网络空间的空间归属及其物质性构建的地理认知

孙中伟　贺军亮　田建文

摘 要：以互联网技术为代表的新信息与通信技术已经重构了时空关系，其中网络空间对传统时空观的颠覆最为典型。网络空间的地理研究包括外部、内部与相互作用三个层面。在界定网络空间的空间归属前提下，提出了其物质性构建的体系框架，并在此基础上进一步分析了其外部物质层面所蕴含的地理内涵。研究表明：网络空间的本质是一个由信息组成的虚拟空间，其既属于社会空间，也在地理空间研究范畴内；信息基础设施、网民、建设与管理实体是构建网络空间的三大物质性组分，也是进行网络空间外部层面地理学研究的主要对象；网络空间构建的物质基础在地点与地理位置、距离与尺度、障碍与边界、区域与区域分异等传统地理关注领域仍具有重要地理意义；城市本身演变为了信息城市甚至是智慧城市，且其与信息基础设施一起成为城市网络分析的新要素；网络空间制图是帮助我们理解和认知网络空间地理含义的关键环节。

关键词：网络空间；空间归属；物质性构建；地理认知；信息与通信技术

中图分类号：K901 文献标识码：A

空间和时间是界定人类文明与社会发展的两个根本维度[1]。地理学一直被视为空间科学[2]，其所研究的空间即地理空间。地理空间指的是地球表层现象的相关几何范围[3]，且存在绝对的、相对的和相关的空间概念。地理学者特别是国内学者倾向于认为它们理所当然，并赋予其普通意义或者自证属性；空间被视作一种自然事实来对待，并通过指定的常识意义上的日常含义而被“自然化”了[4]。事实上，空间概念本身及其地理学意义是随人类社会发展不断变化的，与人类实践不可分割。首先，影响空间概念认知的时空观主流思想在不断演变，并经历了自然科学主导向自然与社会并重的转变。其次，随外部环境的变化和对空间研究的关注，人类的空间理解与认知也在不断深化，相应的空间范畴、空间类型和新空间形态得以拓展。最后，地理学中的空间思想也并非是单一和静态的。由于研究者立场和视角各异，导致对空间思想及其演变的认识、解读和结论大相径庭[5]。

作为通用目的技术的信息与通信技术，特别是互联网技术已经并仍在深刻重构时空观。其原因在于：①信息基础设施成为最重要的两大空间结构线要素之一；②信息具有消除不确定性性质，从而改变了包括对其他流态、企业等在内的空间组织模式；③信息成为重要的生产要素，其分布、生产、流动及产品都是空间组织对象；④信息的无形性与传输快，导致了与有形物质迥异的时空观；⑤创造出前所未有的网络空间，其空间特征和空间性需要新解读。其中，网络空间作为新时空观表征的集合，已得到多位地理学者的关注[6-9]。

网络空间之所以被纳入地理学研究范畴主要源于两点：一是地理要素在其构建中具有物质性作用并进而影响其纹理；二是其对传统的实体地理空间发生了真实作用。网络空间本质是一个虚拟的信息世界，其孕育的虚拟地理学在很大程度上是“反传统地理学”的，呈现的是技术与物质二元性模糊的后现代地理学图景。网络空间的地理研究包括外部、内部与相互作用三个层面[9]。外部层面针对对象是网络空间构建的物质基础，内部层面是内部信息世界，相互作用层面则是地理空间和网络空间的共有对应物。其中，后两个层面与传统地理研究相似性低，切入难度大；外部层面的现实性和物质性强，可基于传统地理学思维、理论和方法展开，研究相对容易并便于理解。本文尝试从外部层面确立网络空间物质性构建的基本研究框架（图1）。由于此前仅有关于网络空间属性的零散阐述，这里将首先予以系统解析，借此说明其信息性、真实性和地理意义，以及外部物质性构建研究的必要性。之后，根据互联网运作即网络空间构建必需的信息基础设施、网民、建设与管理实体确定物质体系。此体系不追求完整，而是突出地理学可开展研究的具体对象。此外，由于某些建设与管理实体会主导或是参与信息基础设施建设，因此在具体研究中需加以区分。最后，从多个地理关键词视角具体阐述网络空间外部物质基础所呈现出来的地理性，同时提供开展进一步研究的切入点。

1 网络空间的空间归属

1.1 网络空间属于虚拟空间

在现实空间和虚拟空间中，网络空间属于虚拟空间。现实空间是一个客观的空间，是由实体的物质所构筑，且我们可以直接通过身体器官看得到、摸得着的符合传统思维习惯的真实空间。传统的自然空间和社会空间都是现实空间。虚拟空间则是一个非现实的空间，其中的事物是虚拟的，我们只能发挥想象或借助工具感知的空间。相对于前者的物质性与实在，后者则显得非常“虚拟”。空间研究中对“虚空”的关注最初源于将空间视作包容物体的无限容器，之后物质空间和精神空间的划分则更加明确了人们对现实空间和虚拟空间的区分。对网络空间而言，其虽依托实体物质构建，但本质仍是一个由“0、1”编码和多样化信息构成的虚拟信息空间。只不过我们通过技术手段将这个原本不可视的虚拟世界变成了可视、可触摸，乃至“身临其境”的对象。

1.2 网络空间属于社会空间

在自然空间和社会空间的区分中，网络空间属于后者。自然空间是运用物理学、几何学语言所描述的空间，为自然科学研究所侧重。社会空间是指人类占据并居主导地位，且由社会生产出来的空间，被社会科学所关注。一方面，自然空间是社会空间形成的基础，人的介入使纯粹的自然当中出现了人文景观，“空洞”的空间中出现了高度复杂的社会空间；另一方面，自然空间是整体性的，社会空间只是这种整体的局部[10]。从成因上讲，自然空间是大自然赋予我们的，不论有没有人类其都是客观存在的，而社会空间则是人类生产出来的；从主体上讲，自然空间的主体是自然，而社会空间是人；从属性上讲，自然空间体现的是空间的自然属性，而社会空间则是社会属性。对网络空间而言，首先它是被人类“生产”出来的；其次，虽然从表面看其主体是数据和信息，但实际上起支配作用的仍是“化身”背后的实体人；最后，网络空间是人类生存空间的延伸，就其内在而言是有空间性的[11]。

1.3 网络空间属于地理空间

从20世纪90年代中期后出现大量地理学研究成果看[12]，网络空间无疑在地理空间范畴内，但还需要进一步证明。某空间属于地理空间的基本判断标准有两个：一是符合传统的地理空间界定；二是有地理学用武之地的“地理性”，即存在地理位置、地域差异并能进行空间分析。网络空间位于互联网内部，而组构互联网的信息基础设施和网民都位于地球表层，同时考虑到网络空间的人类社会圈（空间）归属，以及其整体空间范围没有过大或过小超出地理研究范畴，因此网络空间符合传统的地理空间界定。就“地理性”而言，一方面网络空间并不欠缺物质性，其信息基础设施和网民都是实体的，且它们附加于传统地理空间纹理上后即获得了地理位置和地域差异；另一方面，网络空间内部也存在位置、地方[13]和地域差异，这主要取决于其中事物与现实物体的映射关系、信息所蕴含的地理属性和对现实空间的真实作用。网络空间地理学研究的价值主要体现在两个方面：一是将地理空间由现实空间带入了半现实半虚拟的地理网络空间新时代[14]，拓展了地理空间内涵；二是网络空间在很大程度上超越了现实空间的地理性质，促进了地理学家们对传统地理理论的校验和新理论的探究。

2 网络空间的物质性构建体系

2.1 信息基础设施

网络空间的信息基础设施主要包括网络基础设施、服务器、信息转换器和上网工具4部分。其中，网络基础设施决定网络空间的空间范围和可达性；服务器和信息转换器决定网络空间的连通性，以及互联网资源的分配、管理与监督；上网工具则在很大程度上决定网民的蔓延程度和规模。

网络基础设施是网络空间构建的最底层基础设施，由骨干网、城域网和局域网通过有线或无线传输方式层层搭建而成。骨干网是用来连接多个局域和地区网的高速网络，其是互联网的基础。每个骨干网中至少有一个和其他骨干网进行包交换的连接点。目前，我国拥有中国公用计算机互联网等九大骨干网。城域网是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，属宽带局域网。通过它可将位于同一城市内不同地点的主机、数据库、局域网等互联起来。局域网是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。目前，网络基础设施的传输方式分有线和无线两种。有线传输主要通过海底光缆和陆地光缆实现。其中，海底光缆是国际互联网的骨架，其疏密度代表一国与国际互联网的连通能力，而国际出口带宽则是最常用的衡量指标。无线传输则有卫星和基站（手机基站）两种介质。

服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件，为网上用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机。由于互联网资源的分配主要由顶层服务器控制，且国家层面研究更具意义，因此我们重点关注根服务器及其镜像分布。根服务器是用来管理国际互联网的主目录，当前全世界只有1台主根服务器和12台辅根服务器。其中，主根服务器和9台辅根服务器位于美国，另外3台分别位于英国、瑞典和日本。所有根服务器均由美国政府授权的互联网域名与号码分配机构统一管理，负责全球互联网域名根服务器、域名体系和IP地址等的管理。根服务器通过任播技术在全球设置多个镜像来加速访问。截至2014年12月31日，全球共有镜像节点447个，其中我国大陆拥有F根、I根、J根和L根的6个镜像节点[15]。

信息转换器是指在信息传输过程中，负责信号转换和信息组织的设备，主要包括调制解调器、路由器、交换机和中继站。其中，调制解调器使数字数据能在模拟信号传输线上传输；路由器为信息流或数据分组选择路由，还提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；交换机能把用户线路、电信电路和（或）其他要互联的功能单元根据单个用户的请求连接起来；中继站可弥补信息传输如光纤中的损耗，从而使信号不失真并能更远距离传输。目前，无线路由的发展提高了联网的便利度和网民使用互联网的时间长度。

上网工具是网络空间的入口，是跨越现实世界与虚拟网络世界界面的主要途径。目前，主要的上网工具包括台式电脑、笔记本、平板电脑、手机和电视等。在签署协议并付费或免费获得互联网登录许可的前提下，上网方式分有线和无线两种。其中，电脑和手机略有差异。前者即可通过网线有线上网，也可通过Wifi无线上网；后者则可通过无线通信协议或是Wifi实现无线上网。此外，上网工具的种类及其价格是限制网民上网的重要因素。

2.2 网民

网民泛指接入国际互联网的人，我国则指过去半年内使用过互联网的6周岁及以上的中国居民。这里主要强调其实体性、个体性和规模效应。一方面，网民是网络空间的“居民”，其规模在很大程度上决定着网络空间的重要性及其对现实世界的影响程度；另一方面，网络空间的现实影响就是通过对网民施加影响，进而改变其行为来实现[16]。随着技术进步带来的上网工具多样化和价格下降，以及与市场规模扩大共同导致的上网资费降低，全球网民数量增长迅速。全球网民数量在2000年初仅有2.5亿，2010年增加到20.8亿，2014年则增长到了30亿，蜂窝移动签约用户数量更是提高到69亿（重复统计）[17]。其中，我国网民规模已达6.49亿，手机网民规模则为5.57亿。除网民规模外，网龄和上网时长也是影响现实作用强度的重要因素。一般而言，网民网龄越长对互联网的黏着度和依赖度越高，使用的各种网络应用就越丰富，网民的网络行为成熟度越高；反过来，网民的网络应用越丰富，网络行为成熟度越高，则会体现在上网时长的不断增长上[18]。近年来，我国网民上网时长不断增加，2014年人均每周上网时长达到26.1小时。网民上网时间越长，对网络的依赖度越高，受网络空间的影响越大。

2.3 建设与管理实体

建设与管理实体是指在网络空间外部物质性构建、内部网站建设或是管理中起主要作用的政府、组织和企事业单位，对于个人及一般性实体则不予考虑。其中，企事业单位主要指知名的互联网企业。政府在信息基础设施建设以及互联网管理中发挥了主导作用，特别是通过国家相关行政主管部门负责互联网行业的管理，包括本国境内互联网域名、IP地址等互联网基础资源。互联网企业可以从经营方向和服务主题两个角度进行分类。前者包括：①提供互联网接入服务的互联网服务提供商，如我国的电信、移动和联通三大电信运营商。很多互联网服务提供商都是国有企业，在本国政府领导下实际开展信息基础设施建设、管理与服务业务。②提供互联网内容服务的互联网内容提供商，如百度、新浪等；③通过互联网为企业和个人提供应用服务的应用服务提供商。后者包括：搜索引擎，如谷歌、百度；综合门户，如雅虎、搜狐；即时通讯，如腾讯、飞信；电子商务，如阿里巴巴、亚马逊。

3 网络空间物质性构建的地理认知

3.1 地点与地理位置

地点与地理位置是地理学的重要概念，其中前者指社会相互作用的场地或环境[19]，后者指地理现象所在的地点。它们是进行区位研究、空间分析和空间组织的基础。网络空间的外部物质层面存在地点和位置：一方面，其依赖于真实世界的特殊稳定性—进入的地点、线路的物质性质和材料性质[6]；另一方面，在目前的技术条件下，现实物体在某一特定时刻具有位置唯一性。信息基础设施、网民、建设与管理实体在现实地理空间都可确定其位置。①信息基础设施的位置识别包括网络基础设施位置、服务器位置和上网工具位置。网络基础设施位置指海底光缆、陆地光缆、卫星基站和手机基站的区位选择，其会影响到区域在整个信息通信网络中的作用和功能，以及通信信号的强弱。根服务器及其全球镜像节点的分布代表着互联网权限和地位，其位置可网上查询。上网工具的位置包括固定、半移动和全移动三种。固定位置主要针对电脑的有线连接而言，指获得网络登录许可的网线接头位置。半移动位置主要针对笔记本、平板电脑、手机等的Wifi上网而言，其上网工具所处位置虽然较灵活但受到路由器信号限制。全移动位置主要是针对手机的无线通信协议上网而言，其打破了上网的固定地点藩篱，进一步提升了网络登录的灵活性和互联网普及率。即使是手机上网也可定位：一方面，手机号码分配有地区归属；另一方面，可通过GPS、移动运营网基站等特定定位技术来获取手机位置。目前广泛应用的基于位置的服务就是建立在获取固定或移动用户位置信息基础上的。②网民的地理位置包括两个层面，一是网民长期生活的地点，即地区归属；二是由其登录网络空间必须通过的网络终端所确定的上网工具位置。③对建设与管理实体而言，可通过其注册地和办公地来确定地理位置。

3.2 距离与尺度

距离与尺度是界定空间范畴和进行空间分析的重要指标。距离是指两个物体在空间或时间上相隔或相隔的长度[20]。20世纪中叶，距离作为空间组分，曾是人文地理学研究的重要内容[21]，甚至有学者将地理学称作“一门距离学科”[22]。传统地理学中的距离界定与认知，都以现实地理距离和有形物质流动为基础，依赖于交通工具和交通线路介质，取决于长度和速度两个指标。信息与通信技术的发展，提高了信息要素的重要性和地位，从而打破了传统的距离思维模式。网络空间中的无形信息流传输以信息基础设施为介质，虽然传输速度较光速有较大下降，但由于地理距离有限而变得瞬时了。对网络空间而言，在具备上网条件的前提下，距离主要体现能够连接与否和连接延时两个层面。如果不能建立连接，主要包括信息基础设施不可达和未获得连接权限两种情况，距离就是无限的。在确定可连接条件下，距离可视为零，相应的连接延时成为衡量距离远近的主要指标。其取决于网民上网技术与经验、上网工具的处理速率、网络带宽、信息转化器和服务器的处理速度等因素。

随着距离的重新界定，尺度问题在信息社会也发生了重大变化。在20世纪60～70年代，由于空间分析和空间科学的进展，哈格特和哈维确定了尺度的三个基本问题，即尺度范围、尺度标准化和尺度联系[21]。在人文地理学中，对尺度有两种代表性的看法：其一是把尺度看成一种确实存在的真实物质性的东西，是政治斗争和（或）社会进程的产物；其二是作为表达我们对世界理解的一种方式[23]。网络空间主要是通过四种途径改变了传统的尺度概念：一是尺度范围扩大到了全球，地方空间演变为流动空间；二是尺度标准化中要考虑信息要素的重要性；三是原有的以有形物质流和交通线路确立的尺度联系，在增加了无形信息流和信息基础设施后联系体系被重构；四是到场和媒介是人类认识世界的两种主要方式，作为媒介的网络空间则通过提供非在场环境改变了我们认知世界的原有尺度。

3.3 障碍与边界

网络空间的外部物质基础赋予了障碍与边界新内涵。一方面，传统的自然障碍依然在起作用，其通过作用于人口分布、经济发展和城镇建设水平，进而影响信息基础设施建设和网民的分布[24]；另一方面，在信息基础设施、资费和上网技能等人为因素不再成为连接网络的主要障碍后，网络监控与审查的重要性增强了。网络监控与审查是两个不同概念。前者运行于大多数国家，在一定程度上有着公民的授权和法律的监督，通常只涉及信息的跟踪和响应，没有权限干预信息的生产；后者多以制度形式运行信息管理权力，主要目的是抑制信息的生产和传输[25]。一国的网络审查主要有国家防火墙和法律法规两种手段，并涉及政治、社会和私权三类话题。相关研究包括各国审查制度的区域差异[26]、各国通过外部基础设施监控网络信息的手段差异和各国监控与审查制度不同导致的网络空间差异三方面。在上述自然和人为障碍的作用下，边界具有了两重内涵，即信息基础设施铺设所限定的有形边界，以及建立在上网技能、网络监控与审查基础上的无形边界。

3.4 区域与区域分异

区域是指某项指标或某几个特定指标的结合，在地球表层划分出具有一定范围的连续而不分离的单位[3]。区域分异是指地球表层不同地域之间的相互分化以及由此产生的差异[3]。网络空间通过其外部性构建的物质改变了区域内涵，进而促生了新的区域分异。其一，信息基础设施和信息要素成为区域内涵与结构分析的新内容[27]；其二，居民向网民转变的规模和深度改变社会经济行为模式；其三，政府的政策取向和互联网企业孕育的种类与数量则直接决定区域信息化发展水平。相关的空间分异研究即可针对某项具体物质，也可考虑几者，并从国际和国内两个空间层面展开。研究议题包括外部性构建物质的空间分布规律、对区域发展的影响机制，以及区域分异形成的机理。在国际层面，网络空间中可查询到很多数据供研究，如国际电信联盟公布的信息与通信技术发展指数等。研究成果包括专著The Internet on Earth： A Geography of Information[28]，Graham等绘制的世界网民互联网接入图[29]，Stefan对电信运营商所导致区域差异的讨论[30]，以及孙中伟等对世界互联网信息流的空间格局及其影响因素的研究[31]。在国内层面，以中国互联网信息中心发布的数据为基础，在多指标的省域互联网发展差异[32-36]、网民增长的省际差异[37]和某省份互联网发展差异[38]三个方面开展了研究。

3.5 信息城市与新城市网络

信息城市是指通过高技术媒介，扮演信息流枢纽作用的城市[3]。城市网络是指一定地域范围内的城市按照客观要求进行协作和联系，形成的不可分割的有机体系。原有的城市网络主要取决于两个因素，一是作为“节点”的城市自身状况，二是作为“线”的交通线路及其上的有形物质流流动。目前这两个因素都发生了巨大变化，从而导致了原有城市网络的重构。首先，由于拥有历史、市场、环境和人才等诸多优势，城市成为信息与通信技术应用和扩散的中心，即信息城市；其次，在地理位置、城市作用、产业基础、创新环境和政策等因素的共同作用下，不同城市所获得的信息与通信技术发展机会与结果迥异，即城市地位有变化；第三，信息通信网络及信息流成为重要的新“线”要素作用于城市网络。信息城市与新城市网络的研究可从三方面展开：一是针对城市节点，从信息城市、智慧城市或是大数据作用下的城市视角，深入探讨城市在功能和地位方面的变化；二是揭示建立在信息通信网络特别是互联网连接上的城市网络体系；三是探讨增加了“信息”指标后，城市网络体系的新变化。在第一个方面，Castells的专著The Informational City最具影响力。第二个方面成果较多，其中世界层面[39-43]和国内层面[44-15]兼有，主要是揭示新城市等级体系及其影响因素。在第三个方面，基于交通线路和通信线路的基础设施网络数据分析方法已成为最近世界城市网络实证研究中的两种主要研究方法之一[46]，且远程通信联系和交通基础设施已成为世界城市识别5项关键指标中的2个[47]，如Choi等就对比了基于互联网骨干网和航空线路的城市体系差别[48]。

3.6 空间制图

空间制图是地理学重要的表达方法，也是我们可视化理解网络空间的主要途径。其包括外部物质基础制图和内部信息空间制图两种，这里主要指前者。网络空间的外部基础设施特别是网络基础设施，无论是有线还是无线连接，如果不通过地图演示方式我们都很难发现其空间分布规律。此外，网民的分布也是如此。因此，如何改进制图方法以绘制出更多网络空间地图，是我们认知网络空间地理属性的关键。目前，网络空间中已有很多不错的网络地图，如美国电信地理网站（http：//www.telegeography.com/）的世界互联网地图和海底光缆图，牛津大学的牛津互联网研究院（http：//www.oii.ox.ac.uk/）绘制的一系列网络空间地图。网络空间制图工作最突出的是Dodge Martin和Kitchin Rob出版的Mapping Cyberspace和Atlas of Cyberspace。

4 结论

网络空间无论是从组成物质、运行方式、空间本质、空间形态，还是从空间特征与空间性来看，都与传统地理空间存在极大不同。对地理学而言，网络空间意味着新的研究对象、新的时空概念、新的理论和新的半现实半虚拟思维模式。“信息的物理性”决定了网络空间不可能脱离物质存在。这就为我们揭示网络空间的地理性质奠定了基础。网络空间的外部物质基础、信息本身和信息产业已经成为地理分异探讨的新对象，其本身或与其他地理要素一起带来了新的地理分异规律。作为网络空间物质构建必不可少的信息基础设施、网民、建设与管理实体，虽然其大部分都是前所未有的新事物，但我们仍可基于传统地理学的实体研究视角，就其地点与地理位置、距离与尺度、障碍与边界、区域与区域分异、信息城市与新城市网络、空间制图等地理属性展开具体探究。已有的研究成果初步揭示了网络空间所蕴含的部分地理性质，但今后仍需开展更多研究以全面展现网络空间的地理概貌，进而帮助确定“信息社会地理学”的新特征。

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