原創 朱嘉明
在最近的200年，科學發展的速度一直在加快，我們現在達到了速度的極點。
—— 查理德·費曼
我已經為數本有關元宇宙的專著撰寫了序言。現在為葉毓睿、李安民、何超等作者所著的這本《元宇宙十大技術-把握數字經濟脈搏》做序，對我來說還是頗有挑戰性。因為，這本書確實推高了人們對於元宇宙的認知層次。作者通過Helium、SETI@home和Pak的Merge項目來說明元宇宙未來將是「創意、思想、意識協作的下一代網路」，是「多維共創互信網」。
元宇宙不是海市蜃樓式的虛像，而是基於技術體系支持的「虛擬現實世界」。那麼，解讀元宇宙的技術體系，幾乎是認知元宇宙的前提。本書提出了元宇宙「技術棧」的概念，將元宇宙技術體系歸納為五大支柱性技術和五大地基性技術。其中，「元宇宙五大地基性技術」包括：計算技術、存儲技術、網路技術、系統安全技術和AI技術；「元宇宙五大支柱性技術」包括：交互與展示的技術、數字孿生與數字原生的技術、創建身份系統與經濟系統的技術、內容創作的技術和治理技術。本書進而提供了讀者「元宇宙五大地基性技術」作為底層，「元宇宙五大支柱性技術」作為第二層次的 「元宇宙十大技術」架構圖解。不僅如此，全書對上述十大技術做了具有原創性，有深度，兼有宏觀和歷史視角的詮釋。
特別值得肯定的是對如下幾個技術的探討：
第一，數字孿生技術。沒有數字孿生，元宇宙無從談起。本書首先探討了數字孿生的六點共性：數字孿生是一種虛擬空間中的數字模型；數字孿生模型對應的是物理空間實體；數字孿生模型的生成方式是利用感測器採集的實時的以及歷史的數據通過數字化的方法抽象出來；數字孿生在時間軸上是覆蓋對應實體的全生命周期的；數字孿生在功能上是映射、模擬和模擬。進而，提煉出如下的元宇宙定義：「數字孿生是針對物理世界中的實體，通過採集其實時數據並綜合其歷史數據，利用數字化的方法抽象出來的能夠對該實體進行全生命周期映射、模擬和模擬的虛擬世界中的數字模型」。之後，本書通過時間、空間、數據、連接以及應用諸多維度，展現了「數字孿生的理想形態」。在這樣的基礎上，本書提出了由數據、建模計算、功能和體驗四個層次的「數字孿生分層技術架構」。
第二，數字原生技術。本書如此描述了數字原生的內涵：「數字原生是從虛擬的數字世界中產生並在數字世界中被使用，被擁有，被展現，從而產生其價值。即數字原生是生產人類物理世界存在之外的數字虛擬世界中的新場景，新物體，新『人類』（虛擬數字人）」。數字原生對元宇宙的價值意義是重大的：「數字原生物和場將會是元宇宙中虛擬環境的主要構成，虛擬數字人會是元宇宙中的公民，與現實世界中人的化身共同組成元宇宙中的人類社會與文明。數字原生知識則可能給元宇宙乃至人類社會帶來更深遠的影響。」
第三，計算技術。因為元宇宙是基於數以億計的個體設備組成的超大規模系統，對計算則形成了更多更大的挑戰：「計算任務，跨越架構和平台」，「計算位置，跨越雲邊端」，「計算的交互，跨越虛擬和現實」。進一步分析，元宇宙計算呈現一系列新的特徵：（1）軟體實體和硬體平台分離，即軟體工作任務，跟支撐它的硬體平台「解耦」；（2）元宇宙計算的架構越來越多，設備形態也越來越豐富——系統層次結構導致 「集中和分布」並存；（3）元宇宙計算的微觀基礎是「超異構計算「，即集合CPU、GPU以及DSA各自的優勢，從同構的CPU、異構的CPU+GPU，轉換成CPU+GPU+各類DSA的超異構計算。為此，元宇宙需要計算技術的工藝創新和架構創新。
第四，存儲技術。本書指出了數字資產如NFT或數字藏品存在的風險：鏈上索引所對應的原始數據實際多存放在中心化設備上，如加密朋克頭像存放Lava Labs 的中心化伺服器上，原始數據損毀將導致NFT失去意義。面對這一挑戰需要區塊鏈存儲，一種去中心化的存儲。介紹了區塊鏈存儲的定義、來龍去脈和分離，並積極探索了可能的發展路徑。有趣的是，圍繞著所有權、運營權和使用權的三權分置，探索了資源利用率的變革。
第五，網路技術。本書提出了「元宇宙網路」概念，即實現現實與虛擬的一種超連接，形成數字孿生環境和「人機物」的三元融合：一個物理人可以持續沉浸到數字人的世界，物理場景可以實時同步到元宇宙中。支持超連接的網路，需要覆蓋更大的範圍和具備時空連續性。為此，「除了傳統的基於TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協議/網際協議）協議的互聯網之外，更多類型的異構網路需要被充分融合，實現萬物互聯、人機共生」。在技術層面上：元宇宙的內容體驗需要網路高帶寬；元宇宙的實時交互需要網路低時延；元宇宙的「人機物」互聯，需要異構網路融合。總之，「元宇宙時代的網路，必須要能夠提供穩定的、持久的實時連接，滿足具有高帶寬、低時延、高穩定性、去中心化等特點的數據傳輸要求」。現在可以清楚預見，5G/6G和WiFi 6/7有助於現實和虛擬無縫地超連接，軟體定義廣域網（Software Defined Wide Area Network，SD-WAN）有助於元宇宙的按需擴展和融合。總之，元宇宙網路是基於IT前沿技術 ，以超連接、廣覆蓋、強邊緣、高智能為特徵的網路體系。
第六，AI技術。元宇宙中的內容無論是憑空創造還是從現實中複製而來，AI將為元宇宙賦予創新的內容和智能的「大腦」。沒有AI與元宇宙的結合，元宇宙的成長完全不可能。例如，GAN（Generative Adversarial Network，生成式對抗網路）屬於一種深度學習模型，它能夠自動化生成內容或進行內容增強，使得AIGC（AI Generated Content，AI生成內容）成為元宇宙時代的重要內容來源。AI對於元宇宙的重要性，還體現在「虛實交融：AI彌補數字人和物理人之間的鴻溝」。因為只有通過強化學習（Reinforcement Learning），虛擬人更像物理人；通過聯邦學習：物理人變成了數字人，也能保留隱私。總之，「元宇宙對現實的影響可以從智能的層次提升到智慧的層次。元宇宙從物理人的行為中學習智能，反之物理人也能從元宇宙中汲取智慧。得到這樣的結論是源自人們對元宇宙提供的這個巨大的人與環境的模擬系統的觀察」。進而可以設想，未來元宇宙對能源、算力、存儲、帶寬資源的分配也將AI化。本書關於元宇宙和人工智慧的思考，符合「廣義人工智慧」 （Bilateral AI）的方向，即將以往基於邏輯的符號AI和現有的基於數據的神經AI結合的雙向AI，因為廣義AI可以滿足知識遷移和互動、魯棒性、抽象和推理的能力、高效性等人工智慧的需求。[1]
如果說，僅僅肯定這本書提出了關於元宇宙技術體系的整體圖像，解析了其中的每項技術的結構、價值和技術發展方向，屬於一本關於元宇宙技術性書籍，是對這本書價值的低估。這本書在探討元宇宙技術背後的哲學意義，也有可圈可點之處。這本書在第一篇開宗明義地寫道：「元宇宙：意識和生命的互聯網」，並且以地球和人類的角度，將宇宙演化分為五個階段：零宇宙（奇點）是宇宙0.0；物理宇宙是宇宙1.0；生命宇宙是宇宙2.0；有人宇宙是宇宙3.0；元宇宙是宇宙4.0 。是否同意作者這樣的劃分宇宙的演變階段是一回事，但是，將元宇宙納入的人類對宇宙認知的體系之中，是很有啟發性的。特別是，作者將笛卡爾的「我思故我在」的命題，以及凱文·凱利在《必然》一書中「知化」（cognifying）概念，引入到對於元宇宙的思考，觸及到了元宇宙的核心問題：元宇宙是否將是一個基於人工智慧，超越現實人類的，以原生虛擬人為主體的全新的「通用智能體」？
在本書的最後部分，作者們回歸到人類意識發展與人工智慧的未來：「人腦與超腦，都需要形成對『自我』的觀念。」機器在處理一些複雜任務時不得不擁有自我意識，因為人工智慧技術使得人工意識（Artificial Consciousness）成為現實，即機器的自我意識現在不是可能不可能的問題——機器人時代大幕已然揭開。元宇宙的重要功能則是提供這樣一種人與機器的交互界面，創造人工智慧突破性進展，加速後人類時代到來的契機。在這樣的意義上，就不難理解：元宇宙中的一切皆計算機（XaaC）和一切皆服務（XaaS）聯繫在一起。因為，元宇宙就是通過計算實現的「意識的星辰大海」。
總之，這本書具有可觀的知識含量，涉及技術涵蓋面寬廣，基本囊括了現階段元宇宙涉及的所有技術的演進脈絡，作了深入淺出的闡述，並且描繪了相關技術在元宇宙中的應用前景，對普通讀者起到很好的科普作用。特別需要肯定的是，本書預測了在未來元宇宙建構中，異構晶元架構、指令架構、操作系統、虛擬化、數據中心、存儲、網路、帶寬等領域的發展方向，以及軟體定義硬體，開源加速標準和介面統一的方向。作者關於元宇宙的這些深度思想，為技術背景的讀者思考元宇宙技術發展方向，留下了新的問題和思考空間。
當然，這本書存在一些問題：宇宙演變的五個階段的說法——新穎，但是作為科學探討，則缺少深入論證；還有些問題屬於全書的體例和章節之間的銜接問題。
在本序言結束之時，我請讀者注意的本書的最後一個自然段：「隨著人類的主觀能力越來越強大、自由意志得到越來越充分地釋放，人類對世界的認識一方面不斷地向真實的物理世界靠攏，另一方面也在不斷地尋求超越、逐漸發展而比物理世界更為強大。因此，我們有理由認為：隨著認知的日益發展，人機的未來需要人類的設計和自由意志的指導，人類也才有可能成己而聖，為元宇宙立心，為萬世開太平」。這是迄今為止，在關於元宇宙價值的最有衝擊性的文字。我還是堅持人類需要謙卑主張，看到自己的極限，包括人工智慧和元宇宙網路，以及元宇宙的極限。最後，我以美國計算機科學家，首屆圖靈獎獲得者艾倫·佩利（Alan Perlis，1922‒1990）的一段話作為結語：「花一年時間在人工智慧上就足以使人相信上帝」。
2022年4月15日
北京
[1] 近期，長短期記憶網路（long short-term memory，LSTM）提出者和奠基者，奧地利人工智慧高級研究所（IARAI）創始人Sepp Hochreiter教授在《ACM通訊》發表論文，系統闡述了廣義 AI （broad AI）的原理。
收錄於合集#元宇宙6個#朱嘉明1個#AI1個#意識1個#多維共創互信網1個
