院士專家觀點

中國(Country)工程院院士張平:元宇宙将來(Come),我(I)們如何應對

元宇宙這(This)個(Indivual)詞語,可以(By)追溯到(Arrive)1992年的(Of)科幻小說《雪崩》,其中描述了一(One)個(Indivual)比地球還要(Want)巨大(Big)的(Of)元宇宙世界——互聯網技術和(And)虛拟現實技術創造出(Out)來(Come)的(Of)虛拟世界。如今,曆經30年的(Of)時(Hour)光,究竟什麽是元宇宙?元宇宙會給人(People)類帶來(Come)哪些改變?這(This)些問題,仍未找到(Arrive)答案。

如果将《西遊記》理解爲(For)古人(People)對超能力的(Of)幻想,那麽,它就和(And)現在(Exist)元宇宙的(Of)理念非常切合——孫悟空就相當于(At)“元”,它擁有四個(Indivual)方面的(Of)變化。第一(One)是千裏眼,電視和(And)視頻實現了這(This)個(Indivual)幻想;第二是順風耳,電話和(And)手機也已實現;第三是一(One)個(Indivual)筋鬥能飛十萬八千裏,飛機也實現了這(This)個(Indivual)幻想。

目前還沒有實現的(Of),就是“七十二變”。除了真身以(By)外,其它的(Of)變換可以(By)理解爲(For)在(Exist)另一(One)個(Indivual)幻想世界的(Of)變化。從這(This)個(Indivual)角度來(Come)理解,孫悟空的(Of)這(This)個(Indivual)本領與元宇宙“同源”,它闡釋了在(Exist)虛拟世界裏,上天入地、造化變形的(Of)概念。

1992年,科幻小說《雪崩》描述了互聯網技術和(And)虛拟現實技術創造出(Out)的(Of)巨大(Big)元宇宙世界。如果說《西遊記》是幻想,到(Arrive)了《雪崩》便有了在(Exist)技術上實現的(Of)可能。及至2021年,臉書(Facebook)改名Meta,向元宇宙領域轉型。馬克·紮克伯格構思的(Of)未來(Come)世界,是虛拟世界與現實世界的(Of)融合,這(This)是在(Exist)技術上具有劃時(Hour)代意義的(Of)一(One)次更名。

互聯網形成了基本的(Of)網絡化構建人(People)際關系社區的(Of)功能,交互和(And)娛樂可以(By)視作(Do)元宇宙的(Of)雛形。在(Exist)互聯網中,每個(Indivual)人(People)都可以(By)找到(Arrive)自己感興趣的(Of)東西。發展到(Arrive)後期,4G的(Of)普及讓移動互聯網成爲(For)現實,人(People)們可以(By)在(Exist)任何時(Hour)間,任何地方,和(And)任何人(People)進行交互。人(People)是網絡的(Of)連接者,互聯網将個(Indivual)體直接連接起來(Come)。

随着5G的(Of)到(Arrive)來(Come),人(People)、機、物之間實現了互接,進入了數字化時(Hour)代。由于(At)人(People)具有意識,因而可以(By)通過數字化的(Of)手段進行思想交互,而物是靜态的(Of),對其感知則需要(Want)借助5G的(Of)強大(Big)功能,因而也出(Out)現了更多的(Of)技術,例如物聯網、人(People)工智能、區塊鏈、雲計算、大(Big)數據、邊緣計算等。

數字技術在(Exist)經濟社會各個(Indivual)方面的(Of)拓展,使得元宇宙的(Of)誕生(Born)水到(Arrive)渠成。《西遊記》描繪的(Of)“七十二變”,到(Arrive)未來(Come)将可以(By)在(Exist)虛拟世界一(One)一(One)實現。

如何實現呢?筆者認爲(For),元宇宙的(Of)定義,是虛實相生(Born)和(And)人(People)機合一(One),兩者相統一(One);是在(Exist)真體、軟體和(And)虛體之間進行切換、替換和(And)扮演的(Of)循環過程。從技術的(Of)角度上看,真體來(Come)自現實世界的(Of)客觀物體。軟體是虛拟世界中的(Of)鏡像世界,它是現實數字化的(Of)孿生(Born)體,也就是原來(Come)真實世界的(Of)鏡像。虛體是不(No)以(By)現實世界爲(For)摹本創造的(Of)物體,可以(By)不(No)以(By)現實世界爲(For)物本而創造世界。兩個(Indivual)世界,三個(Indivual)不(No)同形态的(Of)轉換便是元宇宙的(Of)架構。

由此,元宇宙的(Of)認知也由三部分組成,分别是具身認知、離身認知和(And)分身認知。在(Exist)發展元宇宙的(Of)過程中,經濟系統與物理系統也是平行而存在(Exist)的(Of)。在(Exist)經濟學上,這(This)種經濟系統在(Exist)未來(Come)可能是一(One)個(Indivual)增量——它能爲(For)我(I)們産生(Born)很多經濟價值,這(This)也是人(People)們熱衷研究它的(Of)原因。開發物理世界,是利用(Use)土地、資源、勞動力等給人(People)類帶來(Come)經濟效益。未來(Come),元宇宙将可能替代這(This)種方式,爲(For)人(People)類的(Of)經濟發展提供一(One)個(Indivual)新勢能。

元宇宙是人(People)類進化的(Of)一(One)個(Indivual)重要(Want)分水嶺,其會催生(Born)現實世界與虛拟世界并存且融合的(Of)文明新形态。這(This)種前所未有的(Of)情況或将改變人(People)類的(Of)生(Born)存方式——人(People)是有思維、思考能力的(Of)高級智能體,在(Exist)未來(Come)的(Of)虛拟世界中,很可能會存在(Exist)一(One)個(Indivual)與人(People)類一(One)樣的(Of)高級智能體。它與客觀物理世界并存,且能夠替人(People)去做決策。

這(This)樣的(Of)虛拟世界與客觀世界的(Of)相互作(Do)用(Use),将進一(One)步影響政治、經濟、網絡文化安全等方面。

在(Exist)社會發展方面,現在(Exist)姑且可以(By)認爲(For)元宇宙是網絡虛拟化進程的(Of)最終形态,哲學家、科學家還會不(No)斷湧現,未來(Come)會産生(Born)更多高級的(Of)遐想,并将成爲(For)人(People)類文明演化進程中的(Of)一(One)個(Indivual)重要(Want)曆史性節點。這(This)可能會引發正反兩個(Indivual)結果——壞的(Of)結果,徹底滑向虛拟化陷阱,成爲(For)人(People)類依賴的(Of)數字空間;好的(Of)結果則是與現實社會耦合增強,對現實社會進行有益補充。

我(I)們需要(Want)做的(Of),是要(Want)防止滑向壞的(Of)結果,避免步入虛拟化陷阱。需要(Want)注意以(By)下幾個(Indivual)方面:首先是防止知識停滞,因爲(For)元宇宙所有的(Of)知識是已知的(Of),要(Want)避免沉浸其中,不(No)再創造新的(Of)知識。其次是防止确定的(Of)世界,因爲(For)元宇宙數字化程序無自然随機性,要(Want)避免成爲(For)邏輯和(And)計算的(Of)環節,不(No)再出(Out)現任何意外的(Of)改變。最後是防止探索的(Of)缺乏,要(Want)避免元宇宙演化成安樂的(Of)漩渦,人(People)們沉浸其中無法自拔。

國(Country)外的(Of)元宇宙也有一(One)定發展。以(By)美國(Country)爲(For)例,其元宇宙的(Of)産業鏈條除了基礎設施建設、基礎技術支撐外,還包含金融支持的(Of)可信虛拟支付體系,以(By)及虛拟貨币等支付方法。

元宇宙基礎設施包括交互和(And)媒介終端。在(Exist)基礎技術方面,理想的(Of)元宇宙的(Of)基礎技術應支持大(Big)規模用(Use)戶持續在(Exist)線、高沉浸感、高效的(Of)内容生(Born)産和(And)去中心化信息存儲及認證技術,實現元宇宙1.0的(Of)八大(Big)元素,包括身份、社交、沉浸感、低延時(Hour)、多元化、随時(Hour)随地、文明、經濟系統。

在(Exist)宏觀的(Of)技術上,Web3.0是元宇宙的(Of)底層網絡架構。如何理解Web3.0呢?2014年,Web3.0基金會主席GavinWood發表博文《Web3.0應該是什麽樣的(Of)》,首次系統地提出(Out)Web3.0概念,其定義是:在(Exist)包括區塊鏈技術等一(One)系列技術推動下,形成更加去中心化、更加可信、更加安全的(Of)互聯網。Web3.0的(Of)願景是用(Use)戶掌握自己的(Of)身份、數據資源、要(Want)素。它打破了平台壟斷,推動廣泛的(Of)創新,創造新業務模式和(And)新市場,啓動新全球數字經濟系統。

Web1.0是将人(People)與人(People)、人(People)和(And)信息之間的(Of)交互,變成屏幕上的(Of)交互過程。這(This)種信息交互,在(Exist)計算機互聯網時(Hour)代,是單向閱讀式的(Of)。到(Arrive)移動互聯網時(Hour)期,智能手機出(Out)現了,這(This)就是Web2.0。到(Arrive)了Web3.0,AR、VR技術興起。此時(Hour),算力承載各種應用(Use)的(Of)半壁江山,雲計算、區塊鏈,加上算力網絡、隐私計算和(And)跨鏈計算,構成了現在(Exist)的(Of)區塊鏈,信息形态向沉浸性、交互性、開放性逐漸增強的(Of)方向發展。

可以(By)看出(Out),從Web1.0到(Arrive)Web3.0之間是一(One)個(Indivual)逐漸去中心化的(Of)曆程。Web1.0是可閱讀式的(Of)互聯網,每個(Indivual)人(People)都在(Exist)網絡中下載,網絡中下行的(Of)鏈路數據非常多。到(Arrive)了Web2.0,有了雙向可寫可讀的(Of)互聯網。元宇宙則是Web3.0之上的(Of)終極應用(Use)生(Born)态系統,其構建的(Of)網絡生(Born)态,可信地承載個(Indivual)人(People)的(Of)社交身份和(And)資産,以(By)及個(Indivual)人(People)在(Exist)該社會經濟系統中的(Of)資源禀賦,價值創造和(And)價值實現,支撐起新的(Of)虛拟社會經濟系統。

可以(By)看出(Out),元宇宙和(And)Web3.0關系非常密切。從整體上看,元宇宙與Web3.0處于(At)重合狀态,即Web3.0的(Of)網絡生(Born)态,與元宇宙的(Of)生(Born)态構建需求非常匹配。從技術體系看,Web3.0的(Of)技術特征需求,補全了元宇宙生(Born)态的(Of)底層技術支撐。從演進曆程看,随着Web3.0技術雙向滲透打破虛拟和(And)現實的(Of)界限,以(By)及用(Use)戶身份跨越Web2.0時(Hour)代大(Big)平台中心的(Of)生(Born)态“鴻溝”,将催生(Born)極富想象力和(And)創造力的(Of)元宇宙系統。

元宇宙構建了虛拟和(And)現實世界的(Of)橋梁,讓虛拟世界變成了平行宇宙。元宇宙涉及政治、經濟、社會、文化、法律、意識形态、網絡主權等核心利益。它在(Exist)國(Country)内外已經形成了産業生(Born)态,并成了一(One)個(Indivual)增量市場,但我(I)國(Country)的(Of)元宇宙目前還處于(At)初級階段,缺乏整體性規劃。

這(This)一(One)方面,數據的(Of)所有權和(And)使用(Use)權等概念正在(Exist)受到(Arrive)挑戰。與試圖确定誰“擁有”數據相比,更重要(Want)的(Of)是誰有權訪問、控制和(And)使用(Use)數據。我(I)國(Country)需要(Want)主動開展元宇宙基礎設施關鍵核心技術攻關,避免出(Out)現成爲(For)元宇宙全球最大(Big)數據生(Born)産國(Country),而其他(He)國(Country)家主導全球元宇宙技術标準和(And)規則的(Of)局面。

暢通我(I)國(Country)數字經濟雙循環,需要(Want)增強數據、算力等生(Born)産要(Want)素。隻有構建中國(Country)自主可控的(Of)元宇宙技術标準體系,才有可能以(By)安全的(Of)數據要(Want)素爲(For)核心,分享數據價值。因此,我(I)國(Country)必須引領世界元宇宙科技發展前沿,打造完全自主可控的(Of)中國(Country)元宇宙基礎設施與生(Born)态環境。

能夠形成元宇宙應用(Use)的(Of)關鍵是構建可利用(Use)的(Of)基礎技術和(And)支付體系,以(By)及各種元宇宙的(Of)應用(Use)。總的(Of)來(Come)說,就是要(Want)去中心化,構建“軟硬件許可Web3.0”的(Of)元宇宙核心技術和(And)标準體系、基礎設施、基礎技術、支付體系、典型應用(Use),這(This)應該是我(I)國(Country)的(Of)元宇宙體系架構。

我(I)國(Country)在(Exist)基礎設施方面有深厚積累。在(Exist)通信網絡方面,我(I)國(Country)在(Exist)5G時(Hour)代确立了全球主導地位。針對6G研發,“十四五”規劃明确提出(Out)要(Want)前瞻布局6G網絡技術儲備,形成了産學研用(Use)共同參與的(Of)完整6G研發體系。在(Exist)算力算法方面,我(I)國(Country)科研機構構建的(Of)算力網絡可以(By)支撐泛在(Exist)互聯的(Of)實時(Hour)計算需求,實現通信、網絡與計算的(Of)高度協同,實現去中心化和(And)系統可控之間的(Of)平衡與轉化,支撐國(Country)家内外雙循環的(Of)大(Big)戰略。

在(Exist)交互媒介與終端方面,我(I)國(Country)AR/VR接入技術有長足的(Of)進步;在(Exist)腦機接口等相關技術方面已具有國(Country)際先進水平,可以(By)換道超車研究實現面向未來(Come)元宇宙需求的(Of)腦機接入解決方案。實際上,早在(Exist)20世紀90年代初,錢學森就對虛拟現實有過展望,并起了一(One)個(Indivual)很有“中國(Country)味”的(Of)名字——“靈境”,他(He)指出(Out)“靈境”技術能“擴展人(People)腦的(Of)知覺”,預見到(Arrive)人(People)機深度結合将對人(People)類社會帶來(Come)深層變革。

應該說,中國(Country)版Web3.0基座應該是感、通、算、控一(One)體化。其預期是實現一(One)套元宇宙基礎設施技術平台,建設感、通、算、控管一(One)體的(Of)信息基座,支持泛在(Exist)環境精準感知、信息高效傳輸、協同高速計算、安全可信可管,支撐數字健康醫療、虛拟測試等典型場景。

總的(Of)來(Come)講,我(I)國(Country)的(Of)元宇宙發展,需要(Want)在(Exist)基礎理論、核心技術、重大(Big)應用(Use)三部分上着力發展,需要(Want)制定構建詳細的(Of)技術發展路線與技術底座體系。隻有達到(Arrive)理論與實踐的(Of)統一(One),才能形成真正的(Of)消費元宇宙和(And)産業元宇宙。