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《元宇宙十大技術(shù)》

葉毓睿 李安民 李暉 岑志科 何超 著

中譯出版社

2022年7月

本文是由著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家、現(xiàn)任橫琴新區(qū)數(shù)鏈數(shù)字金融研究院學(xué)術(shù)與技術(shù)委員會(huì)主席朱嘉明為《元宇宙十大技術(shù)》撰寫的序言。

在最近的200年，科學(xué)發(fā)展的速度一直在加快，我們現(xiàn)在達(dá)到了速度的極點(diǎn)。

——查理德·費(fèi)曼

我已經(jīng)為數(shù)本有關(guān)元宇宙的專著撰寫了序言?，F(xiàn)在為這本《元宇宙十大技術(shù)》作序，對(duì)我來說還是頗有挑戰(zhàn)性。因?yàn)檫@本書確實(shí)推高了人們對(duì)于元宇宙的認(rèn)知層次。作者通過Helium、SETI@home和Pak的《合并》（Merge）項(xiàng)目來說明元宇宙未來將是“創(chuàng)意、思想、意識(shí)協(xié)作的下一代網(wǎng)絡(luò)”，是“多維共創(chuàng)互信網(wǎng)”。

元宇宙不是海市蜃樓式的虛像，而是基于技術(shù)體系支持的“虛擬現(xiàn)實(shí)世界”。解讀元宇宙的技術(shù)體系，幾乎是認(rèn)知元宇宙的前提。《元宇宙十大技術(shù)》一書提出了元宇宙“技術(shù)棧”的概念，將元宇宙技術(shù)體系歸納為五大地基性技術(shù)和五大支柱性技術(shù)。其中，元宇宙“五大地基性技術(shù)”包括計(jì)算技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、系統(tǒng)安全技術(shù)和AI技術(shù)；元宇宙“五大支柱性技術(shù)”包括交互與展示的技術(shù)、數(shù)字孿生與數(shù)字原生的技術(shù)、創(chuàng)建身份系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的技術(shù)、內(nèi)容創(chuàng)作技術(shù)和治理技術(shù)。書中進(jìn)而為讀者提供了元宇宙“五大地基性技術(shù)”作為底層，元宇宙“五大支柱性技術(shù)”作為第二層次的元宇宙“十大技術(shù)”架構(gòu)圖解。不僅如此，全書對(duì)上述十大技術(shù)做了具有原創(chuàng)性且有深度并兼有宏觀和歷史視角的詮釋。特別值得肯定的是對(duì)如下幾個(gè)技術(shù)的探討。

第一，數(shù)字孿生技術(shù)。沒有數(shù)字孿生，元宇宙無從談起。書中首先探討了數(shù)字孿生的五點(diǎn)共性：數(shù)字孿生是一種虛擬空間中的數(shù)字模型、數(shù)字孿生模型對(duì)應(yīng)的是物理空間實(shí)體、數(shù)字孿生模型的生成方式是利用傳感器采集的實(shí)時(shí)的以及歷史的數(shù)據(jù)并通過數(shù)字化的方法抽象出來、數(shù)字孿生在時(shí)間軸上是覆蓋對(duì)應(yīng)實(shí)體的全生命周期的、數(shù)字孿生在功能上是映射與模擬和仿真。進(jìn)而，提煉出如下的數(shù)字孿生定義：“數(shù)字孿生是針對(duì)物理世界中的實(shí)體，通過采集其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并綜合其歷史數(shù)據(jù)，利用數(shù)字化的方法抽象出來的能夠?qū)υ搶?shí)體進(jìn)行全生命周期映射、模擬和仿真的虛擬世界中的數(shù)字模型”。之后，通過時(shí)間、度、空間、數(shù)據(jù)、連接和應(yīng)用等諸多維度，展現(xiàn)了“數(shù)字孿生的理想形態(tài)”。在這樣的基礎(chǔ)上，提出了由數(shù)據(jù)、建模計(jì)算、功能和體驗(yàn)四個(gè)層次組成的“數(shù)字孿生分層技術(shù)架構(gòu)”。

第二，數(shù)字原生技術(shù)。書中這樣描述數(shù)字原生的內(nèi)涵：“數(shù)字原生是從虛擬的數(shù)字世界中產(chǎn)生并在數(shù)字世界中被使用、被擁有、被展現(xiàn)，從而產(chǎn)生其價(jià)值。即數(shù)字原生是生產(chǎn)人類物理世界存在之外的數(shù)字虛擬世界中的新場(chǎng)景、新物體、新‘人類’（虛擬數(shù)字人）”。數(shù)字原生對(duì)元宇宙的價(jià)值意義是重大的：“數(shù)字原生物和場(chǎng)將會(huì)是元宇宙中虛擬環(huán)境的主要構(gòu)成，虛擬數(shù)字人會(huì)是元宇宙中的公民，與現(xiàn)實(shí)世界中人的化身共同組成元宇宙中的人類社會(huì)與文明。數(shù)字原生知識(shí)則可能給元宇宙乃至人類社會(huì)帶來更深遠(yuǎn)的影響?！?/p>

第三，計(jì)算技術(shù)。因?yàn)樵钪媸腔跀?shù)以億計(jì)的個(gè)體設(shè)備組成的超大規(guī)模系統(tǒng)，對(duì)計(jì)算則形成了更多更大的挑戰(zhàn)。“計(jì)算任務(wù)，跨越架構(gòu)和平臺(tái)”“計(jì)算位置，跨越云邊端”“計(jì)算的交互，跨越虛擬和現(xiàn)實(shí)”。進(jìn)一步分析，元宇宙計(jì)算呈現(xiàn)的一系列新的特征：一是軟件實(shí)體和硬件平臺(tái)分離，即軟件工作任務(wù)，跟支撐它的硬件平臺(tái)“解耦”；二是元宇宙計(jì)算的架構(gòu)越來越多，設(shè)備形態(tài)也越來越豐富——系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)導(dǎo)致 “集中和分布”并存；三是元宇宙計(jì)算的微觀基礎(chǔ)是“超異構(gòu)計(jì)算”，即集合CPU、GPU（圖形處理器）以及DSA（特定領(lǐng)域架構(gòu)）各自的優(yōu)勢(shì)，從同構(gòu)的CPU、異構(gòu)的CPU + GPU，轉(zhuǎn)換成CPU + GPU +各類DSA的超異構(gòu)計(jì)算。為此，元宇宙需要計(jì)算技術(shù)的工藝創(chuàng)新和架構(gòu)創(chuàng)新。

第四，存儲(chǔ)技術(shù)。書中指出了數(shù)字資產(chǎn)如NFT或數(shù)字藏品存在的風(fēng)險(xiǎn)：鏈上索引所對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)實(shí)際多存放在中心化設(shè)備上，如加密朋克頭像存放在區(qū)塊鏈游戲初創(chuàng)公司Lava Labs的中心化服務(wù)器上，原始數(shù)據(jù)損毀將導(dǎo)致NFT失去意義。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，就需要區(qū)塊鏈存儲(chǔ)——一種去中心化的存儲(chǔ)。此外，本書介紹了區(qū)塊鏈存儲(chǔ)的定義、來龍去脈和分類，并積極探索了可能的發(fā)展路徑。有趣的是，圍繞著所有權(quán)、運(yùn)營(yíng)權(quán)和使用權(quán)的三權(quán)分置，探索了資源利用率的變革。

第五，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。書中提出了“元宇宙網(wǎng)絡(luò)”的概念，即實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與虛擬的一種超連接，形成數(shù)字孿生環(huán)境和“人機(jī)物”的三元融合：一個(gè)物理人可以持續(xù)沉浸到數(shù)字人的世界，物理場(chǎng)景可以實(shí)時(shí)同步到元宇宙中。支持超連接的網(wǎng)絡(luò)，需要覆蓋更大的范圍和具備時(shí)空連續(xù)性。為此，“除了傳統(tǒng)的基于TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）的互聯(lián)網(wǎng)之外，更多類型的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)需要被充分融合，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)、人機(jī)共生”。在技術(shù)層面上，元宇宙的內(nèi)容體驗(yàn)需要網(wǎng)絡(luò)高帶寬，元宇宙的實(shí)時(shí)交互需要網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延，元宇宙的“人機(jī)物”互聯(lián)需要異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合。總之，元宇宙時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)，必須要能夠提供穩(wěn)定的、持久的實(shí)時(shí)連接，滿足具有高帶寬、低時(shí)延、高穩(wěn)定性、去中心化等特點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸要求?，F(xiàn)在可以清楚地預(yù)見，5G/6G和Wi-Fi6/7將有助于現(xiàn)實(shí)和虛擬無縫地超連接，軟件定義廣域網(wǎng)（SD-WAN）也將有助于元宇宙的按需擴(kuò)展和融合?？傊?#xff0c;元宇宙網(wǎng)絡(luò)是基于IT前沿技術(shù) ，以超連接、廣覆蓋、強(qiáng)邊緣、高智能為特征的網(wǎng)絡(luò)體系。

第六，AI技術(shù)。無論元宇宙中的內(nèi)容是憑空創(chuàng)造還是從現(xiàn)實(shí)中復(fù)制而來，AI將為元宇宙賦予創(chuàng)新的內(nèi)容和智能的“大腦”。沒有AI與元宇宙的結(jié)合，元宇宙的成長(zhǎng)完全不可能。例如，GAN（生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)）屬于一種深度學(xué)習(xí)模型，它能夠自動(dòng)化生成內(nèi)容或進(jìn)行內(nèi)容增強(qiáng)，使得AIGC成為元宇宙時(shí)代的重要內(nèi)容來源。AI對(duì)于元宇宙的重要性，還體現(xiàn)在虛實(shí)交融：AI彌補(bǔ)數(shù)字人和物理人之間的鴻溝。因?yàn)橹挥型ㄟ^強(qiáng)化學(xué)習(xí)，虛擬人才會(huì)更像物理人；通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)，物理人變成了數(shù)字人，也能保留隱私?？傊?#xff0c;“元宇宙對(duì)現(xiàn)實(shí)的影響可以從智能的層次提升到智慧的層次。元宇宙從物理人的行為中學(xué)習(xí)智能，反之物理人也能從元宇宙中汲取智慧。得到這樣的結(jié)論是源自人們對(duì)元宇宙提供的這個(gè)巨大的人與環(huán)境的模擬系統(tǒng)的觀察”。進(jìn)而可以設(shè)想，未來元宇宙對(duì)能源、算力、存儲(chǔ)、帶寬資源的分配也將AI化。書中關(guān)于元宇宙和人工智能的思考，符合“廣義人工智能”的方向，即將以往基于邏輯的符號(hào)AI和現(xiàn)有的基于數(shù)據(jù)的神經(jīng)AI結(jié)合的雙向AI，因?yàn)閺V義AI可以滿足知識(shí)遷移和互動(dòng)、魯棒性、抽象和推理的能力、高效性等人工智能的需求。

如果說，僅僅肯定這本書提出了關(guān)于元宇宙技術(shù)體系的整體圖像，解析了其中的每項(xiàng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)、價(jià)值和技術(shù)發(fā)展方向，屬于一本關(guān)于元宇宙技術(shù)性書籍，是對(duì)這本書價(jià)值的低估。這本書也是在探討元宇宙技術(shù)背后的哲學(xué)意義，很有可圈可點(diǎn)之處。這本書在第一篇開宗明義地寫道：“元宇宙：意識(shí)和生命的互聯(lián)網(wǎng)”，并且以地球和人類的角度，將宇宙演化分為五個(gè)階段：零宇宙（奇點(diǎn)）是宇宙0.0、物理宇宙是宇宙1.0、生命宇宙是宇宙2.0、有人宇宙是宇宙3.0、元宇宙是宇宙4.0。是否同意作者這樣劃分宇宙的演變階段是一回事，將元宇宙納入人類對(duì)宇宙認(rèn)知的體系之中的提法，是很有啟發(fā)性的。特別的是，作者將笛卡爾的“我思故我在”的命題，以及凱文·凱利在《必然》一書中提到的“知化”（cognifying）概念，引入到對(duì)于元宇宙的思考中，觸及了元宇宙的核心問題：元宇宙是否將是一個(gè)基于人工智能，超越現(xiàn)實(shí)人類的，以原生虛擬人為主體的全新的“通用智能體”？

在書的最后部分，作者回歸到人類意識(shí)發(fā)展與人工智能的未來：“人腦與超腦，都需要形成對(duì)‘自我’的觀念?！睓C(jī)器在處理一些復(fù)雜任務(wù)時(shí)不得不擁有自我意識(shí)，因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)使得人工意識(shí)成為現(xiàn)實(shí)，即機(jī)器的自我意識(shí)現(xiàn)在不是可能不可能的問題——機(jī)器人時(shí)代大幕已然揭開。元宇宙的重要功能則是提供這樣一種人與機(jī)器的交互界面，創(chuàng)造人工智能突破性進(jìn)展，加速后人類時(shí)代到來的契機(jī)。在這樣的意義上，就不難理解：元宇宙中的一切皆計(jì)算機(jī)（XaaC）和一切皆服務(wù)（XaaS）聯(lián)系在一起。因?yàn)樵钪婢褪峭ㄟ^計(jì)算實(shí)現(xiàn)“意識(shí)的星辰大海”。

總之，這本書具有可觀的知識(shí)含量，涉及技術(shù)的涵蓋面寬廣，基本囊括了現(xiàn)階段元宇宙涉及的所有技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)并做了深入淺出的闡述。同時(shí)，作者描繪了相關(guān)技術(shù)在元宇宙中的應(yīng)用前景，對(duì)大眾讀者起到了很好的科普作用。特別需要肯定的是，該書預(yù)測(cè)了在未來元宇宙建構(gòu)中，異構(gòu)芯片架構(gòu)、指令架構(gòu)、操作系統(tǒng)、虛擬化、數(shù)據(jù)中心、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、帶寬等領(lǐng)域的發(fā)展方向，以及軟件定義硬件，開源加速標(biāo)準(zhǔn)和接口統(tǒng)一的方向。作者關(guān)于元宇宙的這些深度思想，為有技術(shù)背景的讀者思考元宇宙技術(shù)發(fā)展提供了方向，留下了新的問題和思考空間。

當(dāng)然，本書存在一些問題，宇宙演變的五個(gè)階段的說法較為新穎，但是作為科學(xué)探討，則缺少深入論證。

特別請(qǐng)讀者注意書的最后一個(gè)自然段：“隨著人類的主觀能力越來越強(qiáng)大、自由意志得到越來越充分的釋放，人類對(duì)世界的認(rèn)識(shí)一方面不斷地向真實(shí)的物理世界靠攏，另一方面也在不斷地尋求超越、逐漸發(fā)展而比物理世界更為強(qiáng)大。因此，我們有理由認(rèn)為：隨著認(rèn)知的日益發(fā)展，人機(jī)的未來需要人類的設(shè)計(jì)和自由意志的指導(dǎo)，人類也才有可能成己而圣，為元宇宙立心，為萬世開太平”。這是迄今為止，關(guān)于元宇宙價(jià)值的最有沖擊性的文字。但我還是堅(jiān)持人類需要謙卑的主張，看到自己的極限，包括人工智能和元宇宙網(wǎng)絡(luò)，以及元宇宙的極限。最后，我以美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家、首屆圖靈獎(jiǎng)獲得者艾倫·佩利（Alan Perlis，1922—1990）的一段話作為結(jié)語：“花一年時(shí)間在人工智能上就足以使人相信上帝。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的重磅推荐 | 朱嘉明：元宇宙——创意、思想、意识协作的下一代网络的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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