一、引(yin)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]。
總體(ti)來看，業界普遍認為數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)是實現“元(yuan)宇(yu)宙(zhou)”的(de)(de)關(guan)鍵技術，從(cong)概念上，數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)和“元(yuan)宇(yu)宙(zhou)”均是建立“虛(xu)實共生(sheng)(sheng)(sheng)”的(de)(de)世界。但數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)是基于數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)技術體(ti)系(xi)，對城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)規劃、建設、治理服務的(de)(de)再造，內涵和方向目標相對清晰。“十四五”國家數(shu)(shu)字(zi)經濟規劃和信息(xi)化規劃等(deng)均提(ti)出，各地要因地制宜探索建設數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)。因此，本文從(cong)確定(ding)性(xing)的(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)發展(zhan)起點延(yan)伸，擴(kuo)展(zhan)到不(bu)確定(ding)性(xing)的(de)(de)“元(yuan)宇(yu)宙(zhou)”數(shu)(shu)字(zi)空間，從(cong)數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)發展(zhan)實踐和經驗角(jiao)度(du)，為“元(yuan)宇(yu)宙(zhou)”發展(zhan)提(ti)供策(ce)略(lve)建議。
二、數字(zi)孿生城(cheng)市實現從概(gai)念到(dao)落地，具備五大技術體(ti)系(xi)
數字孿(luan)生(sheng)城市開辟新興智慧城市的建設和治理新模式。2010年，美國國家航空航天(tian)局（NASA）的(de)(de)技術(shu)報告(gao)中正(zheng)式使用(yong)了“數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生”一(yi)詞。數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生技術(shu)最早運(yun)用(yong)于(yu)工業制造領域，隨著新一(yi)代信息技術(shu)的(de)(de)飛速發展(zhan)和(he)廣泛(fan)應用(yong)，數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)應運(yun)而生。數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)在數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)空間再造一(yi)個與物(wu)理城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)匹配對應的(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)，全息模擬(ni)、動態監控、實(shi)時診(zhen)斷、精準預(yu)測(ce)城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)物(wu)理實(shi)體在現實(shi)環(huan)境中的(de)(de)狀(zhuang)態，實(shi)現物(wu)理城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)與數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)協同交互、平(ping)行運(yun)轉[7]。《國民經濟和(he)社會發展(zhan)第十四(si)個五年規劃和(he)2035年遠景目(mu)標(biao)綱(gang)要》提出(chu)“探索(suo)建設數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)”，上海、浙江、天(tian)津、廣州、深圳等地開(kai)展(zhan)示(shi)范性試點(dian)(dian)項目(mu)，以點(dian)(dian)帶(dai)面(mian)打造數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)，助力智慧城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)建設。
數字孿生城(cheng)市(shi)包括五大技術體系。數字(zi)孿生城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)是基(ji)于城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)業(ye)務(wu)而構建的(de)一個復雜巨系統(tong)，從當前發展來看，大致(zhi)由五類技(ji)術(shu)緊(jin)密結(jie)合而成(cheng)。“空間地理信息”技(ji)術(shu)為城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)供集(ji)成(cheng)底板、參照基(ji)準(zhun)和位置服務(wu)。“建模(mo)(mo)與(yu)(yu)渲染(ran)”技(ji)術(shu)為城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)供基(ji)礎骨(gu)架，實現(xian)(xian)物理城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)的(de)精準(zhun)刻畫(hua)與(yu)(yu)可視(shi)化呈現(xian)(xian)。“感知和標(biao)識”技(ji)術(shu)采集(ji)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)實時(shi)運行數據(ju)，并通過標(biao)識與(yu)(yu)模(mo)(mo)型(xing)集(ji)成(cheng)，為城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)供數據(ju)血液傳輸。“算(suan)法與(yu)(yu)仿(fang)(fang)真”技(ji)術(shu)不斷將城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)運行規(gui)則、業(ye)務(wu)模(mo)(mo)型(xing)、深度學習預測結(jie)果等，模(mo)(mo)擬仿(fang)(fang)真呈現(xian)(xian)給所有城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)用戶。“交互(hu)與(yu)(yu)控制”技(ji)術(shu)為城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)用戶參與(yu)(yu)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)治(zhi)理、獲取城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)服務(wu)提(ti)(ti)(ti)供互(hu)動(dong)互(hu)操作支(zhi)撐[8]。
三、“元宇(yu)宙”概(gai)念重啟，為數字孿生產業提供新機遇
數字孿生(sheng)技術是(shi)構建“元宇宙”基石。“元(yuan)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙”作為連通現(xian)實(shi)世(shi)界(jie)與虛擬(ni)世(shi)界(jie)的(de)(de)通道和人類數(shu)(shu)字(zi)化生存的(de)(de)載體(ti)，通過數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生技(ji)術將現(xian)實(shi)世(shi)界(jie)鏡像到(dao)虛擬(ni)世(shi)界(jie)里面去(qu)，以此(ci)構(gou)建細節極致豐(feng)富(fu)的(de)(de)擬(ni)真(zhen)的(de)(de)環境，營造出(chu)沉浸式在場體(ti)驗(yan)，因此(ci)數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生是構(gou)成“元(yuan)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙”社(she)會活動(dong)體(ti)系(xi)的(de)(de)基礎(chu)支(zhi)撐系(xi)統。元(yuan)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙除數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生技(ji)術外，還需要腦(nao)機交互、區(qu)(qu)塊鏈(lian)、虛擬(ni)人等更(geng)多的(de)(de)技(ji)術支(zhi)持，如應用區(qu)(qu)塊鏈(lian)技(ji)術為數(shu)(shu)字(zi)資(zi)產(chan)交易與流通監(jian)管提供安全認證，使得“元(yuan)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙”中(zhong)任何“權利(li)”都(dou)具備(bei)了(le)金融(rong)屬性和交易流通可行性，以此(ci)構(gou)建“元(yuan)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙”去(qu)中(zhong)心化、開(kai)放式虛擬(ni)經濟運行體(ti)系(xi)。
數字孿生(sheng)企(qi)業紛紛進軍“元宇宙”。除Facebook、Roblox、英偉達、高通、網(wang)易(yi)、騰(teng)訊、阿(a)里(li)等(deng)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)巨頭啟動“元(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)”外，優锘科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)、飛(fei)渡科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)、51WORLD、孿數科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)等(deng)數字(zi)(zi)孿生城市(shi)(shi)企(qi)(qi)業(ye)(ye)也紛(fen)紛(fen)在“元(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)”領(ling)域發聲。數字(zi)(zi)孿生技(ji)(ji)(ji)術加持下(xia)，中國國際(ji)服務貿易(yi)交易(yi)會數字(zi)(zi)平臺、百(bai)度(du)“希壤”等(deng)“元(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)”初步應(ying)用已經啟動。隨著“元(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)”深入(ru)發展，越來(lai)越多掌握物聯感知技(ji)(ji)(ji)術、模型渲染、城市(shi)(shi)算法仿真、虛(xu)實(shi)交互等(deng)關鍵技(ji)(ji)(ji)術的數字(zi)(zi)孿生城市(shi)(shi)相關企(qi)(qi)業(ye)(ye)即將加入(ru)，市(shi)(shi)場(chang)板塊也在快速提升和持續擴展，有望催(cui)生新一批創(chuang)新企(qi)(qi)業(ye)(ye)。
四、“元宇宙(zhou)”與數(shu)字(zi)孿生城市形式類似，但本(ben)質(zhi)不同
“元(yuan)(yuan)宇(yu)宙(zhou)”與數字孿生城市(shi)形式相近，都需要創建數字世界中的虛擬對(dui)象，但是“元(yuan)(yuan)宇(yu)宙(zhou)”發源于(yu)科(ke)幻，成型于(yu)游(you)戲，引爆于(yu)社交(jiao)；數字孿生城市(shi)起源于(yu)工業(ye)，傾向于(yu)對(dui)現實社會的治理、對(dui)行業(ye)業(ye)務(wu)效率的改進，二者(zhe)面向對(dui)象不同(tong)，因(yin)此本質上存在差異(yi)。
“元宇宙”強調“人的孿生”。數字(zi)孿生城(cheng)(cheng)市(shi)必(bi)須是(shi)永續的(de)、實(shi)時的(de)，和現(xian)實(shi)世(shi)(shi)界一致且保持(chi)同步，能夠與現(xian)實(shi)世(shi)(shi)界互動操作。而(er)“元宇(yu)(yu)宙(zhou)”則在城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)基礎之上，引入了“人(ren)的(de)行為”這(zhe)一主(zhu)觀(guan)要素，現(xian)實(shi)世(shi)(shi)界中(zhong)的(de)各種人(ren)類活動（如買賣交易、人(ren)際交往等(deng)）均要求能在“元宇(yu)(yu)宙(zhou)”中(zhong)完成，從人(ren)類個體，到人(ren)類社會關系(xi)，都需要相互連(lian)接、相互影響、協同進化。
“元宇宙”是(shi)“完美數字孿生(sheng)世界”。數字孿生(sheng)城市強調(diao)的(de)(de)(de)是對(dui)唯一現(xian)(xian)實(shi)世界物理(li)(li)元素(su)進(jin)(jin)行嚴(yan)格地、精(jing)確地1:1的(de)(de)(de)還原，強調(diao)物理(li)(li)真實(shi)性(xing)，更加傾(qing)(qing)向于對(dui)現(xian)(xian)實(shi)社會的(de)(de)(de)治理(li)(li)、對(dui)行業(ye)業(ye)務效率(lv)的(de)(de)(de)改進(jin)(jin)和技術創新。而(er)“元宇(yu)宙”概念起于科幻小說，更傾(qing)(qing)向于構建公共(gong)娛樂(le)社交(jiao)的(de)(de)(de)理(li)(li)想(xiang)(xiang)數字社會，它直(zhi)接面向人，強調(diao)視覺沉浸(jin)性(xing)、展示豐富的(de)(de)(de)想(xiang)(xiang)象力和沉浸(jin)感，呈現(xian)(xian)的(de)(de)(de)是腦洞大開的(de)(de)(de)“多元宇(yu)宙”，允許在數字世界中對(dui)現(xian)(xian)實(shi)世界進(jin)(jin)行修改，也可以完(wan)全(quan)塑造全(quan)新的(de)(de)(de)理(li)(li)念數字世界，通過內容運營，產(chan)生(sheng)相應價值(zhi)。
五、以數字孿生城市(shi)發(fa)展經驗(yan)，促進“元宇宙”發(fa)展
隨著數(shu)(shu)字孿生(sheng)城市(shi)(shi)的落(luo)地實(shi)施(shi)，暴(bao)露出(chu)一系(xi)列現實(shi)問題(ti)，例如(ru)數(shu)(shu)據(ju)融(rong)合難、數(shu)(shu)據(ju)安(an)全問題(ti)、城市(shi)(shi)運行機理問題(ti)、技術典型應用(yong)場景(jing)深度不足和(he)關鍵技術卡脖子制(zhi)約等。加(jia)強數(shu)(shu)據(ju)體(ti)(ti)系(xi)建(jian)設(she)與治理、強化“元宇(yu)宙”技術體(ti)(ti)系(xi)創新(xin)攻(gong)關、加(jia)強城市(shi)(shi)運行機理問題(ti)研究、開發(fa)拓展(zhan)多元化應用(yong)場景(jing)，有利于(yu)促(cu)進“元宇(yu)宙”持續健康發(fa)展(zhan)。
重視(shi)數據體系建(jian)設與治理(li)，加(jia)強規范引導。無論是(shi)數(shu)(shu)字孿生城(cheng)市還是(shi)“元(yuan)(yuan)宇宙(zhou)”，共(gong)同之處都需要以(yi)數(shu)(shu)據(ju)為(wei)基礎(chu)。雖然數(shu)(shu)字孿生城(cheng)市匯聚海(hai)量數(shu)(shu)據(ju)，但數(shu)(shu)據(ju)準(zhun)確性(xing)差、數(shu)(shu)據(ju)不(bu)(bu)一致、數(shu)(shu)據(ju)不(bu)(bu)更(geng)新、數(shu)(shu)據(ju)安全等問題突出。隨著“元(yuan)(yuan)宇宙(zhou)”的不(bu)(bu)斷發展(zhan)，還會產生大量個人行為(wei)數(shu)(shu)據(ju)，應加快開展(zhan)針對(dui)(dui)城(cheng)市空間數(shu)(shu)據(ju)、個人數(shu)(shu)據(ju)相關標(biao)準(zhun)研究和立法工作，同時針對(dui)(dui)“元(yuan)(yuan)宇宙(zhou)”應用(yong)發展(zhan)可(ke)能帶來的潛在風險沖擊提前研究制(zhi)定(ding)政策工具和管理(li)手段，增強抗(kang)風險沖擊和主動治理(li)能力(li)。
強化“元宇宙”技(ji)術體(ti)系創新攻關(guan)。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(qiang)城市運(yun)行(xing)機(ji)理問題(ti)研究。城(cheng)市(shi)是一個開放的(de)(de)(de)復雜巨系統(tong)(tong)，我們(men)所看到的(de)(de)(de)，通(tong)常只(zhi)是城(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)物理形態(tai)和(he)(he)一些高度簡化(hua)的(de)(de)(de)系統(tong)(tong)運行狀態(tai)和(he)(he)模擬(ni)推演。即使掌(zhang)握(wo)機器學習(xi)和(he)(he)深度學習(xi)技術(shu)，具備(bei)了一定的(de)(de)(de)對(dui)高維系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)抽象和(he)(he)模式識別能力，甚(shen)至可以一定程度上實現(xian)數(shu)(shu)字(zi)(zi)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)自(zi)學習(xi)和(he)(he)自(zi)適應，但城(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)是目前尚(shang)無法在技術(shu)上哪怕近似實現(xian)的(de)(de)(de)。加入“人”與“社會(hui)”等(deng)復雜變量之后，“元宇宙(zhou)”的(de)(de)(de)內(nei)(nei)在機理問題遠(yuan)比數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)城(cheng)市(shi)復雜。未來，深入研究與探索城(cheng)市(shi)外生(sheng)(sheng)驅動和(he)(he)內(nei)(nei)生(sheng)(sheng)機制，才(cai)是實現(xian)城(cheng)市(shi)“真孿(luan)生(sheng)(sheng)”的(de)(de)(de)關鍵。
開發拓(tuo)展(zhan)多元化應用場景。目前(qian)數字孿生城(cheng)市以(yi)(yi)政府(fu)投資(zi)(zi)運營(ying)為主，66.7%的(de)(de)數字孿生城(cheng)市項(xiang)目由政府(fu)投資(zi)(zi)建(jian)設[8]，數字城(cheng)市建(jian)設成本與收益、研究與應(ying)用(yong)間的(de)(de)差(cha)距短期內尚未(wei)能(neng)(neng)彌(mi)合(he)(he)。長(chang)期發(fa)(fa)(fa)展應(ying)面向企業(ye)(ye)與個人運營(ying)方式，與企業(ye)(ye)運營(ying)及居民生活中的(de)(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)(jing)打通，創造新(xin)的(de)(de)業(ye)(ye)態和(he)(he)價值。從To G向To B和(he)(he)To C轉變的(de)(de)關(guan)鍵在于挖掘合(he)(he)適的(de)(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)(jing)，應(ying)用(yong)于社交領域(yu)的(de)(de)“元(yuan)宇(yu)(yu)宙”恰好能(neng)(neng)夠(gou)提供入口。而“元(yuan)宇(yu)(yu)宙”當前(qian)的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展只限于社交與游戲娛(yu)樂，長(chang)遠健康的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展有賴于服務實體經濟和(he)(he)現(xian)實社會(hui)，因(yin)此，“元(yuan)宇(yu)(yu)宙”要加(jia)強與數字孿生城(cheng)市互補。一方面可以(yi)(yi)在“元(yuan)宇(yu)(yu)宙”中建(jian)造新(xin)的(de)(de)城(cheng)市各種(zhong)設施，邀請市民感(gan)受(shou)和(he)(he)試(shi)用(yong)，以(yi)(yi)便于在真實世界建(jian)造前(qian)進行優(you)化改進。另一方面將數字孿生城(cheng)市作為基(ji)(ji)礎平臺，開放給不同企業(ye)(ye)和(he)(he)個人，在此基(ji)(ji)礎上可以(yi)(yi)開發(fa)(fa)(fa)自己(ji)專屬應(ying)用(yong)，擴展投資(zi)(zi)渠道。
參考資料：
[1] Roblox上市(shi)前估值(zhi)約40億美(mei)元，目前估值(zhi)飆升(sheng)十(shi)倍以上，超480億美(mei)元；
[2] Meta：“元宇宙(zhou)”Metaverse的前綴，通俗翻譯(yi)為“超越”；
[3] 韓國首(shou)爾市政府《元(yuan)宇宙(zhou)首(shou)爾五年計劃》；
[4] 清華大(da)學新媒(mei)體(ti)研(yan)究(jiu)中心《2020-2021年元宇宙(zhou)發展研(yan)究(jiu)報告》；
[5] 北京大學(xue)(xue)學(xue)(xue)者發布(bu)元(yuan)宇(yu)宙特征與屬性(xing)START圖(tu)譜；
[6] 中國信通院劉小林等：理性(xing)認識(shi)“元(yuan)宇宙”發展熱潮，加強引導促(cu)進市場健(jian)康有序發展；
[7] 中國信(xin)息(xi)通信(xin)研究院《數(shu)字孿生城市白皮書（2018年）》；
[8] 中(zhong)國(guo)信(xin)息(xi)通信(xin)研究院《數字孿生城市白皮書（2021年）》。
