低成本認(rèn)識世界的技術(shù)實(shí)現(xiàn)：數(shù)字孿生的認(rèn)識論探討*

徐瑞萍 吳選紅

數(shù)字孿生是一種以現(xiàn)實(shí)世界為參照物，通過一定的技術(shù)手段將參照物的多元異構(gòu)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)有機(jī)整合與精準(zhǔn)映射，在虛擬網(wǎng)絡(luò)中還原為一個(gè)去物質(zhì)化的現(xiàn)實(shí)世界，而且能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界雙向互動(dòng)的技術(shù)手段。數(shù)字孿生本身具有實(shí)時(shí)精準(zhǔn)映射、時(shí)空壓縮并存、人機(jī)界面交互等顯著特征。人類以此技術(shù)為基礎(chǔ)，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識、干預(yù)、控制及改造，從而為人類認(rèn)識世界、改造世界和創(chuàng)造世界提供了新的手段、路徑、條件和可能性。曾經(jīng)人類的許多認(rèn)識和實(shí)踐活動(dòng)都需要在高風(fēng)險(xiǎn)和高成本的條件下進(jìn)行，而如今在數(shù)字孿生的輔助下，人類在認(rèn)識、改造與創(chuàng)造世界的過程中，通過數(shù)據(jù)的采集與分析、任務(wù)的執(zhí)行與監(jiān)督、服務(wù)的追蹤與優(yōu)化、問題的預(yù)測與阻斷等，可以在孿生世界中進(jìn)行低成本操作，從而大大降低了認(rèn)識世界的成本——這是典型的低成本認(rèn)識世界的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。本文以數(shù)字孿生為例，探討人類依靠新興技術(shù)構(gòu)建孿生世界，以實(shí)現(xiàn)低成本認(rèn)識世界的生成邏輯和內(nèi)在機(jī)制。

一、低成本認(rèn)識世界的三次技術(shù)轉(zhuǎn)變

在歷史長河中，人類為了充分認(rèn)識世界與改造世界，一直在探尋能夠延伸自身器官的技術(shù)手段。自計(jì)算機(jī)誕生和互聯(lián)網(wǎng)興起以來，人類依靠信息技術(shù)的發(fā)展逐漸在現(xiàn)實(shí)世界之外構(gòu)建起一個(gè)能超越時(shí)空限制的虛擬世界，為認(rèn)識與實(shí)踐活動(dòng)提供了一個(gè)低成本的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，從而極大地降低了認(rèn)識世界的成本。歷史地看，旨在構(gòu)建一個(gè)虛擬認(rèn)識對象的技術(shù)要從20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)說起。截至目前，人類以低成本認(rèn)識世界的技術(shù)嘗試大致經(jīng)歷了三次轉(zhuǎn)變。

總的來說，人類低成本認(rèn)識世界的技術(shù)嘗試經(jīng)歷了這三次轉(zhuǎn)變，不斷地為人類低成本認(rèn)識世界帶來契機(jī)（如表1所示）：第一次是借助于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)現(xiàn)了虛擬世界，節(jié)約了人類認(rèn)識世界的時(shí)間成本、空間成本；第二次是借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在發(fā)現(xiàn)虛擬世界中體驗(yàn)到它的真實(shí)存在，節(jié)約了時(shí)間成本、空間成本、體驗(yàn)成本；第三次是借助于數(shù)字孿生技術(shù)，在可以體驗(yàn)到的虛擬世界中開展認(rèn)識、改造并創(chuàng)造世界的活動(dòng)，不僅節(jié)約了時(shí)間成本、空間成本、體驗(yàn)成本，更重要的是節(jié)約了容錯(cuò)成本、數(shù)據(jù)處理成本、人機(jī)交互成本、管理成本等等。

表1 低成本認(rèn)識世界的三次技術(shù)轉(zhuǎn)變

二、低成本認(rèn)識世界的內(nèi)在技術(shù)邏輯

三、認(rèn)識、改造與創(chuàng)造世界的技術(shù)聯(lián)結(jié)

數(shù)字孿生助力人類實(shí)現(xiàn)了認(rèn)識、改造與創(chuàng)造世界的技術(shù)聯(lián)結(jié)。數(shù)字孿生依賴于高速、敏捷、實(shí)時(shí)的傳感器與可視化技術(shù)，集大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、全息投影、虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)于一身，通過對現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的表征，忠實(shí)地為人類呈現(xiàn)了一個(gè)對象世界——孿生世界（如圖1所示）。孿生世界的構(gòu)建，得益于作為認(rèn)識主體的人類利用數(shù)字孿生技術(shù)，做到對認(rèn)識客體的結(jié)構(gòu)、層次與本質(zhì)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)成像。這樣，孿生世界也就變成了現(xiàn)實(shí)世界的延伸、增強(qiáng)與發(fā)展。它在再現(xiàn)與延伸現(xiàn)實(shí)世界的結(jié)構(gòu)、層次與本質(zhì)的同時(shí)，超越了現(xiàn)實(shí)世界的時(shí)間與空間的限制。而在這個(gè)孿生世界中，它的去物質(zhì)化屬性并不是指它擺脫了物質(zhì)的本源，而是指它以數(shù)據(jù)、信息、圖形等方式表征了物質(zhì)實(shí)體所傳達(dá)出來的原始本質(zhì)。

圖1 認(rèn)識、改造與創(chuàng)造世界的技術(shù)聯(lián)結(jié)

因此，在這樣的條件下，認(rèn)識主體以數(shù)字孿生所映射的那個(gè)“微縮”世界為認(rèn)識的對象，以人機(jī)交互的方式便能同時(shí)進(jìn)行三項(xiàng)活動(dòng)：一是實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、精準(zhǔn)地表征與反映認(rèn)識客體的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系——認(rèn)識世界；二是對認(rèn)識客體的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系進(jìn)行結(jié)構(gòu)與層次的改造活動(dòng)——改造世界，如果經(jīng)過認(rèn)識主體的改造活動(dòng)，認(rèn)識客體的本質(zhì)屬性發(fā)生了變化，那么認(rèn)識主體將在此過程中創(chuàng)造一個(gè)孿生新世界——?jiǎng)?chuàng)造世界；三是認(rèn)識主體以人機(jī)交互的方式，直接創(chuàng)造一個(gè)在此之前并不存在的認(rèn)識客體，從而也就重新創(chuàng)造了一個(gè)孿生新世界——?jiǎng)?chuàng)造世界。如果認(rèn)識主體持續(xù)地開展這三項(xiàng)活動(dòng)，那么他最終將會發(fā)現(xiàn)，原來理想的那個(gè)世界終于在數(shù)字孿生的“合規(guī)律性”與認(rèn)識活動(dòng)的“合目的性”中得以實(shí)現(xiàn)。因此，認(rèn)識客體也在認(rèn)識主體的改造與創(chuàng)造能力增強(qiáng)的前提下，不斷變得與人類社會和諧共處。

這種聯(lián)結(jié)與超越，真正把認(rèn)識主體與認(rèn)識客體的關(guān)系問題作為一個(gè)思考的根本前提，以至于這種認(rèn)識與改造世界的方式，不會被認(rèn)識主體在前而認(rèn)識客體在后，或認(rèn)識客體在前而認(rèn)識主體在后的局限所束縛。事實(shí)上，前者往往容易形成以人類為中心的認(rèn)識至上觀，而后者往往容易導(dǎo)致對“歷史”世界的認(rèn)識與改造，而不是對認(rèn)識主體與認(rèn)識客體的動(dòng)態(tài)關(guān)系中所存在的那個(gè)孿生世界的改造與創(chuàng)造。如此說來，數(shù)字孿生將認(rèn)識主體與認(rèn)識客體在動(dòng)態(tài)關(guān)系中合二為一，這實(shí)質(zhì)上是將兩者作為一個(gè)整體來看待，真正體現(xiàn)了兩者在“關(guān)系”維度上的技術(shù)聯(lián)結(jié)與內(nèi)在的映射超越，深刻地揭示了數(shù)字孿生在認(rèn)識論層面所具有的獨(dú)特價(jià)值：它將認(rèn)識、改造與創(chuàng)造世界進(jìn)行了內(nèi)在的、本質(zhì)的與動(dòng)態(tài)的技術(shù)聯(lián)結(jié)，突出了物理世界作為一個(gè)不可分割的有機(jī)整體的屬性。既然世界是一個(gè)有機(jī)整體，認(rèn)識主體也許會實(shí)現(xiàn)將“認(rèn)識活動(dòng)”“認(rèn)識客體”與“技術(shù)的聯(lián)結(jié)”統(tǒng)一在“認(rèn)識客體”之中，那么改造與創(chuàng)造世界的人類理想，將會在以數(shù)字孿生作為“技術(shù)的聯(lián)結(jié)”的手段而輔助人類實(shí)現(xiàn)“認(rèn)識客體”與“認(rèn)識主體”的“不自覺的和無條件的前提”中得以實(shí)現(xiàn)。最終，人類認(rèn)識世界、改造世界與創(chuàng)造世界的偉大活動(dòng)，超越了認(rèn)識主體與認(rèn)識客體之間的“分離”與“隔閡”，變成了一個(gè)以孿生時(shí)空為主導(dǎo)的統(tǒng)一實(shí)踐活動(dòng)。而這種聯(lián)結(jié)與超越本身已沖擊了認(rèn)識主體的思維惰性、封閉性和固著性，在很大程度上激發(fā)了他們的自由意志、批判精神和創(chuàng)造能力。

總體來看，數(shù)字孿生已真實(shí)地映射了人類認(rèn)識與改造的世界的內(nèi)部宏觀架構(gòu)、聯(lián)結(jié)機(jī)制與發(fā)展規(guī)律，這與人類的思維方式和實(shí)踐活動(dòng)方式較為耦合，并讓人類改造世界的活動(dòng)與存在于其自身中的那種最高的“善”相連接。那么，人類在認(rèn)識、改造與創(chuàng)造世界的活動(dòng)中，自然會以三種方式行事：一是遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律；二是遵循人類社會發(fā)展的客觀規(guī)律；三是遵循人類自身內(nèi)部的運(yùn)行規(guī)律。如此一來，人類自覺的、自發(fā)的認(rèn)識、改造與創(chuàng)造世界的活動(dòng)，就會使其在技術(shù)人工物的創(chuàng)造活動(dòng)中萌生“反身性”思想，而這種思想讓人類在弄清自身的處境之后，自然就會秉持一種最高的“善”去認(rèn)識與改造那個(gè)我們曾經(jīng)熟悉而陌生的世界，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識與改造世界的過程的從“惡的狀態(tài)”向“善的狀態(tài)”的轉(zhuǎn)變。這樣的話，數(shù)字孿生的哲學(xué)意蘊(yùn)便與人類的終極命運(yùn)、世界的終極奧秘相互嵌套與相互作用，并驅(qū)使人類按照現(xiàn)實(shí)世界的本來面目去認(rèn)識、改造與創(chuàng)造世界，并建立起一個(gè)“合規(guī)律性”與“合目的性”的自由王國。