元宇宙技术发展与经济社会重构

崔鹏 刘晨 杜爽

摘 要：元宇宙技术的不断成熟与广泛应用将推动经济社会产生重大变化。本文梳理了元宇宙涵盖的技术及类别，指出元宇宙应用层面的不断加深会对当今人们的工作环境、服务环境与社交环境形成替代，而以上场景的替代会重构整个经济社会。第一，场景的替代使得城市化从线下空间集聚转向线上集聚，极大缓解了大型城市过紧的土地供应，人们向居住环境更好的地域扩散，生活成本降低、幸福感提高；第二，线上场景的增多带来了政府的线上治理与监管责任的变化；第三，包含数字孪生与人工智能的元宇宙相关技术替代了土地和劳动要素，其高速流动性使得资源配置效率显著提升；第四，不断提高的生产力带来新型生产关系的出现，进而重构现有的社会关系。尽管元宇宙技术的成熟会极大降低生产与生活成本，但线上世界建设的同时也不能忽略线下社会的可持续发展。

关键词：元宇宙；线上治理；城市化；生产关系

一、引言

“元宇宙”概念起源于作家尼尔·斯蒂芬森（Neal Stephenson）的科幻小说《雪崩》，在小说中，人类利用名为“Avatar”的数字替身，在名为“Metauniverse”的人造虚拟三维世界中生活。简单来说，“元宇宙”让使用者可以换一种身份到另一个世界生活，但不同于線下世界，“元宇宙”的世界是基于一系列极为复杂的技术构建出一个虚拟的线上世界，而人们同样利用基于复杂技术的穿戴与感知设备沉浸式进入线上世界并实现交互。

元宇宙并不是一种技术，而是一系列“连点成线”技术创新的集合（喻国明，2021），这些技术包括虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、第五代移动通信技术（5G）、云计算、物联网等数字技术（吴桐、王龙，2021）。

众多产业界人士认为，元宇宙的发展将对很多线下场景形成替代，但就目前元宇宙各项相关技术的发展与整合水平而言，元宇宙的场景替代还未开始。然而，随着各项技术的发展与整合，线下场景将逐步被替代，从可预见的图书馆数字资源的线上体验（陈定权， 2022）再到产业形式的变革（方凌智、沈煌南，2021），最后到实现人的多重身份的全面自由发展（吕鹏，2021）。

本文认为，元宇宙的发展可以大致分为三个阶段：第一阶段，基于信息的单向交互所实现的个人对元宇宙环境的单向体验，包含视觉、听觉等初步感官体验，类似互联网web1.0时代；第二阶段，信息的交互初步实现，是脑机连接技术未成熟前的非接触式信息交互，类似互联网 web2.0时代；第三阶段，个人可以对元宇宙环境触摸式感知并利用个人神经网络对元宇宙传递信息。其中，第三阶段是元宇宙的成熟形态，也是对现有技术要求最高、发展过程最为复杂的阶段，而元宇宙对线下场景的替代从第一阶段就已经出现了。更为重要的是，随着元宇宙对线下场景的逐步替代，经济社会的结构与秩序也将因此发生变革乃至颠覆，这也是本文所要讨论的重点。接下来，本文将探讨元宇宙的技术集合，对所涉及技术对场景替代的作用进行分析；对元宇宙可替代的场景进行系统分析；对元宇宙环境下经济社会形态的重构进行分析与预测。

二、元宇宙的技术集合

（一）信息感知与交互技术

1. 可穿戴设备

可穿戴设备是元宇宙初步构建时所必须的信息输入设备。目前，绝大部分可穿戴设备主要用于身体机能监控和游戏娱乐，通过捕捉人体的机能数字变化与动作进行单向输入。随着元宇宙场景不断完善，可穿戴设备将实现收集用户数据后实时反馈，表现形式主要为震动、压力等外在神经感知方式。

2. 虚拟现实技术

虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）本质上是动态环境建模技术、实时三维图形生成技术等一系列技术的集合。VR的主要载体是VR眼镜设备，这也是元宇宙世界最主要的表现形式和信息传输设备。通过VR设备载体，使用者能够完全以第一人称视角沉浸在元宇宙世界，并通过图像、声音或其他方式得到视觉、听觉、触觉感知。但是，目前的VR设备依然存在着体验不适、视觉感知效果偏差、价格昂贵等问题，据美国南加州大学研究发现，约有80%的VR用户在使用VR设备后会出现或轻微或严重的短期副作用。

3. 脑机接口

脑机接口指在人或动物的大脑与外部设备之间建立连接。目前，脑机接口技术已经在动物身上完成初步试验，能够实现对动物脑部活动的初步抓取。作为元宇宙世界信息感知与交互设备中的最高级设备，脑机接口技术具有广阔的市场前景。根据Allied Market Research数据，预计2030年全球脑机接口市场规模将达到54亿美元，2021—2030年，年均复合增长率高达13.9%。但是，技术性和伦理性的局限也限制了脑机接口的商业应用。在技术性方面，脑机接口目前还不能实现可控的信号双向交互，而这一部分技术的发展所需要的动物试验在伦理性问题上也存在一些争议。同时，目前的脑机接口技术开发将主要应用于残疾人群体，旨在通过脑部对机械控制从而实现正常生活，但如果将脑机接口芯片大量植入健康人脑中，巨大的技术争论将是该项技术持续突破发展的重大关卡。

由于脑部神经系统的指令录入远比键盘、鼠标以及可穿戴设备等方式复杂，实现的感知效果和体验也超越了其他方式，因此更加契合元宇宙世界的发展重心，因此，元宇宙技术本身的建立发展和完善无法避开脑机接口技术应用。未来随着信号质量和调控精度持续优化，非植入式脑机接口或将成为商业化应用的重要方向。

（二）信息传输与存储技术

1. 5G/6G技术

数据传输速度是构建元宇宙世界的算力基础。尽管5G技术已经基本成熟，但目前仍需要较高成本且并未有关键应用场景。而元宇宙的应用涉及的动力、热力、流体等多类物理仿真需要依托高精度的数值计算。因此 ，随着元宇宙体系的持续完善，各个环节对算力的需求持续提升， 5G技术发展将持续加速。同时，由于6G的更高传输速度能够实现更多复杂性虚拟场景（易芝玲等，2020），实现包括深度连接、全息连接等应用（赵亚军等，2019），也将带动6G技术的持续部署和突破。

2. 区块链技术

区块链作为不可篡改的分布式账本，能通过支撑数字资产的确权与交易成为建立价值网络的基础平台（喻国明，2021）。尽管目前部分虚拟资产（如游戏）已经采取线上存储形式，部分实体资产的产权记录也进行了一定的线上迁移，但元宇宙环境中存储记录的对象和其归属一旦超越企业和国家主体，去中心化的存储方式将成为最具安全性、高效、普遍的数据存储方式，可以保障元宇宙世界内清晰的产权信息。

（三）信息计算与仿真技术

元宇宙对线下世界的场景替代从两个方面实现，即线下的“人”与“空间环境”，这分别需要人工智能技术与数字孪生技术。

1. 人工智能（AI）技术

AI不仅可以提高元宇宙的基础设施、人机界面、去中心化、空间计算等各个技术层的效率和质量，还可以为内容创作者和用户提供更多的创意和体验，丰富元宇宙世界的应用场景和技术融合。例如，类似《头号玩家》与《失控玩家》中的NPC（非玩家角色），元宇宙中将有众多虚拟角色与真实人类进行互动，甚至参与元宇宙中的部分生产工作。同时，基于大数据分析技术的不断成熟，大量互动数据支持下的人工智能互动结果将越发接近真实人类，使元宇宙中的部分场景中的“服务人员”实现对线下真实人类的替代。

2. 数字孪生技术

数字孪生也被称为“数字双胞胎”和“数字化映射”，通过传感器与通讯技术，将现实物理空间不同场景的全生命周期过程反映出来（杨林瑶等，2019）。数字孪生是将现实世界映射到虚拟元宇宙世界的必要手段，通过数字孪生技术，可以将几乎全部物理场景迁移至元宇宙世界。脱离现实世界的元宇宙仅仅是一个虚拟空间，失去了与线下世界的联结必将削弱元宇宙的场景替代功能。

三、元宇宙技术的场景替代

不同于目前的通讯技术，元宇宙技术能够替代以往无接触、交互内容非标准的线下场景。随着数字孪生等技术的不断发展，交互内容从目前的标准形式转变为可以模拟线下非接触场景的非标准形式，交互方向逐步从单向性转变为交互性。随着脑机接口等技术的成熟，元宇宙可替代的场景从非接触线下场景升级到可接触线下场景，包括工作场景、服务场景、社交场景等。

（一）工作环境替代

这里的工作环境一般指机关、企事业单位的内部行政、运营与决策等部门，不必与服务对象直接接触。目前，已经有部分企事业单位开始尝试线上办公，部分办公程序在线上取得了不错的效果，但是也存在一些问题，导致部分工作内容无法在线转化。

首先，部分研发或行政部门的工作内容具有保密性质，需要使用内部网络；其次，部分创意性工作需要“头脑风暴”等人员集聚氛围，这一部分工作虽然可以线上进行，但取得的效果不够好，工作效率不够高；最后，线下工作中，单位成员之间交流往往需要多层次交互，这在一些例行会议上表现得十分明显，包括但不限于不同成员的文件分享、语言与肢体交流，因此辦公软件的实现效果远远不及线下。

目前的线上会议形式之所以无法完全覆盖大部分工作内容，是因为目前的线上交互形式较为有限，仅包含单一的画面与声音。而随着元宇宙世界的形成与相关技术的完善，双方或多方的交互速度会加快，交互形式也会从单一画面与声音升级到可以身临其境的全方位感官体验，包括个人的肢体语言、神情，也包括文件及其他物件的即时共享性和可修改性。

因此，未来利用数字孪生等技术便可以基于公司职能构建出一个基于元宇宙世界的线上公司工作环境，以替代部分线下工作环境，同时保证工作效果。

（二）服务环境替代

服务环境主要指第三产业的运行环境，服务业的运行环境大部分依赖于与人进行交互。交互主要包括三类，即人与人的肢体交互、人与物交互和非接触型交互。其中，需要人与人肢体交互的产业不太可能完全被线上取代，元宇宙可以替代的场景主要为部分人与物的交互场景以及部分零售业、娱乐业（如电影院）、居民线上业务办理、金融业等非接触型交互场景。

部分非接触型交互场景难以被简单地完全迁移至线上。一是部分业务虽然可以进行线上办理，但由于个别业务的隐私性、重要性程度较高，必须本人到场办理；二是目前的人工智能水平尚无法完全替代人力，一些咨询性质的服务业依旧需要人工客服，而不通过面对面交流的服务形式往往效果不佳，消费者依旧偏好前往线下网点；三是新冠疫情期间，部分娱乐产业进行了线上化尝试，但无论是线上观影或者线上演唱会都无法带来线下场景所富有的现场感与沉浸感。2023年以来，线下消费服务业的快速恢复也反映了消费者对服务类产品的消费习惯仍更倾向于线下。据中国演出行业协会数据，2023年一季度，大型音乐节和演唱会数量较2019年同期增长超过35%；2023年上半年，全国电影票房和观影人次同比分别增长52.9%、51.8%。

除部分特定业务必须本人办理之外，元宇宙技术可以基本实现对非接触型交互场景类服务业的完全替代。随着人工智能技术水平的不断完善，基于元宇宙构建的线上虚拟网点配套人工智能服务，可实现绝大部分目前线上平台无法达到的服务效果；同时，元宇宙的线上影视产业、线上旅游业也更加契合线下实际效果，而包括线下体验店、游乐设施等需要人与物交互的服务场景也可以通过部分模拟达到与线下相似的体验。

（三）社交环境替代

社交环境指的是非服务业的人际社交，包含熟人社交以及学术会议等常规社交。新冠疫情期间，受空间限制，多数非必要社交向线上转移。但由于互动形式相对单一，线上交流效果不如线下。而与线上办公不同的是，由于熟人社交更加注重形象的真实性，碍于线上第二身份建构的缺失，可能导致元宇宙技术对熟人社交的替代性不足。

通过催生新的社交需求，元宇宙替代社交需求场景仍然存在空间。据极光大数据调研显示，虽然67.1%的用户对熟人的主动性高于陌生人，但也有近三成用户对熟人和陌生人的主动性一致。基于政府主导的元宇宙世界能够通过模拟拟合甚至创造新的自然环境和公共物品，如虚拟公园、虚拟奇观等。而熟人或陌生人社交在某种程度上并不完全需要形象的真实性，近年来，许多熟人或陌生人通过游戏平台中的虚拟形象在虚构场景中增强社交（李颖，2020；郑蕊、周阳洋，2021）。因此，元宇宙技术所构建的虚拟新奇场景会形成对部分线下社交需求的场景替代。

四、元宇宙技术带来的经济社会重构

（一）城市布局重构

目前，绝大多数人购置住房的区位选择主要与工作地点位置有关。随着经济社会的不断发展，第三产业比重持续提高，大中型城市由于创造的就业规模庞大，成为吸纳人口流入的重要“蓄水池”。近几十年来，城市化的趋势呈现出人口不断向大中城市集聚的典型特征，而人口的集聚在大中型城市不断催生新的工作岗位。根据《社会蓝皮书：2023年中国社会形势分析与预测》，2021年希望毕业后去一、二线城市工作的大学生占比仍高达73.3%。

人口不断向大型城市集聚，导致人口密度的增加和城市过度拥挤，造成多方面影响。第一，大中型城市土地面积有限，持续的人口流入带来的人口密度增加进一步抬升了大中型城市的房价和人工成本，从某种程度上形成了供给冲击；第二，未来少子化、老龄化持续凸显可能会扩大养老金的缺口；第三，大中型城市的人口拥挤问题同样会体现在通勤、购物等日常生活中，显著降低人们的幸福感；最后，人口的集聚往往带来管理难度的提高。

当元宇宙技术所构建的工作环境可以基本替代线下工作环境时，人们在选择居住地时可以不再将工作通勤作为核心考虑因素，人口或能从房价较高的大中型城市适度向周边转移，从而带动城郊地区、周边省市以及部分产业发展相对落后的地区发展。网络空间一定程度上降低了部分城市核心区域人口过度集聚带来的成本问题，形成供给的良性刺激，促进经济快速发展，提升了人们的幸福感。同时，居住空间的拓展与居住环境的改善也会提高人们的生育意愿，减缓老龄化趋势。

此外，元宇宙中通过城市间物理空间、社会空间等要素的相互关联，实现城市群空间的链接和协同。依托元宇宙網络建立的广泛的数字化空间，有利于建设更加具有创新能力与竞争力的可持续发展的城市群，推动区域一体化发展。同时，基于元宇宙城市群数字空间的映射、感知和反馈，能够对各城市节点自由组合和智能化配置，结合不同城市的特色和需求进一步优化资源要素配置效率。

（二）线上治理

未来，元宇宙世界的构建或将成为政府基础设施建设的重要内容。一方面，提供线上世界建设的底层架构。无论企业所提供的工作场景还是非接触型交互场景，都必须将原有场景进行线上转化并提供用户接入的接口，从而对线下世界进行模拟并映射到网络空间。另一方面，基于元宇宙世界的持续完善进行线上虚拟场景的设计布局和构建。

元宇宙世界的基础设施建设也会带来线上治理问题。现实世界的线上投射与创建会打破地域界限，从而产生治理主体的归属问题，即线上元宇宙世界的基础设施建设与维护的主体是中央政府还是地方政府。如果以中央政府为主，治理范围较大，可能导致治理责任和压力持续增加。如果以地方政府为主，则元宇宙在一定程度上缓解线下人口过度集聚的同时，线上数据流量集聚现象持续凸显，线上网络空间行为和线下物理空间行为出现背离，给政府的权责划分带来矛盾，此时仍需要中央政府进行统筹。因此，元宇宙技术带来的网络空间的创建、治理与维护需要政府进行职能的线上化转变，同时，中央政府需要进一步加强统筹力度。此外，各国政府在网络空间构建规则上的不一致可能形成新的治理挑战。人口在元宇宙世界流动时可能因为跨国的规则差异和权限限制而面临“数字隔离”，无法实现元宇宙世界间的无缝衔接式流动。虽然大型跨国平台企业可能会解决这一问题，但由此产生的平台垄断等问题也可能引发新的连锁反应。

（三）优化资源配置效率

一方面，元宇宙世界一定程度上解决了传统生产要素的稀缺性问题。劳动、资本与土地是传统的三大关键生产要素，土地要素作为一种稀缺的经济资源和权利资源，在要素投入过程中多因稀缺性限制难以与其他各类要素充分组合形成资源配置最优解。而在元宇宙构建的网络空间中，非实物产品生产的土地空间可以无限扩张，极大提高了有效劳动的边际产出，有利于降低所有非实物产品与劳务的成本与价格。随着产业集聚由线下集聚转变为线上空间集聚，也可能会导致相关服务器成本与管理维护成本大幅上升，这种以管理维护成本代替土地成本的方式形成了新的“地租”，以至于短期内无法确定线上生产的产品价格影响方向。但相对于土地本身的限制，摩尔定律下对元宇宙的维护成本会不断降低，且这种固定成本相对于土地与产量的关联更低，因此长期来看这种“地租”成本在单位成本中的比重会持续降低。同时，随着元宇宙的接入成本不断降低，劳动作为生产要素无摩擦地自由流动成为可能。

另一方面，元宇宙中各类生产要素的效率也将持续提升。工农业生产的自动化程度不断提高使得大部分工农业从业人员可以对生产设备进行远程控制，部分工农业生产可以使用机器人实现远程监督。因此，当传统农业与制造业的一部分生产环节也通过线上操作时，相应行业劳动者能够从线下物理空间限制中解放出来。通过在虚拟空间的协同工作、模拟运行指导实体工业高效运转，赋能工业各环节、场景，促进工业企业降低成本、提高生产效率，从而为第一、第二产业创造新的业态和模式。据集邦咨询测算，2021—2025年元宇宙将带动全球智能制造市场规模复合年均增长率达到15.4%，2025年突破5400亿美元。同时，元宇宙技术也将推动技术要素进步。通过对经济社会运行机制进行横向到边、纵向到底的系统性重塑，可以实现人机协同、产业跨界协同、物理世界和数字世界的融合，从而形成云制造、智能制造、网络制造、数字制造等生产技术。各类技术不断融合创新，也将形成乘数效应。例如，集成互联网、云计算、人工智能、区块链、物联网、工业互联网、虚拟现实、增强现实等数字技术实现的元宇宙数字孪生，通过整合实体、数据、技术三大核心要素，可以构建物理实体、虚拟实体、孪生数据、连接和服务五个维度的数字孪生体系架构。

（四）社会关系重构

随着元宇宙与人工智能技术的不断成熟，越来越多的产业将逐步脱离土地与劳动力的限制，土地与人的劳动作为生产要素的重要性不断降低，此时，资本将构成除技术外的最重要的生产要素。更进一步，在资本投入下，技术可以构建新的土地空间（元宇宙）与劳动力供给（机器人与人工智能），资本投入的边际效应递减趋势将放缓。此时的生产关系，尤其是劳资关系并不会由于生产力的进步而发生实质性变化。元宇宙时代，社会将允许更多创新的试错成本，全社会的创新氛围将更加浓厚。

然而，当保证了基本生活水平时，部分人有可能沉迷于线上元宇宙构建的虚拟世界，而忽略了现实世界的创新与探索。从这一方面来看，元宇宙相关技术的发展是一把“双刃剑”，需警惕其带来的不利影响。

五、总结

尽管元宇宙已经成为全球各大科技厂商竞相追逐的领域，但其背后的的技术本质仍旧是信息革命的创新，元宇宙所构建的世界仍旧是基于线下世界的现实反映与延伸扩展。

在对经济社会的重构中，元宇宙最有进步意义的表现是优化资源配置效率，使人们从低效率劳动中解放出来，这更有利于促进人们开展基础性、颠覆性创新研究。

但是，作为新一代信息技术的创新，市场情绪对元宇宙技术也应保持冷静。元宇宙技术可能引发的平台垄斷、线上治理、数据隐私等风险也亟须有效应对。因此，与其他科学技术一样，元宇宙技术同样是一把“双刃剑”，在充分发展利用的同时更要规范治理。

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（作者单位：青岛科技大学经济与管理学院，中国银行总行研究院，中国宏观经济研究院经济体制与管理研究所）