数字科技的高速发展，推动工业社会持续地走向数字化。从企业的数字化转型，到数字政府建设，再到数字城市、数字地球，以及人类日益数字化的生存方式，我们生活在其中的这个科技发达的工业文明世界，逐渐形成了一个“数字化版本”——这就是工业元宇宙。
本书通过六章内容，介绍了工业元宇宙的前世今生。第一章介绍工业元宇宙前传，包括元宇宙的萌芽和实践等；第二章介绍元宇宙的概念、要素及风险；第三章介绍工业元宇宙的概念，指出工业元宇宙是数字化发展的必然趋势；第四章描绘了工业元宇宙带来的一些全新体验，包括新经济、新商业等；第五章介绍工业元宇宙的关键技术，包括沉浸式交互技术、互联技术和映射技术；第六章介绍作者对工业元宇宙未来发展的一些思考。
本书适合所有对前沿科技感兴趣的读者阅读。

李剑峰，博士，教授级高级工程师，国务院国资委国资监管信息化专家，石油信息与计算机应用标准化委员会副主任委员，中国石化信息和数字化管理部副总经理。主管生产层面智能化建设及电商等新业务发展，有丰富的集团级大型信息化项目建设经验。获得集团公司科技进步一、二、三等奖多项，发表论文多篇，出版《高性能计算机与石油工业》《数字油田》等专著。

1 工业元宇宙前传
1.1 创世——《雪崩》里的元宇宙
1.2 重生——Roblox的元宇宙
1.3 元宇宙的萌芽和实践
1.3.1 游戏中的元宇宙
1.3.2 影视作品中的元宇宙
1.3.3 发力元宇宙的头部企业
2 元宇宙的概念、要素及风险
2.1 “说不清”的元宇宙
2.1.1 众说纷纭的元宇宙
2.1.2 元宇宙中奇特的经济行为
2.1.3 元宇宙中新颖的人类活动
2.2 “说得清”的元宇宙
2.2.1 我们生活的宇宙
2.2.2 元宇宙的样子
2.2.3 互联网发展的“新篇章”
2.3 元宇宙的关键要素和风险防范
2.3.1 《雪崩》与青瓷枕中的“元宇宙”要素
2.3.2 向自然学习“创世”的方法
2.3.3 元宇宙发展面临的风险和挑战
3 工业元宇宙——数字化发展的必然趋势
3.1 工业元宇宙——企业数字化转型新蓝图
3.1.1 企业信息化的发展趋向工业元宇宙
3.1.2 数字孪生技术融合发展走向工业元宇宙
3.1.3 工业互联网升级发展的方向指向工业元宇宙
3.1.4 企业数字化转型的道路通向工业元宇宙
3.2 数字经济的发展走向工业元宇宙
3.2.1 数字经济大潮带动企业走向工业元宇宙
3.2.2 企业产业链融合、跨界发展的需求期待工业元宇宙
3.2.3 中国互联网产业融合发展之道指引世界走向元宇宙
3.3 工业元宇宙的概念
3.3.1 工业元宇宙的元居民
3.3.2 工业元宇宙的图景
3.3.3 工业元宇宙关键技术要素
3.3.4 工业元宇宙是时代的选择
4 工业元宇宙——一切都是新的
4.1 工业元宇宙——新架构、新路径、新要求
4.1.1 从工业互联网到工业元宇宙
4.1.2 从数字孪生到工业元宇宙
4.1.3 工业元宇宙的新型基础设施要素
4.2 工业元宇宙——新经济体系
4.2.1 区块链技术及应用
4.2.2 NFT与数字资产
4.2.3 区块链金融（DeFi）
4.3 元商业——游戏+社交+商务
5 工业元宇宙关键技术
5.1 沉浸式交互技术——VR、AR、MR、XR
5.1.1 虚拟现实（VR）技术
5.1.2 增强现实（AR）技术
5.1.3 VR/AR应用及发展前景
5.1.4 混合现实（MR）技术
5.1.5 扩展现实（XR）技术
5.2 互联技术：5G/6G移动通信技术与物联网技术
5.2.1 5G/6G移动通信技术
5.2.2 物联网技术
5.3 映射技术：数字孪生技术与数字化交付
5.3.1 数字孪生技术及其应用
5.3.2 数字化交付技术
6 工业元宇宙——关于未来的话题
6.1 去中心化与数字空间治理
6.1.1 数字空间治理与元宇宙治理
6.1.2 数字空间治理的关键措施
6.1.3 数字空间治理与去中心化
6.1.4 元宇宙空间治理对策
6.2 数字人与数字伦理
6.2.1 机器人三定律
6.2.2 人工智能伦理的核心问题
6.2.3 人工智能的风险和防范
6.2.4 人工智能伦理建设的基本原则与实践
6.2.5 元宇宙中的伦理问题
6.3 精心设计的宇宙
6.3.1 计算主义
6.3.2 精妙设计的宇宙
6.3.3 量子力学、意识与数字永生
后记

两周前李剑峰博士给我
打电话，让我为其著作《
工业元宇宙》作序，我先
是吃惊，后是犹豫。吃惊
的是去年刚刚火起来的元
宇宙，他已经写成书！犹
豫的是我对元宇宙知之甚
少。我只知道元宇宙是一
个虚拟世界，现在的真实
世界可以与此关联，还知
道与元宇宙关联的概念股
涨幅很大，风投等都赚了
钱，也知道2021年是元宇
宙的元年。除此之外，我
一无所知，如何作序？电
话里他听出了我的犹豫，
马上说尽快给我一本样书
，让我看看再定，我便接
受了他的建议。上周日，
他亲自把样稿送给我。一
周来，特别是这个周末，
我一口气读完了《工业元
宇宙》，感受颇深：
首先这是一本主体脉络
十分清晰的科普著作。本
书不但文笔流畅、通俗易
懂地介绍了元宇宙的基本
概念、发展历程、基本内
涵、关键要素和风险防范
，而且系统论述了工业元
宇宙定义和关键技术，以
及工业元宇宙与互联网、
数字化、人工智能的关系
。《工业元宇宙》是一本
当代信息科学发展的教科
书，值得向关心和从事信
息科学的科技与管理人员
推荐。在全球新冠肺炎疫
情暴发和蔓延的背景下，
在保障供应链畅通、支持
复工复产方面，数字技术
发挥了不可替代的作用，
促使视频会议、居家办公
等数字化办公模式大行其
道；俄乌冲突中信息战、
网络战、认知战的作用进
一步凸显，数字技术在地
缘政治中占据举足轻重的
地位；应对全球气候变暖
，碳达峰碳中和战略成为
全球共识，在节能减碳、
降低单位GDP能耗、能源
互联网等诸多方面，数字
技术已是不可替代的中坚
力量；在数字技术特别是
移动互联网快速发展的推
动下，全人类都在向互联
网迁移，据有关报道，截
至2022年1月，全球互联网
用户数量达到49．5亿人，
占全球总人口的62．5％，
其中通过手机访问互联网
的用户占互联网用户的92
．1％。整个人类的“半个
身子”已经进入数字世界。
这个数字世界，就是本书
所讨论的工业元宇宙，它
是当前工业社会的数字化
升级版，是一个平行的数
字宇宙。人类以全新的方
式在其中生活、工作，并
通过和现实世界的互动，
推进人类文明发展达到新
的高度。
其次，元宇宙不仅是一
个带有几分科幻色彩的话
题，也是一个极具前瞻性
和挑战性的话题，我不禁
感叹作者的知识渊博与写
作的勇气。我和剑峰相识
于2002年，当时我在中国
石化石油勘探开发研究院
任院长，他是计算所所长
。见面不久他给我推荐了
《第五项修炼》，我读后
受益匪浅，由此石油勘探
开发研究院建立起学习型
组织，这是在我任院长期
间，石油勘探开发研究院
取得快速发展的关键。剑
峰也因为持续学习能力强
，德才兼备，先后担任研
究院副总工程师、南京物
探技术研究所所长（现南
京物探技术研究院）等职
，2006年调中国石化总部
任信息化管理部副主任、
中国石化集团首席专家等
重要职务。在这20年的时
间里，我们始终密切联系
，其中缘由，一方面是他
不忘记老领导，这是他的
人品使然；另一方面是我
始终愿意与他交谈，学习
新知识、汲取新营养。前
两年我还在学习他编写的
《智能油田》一书，这一
次他又给了我先睹为快的
机会。
宇宙本身是包罗万象的
，本书从元宇宙到工业元
宇宙，从科幻电影到现实
世界，从工业元宇宙的核
心技术到数字人的伦理，
从信息技术到科学哲学，
从元宇宙概念的初创人尼
尔·史蒂芬森到把．
Facebook改名为Met（即元
宇宙公司）的创始人扎克
伯格，从中国古代的老子
、孟子到古希腊的先哲，
为读者展现了一部纵横交
错、内容丰富多彩的工业
元宇宙百科全书。最后，
剑峰站在人类发展的高度
，讨论了元宇宙发展当前
存在的乱象，规避了元宇
宙的“五弊十伤”，独辟蹊径
地提出了拨乱反正、行稳
致远的发展思路，那就是
工业元宇宙。作者以工业
发展为主线，审视企业数
字化转型的方向、展望数
字技术发展的前景、透视
产业融合发展的趋势，描
绘了工业元宇宙中新工业
、新经济、新人类、新文
明协同发展的美好前景。
从企业发展的角度看，
工业元宇宙无疑是企业数
字化转型的终极目的。企
业作为工业社会的重要组
织形式，在其转型过程中
，从技术、设施、工艺、
流程到员工、组织、文化
、经济形态等全方位的逐
步数字化、智能化、模型
化、优化并升级、映射到
数字世界，成为工业元宇
宙的核心构成要素，成为
工业元宇宙稳定发展的压
舱石。
未来我们将在现实世界
中“寄身”，将有大量的时间
“神游”在工业元宇宙之中，
我们会在工业元宇宙中工
作、社交、生活，从事各
种商业活动、艺术创作或
其他创造性工作，我们会
逐渐习惯于和数字化身、
数字员工、NPc等元居民一
起组建团队、开展协作，
由此也会诞生新的组织方
式、生活方式，逐渐孕育
新的习惯、新的文化。
工业元宇宙是一个全新
的宇宙，其中的一切都有
待于开发和建设：技术、
标准、协议、接口、习俗
、文化，等等，如果我们
能早点进入，就不需要也
不可能跟在别人后面亦步
亦趋，我们就能构

工业元宇宙是一个关于梦想、雄心、技术、实践、生活、未来等话题的系统性体系，本书从工业元宇宙的前世今生到未来发展趋势，从基本概念到全新体验，从构成要素到关键技术，从发展现况到未来发展预测等方面，全面且深入地介绍了工业元宇宙的知识体系，是带我们走进和了解工业元宇宙的首创之作。

跋：思想深处
写完一本书，就像完成
了一件独自承担的工作，
我通常都会长长地舒一口
气，愿意静静地坐下来，
品一杯清茶，慢漫回味写
书过程的点点滴滴，怡然
自得，甚至会随口吟诵几
句如“细雨鱼儿出，微风燕
子斜”，或者“落花人独立、
微雨燕双飞”之类轻盈飘逸
的诗句，消费难得的轻松
和安逸。
但写完这本《工业元宇
宙》的感觉则完全不同，
感觉更像是进行了一场探
秘陌生之地的独自旅行。
虽然走完了既定的路线，
但感觉一路走来很多重大
的景点都没有深入，而前
方似乎还有更长、更美妙
的旅途。
这次旅行不是已经结束
了，而是发现了许多更值
得深入探索的通幽曲径，
每一条曲径都值得单独展
开一次更深入的旅行。
工业元宇宙是当前工业
社会的数字化倒影，它的
奇妙之处在于人们不仅可
以观看这个倒影，还可以
走进去，随手添加自己的
创意与创造物，与新老朋
友会面，在自己的工作岗
位（倒影）上完成自己的
工作。如果想离开，可以
把余下的工作交给数字员
工，带着挣来的工资回到
现实社会潇洒地生活。
就像当前的工业社会有
各行各业一样，工业元宇
宙中同样有工业、农业、
商业、旅游业、文化创意
产业，等等。当下有人提
出“文旅元宇宙”“农业元宇
宙”等说法，就像在现实社
会中说“文旅社会”“农业社
会”一样不合适。它们都是
工业元宇宙的组成部分，
比较恰当的表述可以是“文
旅元域”“农业元域”，各色
各样的“元域”构成了工业元
宇宙。
工业元宇宙是一幅可供
所有人自由创意、共同描
绘的蓝图，但底图不是架
空的网络小说，不是梦幻
游戏，而是现实工业社会
，创造不能随心所欲，但
可以“从心所欲不逾矩”，现
实的工业社会提供了可以
参照的基本的“矩”。
我们看到的宇宙之所以
如此，乃是因为我们的存
在。
——《时间简史》霍金
从数字计算机诞生之日
开始，一个新的空间就诞
生了，并在几十年来迅猛
发展，就像宇宙大爆炸一
样从一个奇点快速扩张，
这个空间被称为数字空间
、网络空间、赛博空间等
，直到在其中诞生了“数字
生命”，它才开始成为工业
元宇宙。套用霍金在《时
间简史》中的话，工业元
宇宙之所以如此，乃是因
为数字生命的存在。
对工业元宇宙中的数字
生命而言，人类就是“造物
主”。从造物主的视角，数
字生命可以分为五大类：
数字化身、NPC、数字员工
、智能宠物（动植物）、
智慧物件。
数字化身、NPC、数字
员工是以“人形”存在的数字
生命，可以高、矮、胖、
瘦、美、丑各有不同，装
扮不同的服装或者饰物，
可以有或者没有性别特征
、种族特征、职业特征等
，但要有一些基本的约定
，比如不能赤身裸体、不
能设定100米以上的身高等
。
……
但不要忘了，科技在发
展，人类的生活会越来越
美好。未来人们对工作的
定义也许是：每天工作3小
时，每周工作2天，可以在
任何地方工作。
同样一块巨石，当你贴
近跟前观看时，看到的是
一个阻挡前行的巨大石块
；当你在远处眺望时，你
看到的可能就是一尊美丽
的雕像。
永远不要忘了，工作只
是为了让我们更好地生活
。如果工作1小时足以提供
给我们美好的生活，那么
更多的工作就是爱好或者
娱乐了。
格鲁特是科幻电影《银
河护卫队》中的一个角色
，它是一个树人，反应有
些迟缓，说话也很慢，但
它善良、温和，性格坚韧
、执着，我很喜欢。格鲁
特是我在工业元宇宙中常
用的数字化身。关于工业
元宇宙，我设想未来会有
下面的场景。
这是2030年一个初夏的
清晨，白云蓝天、凉风习
习，我起床后习惯性地去
河边慢跑1小时，之后回来
洗澡、享用机器人厨师准
备好的早餐，开始一天的
工作。我管理着一家大型
制造企业，有38个工厂，
每周需要工作2天，每天工
作1．5－2小时。
我选择了喜爱的格鲁特
化身后，进入工业元宇宙
。
我出现在距离办公区最
近的入口，首先听到的是
。NPC热情的问候。这是一
条灯火通明的大街，头顶
有点点星光，硕大的月亮
仿佛触手可及，前方是宽
阔的街道、整齐的花坛和
草坪。这里是工业区，能
看到一簇簇的厂房，因为
没有承重问题，厂房层层
叠叠、犬牙交错，厂房的
外墙都是一块块巨型显示
屏，滚动着各式各样的产
品广告，半空中也都是五
彩斑斓的全息数字影像。
我已经习惯了这有些夸
张的环境设计，穿过街道
，偶尔能遇到匆匆走过的
数字化身或漫游的NPc，我
通过密码口令走进办公区
。
我的办公室像是一座嘹
望塔，正中间有一个高挺
的靠背椅，四周及房顶是
一块块显示屏。“巡检开始
！”我发出语音指令，正前
方的屏幕上依次闪现我管
理的38个虚拟工厂的运行
状况，这38个虚拟工厂通
过融合物联网连接着现实
世界中对应工厂的所有生
产设备。每个虚拟工厂配
备20－40名数字员工，每
个现实工厂有3～6名员工
。
现实工厂中的员工会随
时以数字化身的方式出现
在我

宇宙本身是包罗万象的
，《工业元宇宙》从元宇
宙到工业元宇宙，从科幻
电影到现实世界，从工业
元宇宙的核心技术到数字
人的伦理，从信息技术到
科学哲学，从元宇宙概念
的初创人尼尔·史蒂芬森，
到把Facebook改名为Meta
（即元宇宙公司）的创始
人扎克伯格，从中国古代
的老子、孟子到古希腊的
先哲，为读者展现了一部
纵横交错、内容丰富多彩
的工业元宇宙百科全书。
——中国科学院院士/金
之钧
《工业元宇宙》一书所
描绘的是一个全新的时代
蓝图。当前数字化大潮汹
涌澎湃，从国民经济、社
会生活到各行各业都在数
字化的道路上飞速前进。
这本书中前瞻性地探讨了
当我们整个工业社会进入
数字世界后的未来场景，
为人类社会在数字化发展
的道路上行稳致远提供了
一个超前思维框架，引人
入胜、启迪思考。
——中国工程院院士/郭
旭升
元宇宙被视作下一代互
联网的萌芽，是数字化发
展的新阶段，将加速人类
生产、生活方式的变革。
推动“研、产、销、服”各环
节的数据融通与虚实联动
，是工业数字化改革的关
键，也是元宇宙的核心理
念。展望未来，工业领域
将成为元宇宙蓬勃发展的
重要土壤。《工业元宇宙
》系统描绘了未来新工业
的图景，带我们探寻关键
技术与实现路径，也引发
对未来虚实空间风险与机
遇的思考。作者深入浅出
的前沿介绍，将带给我们
更多对工业数字化转型的
期待。
——北京大学工学院副
院长/宋洁
我相信，当你打开《工
业元宇宙》后，作者会带
你经历一场未来工业制造
的奇幻之旅。未来已来，
让我们一起体验新的人间
烟火吧！
——思爱普（中国）有
限公司首席数字化转型专
家/孙惠民
工业元宇宙是支撑元宇
宙存在的基础压舱石。强
烈推荐大家阅读这本书，
其精神内核至少可以帮助
你的个体在高度沉迷的元
宇宙中，保持理性和存在
。
——北京虚实科技有限
公司创始人兼CEO/张金玉

工业元宇宙的提出受到了元宇宙概念的启发，但又不同于元宇宙。元宇宙一词诞生于几十年前的一本科幻小说，并在其后的一系列电影等文艺作品、游戏产品中不断地被应用、讨论和完善。这些零散在几十年之间的一次次思考和探索，如珍珠般散落在历史的海滩上，本章试图用一条思维的细线把它们串成一条亮闪闪的珍珠项链，呈现给读者，还原元宇宙的历史全貌。
元宇宙一词最早出现在《雪崩》这部科幻小说之中，是作者尼尔·斯蒂芬森创造的一个新词汇。《雪崩》是尼尔·斯蒂芬森的第三本科幻著作，也是第一本以网络人格和虚拟现实为特色背景的赛博朋克小说，内容涉及历史学、语言学、人类学、考古学、宗教学、计算机科学、政治学、密码学、哲学等。小说中的人物在混乱的现实世界和虚拟的元宇宙之间迂回穿插、光怪陆离、虚实莫辨，是一部很好看的科幻作品。
既然Metaverse的源头就在这里，我们就从讨论这本书开始研究元宇宙，看看在尼尔·斯蒂芬森最初的幻想中，元宇宙的基本形态、基本构成。
人类是凌驾于万物之上的万物之灵，其根本的特质之一就是“想象力”。其中最为人类崇拜的是超前的“想象力”——预测的能力。
罗贯中在《三国演义》中描写的诸葛亮筑七星坛，披发仗剑、步罡踏斗借东风的场景，流传千古，塑造了诸葛亮千古第一智者的高大形象。但这毕竟是小说的虚构，和载于正史《三国志》中的事实风马牛不相及。
科幻小说则不然，科幻作家凭借其扎实的科学素养、敏锐的嗅觉和超前的思考，常常有很多“神预测”，提前几十年描绘出人类未来的生活场景。这些伟大的著作甚至在某种程度上指明了技术演变的路径，引导了科学的发展方向。
尼尔·斯蒂芬森无疑就是这样的科幻作家之一。
尼尔·史蒂芬森是美国著名的赛博朋克流科幻作家，在当今被计算机陪伴成长起来的一代IT人群中，他享有很高的声誉。其作品包括科幻小说、历史小说和高科技惊险小说，题材涉及数学、哲学、宗教、金融、密码破译和科技史等多个学科领域。同时，除了小说，他还频繁涉足于技术领域，担任公司顾问，并为各类杂志撰写了大量技术文献。
《雪崩》是尼尔·斯蒂芬森写作生涯黄金时代到来的标志性作品。
《雪崩》以一种不可抵挡的气势，征服了英语国家的读者，并迅速波及非英语国家和地区，成功地将科幻小说的重要流派“赛博朋克”推进到了后赛博朋克时代。
1．《雪崩》的故事
在四川科学技术出版社翻译出版的《雪崩》中译本中，有一个作者介绍，其中很好地概括了《雪崩》一书的主题：它是天下第一刀客的传奇；它是史上最酷滑板女郎的生活写真；它是最牛黑客的伟大冒险史；它是最凶悍杀手的宿命悲歌；它既是侠客小说，也是惊险小说，还是高科技小说，最终，它是有着坚硬技术内核及超凡想象力的一流科幻小说。它展现的“超元域”对后来的计算机技术，尤其在游戏领域产生了深远影响。
《雪崩》的故事背景设定在21世纪的美国。在书中，美国社会彻底公司化，美国政府已经垮台，联邦政府将大部分权力给予私人企业家和组织。政府经商，沦为二流企业，为大财团、大公司跑龙套。将国家安全交付给了雇佣军队，公路公司之间也相互竞争来吸引司机上他们的路，政府剩余的权力只是做一些琐碎的文案工作而已。在严重的恶性通货膨胀下，美元急剧贬值，一兆美元也是一个会被忽略的数字，人们交易中通常使用的是其他货币。
主人公Hiro是一名顶级黑客，他在他的名片上写着“最后的自由黑客和世界上最强的剑斗士”，在失去工作之后，他成了一名为黑手党送比萨的快递员。在工作中他遇到了一位名叫Y．T．的女孩，他们决定合伙进行情报工作。他们发现了一种名叫“雪崩”的药物，这种药物实际上是一种计算机病毒，这种病毒不仅能在网络上传播，还能在现实生活中扩散，是人和计算机共患的病毒，会造成系统崩溃和头脑失灵。这个病毒是由五旬节教会通过其基础设施和信仰体系进行传播的。在Hiro和Y．T．的深入调查下，他们发现这种病毒与古代苏美尔文化有着莫大的联系。P1－3