元宇宙的概念內涵、形態發展與演變機理。

作為新興數字樣態,元宇宙被視為互聯網技術發展的終局,一時充斥於各行各業。

然而,『元宇宙』概念尚無共識,但關於『元宇宙』的學術討論卻已層出不窮,產業實踐更是呈百家爭鳴之勢。

誕生於科幻文學的『Metaverse』概念,因美國臉譜公司的更名而甚囂塵上,然而其概念尚待澄清,其技術脈絡和演化邏輯也缺乏必要的梳理與分析,更遑論治理機制設計和治理體系構建。

當前,元宇宙的概念內涵、技術發展與演化機理等三個層次的疑惑與困境,構成了本文的研究動機。

本文將圍繞著元宇宙是什麼、其概念起源於何處、其技術及體系的演化過程如何等基本研究問題展開,對這些基礎性問題的回答,將有助於夯實學術研究基礎、厘清技術創新路徑、明確產業發展方向、尋求治理實踐的合理邊界。

文獻綜述

按照技術治理的研發視域分類,可將元宇宙的學術討論分為兩個視角:內部視角與外部視角。

內部視角來自技術研發、技術創新、產業實踐或科技咨詢等技術及其相關領域,主要包括技術的概念創生、趨勢預測、工程實現和創新實踐等,外部視角則更多地來自於非技術領域,如哲學、媒介學、經濟學、社會學等相關領域,關注內容主要包括技術在上述領域的應用過程與影響效果,及其對元宇宙的反向治理。

內部視角主要集中於產學研等領域,關注元宇宙的技術原理、原型研發和產品研發。

一方面,元宇宙的技術發展,還處於眾多的技術理念創生與初步設計『碰撞』的早期階段。

Wright認為利用擴展現實技術《Extended Reality,包括:虛擬現實技術《VR:Visual Reality》、增強現實技術《AR:Augmented Reality》或混合現實技術《MR:Mixed Reality》》構建的人機交互空間,能夠實現虛擬世界與現實世界之間多節點的接觸與重疊。

Alanah 等提出了一個基於五個關鍵結構的元宇宙概念,即元宇宙本身、人/化身、元宇宙技術能力、行為和結果。

Ball 認為元宇宙至少需要以下八種要素的支撐:硬件技術《比如 AR、VR》、互聯網絡、算力、虛擬平臺、交換工具和標準、支付手段、內容、服務和資產、用戶行為。

當前,數字孿生《Digital Twin》技術和數據主線技術被視為大數據時代最有可能實現元宇宙的技術載體;但是,當數字孿生技術和數據主線技術嵌入到更具開放性的城市系統或社會系統,其局限性也會被放大。

另一方面,元宇宙的產業實踐明顯快於且多於其學術探討。

前者因其企業主體的資源稟賦、戰略規劃或商業模式等因素而出現多種數字樣態。

作為元宇宙的先行者,羅佈樂思《Roblox》公司在其招股書中勾勒出元宇宙的 8 種基礎元素:數字身份《Identity》、社交關系《Friends》、沉浸感《Immersiveness》、低延遲《Low Friction》、多元化《Variety》、隨時隨地《Anywhere》和虛擬文明《Civility》。

臉譜《Facebook,現更名為『Meta』》公司依托其現有社會網絡技術及其平臺,在虛擬現實的技術硬件、內容生成《GC:X-Generated Content》技術、產品與應用開發平臺、區塊鏈與加密貨幣技術等眾多相關領域皆有佈局。

與以上兩個以元宇宙為核心主體的公司不同,其他科技企業則描繪出各自獨具特色的『元宇宙』理想圖景和數字樣態,並已經展開其技術實踐和商業模式創新。

『硬』科技企業如英偉達與亞馬遜等,強調元宇宙的底層硬件技術支撐;移動互聯網時代的平臺類企業如蘋果與谷歌,側重於元宇宙的數字入口技術的研發;傳統的『軟』科技企業如微軟,重點發力於混合現實等場景類產品體系;新興企業,如大腦芯片公司Neuralink,試圖通過植入式腦機接口技術邁入元宇宙的世界。

以上元宇宙的前言科技企業的產業實踐的啟示在於,從內部視角來看,產業實踐已然誕生了眾多的元宇宙的技術猜想或實現路徑,技術樂觀主義催生了產業繁榮景象和技術形態的多樣性格局。

與之相對,外部視角的學術研究則更多地立足於元宇宙的既有技術暢想或其某一方面的特征,進一步探討元宇宙之於人類社會的影響與意義;此類工作往往忽視其技術的衍生過程和具體的嵌入路徑。

元宇宙技術發展被劃分為不同階段,並作用於眾多領域,已成共識。

元宇宙根源於且依托於現實世界,但又與現實世界的相對獨立;在如此並行交織的情形下,元宇宙就不可避免地對現實世界中的人類主體的意識和行為、社會行動和結果產生各種程度的沖擊,人類相對於外部世界的主體性受到了挑戰。

大體而言,元宇宙可被簡單劃分為泛娛樂化階段、數據孿生階段和虛擬爆發階段。

恰如任何新興技術誕生之初受到的質疑一樣,元宇宙被視為一類新的媒介,延展了人類活動;在促進人的自由全面發展的同時,伴生的技術不確定性,個人隱私問題和數據安全問題依然嚴峻。

元宇宙誘致的虛擬文明和泛文明化現象,存在著典型的『雙刃劍』效應,極大地挑戰現有的社會秩序、經濟秩序或商業管理。

但是,現有研究大多將元宇宙作為技術系統進行整體式處理,對於元宇宙與現實社會經濟系統的嵌入過程、互構機制等具體過程缺乏必要分析。

綜合內外部視角的現有工作對於『元宇宙』概念、內涵、技術方案等議題的探索,為後續分析提供了有益的啟示。

首先,一個比較明確的研究現狀是,元宇宙處於概念的模糊期和實踐的導入期。

其次,內部視角的研究工作,基本明確了元宇宙的技術集合,並在一定程度上預示了發展方向。

最後,外部視角的啟示在於,針對現有的技術形態和技術實踐,政府部門和經濟社會系統依然可以嘗試一定程度的過程治理,在技術創新與技術嵌入的同時,兼顧倫理要求與安全合規等技術治理的相關要求。

然而,當前研究和實踐的共同問題症結在於,元宇宙的概念內涵亟待澄清,技術形態和技術體系缺乏分析,演變機理有待梳理。

首先,元宇宙的多樣技術主體勢必會豐富並擴展元宇宙的概念范疇,技術本身的快速迭代也將深化元宇宙的技術意涵,使得關於『元宇宙』的概念分析容易偏頗。

其次,數字化技術及其產品與服務如此龐雜,在探討元宇宙的本體概念時,極易囿於元宇宙的技術、業務、產品或服務。

最後,新興數字樣態的技術路徑分析,往往會陷入技術決定論的桎梏。

因此,本文在綜合眾多現有研究探索與技術實踐的基礎上,探討元宇宙的概念定義,並分析其技術體系內部的階段性形態及其特征,進而對元宇宙展開樣態溯源。

在此基礎上,梳理元宇宙的各個形態之間的聯系與演變機理,以澄清其技術進步路徑選擇的多樣性,並總結全文。

元宇宙的概念內涵、形態發展與演變機理。

『元宇宙』的概念與樣態溯源

本節在前述研究的基礎上給出『元宇宙』的共識性概念,進而對元宇宙進行樣態溯源,分析將元宇宙置於數字樣態發展的全歷程之中,從探究其拓撲分類、演化機理和發展趨勢。

2.1 元宇宙的概念定義對於任何新興技術而言,在技術發展早期,給出一個準確的定義絕非易事。

技術路徑的多種嘗試,後置技術對前置技術的模塊式重構或者系統框架的創新,各種因素都可能改變數字樣態的形態特征、發展路徑及其總體樣態。

承前所述,綜合技術創新、產業實踐和技術哲學等領域的研究來看,作為一項新興技術樣態,元宇宙起源於社會主體的數字觀念及其數據化行為,是人類主體的眾多數字化技術行為的具體體現之一。

鑒於元宇宙的概念內涵依然處於一個不斷演變、不斷發展的過程之中,同時,遵循『概念是一類事物的共同屬性在人們頭腦中的反映』的科學約定,本文在綜合現有研究的學術定義和產業實踐的技術方案的基礎上,定義『元宇宙』如下:元宇宙是由數字化技術所構建的,數字化虛擬世界和現實世界能夠在一定程度上共存共生的數字樣態。

其技術體系以人工智能算法、大數據和高性能計算平臺為驅動內核,以擴展現實技術和數字孿生技術等沉浸式技術為感知外延。

根據『概念』科學定義的方法論,可以看出,首先,本定義界定了『元宇宙』概念及其邊界。

元宇宙概念空間限定為一種特殊類型的數字樣態,其概念邊界在於數字化虛擬世界和現實世界的同時存在。

其次,本定義囊括了必需的基本技術要素,同時兼具一定的技術可擴展性。

元宇宙成為現實得益於以機器學習為核心的新一代人工智能技術,因此本文將新計算范式中涉及到的技術囊括其中,同時上述技術體系的可擴展性保證了該定義的技術可擴展性。

最後,本定義實際上為元宇宙設定了技術治理方向。

即,元宇宙發展與應用,應在不妨礙人類社會主體性地位的基礎上,實現人類社會中虛實世界的共榮共生。

2.2 元宇宙的樣態溯源元宇宙的出現與演變皆有『據』可循——原始的技術意向性。

元宇宙本身發軔於人類主體的『數字化虛擬身份』,並形成獨具特色和規模的數字空間;其技術則可追溯於『虛擬身份』的數據生成技術與數字空間的接入技術。

這一事實的存在論意義上的重要性,往往被忽視了。

無視這一事實,將直接導致許多現有研究將元宇宙視為全新之物,而罔顧元宇宙與其他數字樣態的繼承關系和技術及其體系之間的耦合關系。

數字身份《即虛擬身份》是一種識別數字空間中真實主體或虛擬主體的特殊數字標識,其本質是一類標識行為主體的特殊信息形式。

現有的數據技術簇已然成為數字世界在存在論意義上的事實基礎,構成了關於人類社會和自然世界的數字化表征,並據此創設數字世界,進而塑形數字社會的入口、場域、關聯關系、交互過程與機制。

故而數字身份的技術載體創設了人類社會在數字世界《即虛擬世界》映射過程中的事實性基礎。

以各種數據生成技術為技術原點,虛擬身份得以創設,此即元宇宙的本源之一。

數據生成技術在社會治理領域的技術衍生,如信息傳播等媒介技術,同樣是元宇宙的基礎性技術依托。

從最初的天然的基於人類身體器官的傳播媒介,以及後續的傳播媒介技術發明,形成了數據傳播和信息媒介的技術多樣性。

而作為技術『中介』,在其正常運用時,則保持一種緘默狀態。

這恰恰是元宇宙帶給技術使用者沉浸式體驗的基礎前提,即元宇宙的技術使用效果的逼真程度及其技術的緘默狀態,使得人類『忘記』了技術存在,終與數字樣態融為一體。

元宇宙不僅包括真實社會主體,在數據空間中還被創生出各類虛擬主體,這同樣是元宇宙的本源之一。

元宇宙的樣態溯源,既包括技術根源,也包括內容根源,即,元宇宙的創生性行為主體,初始來源於真實世界的社會行為主體。

在虛擬世界誕生之初,如果『枉顧』真實社會主體,那麼,元宇宙為代表的技術及其建構的虛擬世界的意義賦予與體悟則將無法創生。

換言之,從存在論優先性的角度來看,元宇宙依托於社會主體及其社會行為,及其生發的數據與信息。

畢竟,任何數字樣態的本質,都是社會主體觀念依托於數字技術具象化或物質化之後的產物。

元宇宙的樣態溯源中強調其內容根源,還在於確立技術使用者的主體地位。

在算法創新和數據積累等因素的基礎上,元宇宙中的虛擬身份甚至能夠實現自我創生。

在擴展現實等技術的幫助下,虛擬身份的擬人化程度越來越高;當擬人化程度達到讓人感官都難辨真假,人類生活場景中真實世界和虛擬時間的邊界會顯得越來越模糊,自然而然地就『顯得』融為一體。

這種邊界的消融,勢必會侵蝕人類社會的主體性。

故而構建『以人為本』元宇宙治理體系,是元宇宙發展必須遵循的原則。

綜上,對元宇宙的樣態溯源,則需要回歸其本源形態——數據;其技術溯源則須歸於數據的技術基礎——數據技術體系的最前置技術——數據生成技術;其內容溯源則可至真實社會的各類數字主體。

而隨著元宇宙的社會嵌入加深,堅持元宇宙的發展始終『以人為本』原則,顯得尤為重要。

元宇宙的形態發展

作為『集大成』式的數字樣態,元宇宙形成了自身獨有的樣態內容與體系結構,並在體系內分化出多種階段性形態。

本文按照數字樣態作用場域的實在性《維度一》和行為主體在虛實世界互動過程的跨域性《維度二》進行劃分,本文將元宇宙體系內的形態分為四類:①純數字化世界、②數字孿生世界、③虛實互構世界和④虛實協同世界。

四種形態之間的關系如圖 1 的拓撲結構圖所示。

劃分維度一為技術作用場域的實在性,界定了元宇宙的技術依托和嵌入場景。

元宇宙中存在論層面的爭論可追溯至信息社會伊始,關於信息的存在論層面的爭論。

元宇宙技術不僅涉及到技術使用者的主觀精神世界,也不限於傳統的信息網絡空間《Internet、Social Network或者 Cyberspace》,還擴散至自然環境和工業制造業代表的生產環境與場域,後者屬於實在《物質的》存在。

元宇宙與三類存在的世界都存在耦合關系;且可通過相互建構或融合,與人類主體進行協同演化。

鑒於此,本文采取『技術作用場域的實在性』作為劃分維度,在於區分元宇宙的技術作用場域是實在世界或非實在世界。

其中,實在世界即為人類主體工作生活所涉足的物質世界;非實在世界則包括人類主體的主觀精神世界和當前習以為常的數據空間與網絡空間。

因此,維度一的創新之處在於,相較於人類精神世界的主觀存在而言,數據空間與網絡空間則是客觀存在;相較於物質世界的實在存在而言,數據空間與網絡空間又是非實在存在。

劃分維度二為行為主體在虛實世界互動過程中的跨域性,界定行為主體在虛實世界之中行動涉足領域的同一性。

行為主體之於虛擬世界的技術行動,與之對現實世界的技術行動,存在著諸多不同之處。

行為主體的虛實行動場域,決定著虛實世界之間的互動過程最終由行為主體是否跨域的決策過程和行動過程。

當行為主體的行動場域僅限於虛擬世界或者現實世界時,行為主體的認知行動空間和其所處的環境實質上是同一行動域。

綜合人類大腦處理信號的過程和感官的技術意向性等視角,這就意味著數字樣態此時存在著隱蔽性與非隔離性。

而當行為主體出現跨域行動時,此時的數字樣態表現出極強的非隱蔽性與隔離性。

行為主體在不同領域的行動依然存在著跨域與否的選擇,也產生了數字樣態的隱蔽性和隔離性問題的討論與劃分。

因此,本文采取『行為主體在虛實世界互動過程中的跨域性』作為第二個劃分維度,界定元宇宙建構虛擬世界和現實世界及其影響行為主體的技術與環境互動過程。

圖 1 中『同域』強調其技術《體系》建構『非實在世界』時的隱蔽性和非隔離化,而『異域』突出數字樣態及其技術《體系》建構『實在世界』時的隔離性和顯現性。

本文在此基礎上建構了元宇宙的階段性形態的分類拓撲。

兩個維度之間是一種存在論和認識論意義上的關系。

按照社會科學的研究約定,認識論需要服務於存在論。

其中,維度一界定了一種新的存在論方式,為元宇宙的分析提供了合理有用的視角;維度二在於界定行為主體的認知與行動場域,以達到界定行為主體在虛實世界之間的跨域問題及其行動特征與建構效果。

因此,本文將元宇宙體系內的階段性形態分為四類:純數字化世界、數字孿生世界、虛實互構世界和虛實協同世界。

純數字化世界形態,不僅僅要將人類社會關系網絡加以數字化,實現現實社會身份向虛擬身份的映射;也會利用人工智能算法和元胞自動機算法等自動化數字技術,創設虛擬數字人。

現實社會的數字化身份和虛擬數字人本已存在諸多交互,恰如元宇宙的雛形之一——大型多人在線遊戲和角色扮演遊戲。

此時,人與技術的關系處於一種它異關系,遊戲玩家的人類主體性是依舊明顯,沉浸式體驗相對較弱。

而元宇宙的純數字化世界形態與之不同;一方面,設置了智能化決策算法來供人類主體選擇,而虛擬主體根據其對虛擬環境之間的識別、判斷與互動來進行自動化決策;另一方面,當人類參與其中時,沉浸感和疏離感並存,虛擬主體生產的數字內容同樣可供主體享用。

許多高沉浸感的 3D 遊戲即為此階段的元宇宙的雛形。

純數字化虛擬世界實際上削弱了現實人類世界的主體性,也構成了現實世界的一種平行世界。

數字孿生世界形態,人類社會活動的外部環境及其物質世界的數字化,與現實世界有著天然的聯系,是現實世界向純數字化虛擬世界更加精準和更有效率的投射,使得虛擬世界中的活動主體的行為和活動空間更接近於現實世界。

數字孿生世界與純數字化世界在樣態內容上大有不同。

數據孿生技術側重於將人類的生產活動和生產資料等相關的物質實現進行數字化轉化和虛擬化投射。

數字孿生技術通過改變生產形式,勢必將大規模改變純數字化虛擬世界的運作方式和虛擬生活方式。

數字孿生技術比之工業革命的一大進步在於數字化改變了技術創新方式、產品生產方式與生產效率,使得生產過程的定制化、即時性、交互性和成本控制等關鍵環節都得以提升。

然而,數字孿生技術的局限性在於其運用領域主要在工業和制造業,也就是特定的人群和特定的應用,『工業元宇宙』即源於此;而其相對封閉性的數字化世界建構與極具開放性的人類社會還存在一定的理念區隔和技術差距。

虛實協同世界形態,在數字孿生世界和純數字化虛擬世界分別將現實世界中的工業領域和服務業領域進行了高水平數字化投射的基礎上,加之人類社會其他領域的數字化,進行多領域多層次的整合,形成完整的與人類社會存在高水平映射關系的虛擬世界。

元宇宙的虛實協同世界形態能夠滿足人類社會性活動所必須的主體性、交互性、高沉浸感等高端要求;這也是技術設計與實現思維上的躍遷。

此形態需要從整體性視角出發去觀察、建構甚至治理元宇宙空間。

在此方面的嘗試,實則早已有之。

從早期的數字地球到智慧地球,從數字城市到智慧城市治理,其背後的技術原理與元宇宙殊途同歸。

此階段的元宇宙,要求現實世界與虛擬世界已經通過交互接口實現不同程度的人機協作;而且,開放性編程環境、多人多地實時協作、社會交往的虛擬場景化等整合性應用,是其技術發展方向和社會應用導向,以實現現實世界全場域的數字化映射和功能性的雙向溝通,元宇宙完成是對各類新科技基礎設施的統攝性創新應用,並將之深度嵌入至人類社會的現實世界。

元宇宙的演變機理

從技術理念的誕生、概念創設與技術創新、工程制造及其應用擴散,元宇宙的技術發展確非一蹴而就。

元宇宙的四類階段性形態的出現並無時間同一性,而形態之間存在著一種離散性、時序性和過程性,以實現元宇宙中虛實世界的互嵌與互動。

這也蘊藏著元宇宙的四種形態之間的轉換路徑和更迭機制,昭示著元宇宙的發展方向和社會嵌入過程。

本節進一步挖掘元宇宙階段性形態之間的演化次序,揭示四種形態之間的演化機理和更迭機制。

元宇宙的四類形態之間的離散性表明其形態之間存在一定程度的區分。

元宇宙的純數字化世界形態源於人類的精神活動,且最早出現。

虛擬身份源自人類的精神想象,以人類社會主體的現實身份和人類社會交往行為及其主體間性關系確立為基礎。

當精神想象通過實體技術或物質載體得以具象化,如虛擬化技術將社會主體的想象或觀念加以具象化或物質化,便催生了虛擬世界的具象化。

顯然,前者要易於後者。

當技術作用場域為非實在世界領域時,數字化技術相對容易實施,數字樣態也更容易出現。

以此推之,就會發現,元宇宙的純數字化世界形態,其作用場域在於非實在領域,非隔離性更強,其技術代價較低,其技術可行性相對更高;故而,往往要先於元宇宙的其他形態出現。

虛擬身份具象化的技術選擇可以是多樣的。

一如傳統多人在線遊戲中的遊戲賬號,再如智慧社區中的個人或組織的服務賬號,再或者是虛擬眼鏡構建的虛擬世界的真身 3D 圖像,也可能是工業元宇宙中的操作員等等。

虛擬身份在數字孿生世界形態、虛實互構世界和虛實協同世界之中依然存在。

數字孿生世界的側重點在於『以虛促實』。

通過實在世界的數字化空間建構,將映射至虛擬空間的元素與因果關系經處理後,再映射回現實世界,以實現達到『以虛促實』的效果。

而隨著技術應用擴散,元宇宙勢必會從工業元宇宙拓展至生活類元宇宙,而其核心思想仍然是以人類社會運行的實在世界為主。

虛實互構世界形態則綜合純數字化世界和數字孿生世界,在虛實世界的相互映射和互構過程中,充分利用虛擬世界和現實世界的技術優勢,提升社會技術系統的整體性效能。

但是,技術與人類之間存在明顯的區隔,技術體系發揮作用的過程是被動的,二者之間以一種『提醒——反饋』式的被動互動過程來相互建構。

虛實協同世界形態則在虛實互構世界形態的基礎上,貫之以『以人為本』的發展理念和『科技向善』的科技理念;虛實協同世界形態實則是虛實互構世界形態的高級形態,是對人類主體性的一種高級階段的回歸。

此形態不僅需要數字化技術的整體性提升,也需要人類的數字化思維和觀念的全面革新。

元宇宙四種形態之間,同時又隱藏著一定的時序性和過程性的演化次序。

純數字化世界往往要易於其他形態,且較先出現;數字孿生世界則在技術成本和可行性上,相對較難。

是因為,一方面,在技術運用過程中,人類大腦中系統一往往快於系統二,行為主體在純數字化世界之中的行動更加直接、迅捷且成本較低,純數字化世界中主體之間的跨域性要明顯弱於數字孿生世界;另一方面,純數字化世界和數字孿生世界更多的依托於非實在世界,要明顯易於另外兩類作用於實在世界的形態。

虛實互構世界則需要綜合並聯通純數字化世界和數字孿生世界的作用場域和技術體系;最後,虛實協同世界需要人類社會全面提升其數字化觀念和思維,並將之融入虛實互構世界之中。

由此可見,元宇宙四種形態之間的演化次序,實質上反映了人類處理信息的一般性流程。

元宇宙體系內的四種形態之間的演化次序和耦合關系實則是,新階段的數字時代中,人類信息處理全流程的縮影。

因此,站在數字樣態全域的視角,重新審視元宇宙這一新興數字樣態,就會發現其淵源深遠。

換句話說,自人類社會出現數字化技術,即宣告元宇宙世界的誕生。

更仆未罄,人類社會因為技術基礎不足或者觀念與認知能力不夠等眾多因素的制約,長期內處於元宇宙的低階形態階段。

結論

本文通過回顧現有工作給出了元宇宙的共識性概念,並分析其概念內涵和技術形態。

元宇宙溯源至其本源樣態——數字化數據,其技術體系則可回溯至各類數字化的數據生成技術,其樣態內容可回歸於真實社會主體及其社會網絡。

進一步研究發現,從技術作用場域的實在性和行為主體在虛實世界互動過程中的跨域性兩個維度建構分類拓撲,可以將元宇宙的技術演變過程劃分為四個階段:純數字化世界、數字孿生世界、虛實互構世界與虛實協同世界。

元宇宙的四種階段性形態之間的發展過程顯示,元宇宙的四種形態之間存在著一定的演化機理。

四種階段性形態之間並非完全按照時間順序發展,而更多是按照技術嵌入社會的場景需求來確立元宇宙的真實實施形態,但其最終都會通過虛實互構世界形態來綜合了純數字化世界和數字孿生世界的結構與功能,通過人類的數字化思維和觀念的全面革新,可使得元宇宙進入虛實協同世界的發展階段。

本文研究有助於元宇宙的發展與治理,平衡技術風險規制和技術紅利獲取與服務社會,對於產業政策制定與新興技術同步治理皆有啟示。