元宇宙至少包括四个世界：现实世界，超越现实的现实世界，模拟现实的虚拟世界，超越现实的虚拟世界。而这四个世界，恰恰与本书中元宇宙的四个象限有对应之处。“超越现实的现实世界”，基本对应了智能生活和智能制造两个象限；“模拟现实的虚拟世界”，基本对应了数字孪生象限；“超越现实的虚拟世界”，基本对应了虚拟世界象限。本书通过两个维度、四个象限来宏观地解释元宇宙生态，继承了前人的成果，并且避免了将元宇宙仅局限于虚拟世界中，如此便能帮助人们更加全面地理解和建设元宇宙。“个人元宇宙”的提出，尤其具有新意。

陈海波，深兰科技创始人及深兰科学院创始院长，现任中国管理科学院学术委员，国家智慧城市工作委员会副秘书长，东华大学人工智能学院副院长，江苏理工学院特聘教授，南京理工大学、重庆交通大学和中南民族大学客座教授。此外还担任清华大学一深兰机器视觉联合研究中心管委会主任，上海交通大学一深兰人工智能联合实验室管委会主任，中南大学一深兰人工智能研究院创始院长＼第一届专家委员会委员，上海长宁区现届政协委员、浙江衢州市现届政协委员，新沪商联合会现任轮值主席。
曾获IEEElSI world cup 2019最佳导师、第四届上海市工商业领军人物、2018上海领军人才、2019中国人工智能杰出人物、苏州金鸡湖人才计划科技领军人才、2018硬科技行业风云人物奖、中国智能制造风云人物、2018ECI年度创新影响力人物等荣誉。著有《与领导干部谈AI——人工智能推动第四次工业革命》和《TensorFlow移动端机器学习实战》等。

第一章 认识元宇宙：技术视角
一、元宇宙的定义
二、元宇宙全景图
三、元宇宙的核心特征
四、如何理解元宇宙技术生态
第二章 认识元宇宙：社会视角
一、从《头号玩家》说起
二、元宇宙是人类文明伴随科技发展演化的历史性节点
三、元宇宙构建人类未来社会新范式
四、建设元宇宙，需要警惕发展风险
五、关注“民生”、关注“人民福祉”的元宇宙才是大众需要的元宇宙
第三章 个人元宇宙
一、从“生活日志”到个人元宇宙
二、个人元宇宙的核心特征
三、个人元宇宙当前的发展——虚拟人
四、个人元宇宙的未来——硅基生命
五、科技发展，让人类文明永远传承
六、建设个人元宇宙所面临的挑战
第四章 AI是元宇宙建设的核心动力
一、不仅可以模仿，而且可以创造
二、Al之于虚拟现实
三、Al之于数字孪生
四、AI之于信息网络
五、Al之于区块链
六、AI之于脑机接口
七、Al之于硅基生命
第五章 元宇宙建设：服务民生，创造未来
一、元宇宙赋能医疗保健
二、元宇宙赋能工业制造
三、元宇宙赋能智慧城市
四、元宇宙赋能休闲娱乐
五、元宇宙赋能教育培训
六、元宇宙赋能远程办公
第六章 元宇宙治理：科技向善，迎接人类社会新范式
一、元宇宙发展面临诸多风险
二、科技创新，伦理先行
三、中国智慧，中国方案
四、在无数可能中，没有太空航行的未来都是暗淡的
附录
一、文献说明
二、《元宇宙界以及我们将如何共同构建它——新篇章》，Mark Zuckerberg，Connect 2021，2021年10月29日
三、《Epic Games首席执行官Tim Sweeney谈论元宇宙、加密货币和反垄断》，Mark Sullivan，2022年4月25日
四、《20年后，人类可能开启“镜像世界”》，Kevin Kelly，2021年12月27日
五、中共中央办公厅、国务院办公厅《关于加强科技伦理治理的意见》
后记

“四方上下曰宇，古往今
来日宙。”人类的文明史有
多久，人类探讨“宇宙”的历
史就有多久。战国时代，中
国人就有了自己的宇宙观。
在中国古人看来，宇宙就是
物质、时间和空间的总和，
世间万物都生存在宇宙之中
，人类亦是宇宙一分子。公
元前450年，古希腊哲学家
留基伯（Leucippus，约公
元前500—前440年），撰写
了一本著作，叫作《宇宙学
》（The Great Cosmology
），率先提出原子论（万物
由原子构成）。之后，他的
弟子德谟克利特
（Democritus，约公元前
460—前370年）又写了《宇
宙小系统》（Little
Cosmo/ogy）一书，率先提
出原子唯物论，即万物的本
原是原子与虚空，原子是最
后一种不可再分的物质微粒
。正是他们师生二人，构建
了古典原子论和宇宙学①。
在引入元宇宙的概念之
前，需要先回答这样一个问
题：为什么在最近几年，无
论是业界、学界，还是全球
的资本市场，元宇宙会成为
人们关心的最火的话题之一
？答案正如《连线》杂志创
始人，美国著名未来学家凯
文·凯利（Kevin Kelly）在其
著作三部曲的收官之作《必
然》（The Inevitable）中
所言：未来已来（The
futureis coming）！之后，
他在2021年12月召开的百
度开发者大会上发言说，20
年后，人类或将开启“镜像
世界”。元宇宙关乎人类未
来，元宇宙叙事拥有一切关
于人类“明天”的“故事”的任
何关键“情节”：它充满着关
于人类未来的种种“情怀”；
它蕴含着广泛的商业机会和
应用场景；它更体现了科技
发展，特别是超级人工智能
的可能出现对人类未来的种
种影响、畅想和担心。
对未来的幻想，是人类
不断进步的原因。自古以来
，人类对自己的未来有种种
幻想。过去，人们期待自己
的生活能够不再受物理世界
的种种限制，从马匹、汽车
、火车到飞机、高铁、宇宙
飞船，人类逐渐突破了空间
距离对自己的限制；从结绳
记事、历法到时钟、手表、
电子钟，人类逐步支配和适
应时间对自己的限制。现在
，科技进步，特别是人工智
能发展推动社会物质极大丰
富，精神世界更加解放，人
们自然想开辟一个有别于现
在的世界，这个世界包含人
类对社会不断进步和演进发
展的期望，将进一步打破时
间和空间对人们的限制。
突如其来的新冠肺炎疫
情在全球暴发，人与人之间
的社交距离迅速且持续增大
，虚拟空间交流模式成为人
际沟通的主要方式，人类加
速度进入了“无接触时代”。
但同时，这一事件也成为新
技术系统性创新的突破口。
元宇宙愿景作为当前人类社
会数字技术创新发展集大成
之场景，它吸纳了信息革命
、互联网革命、人工智能革
命、虚拟现实技术，包括游
戏引擎等在内的种种科技成
果，向人类展现出了构建与
传统物理世界平行的全息数
字世界的可能性；它引发了
信息科学、纳米科学、生命
科学等前沿科学和数学、物
理学、化学等基础学科的互
动，甚至可能改变科学范式
；它推动了传统的哲学、社
会学，甚至人文科学体系在
数字时代的发展；它在囊括
几乎所有信息技术创新成果
的同时，还融合了区块链、
去中心化金融
（Decentralized Finance,
DeFi，也被称为“开放式金
融”）、非同质化代币
（Non-Fungible Token,
NFT）等数字金融成果，为
人类社会实现数字化转型提
供了新的路径，开辟了数字
经济与实体经济融合的无限
可能。如今，元宇宙成为数
字经济创新和产业创新的新
疆域。
一言以蔽之，元宇宙愿
景与人类社会未来发展方向
产生全方位的交集，展现了
一个具有可以与大航海时代
、工业革命时代、宇航时代
同样历史意义的新时代，元
宇宙是影响未来人类社会的
新范式。
因此，研究元宇宙，建
设元宇宙，具有重要意义。
在观察和思考的过程中，笔
者始终把握两条主线。一是
从科技发展的角度去理解元
宇宙，关键字是“智能”；二
是从社会发展的角度去理解
元宇宙，关键字是“民生”。
对于“智能”，我们的理解是
，Al是推动元宇宙建设的核
心动力；对于“民生”，我们
的理解是，科技向善是元宇
宙建设的首要原则。

人类对未知的渴求、对数字空间的探索以及科学技术的日新月异，使“元宇宙”这一概念日益频繁地进入大众视野。元宇宙关乎人类未来，元宇宙叙事拥有一切关于人类“明天”的“故事”的任何关键“情节”：它充满着关于人类未来的种种“情怀”；它蕴含着广泛的商业机会和应用场景；它更体现了科技发展对人类未来的种种影响、畅想和担心。
在这一背景下，本书从技术视角和社会视角出发，用通俗易懂的语言、大众熟知的事例、科学权威的理论，由浅入深地阐释了元宇宙的内涵特征、发展演变、现状趋势、困难挑战以及核心动力，同时明确了元宇宙建设在服务民生、创造未来方面的具体方式以及元宇宙治理在科技向善、迎接人类社会新范式层面的正向作用。为广大读者全面、系统、深刻地认识、了解并学习、理解元宇宙提供了有益素材。

对未来的幻想，是人类
不断进步的原因。《人类简
史》的作者赫拉利，用整本
书表达出一个核心观点：“
人类自远古时代直到今天创
造出光辉灿烂的文明，背后
最深层最根本的动力，在于
以想象力为驱动的认知革命
。”元宇宙愿景，正是体现
了第四次工业革命背景下我
们期待科技发展使人类未来
生活更加美好的愿望。
提到元宇宙，我们更多
的是想到虚拟世界、开放游
戏。实际上，那仅仅是元宇
宙的一个方面。元宇宙至少
包括四个世界：现实世界，
超越现实的现实世界，模拟
现实的虚拟世界，超越现实
的虚拟世界。而这四个世界
，恰恰与本书中元宇宙的四
个象限有对应之处。“超越
现实的现实世界”，基本对
应了智能生活和智能制造两
个象限；“模拟现实的虚拟
世界”，基本对应了数字孪
生象限；“超越现实的虚拟
世界”，基本对应了虚拟世
界象限。本书通过两个维度
、四个象限来宏观地解释元
宇宙生态，继承了前人的成
果，并且避免了将元宇宙仅
局限于虚拟世界中，如此便
能帮助人们更加全面地理解
和建设元宇宙。“个人元宇
宙”的提出，尤其具有新意
。
理解元宇宙，要立足“现
实世界”。数字世界并非完
全的想象，“现实世界”是虚
拟世界的基础。“现实世界”
既包括自然世界和物理世界
，也包括人类社会。对于自
然世界和物理世界的镜像，
主要是通过各种传感器、芯
片、处理器、软件和网络连
接，对自然世界和人类创造
的各种工具进行智慧增强和
建模仿真。建模仿真忠实于
现实世界在数字世界的规律
和本质再现，从飞行模拟、
天气、污染、碳排放模拟到
智慧交通、智慧城市、数字
地球，目的是实时监测物理
对象环境变化、控制其运行
、预测其发展演化，为人类
社会服务。图形处理器大厂
英伟达（NVIDIA）的创始
人黄仁勋说道，基于现实的
沉浸式模拟比更逼真的爆炸
或街头比赛更重要。这里的
沉浸式模拟，是“粒子物理
学定律、重力定律、电磁定
律、电磁波定律，（包括）
光和无线电波……压力和声
音定律”。所以，元宇宙要
立足现实世界，并最终为人
类的生产和生活服务。
理解元宇宙，要超越“现
实世界”。很多人知道Meta
是“元”的意思。但“元”又是
什么意思呢？在希腊语中，
“元”的意思是“beyond”，即
超越。所以，超越“现实世
界”，才是元宇宙的本义。
如何才能“超越”？就是利用
科技手段。元宇宙愿景，体
现了第四次工业革命背景下
，人们期待科技发展使人类
未来的生产更加高效，生活
更加美好的愿望。也只有这
样，在元宇宙的技术加持下
，才能更有利于将科技应用
于工业生产，更有利于将科
技应用于创造人类的幸福生
活。元宇宙与社会生活息息
相关，这一点没有异议。元
宇宙与工业制造的关系容易
为我们所忽视。拿汽车行业
举例，现在的汽车安全碰撞
测试，都是靠真车加上假人
完成，价格高昂。有了元宇
宙，车企可以直接在虚拟实
景中，用数字假人完成碰撞
测试，得出更精确的安全数
据，省时省事更省钱。但凡
需要在实体环境完成困难、
价格高昂的场景，都特别适
合元宇宙化。用数字技术，
为特定物理对象和环境创造
一个虚拟副本。因为元宇宙
，我们又多了一个技术手段
。
“虚拟世界”代表了元宇
宙的早期探索。毋庸置疑，
元字宙来源于科幻小说《雪
崩》所描绘的虚拟世界。在
这里，有与现实的人类社会
一样的个体的化身，也包括
现实世界中物理对象的代理
，以及在个体的基础上形成
的组织关系、社会关系、经
济系统、价值系统甚至政治
系统。从这个角度讲，这是
一个“超越现实的虚拟世界”
。元宇宙经济是数字经济的
特殊形式，它的要素包括数
字创造、数字资产、数字市
场、数字货币、数字消费。
有了区块链和NFT的加持，
虚拟世界的经济系统和价值
体系有了可能的解决方案。
“虚拟世界”为人类社会实现
数字化转型提供了新的路径
，开辟了数字经济与实体经
济融合的可能。所以，元宇
宙有可能成为数字经济创新
和产业创新的新疆域。元宇
宙愿景将构建物理世界和数
字世界相互融合的新型数字
空间，推动实体经济与数字
经济深度融合，塑造数字经
济发展的未来形态，为第四
次工业革命提供方方面面的
支持。
建设元宇宙，需要化解
社会的疑虑。社会的疑虑，
既有对元宇宙概念炒作的疑
虑，也有对随着人类未来科
技的发展，特别是人工智能
的发展，像科幻电影中所描
绘的人类未来灾难是否会成
为现实的疑虑。对此，我们
完全可以包容一些。无论是
概念，还是实践，元宇宙都
会不断演进，不断变化。在
这一点上，我们可以借助钱
学森看待虚拟现实的态度。
20世纪90年代初，虚拟现
实刚一出现，钱学森称之为
“灵镜”。他立刻敏锐地感觉
到，灵境技术的产生和发展
将扩展人脑的感知和人机结
合的体验，使人与计算机的
结合进入深度结合的时代。
1995年12月，钱学森在致
汪成为的信件中提道，
1995年11月11日，英国《
新科学家》上有两篇文章，
说的都是用科学技术来直接
同人体

一 元宇宙的定义
元宇宙的概念最初来源于1992年美国作家尼尔·斯蒂芬森出版的科幻小说《雪崩》。书中描述了一个平行于现实世界的网络世界—元宇宙（Metaverse），现实世界的人在Metaverse中都有一个化身（Avatar）。现实世界的人通过控制其化身，在Metaverse中进行人际交往和竞争以提升自己的地位。Metaverse这个英文单词由“meta”（超越、元）和“universe”（宇宙）两个单词合成。小说里描绘了这样一种场景：“电脑将这片天地描绘在他的目镜上，将声音送入他的耳机中。”这个虚构的“天地”就是“Metaverse”。这个世界“和现实世界中的任何地方一样，土地也需要开发建设。在这里，开发者可以构建自己的小街巷，依附于主干道。他们还可以修造楼宇、公园、标志牌，以及现实中并不存在的东西，比如高悬在半空的巨型灯光展示，无视三维时空法则的特殊街区，还有一片片自由格斗地带，人们可以在那里互相猎杀。这条大街与真实世界唯一的差别就是，它并不真正存在”。“一个个的用户界面，出自各大公司设计的无数各不相同的软件，若想把这些东西放置在大街上，各家大公司就必须征得‘全球多媒体协议组织’的批准，还要购买临街的门面土地，得到分区规划获得相关执照，贿赂检查人员，等等。”①实际上，斯蒂芬森设想出的“元宇宙”，在小说里主要表现为数字空间里与现实类似的街道和建筑物的集合。其睿智之处就在于，他从一开始即以“统一”“互联”的思维来描述这个虚拟空间：各家公司在同一“世界”内共同创建起了这个“元宇宙”。2021年3月，沙盒游戏公司Roblox①将“元宇宙”概念放入招股书中，被称为“元宇宙”第一股。随后美国著名科技公司Facebook更名为Meta，进一步引发全球范围内资本市场和业界的广泛讨论，形成了“元宇宙”现象。
目前针对元宇宙还没有大家公认的定义。元宇宙的最初拥趸主要来自业界，特别是社交、游戏和区块链行业的公司。从诸多针对元宇宙的讨论来看，大多数业界专家，往往从本行业出发，对元宇宙的特征进行归纳。如果将这些观点拼接起来，恰恰能够一窥元宇宙之全貌。表1一1总结了各界对元宇宙的观点。
如今，对元宇宙的讨论已经扩展到各个行业，越来越多的业界专家和学者将元宇宙看作由包括Al、大数据、云计算、物联网、区块链、交互传感、虚拟现实等数字技术集成赋能给各行各业的一个实时在线的网络。归纳起来，当前业界、学界的“元宇宙”观点基于不同场景、不同语境，侧重点或许不同。
首先，它可能是指一款“元宇宙产品”。许多人认识元宇宙，是从Meta公司的产品开始的。对于Meta公司来说，元宇宙是一个令人兴奋的新篇章。Meta公司的一些产品已经开始面世。例如，Horizon（视界）系列产品，它是Meta公司创建的一个社交平台，用以帮助人们在元宇宙中进行创造和互动。其子产品Horizon Home是在元宇宙中建立个人空间的早期愿景；而Horizon Workrooms则是Meta公司专为移动办公及协作打造的产品。此外，Meta公司售出的虚拟现实头戴设备数量截至2021年底已达到具有里程碑意义的1000万台。微软则计划将旗下聊天和会议应用Microsoft Teams打造成元宇宙产品，并且把混合现实会议平台Microsoft Mesh融入Microsoft Teams中。
提到元宇宙，有三款公认的具有“元字宙”属性的产品：Unity、Unreal和Omniverse。Unity是联合技术公司（UnityTechnologies）开发的实时3D互动内容创作和运营平台。包括游戏开发、美术、建筑、汽车设计、影视在内的所有创作者，可以借助Unity将创意变成现实。Unreal是英佩游戏公司（Epic Games）的3D引擎。该引擎正越来越多地用于好莱坞电影制作，如电影《曼达洛人》。Omniverse是2021年美国英伟达公司（NVIDIA）开发的一个元宇宙基础设施项目，该项目将允许世界各地的开发者实时合作，进行元宇宙内容创作。Omniverse在狭义上是指为3D设计协作和数据李生模拟而构建的开发平台，旨在通过将图形、AI、模拟和可扩展计算整合到一个平台上，成为连接数字世界的基础。通过Omniverse，艺术家、设计师和创作者可以设计应用程序，协作创建高仿真的3D资产和场景。在广义上，Omniverse的目标是通过广泛而普遍的连接，构建物理级精确的数字世界或“数字孪生”，Omniverse最终的宏伟目标是构筑从物品尺度到行星尺度的，高保真、物理级精确，可扩展，实时的数字世界模拟。
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