21世紀(jì)是一個科技概念風(fēng)起云涌的時代，從Web2.0、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、3G/4G/5G、工業(yè)4.0到人工智能、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、城市大腦。2021年，元宇宙在英偉達(dá)、臉書、微軟等機(jī)構(gòu)的推動下成為新的科技熱點。
2021年10月31日，F(xiàn)acebook改名為Meta,使得元宇宙的熱度進(jìn)一步升溫。到目前為止，關(guān)于元宇宙是什么還沒有統(tǒng)一的定義，一些比較典型的定義包括：
元宇宙是通過虛擬增強的物理現(xiàn)實，呈現(xiàn)收斂性和物理持久性特征的，基于未來互聯(lián)網(wǎng)的，具有連接感知和共享特征的3D虛擬空間；
元宇宙是整合多種新技術(shù)而產(chǎn)生的新型虛實相融的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和社會形態(tài)，它基于擴(kuò)展現(xiàn)實技術(shù)提供沉浸式體驗，基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建經(jīng)濟(jì)體系，將虛擬世界與現(xiàn)實世界在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合；
“元宇宙”是一個平行于現(xiàn)實世界，又獨立于現(xiàn)實世界的虛擬空間，是映射現(xiàn)實世界的在線虛擬世界，是越來越真實的數(shù)字虛擬世界；
……
雖然元宇宙的定義和理解很多，但3D、三維沉浸式、虛擬現(xiàn)實、VR/AR是其中最突出的關(guān)鍵詞，元宇宙的本質(zhì)含義是什么？為什么會在這個時間點爆發(fā)？是產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然還是炒作，它未來發(fā)展趨勢是什么？面對一個新爆發(fā)的科技概念，有必要從科學(xué)理性的角度對這些問題進(jìn)行分析與探討。
世界數(shù)字大腦的發(fā)育與元宇宙的關(guān)系
種種跡象表明，21世紀(jì)以來，以互聯(lián)網(wǎng)為核心的世界科技生態(tài)呈現(xiàn)出越來越多的類腦特征，諸多前沿科技的出現(xiàn)，也包括這次元宇宙的爆發(fā)，可以看作是這個世界級數(shù)字大腦各個神經(jīng)系統(tǒng)不斷發(fā)育的產(chǎn)物。
2019年出版的《崛起的超級智能》曾經(jīng)繪制了一幅世界數(shù)字大腦的發(fā)育示意圖，這張圖中預(yù)言在混合智能和云反射弧之后，世界數(shù)字大腦的思維空間和夢境空間將成為新的熱點，而它們與元宇宙存在著密切的關(guān)系。
從這幅圖中可以看出：社交網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)；云計算對應(yīng)中樞神經(jīng)；3G/4G/5G對應(yīng)神經(jīng)纖維；物聯(lián)網(wǎng)對應(yīng)感覺神經(jīng)系統(tǒng)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/云機(jī)器人/智能駕駛對應(yīng)運動神經(jīng)系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)/人工智能對應(yīng)驅(qū)動世界數(shù)據(jù)大腦運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)和動力；企業(yè)大腦/城市大腦/工業(yè)大腦對應(yīng)世界數(shù)字大腦的初步成型；元宇宙對應(yīng)了世界數(shù)字大腦的思維空間和夢境空間的形成。
從本質(zhì)上說，2021年興起的元宇宙可以看作是世界數(shù)字大腦思維空間和夢境空間在大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生等技術(shù)的推動下不斷成熟后的產(chǎn)業(yè)化名稱。
數(shù)字空間如何進(jìn)化形成元宇宙
2021年元宇宙突然爆發(fā)，F(xiàn)acebook宣布改名為Meta，全面進(jìn)入元宇宙，引發(fā)了產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注。同一年，字節(jié)跳動以90億的價格收購國內(nèi)VR行業(yè)頭部廠商PICO。而在2020年，騰訊提出了全真互聯(lián)網(wǎng)，希望借助VR、AR技術(shù)逼真還原身臨其境般的體驗。
由此可見，世界最重要的社交網(wǎng)絡(luò)巨頭都通過不同的方式涉足元宇宙領(lǐng)域，這說明社交網(wǎng)絡(luò)與世界數(shù)字大腦思維和夢境空間的形成有著密切的關(guān)系。下面，我們來看一下以社交網(wǎng)絡(luò)為代表的數(shù)字空間是如何一步步演化并形成元宇宙和世界數(shù)字大腦的。
1969年，互聯(lián)網(wǎng)誕生，元宇宙的實現(xiàn)有了全球化的軟硬件基礎(chǔ)。1989年，萬維網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)開始制定，為WEB技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，1990年到1998年，人類用戶主要通過字符化的電子公告牌（BBS）進(jìn)行信息交互。這時，在數(shù)字空間中沒有數(shù)字世界環(huán)境的構(gòu)建，沒有明確的個人角色，用戶交互界面以字符為主。
1998年到2003年，博客開始興起，數(shù)字空間出現(xiàn)了獨立的“數(shù)字人”角色，這時主要表現(xiàn)形式為字符和圖片構(gòu)成博客個人空間的主體，自此，互聯(lián)網(wǎng)用戶有了個人身份和角色。在數(shù)字空間中發(fā)言和展示個人信息內(nèi)容，這時用戶交互界面以字符為主，開始出現(xiàn)圖片。
2004年，社交網(wǎng)絡(luò)開始興起，F(xiàn)B正式上線，QQ、Twitter、微博不斷出現(xiàn)并高速發(fā)展，數(shù)字空間中，數(shù)字人（個人用戶空間）與數(shù)字人可以進(jìn)行信息交互，形成社交網(wǎng)絡(luò)和社交關(guān)系。
2009年，移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入3G時代，隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字空間伴隨社交網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大而進(jìn)一步擴(kuò)大，此后大量的圖片，聲音元素豐富了虛擬數(shù)字空間的內(nèi)容。
2013年，以FB購買OC為標(biāo)志，虛擬現(xiàn)實成為產(chǎn)業(yè)熱點，但是由于VR眼鏡不成熟，社交網(wǎng)絡(luò)巨頭和消費者對虛擬現(xiàn)實社交網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備不足。到2019年，虛擬現(xiàn)實熱潮退去。數(shù)字空間向三維化階段進(jìn)化的第一次努力失敗。
2014年，4G網(wǎng)絡(luò)興起，2018年5G開始興起，視頻開始成為社交網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的數(shù)字空間的重要內(nèi)容形式�；ヂ�(lián)網(wǎng)用戶主要通過二維的智能手機(jī)屏幕瀏覽三維的視頻內(nèi)容。
2018年，電子商務(wù)和知識付費、NFT、虛擬貨幣在社交網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的數(shù)字空間中初步成熟并廣泛應(yīng)用。
2020年，以城市大腦、數(shù)字政府、組織化轉(zhuǎn)型為主的產(chǎn)業(yè)化持續(xù)拓展社交網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字空間并向萬物互聯(lián)、萬物交互方向演進(jìn)，但仍然處于萌芽狀態(tài)。
2021年，元宇宙興起，其核心目的是引導(dǎo)社交網(wǎng)絡(luò)為核心的數(shù)字空間進(jìn)化到三維化的數(shù)字人和數(shù)字環(huán)境，形成一個世界統(tǒng)一的沉浸式體驗的三維數(shù)字世界空間，人與人、人與物、物與物的交互場景既可以是現(xiàn)實世界的鏡像，也可以是創(chuàng)意設(shè)計出的數(shù)字想象世界。元宇宙的興起可以看做是數(shù)字空間向三維化階段進(jìn)化的第二次嘗試。
從以社交網(wǎng)絡(luò)為核心的數(shù)字空間發(fā)展看，元宇宙是社交網(wǎng)絡(luò)從人與人的社交，發(fā)展成為人與人、人與物、物與物的大社交網(wǎng)絡(luò)后，其構(gòu)成的數(shù)字空間從二維向三維進(jìn)化的產(chǎn)物。目前關(guān)于元宇宙的社交、商業(yè)交易等特征在社交網(wǎng)絡(luò)中都能找到，唯一欠缺的是三維化和沉浸感。
元宇宙與人類群體夢境的構(gòu)建
在電影《盜夢空間》中，男主角和妻子在夢境中生活了50年，從樓宇、商鋪、河流、淺灘到一草一木，這兩位造夢師用意念建造了屬于自己的夢境空間。這科幻的情節(jié)在世界數(shù)字大腦的發(fā)育過程中，也開始走入人們的日常生活。
每天，人類與世界各個角落的傳感器、智能設(shè)備一起向世界數(shù)字大腦貢獻(xiàn)著數(shù)以億萬的數(shù)據(jù)，一方面是自然語言處理、深度學(xué)習(xí)算法、模式識別對這個龐大數(shù)據(jù)的處理，這是世界數(shù)字大腦產(chǎn)生記憶和思考的基礎(chǔ)。另一方面，從上面的數(shù)字空間演化過程可以看到，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的科技生態(tài)在過去50年的時間里，其內(nèi)容展示也經(jīng)歷了從一維、二維到三維的階段。當(dāng)世界數(shù)字大腦內(nèi)容展示的三維階段到來時，也正是世界數(shù)字大腦夢境技術(shù)成熟的開始。
事實上，人造夢境早有萌芽，早在1915年，世界上第一場3D電影在紐約阿斯特劇場上映，電影中的人物栩栩如生，好像生活在我們身邊，讓人產(chǎn)生身臨其境的感受。到20世紀(jì)60年代，圖形學(xué)之父Ivan Sutherland開發(fā)出世界上第一個虛擬系統(tǒng)和頭盔式顯示器。此后40年間，不斷有人試圖挑戰(zhàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，希望將之變成普及大眾的一項技術(shù)。
隨著世界數(shù)字大腦的日臻成熟，虛擬現(xiàn)實技術(shù)開始進(jìn)入到一個全新的時期，與傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實不同，這一全新時期不再是單機(jī)版的虛擬圖像展示，也不是看到眼前巨幕展現(xiàn)出來的三維立體畫面（VR)。它開始與移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能結(jié)合得更加緊密，以龐大的數(shù)據(jù)量為基礎(chǔ)，讓人工智能服務(wù)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓人類大腦產(chǎn)生錯覺，將視覺、聽覺、嗅覺、運動等神經(jīng)感覺與世界數(shù)字大腦的夢境系統(tǒng)相互作用，使人們在其中獲得真實感和交互感。
Oculus公司的興起是世界數(shù)字大腦進(jìn)入元宇宙或夢境時代的重要標(biāo)志。雖然在Oculus誕生之前，VR領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年，但昂貴的設(shè)備，工業(yè)、軍事等狹窄的應(yīng)用場景限制了VR的普及。Oculus成立于2012年，它在當(dāng)時最大的特征是用極低的成本實現(xiàn)普通用戶對虛擬現(xiàn)實的真實體驗。
2014年，F(xiàn)acebook宣布以20億美元收購Oculus。這次收購，引爆了整個虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)。世界范圍包括谷歌、三星、索尼、HTC、微軟以及數(shù)十萬家創(chuàng)業(yè)企業(yè)也快速進(jìn)入到這個領(lǐng)域，極大地促進(jìn)了整個虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，而這些企業(yè)恰恰也是今天大力推動元宇宙的重要力量。
2017年舉辦的Oculus Connect大會上，F(xiàn)acebook首席執(zhí)行官馬克•扎克伯格宣布，未來的目標(biāo)是要讓10億人使用虛擬現(xiàn)實進(jìn)行“夢境”般的社交和體驗。將社交放到VR平臺上，對于Facebook來說是一種戰(zhàn)略上的考量。今天，F(xiàn)acebook在全球范圍的用戶量已經(jīng)突破30億，接下來10億用戶的增長，一方面來自于發(fā)展中地區(qū)的新增用戶，另一方面或?qū)碜杂赩R等新的社交形式，因而Facebook借助元宇宙的熱潮將名稱改為Meta，表明Facebook是這次元宇宙熱潮的最大推手和受益者，目標(biāo)依然是希望完成它在2017年提出的夢想，讓人類實現(xiàn)“夢境”般的社交和體驗。
在Facebook、谷歌、三星等巨頭的規(guī)劃中，人類用戶可以在世界數(shù)字大腦的夢境中在線參觀外地甚至國外的藝術(shù)展覽館、科技博物館，同時基于社交的交互系統(tǒng)，在線的“夢境者”可以進(jìn)行交互活動，更有可能實現(xiàn)的是名人的虛擬演講活動、虛擬演唱會等等。由此可見，元宇宙可以看作是實現(xiàn)人類群體夢境的技術(shù)基礎(chǔ)。而這個基于世界數(shù)字大腦的群體夢境的形成將對未來人類社會的生活方式產(chǎn)生顛覆性的巨大影響，同時對人工智能、5G通信、高端芯片、新興顯示等領(lǐng)域也將產(chǎn)生巨大的拉動效應(yīng)。
元宇宙的意義和存在的問題
世界數(shù)字大腦的夢境的形成和由此進(jìn)化出的元宇宙正在為人類提供革命性的新體驗，它不但能將現(xiàn)實世界的場景映射到數(shù)字空間中，同時也可以將人類的幻想和想象通過數(shù)字化進(jìn)行呈現(xiàn)，人類可以身臨其境地體驗只有在夢境中才能出現(xiàn)的場景。
更為重要的是，在元宇宙中很多科學(xué)思想實驗有可能用一種更為身臨其境的方式展現(xiàn)，而且通過群體參與的方式不斷改進(jìn)、優(yōu)化，也包括很多科技的知識性教育，商業(yè)工程和軍事的訓(xùn)練也可以在元宇宙中以一種更為形象化的方式進(jìn)行，這對于人類的創(chuàng)新、探索和知識傳承有很大的意義。
元宇宙在產(chǎn)業(yè)界產(chǎn)生如此大的影響，與它的確存在革命性、顛覆性的未來趨勢有關(guān)。在為元宇宙的未來興奮的同時，我們也應(yīng)該看到另外一面。
當(dāng)前萬物互聯(lián)與萬物交互剛剛萌芽，短視頻社交初步成熟，但從科技的發(fā)展節(jié)奏看，元宇宙跳過了科技發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)，那就是數(shù)字空間的基礎(chǔ)，社交網(wǎng)絡(luò)還沒有完成向大社交網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)化。數(shù)字空間依然沒有為全面從二維進(jìn)入三維做好準(zhǔn)備。更為重要的是，人類進(jìn)入元宇宙時，在腦和眼睛的生理適應(yīng)性上還存在重大瓶頸。
第一個重要的障礙是用戶眩暈癥問題，頭暈、惡心、失衡等癥狀在虛擬現(xiàn)實用戶當(dāng)中非常普遍。奧地利虛擬現(xiàn)實公司Junge Rmer展開的一項調(diào)查顯示，在991位受訪者當(dāng)中，超過75%的人至少存在其中一種癥狀。
調(diào)查還顯示，這些負(fù)面影響對于首次使用VR設(shè)備的用戶表現(xiàn)得尤為強烈。另外，這些癥狀的持續(xù)時間與使用時長也保持著幾乎線性的關(guān)系。這個問題目前仍然屬于一個沒有被克服的腦科學(xué)問題，為人類實現(xiàn)元宇宙夢想埋下了第一個障礙。
第二個重要障礙是長時間使用VR眼鏡容易造成近視，會干擾雙眼視功能發(fā)育。因為VR眼鏡與雙眼瞳距有偏差，易引發(fā)眼睛疲勞、暈眩，部分會有惡心頭暈癥狀，中國一家電視臺曾經(jīng)做過VR對眼睛影響的試驗，實驗結(jié)果顯示，觀看VR視頻30分鐘后，被測試者的眼部調(diào)節(jié)功能明顯下降，人眼看到的東西會直接影響人的大腦。
對于一項新技術(shù)，青少年用戶往往是最熱情的第一批用戶，但由于元宇宙本身的特點，導(dǎo)致對青少年的健康存在巨大風(fēng)險，而且這種風(fēng)險也同樣影響到所有用戶，這也許是大自然“看不見的手”用來阻止人類過于沉迷于元宇宙的調(diào)解手段。因此VR眼鏡為入口的三維數(shù)字世界（元宇宙）很可能無法顛覆智能手機(jī)為入口的二維數(shù)字世界。
由此對未來的一種判斷是，人類80%時間依然會通過智能手機(jī)的二維數(shù)字世界進(jìn)行互動，20%的時間才需要進(jìn)入到元宇宙中開展游戲、電影、體驗等活動�！�
（作者系中國科學(xué)院虛擬經(jīng)濟(jì)與數(shù)據(jù)科學(xué)研究中心研究組成員，南京財經(jīng)大學(xué)教授）