元宇宙(the Metaverse)原理包括元宇宙的功能、結構和運行等三個方面。筆者嘗試提出元宇宙原理甘氏模型。該模型圖示如下:
元宇宙原理甘氏模型也可以叫作元宇宙原理5-2-4模型?!霸钪嬖?-2-4模型”這個名稱取自將在下面談到的元宇宙功能、結構和運行的“五個領域”“兩個世界”“四個產生”。
一,元宇宙的功能
在功能上,或者說在場景或“應用”上,元宇宙是“五個領域”全囊括。即,元宇宙囊括了經濟、政治(或者說政務、政府)、軍事(或者說國防)、社會、文化等五個領域(這五個領域構成我們人類活動領域的全部);換句話說,元宇宙有經濟元宇宙、政治元宇宙(或者說政務元宇宙、政府元宇宙)、軍事元宇宙(或者說國防元宇宙)、社會元宇宙、文化元宇宙等五個領域。
經濟元宇宙包括消費元宇宙(以消費者為中心)、產業(yè)元宇宙(以生產者為中心)。產業(yè)元宇宙包括工業(yè)元宇宙、農業(yè)元宇宙、第三產業(yè)元宇宙。
第三產業(yè)元宇宙包括金融元宇宙、教育元宇宙、體育元宇宙、旅游元宇宙等等。
注意!經濟元宇宙、政治元宇宙、軍事元宇宙、社會元宇宙、文化元宇宙是互聯(lián)互通的。
元宇宙囊括一切,元宇宙就是一切——就是人類以及人類的升維拓展了的生存發(fā)展空間全部。
二,元宇宙的結構
1.“兩個世界”融合為一體
在結構上,元宇宙是“兩個世界”融合為一體。即,元宇宙是虛擬世界(或者說數(shù)字世界)與現(xiàn)實世界(或者說物理世界)融合為一體的世界;簡略地說,元宇宙是虛實融合(或者說數(shù)物融合)的世界。
注意!虛擬世界是跟現(xiàn)實世界無縫結合的,而不是獨立于現(xiàn)實世界的。
順便指出,數(shù)字世界與物理世界融合當然包含了下列諸個融合:數(shù)字經濟與實體經濟融合,數(shù)字資產與實物資產融合,數(shù)字社會與現(xiàn)實社會融合,數(shù)字生活與現(xiàn)實生活融合,數(shù)字身份與現(xiàn)實身份融合,等等。
2.現(xiàn)實世界
從頂層向下說,現(xiàn)實世界由社會、互聯(lián)網(wǎng)和狹義物理世界等三個子系統(tǒng)構成。社會由人構成,互聯(lián)網(wǎng)由計算機構成,狹義物理世界由狹義物理物構成。
從底層向上說,現(xiàn)實世界是各種物理物的總和,而物理物可以分為人、計算機和狹義物理物等三類,所以,現(xiàn)實世界的組分就是人、計算機和狹義物理物等三類物理物。
狹義物理物指除人和計算機之外的物理物,包括自然和狹義物理人工物。
自然包括時間、空間、天體、天體上的天然物、地球、地球上的天然物。
狹義物理人工物指除計算機和人腦內想法之外的物理人工物,可以分為狹義非虛構物理人工物和狹義虛構物理人工物等兩類。虛構也叫作幻想,下同。
人是元宇宙的中心,計算機是元宇宙的關鍵。
顯見,現(xiàn)實世界含有三個二元系統(tǒng):人機系統(tǒng)(或者說人-機系統(tǒng)、人-機共同體),物機系統(tǒng)(或者說物-機系統(tǒng)、物-機共同體),人物系統(tǒng)(或者說人-物系統(tǒng)、人-物共同體)。這里,“機”指計算機,“物”指狹義物理物。
應該指出,我們也可以換個角度從人工性/非人工性和虛構性/非虛構性來看現(xiàn)實世界的結構。
3.虛擬世界
虛擬世界實際上是存在于計算機中的。虛擬世界由計算機軟件定義,由計算機生成。
從頂層向下說,虛擬世界由虛擬非虛構世界和虛擬虛構世界等兩個子系統(tǒng)構成。虛擬非虛構世界由非虛構虛擬物構成,虛擬虛構世界由虛構虛擬物構成。
從底層向上說,虛擬世界是各種虛擬物的總和,而虛擬物可以分為非虛構虛擬物和虛構虛擬物等兩類,所以,虛擬世界的組分就是非虛構虛擬物和虛構虛擬物等兩類虛擬物。
應該指出,虛擬物當然都是人工物。
三,元宇宙的運行
在運行上,元宇宙是“四個產生”形成大回路。即,在元宇宙中數(shù)字孿生、數(shù)字原生、物理孿生和物理原生形成大回路。
數(shù)字孿生(虛擬孿生)是物理產生數(shù)字(現(xiàn)實產生虛擬),即把物理數(shù)字化(把現(xiàn)實虛擬化)。
數(shù)字原生(虛擬原生)是數(shù)字產生數(shù)字(虛擬產生虛擬),其中包括自學習、自適應、自復制、自進化的虛擬物產生虛擬物。
物理孿生(現(xiàn)實孿生)是數(shù)字產生物理(虛擬產生現(xiàn)實),即把數(shù)字物理化(把虛擬現(xiàn)實化)。
物理原生(現(xiàn)實原生)是物理產生物理(現(xiàn)實產生現(xiàn)實),其中包括自學習、自適應、自復制、自進化的機器人制造機器人和其他物理人工物。
由于“四個產生”形成大回路,所以,元宇宙虛擬世界與現(xiàn)實世界之間實時且動態(tài)地雙向映射、雙向驅動、雙向控制。
應該指出,數(shù)字原生實際上是發(fā)生于計算機中的。
還應該指出,虛擬世界與現(xiàn)實世界的交互實際上是通過計算機用戶界面進行的,即,數(shù)字孿生實際上是從人、狹義物理物或計算機到計算機的,物理孿生實際上是從計算機到人、狹義物理物或計算機的。
四,元宇宙概念超越了相關概念
元宇宙概念超越了下列跟計算機/互聯(lián)網(wǎng)相關的概念:
人-信息-物理系統(tǒng)(human-cyber-physical systems,HCPS,人賽博物理系統(tǒng));
社會物理信息系統(tǒng)(Cyber-Physical-Social Systems,CPSS,賽博物理社會系統(tǒng),信息物理社會系統(tǒng));
信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems,CPS,賽博物理系統(tǒng));
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT);
數(shù)字孿生(digital twin)(工業(yè)界所說的數(shù)字孿生,不等同于本文所說的元宇宙的數(shù)字孿生);
智能制造(intelligent manufacturing);
先進制造(Advanced manufacturing);
工業(yè)4.0(Industry 4.0);
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(industrial internet)。
五,元宇宙一句話定義
根據(jù)上面對元宇宙的分析,我們可以給元宇宙下一個定義:元宇宙(the Metaverse)是虛擬世界(或者說數(shù)字世界)與現(xiàn)實世界(或者說物理世界)融合為一體的世界;簡略地說,元宇宙是虛實融合(或者說數(shù)物融合)的世界。注意,這里定義的“元宇宙”所對應的英文是the Metaverse,Metaverse首字母要大寫,并且前面帶有定冠詞the。本文的“元宇宙”都是這個意義,除非加了限定詞(例如“經濟元宇宙”,economy metaverse)或者做了特別說明。
上述定義雖然簡單,但也足夠充分,因為,術語學認為,定義(definition)是對概念的簡潔而準確的描述性陳述(descriptive statement),使區(qū)別于其他相關概念。跟百科全書式描述或者解釋說明不同,定義的主要目的不是對一個給定的概念提供全面完整的理解,而是提供足夠的理解以避免將給定的概念與其他相關概念混淆。