中国元宇宙白皮书部分内容预览

核心摘要

元宇宙基础：1992年发表的科幻小说《雪崩》里最先提出“元宇宙”概念，随着技术水平的发展，元宇宙在2021年开始爆发。元宇宙是基于互联网而生，是一个可以映射现实世界、又独立于现实世界的虚拟空间，其具有沉浸式体验、虚拟身份、虚拟经济和虚拟社会治理的特征。元宇宙的发展阶段可分为数字孪生阶段、数字原生阶段和虚实共生阶段。

元宇宙技术：元宇宙是人工智能、区块链、交互技术、网络技术、物联网、数字孪生和游戏引擎等技术达到一定程度后产物，结合技术的应用方向，可分为硬件技术、接入技术、基础软件层技术去中心化层技术、数字创作层技术、应用开发技术，但目前技术尚不能完全达到元宇宙的技术要求。

元宇宙产业：元宇宙是下一代互联网发展新形态，从产业角度看，技术产业化主要体现在终端、应用、服务平台以及相应的底层技术、配套服务等方面。在具体领域上，广泛应用于能源、农业、金融、地产、职业教育和消费元宇宙等领域。

监管、风险与展望：基于技术发展产生元宇宙的生态环境面临着法律监管以及相关的伦理问题和风险，但作为一个新的组织形式，其也带来了新的职业发展需求，并对当下的经济、社会、生产等各个方面产生深远的影响。

元宇宙基础

元宇宙概念

元宇宙的理念最早来自游戏、文学和影视。元宇宙概念爆发之前，开放多人游戏经历了从文字界面到2D图形界面的演变，元宇宙概念也在《黑客帝国》、《头号玩家》等影视作品中出现，1992年科幻作家Neal Stevenson发表的小说《雪崩》被公认为最早提出“元宇宙”这一名词。

元宇宙定义。2021年12月23日，中纪委网站发表文章《深度关注：元宇宙如何改变人类社会生活》中给元宇宙下的定义：元宇宙是基于互联网而生、与现实世界相互打通、平行存在的虚拟世界，是一个可以映射现实世界、又独立于虚拟世界的虚拟空间。

元宇宙特征

元宇宙具有沉浸式体验、虚拟身份、虚拟经济和虚拟社会治理的特征。沉浸式体验能够实现在现实世界中的感觉，这种感觉包括触觉、嗅觉、听觉等；虚拟身份是在虚拟空间中有一个或者若干个数字身份，可以通过虚拟身份在虚拟世界中进行社交、工作等；虚拟经济指在虚拟世界中能够实现类似现实世界中的货物交易；虚拟社会治理是指同样有一个存在于虚拟世界的组织，制定社区秩序和规则。

元宇宙发展阶段

元宇宙未来会分三个阶段：数字孪生阶段、数字原生阶段和虚实共生阶段。数字孪生是指将现实世界映射到虚拟世界中，而数字原生是创作者在数字世界或虚拟世界中生产产品，进行交易；虚实共生是将虚拟世界和现实世界联动起来，能够在两个世界中进行自由切换。

元宇宙技术

元宇宙概念爆发后，相关学者对元宇宙技术进行总结，目前比较公认的是赵国栋提出的六大技术，简称为BIGANT(大蚂蚁)，其具体包括区块链技术、交互技术、游戏引擎和空间计算技术、人工智能技术、网络技术和物联网技术。在白皮书中将技术与应用关系结合起来，分为硬件技术层、接入技术层、基础软件层等六大技术群。

硬件技术层

硬件技术层包括CPU、GPU、基带芯片、传感器和人工智能的技术，其中最核心的为芯片技术。芯片涉及范围广泛。5G 芯片、基带芯片、人工智能芯片、手机芯片、电脑的芯片等目前都远远达不到未来元宇宙的要求，目前芯片研发国外处于领先的位置，国内大部分厂商通过购买或者授权的方式参与经营，但以华为等为代表的企业加大在芯片领域的研发力度，逐渐在世界上崭露头角。人工智能核心技术包括机器学习、计算机视觉、自然语言处理和人机协同计算。结合元宇宙的技术要求，目前机器学习尚不能对数据进行抽象和归纳，计算机视觉存在计算量大导致高延迟、低沉浸的问题、自然语言尚未实现真正的语言理解，人机协同缺乏异构智能体之间的协作效率低的问题，导致人工智能技术不能满足元宇宙的要求。

接入技术层

接入技术层是元宇宙的入口。接入技术主要指虚拟现实设备，包括VR眼镜、VR头显，AR设备、脑机接口等。AR硬件比VR要求更高，目前还处于上游零部件和技术突破阶段，目前进展比较快的是光学显示技术，光学显示主要由微型显示器与棱镜、自由曲面/Bridbath、光波导等光学元件组成。脑机接口技术体系分为硬件层、软件层和应用层，作为一门交叉学科，脑机接口的关键技术需要多学科的协同进步，目前以美国、中国、日本研究进度比较领先。

基础软件层

基础软件层是实现元宇宙功能的基础操作软件，包括操作系统、数据库、编译器、通讯及协议等。操作系统主要用于进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理，在元宇宙中，操作系统可分为承载服务器（如物理服务器、虚拟机）的操作系统和承载用户客户端（如VR眼镜、手持设备）的操作系统。

数据库有多种类型，适用不同的应用场景，按应用类型可分为操作型、分析型和事务分析混合处理型数据库，按照数据关系组织可分为关系型SQL、非关系型及关系型NEWSQL数据库；按集中分布可分为共享存储集群及分布式集群数据库等；

编译器目前阶段所产生的编程语言已经满足不了未来元宇宙的需求，需要解决遏制语言霸权、打破语言壁垒和拒绝人造语言三个方面的问题从顶层构建元宇宙普遍语言。

5G移动技术标准研发上我国逐渐成为全球领跑者。在无线关键技术、网络关键技术、开放实验验证平台等方面不断突破，发挥5G对元宇宙发展的信息化支撑作用。

去中心化技术层

去中心化技术层主要指区块链技术，此外还包括NFT技术等。区块链技术主要实现数字身份、数字资产、数字货币和数字交易功能。区块链关键技术组成主要为对等网络、密码学算法、共识算法、账本储存模型、智能合约和虚拟机、区块链治理。其中，密码学算法与共识算法是最核心的关键技术。NFT代表数字化权益证明，包含三个基础功能：数字化实体映射、确权、流通。

数字创作层

数字创作层包括数字孪生、数字原生和虚实共生。数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间完成映射，从而反映相对应的实体全生命周期过程。数字原生和虚实共生目前还没有大量普及，更多还处于建设阶段。数字孪生诞生于工业制造领域，目前已经扩展到工业、医疗、农业等领域，但距离实现元宇宙的设想还有一定距离。

应用开发层指技术的综合运用场景。目前主要应用在游戏、社交、金融、媒体等，未来每一个行业、每一个产业都会元宇宙化。

元宇宙产业

从技术角度出发，划分为终端产业、生态应用、平台技术、网络技术、底层技术、和服务产业六大产业，在每个产业中又包含若干细分行业，多个行业的发展共同催生了元宇宙的生态。

元宇宙与能源业。元宇宙生态技术在能源行业广泛应用于新型电力系统、数字营业厅、能源工业云网、交易平台等，但目前仍处于探索期，需要加大在芯片、产业研究和生态试点力度。

元宇宙与农业。农业元宇宙在农业中的应用主要表现在：虚拟动植物生长状态、智能化农场、农产品溯源、沉浸式课堂、定制化生产。元宇宙的时间异步、多场景共存和沉浸式感知等特点大大推动农业生产力的发展。

元宇宙与金融投资。区块链技术为元宇宙提供了去中心化的清结算平台和价值传递机制，具体而言，DeFi、NFT等赛道的快速迭代，使更多人开始接受虚拟化资产范式，用户创作的 NFT 虚拟资产，可共用一系列基础设施，在项目间传递、联动。并且依靠 DeFi 金融系统，实现虚拟世界的普惠金融。

元宇宙与地产。在元宇宙中，人们进行数字创造产生数字化的产品，对于地产行业来说，未来将逐步减少实物展厅、利用数字化展厅宣传，同时可以让客户进行沉浸式购房体验，批量形成建设图纸，实现所见即所有，降低产品和需求不匹配的矛盾。

元宇宙与职业教育。元宇宙为职业教育发展带来新的变化主要表现在：一是虚拟教学设备将弥补职业教育的办学短板，弥补教育资源不公平；二是数字智能教师实现全时伴读的个性化教育；三是NFT为学士提供学习成果积累和不同体验的学习奖励；四是沉浸式互动教学环境更有利于深度学习和激发学生兴趣。

元宇宙与消费。元宇宙与消费体现在艺术、文旅等方面。艺术元宇宙由艺术空间、数字孪生、虚拟精灵、视觉图谱、艺术AI大脑构成，如虚拟艺术展、虚拟服装等，文旅消费通过VR、人工智能等技术实现消费者沉浸式旅游体验，同时改变了传统的线下场馆、售票等运行机制，并产生虚拟人、IP偶像等新的概念。

监管、风险与展望

元宇宙监管。元宇宙是互联网的延伸，逐步改变社会的生产生活方式，也推动传统监管方式的转变，监管的制定应当从国家层面跨部门牵头协调，提前出台规范指导性文件，设定一些监管科技门槛，防治杠杆化，份额化买卖交易，此外，元宇宙涉及个人信息极为丰富，应当把数据安全提到一个重要的高度；最后对于网络安全和元宇宙宣传，一方面引导公众正确看待元宇宙行业发展，此外也应严厉打击破坏网络安全的犯罪行径。

元宇宙风险。元宇宙发展过程中带来的主要风险表现在：伦理冲突和冷漠风险、资本操作风险、舆论泡沫风险、经济运行风险、堕落和沉迷风险、社会治理风险、技术风险、知识产权风险、隐私风险等。

元宇宙展望。元宇宙时代，是经济结构从结构主义向建构主义融合过渡的阶段，其生产要素、组织关系都发生了比较的变化，在变化过程中对人才的需求和建设带来新的挑战，未来需要更加多元的人才。但随着技术不断迭代、人才机制不断健全、生态不断完善，对未来在经济、社会、生产、科技、教育、生活等方面都有着无限的畅想空间。

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