前沿数字技术导论

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书名：前沿数字技术导论

ISBN：978-7-115-65339-0

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版  权

编  著 张 涛  李春源  蔡庆平

责任编辑 张 涛

人民邮电出版社出版发行　　北京市丰台区成寿寺路11号

邮编　100164 　电子邮件　315@ptpress.com.cn

网址　http://www.ptpress.com.cn

读者服务热线：(010)81055410

反盗版热线：(010)81055315

内 容 提 要

本书分为 17 章，主要内容包括数字技术概论、数字素养、数字安全、物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链、3D打印、元宇宙与数字孪生、量子信息技术、移动通信技术、图像处理技术、视频处理技术、音频处理技术、数据可视化技术和数字资源。

本书内容通俗易懂，案例丰富，适合对前沿数字技术感兴趣的各类相关从业者和研究者学习，也可以作为高等院校相关专业讲授数字素养知识的参考书。

前　　言

新质生产力作为一种新型生产力形态，具有涉及领域新、技术含量高、创新速度快、质量要求严等特点，这些特点在数字技术中得到了充分体现。近年来，在科技快速发展的背景下，数字技术有效融合了其他生产要素，满足了社会生产生活的多方面需求。高效、创新、优质的数字技术已成为新质生产力的典型代表，并成为教育、制造、新媒体等领域广泛关注的热点话题。随着一系列数字技术创新计划的实施，我国在关键数字技术和核心数字技术领域不断取得突破，数字技术的创新应用持续深化，数字经济呈现良好发展态势，数字产业化与产业数字化规模持续扩大。数字技术的蓬勃发展为多个行业带来深刻变革，资本纷纷涌入该领域，新兴技术公司如雨后春笋般涌现。政府也积极出台多项扶持政策，推动数字基础设施、终端设备与消费市场的建设与发展。在 2021 年，工业和信息化部印发了《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》，为“十四五”期间数字技术向好向快发展提供了解决方案。同年，国务院颁布了《“十四五”数字经济发展规划》，进一步规划了数字经济的发展目标，实施数字技术创新突破工程。2023年，国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》，旨在统筹推进数字基础设施建设，推动数字技术与实体经济深度融合，助力中国式现代化建设。当前，我国数字经济发展不断取得新进展、新突破，数字产业化规模持续壮大，产业数字化进程加快推进。　

在大力发展数字化转型的时代洪流中，教育处于科技第一生产力、人才第一资源、创新第一动力的重要结合点，是加快形成和发展新质生产力的基础和先导，是强化高质量发展的基础支撑，数字教育必须先试先行。数字教育是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。大力发展数字教育，不仅可以通过数字化提升教育质量，而且能够为强国建设、民族复兴伟业培养更加深厚的战略人才力量。为落实国家战略，加速培养熟悉新一代数字技术的高素质技术人才，为实现经济高质量发展提供人才支撑，黑龙江大学自2015年起面向学校部分本科生、研究生及高校教师开设了“前沿数字技术导论”相关课程，并成立了由教务处、信息管理学院组成的编委会，策划并组织编写了本书。本书主要面向高等院校（包括高等职业院校）在校本科生、研究生及教师，旨在帮助他们了解物联网、云计算、大数据、人工智能和区块链等前沿数字技术的基本原理和常识，熟悉各类数字资源，掌握数字技术及数字媒体技术的应用，从知识、素质、能力三个层面为他们在后续专业学习或工作中融合、应用数字技术奠定基础。

本书的编写汇集了多位专业人员的智慧，编者主要从教学理论和学术研究等角度进行设计和撰写。本书第1章至第4章由张涛编写，第5章至第13章由蔡庆平编写，第14章至第17章由李春源编写，全书由张涛教授负责统稿。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请各位专家、学者和广大读者批评指正，共同推动数字技术研究的不断深入。读者可通过网址（https://www.xueyinonline.com/detail/254579407）加入课程下载本书的教学资源（网址对应的二维码如下所示）。

本书编辑联系邮箱为zhangtao@ptpress.com.cn。

编　者

于哈尔滨

第1章　数字技术概论

本章导读

本章主要介绍数字技术的基本知识、文献研究概况、文献演进分析等内容。通过本章的学习，读者将了解数字技术的概念、特征、体系和应用领域，并通过文献梳理加深对数字技术的理解。

1.1　数字技术的基本知识

1.1.1　数字技术的概念

数字技术是一项从电子计算机技术发展而来的技术。国内外学者从不同角度出发对数字技术进行了定义。国外学者大多从类型、元素、本质 3 个角度对数字技术的内涵进行定义：从类型角度讲，数字技术是信息、计算、通信和连接技术的组合，包括大数据分析、自助机器人、仿真、水平和垂直系统集成，以及通信技术、移动技术、云计算技术等；从元素角度讲，数字技术是数字组件、数字基础设施、数字平台3个关联元素的组合，推进了人与计算、通信和内容的紧密融合；从本质角度讲，数字技术是对信息进行收集、存储、分析和共享的应用与技术，并向用户提供产品和服务，包括设备、网络、服务、内容4个层次。国内学者从使用功能角度出发，认为数字技术是一项利用物理数据通过映射关系形成数字世界，并结合智能算法和算力生产出能够预测和指导社会运行的知识和信息的技术；从生产结果的角度出发，认为数字技术是指多种数字化技术，包括软件技术、硬件技术、网络技术，具体表现为以5G通信技术、人工智能、物联网、大数据和云计算等为代表的新一代信息技术；从生产过程的角度出发，认为数字技术是针对数据的产生、运行、存储及传输等过程而产生的一系列相关技术；从层次性的角度出发，认为数字技术的基础层为大数据技术，核心层为人工智能、区块链技术等，应用层为云计算、物联网、5G通信技术等。本书暂将数字技术界定为包括数字组件、数字平台等物理设备，网络操作等逻辑行为，以及内容服务等多个部分的信息通信技术。

1.1.2　数字技术的特征

生成性和融合性是数字技术的两个本质特征。这两个本质特征使得数字技术区别于其他信息技术，并由此可总结出数字技术的3个重要特征，即可重编程性、数据同质性与自我指涉性。有学者认为数字技术对物理组件进行了赋能，归纳性地提出了数字技术的七大特征，即可重编程、可寻址、可感知、可交流、可存储、可追溯、可关联。谢卫红等人将以上七大特征分为计算、通信、感知三类。蔡莉等人创新性地总结出数字技术的可扩展性与可归纳性特征。郭海、杨主恩在此基础上进一步归纳，总结出十大特征：可编辑性、可扩展性、可寻址性、可追溯性、可记忆性、可沟通性、可联想性、可感知性、可生成性与可供应性。本书总结性地将数字技术的特征分为技术类、通信类、功能类。技术类特征表现为可编辑性、可扩展性、协同性、渗透性、替代性，强调对数字技术计算功能的应用，通过对数字组件进行大规模的更新迭代达成上述目的；通信类特征包括交流性、追溯性、寻址性，建立在平台或网络的基础上，对于数字平台或网络的要求较高；功能类特征体现在数字技术的感知性、存储性、关联性、开放性上，特指数字应用的基础特性。

1.1.3　数字技术体系

数字技术涉及范围广，领域之间交叉程度深，在经济发展中其基础性、支撑性作用逐渐凸显。数字技术体系主要包含云计算、区块链、物联网、大数据、人工智能五大核心技术。

① 云计算技术最初是以网络技术为基础的分布式计算，经过近些年的发展，目前已经成为集分布式计算、效用计算、负载均衡等计算机技术于一体的新型数字技术，在数字技术引导的科技革命中扮演着重要角色。云计算技术通过对网络资源进行收集、整合，并结合用户需求进行个性化分配。云计算技术包括基础设施即服务、平台即服务和软件即服务3类，在存储资源的同时还能自动进行拓展，有效节约用户时间，具有成本低、效率高、灵活性强等特点。

② 区块链技术指去中心化的分布式数据库技术，它利用加密算法和共识机制等技术，通过节点存储交易数据并连接成链。各节点之间具有独立性，即使部分节点失效，也不会影响整个区块链的运行，因此具有去中心化、安全、透明和不可篡改的特点。区块链主要运用的技术包括P2P网络技术、非对称加密算法、共识机制等。

③ 物联网技术是一项物体与物体之间依靠信息传感设备的支持，进行互相关联和信息数据传输共享的网络技术。物联网的概念于 1999年被提出，随着科技的进步，该技术已成为网络技术的重要组成部分。物联网技术的出现使物体变得智能，它搭建了物体与物体、人与物体沟通的桥梁，缩短了人和物体之间的距离。如今，我们已经能运用物联网让物体自动收集信息并共享数据，实现了高度自动化运转。物联网主要技术包括传感器技术、嵌入式系统技术、网络与通信技术等，目前已被应用于各行各业。

④ 大数据技术是一项通过抓取大量的、来源复杂的数据并对其进行研究和分析，以提取其价值的技术。随着互联网时代的高速发展，信息呈爆炸式增长，我们迎来了大数据时代。大数据技术使数据处理方式脱离了传统的数据挖掘和存储，转向对繁杂的数据进行质性分析，以满足人类生产、生活的决策需求。大数据具有明显的4V特征，即Value（价值密度低）、Volume（容量大）、Variety（种类多）、Velocity（速度快）。大数据技术能够对未来的事物及活动进行预测，降低成本，以获得最大收益，目前已在商业、金融等领域得到广泛应用。

⑤ 人工智能技术是计算机科学的分支，是一项研究、模拟人的思维方式和行为并进行扩展延伸的系统性科学技术，其目标是使机器达到人类级别的智力和能力。作为数字技术的关键领域之一，人工智能技术具有极强的渗透性、替代性和协同性，正悄然改变着社会生产方式。约翰·麦卡锡（John McCarthy）作为人工智能概念的提出者，指出机器通过模仿来实施学习行为，即机器学习。在许多情况下，我们将机器学习等同于人工智能。算法、数据和算力是人工智能三要素，也是机器学习模型成功的基础。

1.1.4　数字技术模式

1．数字化转型

如果说信息化是物理世界的思维模式，那么数字化就是通过移动互联网、物联网、区块链、元宇宙等数字化工具来实现更宽广、更深入的数字化世界。在数字化转型浪潮下，一些传统领域以新一代信息技术为依托，主动打破固有模式、转变服务方式，从传统信息化迈向数字化阶段，业务质效得到显著提升。

数字化从概念上，又可分为狭义的数字化和广义的数字化。狭义的数字化主要是利用数字技术，对具体业务、场景进行数字化改造，更关注数字技术本身对业务的降本增效作用。广义的数字化则是利用数字技术，对企业、政府等各类组织的业务模式和运营方式进行系统化、整体性的变革，更关注数字技术对组织的整个体系的赋能和重塑。展开论述，狭义的数字化是指利用信息系统、各类传感器、机器视觉等信息通信技术，将物理世界中复杂多变的数据、信息、知识转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，形成可识别、可存储、可计算的数字、数据，再以这些数字、数据建立起相关的数据模型，进行统一处理、分析、应用，这就是数字化的基本过程。广义的数字化则是指通过利用互联网、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术，对企业、政府等各类主体的战略、架构、运营、管理、生产、营销等各个层面进行系统的、全面的变革，强调的是数字技术对整个组织的重塑。数字技术能力不再只是单纯地解决降本增效问题，而成为赋能模式创新和业务突破的核心力量。

数字化和信息化的区别在于，在信息化阶段，技术是业务的支撑和协作工具，而数字化转型的本质是利用技术使业务产生创新变化，将技术与业务融为一体。因此，从技术与业务的协作关系上讲，在数字化阶段，技术可以对业务起到引领、共创的作用。信息化是数字化的基础，数字化是信息化的高阶阶段。信息化解决的是效率问题，而数字化则是业务价值导向，也就是通常说的给业务赋能。数字化必定包含信息化且不能否定信息化，同时数字化转型一定要回到业务本身，因为数字化转型本质上是要解决业务问题，其与信息化又彼此关联、彼此驱动。

具体而言，在信息化的场景构想中，更多的是强调业务的线上化和自动化效果，信息化借助计算机系统在数据计算、数据存储方面的性能优势，辅助人们在日常的管理运营活动中解决现有工作执行效率低下的问题。在信息化中，数据只是业务的操作对象和执行结果，而数字化则把数据看作业务发生的原因和业务活动产生的原料。

2．数字经济

数字经济以信息和知识为生产要素，以数字技术为核心驱动，以现代通信设备为载体，使数字技术与实体经济不断融合，旨在改变现有的经济形态，实现实体经济的网络化、数字化及智能化。数字经济通过不断强化现代通信设备等数字技术基础设施，拓宽数字技术应用的广度和深度，改变企业的业务模式和操作流程，推动现代经济向新经济形态转变。认识数字经济，可以从四大维度和四大框架入手。四大维度包括要素、载体、技术、系统；四大框架即数字产业化、产业数字化、数字化治理和数据价值化。

如今，我国已进入数字经济发展的成长期，数字经济在市场结构优化、资源配置，以及商业模式方面都起到了颠覆性的作用。随着数字化的深入发展，我国的经济转型不可避免地遇到了一些困难，如产业布局和市场分配问题，以及地区之间存在的发展不协调问题，这也是数字技术推动数字经济转型下一阶段的研究方向。目前，我国已将数字经济发展上升为国家战略。

3．数字人文

数字人文（digital humanities）是一门跨学科的研究领域，结合了计算机科学、信息技术与人文学科，旨在通过数字技术来研究、分析和解释人类文化和社会现象。数字人文的核心理念是利用数字工具和方法来处理、分析和理解人类历史、文化和语言等方面的信息。这一领域的发展得益于计算机技术的进步和互联网的普及，为人文学者提供了新的研究手段和视角。

数字人文研究迄今为止经历了三大发展阶段。

第一阶段是数字人文发展的起步阶段。在该阶段，学界将统计学方法应用于文学与语言学分析，进行词汇检索、分类和统计。此外，一些人文计算研究的学术平台先后建立。1966年，《计算机与人文》（Computers and the Humanities）正式创刊。文学与语言计算协会和计算机与人文研究等学术组织先后成立。

第二阶段是数字人文的快速发展阶段。在该时期，随着计算机尤其是个人计算机的普及，学界开始建设并应用语料库和数据库开展文学、语言学、翻译学、历史学和考古学等领域的研究。

第三阶段是数字人文发展的成熟阶段。在该阶段，随着信息技术尤其是互联网技术的快速发展，一些大型数据库先后建成并应用于不同领域的人文学科研究中，数字人文逐渐演变为一门独立的交叉学科。随着大数据、人工智能和虚拟现实等技术的发展，数字人文的研究方法和应用领域得到了进一步拓展。这一时期的数字人文项目不仅关注文本分析，还涉及图像、声音、地理信息等多种数据类型。同时，数字人文也开始关注跨学科的研究方法，如数据挖掘、可视化和建模等。

当前的数字人文应用非常广泛，主要涉及以下5个方面。

一是文化遗产保护与传承：数字人文可以帮助文化遗产机构对文物、古籍等进行数字化保存和整理，以便进行研究和传播。例如，“谷歌艺术与文化”项目就是一个典型的数字人文应用，它利用高清扫描和虚拟现实技术，让用户可以在线欣赏世界各地的艺术品和文化遗产。

二是历史研究：数字人文可以帮助历史学家收集、整理和分析大量的历史数据，从而揭示历史事件和社会现象的内在规律。例如，美国哈佛大学的“中国历史地理信息系统”项目利用地理信息系统技术，对中国历史上的行政区划、人口、经济等数据进行了详细的整理和分析。

三是语言学研究：数字人文可以帮助语言学家收集、整理和分析大量的语言数据，从而揭示语言的变化和发展规律。例如，美国宾夕法尼亚大学的“语言多样性与语言接触研究中心”利用计算机技术对全球数千种语言进行了详细的调查和研究。

四是文学研究：数字人文可以帮助文学研究者收集、整理和分析大量的文学作品，从而揭示文学创作和传播的规律。例如，美国斯坦福大学的“斯坦福文学实验室”利用计算机技术对英美两国文学作品进行了详细的分析和研究。

五是教育应用：数字人文可以为教育工作者提供丰富的教学资源和教学方法，从而提高教育质量和教学效果。例如，美国的“开放教育资源”利用数字技术为用户提供了大量的免费教育资源。

总之，数字人文作为新兴的跨学科研究领域，已经为人文学科的研究带来了深刻的变革。随着数字技术的不断发展，数字人文将继续拓展其应用领域，为人类文化和社会现象研究提供更多的可能性。

4．数字媒体

数字媒体是指以二进制数形式记录、处理、传播和获取信息的信息载体，涵盖了感觉媒体、表示媒体和实物媒体。数字媒体的概念非常广泛，不仅包括人们所熟知的文字、图像、声音和视频等多种形式的内容，还包括这些内容的编码方式，以及存储、传输和显示这些内容的技术手段。简单来说，数字媒体就是以多媒体技术、网络技术为驱动，对图文音像进行捕获、存储及传播等各种操作的数字技术。数字媒体的出现使得扁平的数字信息具象化，变成可感知、可交互的数字产品，其本质就是将多媒体信息数字化。数字媒体的种类较为复杂，包括自然媒体、合成媒体、单一媒体和多媒体等。

数字媒体作为一个新兴行业，如今已引起各国的高度重视。数字媒体的发展情况很大程度上反映了一个国家在产业升级以及科技创新方面的实力。为此，各国纷纷制定了针对数字媒体发展的相关政策和产业规划。我国针对数字媒体制定了相关战略政策，并加大了财政投入。如今，我国已在北京、上海等地建成了数字媒体技术产业化基地，并加快了人机交互、三维捕捉等数字技术的研发进度，对于数字媒体的研究也已从体系架构延伸至未来发展趋势，以及瓶颈问题的攻克。

数字媒体技术是一个高度综合性的领域，集合了计算机技术、通信技术和信息处理技术等多个领域的理论和方法。具体来说，数字媒体技术涉及信息的获取、处理、存储、传播、管理和安全等多个方面，旨在使抽象的信息变得可感知、可管理和可交互。数字媒体的应用领域十分广泛，主要涉及数字信息处理、计算机技术、数字通信和网络技术等多个交叉学科和技术领域。

1.2　数字技术文献研究概况

1.2.1　数据源与处理

以中国知网收录期刊论文为数据来源，选择高级检索功能，检索范围包括北京大学核心期刊、南京大学CSSCI、中国科学院CSCD、中国社会科学院AMI，时间跨度为2005年至2024年。由于数字技术领域涉及研究范围较广，为进一步明确检索范围，采取精准匹配方式设定检索格式为：（关键词=“数字技术”）OR（篇名=“数字技术”）。初步检索结果为3 178篇论文。以每篇论文为分析单元进行筛选，剔除与研究主题无关或相关性较弱的文献以及重复文献，共得到有效论文2 970条篇。首先，将这些文献以“Refworks”格式导出，提取论文的篇名、关键词和摘要，构建关键词表；其次，构建无效词表，即停用词和高频且无实际意义词，如语气词和数量词，去除词表中的无效词以及停用词；然后，利用TF-IDF词频分析法计算关键词在摘要中出现的频次，并排序；最后，采用Citespace工具对关键词时间线进行可视化展示分析。

1.2.2　文献发表概况

通过统计分析我国数字技术领域的历年发文量（如图1-1所示），可以了解我国数字技术领域的总体发展情况和研究趋势。2005年至2019年，数字技术缓慢发展，国内关于数字技术的研究较少，发文数量较平稳。2018年，我国首次提出“数字中国”建设，并在之后两年陆续颁布相关规划与纲要，旨在壮大数字经济，推进数字技术。2020年，数字技术取得了创新突破。自此，文献数量呈爆发式增长。2021年至2024年，国内关于数字技术的研究热度逐渐提升，尤其是在“新质生产力”概念提出之后，文献数量更是接近1 000篇。可以预见，未来我国关于数字技术的研究发文量依然会呈上升趋势。

图1-1　我国数字技术领域历年发文量

1.2.3　关键词时间线图分析

关键词时间线图可以从时间维度直观地展现知识的演变脉络，也能反映某一领域内文献的更新频率和相互影响的程度。从图1-2可以看出，近20年我国数字技术研究循着数字应用、技术赋能、创新驱动的方向发展。在早期发展阶段，社会正处于数字化初期，数字技术慢慢渗透诸多领域，但实体经济尚未向数字经济转型。近年来，数字技术领域交叉性变强，科技创新研究引领主流，技术赋能带动产业转型、乡村振兴逐渐成为时代主题。

图1-2　我国数字技术关键词时间线图

1.3　数字技术文献演进分析

1.3.1　总体趋势

按照每4年的时间切片将我国数字技术划分为5个发展阶段，包括阶段一（2005—2008年）、阶段二（2009—2012年）、阶段三（2013—2016年）、阶段四（2017—2020年）、阶段五（2021—2024年）。通过Python软件，提取出这5个阶段排名前15位的关键词及其词频，如表1-1所示。

表1-1　不同阶段我国数字技术研究主题文献关键词及其词频表

根据表1-1中不同阶段持续出现的关键词情况，从中挑选出表现较为显著的“数字技术”“数字化”“数字经济”“数字时代”关键词，从宏观层面对我国数字技术研究进行总体趋势分析。

① 数字技术。“数字技术”作为本次研究的中心词，词频在不同发展阶段一直稳居第一。但在不同阶段的发展侧重点和发展趋势也呈现出较大变化。从阶段一（2005—2008年）至阶段三（2013—2016年），数字技术逐渐受到关注，数字化概念初步形成，研究重点聚焦于数字技术与影视、新媒体等领域的相互交叉。在阶段四（2017—2020年），数字技术与经济、互联网的深度融合成为研究热点。在阶段五（2021—2024年），研究人员对数字技术有了较为深入的思考和探索，“高质量发展”“数字化转型”“新质生产力”等关键词出现，表明数字技术正朝着高层次、宽领域的方向发展，加快了文化生产力与农业生产力的变革，并推动经济社会的全面进步。同时，“元宇宙”“大数据”等前沿领域关键词的出现，也预示着数字技术未来的发展方向和演进趋势。

② 数字化。在数字技术近 20 年的发展历程中，“数字化”始终备受学术界关注。在阶段一（2005—2008年），研究重点聚焦于影视艺术数字化。到了阶段二（2009—2012年）和阶段三（2013—2016年），教育数字化、信息数字化、文化遗产保护数字化等逐步兴起。信息技术的数字化转变以及数字化工具的涌现，标志着数字化时代的来临，也有力地推动了数字化转型。在阶段四（2017—2020年）和阶段五（2021—2024年），数字化更多体现在经济发展层面。尤其是在阶段五（2021—2024年），新质生产力的出现推动了数字化变革。该时期更加注重数字平台的建设，以及数字化资源的整合利用。数字赋能产业结构优化升级已经成为推动经济增长、提升效率的核心驱动力。总体来看，在未来一段时间内，数字化发展将呈现出多元融合与智能化的显著特点。

③ 数字经济。数字技术的发展推动了产业转型，转型的浪潮向着经济产业席卷而来。“数字经济”关键词出现频次在阶段四（2017—2020年）迅速增长，表明数字经济引起较多关注，同时还涉及普惠金融、BOP等。该阶段正处于“十三五”时期，也是我国深入实施数字经济发展战略的关键时期。在阶段五（2021—2024年），“数字经济”关键词频次快速攀升到第二位，此时数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深，已经成为推动国家经济发展的关键因素。这说明数字经济以数字技术为支撑，通过改变生产方式为新质生产力的发展注入势能。在“十四五”期间，数字经济持续向制造业、互联网行业渗透变革，通过充分挖掘利用数字资源，加速推动国家高质量发展。在此背景下，数字经济推动产业转型升级，实现文化、教育、体育等领域全方位发展，将成为未来发展的主要趋势。

④ 数字时代。数字时代，是数字技术以新理念、新态势、新方法，全方位、全领域融入并改变人们生产生活方式的时代，也是产业数字化和数字产业化的时代。从阶段一（2005—2008年）到阶段三（2013—2016年），“数字时代”研究主题始终保持一定热度，是学术讨论的热门话题，相关研究主要围绕数字时代电影虚拟人物制作、美学艺术、影视处理技术展开，探讨数字技术在影视领域的深度融合。数字技术发展至阶段四（2017—2020年），数字时代的概念不断深化，“数字化转型”“数字治理”“数字赋能”等新关键词相继涌现。尤其是进入阶段五（2021— 2024年），元宇宙、人工智能、大数据等数字技术持续迭代升级，赋予数字时代全新内涵，“智能时代”“数智时代”也随之到来。

1.3.2　维度分析

根据表1-1，在宏观层面分析的基础上，本小节对我国数字技术研究进行主题演进分析，以揭示我国数字技术研究的新变化和新趋势。自2005年发展至今，我国数字技术研究基本呈现出以技术创新为核心驱动力，以赋能领域应用、深化主题研究、支撑产业升级为依托的发展趋势。因此，本小节尝试从技术维度、领域维度、主题维度、产业维度对我国数字技术研究的发展阶段、新变化和新趋势进行主题演进分析。

（1）技术维度

从阶段一（2005—2008年）至阶段三（2013—2016年），数字技术通常被定义为以电子计算机和现代通信为主要手段，实现信息获取、加工、传递和利用等功能的技术总和。在阶段一（2005—2008年），虚拟现实技术、网络技术主要应用于电影制作领域，传感器技术、多媒体技术主要用于公共信息基础平台；在阶段二（2009—2012年），缩微技术、数字化技术等源自计算机领域的技术也开始被应用。随着数字技术迅猛发展，其研究范围不断拓展，应用类型也日益丰富。2023年“新质生产力”概念的提出，使得“数字技术”的文献词频呈爆发式增长，充分展现出火爆的研究热度和广阔的应用前景。目前，数字技术范围不断拓展，已经涵盖区块链技术及其加密算法、共识机制和分布式账本技术；大数据技术拓展为云计算、数据库、数据挖掘、机器学习等；作为计算机科学技术分支的人工智能技术涉及机器人技术、语言识别技术、自然语言处理等。数字技术不断进步，学科交叉性不断增强，技术范围不断拓展，已经从基础的传感器技术、多媒体技术，逐步发展到大数据、区块链、元宇宙、人工智能技术。数字技术创新不仅推动数字经济持续增长，还成为新质生产力的核心驱动力。

（2）领域维度

随着数字技术的逐步兴起，从阶段一（2005—2008年）开始，影视行业便率先受到关注。此后，数字技术产业热度持续攀升，文化领域与数字技术的交叉融合开始得到重视，文化产业的数字化转型进程也随之加速。到了阶段三（2013—2016年），数字技术更是深度赋能文化娱乐产业，为电影、纪录片等创作提供了更多元化的手段。在前三个发展阶段，数字技术主要应用于两个领域：一是影视艺术领域，涵盖电影、动画、设计等艺术形式；二是教育文化领域，如教育教学、出版行业等文化支柱型产业，这些都在数字技术的影响下发生着变革。进入阶段四（2017—2020年）至阶段五（2021—2024年），人工智能、元宇宙等热词的提及数量不断攀升，为数字经济的发展开拓了更多可能性，也激发了人们对其未来发展的无限想象空间。在这一阶段，数字技术的主要应用领域逐渐转向经济领域和城乡建设领域。①经济领域：在数字化发展的浪潮中，数字技术飞速发展，数字应用也迅速普及，推动我国经济领域开启转型新征程，数字经济成为一种新兴的经济形态。数字技术的应用使生产、交易、分配等经济环节更加高效，催生出新的商业模式和业态，为经济增长注入了新动力。②城乡建设领域：乡村建设和乡村治理是我国全面实现现代化、建设社会主义现代化强国的重要举措。当前，数字技术正通过促进新质生产力的发展，为城乡建设现代化赋能。以高效、创新、高质为特征的新质生产力，与数字乡村的建设目标和内在驱动逻辑高度契合，有力地推动了乡村生产力的高质量发展。数字技术在农村产业发展、乡村治理、公共服务等方面发挥着重要作用，如电商助力农产品销售、数字化管理提升乡村治理效率、远程教育和医疗改善农村公共服务水平。总体来看，数字技术正从艺术、文化领域逐步向经济、乡村治理方向转变。数字技术与文化、制造业、金融行业等领域的深度融合清晰地表明，跨界融合已成为重要趋势。

（3）主题维度

在阶段一（2005—2008年），数字技术研究主要聚焦于初步探索与数字化概念的引入，为后续发展奠定基础。到了阶段二（2009—2012年）和阶段三（2013—2016年），数字出版与电影艺术成为新的研究热点。在备受瞩目的电影行业，研究者从数字媒体技术、虚拟现实技术等角度出发，深入剖析数字技术如何改变电影艺术在生产与传播环节的运作方式，推动电影产业转型，创造全新发展模式。随着数字技术与文化、新媒体行业的跨界融合不断深入，技术、组织和资本的强力介入，塑造出区别于传统学科的融合学科特征。进入阶段四（2017—2020年）和阶段五（2021—2024年），数字化转型与新质生产力成为核心研究主题。数字技术在管理、投资、营运及劳动等方面发挥赋能作用，助力企业提升在全球价值链中的地位。同时，新质生产力与数字乡村建设高度适配，数字技术在乡村治理、城市治理乃至全球治理中的效能不断增强，数字治理已成为国家治理体系和治理能力现代化的重要支撑。数字技术各个阶段的研究主题紧密贴合技术发展轨迹，不断拓展和深化，从早期的技术研究与融合，逐渐过渡到数字赋能与数字治理，形成了多元化、前沿化的研究格局。

（4）产业维度

在阶段一（2005—2008年），数字技术尚处于初步探索阶段，此时数字化趋势就已开始对传统文化产业产生影响。随着时间推进到阶段二（2009—2012年），依托数字技术发展起来的数字文化产业，已然成为文化产业的全新发展趋势与重要发展领域，数字技术也成为支撑文化产业发展的关键力量。进入阶段三（2013—2016年），由数字技术主导的结构体系变革与产业转型，有力地推动计算机产业朝着更好更快的方向发展。计算机产业、文化产业、艺术产业相互交叉融合，不仅带动其他产业共同进步，还对自身产业发展起到反哺作用。特别是数字技术在艺术产业的广泛应用，为电影制作开拓了新的可能，赋予角色情感，助力树立电影产业的行业规范，加速电影及其衍生产业的蓬勃发展。到了阶段四（2017—2020年），融合创新成为主旋律，信息产业、数字产业、乡村产业加速发展，规模持续扩大。在阶段五（2021—2024年），多元化发展逐渐成为主流，数字技术深度赋能乡村产业，在升级产业基础、引领产业结构转型、推动构建城乡命运共同体等方面发挥关键作用。与此同时，充分挖掘数字技术蕴含的新质生产力潜能，对提升公共服务质量、构建数字政府意义重大。因此，数字技术的进步为产业发展注入了新的活力和动力，正在推动各产业朝着可持续发展方向稳步迈进。

1.3.3　总结

基于上述分析，数字技术作为新质生产力发展的核心驱动力，在重塑社会经济的各个方面起到了重要作用。这可以从学科领域的交叉性、研究主题和技术的多样性、数字应用的广泛性、产业发展的可持续性4个方面得到启示。

① 学科领域的交叉性。新质生产力的提出是一场术语革命，新质生产力的发展是一项复杂的社会系统工程，它有赖于多个系统间的相互协作及不同学科知识的交叉融合。目前，数字技术赋能新质生产力的研究已深入各学科领域，学科交叉性特征明显。一是研究领域交叉，研究主题从阶段一（2005—2008年）覆盖的文化、艺术、新媒体领域，扩展到阶段五（2021—2024年）覆盖的经济、城乡建设、企业管理等领域，体现出显著的学科交叉性。例如，新质生产力对乡村振兴、推进数字中国具有重要意义，而数字技术早已运用于乡村振兴的工作中。目前，跨学科、跨专业、跨领域的研究团队的组建，对于提升数字素养、加强学科融合发展起到了关键作用。二是研究主题交叉，在阶段五（2021—2024年）出现的数字赋能、数字治理等新兴研究主题，彰显出数字技术与各研究主题的深度融合。例如，数字技术赋能艺术教育教学，既是技术研究又是数字赋能，数字赋能本身就具有较强的学科交叉性，而进行数字赋能需对数字技术学科有充分的了解，其中还涉及艺术学与教育学，需要各学科的协同作用。

② 研究主题和技术的多样性。一是研究主题的多样性，研究主题在经历了各发展阶段之后，通过不断拓展和深化，逐渐形成了多元化、前沿化的研究格局。从文化领域的“影视艺术研究”到“影视制作研究”再到“影视美学分析”，从经济领域的“对外贸易发展协调性分析”到“促进共同富裕”再到“经济价值链内涵、机制分析”，都体现出研究主题的多样性。二是技术的多样性，数字技术从基础传感器、多媒体技术发展至大数据、区块链技术，不仅推动了科技创新、产业升级，还深刻影响社会文化和经济格局。从阶段一（2005—2008年）的电影特效、数字中间片、数字非线性编辑、数字合成、CG动画等技术，到阶段五（2021—2024年）的人工智能、区块链、大数据、量子计算、物联网等技术，可谓种类繁多、领域广泛、发展迅速。总之，数字技术的革命性突破必将为新质生产力的提升提供新的动力和方向。

③ 数字应用的广泛性。数字技术的应用已经渗透到各个领域，包括金融、新媒体、艺术产业等。人工智能、大数据在经济领域的广泛应用，催生出“数字经济”等关键词，使得金融管理跳出传统的制度框架，步入数字化治理阶段。类ChatGPT技术的出现，为加快形成新质生产力提供了强大驱动力，如果将其嵌入乡村治理，应用在公共服务品质提升及基层实践有效激励中，将会成为数字技术应用的新方向。虚拟现实技术和数字合成技术在电影后期制作的充分应用，为科幻电影、动画电影提供了新型表达方式，带来了丰富的视觉盛宴。数字技术在云协作、CAD、虚拟现实等方面的发展，加速了艺术设计行业的变革与创新，虚拟现实技术与视觉传达设计有机结合，充分表达了设计师的设计思路，给消费者带来了极具表现力的虚拟审美意象。

④ 产业发展的可持续性。在上述阶段五（2021—2024年）中，“高质量发展”“数字化转型”“数字技术创新”等关键词的出现，体现了数字经济如何借助大数据、人工智能等数字技术创新来赋能传统产业，促进产业转型及可持续发展。数字技术发展的可持续性主要体现在三方面。一是理念可持续化，例如，在城市建设中全面实施可持续建设的先进理念与技术，充分把握城市空间建设与资源整合的规划。二是目标可持续化，例如，数字技术的创新发展给传统出版行业带来了挑战与机遇，使可持续化成为出版业在数字化发展过程中不断谋求的目标。三是道路可持续化，例如，我国数字技术赋能全过程人民民主，完善民主运作形态；企业如何借助数字技术走低碳稳健的可持续发展道路，提升经济效益，促进企业转型，也是目前学界的研究重点。