克利福德·皮寇弗（Clifford Pickover）在《物理之书》（The Physics Book） “生活在模拟世界（Living in a Simulation）”一章中提到：“随着人类对宇宙的了解越来越多,并且能够使用计算机去模拟复杂的世界,即使是严肃的科学家也开始质疑现实的本质。我们有可能正活在一个计算机模拟的世界中吗?” ^[1]。这种对人类社会虚拟化和虚拟化的人类社会的思考并不是一个新的问题。1967年德国计算机先驱Konrad Zuse首次给出了自己的假想,认为“宇宙是在某种巨大但离散的计算机上进行的确定性计算（The universe is being deterministically computed on some sort of giant but discrete computer）”。由此开创了物理学的新领域——Rechnender Raum（德语,英译为Computing Cosmos 或 Calculating Space),即计算宇宙学/空间科学,又称数字物理学（Digital Physics）^[2]。Zuse的理论也被称为“Zuse's thesis: The universe is a computer”¹（¹ Zuse's thesis-The universe is a computer[EB/OL].[2021-11-18]. https://people.idsia.ch//~juergen/digitalphysics.html.）,认为人类本身就生活在虚拟世界中。在之后人类的发展中,关于人类是否生活在虚拟世界的讨论持续不断。1990年11月27日,钱学森教授在回复汪成为的信中就建议将虚拟现实（VR）命名为具有中国特色的“灵境”。特别是近期,元宇宙（Metaverse）的讨论再一次在更大范围内引起了人们对虚拟世界社会和生活形态的讨论。元宇宙（Metaverse）一词的最早来源尚无定论。不同群体对元宇宙的认识也不相同。例如,我国学者韩民青从哲学层面对宇宙层次与元宇宙进行了讨论,认为“元宇宙是指,比我们的本宇宙层次更原始的背景宇宙层次·····,本宇宙生长在元宇宙的基础上,本宇宙是由元宇宙演化生成的更高级的宇宙”^[3]。互联网行业对元宇宙的认识与韩民青先生则截然不同。目前,互联网行业通常认为元宇宙一词最早出现在科幻作家Neal Stephenson于1992年出版的科幻小说《雪崩》（Snow Crash）^{[4, 5]}中。在《雪崩》1992年的版本中,Metaverse在全书中出现了116次之多。首次出现在该小说第二部分,“名片背面是一堆杂乱的联络方式：电话号码,全球语音电话定位码,邮政信箱号码,六个电子通信网络上的网址,还有一个「超元域」（即Metaverse）中的地址（His address on half a dozen electronic communications nets. And an address in the Metaverse）”。Metaverse之所以重新受到关注,与Facebook更名为Meta有直接关系。北京时间2021年10月29日凌晨,在Facebook的Connect开发者大会上,创始人马克·扎克伯格高调宣布：公司名将改为“Meta”(元宇宙英译为Metaverse),这引发了全球对Meta和Metaverse的关注,从谷歌搜索趋势中不难看出（见图 1）,2021年10月29日,Meta和Metaverse的搜索达到了峰值。对金融市场而言,这支“概念股”在资本市场也引起了新一轮的热潮^[6]。在Facebook公司的新主页中,有这样一段话：“The metaverse is the next evolution of social connection. Our company’s vision is to help bring the metaverse to life······（元宇宙是社会联系的下一个演化阶段,公司的愿景是将元宇宙带到现实生活中······）”。换句话说Meta是Facebook的升级版,是在虚拟与增强现实、物联网、脑机接口、区块链以及数字孪生等技术背景下形成的新一代社交媒介（Social Media）。鉴于元宇宙所要传达的功能,实际上将元宇宙称为元世界或者平行世界更为确切,也更容易理解。它是现实世界的镜像,是一个虚拟的一直在线的世界。从元宇宙的特征不难得出,元宇宙是人类所追求的精神生活的虚拟画面,但又具有一定的现实性。元宇宙所反映的种种特性与日本《2021科技创新白皮书》中所提出的社会5.0时代（Society 5.0）^[7]也高度相似,实现社会5.0的前提便是虚拟和现实的融合。

当前“元宇宙”具有浓重的商业色彩,大量资金的融入使仍在概念阶段的构想在现实中大量传播,形成了一个热闹的场面。结合元宇宙的愿景和人类的现实,我们不得不思考,元宇宙是否开启了人类生活方式的新纪元?我们就要进入元宇宙时代或者“后人类社会”了吗?现实世界人类的世界观、人生观以及价值观会不会发生显著的变化?正如Zuse所说的那样,现在的人类是不是生活在被创造的“元宇宙”?元宇宙当中是否还有存在与灭亡的问题?等等。我想这些哲学问题需要在元宇宙的发展过程中逐步得到解答。但就目前的发展来看,元宇宙是科学技术共同发展所集成的面向未来的人类的虚拟世界。作为互联网行业的新兴热词,在科学研究中也有一定的讨论。例如,基于中国知网收录的文献可知,当前我国的研究多为报纸文献,集中在对元宇宙经济/金融的讨论。相比之下,国外对元宇宙的讨论则较早,Web of Science中最早的相关讨论为1995年发表在New Scientist的论文“How To Build A Metaverse^[8]（如何构建元宇宙）”。本研究将基于Metaverse学术文献探究元宇宙的基本态势,为认识和研究元宇宙提供科技资讯。

本研究采用科睿唯安的Web of Science数据平台,以“Metaverse*”为检索词进行标题检索,检索日期为2021年11月12日。结果显示,过去20余年仅有57篇论文的标题中包含“Metaverse”。为了扩大数据量、提高查全率,将检索式调整为主题检索,得到1995–2021年的123篇学术文献。Web of Science核心数据集的分类,如图 2。所采集的论文主要来自科学会议数据库CPCI–S,共56篇。在论文的类型分布上,以会议论文和研究论文为主。此外,有6篇密歇根大学哲学教授Peter Ludlow关于《第二人生使者：见证元界黎明的虚拟小报》^[9]的书评;4篇社论材料（编辑材料）^{[5, 10–12]},其中2篇是关于《网络GIS的实践》,1篇《虚拟世界的团队合作》以及1篇《元宇宙的网络化》;2篇新闻文献,《元宇宙时代已经到来》^[13]和《什么是元宇宙》^[14]以及1篇关于《‘第二人生’中的表演07：勇敢的新元诗》^[15]的艺术展览评论。123篇文献中,英文文献114篇,西班牙文文献7篇,另有葡萄牙文和俄文文献各1篇。

本研究使用科学计量的方法对所采集的文献数据进行统计分析,并使用VOSviewer等软件对结果进行可视化^{[16, 17]}。科学计量分析是采用量化的分析方法（例如,数学、统计学等）,对科技论文产出的特征、研究的主题和重要文献等进行分析,以展示特定科学研究的整体态势,为相关研究提供科技资讯支持;文献可视化分析则是进一步在科学计量的基础上,对结果的可视化展示。在本研究中,对采集的元宇宙文献数据从三个方面进行分析：（1）元宇宙文献产出的描述性统计;（2）元宇宙的研究热点和关键词;（3）元宇宙研究中的重要文献。

在领域维度上,对元宇宙文献涉及的领域进行叠加图分析。结果显示123篇论文分布在49个不同的领域,如图 3（a）。其中,论文产出量排在前列的领域为Computer Science Theory Methods（计算机理论方法,30篇）、Engineering Electrical Electronic（电子电气工程,23篇）、Computer Science Information Systems（计算机信息系统,23篇）、Computer Science Artificial Intelligence（计算机与人工智能,18篇）、Computer Science Interdisciplinary Applications（计算机多学科应用,12篇）、Education Educational Research（教育教学研究,12篇）以及Business（商业,11篇）。元宇宙是新一代计算机技术和互联网技术的发展,是构建元宇宙物理层的基础。因此,在元宇宙的研究中,计算机工程以及电子电气等是目前聚焦的领域。

在Web of Science数据库中,元宇宙文献的时间分布如图 3（b）。在样本数据中关于元宇宙的文献最早是1995年由Budiansky S发表的《如何构建元宇宙》的研究论文 ^[8]。1996年,一篇题为《什么是元宇宙》^[13]的新闻稿件发表。之后,1996–1999年无一篇关于元宇宙的论文发表。2000–2006年,元宇宙的讨论度和研究关注度仍然很低,除2000、2004、2005和2006年各有一篇元宇宙论文外,其他年份没有论文产出。 2007–2010年,元宇宙研究出现一个显著增长趋势,表明元宇宙研究在该阶段有一定发展。然而,2010年以后对元宇宙的关注又急剧下降。虽然,元宇宙研究在一定时间段内呈增长趋势,但年度发文量并不多,2010年为论文产出的峰值,也仅有14篇,1995–2021年的年均论文产出仅为6篇。因此,元宇宙的研究仍然处于探索阶段,在学术界尚未引起较大关注。

元宇宙研究的国家/地区分布如图 3（c）,当前有29个国家/地区发表了关于元宇宙的论文。整体上,在全球范围内元宇宙研究并未形成紧密和广泛的合作网络。美国以26篇的发文量名列全球第一位。发文量不小于5篇的国家/地区还包括英国（13篇）、西班牙（12篇）、日本（10篇）、韩国（9篇）、土耳其（8篇）以及法国（7篇）。进一步,对论文的来源城市进行分析,如图 3（d）。论文数超过5篇的城市分别为土耳其伊斯坦布（8篇）、西班牙马德里（8篇）、英国伦敦（6篇）和韩国首尔（6篇）。

对元宇宙研究文献的关键词进行分析,结果如图 4,主要关键词的分布如表1。在元宇宙文献中,元宇宙（Metaverse）、虚拟世界（Virtual Worlds）和第二人生（Second life）是三大热点关键词。在元宇宙研究中,三者表征的含义是高度相似的,或者可以说元宇宙在一些场景中是可以称为“虚拟世界”或“第二人生”的。在研究中,关键词被划分为三个群落,不同的群落在表征元宇宙研究上具有不同的特点。元宇宙的核心词汇位于图谱中央,并发展形成了虚拟现实（虚拟化身、虚拟环境）、沉浸（沉浸环境与学习）等研究群（红色）,涉及虚拟世界的呈现模式以及虚拟世界的构建环境与平台等（例如：Opensimulator）。绿色聚类主要涉及元宇宙研究中的实际应用场景,例如未来的教育、游戏等将成为元宇宙应用的一个重要场景。从主题分析不难得出,以元宇宙为核心的概念目前尚未形成成规模且具体的主题领域,这也反映了元宇宙研究仍然处于起步阶段。

对123篇文献按照标题进行分析。首先,通过carrot 2平台^[20]对123篇论文进行聚类,论文依据研究主题被划分为33个不同的论文群（如图 5）。核心论文群为metaverse system（元宇宙系统）、interaction with virtual（虚拟互动）、research in metaverses（元宇宙研究）、application（元宇宙的应用）、virtual avatars（虚拟身份）、virtual reality（虚拟现实）、learning（学习）、environment（环境）、students（学生）、3D virtual worlds（3D虚拟世界）、information systems（信息系统）、second life （第二人生）、immersive environments（沉浸式环境）、internet based virtual（基于网络的虚拟世界）、virtual design（虚拟设计）、virtual spaces（虚拟空间）、second life users（第二人生用户）、metaverse service（元宇宙服务）、building（建筑）、offered by these metaverses（由这些元宇宙提供）、known as metaverses（被称为元宇宙）、second life virtual environment（第二人生虚拟环境）、social networks（社会网络）、educational tool（教育工具）、emerging technologies（新兴技术）、metaverses open（元宇宙开放）、immersive experience（沉浸式体验）、physical world（物理世界）、real life（现实人生）、user experiences（用户体验）、digital technologies（数字技术）以及其他主题。

被引频次在一定程度上表征了论文的学术影响力,分析123篇论文的被引频次分布,筛选高被引论文。分析结果发现,元宇宙施引文献被引频次为0的论文达到了68篇,占样本数量的55.28%。大量论文的被引频次较低,仅有少量论文得到了较高引用（如表2）,被引频次排名前10的文献见表3。当前元宇宙领域被引频次较高的研究集中在对虚拟化的研究。被引频次最高的文献为2012年英国圣安德鲁斯大学计算机科学学院 Oliver I等人在德国慕尼黑召开的国际计算机通信与网络会议上发表的论文“Mongoose: Throughput redistributing virtual world （Mongoose：虚拟世界吞吐量的重新分配）”,采用开源的虚拟世界平台Opensim（ http://opensimulator.org/）,设计和评估了Mongoose虚拟世界客户端,并对相关场景进行了分析。其次为Davis A于2009年发表在Journal of the Association for Information Systems上的“Avatars, people, and virtual worlds: Foundations for research in metaverses”,专门讨论了元宇宙研究的基础问题——化身任务以及虚拟世界。两篇论文都旨在解决元宇宙研究的基本问题,是研究和认识元宇宙的基础。此外,元宇宙中的经济/金融研究也颇受关注,相关高被引论文包含Papagiannidis S（2008）、Bourlakis M（2009）以及Scarle S（2012）。

在元宇宙研究中,123篇论文共引用了2 716篇参考文献。高被引的研究文献表征了元宇宙研究的核心知识基础。本研究对元宇宙研究论文进行了文献的共被引分析,提取了被引频次≥3次的17篇文献的共被引网络,如图 6。文献的详细信息如表4所示。从时间维度上看,17篇文献中,早期的论文主要以管理学中的信息研究为主,代表性论文为1986年Daft RL在Management Science上发表的“Organizational Information Requirements, Media Richness and Structural Design”,以及Davis Fd于1989年发表在 Mis Quart上的“Perceived Usefulness, Perceived Ease of Use, and User Acceptance of Information Technology”。在被引频次维度上,被引频次大于5次的只有2篇,分别为Stephenson Neal在1992年出版的小说《雪崩》和2008年Boellstorff T出版的著作《第二人生时代的来临：一个人类学家对虚拟人类的探索》。两位作者从不同视角阐述了元宇宙的形态,成为当前进行元宇宙研究的基础。其中,《雪崩》在Web of Science中的被引频次达到了390余次,并主要集中在计算机科学领域。该小说共计71章550余页,假设和构建了作者心中的元宇宙形态和存在方式。《第二人生的时代》在Web of Science被引达到了750余次,施引文献主要分布在人类学、通讯和计算机领域。该书通过3部分共9章的内容分别从虚拟舞台的设置（Setting the Virtual Stage）、虚拟世界的文化（Culture in a Virtual World）以及技术时代（The Age of Techne）全面论述了未来人类的Second Life（第二人生）。从这些文献表征的研究主题来看,主要偏向对虚拟现实和第二人生的讨论与分析。

为了进一步认识《雪崩》和《第二人生时代的来临》的内容,采用Semantic Word Cloud Visualization^[21]对两本书进行了全文本词频分析与可视化,提取了每本书中词频排名前100位的词汇,结果如图 7。从《雪崩》的主题图发现,除了代表人和事的相关高频主题外,metaverse（元宇宙）和avatar（虚拟化身）作为重要词汇也位列其中。与《雪崩》不同的是,在《第二人生时代的来临》中,virtual（虚拟）、world（世界）、residents（居民）以及life（生活）等成为核心主题词。通过比较也验证了《雪崩》用词的小说特征,《第二人生的时代》相对更加具有学术研究的色彩。

在全球疫情大流行的背景下,数字化的重要性进一步突显,并再一次得到了快速的发展。人类工作、生活的方方面面因为数字化的发展得到了空前的改变。数字化的发展也使得一批科技公司和科学工作者开启了对未来人类社会的构想。元宇宙则是在此背景下重新兴起的一个概念,2021年也被称为元宇宙的元年。种种迹象表明,未来将有大量的资金、人才、科研计划投入到该领域中。我们期待元宇宙能给我们带来生存质量的提升,但科学技术是一把双刃剑,仅仅将当前各种最新技术（包括一些尚未成熟的技术）集成,以形成一个新的世界系统,这一构想会给人类带来怎样的灾难尚难预料。在虚拟电子化的世界中,“碳基生命”是否会受到极大的损伤?虚拟化的“硅基生命”还是人类吗?新的社会秩序和虚拟世界的“人口爆炸”是否会形成人类难以预料的新问题（诸如,伦理、道德、法律以及安全等问题）?总之,人类社会的发展是不以人的意志为转移的,新的时代总归要到来,无论以后人类是否会进入“元宇宙”时代,人类社会不断发展是客观存在的,也是值得期待的。

本文从科学文献的角度,系统梳理了元宇宙的整体格局与态势,以期为未来元宇宙的讨论和研究提供信息参考。本文得出以下结论。

（1）从Web of Science收录的元宇宙论文规模来看,元宇宙的整体研究并不活跃。以标题检索仅仅有57篇论文,主题检索也只有123篇。在时间维度上,元宇宙研究虽然呈现了一定的涨幅变化,但论文的年均产出仅为6篇。鉴于当前业界对元宇宙的高度关注和讨论,在后续的科学研究中,或将有迅猛的发展。综合元宇宙文献类型及地域产出看,元宇宙文献以会议论文及其他非研究性论文为主,进一步表明了其研究的不成熟性。全球范围内元宇宙研究的产出活跃度均不高。

（2）元宇宙的论文主要分布在计算机和电子等领域中。从更加微观的文献关键词来看,虚拟世界、第二人生、三维、虚拟环境以及虚拟身份（avatar）是与元宇宙关系最为密切且活跃的元宇宙研究热点。在语义层面上,虚拟世界和第二人生可以认为是元宇宙的另一种说法。元宇宙的研究与虚拟（增加）现实、虚拟环境、3D等技术息息相关,并在教育相关的主题上得到了较为活跃的研究和讨论。在实现元宇宙的道路上,虚拟现实技术需要进一步发展和完善,以实现现实世界与虚拟世界的有效连接。

（3）元宇宙相关核心文献的分布进一步反映了其处在萌芽状态。与以往领域的知识基础不同,元宇宙的文献分析发现,被引频次最高的是一本科幻小说——《雪崩》。该文献通过小说的形式,向大家介绍了与现实世界共存的一种人类存在的新状态。作为科幻小说的作者其想象力是丰富的,但作为科学研究要构建怎样的元宇宙以及如何构建仍然是一个巨大的难题。在施引文献层面上,高影响力论文量极少,元宇宙的学术性研究亟待加强。

综上,元宇宙还处于“大爆炸”的早期阶段,距离成熟的宇宙还有漫长的路要走。当前的科学讨论多停留在概念的讨论上,尚未形成具有广泛认可的技术成果。试图集成现有新兴科学技术以创造一个全新世界的愿景是好的,但要清醒地认识到当前的不足以及未来的诸多不确定性。因此,在后期研究中学界仍需深入探讨未来元宇宙中的社会形态,致力于提升人类的生存环境,促进人类的可持续发展。对于产业界而言,面对科学研究如此薄弱的领域,在技术产业布局和投资中需要慎重决策。

标题检索得到的57 篇文献列表： https://doi.org/10.6084/m9.figshare.17054876.v1

本文所分析的123 篇文献原始数据： https://doi.org/10.6084/m9.figshare.17054558.v1