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本文目录
什么是工业元宇宙
第一部分：工业元宇宙的概念
中国信通院池程提出精彩的观点：元宇宙不是一种技术，而是一组技术概念的集合，它基于互联网而生，是数字信息高度发展的产物。元宇宙是在两个背景下出现的，一个是线下场景的数字化，主要体现在消费互联网领域的社交和娱乐上，另一个是产业和工业的数字化转型需求，也就是工业元宇宙。
第二部分：工业元宇宙主要有两个方面的重要工作
一方面是工业元宇宙需要强化物理世界与信息世界的联动，保障信息为物理世界服务才能真实推动工业的数字化转型。另一方面是完成三个层面的信息整合，一是企业信息垂直整合，括设备信息、工控系统、工业软件等，二是生产链条信息整合，包括设计、研发、制造、仓储、销售等环节信息。三是端到端信息整合，打通万物互联的信息通路。Microsoft提出的元宇宙技术堆栈(TechnologyStack)中，数字孪生提供的建模效益便是关键一环。
第三部分：工业元宇宙发展现状
工业元宇宙基于扩展现实技术提供沉浸式体验，以及数字孪生技术生成现实世界的镜像，通过区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界密切融合。工业元宇宙构建的场景对象是一个确切的物理系统，系统中的组织关系和任务是明确的，所要解决的问题的问题也是明确的。图扑软件自主研发核心产品HTforWeb，产品已应用到电力、电信、工控、政府、交通、水利、公安、国防、医疗、金融、科研等数十个垂直行业。提供的图形引擎工具产品及项目设计开发服务，助力实现数据驱动的工业元宇宙快速落地。
第四部分：工业元宇宙案例展示
节能减排绿色电力，可视化打造智慧虚拟电厂
虚拟电厂通过协调控制、智能计量以及信息通信等技术聚合DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等不同类型的分布式能源，通过更高层的软件构架实现多个DER之间的协调优化运作，达到资源的优势配置和使用，并作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。
借助图扑的HTforWeb产品，能有效进行数据融合，将分散的DER聚合到可视化系统中统一进行管理，通过Web提供丰富的展示形式和效果。“虚拟电厂”的可视化协调控制减小了以往DER并网对公网造成的冲击，降低了DG增长带来的调度难度，使配电管理趋于合理有序，提高了系统运行的稳定性。
智慧水务绿色集约化发展
Hightopo应用自主研发的HT产品，搭建了以厦门区域为载体的2D智慧水务可视化解决方案。界面摒弃了以往传统的地图模式，采用更加简洁的六边形色块拼接出湖泊水库等地形，河流分支则运用更加简化的线条予以展现，再选用不同颜色标明泵站、自来水厂、污水处理厂、非饮用水、饮用水水源及水源保护区域位置。如此设计更容易突出业务内容，让管理达到事半功倍的效果。
两侧面板用于展示采集到的实时数据统计，以供水调度数据为基础，为给水系统、排水系统、污水处理系统等众多子系统提供运营数据分析、设备运转、水量管理、安全管理等业务支撑。形成感知、诊断、调度、预警、校正一体化水务管理体系，为用户打造规范化、精细化、智能化的水务运作流程。
绿色数治开采工艺：3D可视化智慧矿山
采用Hightopo自主创新的HT产品搭建3D轻量化大型智慧矿山解决方案，根据矿山现场的CAD图、鸟瞰图、设备三视图等资料还原外观建模，围绕以数字化开采、高速掘进、智能通风排水供配电、筛煤工艺等内容为主体的三维立体可视化管理系统。
汽车装配车间生产流水线3D可视化
HTforWeb的汽车生产流水线3D可视化，仿真度高，根据设备实际尺寸等比缩小，利用鸟瞰镜头、特写镜头、跟踪镜头等方式，将生产线整体、局部与工艺流程完美展示。针对不同生产线设计不同的方案脚本，个性化内容定制，更契合企业形象。
高炉炉体三维热力图监控系统
2D面板上呈现了高炉的基本信息，热传感器信息，高炉检测信息；3D可视化场景中呈现了高炉的真实几何结构，采用三维热力图呈现了高炉各个关键位置的温度信息，底部方位指针定位了高炉的朝向和传感器位置，两侧的高度标识展示了炉体关键位置高度信息。
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在可视化系统的实现上，3D场景采用以HT轻量化HTML5/WebGL建模的方案，实现快速建模、运行时轻量化到甚至手机终端浏览器即可3D可视化运维的良好效果；而在对应的2D图纸上，使用特有的矢量，在各种比例下不失真，加上布局机制，解决了不同屏幕比例下的展示问题。
元宇宙的发展前景
元宇宙产业主要上市公司：目前国内元宇宙行业相关的上市公司有腾讯、百度、中青宝、丝路视觉等。
本文核心数据：中国元宇宙产业相关政策汇总、中国元宇宙商标申请数量、中国元宇宙发展历程、中国元宇宙产业代表企业布局
Facebook、微软均表示专注元宇宙领域
从2021年元宇宙第一股于纽交所上市以来，各大企业在元宇宙领域的布局出现在了科技圈和大众视野中。2021年7月，Facebook宣布进军元宇宙。2021年10月28日，Facebook创始人扎克伯格表示将Facebook的公司名称更改为Meta，并将Facebook的同名服务降级为该公司的子公司之一，与Instagram和WhatsApp并列，而不是总体品牌。随后2021年11月，微软在Ignite会议上宣布将推出新的MeshforMicrosoftTeams软件，待该平台上线后，不同地理位置的人可获得协作和共享全息体验，实现加入虚拟会议、发送聊天、协作处理共享文档等更多功能。2021年全球元宇宙产业代表性事件如下：
元宇宙：随着区块链技术发展而逐步建构
元宇宙是随着区块链技术成熟而逐渐构建起来的。在区块链1.0时代，主要体现为分布式账本和去中心网络形式，目标是实现货币的去中心化与支付手段。随着以太坊的出现，区块链2.0时代随之到来，区块链2.0是区块链在金融,智能合约方向的技术落地。之后出现了去中心化应用和去中心化金融，推动了更大的产业改革。NFT行业的出现为DeFi领域带来了创新。与此同时，NFT作为元宇宙的底层架构，将会是元宇宙未来发展的关键所在。
据《元宇宙通证》中介绍，元宇宙六大支撑技术分别是区块链技术、交互技术、电子游戏技术、人工智能技术、网络及运算技术和物联网技术。其中NFT、DeFi、公链速率、智能合约、DAO社交体系、去中心化交易所、分布式存储等区块链技术是支撑元宇宙经济体系中最重要的技术。
国内元宇宙布局历程
国内较早布局元宇宙业务的公司包括腾讯、网易、字节跳动等。早在2020年初，腾讯便已参投Roblox1.5亿美元G轮融资，并独家代理Roblox中国区产品发行。字节跳动分别于2021年4月和6月投资了元宇宙概念公司“代码乾坤”和买下Pico。2021年11月，百度更是宣布将于年底在元宇宙中举办CreateAI开发者大会。
国内代表企业元宇宙布局现状
腾讯属于国内入局较早的企业，参与元宇宙的策略主要是通过投资的方式实现。截至2021年，腾讯已通过投资等方式配备了大量的平台公司，硬件方面如VR/AR技术与平台(Epic的虚幻引擎、Snap)，软件方面则更是覆盖了人们玩游戏、购物、学习和社交等多种需求。米哈游作为一家游戏公司，主要元宇宙应用包括成立逆熵工作室、与瑞金医院合作研究脑接口技术的开发和临床应用等，近日米哈游表示将投资首个元宇宙社交软件soul。字节跳动、网易也纷纷布局元宇宙领域，字节跳动主要是通过并购pico、光舟半导体等方式布局，网易则是通过开发沙盒游戏、投资虚拟社交平台IMVU等方式。具体布局如下：
元宇宙相关技术逐渐成熟
从我国相关技术发展现状来看，我国在VR、AR、MR、数字孪生等方面技术发展较晚，有望在未来迎来进一步的提升：
2021年我国不断出台政策引导和扶持区块链等元宇宙相关技术的发展。2021年3月，“十四五”规划中首次将“区块链”纳入国家五年规划，明确被列为数字经济重点产业，这对依赖区块链技术的元宇宙产业是一个利好消息。推动技术发展的利好政策可为未来元宇宙产业的发展奠定技术层面的基础。
国内企业加速入局元宇宙市场
自2021年3月起，国内企业开始注册元宇宙相关商标。2021年7月之前我国元宇宙相关商标注册量保持在25项以下，2021年8月申请量首次突破50项。2021年9月，随着阿里巴巴、中青宝等公司入局，元宇宙商标申请量达到峰值，为344项。2021年10月申请量有所放缓但仍保持在较高水平。而在2021年11月，仅8天就有22项元宇宙相关商标提出申请。
注：2021年11月数据截至2021年11月8日。
2021年我国元宇宙相关领域投资事件频发。相关领域包括VR、区块链、云服务、虚拟人、NFT等。除专业投资机构外，投资企业所处行业大多集中在电子信息和游戏领域，代表企业有腾讯、莉莉丝等。从投资轮次来看，大多集中在天使轮，说明大部分项目仍处于起步阶段，但投资金额保持在较高水平。具体投资事件如下：
起步期的元宇宙产业仍存在一定风险
由于我国元宇宙产业如今还处于起步阶段，具有不成熟、不稳定的特征，未来的发展还需在技术发展、制度创新等多方面的共同促进作用下健康发展。目前存在的部分风险包括技术层面的算力风险、隐私风险，还包括沉迷风险、知识产权风险及舆论泡沫风险。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国互联网行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
什么是多元宇宙
多宇宙（或者称为多世界、平行宇宙）理论，来自于休•埃弗莱特(HughEverettIII）对量子力学的解释。
首先我不清楚楼主您对量子力学了解的程度，因此我把我的回答扯得长一点。众所周知，量子力学哥本哈根解释认为观测者对微观世界是有影响的，特别值得一提的有趣实验是“电子究竟穿越了哪条缝”“量子自杀”“薛定谔的猫”等等。但是把人类意识牵扯到对微观世界的决定上面似乎存在重重哲学上的困难，以至于后来的许多科学家都提出了区别于此的其他解释，其中尤以埃弗莱特的多宇宙理论赢得了众多的支持。
为了你能更好的理解多宇宙解释，我不妨把电子双缝实验叙述的详尽一些。
经典理论看来，在电子双缝干涉的实验中单个电子只通过了一条狭缝，在一条狭缝中穿过的粒子却发生了干涉，我们若想在两道狭缝处都安装上某种仪器，为的是记录下来电子路径或者发出警报，那不就成了？这种仪器又不是复杂而不可制造的。而实际上我们的确可以装上这种仪器。但是，一旦我们试图测定电子究竟通过了哪条缝时，我们永远只会在其中的一处发现电子。两个仪器不会同时响电子是一个粒子，它每次只能通过一条狭缝，奇妙的是，一旦我们展开这种测量的时候，干涉条纹也就消失了。哥本哈根的解释认为人意识的参与导致了电子波函数的坍缩。
（以下内容选自参考资料《上帝掷骰子吗——量子物理史话》，）
我们无法准确地定义一个“观测者”！一个人和一台照相机之间有什么分别，大家都说不清道不明，于是给“意识”乘隙而入。而把我们逼到不得不去定义什么是“观测者”这一步的，则是那该死的“坍缩”。一个观测者使得波函数坍缩？这似乎就赋予了所谓的观测者一种在宇宙中至高无上的地位，他们享有某种超越基本物理定律的特权，可以创造一些真正奇妙的事情出来。
真的，追本朔源，罪魁祸首就在暧昧的“波函数坍缩”那里了。这似乎像是哥本哈根派的一个魔咒，至今仍然把我们陷在其中不得动弹，而物理学的未来也在它的诅咒下显得一片黯淡。拿康奈尔大学的物理学家科特•戈特弗雷德(KurtGottfried)的话来说，这个“坍缩”就像是“一个美丽理论上的一道丑陋疤痕”，它云遮雾绕，似是而非，模糊不清，每个人都各持己见，为此吵嚷不休。怎样在观测者和非观测者之间划定界限？薛定谔猫的波函数是在我们打开箱子的那一刹那坍缩？还是它要等到光子进入我们的眼睛并在视网膜上激起电脉冲信号？或者它还要再等一会儿，一直到这信号传输到大脑皮层的某处并最终成为一种“精神活动”时才真正坍缩？如果我们在这上面大钻牛角尖的话，前途似乎不太美妙。
那么，有没有办法绕过这所谓的“坍缩”和“观测者”，把智能生物的介入从物理学中一脚踢开，使它重新回到我们所熟悉和热爱的轨道上来呢？让我们重温那个经典的双缝困境：电子是穿过左边的狭缝呢，还是右边的？按照哥本哈根解释，当我们未观测时，它的波函数呈现两种可能的线性叠加。而一旦观测，则在一边出现峰值，波函数“坍缩”了，随机地选择通过了左边或者右边的一条缝。量子世界的随机性在坍缩中得到了最好的体现。
要摆脱这一困境，不承认坍缩，那么只有承认波函数从未“选择”左还是右，它始终保持在一个线性叠加的状态，不管是不是进行了观测。可是这又明显与我们的实际经验不符，因为从未有人在现实中观察到同时穿过左和右两条缝的电子，也没有人看见过同时又死又活的猫(半死不活，奄奄一息的倒有不少)。事到如今，我们已经是骑虎难下，进退维谷，哥本哈根的魔咒已经缠住了我们，如果我们不鼓起勇气，作出最惊世骇俗的假设，我们将注定困顿不前。
如果波函数没有坍缩，则它必定保持线性叠加。电子必定是左/右的叠加，但在现实世界中从未观测到这种现象。
有一个狂想可以解除这个可憎的诅咒，虽然它听上去真的很疯狂，但慌不择路，我们已经是nothingtolose。失去的只是桎梏，但说不定赢得的是整个世界呢？
是的！电子即使在观测后仍然处在左/右的叠加，但是，我们的世界也只不过是叠加的一部分！当电子穿过双缝后，处于叠加态的不仅仅是电子，还包括我们整个的世界！也就是说，当电子经过双缝后，出现了两个叠加在一起的世界，在其中的一个世界里电子穿过了左边的狭缝，而在另一个里，电子则通过了右边！
波函数无需“坍缩”，去随机选择左还是右，事实上两种可能都发生了！只不过它表现为整个世界的叠加：生活在一个世界中的人们发现在他们那里电子通过了左边的狭缝，而在另一个世界中，人们观察到的电子则在右边！量子过程造成了“两个世界”！这就是量子论的“多世界解释”(ManyWorldsInterpretation，简称MWI)。
要更好地了解MWI，不得不从它的创始人，一生颇有传奇色彩的休•埃弗莱特(HughEverettIII，他的祖父和父亲也都叫HughEverett，因此他其实是“埃弗莱特三世”)讲起。1930年11月9日，爱因斯坦在《纽约时报杂志》上发表了他著名的文章《论科学与宗教》，他的那句名言至今仍然在我们耳边回响：“没有宗教的科学是跛足的，没有科学的宗教是盲目的。”两天后，小埃弗莱特就在华盛顿出生了。
埃弗莱特对爱因斯坦怀有深深的崇敬，在他只有12岁的时候，他就写信问在普林斯顿的爱因斯坦一些关于宇宙的问题，而爱因斯坦还真的复信回答了他。当他拿到化学工程的本科学位之后，他也进入了普林斯顿攻读。一开始他进的是数学系，但他很快想方设法转投物理。50年代正是量子论方兴未艾，而哥本哈根解释如日中天，一统天下的时候。埃弗莱特认识了许多在这方面的物理学生，其中包括玻尔的助手AagePeterson，后者和他讨论了量子论中的观测难题，这激起了埃弗莱特极大的兴趣。他很快接触了约翰•惠勒，惠勒鼓励了他在这方面的思考，到了1954年，埃弗莱特向惠勒提交了两篇论文，多世界理论(有时也被称作“埃弗莱特主义-Everettism”)第一次亮相了。
按照埃弗莱特的看法，波函数从未坍缩，而只是世界和观测者本身进入了叠加状态。当电子穿过双缝后，整个世界，包括我们本身成为了两个独立的叠加，在每一个世界里，电子以一种可能出现。但不幸的是，埃弗莱特用了一个容易误导和引起歧义的词“分裂”(splitting)，他打了一个比方，说宇宙像一个阿米巴变形虫，当电子通过双缝后，这个虫子自我裂变，繁殖成为两个几乎一模一样的变形虫。唯一的不同是，一个虫子记得电子从左而过，另一个虫子记得电子从右而过。
惠勒也许意识到了这个用词的不妥，他在论文的空白里写道：“分裂？最好换个词。”但大多数物理学家并不知道他的意见。也许，惠勒应该搞得戏剧化一点，比如写上“我想到了一个绝妙的用词，可惜空白太小，写不下。”在很长的一段时间里，埃弗莱特的理论被人们理解成：当电子通过双缝的时候，宇宙神奇地“分裂”成了两个独立的宇宙，在一个里面电子通过左缝，另一个相反。这样一来，宇宙的历史就像一条岔路，每进行一次观测，它就分岔成若干小路，每条路对应于一个可能的结果。而每一条岔路又随着继续观察而进一步分裂，直至无穷。但每一条路都是实在的，只不过它们之间无法相互沟通而已。
假设我们观测双缝实验，发现电子通过了左缝。其实当我们观测的一瞬间，宇宙已经不知不觉地“分裂”了，变成了几乎相同的两个。我们现在处于的这个叫做“左宇宙”，另外还有一个“右宇宙”，在那里我们将发现电子通过了右缝，但除此之外一切都和我们这个宇宙完全一样。你也许要问：“为什么我在左宇宙里，而不是在右宇宙里？”这种问题显然没什么意义，因为在另一个宇宙中，另一个你或许也在问：“为什么我在右宇宙，而不是左宇宙里？”观测者的地位不再重要，因为无论如何宇宙都会分裂，实际上“所有的结果”都会出现，量子过程所产生的一切可能都对应于相应的一个宇宙，只不过在大多数“蛮荒宇宙”中，没有智能生物来提出问题罢了。
这样一来，薛定谔的猫也不必再为死活问题困扰。只不过是宇宙分裂成了两个，一个有活猫，一个有死猫罢了。对于那个活猫的宇宙，猫是一直活着的，不存在死活叠加的问题。对于死猫的宇宙，猫在分裂的那一刻就实实在在地死了，不要等人们打开箱子才“坍缩”，从而盖棺定论。
从宇宙诞生以来，已经进行过无数次这样的分裂，它的数量以几何级数增长，很快趋于无穷。我们现在处于的这个宇宙只不过是其中的一个，在它之外，还有非常多的其他的宇宙。有些和我们很接近，那是在家谱树上最近刚刚分离出来的，而那些从遥远的古代就同我们分道扬镳的宇宙则可能非常不同。也许在某个宇宙中，小行星并未撞击地球，恐龙仍是世界主宰。在某个宇宙中，埃及艳后克娄帕特拉的鼻子稍短了一点，没有教恺撒和安东尼怦然心动。那些反对历史决定论的“鼻子派历史学家”一定会对后来的发展大感兴趣，看看是不是真的存在历史蝴蝶效应。在某个宇宙中，格鲁希没有在滑铁卢迟到，而希特勒没有在敦刻尔克前下达停止进攻的命令。而在更多的宇宙里，因为物理常数的不适合，根本就没有生命和行星的存在。
严格地说，历史和将来一切可能发生的事情，都已经实际上发生了，或者将要发生。只不过它们在另外一些宇宙里，和我们所在的这个没有任何物理接触。这些宇宙和我们的世界互相平行，没有联系，根据奥卡姆剃刀原理，这些奇妙的宇宙对我们都是没有意义的。多世界理论有时也称为“平行宇宙”(ParallelUniverses)理论，就是因为这个道理。
宇宙的“分裂”其实应该算是一种误解，不过直到现在，大多数人，包括许多物理学家仍然是这样理解埃弗莱特的！这样一来，这个理论就显得太大惊小怪了，为了一个小小的电子从左边还是右边通过的问题，我们竟然要兴师动众地牵涉整个宇宙的分裂！许多人对此的评论是“杀鸡用牛刀”。爱因斯坦曾经有一次说：“我不能相信，仅仅是因为看了它一眼，一只老鼠就使得宇宙发生剧烈的改变。”这话他本来是对着哥本哈根派说的，不过的确代表了许多人的想法：用牺牲宇宙的代价来迎合电子的随机选择，未免太不经济廉价，还产生了那么多不可观察的“平行宇宙”的废料。MWI后来最为积极的鼓吹者之一，德克萨斯大学的布莱斯•德威特(BryceS.DeWitt)在描述他第一次听说MWI的时候说：“我仍然清晰地记得，当我第一次遇到多世界概念时所受到的震动。100个略有缺陷的自我拷贝贝，都在不停地分裂成进一步的拷贝，而最后面目全非。这个想法是很难符合常识的。这是一种彻头彻尾的精神分裂症……”对于我们来说，也许接受“意识”，还要比相信“宇宙分裂”来得容易一些！
不难想象，埃弗莱特的MWI在1957年作为博士论文发表后，虽然有惠勒的推荐和修改，在物理界仍然反应冷淡。埃弗莱特曾经在1959年特地飞去哥本哈根见到玻尔，但玻尔根本就不想讨论任何对于量子论新的解释，也不想对此作什么评论，这使他心灰意冷。作为玻尔来说，他当然一生都坚定地维护着哥本哈根理论，对于50年代兴起的一些别的解释，比如玻姆的隐函数理论(我们后面要谈到)，他的评论是“这就好比我们希望以后能证明2×2＝5一样。”在玻尔临死前的最后的访谈中，他还在批评一些哲学家，声称：“他们不知道它(互补原理)是一种客观描述，而且是唯一可能的客观描述。”
受到冷落的埃弗莱特逐渐退出物理界，他先供职于国防部，后来又成为著名的Lambda公司的创建人之一和主席，这使他很快成为百万富翁。但他的见解——后来被人称为“20世纪隐藏得最深的秘密之一”的——却长期不为人们所重视。直到70年代，德威特重新发掘了他的多世界解释并在物理学家中大力宣传，MWI才开始为人所知，并迅速成为热门的话题之一。如今，这种解释已经拥有大量支持者，坐稳哥本哈根解释之后的第二把交椅，并大有后来居上之势。为此，埃弗莱特本人曾计划复出，重返物理界去做一些量子力学方面的研究工作，但他不幸在1982年因为心脏病去世了。
在惠勒和德威特所在的德州大学，埃弗莱特是最受尊崇的人之一。当他应邀去做量子论的演讲时，因为他的烟瘾很重，被特别允许吸烟。这是那个礼堂有史以来唯一的一次例外。
在《上帝掷骰子吗——量子物理史话》，作者还用了两个篇幅的内容解释了WMI，我就不一一粘贴了，您有兴趣的话网络上可以所寻到这本书。特别是关于这个理论的前因后果，读完后一定会有一个相当全面的收获。
关于本次元宇宙与国防和元宇宙的发展前景的问题分享到这里就结束了，如果解决了您的问题，我们非常高兴。
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