10月29日，F(xiàn)acebook首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格在Oculus Connect活動中宣布，F(xiàn)acebook將正式更名為Meta，并發(fā)布了一系列軟硬件產(chǎn)品，支持人們在Metaverse空間中辦公、健身和娛樂。
這也許會成為數(shù)字空間演進過程中的一個里程碑，改變?nèi)祟惖纳娣绞胶蜕鐣臻g與物理空間的連接方式。
但Metaverse到底是個產(chǎn)品形態(tài)還是個思想？它與XR技術(shù)到底是不是一回事？這些問題仍然在被普遍爭論并遠未達成共識。事實上，無論叫Metaverse、全真互聯(lián)，還是超級數(shù)字場景，筆者更傾向于認為它并非某種技術(shù)，其所指的實質(zhì)上是連接人的移動互聯(lián)網(wǎng)、連接物的物聯(lián)網(wǎng)之后，未來連接時空的互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)，或者說是時空互聯(lián)網(wǎng)的一種商業(yè)化表述。
數(shù)字孿生的應(yīng)用與局限
說到時空，數(shù)字孿生在城市領(lǐng)域已經(jīng)是一種廣為人知的時空數(shù)據(jù)平臺的業(yè)務(wù)形態(tài)，但是與CIM（城市信息模型）一樣，一般只強調(diào)對實體空間的精確真實復(fù)現(xiàn)，即使是涉及IoT等多元數(shù)據(jù)的集成，往往也僅通過標簽、圖表等實現(xiàn)對IoT數(shù)據(jù)的可視化，以致在實踐中常被質(zhì)疑其價值。
“數(shù)字孿生”一詞源自工業(yè)領(lǐng)域，通常的定義是“充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。”“全生命周期”“實時”“雙向”是數(shù)字孿生體的幾個核心特征。但實際上，這種所謂的“孿生”，更多適用于工業(yè)領(lǐng)域的信息物理系統(tǒng)（CPS），當然對于城市的物理空間，以及相對簡單的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)來說，也能發(fā)揮一些模擬、預(yù)測等作用。
但城市是一個開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，多個系統(tǒng)在彼此交織并相互作用之后，尤其是加入“人”與“社會”等復(fù)雜變量之后，就成為了一個巨大的社會物理信息系統(tǒng)（CPSS）。對于這類系統(tǒng)，其運行狀態(tài)的描述需要比三維實體空間更為復(fù)雜的“流、場和網(wǎng)”等系統(tǒng)，成倍放大的隨機性、涌現(xiàn)性也會給試圖發(fā)現(xiàn)規(guī)律和預(yù)測未來的數(shù)學(xué)模型帶來尚無法承受的挑戰(zhàn)。即使我們已經(jīng)擁有了來自互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的多元數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，具備了一定的對高維系統(tǒng)的抽象和模式識別能力，甚至可以一定程度上實現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)，但城市的數(shù)字孿生是目前尚無法在技術(shù)上哪怕近似實現(xiàn)的。
我們所看到的，通常仍然只是城市的物理形態(tài)和一些高度簡化的系統(tǒng)運行狀態(tài)和模擬推演。這些應(yīng)用在一定階段有其價值，但演進方向是否只是光影渲染越來越精致、數(shù)據(jù)匯聚越來越全面、行業(yè)模型越來越豐富精確呢？
由于算法與算力的限制，我們還無法在數(shù)字系統(tǒng)中模仿人腦對于復(fù)雜系統(tǒng)的認知和判斷能力，這就需要在處理復(fù)雜系統(tǒng)問題時，運用數(shù)字技術(shù)的連接能力，讓人能與數(shù)字系統(tǒng)協(xié)同解決問題，同時發(fā)揮二者的優(yōu)勢。
CPSS系統(tǒng)也可以說是一種默頓（Morton）系統(tǒng)，其與傳統(tǒng)機器的本質(zhì)區(qū)別是人必須參與到循環(huán)中去，包括感知、認知與分析。在默頓系統(tǒng)中，機器智能和人類智能將協(xié)同工作，相互支持，平行執(zhí)行，這將是下一代人工智能和智能系統(tǒng)運作的重要范式。
Metaverse：
人的全面參與帶來的平臺變革
最近幾個月，Metaverse突然成了資本市場最為熱門的方向，甚至被普遍認為是數(shù)字世界和互聯(lián)網(wǎng)的未來。Metaverse是5G和傳感等技術(shù)發(fā)展背景下，對數(shù)字空間的一次拓展，讓人們在數(shù)字空間中有更加全息、原生的體驗，而不僅僅是物理空間部分體驗的復(fù)制。這個概念的出現(xiàn)并非偶然，而是技術(shù)已經(jīng)把我們推動到一個切換物理空間與數(shù)字空間相互關(guān)系的時代拐點，數(shù)字空間將不再是物理空間的副本，而會是平等甚至更加重要和廣闊的新領(lǐng)域。
從這個意義上講，Metaverse又是“平行系統(tǒng)”思想的通俗表述和一種技術(shù)響應(yīng)。“平行系統(tǒng)屬于能動、整體和辯證式的認識論，其人工系統(tǒng)并不要求與相應(yīng)的物理系統(tǒng)完全一致，因而具有一定的平行性或獨立性。平行系統(tǒng)將物理系統(tǒng)視為與環(huán)境交互的系統(tǒng)，且其運行目標和效用是受社會資源約束的系統(tǒng)；平行系統(tǒng)強調(diào)人在系統(tǒng)中的作用，強調(diào)融合了人的意圖的虛擬系統(tǒng)對物理系統(tǒng)的引導(dǎo)，目的是使物理系統(tǒng)在構(gòu)成和運行方面達到某種進化。”[1]
Metaverse游戲ROBLOX的招股書上表述，要成為Metaverse至少要滿足8個關(guān)鍵特征：身份、朋友、沉浸感、隨時隨地、多樣性、低延遲、經(jīng)濟和文明。Metaverse中的Meta表示“超越”，這幾個關(guān)鍵特征，大多數(shù)也聚焦在“人”和“社會系統(tǒng)”。從這個意義上說，“Metaverse”作為一種超越“數(shù)字孿生”的技術(shù)模型，會對我們的城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供一些新的啟發(fā)。
通常認為Metaverse分為三個層次：數(shù)字孿生、數(shù)字原生、虛實相生。這也說明了Metaverse是在精準模擬物理空間運行的同時，也在創(chuàng)造數(shù)字空間中的原生體驗，探索一種在數(shù)字空間中特有的生活方式和社交形態(tài)；進而，數(shù)字空間也可以反向影響物理空間。
目前人們對Metaverse的理解離不開游戲，但游戲又往往被簡化甚至矮化為簡單的娛樂目標，以及引擎、VR這些具體的技術(shù)。事實上，游戲，無論是孩童的嬉鬧還是桌游和MOBA（多人在線戰(zhàn)術(shù)競技游戲），本質(zhì)上都是對真實世界的模擬或者對特殊場景的體驗。
未來城市的生活、工作和娛樂將越來越融合，彼此間邊界逐漸模糊。人們也將更多在數(shù)字空間里生存，與這種未來數(shù)字化生活方式最接近的形態(tài)就是電腦游戲，因此游戲科技甚至可以說是人類為數(shù)字原生和虛實共生世界的技術(shù)儲備與探索工具。這種科技和工具并不局限于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、VR、AR等技術(shù)，也包括對數(shù)字空間中社會心理和行為特征的理解、治理和引導(dǎo)能力。
游戲引擎的核心就是模擬物理空間運行規(guī)律的物理引擎，包括對流體、光線、重力等物理作用的仿真，其通常包含的數(shù)字孿生、通信、AI這些基本能力也有助于與物理世界實現(xiàn)高度的同步。而游戲?qū)τ谏鐣臻g的模擬則更具有不可替代性：社交與交互、參與和眾包、身份與形象、交易與經(jīng)濟系統(tǒng)，從簡單的交談與動作，到團隊協(xié)同處理復(fù)雜事務(wù)，已經(jīng)能在游戲中再現(xiàn)社會經(jīng)濟運行的各種場景。
因此，對于城市系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，會在思維方式上從數(shù)字孿生走向Metaverse。對社會系統(tǒng)而言，無論是智能體模型還是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，都難以全面地模擬和計算。而通過對人的連接，從而讓市民和利益相關(guān)方以多種方式參與到城市運行的決策過程中，用人的智慧彌補機器的智能，可能是讓城市實現(xiàn)真正智慧的捷徑。
在基于Metaverse思維構(gòu)建的平行數(shù)字系統(tǒng)輔助下，市民可以在多個層次參與到與城市系統(tǒng)的虛實互動、交互反饋，幫助系統(tǒng)的完善和自適應(yīng)優(yōu)化。這種數(shù)字系統(tǒng)在技術(shù)上未必是多么復(fù)雜和難以企及，既可能是基于AR、VR、MR的全真互聯(lián)體驗，也可能是基于社交平臺和小程序快速搭建的輕應(yīng)用入口甚至網(wǎng)頁交互。
例如在2021年的河南和山西水災(zāi)中，市民利用騰訊文檔快速建立救援需求清單，并依靠眾包方式完善功能，實現(xiàn)資源的快速對接和供需匹配。與此同時，騰訊員工基于騰訊小程序的快速開發(fā)能力，也在幾小時內(nèi)發(fā)布了“抗汛互助信息共享服務(wù)”，可基于地圖發(fā)布求助信息，并引入了各級政府應(yīng)急部門、災(zāi)害信息服務(wù)中心、各救援隊等相關(guān)主體。在以這兩個自發(fā)快速形成的應(yīng)用為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，準確而及時的供需信息支持著上百個政府和民間救援隊伍在災(zāi)后數(shù)天中救死扶傷、高效工作，最大限度減少了人民生命財產(chǎn)的損失。
騰訊在鄭州水災(zāi)中發(fā)布的救災(zāi)小程序
又如在騰訊前海灣總部園區(qū)（企鵝島）的規(guī)劃建設(shè)階段，騰訊研究院WeCity X團隊在實體空間設(shè)計的同時，基于羅布樂思等平臺，在物理空間之前建設(shè)了數(shù)字企鵝島元空間。在規(guī)劃建設(shè)方面的常規(guī)可視化應(yīng)用和決策支持分析能力以外，基于Metaverse思維為多元群體參與規(guī)劃建設(shè)提供了基礎(chǔ)平臺：
基于裸眼3D顯示器、VR頭顯等交互設(shè)備，人們可以沉浸式體驗企鵝島和各公共建筑建成后的空間感受，輔助方案選擇和規(guī)劃決策；
基于羅布樂思的游戲交互能力，建立了員工宿舍的元空間，員工可以以游戲的方式體驗未來的宿舍家具和家電配置，并自行選擇、自由組合，設(shè)計個性化的宿舍空間；
在無人駕駛場景設(shè)計中，我們在數(shù)字空間中建設(shè)了完整的“人-車-路”系統(tǒng)，模擬了各種交通流量場景下無人駕駛車輛與道路和行人的關(guān)系，并為無人駕駛提供了虛擬路測仿真環(huán)境，為車輛設(shè)計、交互設(shè)計、規(guī)劃設(shè)計提供了全程平臺化支持；
在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計過程中，燈光、設(shè)備等都實現(xiàn)了虛實同步互動，建筑未經(jīng)建成，就可以完成基于物聯(lián)網(wǎng)的控制仿真和照明、設(shè)備運行模擬。
企鵝島元空間
Metaverse思維在數(shù)字孿生的基礎(chǔ)上，引入了多元主體的參與互動，使數(shù)字平臺不僅提供可視化能力，更實現(xiàn)了社會空間和物理空間的全面連接，真正實現(xiàn)了機器智能與人的智慧的高度協(xié)同。
結(jié)語
互聯(lián)網(wǎng)在過去的幾十年里，從簡單的人與人之間的連接，逐漸承載購物、辦公等各種線下流程，到物與物的連接，實現(xiàn)了萬物互聯(lián)和智能運行。在新的發(fā)展階段，智慧城市和數(shù)字技術(shù)面臨的不僅是社會空間與物理空間的全面連接，也需要在數(shù)字空間創(chuàng)造全新的體驗和新的生產(chǎn)生活方式，這時候，Metaverse的概念應(yīng)運而生。Metaverse不應(yīng)該是一個被盲目炒作的泛泛概念，而應(yīng)該從中識別真正的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，并加以響應(yīng)。
就數(shù)字城市平臺而言，在三維實體空間重建和動態(tài)數(shù)據(jù)匯聚的基礎(chǔ)上，應(yīng)該重點關(guān)注人的參與和體驗，實現(xiàn)機器智能和人的智慧高度協(xié)同，實現(xiàn)城市的智能化到智慧化。圖片
注釋：[1]楊林瑤,陳思遠,王曉,張俊,王成紅.數(shù)字孿生與平行系統(tǒng):發(fā)展現(xiàn)狀、對比及展望[J].自動化學(xué)報,2019,45(11):2001-2031.
