元宇宙：意识和生命的互联网（上）
叶毓睿
浪潮信息首席架构师、技术研发部副总经理，中国移动通信联合会元宇宙产业委员会联系秘书长，横琴数链数字金融研究院研究员，中国政法大学政治经济中心研究员
世间万物都有一种与生俱来的从“我在”（求知、求生存）到“我思”（求真、求发展），继而帮助它物实现“我在”和“我思”的内驱力。
从宇宙大爆炸到元宇宙
2021年12月，《人民日报》官方微博显示，国家语言资源监测与研究中心发布“2021年度十大网络用语”。其中，“元宇宙”赫然在目。其实这并不奇怪，因为元宇宙是大家对未来数字世界的想象共同体，每个人都有想象的能力和权力，可以结合自己的专业、认知、经验、思考和想象，为它添砖加瓦，或者“添油加醋”。喜欢或认可它的人，会把未来很多美好的想象都加在上面；而讨厌甚至痛恨或恐惧它的人，会把一些风险、隐患，甚至在这个词出现之前就有过的罪恶也加在它上面。正因如此，“元宇宙”引发了大量的争议、讨论，使其越来越热。
那么元宇宙到底是什么？为什么出现元宇宙？元宇宙的前世今生和未来又怎么样？
从奇点到元宇宙
我们先来看一下人类当下所处的物理宇宙是如何演化而来的？
图1-1 宇宙大爆炸，来源：wikimedia.org
先是有一个巨大的能量体，也即宇宙大爆炸之前的奇点，它是致密高热的。爆炸的一瞬间，时间与空间诞生了；最初的高温也随着宇宙的膨胀慢慢的变低了。138亿年来，我们的宇宙进行了一个从热到冷的演化过程。
在大爆炸发生10 -34秒后，夸克、玻色子和轻子形成，引力和强力分离，弱力和电磁力耦合为电弱相互作用。
在大爆炸发生10-12秒后，电弱相互作用分离为电磁力与弱力，质子和中子和它们的反粒子也形成了。
在大爆炸发生10秒后，中子与质子结合成了氢核与氦核。
在大爆炸发生30万年后，温度已经下降到3000开尔文（单位为开，以绝对零度作为计算起点，即-273.15℃=0开），电子与原子核（如氢核）结合，中性原子组成的气态物质成为了宇宙最常见的物质。
气态物质在万有引力的作用下慢慢凝聚，形成了密度相对较高的气体星云，星云继续聚集，逐渐诞生了星系与恒星。
经过了近138亿年的漫长演化之后，就形成了我们如今看到的宇宙。
从人类的角度来看，无论从时间还是空间来衡量，这都是一个宏大的宇宙。每一个星系是一个独立的子宇宙，例如太阳系。星系包含恒星和行星，恒星发光发热质量大，行星围绕恒星转动，例如地球这颗行星围绕着太阳这颗恒星转动。地球是子宇宙里的一个小宇宙，这个小宇宙演化出的人类，已经开始探索物理的星辰大海了，并将通过元宇宙来探索意识的星辰大海了。
放在数百万年甚至更长的时间角度来看，这些宇宙之间又有何关系和区别呢？
一、物理宇宙、生命宇宙和元宇宙
按照地球、人类的角度来看，我们把宇宙演化分为五个阶段，从宇宙0.0到宇宙4.0。
1.零宇宙（奇点）是宇宙0.0。
宇宙大爆炸之前，一切归零，没有大小、长短、时间。
2.物理宇宙是宇宙1.0。
大爆炸后是物理宇宙。经过30多亿年的演化，也即距今100多亿年前，地球出现了有机物（含有碳元素的化合物），有机物是生命产生的基础。但那时还没有出现生命。
3.生命宇宙是宇宙2.0。
大约距今40亿年左右，地球上出现了最早的生命（具有繁殖的特点），包括单细胞生物。虽然只由一个细胞构成，但单细胞生物也能完成营养、呼吸、排泄、运动、生殖和调节等生命活动。
4.有人宇宙是宇宙3.0。
距今300~400万年前，地球上出现了最早的人类，能直立行走，制造简单的工具。这是宇宙发展的一次重要里程碑。
5.元宇宙是宇宙4.0 。
近30年来，人类开始构建持续共享的虚拟世界，将梦想照进可感知甚至可触摸的数字世界。它是一个虚实融合，多维立体的，意识交换的数字空间，并将发展成为与人类社会、物理世界相互影响、相互促进的想象共同体。
人类在岩石上的绘画，可以看成是远古时期的“虚拟现实”，也可以视为是混沌初开的“元宇宙”。而后出现的传说、宗教及衍生出来的信仰、文化、艺术、建筑、社群至今仍在影响着我们的生活。
为什么从奇点，到大爆炸后的夸克、中子、原子，会逐渐演化出有机生命、人类，进而又演化出元宇宙？
奇点是一个特殊的状态，所有一切都汇聚在一个直径为0的点，没有前后左右的相对位置，没有高低粗细的空间大小，也没有过去现在未来的时间差异。从绝对意义来说，它是最有序的，它的熵是最低的。大爆炸一开启，奇点这个“0宇宙”就宛如奔腾的河流，一泻千里，滔滔不绝。而后开始有了分化，有了分别，因此就有了物与物的不同，此物与彼物在一些属性上的不同；各种基本粒子自发地形成了不同的组合，组成更高层次的物，而这更高层的物又开始进行新的组合，最终形成丰富多彩的世界，包含了世间万物。这是从无结构化状态向结构化状态，从简单系统向复杂系统的演进过程。实际上，当“物”有了结构之后，就成为了“系统”，只不过所处层次的不同，“物”可能是渺观系统、微观系统、小系统、大系统、复杂巨系统中的一种。其中，渺观是比微观还要小的层次，这一观点来源于我国著名科学家钱学森关于物质世界层次新划分的“五观”论（胀观、宇观、宏观、微观、渺观）。
结构化的物，其组成要素也有“高低贵贱”之分，有些是主要成分，有些是次要成分。例如头发与人的关系；头发的主要成份是角质蛋白。众所周知，蛋白质是生命的主要物质基础，但人掉了头发，或者剪掉头发后，人基本上还是原来那个人，人是主要成分；而掉的或剪掉的头发相对于人而言，重要性低得多，是次要成分。
再如，原子核与电子。原子核极小，它的直径在10-15m ~ 10-14 m之间，体积只占原子体积的几千亿分之一，在这极小的原子核里却集中了99.96%以上原子的质量。例如氧原子由一个原子核（原子核包含质子和中子）和8个电子组成，原子核就是主要成分，电子也很重要，是构成稳态氧原子必不可少的，但它却是次要成分。有些时候，受太阳紫外线、宇宙射线、雷电、风暴及空气和山地岩石中放射性元素物质等因素诱导，可能使得氧原子额外捕获了新电子，这就形成了被誉为“空气维生素”的负氧离子。因此，可以看出，物的层次越多，构成物的组件越多，越是主次有别。
从原子到分子（含有机分子），再到由分子组成的有机物；其中，多个有机大分子可以形成多分子系统，有些多分子系统进化为原始生命。
武汉大学计算机学院蔡恒进教授曾提到：“生命的最初状态应该是从单细胞开始，大多数人倾向于先考查细胞的构造，认为先有细胞核而后才有细胞的整体。但也很可能是先产生了细胞膜，细胞膜不仅保护了细胞内部物质，而且使得细胞具备了能与外界区分开来的独立性，在此之后细胞内部才逐渐确定出细胞核和细胞质等。随着时间推移，细胞不断进化，一方面功能为结构的发展提供了指引和方向，另一方面，结构的发展又进一步强化了功能本身，最终才形成完整且明晰的构造。这个过程的要义是，功能与结构纠缠在一起共同进化，而非先有明确的结构才产生了相应的功能。”
随着时间流逝，我们发现，演化过程中，物与物不断的组合、分解、继而在更高的层次上不断再组合，也即不断形成更复杂的结构体，直至出现具有自我意识的人类。这些结构体，还有蚁群、蜂群、飞行的鸟群、蜜环菌等；有一个在美国密歇根发现的巨型蜜环菌，迄今已有2500多年，占地70万平方米，总体重高达400吨。
在这过程中，重要的是细胞膜的形成，使得有些物质开始有了边界，能区别“自我”与“外界”，“我在”和“它在”。许许多多个具有不同属性，甚至不同层级的“我在”物（生命有机体），不断分化和组合，形成了人类，从而具备了“我思”的能力，进行自主选择和进化。
二、从“我在”到“我思”
很多人都听说过笛卡尔响彻寰宇的名句“我思故我在”，其实是指：“我思”可以明确我在思考这件事情本身是毫无疑问的，是存在的，这是高级生物具有的意识。
世间万物为何能演化出越来越复杂的结构体？为何人类还不断发展，通过群聚形成了部落、城市、国家，甚至欧盟、联合国，还在探索星辰大海，移民外星球？
我想这是因为，世间万物都有一种与生俱来的，从“我在”（求知、求生存）到“我思”（求真、求发展），继而帮助它物实现“我在”和“我思”的内驱力。当然，这里所说的万物，包括人在内，主要是指那些能级不断上升的人或物，如果按照马斯洛的人类需求六层次论，就是那些自我实现，甚至自我超越的人。
“我在”表示存在、活着，表示我生存在这个世界上。先是感知世界，也即“求知”，也希望世界或者“它物”知道我的存在，有更多存在感；继而追求更长久的生存，也即“求生存”，无所不用其极，并希望推动“在”（活）得更精彩更有影响力。“在”的那个物或生命体（也即它），首先是自我肯定，继而希望被看到、被认可，被更多“它在”物感知到和认可“我在”物的存在和重要性。“我思”表示“我”开始有了自我意识，能够思考、决策和反馈。为了探索真相、追求真理，也即“求真”，和进一步发展，也即“求发展”；不仅能够感知外界，还能自主选择，通过思考、反馈，促进外界的变化，壮大自己或壮大以自己所属的系统，也即改造世界。“我在”物通过新陈代谢，也即吸纳更多的能量或养料，实现到“我思”的转变，逐渐开始具有思考的能力，有了自我意识。需要注意的是，不只是人类才有自我意识，动物或多或少也有一些自我意识，一些思考的能力，例如乌鸦可以利用红绿灯的间歇，将核桃类的干果丢到马路上面，借用汽车压碎核桃来获得里面的果肉。
“我在”是世界万物的第一需求。“我在”，或者说“求知”、“求生存”的根本原因和蔡恒进教授提出的“自我肯定需求”类似。自我肯定需求是指：只要有可能，人对自己的评价一般高于他认知范围内的平均水平，在分配环节他更希望得到高于自己评估的份额。大多数情况下，总的自我肯定需求必定大于其所在社会的当下产出，这就形成了一个缺口，这个缺口对任何系统的管理者而言都是一个巨大的挑战。
为什么人类普遍对自己评价过高，希望获得更多？是因为潜意识里感觉生存资源有限，需要确保吃穿用足够，甚至还能富余不少，以应不时之需；本质仍是为了求生存。
其实，“求真”、“求发展”，也是为了更好的“求知”、“求生存”。
凯文·凯利在《必然》一书中，用十二个动词，给我们指明了科技新物种不断变迁的十二种未来趋势。其中的第二个动词是“知化”（Cognifying） ，他认为世界正处在一个知化的过程中，也即知化万物，赋予事物智慧使其更加的聪明。知化意味着赋予万物以认知能力，所以万物都逐渐成为计算机。笔者在原创文章《XaaC一切皆计算机 和 XaaS一切皆服务》（XaaC即Everything as a Computer，一切皆计算机；XaaS，即Everythings as a Service，一切皆服务。——作者注）里提到：数据中心即计算机、机柜即计算机、SSD（闪存盘）即计算机、网卡即计算机（如SmartNIC，DPU也即智能网卡）等例子。其实这样的例子比比皆是，例如Kindle（书即计算机）、智能楼宇（房子即计算机）、智能摄像系统（无人机上的吊舱即计算机）、触觉手套（meta公司推出的，可视为手套即计算机）、智能“皮肤”（meta的Reskin，皮肤即计算机）、智能叶片（叶片即计算机，通用电气公司有个风电部门，把传感器安装在每一个风机叶片上，通过对风机转速、风力、温度、湿度、环境等近百种数据的采集、分析，风机能够自己进行涡轮叶片转速的调整，不需要把数据传输到数据系统，通过桨片的角度调整能够增强风力，能够增加风力4%。——作者注。），等等。
我们来看“知化”一个详细的例子，手套即计算机。如图1-1所示，就是meta公司演示的触觉手套，两个人远程握手，会有近似真实的触感。触觉手套内嵌多个执行器（actuator，一种充气塑料微型电机），并根据虚拟环境中的某些动作进行变化。
图1-2 触觉手套
来源：YouTube网站，Meta Consumer Force Feedback Haptic VR Gloves Prototype
无论是知化，还是万物都朝着一切皆计算机（或叫智能体）的方向发展，对应的就是“我在”到“我思”的跃升。当然，大部分的物，尤其是无机物，必须通过人的帮助，才能实现“我在”到“我思”的转变。
宇宙有成物之美（促成“我在”），继而成人之美（促成“我思”）。宇宙大爆炸后形成的有机物，通过自己的努力，从复杂结构体，不断演化成具有自我意识的生物，进而发展到高等生物，直至人类。人类又开始帮助更多的物，使其具备智能，也即“我思”的能力，将在更大的范围内形成人机结合的新宇宙。
致力于实现通用人工智能的全球著名计算机视觉专家朱松纯教授，在2022年1月6日的文章《三读<赤壁赋>，并从人工智能的角度解读“心”与“理”的平衡》中提到：通用人工智能研究的目标就是要创造有自主的感知、认知、决策、学习、执行和社会协作能力，符合人类情感、伦理与道德观念的通用智能体。
1995年10月23日，科学家钱学森在给戴汝为、钱学敏的信中表示：“未来的人工智能工作是人机结合的一项‘大成智慧’工程！……我们一旦进入这样的人工智能世界，人类也跟着改造了，将会出现一个‘新人类’，不只是人，是人机结合的‘新人类’！
钱学森27年前的预言，我们可以看到越来越接近了。随着人类不断向外（探索星辰大海）、向内（人体科学、脑科学）和向虚拟世界（未来将探索意识科学的元宇宙）进行深入的研究，人机结合这一新物种的各种组合、各种形态将不断涌现。从刚开始作为人类体力的延伸和加强，继而出现更多的，作为人类脑力的延伸和加强的结合体。总之，让“物”能感知，能即时处理，实现从“我在”到“我思”的过渡，通过演化出新物种，人类将构建更加波澜壮阔的新世界。
人类打造的元宇宙，会有各种各样的数字人，除了物理人的一个或多个化身之外，还有数字原生的虚拟人，未来还会出现各种各样的，大量的NPC（NPC，Non-Player Character的缩写，是游戏中一种角色类型，意思是非玩家角色。电影《失控玩家》里的银行出纳员Gay就是NPC，原来只是日复一日的重复昨天的工作和生活，突然有一天开始了思考，不再按照以往的规定工作生活。）。渐渐的，NPC这一新物种也会不断演化，也将呈现从“我在”到“我思”的演化，甚至自我复制，或和“它物”一起繁衍后代。
图1-3：会思考的NPC（游戏中的非玩家角色），左一就是会思考的NPC角色Gay
来源：YouTube网站，FREE GUY: Ryan Reynolds' Next Level of Comedy
有趣的是，美国SpaceX太空探索公司创始人埃隆·马斯克就曾公开表示，人类生活在所谓真实世界的概率只有十亿分之一。换句话说，马斯克认为人类极大概率是生活在高维智能体为人类创建的“元宇宙”。您认为呢？ （选自《元宇宙十大技术》）