(转载)漫谈元宇宙之二——元宇宙的本质:时空的“数字编织”

13066624229

|全文字数：2985字
|阅读时间：预计8分钟|作者信息：中国电子技术标准化研究院软件应用与服务研究中心创新发展研究室主任 贾超

人类定义的“时间”严重束缚住了我们的思维。在物理世界中，我们常常更多地关注物理世界的空间结构，而极易忽略掉其时间结构的存在。古人云“四方上下谓之宇，古往今来谓之宙”，宇代表着无限空间，宙代表着无限时间，宇宙就是无限空间和无限时间的总和。时下，在探讨元宇宙的众多话题中，无一例外地都忽视了对时间维度的探讨。而真正实现元宇宙的标志，一定是时空并重、时空同步的数字化，缺一不可。如果把信息物理系统（CPS）看成对物理空间的“数字编织”，那么元宇宙就是对物理空间和时间的“双重”数字化，是对时空的“数字编织”。

信息物理系统：物理空间的数字化

《信息物理系统白皮书（2017）》中曾经给出过信息物理系统的定义，即CPS通过集成先进的感知、计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术，构建了物理空间与信息空间中人、机、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统，实现系统内资源配置和运行的按需响应、快速迭代、动态优化。“一硬、一软、一网、一平台”是构建信息物理系统的四大核心基础。



CPS的本质《信息物理系统白皮书（2017）》
近几年，对CPS的研究逐渐从概念走向落地，研究的焦点逐渐转向CPS的核心：数字孪生。《信息物理系统建设指南（2020）》对数字孪生给出了较为规范的解释：数字孪生（Digital Twin）是基于传感器更新、运行历史、物理模型等孪生数据，完成从物理实体到信息虚体的模型映射，以及从信息虚体反馈至物理实体的过程。数字孪生包括（1）物理实体（2）数字孪生体以及上述任意二者之间的（3）交互对接。



数字孪生的定义《信息物理系统建设指南（2020）》

无论是对CPS的描述还是对数字孪生的理解，我们可以发现，在CPS研究体系中信息空间的描述主要是对物理世界中的空间维度进行刻画，对物理世界中的物理实体进行“数字孪生化”。数字孪生是以物理世界为重心，着重解决现实世界的问题，数字孪生体与现实世界物理实体相对应。无论是基于数字孪生的运行模拟还是基于数字孪生的在线优化，其信息虚体对标的是物理实体，而在CPS中呈现出来的“CPS时间”对标的仍是物理时间，并没有超越物理时间的边界。

元宇宙时间的扩大效应
中金《元宇宙：空间升维、时间延展、社会重构》报告研究指出，元宇宙通过梦境时间扩大效应、意识永生等手段延伸人类的生命跨度，扩大劳动力生产要素供给。一方面，类比梦境，元宇宙具有时间扩大效应，人类在梦境中意识形态所经历的时间约为物理世界实际时间的1.5倍，即单位时间人类在梦境中可以从事1.5倍的工作，考虑到元宇宙同为意识形态畅游的空间，预计物理世界中的24小时大约对应元宇宙中的40小时；另一方面，元宇宙赋予人类以意识形态的形式永生的技术基础，长期来看，人类得以摆脱碳基肉体寿命的限制，延伸生命的跨度。

资料来源：Erlacher, D., and Schredl, M. (2004). Time required for motor activity in lucid dreams (2004), 中金公司研究部

可以说，对宇宙最本质的认识，需要从时间维度入手。元宇宙将带来对时间观念的彻底改变。在元宇宙时间中，遥远的空间被压缩为刹那即可穿越的距离，突破了物理空间和时间的束缚。在元宇宙中生命将具有无限性，同一个人可以同时分身于不同的元宇宙之中，可以在元宇宙中扮演不同角色、体验不同状态的人生，而且多重的元宇宙生命可以同时呈现在不同的元宇宙中。即使现实中的生命主体死亡了，他的虚拟生命依然在元宇宙中存在。元宇宙中与之相关的一切数字性存在都依然在他名下，比如他的数字遗产仍具有法律上的价值。目前，数字遗产问题已经引起广泛注意。

元宇宙：空间“编织”+时间“编织”
对于元宇宙的认识，总的来看业界大概分为三大派别：一类是虚拟现实派，核心关注点在于使用“5G+XR”等虚拟现实技术让员工可利用智能穿戴设备，实现虚拟与现实场景的交互。这类观点更多偏向于元宇宙实用主义，致力于基于可穿戴智能设备快速实现落地应用。一类是数字孪生派，核心关注点在于在物理世界和数字世界间构建数据自动流动的闭环赋能体系，基于数字孪生体实现虚实联动。这类观点更多偏向元宇宙理论主义，致力于构建虚实联动的信息物理系统。一类是经济体系派，核心关注点在于基于区块链等底层技术构建的新型经济体系，这类观点更多偏向元宇宙本质主义，从元宇宙实际特性出发。

上述观点都对，但也都不全面，应该说是对元宇宙不同阶段的理解和认识。我们认为，元宇宙的本质是其对时空的“数字编织”，即对空间和时间的“双重”数字化。特别是是否具备对时间维度的数字化应该成为对元宇宙判断的重要标志。一方面，元宇宙要具备空间的数字化表达，元宇宙不仅将在数字空间中重构物理世界的“数字孪生”，还将在数字空间的基础上创造出物理空间中所不存在的“数字原生”。另一方面，元宇宙还要具备对时间的数字化表达，对时间的数字化意味着在元宇宙中可以对时间进行数字化的编辑，回溯、查找、延展、缩放等一系列针对“元宇宙时间”的操作得以实现，这些操作不会受限于“物理时间”的束缚，使得元宇宙空间能够真正能够摆脱“物理时间”的限制。甚至在“元宇宙时间”维度下，不会存在“一天”“一年”的概念。

因此，元宇宙不仅仅能够映射现实世界，还能够突破现实世界的时空规则，实现在现实世界无法实现的事物。在元宇宙世界中，无需依托或受限于现实世界的世界法则，有与现实世界完全不同的构成规则，人类意识和想象成本构成这个世界最基本的元素。元宇宙是一个与现实世界平行的切切实实的“独立世界”。
由此推及，元宇宙的两大关键技术底座：信息物理系统（CPS）和区块链（blockchain）。CPS用来解决数字世界的空间标记问题，建立数字世界的空间坐标以及数字世界与物理世界虚实联动的机制；区块链用来解决数字世界的时间标记问题，建立元宇宙下的时间秩序。真正的元宇宙一定是建立在数字化空间和数字化时间相交织的数字化时空中的新世界。
时间就是价值
人类的发展史就是一部与时间斗争的历史。采集狩猎经济时代绵延20余万年，农耕经济时代持续了上千年，而工业经济时代至今仅仅用了260余年。新技术的不断发展、涌现并演进，其本质都是在与时间赛跑、与时间抗争。从早期地动仪出现预测地震信息，到蒸汽机改良提高能量转化效率，再到互联网的出现，人与人的交流、情感的交互、物流的传递等一切都在时间维度下加速前进。突破对时间维度的“认知困境”和“物理束缚”，是实现真正“元宇宙化”最关键、也是最难的一步。

时间效率的提升将带来价值体系的重构，从“以物易物”到商品货币再到数字货币的演进，不同时代的经济发展条件（贸易往来频率、信息扩散效率、人口迁移速度等），都需要适配性地建立新的价值交换体系。未来，面对元宇宙空间中对时间的“数字编织”，极大促进了贸易往来频率、信息扩散效率、人口迁移速度等经济发展的节奏，这将需要一套新型的“数字原生”经济系统支撑。

延伸阅读

（转载）漫谈元宇宙之一 ：十问元宇宙

作者简介

贾超：博士，高级工程师，中国电子技术标准化研究院软件应用与服务研究中心创新发展研究室主任。

联系邮箱：jiachao@cesi.cn  010-64102751