元宇宙什么意思(浅谈元宇宙概念与有关主要技术)

元宇宙(Metaverse),一个看似熟悉,但实际上又非常陌生的观念,正在向我们走来。

元宇宙,一个经常被提起,但又言语不详的概念,已经开始改变我们生活的方方面面。

本文试图从历史与技术角度简略解读,元宇宙所代表的未来计算机与互联网技术的发展趋势。

元宇宙什么意思(浅谈元宇宙概念与有关主要技术)

新的变革已经开启

第一部分:定义

在正式谈论元宇宙(Metaverse)概念之前。不妨让我们先梳理一下其概念的提出背景以及相关历史线索。

关于“元宇宙”,比较认可的思想源头是美国数学家、计算机专家和科幻作家 弗诺·文奇(Vernor Steffen Vinge)教授,在其1981年出版的小说《真名实姓》(True Names)中,创造性地构思了一个通过脑机接口进入并获得感官体验的虚拟世界。

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真实姓名小说封面

元宇宙概念正式在科幻小说的出现,始于1992年美国科幻作家尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)的作品《雪崩》(Snow Crash)里提到的“Metaverse(元宇宙)”和“Avatar(化身)”这两个概念。人们在“Metaverse”里可以拥有自己的虚拟替身,这个虚拟的世界就叫做“元宇宙”。

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《雪崩》中译本

值得一提的是,元宇宙思想的第一构想者弗诺·文奇教授本人就是数学与计算机专家。而直接提出元宇宙概念的尼尔·斯蒂芬森不仅是科幻作家,还是一名技术专家(其祖父是物理学家,父母都是工程师)。本人有物理学与地理学学位,从事过程序员工作还做过黑客。是一位地地道道的计算机技术领域专家。

他不仅创作科幻小说,还亲自涉足于技术领域。担任很多家公司的顾问,并为各类杂志撰写了大量技术文献。

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元宇宙之父 尼尔·斯蒂芬森

由此窥见,我们可以发现“元宇宙”思想的构建者们,都具有专业计算机学科的教育背景。

其标志性作品主要发表于八、九十年代——更明确说,是互联网在美国转向民用前后的那段时间里。

就“元宇宙”来说,科幻小说对其技术实现的前瞻性预判,安全可以说是神预测了!或者说,具有硬核背景的科幻作品,在思想和观念上探索了计算机和网络技术,在未来的可行性和发展方向。

现在,再来让我们看一看关于“元宇宙”的定义吧。

2022年9月13日,全国科学技术名词审定委员会(全国科技名词委)在北京线上线下结合举行元宇宙及核心术语概念研讨会,与会专家学者经过深入研讨,对“元宇宙”等3个核心概念的名称、释义形成共识。 中文名“元宇宙”英文对照名“metaverse”,释义为:人类运用数字技术构建的,由现实世界映射或超越现实世界,可与现实世界交互的虚拟世界。

元宇宙(Metaverse)首先是一个虚拟世界。这句话的现实含义,即元宇宙是构建在互联网之上。

它是一个虚拟世界。一个需要网络连接的世界。由此,元宇宙概念下,便也具有了以下若干分支技术:

  • 扩展现实(XR)
  • 下一代互联网(Web3.0)
  • 云计算(cloud computing)
  • 数字孪生(Digital twin)
  • 物联网(Internet of things)

小说原著中,元宇宙是由Meta和Verse两个单词组成。Meta表示超越,Verse代表宇宙(universe),合起来即为“超越现实宇宙”的概念:一个平行于现实世界运行的人造空间,由新一代增强现实技术支持的“互联网—物联网”世界。

元宇宙(Metaverse)是能与现实交互的。这说明元宇宙不仅仅是一个虚拟技术体系。更是一个借由虚拟方式,来实现“人—物”感知与操作的跨生态领域系统。

第二部分:需求

没有需求,就没有存在的必要

这句话放在元宇宙身上同样适用。我们现在热衷谈论的元宇宙,究竟是为了什么而存在的呢?这,才是最值得考虑和思索的问题。

本质上,元宇宙是另一次媒介革命

我们都知道的第一、第二次产业革命,实质上都缩短了人与世界;人与人之间距离。

蒸汽机的最主要应用场景,是交通领域——火车、轮船首次实现了大规模人类跨洲际旅行的可能。同时也大幅提高了商品跨洲际运输的效率。

蒸汽机让人与货的流通,缩短了时间!

同理,电气化最重要的应用是电报电话,其次才是内燃机的实用化。这里面要特别提出电磁原理的重要意义:内燃机固然让汽车、飞机成为产业明星,但是,通讯的便利化极大的刺激了生产领域的各个方面。将第一次产业革命时代各项事物的决策周期,从天和周加速到以小时为计时单位的周期内。

效率的提升,大大促进了生产力的长远发展——同时也把人类逐步从各项繁重的劳动中解放出来

毕竟,时间就是金钱,效率就是生命。

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中国改革开放的历史,证实了这句话的价值

一言蔽之,元宇宙能够节省时间,大大提升生产效率。

这主要体现以下几个方面:

一,现有互联网即时通信,对时间性和空间性的高效利用。

这一点几乎是不言自明。以现有互联网的功能来说,同步协作,非接触办公早就是现实了。

特别是在第一、第二产业之外的应用——诸如各种数据处理,网络会议,远程控制,各种直播生态都已实现。文化娱乐网络化,也都进入到成熟阶段。

二,制造业技术的加速迭代与网络互联,对生产效率的大幅提升。

以3D打印机为代表的新制造技术,和以碳纤维、石墨烯为代表的新材料应用,正在极大的改变下一代制造业的面貌。

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近来风头无两的3D打印技术

精密制造通过网络控制,不仅可以与其他设备形成更为复杂的生产线。还可以与控制后台实时通信,以便终端或工程师随时调整。

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数控机床也正面临着互联互通的大升级

工业互联网正在快速从简单的机器+数据+人,向着 数据一体化+生产全自动 的方向一路狂奔。

同时随着人工智能和AI深度学习,工业机器人的大范围应用,已经站到了未来发展的门槛前。

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全自动机器人生产线

我们应当看到,今天元宇宙的概念,更多是一个商业符号。它集成了一大批现有的技术,其中包括5G、云计算、人工智能、虚拟现实、web3.0、物联网、人机交互等。

元宇宙+则一定会成为对工业的一记强有力的兴奋剂。

因为,元宇宙更进一步的打通了,人与机器的深度连结。这会带来生产效率的更大提升——同时当然也就意味着:利润的暴涨

元宇宙不是一个大号网络游戏那么单纯。否则马斯克不会亲自下场参与。

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马斯克的脑机接口Neuealink

这里其实可以看出元宇宙的三个技术支柱:

人工智能,比如最近突然大火的chatGPD。其本是人工智能开发公司OpenAI的GPT自然语言,生成式模型的最新衍生品,尤其以“你来我往”式的多轮聊天而著称。

人工智能的应用场景很多,但万法不离其宗——它存在目的,就是为了尽可能简化人的劳动量。

所以,当某些可以自己写程序的AI问世后,开发者甚至都在调侃,自己的饭碗已经被自己的程序给取代了。

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OpenAI官网

扩展现实,为实现远端的感知—操控而诞生的XR技术,绝不仅仅是用来玩VR游戏的——这太大材小用了。扩展现实能让医生在万里之外,精准实施复杂的手术。各种精密操作以及不适合人类的恶劣环境,都是其绝佳的应用场景。

Web3.0,以区块链技术为基础的分布式网络系统,更加高效且安全地把人与网络连接起来——如果说新型人机接口是人与网络的硬接口的话,那么Web 3.0就是人与网络连接的软件系统。

这里,涉及到了当前元宇宙概念中,最核心的技术之一——分布式网络,也叫去中心化 (Decentralization)。

简单说,Web3.0就是一组通过网络通信相互连接,为了完成共同任务,而协调工作的计算机节点组成的系统。

换成普通人能理解的话:就是由过去一个服务器,变成了一组相互联网的服务器。通过分布式的计算和分布式的储存,来完成复杂工作。

元宇宙什么意思(浅谈元宇宙概念与有关主要技术)

各个平台数据实现全面联通

这样做的目的,是尽可能地利用闲置的计算资源,充分共享节点之间的数据,改善信息流路径——这就是去中心化的过程。

它的意义在于,打破现有互联网壁垒。将现有的诸如互联网社交中心、电商中心等通通打破,彻底实现以“用户视角为中心”的互联网生态位大变革!

比如说,将来我们与他人联系不再需要拿起手机——打开微信——找个对方——输入信息,这三步。而是可以一边在线看电影或者在线听音乐,一边与对方聊天。

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互联互通

第三部分:明天

之所以用明天,而不用未来这个词,就是因为未来已来!

元宇宙已经不是一种远景或者规划,而是即将到来的明天。

上述Web 3.0的技术,不仅理论上早已完备,且实践中已经搅得天翻地覆了。

是的,我要说的正是区块链(Block chain)和加密货币(Cryptocurrencies)。

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几种有名的加密货币

关于加密货币的具体历史,在此就不做过多的展开了。因为我相信,关注技术和关注投资的人,一定对过去两年间“币圈”的表现,印象深刻。

在此,我只想对其中所应用的分布式记账和去中心化原理,做一点说明:

所谓的去中心化(Decentralization)就是利用各个区块的数据记录,表明交易货币的可信度——因为加密货币都是没有实体的。它单纯依赖可相互印证的数据而存在——如何印证呢?就是在可以连接不同区块block上的相同数据——而这也就是区块链了。

  1. 分布式存储,多地备份,制造数据冗余
  2. 所有人都有能力去维护共同一份数据库
  3. 所有人都有能力彼此监督维护数据库的行为

所以这样做的目的,就在于通过网络实现远程交易,而不必再抱着现金过去——这种交易显然不是下楼去菜市场买一条鱼的那种场景,所能理解的。

如果硬要举例子的话,那就好比是两国的银行进行跨国大规模金融交易。在这种情况下就不能再抱着现金去做交易了,对吧。所以与金融交易信息相关的交换,就是交易本身(脱离了货币实体)。

只要能理解这一点,区块链技术的概念,也就能明白的差不多了。

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各种加密货币

加密,是区块链的底层技术。没有数据加密;没有加密通讯,就不会有区块链。

其次,所有节点的参与,是区块链成立的物理基础——简单说就是每一台网络上的计算机,都将成为每一次加密货币交易和使用的参与者。每台计算机都要记录数据,都要参与监督。一句话,在真正的区块链技术下,无法弄虚作假,也没有一个“指挥调度的中心节点”(所谓去中心,也意味着所有的节点的参与)。

也就是说分布是为了去中心,去中心一定会形成分布。

因此,我们要注意:数字货币和加密货币,可不是同一个概念

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NFT明星 无聊猿

再展开说一点之前比较热门的NFT。所谓非同质化代币,Non-Fungible Token(正确的翻译应该是 非可替代性代币)。基于区块链技术的“数字藏品”。比如炒到几十万美元的无聊猿(Bored Ape Yacht Club,简称BAYC)。

说白了就是一个在网络上有独一标记的数字化艺术品。

  1. 只存在网络
  2. 可交易(炒作)

火起来的原因,非常简单粗暴,就是人为炒作。但在我看来,这仍然属于对这门新技术非常次要的应用。

Web3的技术,最关键的所有数据的不可篡改性。就是说,任意一笔交易(或合约)都不能更改。这在一定程度上,保证了用户的安全性。

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明天的虚拟现实

一旦,打通了数字网络的交易甚至货币(或代币token)后,AI+虚拟现实必然会成为技术创新最重要的领域。

因为这是明摆着的。如果人可以在网络中实现DID(匿名化)以及在此基础上实现交易,则人们便不再需要“跨越千山万水来看你”这种低效的活动。

同时,再配合AI的发展,今天对于人们来说的那些,脏活苦活累活儿,都能被AI所代替(说发明AI目的就在于此。)。

不管我们怎么想;也不管社会如何权衡,时代决定的骰子已经抛出来了。

记住:人性是贪婪且慵懒的

而元宇宙技术的诸多枝丫,却都能满足这一点!

所以老实说,元宇宙并不是什么趋势,什么未来。而是已经踏进我们生活半只脚的现实。

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什么是元宇宙?

希望我的这篇文章,能让您大致了解有关元宇宙主要技术。

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