序

小元住在任天堂游戏《动物森友会》里一个叫“元宝”的岛上，显然“元宝”是她自己起的名字。小元因为购买了一幢豪宅，欠下“巨额债务”，所以每天都很辛苦地工作，好在她设计的家具在岛上很受欢迎，销量还不错。小元用挣来的钱点了一份外卖，还买了一张虚拟艺人演唱会的票。在演唱会上她认识了几个新朋友，他们相约周五晚上在酒吧小聚。为了给新朋友留下好印象，周五一下班，小元就跑到岛上的时尚店买了一套很酷的衣服和一些饰品。见面后，朋友们相谈甚欢，意犹未尽，于是又约了周末线下一起吃火锅。小元特意到理发店做了发型，还给朋友们带了亲手制作的饼干。对小元来说，虚拟世界和现实世界显然已经融为一体，这就是她平凡而又快乐的日常生活。

2021年，先是3月10 日，号称“游戏乐高”的罗布乐思（Roblox）上市，将自己定义为一个元宇宙平台，结果市值翻了10倍。随后，英伟达、脸书（Facebook）等大型企业陆续宣布进军元宇宙。作为美国互联网巨头的脸书甚至在2021年10月将其公司更名为“Meta”（意为超越、元），一时间“元宇宙”概念火遍全球。我想那个时候可能大多数人对元宇宙还是了解不多的。

我对元宇宙的兴趣并非源于对其本身的关注，而源于它未来可能对实现个人智能助手（Personal Assistant，PA）及其互联的支撑作用。2021年10月，《麻省理工科技评论》在杭州未来科技城举办了“35岁以下科技创新35人”全球榜单和亚太榜单的颁奖典礼，我被邀请为对话嘉宾，在探讨未来变革技术的时候，我讲到PA对于人们未来在信息获取方式上的变革，特别提到PA互联将带来的重要价值和意义，以及对其支撑技术和实现场景的挑战。很巧的是，第二天脸书宣布更名，看到新闻后，我隐约感觉到这是未来的一个趋势，PA和元宇宙的结合可能会是一个极具潜力的方式。

想要让大家搞清楚什么是元宇宙，我想最好的方式莫过于写一本书了。很巧的是，那时候我的好友、《比较》杂志研究部主管陈永伟老师也对元宇宙很感兴趣，于是我们一拍即合，共著了《元宇宙漫游指南》一书。该书于2022年3月出版。该书以一种科学研究的态度对元宇宙的概念、技术基础、经济学、治理、应用场景、商业布局、法律和公共政策等诸多问题进行了探讨。但是坦白地讲，直到现在我仍然没法自信地说我把元宇宙搞清楚了。似乎了解得越多，不知道的越多。就好比画一个圆圈，圆圈内是我们已知的，圆圈外是未知的，圆圈越大，未知的边界也越大。

通过想象、文学、游戏，甚至梦境，人类可以在现实世界和虚拟世界来回穿梭，体验不一样的生活，其实这并不是什么新鲜事。我们在《元宇宙漫游指南》中也指出，“元宇宙”一词可以追溯到尼尔·斯蒂芬森（Neal Stephenson）于1992年出版的小说《雪崩》，只是其中文译本把metaverse翻译成了“超元域”。那么30年过去了，为什么在今天，元宇宙的概念才火爆出圈，成为社会共同关注的话题？这其实是多种因素共同作用的结果。

商业利益的驱动可能是最直截了当的一个因素。在最近几十年中，数字经济一直是创造财富神话的领域。目前全球市值最高的公司，大多来自这一领域。然而，在最近一段时间，数字经济的造富神话也遇到不少挑战。随着用户被几大巨头瓜分殆尽，存量市场竞争激烈，未来数字经济该何去何从成为大家热议的话题。在这种背景下，号称互联网升级版的“元宇宙”就成了许多企业的“救命稻草”。谁能抢先抓住元宇宙的风口，谁就有可能在新一轮的创新浪潮中获胜，甚至弯道超车。

第二个非常重要的因素就是技术条件的成熟。记得Meta首席执行官马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）曾指出，“你可以把元宇宙看作一个具身性的互联网。在这里，你不再浏览内容，而是在内容之中”。如何置身内容之中？这背后无疑需要强大的技术支撑。

随着人机交互、数字孪生、云计算、人工智能、高速网络、区块链等技术的发展及终端设备的迭代，现阶段元宇宙的建设和演变进入快车道，为我们开启了多维度、全感官、沉浸式的交互体验。30年前沉重的虚拟现实（Virtual Reality，VR）设备目前已被轻便、高效的VR眼镜所取代；当今互联网在全世界的普及率已经超过67.9% （根据2023年数据），也就是说，世界上大部分的用户可通过计算机、手机等各种设备轻松接入互联网；网络的传输速率与30年前相比不可同日而语；人工智能技术的飞速发展帮助我们在元宇宙中创造出千千万万有趣的非玩家角色（Non-player Character，NPC），增添了更多的互动性和趣味性。这些技术的进步使得我们能够更好地在元宇宙中建立起经济和社会组织。事实上，从技术角度看，今天的我们似乎已经触及元宇宙的门槛。

元宇宙整合多种数字技术，催生出虚拟与现实、数字与应用相融合的互联网社会形态。这些新技术也成为打造元宇宙世界的新基石：人机交互技术提供了沉浸式体验（以扩展现实技术为代表）；数字建模技术生成了现实世界的镜像（以数字孪生技术为代表）；去中心化的可信数字经济体系（以区块链技术为代表）在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，架起虚拟世界与现实世界的桥梁。

记得我在一次分享中提到，元宇宙是对虚拟世界的一种想象，但这种虚拟世界究竟怎么实现、怎么运行，显然会受到客观技术条件的制约，所以想象力和技术是两个非常关键的因素。元宇宙是一个想象和技术相互反应、相互聚合的过程。在不同的技术条件下，我们看到的元宇宙也必然是不同的。

借助于各种数字技术，元宇宙为我们呈现了一个虚实交融、虚实相生的数字世界。在这个世界中，现实与虚拟的边界变得模糊，现实中的场景都可能因为数字技术的应用而得到无限的拓展。所谓“一花一世界，一树一菩提”，大概表达的也就是这个意思。

如果你现在能够给元宇宙一个定义，那它一定不是元宇宙未来的样子。因此，我们提出从技术发展的角度来认识和理解元宇宙的现状及其未来的方向，不再非要去追求给元宇宙一个统一、确定的定义，而是从演变的角度把元宇宙看成一个持续发展的新物种。基于这样一个观点，我们认为有必要对元宇宙中的关键支撑技术做全面、详细的梳理，于是就有了本书。

我们已经在《元宇宙漫游指南》中将错综复杂的元宇宙相关技术归纳为八大类，并构建了元宇宙的BIGCHINA技术体系，事实上就是这八大支撑技术的英文首字母，即区块链（Blockchain）技术、交互（Interactivity）技术、通信技术（Communication Technology，5G、6G）、云和边缘计算（Cloud and Edge Computing）技术、高性能计算和量子计算（High-Performance Computing and Quantum Computing）技术、物联网和机器人（IoT and Robotics）技术、网络（Network）技术、人工智能（Artificial Intelligence）技术。

因此，本书作为《元宇宙漫游指南》的姊妹篇，其主要目的是希望通过对元宇宙背后的数字技术进行更为详细的介绍，让读者从技术的角度对元宇宙有更为深入的理解和认识。在撰写前，我们也做了一些调研，发现当前系统性介绍元宇宙技术的图书并不多。撰写本书的初衷是希望能为想要了解元宇宙及其背后硬科技的读者提供一本有趣的科普读物。本书通俗易懂，将技术知识与实际应用相结合，详细介绍BIGCHINA技术体系的八大类技术内容及其特点，力争最大可能贴合非专业人士的阅读习惯。

我特别感谢人民邮电出版社王威和林舒媛两位编辑在撰写本书过程中给予的帮助和支持，他们的敬业和专业让本书增色许多。此外还要感谢复杂系统与社会计算实验室的黄一鸣同学对初稿部分章节做出的贡献，以及杭州师范大学阿里巴巴商学院的苟尤钊老师对本书内容提出的建设性意见。

最后，诚挚欢迎读者对本书提出任何意见和批评，以便我们能及时更正并在重印或再版时修改，进一步提高本书质量。需要指出的是，技术的进步永不停歇，本书内容如有疏忽和遗漏最新技术进展，还望见谅。

吕琳媛
中国科学技术大学
2024年4月