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众多字典和学者皆对网络空间进行了界定，但是尚未有公认的、统一的定义。20世纪80年代初出现了一种新的科学文学体裁，即赛博朋克（cyberpunk）文学，赛博朋克是控制论（cybernetics）和朋克（punk）的结合词，背景建立于“低端生活与高等科技的结合”（combination of low-life and high technology）。最为经典的代表作为威廉·吉布森（William Gibson）撰写的《神经漫游者》（Neuromancer），此作品于1984年获得了雨果奖（Hugo Award）、菲利普狄克奖（Philip K.Dick Memorial Award）和星云奖（Nebula Award）。在这部作品中，Gibson（2010∶51）首次提出网络空间（cyberspace）这个词，并在互联网和虚拟现实存在之前就对其进行了设想，将网络空间定义为，“网络空间是每个国家的合法运营者和学习数学概念的儿童每天皆可产生的一种共识性幻觉……这些幻觉是每台计算机数据库中的数据在人体系统中再现的结果，具有难以想象的复杂性”。
较于“因特网”，“网络空间”的含义更为广泛，被定义为“通过计算机网络进行交流的虚拟环境”（《牛津英语词典》），“通过三维模式体现的存储于更大的计算机或网络中的所有数据，其中虚拟现实用户可自由移动”（《柯林斯英语字典》），“计算机网络和因特网的网络世界”（《韦氏词典》），“电子交际的空间”（Dictionary.com），“虚拟现实”（The Tech Terms Computer Dictionary）以及“通过互联网实现的信息世界”（Wiktionary）。Melzer（2011∶4）将“网络空间”定义为“一个全球电子信息和通信基础设施互联的网络，包括互联网、电信网络以及其中的信息”。红十字国际委员会ICRC（2015：39）将“网络空间”简单地定义为“提供全球互联互通的虚拟空间”。目前使用的网络类型不仅包括互联网，还包含企业或组织内联网、无线网络以及蜂窝网络，其皆可传送邮件、即时消息以及音乐和电影等（Weir & Mason，2017）。Strate（1999）将网络空间分为三层：零层空间（zero order cyberspace），主要涉及网络空间本体（cyberspace ontology），即网络空间是准空间（paraspace）或非空间（nonspace），一种虚构的、想象的或未实现的空间，一个看似自相矛盾的不是空间而是假空间或模拟空间的空间；第一层空间（first order cyberspace），由物理网络空间（physical cyberspace）、概念网络空间（conceptual cyberspace）和感知网络空间（perceptual cyberspace）构成，其中物理网络空间包括计算机的物质基础、显示器、磁盘驱动器、调制解调器、电线等及其用户，概念网络空间指的是在与计算机技术互动时人们头脑中产生的空间感，感知网络空间被视为物理网络空间和概念网络空间之间的桥梁，指的是人机界面通过一种或多种感官的相互作用而产生的空间感；第二层网络媒体空间（cybermedia space），指的是通过用户与计算机及相关技术的通信而产生的空间感，可细分为美学空间、信息或数据空间以及互动或关系空间三个部分。
表1.1介绍了有关国家网络安全战略文本对网络空间的定义。从表1.1数据看出，不同国家对网络空间的定义不尽相同，主要体现在定义范围上的差异。从广义上讲，网络空间既包括信息技术基础设施相互依存的网络，包括互联网、电信网络、计算机系统，又包括与互联网连接的设备以及嵌入式处理器和控制器等硬件，例如，卡塔尔、沙特阿拉伯、英国和孟加拉国对网络安全的定义。从狭义上讲，网络空间指的是信息系统以及将这些系统互联的网络，如阿富汗、克罗地亚、斯洛伐克、德国和奥地利。表1.1中网络空间的定义对Strate提出的三种网络空间皆有涉及，就网络空间本体而言，所有国家皆认可网络空间是一种虚拟空间，其中网络空间物理空间与信息或数据空间是网络空间的重要构成部分，还强调计算机和用户之间的互动以及网络空间与社会之间的互动。此外，网络空间被视为互联网的上位概念。但在实践中，网络空间和互联网这两个概念常被混淆使用。例如，在机构名称的翻译中，“中共中央网络安全和信息化委员会办公室”被翻译为Office of the Central Cyberspace Affairs Commission；而“中华人民共和国国家互联网信息办公室”被翻译为Cyberspace Administration of China。
表1.1 网络空间定义
表1.1数据表明，网络空间作为一个符号具有空间性，其含义可因国家而异。网络空间也具有一定的时间性，如美国国家战略中对网络安全的定义。美国2003年《国家网络空间安全战略》将网络空间定义为“神经系统——国家的控制系统……由数以万计的相互联接的计算机、服务器、路由器和光缆组成，支撑关键基础设施运作”；2006年《网络空间行动国家军事战略》将网络空间“视为一个域，其特征是利用电子和电磁光谱，通过网络信息系统和物理基础设施存储、修正和交换信息”；2008年《国家安全第54号总统令》、《第23号国土安全总统令》及2009年《网络安全政策评估》中，网络空间被定义为“信息技术基础设施相互依存的网络，包括互联网、电信网、计算机系统和重要行业中的嵌入式处理器和控制器”；2011年《网络空间可信身份国家战略》将网络空间定义为“构成通讯基础的信息技术各部分相互依存的网络，互联网是网络空间的组成部分之一”；2018年《美国国土安全部网络安全战略》将网络空间定义为“信息技术基础设施相互依存的网络，包括互联网、电信网、计算机，信息通信系统以及嵌入式处理器和控制器”。从上述定义可以看出，美国政府对网络空间的定义随着时间日渐全面和统一，但是其定义皆未明确指出网络空间的社会属性。