時光卷軸，騰訊研究院高階城市規劃師王鵬wepon: 從數字孿生到元宇宙(Metaverse)
10月29日，Facebook執行長馬克·扎克伯格在Oculus Connect活動中宣佈，Facebook將正式更名為Meta，併發布了一系列軟硬體產品，支援人們在Metaverse空間中辦公、健身和娛樂。
這也許會成為數字空間演進過程中的一個里程碑，改變人類的生存方式和社會空間與物理空間的連線方式。
但Metaverse到底是個產品形態還是個思想？它與XR技術到底是不是一回事？這些問題仍然在被普遍爭論並遠未達成共識。
事實上，無論叫Metaverse、全真互聯，還是超級數字場景，筆者更傾向於認為它並非某種技術，其所指的實質上是連線人的移動網際網路、連線物的物聯網之後，未來連線時空的網際網路形態，或者說是時空網際網路的一種商業化表述。
數字孿生的應用與侷限
說到時空，數字孿生在城市領域已經是一種廣為人知的時空資料平臺的業務形態，但是與城市資訊模型（CIM）一樣，一般只強調對實體空間的精確真實復現，即使是涉及IoT等多元資料的整合，往往也僅通過標籤、圖表等實現對IoT資料的視覺化，以致在實踐中常被質疑其價值。
“數字孿生”一詞源自工業領域，通常的定義是“充分利用物理模型、感測器更新、執行歷史等資料，整合多學科、多物理量、多尺度、多概率的模擬過程，在虛擬空間中完成對映，從而反映相對應的實體裝備的全生命週期過程。”“全生命週期”“實時”“雙向”是數字孿生體的幾個核心特徵。但實際上，這種所謂的“孿生”，更多適用於工業領域的資訊物理系統
但城市是一個開放的複雜巨系統，多個系統在彼此交織並相互作用之後，尤其是加入“人”與“社會”等複雜變數之後，就成為了一個巨大的社會物理資訊系統（CPSS）。對於這類系統，其執行狀態的描述需要比三維實體空間更為複雜的“流、場和網”等系統，成倍放大的隨機性、湧現性也會給試圖發現規律和預測未來的數學模型帶來尚無法承受的挑戰。即使我們已經擁有了來自網際網路與物聯網的多元資料、機器學習和深度學習技術，具備了一定的對高維繫統的抽象和模式識別能力，甚至可以一定程度上實現數字系統的自學習和自適應，但城市的數字孿生是目前尚無法在技術上哪怕近似實現的。
我們所看到的，通常仍然只是城市的物理形態和一些高度簡化的系統執行狀態和模擬推演。這些應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緻、資料匯聚越來越全面、行業模型越來越豐富精確呢？
由於演算法與算力的限制，我們還無法在數字系統中模仿人腦對於複雜系統的認知和判斷能力，這就需要在處理複雜系統問題時，運用數字技術的連線能力，讓人能與數字系統協同解決問題，同時發揮二者的優勢。
CPSS系統也可以說是一種默頓（Morton）系統，其與傳統機器的本質區別是人必須參與到迴圈中去，包括感知、認知與分析。在默頓系統中，機器智慧和人類智慧將協同工作，相互支援，平行執行，這將是下一代人工智慧和智慧系統運作的重要正規化。
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字世界和網際網路的未來。Metaverse是5G和感測等技術發展背景下，對數字空間的一次拓展，讓人們在數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複製。這個概念的出現並非偶然，而是技術已經把我們推動到一個切換物理空間與數字空間相互關係的時代拐點，數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域。
從這個意義上講，Metaverse又是“平行系統”思想的通俗表述和一種技術響應。
“平行系統屬於能動、整體和辯證式的認識論，其人工系統並不要求與相應的物理系統完全一致，因而具有一定的平行性或獨立性。平行系統將物理系統視為與環境互動的系統，且其執行目標和效用是受社會資源約束的系統；平行系統強調人在系統中的作用，強調融合了人的意圖的虛擬系統對物理系統的引導，目的是使物理系統在構成和執行方面達到某種進化。”
Metaverse遊戲ROBLOX的招股書上表述，要成為Metaverse至少要滿足8個關鍵特徵：身份、朋友、沉浸感、隨時隨地、多樣性、低延遲、經濟和文明。Metaverse中的Meta表示“超越”，這幾個關鍵特徵，大多數也聚焦在“人”和“社會系統”。從這個意義上說，“Metaverse”作為一種超越“數字孿生”的技術模型，會對我們的城市數字化轉型提供一些新的啟發。
通常認為Metaverse分為三個層次：數字孿生、數字原生、虛實相生。這也說明了Metaverse是在精準模擬物理空間執行的同時，也在創造數字空間中的原生體驗，探索一種在數字空間中特有的生活方式和社交形態；進而，數字空間也可以反向影響物理空間。
目前人們對Metaverse的理解離不開遊戲，但遊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。事實上，遊戲，無論是孩童的嬉鬧還是桌遊和MOBA（多人線上戰術競技遊戲），本質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。人們也將更多在數字空間裡生存，與這種未來數字化生活方式最接近的形態就是電腦遊戲，因此遊戲科技甚至可以說是人類為數字原生和虛實共生世界的技術儲備與探索工具。這種科技和工具並不侷限於網際網路、物聯網、VR、AR等技術，也包括對數字空間中社會心理和行為特徵的理解、治理和引導能力。
遊戲引擎的核心就是模擬物理空間執行規律的物理引擎，包括對流體、光線、重力等物理作用的模擬，其通常包含的數字孿生、通訊、AI這些基本能力也有助於與物理世界實現高度的同步。而遊戲對於社會空間的模擬則更具有不可替代性：社交與互動、參與和眾包、身份與形象、交易與經濟系統，從簡單的交談與動作，到團隊協同處理複雜事務，已經能在遊戲中再現社會經濟執行的各種場景。
因此，對於城市系統的數字化轉型，會在思維方式上從數字孿生走向Metaverse。對社會系統而言，無論是智慧體模型還是神經網路，都難以全面地模擬和計算。而通過對人的連線，從而讓市民和利益相關方以多種方式參與到城市執行的決策過程中，用人的智慧彌補機器的智慧，可能是讓城市實現真正智慧的捷徑。
在基於Metaverse思維構建的平行數字系統輔助下，市民可以在多個層次參與到與城市系統的虛實互動、互動反饋，幫助系統的完善和自適應優化。這種數字系統在技術上未必是多麼複雜和難以企及，既可能是基於AR、VR、MR的全真互聯體驗，也可能是基於社交平臺和小程式快速搭建的輕應用入口甚至網頁互動。
例如在2021年的河南和山西水災中，市民利用騰訊文件快速建立救援需求清單，並依靠眾包方式完善功能，實現資源的快速對接和供需匹配。與此同時，騰訊員工基於騰訊小程式的快速開發能力，也在幾小時內釋出了“抗汛互助資訊共享服務”，可基於地圖釋出求助資訊，並引入了各級政府應急部門、災害資訊服務中心、各救援隊等相關主體。在以這兩個自發快速形成的應用為代表的網際網路技術支援下，準確而及時的供需資訊支援著上百個政府和民間救援隊伍在災後數天中救死扶傷、高效工作，最大限度減少了人民生命財產的損失。
騰訊在鄭州水災中釋出的救災小程式
又如在騰訊前海灣總部園區（企鵝島）的規劃建設階段，騰訊研究院WeCity X團隊在實體空間設計的同時，基於羅布樂思等平臺，在物理空間之前建設了數字企鵝島元空間。在規劃建設方面的常規視覺化應用和決策支援分析能力以外，基於Metaverse思維為多元群體參與規劃建設提供了基礎平臺：
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基於裸眼3D顯示器、VR頭顯等互動裝置，人們可以沉浸式體驗企鵝島和各公共建築建成後的空間感受，輔助方案選擇和規劃決策；
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基於羅布樂思的遊戲互動能力，建立了員工宿舍的元空間，員工可以以遊戲的方式體驗未來的宿舍傢俱和家電配置，並自行選擇、自由組合，設計個性化的宿舍空間；
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在無人駕駛場景設計中，我們在數字空間中建設了完整的“人-車-路”系統，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係，併為無人駕駛提供了虛擬路測模擬環境，為車輛設計、互動設計、規劃設計提供了全程平臺化支援；
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在物聯網產品設計過程中，燈光、裝置等都實現了虛實同步互動，建築未經建成，就可以完成基於物聯網的控制模擬和照明、裝置執行模擬。
企鵝島元空間
Metaverse思維在數字孿生的基礎上，引入了多元主體的參與互動，使數字平臺不僅提供視覺化能力，更實現了社會空間和物理空間的全面連線，真正實現了機器智慧與人的智慧的高度協同。
結語
網際網路在過去的幾十年裡，從簡單的人與人之間的連線，逐漸承載購物、辦公等各種線下流程，到物與物的連線，實現了萬物互聯和智慧執行。
在新的發展階段，智慧城市和數字技術面臨的不僅是社會空間與物理空間的全面連線，也需要在數字空間創造全新的體驗和新的生產生活方式，這時候，Metaverse的概念應運而生。
Metaverse不應該是一個被盲目炒作的泛泛概念，而應該從中識別真正的產業發展趨勢，並加以響應。
就數字城市平臺而言，在三維實體空間重建和動態資料匯聚的基礎上，應該重點關注人的參與和體驗，實現機器智慧和人的智慧高度協同，實現城市的智慧化到智慧化。