张继春：元宇宙领域发展态势与战略思考

 

 

当前，以人工智能、量子信息、区块链、物联网、第三代半导体为代表的新一代信息技术正在加速突破应用，并与空天一体化、新型材料、再生医学、先进装备制造等领域融合，催生具有颠覆性、革命性的未来新型产业。网信生态链中新生的元宇宙业态，正引起国内外科技界、产业界的关注，有望成为推动数字经济社会发展的新兴领域。为此，应高度重视元宇宙建设与发展。

 

一、元宇宙概念应用场景的三个层级

 

元宇宙作为整合多种新技术而产生的新型虚实融合的互联网应用和社会形态，试图将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切联通，点燃了网信科技产业、投资界的关注热点。目前,对元宇宙的认知还没有达成普遍认同的共识。我们可以将其笼统理解为一个平行于物理现实世界的数字虚拟世界，人们能够把现实中的事，逐步在元宇宙中实现。现阶段，元宇宙概念的应用场景大致有如下路径。

 

1.由电子游戏向社交游戏场景构建的第一层级

 

游戏是随着科技创新不断演化的，也是元宇宙应用的初始场景界面，它将电子游戏过渡到社交游戏。基于小说《雪崩》的镜像概念，第一个接近人们视觉习惯，形象、逼真且富有立体感的轴测图界面多人社交游戏于1994年推出，开启了游戏趋向现实的游戏新模式。随后第一个投入市场的3D界面大型多人在线（MMO）游戏，强调开放性游戏世界而非固定的游戏剧本，即不受时间、空间、地点、条件、对象的限制，运用各种表现形式把复杂、抽象的节目内容、抽象概念等用集中、形象、生动地逼真形态表现出来。元宇宙所揭示的概念镜像符合游戏发展方向与规律的，正是这样，游戏不断趋向元宇宙概念所营造的人文化、社会化、互动化。

 

2.由游戏向现象虚拟世界场景进军的第二层级

 

随着计算机科学技术和人工智能的发展，人们不仅仅停留于游戏层面，而是向社会应用场景构建，出现了与元宇宙概念相向的虚拟世界萌芽。于2003年发布的第一个现象级虚拟世界游戏《第二人生》（Second Life），具有了更强的编辑功能与发达的虚拟经济系统，突破了游戏层面。该游戏没有可以制造的冲突和人为设定的目标，人们可以在其中社交、活动、购物、建造和经商，从而打破了游戏与现实的边界。现象级虚拟世界很快成为许多国家研发应用的方向，形成了诸多实用性产品。有的国家在虚拟世界建立了自己的大使馆，甚至在此空间进行辩论。

 

3.由简单现实探索向复杂虚拟世界演进的第三层级

 

元宇宙的本质特征在于沉浸式体验，让人们模拟或超越真实物理世界和人类各种关系而在虚拟世界进行。2020年以来，许多国家互联网大厂围绕拓展现实、数字孪生、交互技术、5G技术、计算能力等前沿科技进行研究布局，试图让现实世界更复杂、更广泛的场景以虚拟化形式体现。新冠肺炎疫情大大激发了人们对未来元宇宙场景的向往与构建，在数字空间通过数字分身和沉浸式体验，让虚拟世界进一步接近并融入现实世界，在虚拟世界感受一种新的社会状态。我国一些网信科技企业开发了主打化身场景的虚拟空间，人们可以自由设计化身，在夜场、海滩、花园等场景中交流并作相关动作、姿势。

 

二、当前元宇宙建设需核心技术底座支撑

 

元宇宙是一个与现实世界并行，独立于现实世界的虚拟空间，会不断形成虚、实交融的新型社会方式和关系，并赋予实体经济新的活力。元宇宙作为新的社会生态构建，必须要整合和创新现有的相关科学技术，否则只能局限在概念层面或低层级。正是需要科技力量的强力支撑，元宇宙才具有克服互联网产业内卷化，注入新质科技力量的特性。总体来看，当前元宇宙建设所需核心技术底座为主要包括以下方面。

 

1．虚拟生产技术将现实世界部分在网络空间实现

 

虚拟生产技术是以计算机仿真技术为前提，由多学科组成的能够建立复杂虚拟空间的先进综合系统技术。该技术在工业制造领域广为采用，而元宇宙需要搭建细节极致丰富的拟真环境，营造出沉浸式的在场体验，必须在现有虚拟制造技术基础上实现对社会生产生活虚拟场景要素的生产。要把现实世界部分在网络空间实现，首要的就是具备生产现实场景的虚拟主机技术体系，不断把现实转化为虚拟，并由局部到广泛、由单一到复杂、由理性到感性。

 

2．认证机制技术实现适应元宇宙虚拟世界认证机制

 

元宇宙构建的与现实世界平行的运行场景，会形成自主经济体系，以实现元宇宙入口、交易、营销、互动、品牌，生成基于去中心化网络的虚拟货币；在虚拟世界防止数字人犯罪、避免风险、维护安全，必然形成适应元宇宙虚拟世界的认证机制。元宇宙建设需要以区块链技术为核心整合形成的元宇宙认证机制技术，以实现数据共享、分享、独享的数据库。存储于其中的数据或信息具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征，以维护元宇宙社会生态秩序。

 

3．数据处理技术应对元宇宙高性能计算需求

 

元宇宙是由数据搭建起来的数字世界，对计算机数据处理技术需求更高，否则就搭建不起广泛、复杂的虚拟世界。这一技术要适时实现数据采集、数据转换、数据分组、数据计算、数据排序，达成元宇宙的身份、社交、沉浸感、低延迟、多元化、随地性、经济、文明的虚拟世界功能。毫无疑问，元宇宙对数字化时代最重要的生产力算力提出了更高标准要求。学界认为，目前芯片运算能力需要提高上千倍才能应对元宇宙高性能计算需求，以适用虚拟世界的空间复杂度与时间复杂度。

 

4．虚实界面交互技术实现与数字环境的交互

 

元宇宙是现实与虚拟交互的世界，而不是互动的游戏世界，更不是平面的视频世界，要通过VR/AR、全身追踪和全身传感等多维交互技术建立元宇宙沉浸式交互社会。元宇宙中的虚实界面交互，相对于传统的人机交互更强调沉浸式交互体验，更具拟人特征。具体技术包括眼睛追踪交互、手势动态交互、表情互动交互、语音沟通交互、感情生成交互等等，通过多维度交互界面为用户创造高沉浸感数据环境。设备上的各种传感器，例如智能感应环、温度传感器、光敏传感器、压力传感器、视觉传感器等，能够通过脉冲电流让皮肤产生相应感觉，或是把场景中的触觉、嗅觉等各种感知传送到大脑，从而实现与数字环境的交互。

 

5．通讯传输技术实现虚拟现实适时流动融合

 

数据架构起的虚拟世界越广泛复杂、趋近于物理现实世界，越需要高超速的精准化传输。这要求必须大力提升传输速率，降低延时，实现虚拟现实适时流动融合。当前，互联网信息传递往往会在传输过程中受到时延、吞吐量、信道、传输距离的影响。元宇宙概念进一步激发了科学界、企业界对通讯传输的迭代升级，探索实现“超时空隧道”。伴随量子信息科技，与“量子纠缠”密切关联的“量子态隐形传输”正在变为现实。简明描述，这就是两个相距遥远的陌生人不约而同地想做同一件事，好像有一根无形的线绳牵着他们，产生心灵感应。

 

三、对元宇宙领域发展的几点战略思考

 

元宇宙是对科技体系整合与创新的技术集成，呈现的成果就是与现实世界平行的沉浸式虚拟世界，而不是游戏，不是空想世界。这一特质决定了它现阶段会朝两个方向演进：一个是以核心科技底座为支撑进行具有重大社会价值、工业价值、经济价值、研究价值与国防价值的实体推进，把元宇宙看作是渐进创新过程；另一个是局限于概念“戴帽”，进行资本与品牌炒作，把元宇宙看作是时兴的衣服穿戴。

 

1.元宇宙发展将刺激高新科技创新与应用

 

支撑元宇宙发展层级的是高新科技，缺乏基础科研、前沿科技的底座，虚拟世界的大厦是不可能建立起来的，只能是在概念大厦中徘徊。21世纪以来，互联网公司技术迭代快，互联网大厂不断形成，导致了互联网技术与应用内卷现象逐渐凸显。元宇宙引起聚焦关注，也显示出高新技术企业试图克服内卷而开辟新兴的科技之旅、研发之道和产品之需。从这方面来考察，元宇宙发展将加快科技创新冲动与应用的时间轴。

 

一是提升5G技术广泛应用。元宇宙构建的基础技术条件是网络环境的通信，目前的通信基础还难以跑通元宇宙基本数据要素。元宇宙的应用需求能够以其丰富的内容与虚拟的社交属性打开5G的广域需求缺口，以利于这一网络通信技术的覆盖率，可实现现实设备与虚拟现实设备高度融合，或达到混合现实层次，从而进行云端图像构建、渲染，实现虚拟画面与现实世界双向实时嵌入元宇宙需求。

 

二是加快提高云计算力。云算力已经成为数字经济时代国家和地区数字化生产力发展水平的重要标准依据，但是芯片算力的速率、存储、传输还处于较低状态，而算力资源分布又不平衡，中小型企业缺乏专有算力平台，制约了技术研发与业务需求。元宇宙发展可称为云算力的巨大驱动力，倒逼芯片算力提升、传感器和操作系统优化等的实现。

 

三是带动人工智能高级化。智能生成海量内容才能够实现元宇宙的自发有机生长。为了满足元宇宙丰富多彩的场景需求，人工智能技术需向更高级的深度学习、强化学习生成，从而驱动虚拟数字人将元宇宙的内容生动呈现出来。

 

四是促进软硬件结合。元宇宙作为新的产业生态对软硬件的需求度很高，否则也是寸步难行。在软件层面，对信息处理、系统平台、渲染呈现、物理反馈等交互软件会有大的新需求、新创新。在硬件层面，对新基建、物联网、云服务器等网络基础设施有更高标准要求。

 

2.元宇宙发展将对社会和组织形式产生大的影响

 

元宇宙由科幻理念逐渐被科学界、企业界认同，正开始向产业化推进，其发展的根本是促进世界形成立体的线上与线下、现实与虚拟的平行运行。正如互联网发展对社会形式和组织产生了深刻改变一样，元宇宙也必将有重大影响。

 

一是促使社会组织体系和科技创新链条发生线上和线下分离。与物理世界存在信息交集的元宇宙，可以通过高幅提升对信息的处理能力，为物理世界赋能，将物理世界元宇宙化。在元宇宙世界，人们的思想理念运动可以集纳各方精英，汇通诸项方案，帮助人们在物理世界完成以往无法完成的事情，使社会组织体系和科技创新领域的理念交流、思想运动环节可以投射到元宇宙，从而完成理念、思想和方案的研究与确立。

 

二是融合各方面力量到虚拟世界场景进行协作交流。元宇宙能够使人们在虚拟场景中适时交互交流，让人们有身临其境之体验。例如，在北京向奥委会汇报24届冬奥会点火方式方案时，展现方式还局限于动漫等形式，如果通过元宇宙营造的虚拟世界生成现场场景，就可以让远在瑞士洛桑的奥委会人员沉浸于“一朵雪花的故事”浪漫创意中，使其能够真实体验方案中独特的美学宗旨。

 

三是元宇宙势必成为媒体内容生产的新平台。从理念上讲，最好的传播体验必然是基于真实场景。元宇宙相当于一个实体互联网，内容生产者可使现代媒介的作用实现从认知到体验的巨大转换。例如，看足球比赛的理想情形是在球场观看，如果在元宇宙建构无限逼近真实的传播场景成为现实，观众就能够立体化、多感官地接近比赛现场的景象。元宇宙将成为媒介内容生产一个崭新平台，让人们在新闻事件中由目击者成为实地观察者。

 

四是元宇宙也将改变军事领域的组织形态。先进科学技术率先在军事领域运用已被军事实践一再证明，而作为科技创新与集成的元宇宙在军事领域的应用也是必然的趋势，它可以节约成本、节约军力，营建沉浸式军事训练、战争战场等环境。例如，可以在元宇宙中构建复杂地理条件的训练场景，也能够模拟导演理论上的战争交战情况，从而为现实战争准备提供更为翔实的战争装备、兵力等要素数据。

 

3.元宇宙发展需要顶层布局保障健康有序推进

 

2020年以来，世界主要国家互联网和高新技术大厂围绕拓展现实、数字孪生、3D渲染、云计算、高速网络等新兴科学技术加紧布局，试图抢占元宇宙先机，起到领跑作用，赢得最大市场。我国一些地方与企业也在元宇宙方向蓄力发势，主打化身场景社交，在教育、医疗方面进行探索。对全球的科技动态、产业动向，应给予高度关注并从国家或地方政府层面进行总体筹划。元宇宙的本质属性决定着它也应该上升到更高的战略层级进行整体部署。

 

一是要从总体上研究部署，集中相关专家、企业家力量，发挥政府的整合力量，进行系统精准的分析研判，给出比较权威的元宇宙性质、结构、模式和方向，梳理出元宇宙技术路径、支撑体系，更科学、更理性地引导和促进元宇宙发展。

 

二是整合学科之间、技术之间、政企之间、产学研之间的力量，对元宇宙这一交叉融合的虚拟世界技术进行重点攻关，在技术点上甚至元宇宙衍生出的关键技术应用上实现突破，特别是借势元宇宙概念的强力现实需求，加大破解技术障碍、卡脖子和技术瓶颈。

 

三是重点扶持有智慧城市、智能汽车、智能工业制造等方面技术与产业积淀的骨干企业向元宇宙方向进军，使分散的力量集成前行，同时，也要鼓励中小企业大胆创新推进，发挥好政府与市场两个轮子的驱动作用。

 

四是坚决打击元宇宙资本炒作，高度关注美欧资本市场对我国的影响，避免形成元宇宙虚火狂潮。同时，对“戴帽”盲目发展的企业要进行规范，防止他们把元宇宙矮化、偏向，造成元宇宙的负面社会效应，影响元宇宙的健康快速发展。

 

五是高度重视元宇宙发展的网络安全要求。由于元宇宙是交叉融合集成的虚拟世界，理念对撞、技术链接、初始应用等环节都会带来新的技术漏洞和网络安全风险，应从底层技术上锁定密码、把内防与外防结合起来形成方案。同时，要鼓励网络安全企业大厂，积极关注元宇宙发展安全新动态、新趋向，让网络安全企业与进军元宇宙的互联网企业联手，集合技术力量从起始阶段就把元宇宙领域建立的新型网络空间，有机嵌入安全技术、密码技术，使元宇宙领域安全可控、稳定健康地建设与发展。

 

作者：张继春 系中关村网络安全与信息化产业联盟原常务副秘书长、现任网信战略研究中心副主任；来源：昆仑策网【作者来稿】图片来源网络 侵删