一、引言
2021年，在線創作沙盒游戲平臺Roblox在美上市，稱為“元宇宙”第一股[1]，Facebook更名為“Meta”[2]，引發全球性的“元宇宙”狂熱。蘋果、微軟、谷歌、英偉達、騰訊、字節跳動等科技巨頭根據各自優勢加大對元宇宙的布局，爭取新一代互聯網風口。同時，國內外政府也加快制定“元宇宙”發展計劃。韓國首爾宣布從2022年起分三個階段在經濟、文化、旅游、教育、信訪等市政府所有業務領域打造“元宇宙”行政服務生態[3]。上海、浙江明確提出前瞻部署“元宇宙”等領域，深圳成立“元宇宙”創新實驗室，無錫發布《太湖灣科創帶引領區“元宇宙”生態產業發展規劃》，武漢、合肥、成都等地也在政府工作報告中提及“元宇宙”。
當前，業界對于“元宇宙”的基本概念等還沒有達成共識，存在不同理解和分歧。清華大學新聞學院教授沈陽認為，元宇宙是整合多種新技術而產生的新型虛實相融的互聯網應用和社會形態，它基于擴展現實技術提供沉浸式體驗，以及數字孿生技術生成現實世界的鏡像，通過區塊鏈技術搭建經濟體系，將虛擬世界與現實世界在經濟系統、社交系統、身份系統上密切融合，并且允許每個用戶進行內容生產和編輯[4]。北京大學新聞與傳播學院院長陳剛教授、董浩宇博士認為，元宇宙是利用科技手段進行鏈接與創造的，與現實世界映射與交互的虛擬世界，具備新型社會體系的數字生活空間[5]。中國信通院專家研究認為，“元宇宙”是架構于數字孿生、區塊鏈等數字技術體系之上的虛擬化經濟社會應用形態和服務生態，是理念、內涵、模式持續演化的互聯網發展新階段[6]。
總(zong)體來看，業界普遍認為數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生是(shi)實現“元(yuan)宇(yu)宙”的(de)關(guan)鍵技術，從(cong)概念(nian)上，數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生城(cheng)市(shi)(shi)和(he)“元(yuan)宇(yu)宙”均是(shi)建(jian)立“虛實共生”的(de)世界。但(dan)數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生城(cheng)市(shi)(shi)是(shi)基于(yu)數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生技術體系，對(dui)城(cheng)市(shi)(shi)規劃、建(jian)設、治(zhi)理服務(wu)的(de)再造，內涵和(he)方(fang)向目標相對(dui)清(qing)晰(xi)。“十四五”國家數(shu)字(zi)(zi)經(jing)濟規劃和(he)信息化規劃等均提出，各地(di)要(yao)因(yin)地(di)制(zhi)宜探索建(jian)設數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生城(cheng)市(shi)(shi)。因(yin)此(ci)，本(ben)文從(cong)確(que)定性的(de)數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生城(cheng)市(shi)(shi)發展起點延伸，擴展到不確(que)定性的(de)“元(yuan)宇(yu)宙”數(shu)字(zi)(zi)空(kong)間，從(cong)數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生城(cheng)市(shi)(shi)發展實踐(jian)和(he)經(jing)驗角度，為“元(yuan)宇(yu)宙”發展提供(gong)策(ce)略建(jian)議。
二、數字孿生(sheng)城(cheng)市實現從概(gai)念到落(luo)地，具備五(wu)大技(ji)術體系
數(shu)字孿生城市開辟新興智慧城市的建設和治理新模式。2010年(nian)，美國(guo)國(guo)家航空航天局（NASA）的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)報告中(zhong)正式使用(yong)了“數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)”一詞。數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)技(ji)術(shu)最早(zao)運(yun)用(yong)于工業制造(zao)領(ling)域，隨著新一代信息技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)飛速發展(zhan)(zhan)和廣泛應(ying)用(yong)，數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)市應(ying)運(yun)而生(sheng)(sheng)。數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)市是在(zai)數(shu)字(zi)空間再造(zao)一個與(yu)物(wu)理城(cheng)(cheng)市匹配對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)數(shu)字(zi)城(cheng)(cheng)市，全息模擬、動態監(jian)控、實(shi)(shi)(shi)時診斷、精準預測城(cheng)(cheng)市物(wu)理實(shi)(shi)(shi)體在(zai)現(xian)實(shi)(shi)(shi)環(huan)境中(zhong)的(de)(de)(de)狀態，實(shi)(shi)(shi)現(xian)物(wu)理城(cheng)(cheng)市與(yu)數(shu)字(zi)城(cheng)(cheng)市協同交(jiao)互、平行運(yun)轉[7]。《國(guo)民經濟和社會(hui)發展(zhan)(zhan)第十四個五年(nian)規(gui)劃和2035年(nian)遠景目(mu)標(biao)綱要》提出“探索建設數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)市”，上(shang)海、浙江(jiang)、天津、廣州、深圳等地開展(zhan)(zhan)示范(fan)性試點項(xiang)目(mu)，以點帶面打(da)造(zao)數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)市，助力智(zhi)慧城(cheng)(cheng)市建設。
數(shu)字(zi)孿(luan)生城市包括五大技術體系。數(shu)字(zi)孿(luan)生城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)是(shi)基(ji)于城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)業(ye)務而(er)構(gou)建的(de)一個復雜巨系統，從當前發展(zhan)來看，大(da)致由五類(lei)技(ji)(ji)術(shu)緊(jin)密結合(he)而(er)成。“空(kong)間(jian)地理(li)信(xin)息”技(ji)(ji)術(shu)為城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)提供(gong)(gong)集成底板、參(can)照基(ji)準和(he)位(wei)置(zhi)服務。“建模(mo)與(yu)渲染”技(ji)(ji)術(shu)為城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)提供(gong)(gong)基(ji)礎(chu)骨架(jia)，實現(xian)物理(li)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)的(de)精準刻畫與(yu)可(ke)視化呈(cheng)現(xian)。“感知和(he)標(biao)識”技(ji)(ji)術(shu)采集城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)實時運(yun)行數(shu)據(ju)，并(bing)通過(guo)標(biao)識與(yu)模(mo)型集成，為城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)提供(gong)(gong)數(shu)據(ju)血(xue)液傳(chuan)輸。“算法與(yu)仿(fang)真”技(ji)(ji)術(shu)不斷(duan)將城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)運(yun)行規則、業(ye)務模(mo)型、深度(du)學(xue)習預(yu)測(ce)結果等(deng)，模(mo)擬仿(fang)真呈(cheng)現(xian)給所有城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)用(yong)戶。“交互(hu)與(yu)控(kong)制”技(ji)(ji)術(shu)為城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)用(yong)戶參(can)與(yu)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)治理(li)、獲取城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)服務提供(gong)(gong)互(hu)動互(hu)操作支撐[8]。
三、“元宇(yu)宙”概念(nian)重啟，為數(shu)字孿(luan)生產業提供新機(ji)遇(yu)
數字(zi)孿生技(ji)術是(shi)構(gou)建“元(yuan)宇(yu)宙”基石。“元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)宙(zhou)”作為(wei)(wei)連通現(xian)實世(shi)界與(yu)虛(xu)擬(ni)世(shi)界的(de)通道和(he)人(ren)類數(shu)字(zi)化(hua)生(sheng)(sheng)存的(de)載體(ti)，通過數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)技術將(jiang)現(xian)實世(shi)界鏡像到虛(xu)擬(ni)世(shi)界里面去，以此(ci)構(gou)建細(xi)節(jie)極致豐(feng)富的(de)擬(ni)真的(de)環境，營造出(chu)沉浸式在場(chang)體(ti)驗，因(yin)此(ci)數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)是(shi)構(gou)成(cheng)“元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)宙(zhou)”社會活(huo)動(dong)體(ti)系(xi)的(de)基礎支撐系(xi)統。元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)宙(zhou)除數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)技術外，還需要腦(nao)機交互(hu)、區塊鏈、虛(xu)擬(ni)人(ren)等更多(duo)的(de)技術支持，如應用區塊鏈技術為(wei)(wei)數(shu)字(zi)資產交易與(yu)流通監(jian)管(guan)提供安全認證，使得“元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)宙(zhou)”中任何“權利”都具備了金融屬性和(he)交易流通可行性，以此(ci)構(gou)建“元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)宙(zhou)”去中心(xin)化(hua)、開放式虛(xu)擬(ni)經濟運行體(ti)系(xi)。
數(shu)字孿(luan)生企業(ye)紛(fen)紛(fen)進軍“元(yuan)宇(yu)宙”。除(chu)Facebook、Roblox、英(ying)偉達(da)、高通、網易、騰訊(xun)、阿里等(deng)科技(ji)巨頭(tou)啟動“元(yuan)(yuan)宇宙”外，優锘(nuo)科技(ji)、飛渡科技(ji)、51WORLD、孿數科技(ji)等(deng)數字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)市企(qi)業也紛(fen)紛(fen)在“元(yuan)(yuan)宇宙”領域發聲。數字孿生(sheng)技(ji)術(shu)加持下，中國(guo)國(guo)際服務貿易交易會(hui)數字平臺、百度“希(xi)壤”等(deng)“元(yuan)(yuan)宇宙”初(chu)步應用(yong)已經(jing)啟動。隨著“元(yuan)(yuan)宇宙”深入發展(zhan)(zhan)，越來越多掌握物聯(lian)感知(zhi)技(ji)術(shu)、模型渲染、城(cheng)(cheng)市算(suan)法仿真、虛實交互等(deng)關(guan)鍵技(ji)術(shu)的數字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)市相關(guan)企(qi)業即將加入，市場板塊也在快速提升和持續擴展(zhan)(zhan)，有望催生(sheng)新一批(pi)創新企(qi)業。
四、“元(yuan)宇宙”與數字孿(luan)生城市形式類似，但(dan)本(ben)質不同
“元(yuan)宇宙(zhou)”與數字(zi)(zi)孿(luan)生城(cheng)市形式相近(jin)，都需要(yao)創(chuang)建數字(zi)(zi)世界中(zhong)的虛擬(ni)對象(xiang)，但是(shi)“元(yuan)宇宙(zhou)”發源于(yu)科幻，成(cheng)型于(yu)游(you)戲，引爆于(yu)社交；數字(zi)(zi)孿(luan)生城(cheng)市起(qi)源于(yu)工業，傾向于(yu)對現(xian)實社會的治理(li)、對行業業務效率的改進，二(er)者面向對象(xiang)不(bu)同，因此本質(zhi)上存(cun)在差異。
“元(yuan)宇宙”強調“人的孿生”。數字孿生城市必須是永續的、實(shi)時的，和現(xian)(xian)實(shi)世界一致且保(bao)持同(tong)步，能(neng)夠(gou)與現(xian)(xian)實(shi)世界互(hu)動(dong)操作。而“元宇宙(zhou)”則在城市的基礎(chu)之(zhi)上，引入(ru)了“人的行(xing)為”這一主觀要素，現(xian)(xian)實(shi)世界中的各種人類(lei)活(huo)動(dong)（如買賣交易、人際交往等）均要求能(neng)在“元宇宙(zhou)”中完成，從人類(lei)個體，到(dao)人類(lei)社會關系，都(dou)需要相互(hu)連(lian)接(jie)、相互(hu)影響、協(xie)同(tong)進化。
“元宇宙(zhou)”是“完(wan)美數字孿生世界”。數字孿生(sheng)城市(shi)強(qiang)調(diao)的(de)(de)是(shi)對唯一現(xian)(xian)實世界物理(li)元素進(jin)行(xing)嚴格地、精確地1:1的(de)(de)還原，強(qiang)調(diao)物理(li)真(zhen)實性，更加傾向(xiang)于對現(xian)(xian)實社會(hui)的(de)(de)治(zhi)理(li)、對行(xing)業(ye)業(ye)務效率的(de)(de)改進(jin)和技術創(chuang)新(xin)。而“元宇宙”概念(nian)起(qi)于科幻小說，更傾向(xiang)于構建(jian)公共娛(yu)樂(le)社交的(de)(de)理(li)想(xiang)數字社會(hui)，它直接(jie)面向(xiang)人，強(qiang)調(diao)視覺沉浸性、展示豐(feng)富的(de)(de)想(xiang)象力和沉浸感(gan)，呈(cheng)現(xian)(xian)的(de)(de)是(shi)腦洞大開的(de)(de)“多元宇宙”，允許在(zai)數字世界中(zhong)對現(xian)(xian)實世界進(jin)行(xing)修改，也可以完全(quan)塑造全(quan)新(xin)的(de)(de)理(li)念(nian)數字世界，通過內容運營(ying)，產(chan)生(sheng)相應價(jia)值(zhi)。
五、以數(shu)字孿生城市發(fa)展經驗，促進“元(yuan)宇(yu)宙”發(fa)展
隨著(zhu)數(shu)字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)市的落地實施，暴露出(chu)一系列現實問題(ti)(ti)，例如數(shu)據(ju)融合難(nan)、數(shu)據(ju)安全問題(ti)(ti)、城(cheng)(cheng)市運行(xing)機理(li)問題(ti)(ti)、技術(shu)典型應(ying)用場(chang)景(jing)深(shen)度不足和關鍵技術(shu)卡脖子制約等。加強數(shu)據(ju)體系建設與治(zhi)理(li)、強化“元(yuan)宇宙”技術(shu)體系創新攻關、加強城(cheng)(cheng)市運行(xing)機理(li)問題(ti)(ti)研(yan)究(jiu)、開發拓展(zhan)多元(yuan)化應(ying)用場(chang)景(jing)，有利于促進“元(yuan)宇宙”持續(xu)健康(kang)發展(zhan)。
重(zhong)視數據(ju)體系建設與治理，加強規范引導。無論是數(shu)字孿生城市還是“元(yuan)宇宙”，共(gong)同之處都需要以數(shu)據(ju)(ju)為(wei)基礎。雖然數(shu)字孿生城市匯聚(ju)海(hai)量數(shu)據(ju)(ju)，但數(shu)據(ju)(ju)準確性差、數(shu)據(ju)(ju)不一(yi)致、數(shu)據(ju)(ju)不更新、數(shu)據(ju)(ju)安全等問(wen)題突(tu)出。隨(sui)著“元(yuan)宇宙”的(de)不斷發展(zhan)，還會產生大量個人行為(wei)數(shu)據(ju)(ju)，應(ying)加快開展(zhan)針(zhen)對城市空間(jian)數(shu)據(ju)(ju)、個人數(shu)據(ju)(ju)相關(guan)標準研究和(he)立法工作，同時針(zhen)對“元(yuan)宇宙”應(ying)用發展(zhan)可能(neng)(neng)帶來的(de)潛在風險沖擊(ji)提(ti)前研究制(zhi)定政策工具和(he)管(guan)理(li)手段，增強抗(kang)風險沖擊(ji)和(he)主動(dong)治理(li)能(neng)(neng)力。
強化(hua)“元宇宙”技術(shu)體系創新(xin)攻關。當前數字孿生城市涉及標識感知、模擬仿真、可視化渲染等多項關鍵技術自身發展和融合應用還有待加強，利用人工智能、邊緣計算對動態數據快速分析處理能力不足，傳感器技術不能滿足全域感知部署需求。數字孿生技術上的成熟度，直接決定“元宇宙”在虛實映射與虛實交互中所能支撐的完整性。亟需強化政策精準支持，鼓勵市場創新主體加快AR/VR/MR、云計算、物聯網、人工智能、智能硬件、圖形圖像渲染等技術突破攻關，為“元宇宙”應用提供更完備和成熟的技術支持。
加強城(cheng)市運(yun)行機(ji)理問題研究(jiu)。城(cheng)(cheng)市(shi)是(shi)一(yi)個開(kai)放(fang)的(de)(de)(de)復(fu)雜巨系(xi)(xi)統，我們所看到的(de)(de)(de)，通(tong)常只是(shi)城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)物理形態和(he)(he)一(yi)些(xie)高度簡化的(de)(de)(de)系(xi)(xi)統運行狀態和(he)(he)模擬推演(yan)。即使掌握機(ji)器學(xue)習和(he)(he)深度學(xue)習技術，具備了一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)對高維系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)抽象和(he)(he)模式識別能力，甚至可以(yi)一(yi)定(ding)程(cheng)度上實現數(shu)字系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)自學(xue)習和(he)(he)自適應，但城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)數(shu)字孿生是(shi)目(mu)前尚無法(fa)在技術上哪(na)怕近似實現的(de)(de)(de)。加入(ru)“人”與“社會”等復(fu)雜變量之(zhi)后(hou)，“元宇宙”的(de)(de)(de)內在機(ji)理問題遠比數(shu)字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)復(fu)雜。未來，深入(ru)研究與探(tan)索城(cheng)(cheng)市(shi)外(wai)生驅動和(he)(he)內生機(ji)制(zhi)，才是(shi)實現城(cheng)(cheng)市(shi)“真孿生”的(de)(de)(de)關鍵。
開發拓展(zhan)多元化應用場景。目前(qian)數字(zi)孿(luan)(luan)生城市(shi)(shi)(shi)以(yi)(yi)政府(fu)投資(zi)運(yun)營(ying)為(wei)主，66.7%的(de)(de)(de)數字(zi)孿(luan)(luan)生城市(shi)(shi)(shi)項目由政府(fu)投資(zi)建(jian)(jian)設(she)[8]，數字(zi)城市(shi)(shi)(shi)建(jian)(jian)設(she)成本與(yu)收益、研究(jiu)與(yu)應(ying)(ying)用(yong)間的(de)(de)(de)差(cha)距短期內尚未能(neng)彌合(he)。長(chang)期發(fa)(fa)展(zhan)應(ying)(ying)面(mian)向企業(ye)與(yu)個人(ren)運(yun)營(ying)方(fang)式(shi)，與(yu)企業(ye)運(yun)營(ying)及居民(min)(min)生活中的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)場景打通，創造(zao)新的(de)(de)(de)業(ye)態和(he)(he)價值。從To G向To B和(he)(he)To C轉變(bian)的(de)(de)(de)關(guan)鍵在于(yu)挖掘(jue)合(he)適的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)場景，應(ying)(ying)用(yong)于(yu)社(she)交領域(yu)的(de)(de)(de)“元(yuan)(yuan)宇宙(zhou)(zhou)”恰(qia)好能(neng)夠提供入(ru)口。而“元(yuan)(yuan)宇宙(zhou)(zhou)”當前(qian)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)只限于(yu)社(she)交與(yu)游戲娛樂，長(chang)遠健(jian)康的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)有賴于(yu)服務實(shi)體經(jing)濟和(he)(he)現實(shi)社(she)會，因此，“元(yuan)(yuan)宇宙(zhou)(zhou)”要加強與(yu)數字(zi)孿(luan)(luan)生城市(shi)(shi)(shi)互補。一(yi)方(fang)面(mian)可(ke)以(yi)(yi)在“元(yuan)(yuan)宇宙(zhou)(zhou)”中建(jian)(jian)造(zao)新的(de)(de)(de)城市(shi)(shi)(shi)各種設(she)施，邀請市(shi)(shi)(shi)民(min)(min)感(gan)受(shou)和(he)(he)試用(yong)，以(yi)(yi)便于(yu)在真實(shi)世界(jie)建(jian)(jian)造(zao)前(qian)進(jin)行優化改進(jin)。另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)將數字(zi)孿(luan)(luan)生城市(shi)(shi)(shi)作(zuo)為(wei)基礎平臺，開放(fang)給不同企業(ye)和(he)(he)個人(ren)，在此基礎上可(ke)以(yi)(yi)開發(fa)(fa)自(zi)己專屬應(ying)(ying)用(yong)，擴展(zhan)投資(zi)渠道。
參(can)考資料：
[1] Roblox上市前(qian)估(gu)值(zhi)約40億(yi)美元，目前(qian)估(gu)值(zhi)飆升十(shi)倍以上，超480億(yi)美元；
[2] Meta：“元宇(yu)宙”Metaverse的前綴，通俗翻譯為“超(chao)越”；
[3] 韓國(guo)首爾市政府《元宇宙首爾五年計劃》；
[4] 清(qing)華大(da)學新媒體研(yan)究中心《2020-2021年元宇宙發展研(yan)究報告(gao)》；
[5] 北(bei)京(jing)大學(xue)(xue)學(xue)(xue)者(zhe)發布元宇宙(zhou)特征與屬性START圖譜；
[6] 中國信通院劉小林等：理性(xing)認識“元宇宙(zhou)”發(fa)展熱潮(chao)，加強引導促(cu)進市場健康有序(xu)發(fa)展；
[7] 中(zhong)國信(xin)息通信(xin)研究院(yuan)《數字孿生(sheng)城市白皮書（2018年(nian)）》；
[8] 中國信息通信研(yan)究院《數字孿生(sheng)城市白(bai)皮書（2021年(nian)）》。
