21世紀是一個科技概念風起云涌的時代，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、臉書、微軟等機構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一步升溫。到目前為止，關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而產(chǎn)生的新型虛實相融的互聯(lián)網(wǎng)應用和社會形態(tài)，它基于擴展現(xiàn)實技術提供沉浸式體驗，基于數(shù)字孿生技術生成現(xiàn)實世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術搭建經(jīng)濟體系，將虛擬世界與現(xiàn)實世界在經(jīng)濟系統(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是其中最突出的關鍵詞，元宇宙的本質含義是什么？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，有必要從科學理性的角度對這些問題進行分析與探討。
世界數(shù)字大腦的發(fā)育與元宇宙的關系
種種跡象表明，21世紀以來，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系。
從這幅圖中可以看出：社交網(wǎng)絡對應了神經(jīng)元網(wǎng)絡；云計算對應中樞神經(jīng)；3G/4G/5G對應神經(jīng)纖維；物聯(lián)網(wǎng)對應感覺神經(jīng)系統(tǒng)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/云機器人/智能駕駛對應運動神經(jīng)系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)/人工智能對應驅動世界數(shù)據(jù)大腦運轉的基礎和動力；企業(yè)大腦/城市大腦/工業(yè)大腦對應世界數(shù)字大腦的初步成型；元宇宙對應了世界數(shù)字大腦的思維空間和夢境空間的形成。
從本質上說，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，全面進入元宇宙，引發(fā)了產(chǎn)業(yè)界的極大關注。同一年，字節(jié)跳動以90億的價格收購國內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)絡巨頭都通過不同的方式涉足元宇宙領域，這說明社交網(wǎng)絡與世界數(shù)字大腦思維和夢境空間的形成有著密切的關系。下面，我們來看一下以社交網(wǎng)絡為代表的數(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。1989年，萬維網(wǎng)標準開始制定，為WEB技術的發(fā)展奠定了基礎，1990年到1998年，人類用戶主要通過字符化的電子公告牌（BBS）進行信息交互。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)字人可以進行信息交互，形成社交網(wǎng)絡和社交關系。
2009年，移動互聯(lián)網(wǎng)進入3G時代，隨著智能手機的廣泛應用，數(shù)字空間伴隨社交網(wǎng)絡的應用范圍擴大而進一步擴大，此后大量的圖片，聲音元素豐富了虛擬數(shù)字空間的內容。
2013年，以FB購買OC為標志，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)絡巨頭和消費者對虛擬現(xiàn)實社交網(wǎng)絡準備不足。到2019年，虛擬現(xiàn)實熱潮退去。數(shù)字空間向三維化階段進化的第一次努力失敗。
2014年，4G網(wǎng)絡興起，2018年5G開始興起，視頻開始成為社交網(wǎng)絡為基礎的數(shù)字空間的重要內容形式。互聯(lián)網(wǎng)用戶主要通過二維的智能手機屏幕瀏覽三維的視頻內容。
2018年，電子商務和知識付費、NFT、虛擬貨幣在社交網(wǎng)絡為基礎的數(shù)字空間中初步成熟并廣泛應用。
2020年，以城市大腦、數(shù)字政府、組織化轉型為主的產(chǎn)業(yè)化持續(xù)拓展社交網(wǎng)絡和數(shù)字空間并向萬物互聯(lián)、萬物交互方向演進，但仍然處于萌芽狀態(tài)。
2021年，元宇宙興起，其核心目的是引導社交網(wǎng)絡為核心的數(shù)字空間進化到三維化的數(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化的第二次嘗試。
從以社交網(wǎng)絡為核心的數(shù)字空間發(fā)展看，元宇宙是社交網(wǎng)絡從人與人的社交，發(fā)展成為人與人、人與物、物與物的大社交網(wǎng)絡后，其構成的數(shù)字空間從二維向三維進化的產(chǎn)物。目前關于元宇宙的社交、商業(yè)交易等特征在社交網(wǎng)絡中都能找到，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、智能設備一起向世界數(shù)字大腦貢獻著數(shù)以億萬的數(shù)據(jù)，一方面是自然語言處理、深度學習算法、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。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，其內容展示也經(jīng)歷了從一維、二維到三維的階段。當世界數(shù)字大腦內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60年代，圖形學之父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，希望將之變成普及大眾的一項技術。
隨著世界數(shù)字大腦的日臻成熟，虛擬現(xiàn)實技術開始進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)、人工智能結合得更加緊密，以龐大的數(shù)據(jù)量為基礎，讓人工智能服務于虛擬現(xiàn)實技術，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)字大腦進入元宇宙或夢境時代的重要標志。雖然在Oculus誕生之前，VR領域已經(jīng)發(fā)展了很多年，但昂貴的設備，工業(yè)、軍事等狹窄的應用場景限制了VR的普及。Oculus成立于2012年，它在當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)也快速進入到這個領域，極大地促進了整個虛擬現(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，未來的目標是要讓10億人使用虛擬現(xiàn)實進行“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，另一方面或將來自于VR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基礎。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、新興顯示等領域也將產(chǎn)生巨大的拉動效應。
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、優(yōu)化，也包括很多科技的知識性教育，商業(yè)工程和軍事的訓練也可以在元宇宙中以一種更為形象化的方式進行，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。在為元宇宙的未來興奮的同時，我們也應該看到另外一面。
當前萬物互聯(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，社交網(wǎng)絡還沒有完成向大社交網(wǎng)絡的進化。數(shù)字空間依然沒有為全面從二維進入三維做好準備。更為重要的是，人類進入元宇宙時，在腦和眼睛的生理適應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)實用戶當中非常普遍。奧地利虛擬現(xiàn)實公司Junge Rmer展開的一項調查顯示，在991位受訪者當中，超過75%的人至少存在其中一種癥狀。
調查還顯示，這些負面影響對于首次使用VR設備的用戶表現(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系。這個問題目前仍然屬于一個沒有被克服的腦科學問題，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，實驗結果顯示，觀看VR視頻30分鐘后，被測試者的眼部調節(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，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，導致對青少年的健康存在巨大風險，而且這種風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的二維數(shù)字世界進行互動，20%的時間才需要進入到元宇宙中開展游戲、電影、體驗等活動。■
（作者系中國科學院虛擬經(jīng)濟與數(shù)據(jù)科學研究中心研究組成員，南京財經(jīng)大學教授）