10月28日，F(xiàn)acebook宣布把公司名稱改為“Meta”，同時，這個標(biāo)志已經(jīng)取代了該公司在門洛帕克的全球總部門牌上的標(biāo)志性大拇指的Like圖標(biāo)；股票交易平臺的名稱，也隨之改為：“Meta Platform”。
業(yè)界普遍認(rèn)為這是扎克伯格all in“元宇宙”的重大舉措，并在原本已經(jīng)火熱的“元宇宙”概念上又加了一把火。一時間，人人都在討論“元宇宙”，在地理信息產(chǎn)業(yè)，人們又試圖將其與另外一個頗為類似的概念進(jìn)行區(qū)分：“數(shù)字孿生”，知乎上也有人提出了問題：——
“數(shù)字孿生與元宇宙的異同是什么？”
本文在綜合了目前一些主流詮釋和定義后，試圖通過辨明數(shù)字孿生和元宇宙的同時，探討其在toBtoG、toC領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢和影響，以及未來發(fā)展方向。
01客觀冷靜的“數(shù)字孿生”
數(shù)字孿生的概念相對較為成熟，在科研和學(xué)術(shù)方面有明確的定義，并且也有較多企業(yè)的應(yīng)用案例。
數(shù)字孿生（Digital Twin）概念最早由Michael Grieves教授在2002年的一次演講中提出，他認(rèn)為通過物理設(shè)備的數(shù)據(jù)，可以在虛擬（信息）空間構(gòu)建一個可以表征該物理設(shè)備的虛擬實體和子系統(tǒng)，并且這種聯(lián)系不是單向和靜態(tài)的，而是在整個產(chǎn)品的生命周期中都聯(lián)系在一起。此后，數(shù)字孿生的概念逐步擴(kuò)展到了模擬仿真、虛擬裝配和3D打印等領(lǐng)域。
Gartner認(rèn)為數(shù)字孿生概念包括以下四個特點：
1.模型足夠健壯，能為具體的業(yè)務(wù)目標(biāo)與結(jié)果所服務(wù)；
2.與現(xiàn)實環(huán)境相關(guān)聯(lián)，甚至能實現(xiàn)實時監(jiān)控與控制；
3.與高級數(shù)據(jù)分析及AI技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)機(jī)會；
4.具備高交互性，能夠評估可能會發(fā)生的情況。
Gartner數(shù)字孿生示意圖
很多企業(yè)已將這個概念應(yīng)用于實踐。數(shù)字孿生的閉環(huán)應(yīng)用讓制造企業(yè)能夠收集實時產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)并將其應(yīng)用到虛擬模型中，這一過程可以幫助盡早驗證產(chǎn)品和流程設(shè)計、測試配置并理解多元因素的影響。例如，美國通用電器公司與ANSYS公司借助數(shù)字孿生這一概念，提出物理機(jī)械和分析技術(shù)融合的實現(xiàn)途徑，讓每個引擎等機(jī)械零部件都擁有一個數(shù)字“雙胞胎”，并通過數(shù)字化模型在虛擬環(huán)境下實現(xiàn)機(jī)器人調(diào)試、試驗、優(yōu)化運行狀態(tài)等模擬，以便將最優(yōu)方案應(yīng)用在物理世界的機(jī)器上，從而節(jié)省大量維修、調(diào)試成本。
概括一下，數(shù)字孿生就是通過數(shù)字軟件對某個物理進(jìn)程進(jìn)行模擬，并對其進(jìn)行觀察和數(shù)據(jù)分析，以優(yōu)化、改造，或發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而模擬預(yù)測，以選擇最佳方案。
這個概念最早產(chǎn)生和應(yīng)用在工控領(lǐng)域，但后來在智慧城市、行業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域也有廣泛擴(kuò)展，作為物理世界數(shù)字映射的延伸，基本原理是不變的：用數(shù)字世界孿生投射物理世界，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，以自動化、智能化、智慧化地管理運行業(yè)務(wù)，同時對城市和行業(yè)治理、規(guī)劃運行進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。
基于數(shù)字孿生的城市治理|易圖通
這其中有兩點需要注意。第一，數(shù)字孿生技術(shù)概念面向的并非是靜止對象和單向過程，而是動態(tài)的演進(jìn)過程和具有周期性生命的事件，所以應(yīng)用在數(shù)字城市和行業(yè)管理時，不僅是靜止的地物實景三維模型，而是包括了城市規(guī)劃和建設(shè)過程呈現(xiàn)和管理，各行業(yè)運行過程中基于各類物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的動態(tài)時空演繹，以及自然地物的變遷生態(tài)進(jìn)程，準(zhǔn)確地說，是數(shù)字孿生的時空。
《數(shù)字孿生：為城市和你創(chuàng)造一個虛擬副本》歸納的數(shù)字孿生城市發(fā)展層次|集智俱樂部
第二，數(shù)字孿生不僅追求數(shù)字重現(xiàn)，更重視仿真模擬背后的數(shù)據(jù)分析。根據(jù)工信部去年底發(fā)布的《數(shù)字孿生應(yīng)用白皮書》，數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)鏈可分解為“基礎(chǔ)支撐”“數(shù)據(jù)互動”“模型構(gòu)建”“仿真分析”“共性應(yīng)用”“行業(yè)應(yīng)用”6大模塊，其中“數(shù)據(jù)互動”、“仿真分析”和“共性應(yīng)用”，也顯示出數(shù)字孿生注重數(shù)據(jù)接入的實時性，以及數(shù)據(jù)與人工智能結(jié)合后對數(shù)據(jù)背后邏輯和規(guī)律的探尋。
02讓烏托邦數(shù)字交互化的“元宇宙”
相對既定的“數(shù)字孿生”概念，關(guān)于“元宇宙”概念的大討論如火如荼，但并沒有一個公認(rèn)的定論。
如同哈姆雷特一樣，人人都有一個“元宇宙”，有共同點但有略有不同，大家似乎都知道元宇宙大概是“這樣的”。我們可以通過元宇宙的發(fā)展階段、理念描繪，大致了解元宇宙是什么，涵蓋范圍和進(jìn)化形態(tài)。
要深入理解元宇宙，在這里要推薦一篇文章——《元宇宙與“后人類社會”》，這是經(jīng)濟(jì)學(xué)家朱嘉明為《元宇宙》一書所作的序言，文章將“元宇宙”的內(nèi)涵廣度擴(kuò)展到了遠(yuǎn)大于數(shù)字世界的范疇，這是一個宏大而廣義的“宇宙”概念：人類基于對現(xiàn)實世界的認(rèn)知和理解，創(chuàng)造和構(gòu)建一個基于現(xiàn)實、高于現(xiàn)實的虛擬宇宙——
“當(dāng)人類將自己的價值觀念、人文思想、技術(shù)工具、經(jīng)濟(jì)模式和“宇宙”認(rèn)知結(jié)合在一起的時候，被賦予特定理念的“宇宙”就成了“元宇宙”。”
在“元宇宙”的廣義定義下，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，也可以說，涵蓋了這三個領(lǐng)域及其延伸：
第一階段，以文學(xué)、藝術(shù)、宗教為載體的古典形態(tài)的“元宇宙”
代表作有西方世界的《圣經(jīng)》、但丁的《神曲》，達(dá)·芬奇的《蒙娜麗莎》、巴赫的宗教音樂；中國的《易經(jīng)》《河洛圖》《西游記》。
第二階段，以科幻和電子游戲形態(tài)為載體的新古典“元宇宙”
其中代表作品和事件有200年前雪萊夫人的科幻小說《弗蘭肯斯坦》（Frankenstein）；《銀翼殺手》原著，1968年菲利普·迪克《仿生人會夢見電子羊嗎？》；1992年，“元宇宙”詞源小說《雪崩》；1996年，通過虛擬現(xiàn)實建模語言（VRML）構(gòu)建的Cybertown，是新古典“元宇宙”重要的里程碑；1999年全球上映的影片《黑客帝國》（The Matrix），一個看似正常的現(xiàn)實世界可能被名為“矩陣”的計算機(jī)人工智能系統(tǒng)所控制。
第三階段，以“非中心化”游戲為載體的高度智能化形態(tài)的“元宇宙”
這個階段，立體三維游戲開始展現(xiàn)基于數(shù)字技術(shù)“元宇宙”雛形，其中代表事件有，2003年，美國互聯(lián)網(wǎng)公司Linden Lab推出基于Open3D的“第二人生”（Second Life）；2006年Roblox公司發(fā)布同時兼容了虛擬世界、休閑游戲和用戶自建內(nèi)容的游戲Roblox；2009年瑞典Mojang Studios開發(fā)《我的世界》(Minecraft)；2019年Facebook公司宣布Facebook Horizon成為社交VR世界，2020年支持用戶擁有和運營虛擬資產(chǎn)的Decentraland；2021年10月29日，又一標(biāo)志性事件發(fā)生：Facebook公司正式改名為Meta，并表示：“無論是在會議室與同事交談，還是在遙遠(yuǎn)的世界各地與朋友閑逛，人們都將通過進(jìn)入虛擬環(huán)境來進(jìn)行聚集和溝通。”
可以看到，在廣義元宇宙的定義涵蓋下，只要是人類用文字、繪畫藝術(shù)、圖像影像和技術(shù)等手段，創(chuàng)造和表現(xiàn)出的理念中的虛擬世界和宇宙，都可以稱之為“元宇宙”，這更接近其“幻想混合現(xiàn)實”的核心本質(zhì)——小說如《魔戒》、《哈利波特》、《三體》、《權(quán)力的游戲》，影視作品如《星球大戰(zhàn)》等，古典名著如《西游記》、《封神演義》，這些主題作品都在現(xiàn)實世界基礎(chǔ)上，創(chuàng)造和構(gòu)建了平行且具有差異化的虛擬世界和宇宙。
理解作者構(gòu)想的世界需要數(shù)字虛擬技術(shù)嗎？可以有但非必要，人們通過文字、畫面等媒介，也能領(lǐng)略和理解這些多元世界。廣義概念突出了“元宇宙”幻想、理念、平行獨立的“異世界”特征。
JK羅琳的《哈利波特》創(chuàng)造的理想中的魔法“元宇宙”有著持久的生命力：從印刷書籍，到影視作品再到在線游戲
接下來就是當(dāng)下廣受追捧的“元宇宙”概念，這個層面的概念強(qiáng)烈依托數(shù)字技術(shù)，強(qiáng)調(diào)數(shù)字三維空間和虛擬現(xiàn)實，相對狹義，但更具有現(xiàn)實應(yīng)用意義。“維基百科”是這樣描述的：
“通過虛擬增強(qiáng)的物理現(xiàn)實，呈現(xiàn)收斂性和物理持久性特征的，基于未來互聯(lián)網(wǎng)的，具有連接感知和共享特征的3D虛擬空間。”
這也是“元宇宙”著重“術(shù)”的階段——通過數(shù)字技術(shù)構(gòu)建表現(xiàn)、支撐運行平行“異世界”立體虛擬現(xiàn)實空間，數(shù)字個體的在線共享、交互感知和內(nèi)容創(chuàng)建體驗。
這在元宇宙的第三階段發(fā)展中，趨勢和形態(tài)已經(jīng)非常鮮明，說得通俗一些，就是利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建一個三維特征的空間，基于這個空間，形成有別于目前二維數(shù)字互聯(lián)網(wǎng)的，可視化、可共享、可感知、可交互的在線虛擬數(shù)字世界。
它可以映射物理世界、可以基于物理世界混合改造、也可以重新塑造一個幻想世界；可以是數(shù)字孿生現(xiàn)實世界(Digital Twin），可以是虛擬混合的增強(qiáng)現(xiàn)實（AR），也可以是完全虛擬的次元空間（VR)。在這個意義上，當(dāng)前有很多三維交互游戲、三維空間可視化、混合虛擬現(xiàn)實，都可以丟進(jìn)“元宇宙”的筐里。
但一些大型的在線空間交互游戲已能夠進(jìn)一步表達(dá)“元宇宙”幻想世界的社會形態(tài)，如在暴雪的“魔獸世界”、米哈游的“原神”等大型在線游戲中，玩家們可以基于數(shù)字身份（角色）進(jìn)入立體數(shù)字空間，通過在線交互活動形成社交和社區(qū)，并且具有一定的經(jīng)濟(jì)、文化特征；而“我的世界”(Minecraft)、“Roblox”等游戲又重點關(guān)注了用戶在數(shù)字世界中的內(nèi)容創(chuàng)建，內(nèi)容生態(tài)等需求。
我們也可以看到，“元宇宙”的形態(tài)和特征也注定了其適合在游戲、社交世界中先行一步——三維空間特征、虛擬數(shù)字身份、社交與UGC、始終在線。
至此，我們可以辨別“元宇宙”與“數(shù)字孿生”兩者之間的異同——
它們的共同點是都以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，再造高仿真的數(shù)字對象和事件，以進(jìn)行可視化感知交互和運行，底層支撐技術(shù)可通用。
不同的是，元宇宙可以現(xiàn)實物理世界為數(shù)字框架，也可以完全塑造全新的理念數(shù)字世界，終極形態(tài)是基于數(shù)字世界實現(xiàn)的原生社會，其中每個居民擁有唯一、獨立的數(shù)字身份和數(shù)字感知體，可共同在線社交并繼續(xù)社會建設(shè)，具有理念和想象特征；
而數(shù)字孿生則是以信息世界嚴(yán)格、精確映射物理世界和事件過程為框架和基礎(chǔ)，無論是工業(yè)制造，還是城市管理，基于實時客觀數(shù)據(jù)的動態(tài)進(jìn)程，與人工智能結(jié)合的挖掘分析和深度學(xué)習(xí)；并進(jìn)一步模擬情境和決策，以改進(jìn)現(xiàn)實或更好適應(yīng)現(xiàn)實，最終實現(xiàn)自動控制或自主決策控制，終極形態(tài)是自主孿生。
03數(shù)字孿生與元宇宙的融合、共生與歧路
從以上的異同中我們可以看到，數(shù)字孿生更加傾向于對現(xiàn)實社會的治理、對行業(yè)業(yè)務(wù)效率的改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新，而元宇宙更傾向于構(gòu)建公共娛樂社交的理想數(shù)字社會。
但這并不妨礙這兩者結(jié)合。
基于Web地理空間3D可視化、高精度地圖、雷達(dá)激光點云、BIM、測繪地圖、衛(wèi)星與無人機(jī)遙感影像等空間地形數(shù)據(jù)，融合遙感時空、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、定位軌跡、業(yè)務(wù)專題、社交內(nèi)容、文字文檔等時空動態(tài)數(shù)據(jù)，通過游戲級引擎的渲染和現(xiàn)實增強(qiáng)，構(gòu)建起數(shù)字孿生的城市和行業(yè)業(yè)務(wù)高保真、高聚合的“數(shù)字孿生”時空環(huán)境：可以實時映射現(xiàn)實世界進(jìn)程，可以基于現(xiàn)實空間透視全息內(nèi)容，也可以模擬與耦合事件與場景，融合“元宇宙”在線共享數(shù)字空間、現(xiàn)實虛擬感知交互的核心特征，人們得以進(jìn)入全真數(shù)字世界管理城市與業(yè)務(wù)，將催生全新的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
基于地形與時空數(shù)據(jù)的空間仿真分析|圖：網(wǎng)絡(luò)
以前我們認(rèn)知中的數(shù)字化，多是基于ERP、數(shù)字工作流、移動應(yīng)用，或是基于數(shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)字平臺，都沒有脫離目前二維互聯(lián)網(wǎng)的語境，但在“元宇宙”和數(shù)字孿生的聯(lián)合下，將發(fā)生變革。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、數(shù)字地球，進(jìn)而到車聯(lián)網(wǎng)、高精度立體的數(shù)字城市、自然資源、行業(yè)和企業(yè)業(yè)務(wù)管理，可以說，如果每個行業(yè)都能夠基于數(shù)字孿生誕生“元宇宙”，去在線共享、自動智慧地管理、分析、改進(jìn)業(yè)務(wù)，立體全息地模擬各種場景，基于現(xiàn)實空間LBS服務(wù)與AR技術(shù)呈現(xiàn)深度全息數(shù)據(jù)，除了促進(jìn)業(yè)務(wù)增長和生產(chǎn)效率提升，也有可能在其過程中產(chǎn)生顛覆型創(chuàng)新。人類能夠深入和共同感知更加微觀和宏觀的工作場景，例如亞秒級精細(xì)零件制造過程的主視角觀察、仿真分析和過程控制；城市管理者、業(yè)務(wù)專家能夠跨越現(xiàn)實時空，共享一個高精度數(shù)字空間以解決難題；在城市建設(shè)中基于雷達(dá)激光點云數(shù)據(jù)，觀察數(shù)字空間施工過程并共同改進(jìn)建筑施工質(zhì)量；在模擬事件環(huán)境的高精度數(shù)字空間中，多人共同在線、或人機(jī)混合駕駛智能車輛安全仿真測試，改進(jìn)自動駕駛體驗；全息模擬濃縮演繹長時間下的世界演化進(jìn)程，多尺度觀察發(fā)現(xiàn)自然生態(tài)客觀規(guī)律...這都是元宇宙概念在toBtoG業(yè)務(wù)“數(shù)字孿生”中的積極影響。
再來說說toC領(lǐng)域的。
可以預(yù)見在未來的發(fā)展中，toC領(lǐng)域元宇宙與數(shù)字孿生會差異化逐步擴(kuò)大。人類在數(shù)字孿生世界中，更像客觀的第三者在觀察、修正、改進(jìn)自身行為、決策和方案，但其基于現(xiàn)實過程的數(shù)字復(fù)制呈現(xiàn)交互能力，用以教育、數(shù)字虛擬旅游等產(chǎn)業(yè)中，具有一定的發(fā)展?jié)摿?；而?ldquo;元宇宙”中，人人都是數(shù)字社會的參與者、體驗者、建設(shè)者，擁有獨立的數(shù)字實體身份，在此基礎(chǔ)上想象空間巨大。
在元宇宙形態(tài)的深入發(fā)展進(jìn)程中，有一個里程碑式的事件無法忽略或繞過，它或?qū)ьI(lǐng)元宇宙進(jìn)入終極形態(tài)——人類數(shù)字感知體：人能夠以數(shù)字實體進(jìn)入這些虛擬空間，通過模擬全感知進(jìn)行交互，從而在虛擬空間生活、工作、游戲，也就是“Avatar”（就是電影《阿凡達(dá)》英文名，含義也與其類似：主人公在現(xiàn)實世界有殘疾，但通過阿凡達(dá)在潘多拉星球卻健全健康）。
在目前的二維互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，無論是網(wǎng)頁還是移動APP，用戶通過平面圖形界面（UI,User Interface)進(jìn)行人機(jī)交互操作；而在“元宇宙”的高度發(fā)展形態(tài)下，數(shù)字模擬需要支持人類有“以假亂真”增強(qiáng)現(xiàn)實體驗，將“感知”轉(zhuǎn)化為交互界面，形成“感知即交互”。此時，“數(shù)字孿生”在“元宇宙”構(gòu)建過程中擔(dān)當(dāng)現(xiàn)實仿真的技術(shù)范式和混合虛擬的現(xiàn)實框架基礎(chǔ)。
美國瓦薩學(xué)院藝術(shù)歷史學(xué)家安德魯·塔隆(Andrew Tallon)通過使用激光掃描儀創(chuàng)建了一個“數(shù)字孿生“的巴黎圣母院數(shù)字模型，巴黎圣母院在虛擬世界中得到永生。
現(xiàn)在大家提到“元宇宙”，多會類比《頭號玩家》。對于這個感知交互、數(shù)字社會形態(tài)的描述，其實在“元宇宙”的詞源小說《雪崩》中更加完整形象：
“鏡頭可以看到整個宇宙的一半，也就是位于電腦上方的那一半，其中包括阿弘的大部分身體。這樣，它基本上能知道阿弘身處何地，知道他正望向何方。”
“只要在人的兩只眼睛前方各自繪出一幅稍有不同的圖像，就能營造出三維效果。再將這幅立體圖像以每秒七十二次的速率進(jìn)行切換，它便活動起來。當(dāng)這幅三維動態(tài)圖像以兩千乘兩千的像素分辨率呈現(xiàn)出來時，它已經(jīng)如同肉眼所能識別的任何畫面一樣清晰。而一旦小小的耳機(jī)中傳出立體聲數(shù)字音響，一連串活動的三維畫面就擁有了完美的逼真配音。”
“所以說，阿弘并非真正身處此地。實際上，他在一個由電腦生成的世界里：電腦將這片天地描繪在他的目鏡上，將聲音送入他的耳機(jī)中。用行話講，這個虛構(gòu)的空間叫作「超元域」。阿弘在超元域里消磨了許多時光，讓他可以把「隨你存」中所有的煩心事統(tǒng)統(tǒng)忘掉。”
——摘錄來自:[美]尼爾·斯蒂芬森.“雪崩”
通過一套聯(lián)通電腦的裝置，主角弘能夠以增強(qiáng)感知沉浸進(jìn)入“元域”，作為頂級黑客和元域的早期入住者，在元域中心商業(yè)街擁有豪華地產(chǎn)，而在現(xiàn)實生活中，卻住在貧民區(qū)狹小的房子中；他在元域中是精英階層的披薩速遞員（擁有很強(qiáng)的能力和性能），但現(xiàn)實社會中只是個無業(yè)游民。
所以，《雪崩》、《頭號玩家》，甚至《黑客帝國》，相對于最近火爆的電影《失控玩家》，其中關(guān)鍵性的差別在于，《失控玩家》只是有具有空間感和社會形態(tài)的線上游戲，而《雪崩》、《頭號玩家》則已經(jīng)將人類感知整個置于數(shù)字世界之中。
這是另一個新紀(jì)元的開始，在此基礎(chǔ)上，數(shù)字世界的居民能夠基于數(shù)字空間購置虛擬地產(chǎn)、創(chuàng)建社區(qū)和公司，形成一個擁有全真感知的，完全建立在二進(jìn)制之上的“社會”。在此基礎(chǔ)上，越多數(shù)字公民的入駐，元宇宙會更像一個真實“社會”，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)、文化，包括數(shù)字權(quán)力。這就像一個循環(huán)，就像當(dāng)初使用微信的時候，你的選擇。
而這兩個注定融合、交錯和分歧的領(lǐng)域?qū)⒆呦蚝畏剑沧屛覀兪媚恳源?/p>
參考資料
《數(shù)字孿生：為城市和你創(chuàng)造一個虛擬副本》
https://www.huxiu.com/article/303182.html
《一文讀懂“元宇宙”》
https://www.huxiu.com/article/449944.html
尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）《雪崩》（Snow Crash）
