数字孪生和元宇宙的异同是什么

10月28日，Facebook宣布把公司名称改为“Meta”，同时，这个标志已经取代了该公司在门洛帕克的全球总部门牌上的标志性大拇指的Like图标；股票交易平台的名称，也随之改为：“MetaPlatform”。

业界普遍认为这是扎克伯格allin“元宇宙”的重大举措，并在原本已经火热的“元宇宙”概念上又加了一把火。一时间，人人都在讨论“元宇宙”，在地理信息产业，人们又试图将其与另外一个颇为类似的概念进行区分：“数字孪生”，知乎上也有人提出了问题：——

“数字孪生与元宇宙的异同是什么？”

本文在综合了目前一些主流诠释和定义后，试图通过辨明数字孪生和元宇宙的同时，探讨其在toBtoG、toC领域的应用趋势和影响，以及未来发展方向。

01客观冷静的“数字孪生”

数字孪生的概念相对较为成熟，在科研和学术方面有明确的定义，并且也有较多企业的应用案例。

数字孪生（DigitalTwin）概念最早由MichaelGrieves教授在年的一次演讲中提出，他认为通过物理设备的数据，可以在虚拟（信息）空间构建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统，并且这种联系不是单向和静态的，而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。此后，数字孪生的概念逐步扩展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印等领域。

Gartner认为数字孪生概念包括以下四个特点：

1.模型足够健壮，能为具体的业务目标与结果所服务；

2.与现实环境相关联，甚至能实现实时监控与控制；

3.与高级数据分析及AI技术相结合，创造新的业务机会；

4.具备高交互性，能够评估可能会发生的情况。

Gartner数字孪生示意图

很多企业已将这个概念应用于实践。数字孪生的闭环应用让制造企业能够收集实时产品性能数据并将其应用到虚拟模型中，这一过程可以帮助尽早验证产品和流程设计、测试配置并理解多元因素的影响。例如，美国通用电器公司与ANSYS公司借助数字孪生这一概念，提出物理机械和分析技术融合的实现途径，让每个引擎等机械零部件都拥有一个数字“双胞胎”，并通过数字化模型在虚拟环境下实现机器人调试、试验、优化运行状态等模拟，以便将最优方案应用在物理世界的机器上，从而节省大量维修、调试成本。

概括一下，数字孪生就是通过数字软件对某个物理进程进行模拟，并对其进行观察和数据分析，以优化、改造，或发现问题，进而模拟预测，以选择最佳方案。

这个概念最早产生和应用在工控领域，但后来在智慧城市、行业数字化领域也有广泛扩展，作为物理世界数字映射的延伸，基本原理是不变的：用数字世界孪生投射物理世界，并对数据进行智能分析，以自动化、智能化、智慧化地管理运行业务，同时对城市和行业治理、规划运行进行优化和改进。

基于数字孪生的城市治理

易图通

这其中有两点需要注意。第一，数字孪生技术概念面向的并非是静止对象和单向过程，而是动态的演进过程和具有周期性生命的事件，所以应用在数字城市和行业管理时，不仅是静止的地物实景三维模型，而是包括了城市规划和建设过程呈现和管理，各行业运行过程中基于各类物联网数据的动态时空演绎，以及自然地物的变迁生态进程，准确地说，是数字孪生的时空。

《数字孪生：为城市和你创造一个虚拟副本》归纳的数字孪生城市发展层次

集智俱乐部

第二，数字孪生不仅追求数字重现，更重视仿真模拟背后的数据分析。根据工信部去年底发布的《数字孪生应用白皮书》，数字孪生产业链可分解为“基础支撑”“数据互动”“模型构建”“仿真分析”“共性应用”“行业应用”6大模块，其中“数据互动”、“仿真分析”和“共性应用”，也显示出数字孪生注重数据接入的实时性，以及数据与人工智能结合后对数据背后逻辑和规律的探寻。

02让乌托邦数字交互化的“元宇宙”

相对既定的“数字孪生”概念，关于“元宇宙”概念的大讨论如火如荼，但并没有一个公认的定论。

如同哈姆雷特一样，人人都有一个“元宇宙”，有共同点但有略有不同，大家似乎都知道元宇宙大概是“这样的”。我们可以通过元宇宙的发展阶段、理念描绘，大致了解元宇宙是什么，涵盖范围和进化形态。

要深入理解元宇宙，在这里要推荐一篇文章——《元宇宙与“后人类社会”》，这是经济学家朱嘉明为《元宇宙》一书所作的序言，文章将“元宇宙”的内涵广度扩展到了远大于数字世界的范畴，这是一个宏大而广义的“宇宙”概念：人类基于对现实世界的认知和理解，创造和构建一个基于现实、高于现实的虚拟宇宙——

“当人类将自己的价值观念、人文思想、技术工具、经济模式和“宇宙”认知结合在一起的时候，被赋予特定理念的“宇宙”就成了“元宇宙”。”

在“元宇宙”的广义定义下，经历了三个发展阶段，也可以说，涵盖了这三个领域及其延伸：

第一阶段，以文学、艺术、宗教为载体的古典形态的“元宇宙”

代表作有西方世界的《圣经》、但丁的《神曲》，达·芬奇的《蒙娜丽莎》、巴赫的宗教音乐；中国的《易经》《河洛图》《西游记》。

第二阶段，以科幻和电子游戏形态为载体的新古典“元宇宙”

其中代表作品和事件有年前雪莱夫人的科幻小说《弗兰肯斯坦》（Frankenstein）；《银翼杀手》原著，年菲利普·迪克《仿生人会梦见电子羊吗？》；年，“元宇宙”词源小说《雪崩》；年，通过虚拟现实建模语言（VRML）构建的Cybertown，是新古典“元宇宙”重要的里程碑；年全球上映的影片《黑客帝国》（TheMatrix），一个看似正常的现实世界可能被名为“矩阵”的计算机人工智能系统所控制。

第三阶段，以“非中心化”游戏为载体的高度智能化形态的“元宇宙”

这个阶段，立体三维游戏开始展现基于数字技术“元宇宙”雏形，其中代表事件有，3年，美国互联网公司LindenLab推出基于Open3D的“第二人生”（SecondLife）；6年Roblox公司发布同时兼容了虚拟世界、休闲游戏和用户自建内容的游戏Roblox；9年瑞典MojangStudios开发《我的世界》(Minecraft)；年Facebook公司宣布FacebookHorizon成为社交VR世界，年支持用户拥有和运营虚拟资产的Decentraland；年10月29日，又一标志性事件发生：Facebook公司正式改名为Meta，并表示：“无论是在会议室与同事交谈，还是在遥远的世界各地与朋友闲逛，人们都将通过进入虚拟环境来进行聚集和沟通。”

可以看到，在广义元宇宙的定义涵盖下，只要是人类用文字、绘画艺术、图像影像和技术等手段，创造和表现出的理念中的虚拟世界和宇宙，都可以称之为“元宇宙”，这更接近其“幻想混合现实”的核心本质——小说如《魔戒》、《哈利波特》、《三体》、《权力的游戏》，影视作品如《星球大战》等，古典名著如《西游记》、《封神演义》，这些主题作品都在现实世界基础上，创造和构建了平行且具有差异化的虚拟世界和宇宙。

理解作者构想的世界需要数字虚拟技术吗？可以有但非必要，人们通过文字、画面等媒介，也能领略和理解这些多元世界。广义概念突出了“元宇宙”幻想、理念、平行独立的“异世界”特征。

JK罗琳的《哈利波特》创造的理想中的魔法“元宇宙”有着持久的生命力：从印刷书籍，到影视作品再到在线游戏

接下来就是当下广受追捧的“元宇宙”概念，这个层面的概念强烈依托数字技术，强调数字三维空间和虚拟现实，相对狭义，但更具有现实应用意义。“维基百科”是这样描述的：

“通过虚拟增强的物理现实，呈现收敛性和物理持久性特征的，基于未来互联网的，具有连接感知和共享特征的3D虚拟空间。”

这也是“元宇宙”着重“术”的阶段——通过数字技术构建表现、支撑运行平行“异世界”立体虚拟现实空间，数字个体的在线共享、交互感知和内容创建体验。

这在元宇宙的第三阶段发展中，趋势和形态已经非常鲜明，说得通俗一些，就是利用数字技术构建一个三维特征的空间，基于这个空间，形成有别于目前二维数字互联网的，可视化、可共享、可感知、可交互的在线虚拟数字世界。

它可以映射物理世界、可以基于物理世界混合改造、也可以重新塑造一个幻想世界；可以是数字孪生现实世界(DigitalTwin），可以是虚拟混合的增强现实（AR），也可以是完全虚拟的次元空间（VR)。在这个意义上，当前有很多三维交互游戏、三维空间可视化、混合虚拟现实，都可以丢进“元宇宙”的筐里。

但一些大型的在线空间交互游戏已能够进一步表达“元宇宙”幻想世界的社会形态，如在暴雪的“魔兽世界”、米哈游的“原神”等大型在线游戏中，玩家们可以基于数字身份（角色）进入立体数字空间，通过在线交互活动形成社交和社区，并且具有一定的经济、文化特征；而“我的世界”(Minecraft)、“Roblox”等游戏又重点

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