Jon Radoff提出了元宇宙的七层架构：基础设施、人机交互、去中心化、空间计算、创作者经济、发现和体验。

其中，基础设施包括支持元宇宙的设备、将它们连接到网络并提供内容的技术；人机交互则主要是智能可穿戴设备；去中心化是构建元宇宙人与人关系的重要转折，可以把元宇宙的所有资源更公平的分配；计算层将真实计算和虚拟计算进行混合，以消除物理世界和虚拟世界之间的障碍；创作者经济层包含创作者每天用来制作人们喜欢的体验的所有技术；发现层类似于互联网的门户网站和搜索引擎；体验层则是用户直接面对的游戏、社交平台等。

从元宇宙的七层架构可以看出，元宇宙是个比数字孪生更庞大、更复杂的体系。如果数字孪生已经是个复杂技术体系的话，那么元宇宙就是个复杂的技术-社会体系。问题是，这个复杂的技术-社会体系就是人类技术发展的终点吗？元宇宙的尽头又在哪里？

显然，元宇宙作为功能意义上的一种技术群存在，是信息技术发展的高级阶段。但从社会角度来看，元宇宙的生成与发展依赖于现实世界，又反作用于现实世界的发展。

一方面，元宇宙不完全是一种人造的数字化空间或现实世界的数字化映像。元宇宙作为人类制造出来的一种现实性的非实在事物，其非实在性在于，元宇宙中的一切事物包括它本身都是信息的集合而非物质的集合。另一方面，元宇宙也只能部分地、有条件地反映出人类思维空间中的事物。

这意味着，元宇宙是虚拟演化的最终形态，元宇宙发展的根本，还是为了促进现实世界的发展。2019年出版的《崛起的超级智能》曾经绘制了一幅世界数字大脑的发育示意图，书中就预言了在混合智能和云反射弧之后，世界数字大脑的思维空间和梦境空间将成为新的热点，而它们与元宇宙存在着密切的关系。

根据《崛起的超级智能》，社交网络对应了神经元网络；3G/4G/5G对应神经纤维；人工智能对应驱动世界数据大脑运转的基础和动力；城市大脑、工业大脑对应世界数字大脑的初步成型。作一个类脑复杂巨系统，世界数据大脑的思维空间和梦境空间将在大数据、虚拟现实、数字孪生等技术的推动下不断成熟。

从这一维度来说，元宇宙从本质上可以看作是思维空间和梦境空间的产业化名称。元宇宙是组成这个世界数字大脑的一部分，承担了它意识和梦境的构造，主要特征是大社交网络为核心的数字空间开始从二维向三维进化，能够将现实世界映射到数字空间，也可以将人类的幻想具象化，带给人类梦境般真实体验。

而世界数字大脑的作用就是提高人类社会的运行效率，解决人类社会发展过程中面临的复杂问题，更好地为人类协同发展提供支撑。世界神经系统将为人类社会的协同发展，构建起全球统一的类脑智能支撑平台，实现对世界的认知、判断、决策、反馈和改造，共同应对来自自然的各种挑战和风险，满足人类社会的各种需求。

归根到底，从信息化到数字化，从数字化向数字孪生进化，再向元宇宙进发。技术的演化之路也是人类的进化之路，使得人类们对虚拟和现实、物理和数字有更本质的认识。