刁生富，李思琦，吳選紅

（1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 法學(xué)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)學(xué)院，廣東 佛山 528000；2.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 馬克思主義學(xué)院，廣東 佛山 528000）

一、虛擬概念的演變與數(shù)字孿生虛擬的特征

盡管對(duì)虛擬概念的含義有各種不同的解釋?zhuān)毡檎J(rèn)為“虛擬是一個(gè)矛盾著的存在，它指向的是雖然‘并非實(shí)體存在’但卻‘真實(shí)發(fā)生’的一種狀態(tài)”。從哲學(xué)視角來(lái)看，虛擬的表現(xiàn)形式大多圍繞抽象思維、想象模仿、觀念形式與真實(shí)效力、符號(hào)表示與感官延伸而展開(kāi)；從技術(shù)視角來(lái)看，以建筑可視化演變發(fā)展過(guò)程為例，數(shù)字孿生概念的提出為虛擬概念的發(fā)展演變賦予了新的時(shí)代詮釋。

（一）虛擬概念的演變

從哲學(xué)視角來(lái)看，虛擬概念的演變離不開(kāi)對(duì)虛擬性思想的認(rèn)識(shí)與理解?；仡櫜煌軐W(xué)發(fā)展時(shí)期所涉及的虛擬性思想，對(duì)于我們探究虛擬概念的演變以及對(duì)其形成更為深刻的認(rèn)識(shí)具有重要價(jià)值。無(wú)論是從古希臘到中世紀(jì)的哲學(xué)，還是從近代到現(xiàn)代的人類(lèi)哲學(xué)史，每個(gè)時(shí)期都閃爍著無(wú)數(shù)先賢對(duì)虛擬性思想的認(rèn)識(shí)。當(dāng)我們追溯到古希臘時(shí)期，哲學(xué)家畢達(dá)哥拉斯的“萬(wàn)物皆數(shù)”理論將世界的本原抽象化，可以算作是虛擬性思維的起點(diǎn)；緊隨其后的柏拉圖的“理念論”與亞里士多德的“藝術(shù)觀”中揭露的“模仿”的思想對(duì)虛擬有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。到中世紀(jì)時(shí)期，基督教中有關(guān)“圣餐”的爭(zhēng)論引發(fā)了“現(xiàn)實(shí)的真”和“虛擬的真”之間的爭(zhēng)論，而處于同時(shí)代的神學(xué)家兼邏輯學(xué)家約翰·鄧斯·司各特（John Duns Scotus）對(duì)“虛擬”一詞所做的哲學(xué)概念的解釋可視為是對(duì)爭(zhēng)論做出的回應(yīng)——“事物的概念不是以形式的方式，而是以產(chǎn)生某種效果的內(nèi)在力量或者能力的方式來(lái)涵蓋其經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)容,從而溝通形式上統(tǒng)一的實(shí)在”［1］，這就實(shí)現(xiàn)了“現(xiàn)實(shí)的真”與“虛擬的真”的內(nèi)在的統(tǒng)一。到近代，萊布尼茨提出的“單子論”和“二進(jìn)制運(yùn)算法則”更進(jìn)一步深化了虛擬思想的發(fā)展并為后來(lái)虛擬技術(shù)的誕生奠定了重要的理論基礎(chǔ)。而到了現(xiàn)代，海德格爾的“存在論”揭示了自我存在是認(rèn)識(shí)事物的前提，麥克盧漢的“媒介思想”指出我們的感官不斷被媒介所延伸。［2］這些帶有哲學(xué)意蘊(yùn)的虛擬性思想的不斷演變發(fā)展為虛擬概念的形成奠定了思想基礎(chǔ)。

從技術(shù)視角來(lái)看，虛擬概念的演變離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。以建筑學(xué)為例，建筑學(xué)本身蘊(yùn)含著將虛擬之物轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)之物的含義，正如馬克思所指出的那樣：“最蹩腳的建筑師從一開(kāi)始就比最靈巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蠟建筑蜂房以前，已經(jīng)在自己的頭腦中把它建成了。”［3］這是虛擬最初以“虛擬思維”的形式實(shí)現(xiàn)的對(duì)現(xiàn)實(shí)限制的超越。對(duì)建筑學(xué)而言，除了要具備最初的“虛擬設(shè)計(jì)思維”外，還需得有建筑的“可視化”才能將虛擬的思維形態(tài)呈現(xiàn)在人們眼前。而在建筑可視化的發(fā)展演變過(guò)程中無(wú)不滲透著虛擬概念的變遷：第一階段，在計(jì)算機(jī)誕生之前，人們最初是將腦海中的觀念繪制成紙質(zhì)圖紙，并依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙或者是透視等方法進(jìn)行物質(zhì)化建造。第二階段，隨著計(jì)算機(jī)的誕生和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，紙質(zhì)版設(shè)計(jì)圖紙得以移步到計(jì)算機(jī)平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)平面繪圖操作。第三階段，依據(jù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和算力的發(fā)展，計(jì)算機(jī)平面繪圖逐步進(jìn)化為三維立體模型的構(gòu)建?，F(xiàn)如今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得具有真實(shí)感的建筑渲染圖躍然呈現(xiàn)在人們視野之中。在以往這種傳統(tǒng)的建筑可視化與物質(zhì)化過(guò)程中，虛擬與真實(shí)的關(guān)系是“臨時(shí)的”，只有在轉(zhuǎn)化過(guò)程中才有意義，一旦完成轉(zhuǎn)化，即建筑建成后，這種虛實(shí)關(guān)系就宣告結(jié)束。［4］但隨著數(shù)字孿生概念的引入，使人們對(duì)虛擬概念的含義產(chǎn)生了新的理解。數(shù)字孿生是指在虛擬空間中集成多尺度、多學(xué)科、多物理量，依靠傳感器更新、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互來(lái)構(gòu)建虛擬孿生體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體的精準(zhǔn)映射反映，且這種映射反映與動(dòng)態(tài)交互將貫穿于物理實(shí)體的整個(gè)生命周期之中。［5］數(shù)字孿生在建筑學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得這種“虛實(shí)關(guān)系”不僅能夠在全生命周期內(nèi)始終存在，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)“虛擬”與“現(xiàn)實(shí)”間數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交互。數(shù)字孿生概念表達(dá)了一種“虛擬”與“現(xiàn)實(shí)”之間更高水平的共生關(guān)系，為虛擬概念的演變發(fā)展做出了新的時(shí)代詮釋。

（二）數(shù)字孿生虛擬的特征

計(jì)算機(jī)的誕生與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展打破了虛擬以“虛擬思維”滲透于現(xiàn)實(shí)實(shí)踐的虛擬形式，如今人們可以通過(guò)“虛擬實(shí)踐”的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)限制的超越。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與主體認(rèn)識(shí)能力的不斷提高，“虛擬實(shí)踐”的形式也在不斷地深化與發(fā)展，一直演變到“數(shù)字孿生的虛擬”。相較于以往的“虛擬思維”與“虛擬實(shí)踐”，數(shù)字孿生的虛擬呈現(xiàn)出以下特征。

首先，數(shù)字孿生具有更加真實(shí)的“仿真性”。在“虛擬”的演變發(fā)展史上，其始終同“模仿”有著重要聯(lián)系，柏拉圖的“理念論”與亞里士多德的“藝術(shù)觀”所揭示的“模仿”的思想對(duì)于我們今天認(rèn)識(shí)虛擬的特征具有很大的啟發(fā)意義。兩者都認(rèn)為“藝術(shù)品是以自然實(shí)體為模型，對(duì)自然實(shí)體進(jìn)行的模仿”［6］10，其中所蘊(yùn)含的模型化思維方法是依據(jù)事物的相似性來(lái)構(gòu)建模型，從而使認(rèn)識(shí)主體能夠更好地認(rèn)識(shí)客觀對(duì)象。模型的構(gòu)建可分為“實(shí)體模型”“數(shù)字化模型”以及“虛擬孿生模型”，其中的數(shù)字孿生模型相較于前兩者具有明顯不同的特征。評(píng)價(jià)一種模型是否成功的重要標(biāo)準(zhǔn)是模型與原型客體在結(jié)構(gòu)和功能上是否具有足夠的“相似性”［7］。在傳統(tǒng)的實(shí)體模型中，諸如指導(dǎo)建筑實(shí)際建造的立體微縮模型以及進(jìn)行工藝產(chǎn)品生產(chǎn)制造的模具，雖然這樣的模型能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)原型結(jié)構(gòu)的復(fù)制，但其對(duì)物理對(duì)象的模仿仍然是有限度的。因?yàn)檫@樣的實(shí)體模型無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)宏觀大場(chǎng)景及內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的事物的模型構(gòu)建，而且在實(shí)體模型被創(chuàng)建完成后，一旦外部條件發(fā)生變化再想對(duì)其進(jìn)行修改，就需要付出更多的人力物力財(cái)力的代價(jià)。但隨著計(jì)算機(jī)的誕生與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，人們不僅可以利用3D 技術(shù)在虛擬空間中對(duì)宏觀及復(fù)雜事物進(jìn)行數(shù)字化模型構(gòu)建，而且還可以在數(shù)字化空間中隨時(shí)調(diào)整模型的各種參數(shù)設(shè)置，以便使模型能夠與現(xiàn)實(shí)更具“相似性”。由此，人們可以利用數(shù)字化技術(shù)在一定程度上解決上述傳統(tǒng)實(shí)體模型的局限性，但無(wú)論是實(shí)體模型還是數(shù)字模型，在對(duì)物理對(duì)象多維度、多時(shí)空尺度的刻畫(huà)，以及反映物理對(duì)象隨時(shí)間變化等方面都還是不夠深入，而且也不能實(shí)現(xiàn)與物理原型之間的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)反饋與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交互［8］。而數(shù)字孿生虛擬模型的構(gòu)建，集成與融合了幾何模型、物理模型、行為模型及規(guī)則模型等四層模型，具有高精度、高可靠、高保真的特征［9］，它是物理實(shí)體最“忠實(shí)”的數(shù)字化“鏡像”，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物理實(shí)體的多維度、多時(shí)空尺度的刻畫(huà)，還能夠以動(dòng)態(tài)的方式展現(xiàn)物理實(shí)體隨時(shí)間變化的特性。因此，相較于實(shí)體模型與數(shù)字化模型，數(shù)字孿生虛擬模型對(duì)物理實(shí)體的模仿則具有更加真實(shí)的“仿真性”。

其次，數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)了真正的“虛實(shí)融合”。數(shù)字孿生虛擬最顯著的特征表現(xiàn)為虛擬孿生體與對(duì)應(yīng)的物理實(shí)體之間能夠?qū)崿F(xiàn)“動(dòng)態(tài)交互”。一是不同于以往的虛擬只著重于關(guān)注虛擬對(duì)象，在數(shù)字孿生虛擬中，物理實(shí)體對(duì)象也是數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)的重要組成部分。數(shù)字孿生虛擬模型的構(gòu)建及其數(shù)據(jù)的應(yīng)用均來(lái)源于物理實(shí)體，不同的物理實(shí)體具有不同的數(shù)據(jù)特征，因而構(gòu)建出的數(shù)字孿生模型也各不相同，數(shù)字孿生概念中包含物理實(shí)體的范疇是虛擬孿生體與物理實(shí)體之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互的前提。二是以往的虛擬大多是基于對(duì)虛擬空間及其環(huán)境的設(shè)計(jì)，各個(gè)單元之間除了與認(rèn)識(shí)主體之間的動(dòng)態(tài)交互外，其過(guò)程往往都是獨(dú)立運(yùn)行的，缺乏與認(rèn)識(shí)主體之外的現(xiàn)實(shí)客體間的反饋與交流。而數(shù)字孿生虛擬的設(shè)計(jì)使得物理實(shí)體與虛擬孿生體之間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交互，通過(guò)模型的構(gòu)建與數(shù)據(jù)的連接，能夠在虛擬空間中模擬研究對(duì)象在物理世界中的行為、狀態(tài)和規(guī)則。與此同時(shí)，現(xiàn)實(shí)世界中物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)與數(shù)據(jù)變化也能夠?qū)崟r(shí)反饋傳遞到虛擬孿生體中，使其能夠更好地評(píng)估物理世界的狀態(tài)以及診斷發(fā)生的問(wèn)題，并依據(jù)當(dāng)前的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)。［10］數(shù)字孿生虛擬實(shí)現(xiàn)的孿生世界與物理世界雙向的信息交互反饋與數(shù)據(jù)融合，對(duì)于改進(jìn)與優(yōu)化物理對(duì)象具有積極意義。三是虛擬孿生體與物理實(shí)體間的動(dòng)態(tài)交互是貫穿于物理實(shí)體“全生命周期”的交互融合。在以往的虛擬過(guò)程當(dāng)中，虛實(shí)關(guān)系往往都是“短暫存在”的，一旦條件發(fā)生變化，這種關(guān)系隨時(shí)有可能終結(jié)。而在數(shù)字孿生虛擬中，現(xiàn)實(shí)與孿生之間的關(guān)系存續(xù)于物理對(duì)象的整個(gè)生命周期中，并始終保持虛實(shí)之間的動(dòng)態(tài)交互?？傊瑪?shù)字孿生虛擬概念本身就是物理實(shí)體對(duì)象在孿生空間的延伸，這是其能夠進(jìn)行交互的前提，再加上孿生虛體與物理實(shí)體之間不僅能夠進(jìn)行雙向的信息交流與數(shù)據(jù)反饋，還能將這種數(shù)據(jù)融合與動(dòng)態(tài)交互貫穿于物理實(shí)體的整個(gè)生命周期內(nèi)。因此，數(shù)字孿生虛擬實(shí)現(xiàn)了真正的“虛實(shí)融合”。

最后，數(shù)字孿生具有顯著的“迭代優(yōu)化性”。人類(lèi)所能接觸的客觀世界并非都是簡(jiǎn)單可直觀感受的對(duì)象，其中有很多事物內(nèi)部具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，但數(shù)字孿生本身是一個(gè)集成系統(tǒng)，它集成了多學(xué)科、多物理量、多尺度，多概率，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多維度、多時(shí)空尺度的仿真與模擬，還能夠?qū)崿F(xiàn)孿生虛體與物理實(shí)體之間的動(dòng)態(tài)交互，［11］這在一定程度上使得復(fù)雜事物也逐漸變得可以觀察。正是依托數(shù)字孿生所具有的更為真實(shí)的“仿真性”與所能夠?qū)崿F(xiàn)的真正的“虛實(shí)融合”屬性，才使得其自身?yè)碛辛孙@著的“迭代優(yōu)化性”。數(shù)字孿生模型的構(gòu)建不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物理對(duì)象隨時(shí)間變化而形成的不同狀態(tài)的描述與反映，而且模型本身也會(huì)因?yàn)榉答伓鴣?lái)的孿生數(shù)據(jù)的變化而實(shí)現(xiàn)其自身的不斷豐富、完善與發(fā)展。數(shù)字孿生在正常運(yùn)作過(guò)程中依托大數(shù)據(jù)與人工智能等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)深度分析數(shù)據(jù)反饋、智能匹配最佳算法、自動(dòng)貫徹方案執(zhí)行，從而使自身具備高度的“強(qiáng)學(xué)習(xí)性”［12］。進(jìn)而通過(guò)自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)等功能可對(duì)被孿生對(duì)象進(jìn)行狀態(tài)解析、方案調(diào)整、決策評(píng)估以及智能決策，經(jīng)過(guò)數(shù)次的數(shù)據(jù)反饋與虛實(shí)交互，數(shù)字孿生體中將會(huì)積累大量的信息數(shù)據(jù)，而在這個(gè)不間斷的循環(huán)往復(fù)過(guò)程中，每一次數(shù)據(jù)的累積都是對(duì)前一階段的辯證否定［13］。因此，在面對(duì)復(fù)雜物理對(duì)象時(shí)，借助數(shù)字孿生可實(shí)現(xiàn)在數(shù)字化虛擬空間中對(duì)復(fù)雜事物的形態(tài)、功能和本質(zhì)進(jìn)行數(shù)字孿生模型的構(gòu)建，復(fù)雜物理對(duì)象的性能、結(jié)構(gòu)和行為的變化會(huì)以數(shù)據(jù)信息的形式反饋到數(shù)字孿生體中，形成的孿生數(shù)據(jù)對(duì)于觀測(cè)與檢驗(yàn)復(fù)雜物理對(duì)象運(yùn)行效果具有重要的能動(dòng)作用，而且這些數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)還能夠被實(shí)時(shí)記錄并儲(chǔ)存，經(jīng)過(guò)數(shù)次的迭代發(fā)展，數(shù)據(jù)資源會(huì)變得愈加豐富多樣。正是這種“迭代優(yōu)化性”使其對(duì)物理實(shí)體的形態(tài)、功能和本質(zhì)的延伸將會(huì)在時(shí)間累積的條件下獲得更為忠實(shí)可靠的映射。

二、數(shù)字孿生的虛擬認(rèn)識(shí)機(jī)制

人類(lèi)由于自身的局限性，在認(rèn)識(shí)世界的過(guò)程中經(jīng)常要借助一定的“中介系統(tǒng)”才能達(dá)到認(rèn)識(shí)的目的，而數(shù)字孿生作為中介為人類(lèi)進(jìn)行認(rèn)識(shí)與實(shí)踐提供了新的觀察視角。數(shù)字孿生的形成伴隨著人類(lèi)認(rèn)識(shí)能力的提高與主觀能動(dòng)作用的發(fā)揮，在當(dāng)下探究與把握數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)的本質(zhì)與規(guī)律、揭示其認(rèn)識(shí)的發(fā)生及實(shí)現(xiàn)過(guò)程，將有助于人們深化對(duì)數(shù)字孿生虛擬的認(rèn)識(shí)，并為進(jìn)行現(xiàn)實(shí)實(shí)踐活動(dòng)提供認(rèn)識(shí)論指導(dǎo)。

傳統(tǒng)媒體的信息傳播過(guò)程是單向的，僅僅是向用戶(hù)傳遞信息，對(duì)于用戶(hù)的需求，觀眾對(duì)于信息的反饋，媒體處于封閉狀態(tài)，與觀眾的互動(dòng)較少。新媒體的信息傳遞，更重要的是形成傳遞的閉環(huán)。新媒體融合，既保持傳統(tǒng)媒體信息傳遞的主要功能，又將觀眾的需求和節(jié)目的互動(dòng)結(jié)合，形成良好的互動(dòng)機(jī)制。觀眾借助新媒體平臺(tái)發(fā)表自己的意見(jiàn)見(jiàn)解，參與到節(jié)目過(guò)程中，活躍節(jié)目氣氛，提高節(jié)目收視率。打破傳統(tǒng)媒體信息來(lái)源單一的弊病，新媒體的發(fā)展使得每一個(gè)用戶(hù)都成為信息的收集者，拓展信息來(lái)源渠道。

（一）數(shù)字孿生的形成與認(rèn)識(shí)的發(fā)生

德國(guó)技術(shù)哲學(xué)家德索爾（F.Dessauer）在研究“技術(shù)是如何可能的”這一技術(shù)哲學(xué)的根本問(wèn)題時(shí)曾指出：任何一種技術(shù)客體的創(chuàng)造都必定包含三種成分：人類(lèi)的目的、自然定律、人類(lèi)的運(yùn)思過(guò)程。［14］數(shù)字孿生的形成也不例外。新事物的出現(xiàn)往往是由于人們對(duì)于當(dāng)前已經(jīng)存在的狀態(tài)產(chǎn)生了更高層次的要求或是提供了更好的解決方案而得以形成的。數(shù)字孿生概念的提出是美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室希望實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗機(jī)維護(hù)工作的數(shù)字化而提出的創(chuàng)新解決方案，而當(dāng)這一概念不斷地走向?qū)嶋H的應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，人們對(duì)數(shù)字孿生的認(rèn)識(shí)也會(huì)隨之逐步深化與發(fā)展。但終究人們不能發(fā)明一種違背自然定律與客觀規(guī)律的技術(shù)，在數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景落地研究的過(guò)程中，人們?cè)O(shè)法創(chuàng)造各種有利條件來(lái)順應(yīng)自然規(guī)律，這就需要人類(lèi)運(yùn)思過(guò)程的展開(kāi)。人們?cè)趯?duì)數(shù)字孿生認(rèn)識(shí)的不斷深入與充分發(fā)揮主觀能動(dòng)作用的條件下，逐步在數(shù)字化空間中實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)實(shí)物理實(shí)體的“虛擬孿生體”的構(gòu)建，使得二者之間不僅在結(jié)構(gòu)和功能上具有相似性，更能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)反饋與信息交互，在時(shí)間維度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)物理實(shí)體的結(jié)構(gòu)和功能的動(dòng)態(tài)相似性，這為人們更好地認(rèn)識(shí)物理世界提供了一種新的路徑和方法。

人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)總是要借助于一定的中介才能完成。有學(xué)者指出：人類(lèi)思維中介系統(tǒng)發(fā)生過(guò)“行為中介、語(yǔ)言符號(hào)中介、數(shù)字化中介”三次革命。隨著計(jì)算機(jī)的誕生與其他現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們可以把現(xiàn)實(shí)世界中的客觀物理對(duì)象移步到由計(jì)算機(jī)建構(gòu)起來(lái)的數(shù)字化空間中來(lái)進(jìn)行認(rèn)識(shí)，將現(xiàn)實(shí)世界中的真實(shí)的事物演繹成數(shù)字化的形式，使之在虛擬空間中也能發(fā)揮出與它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中具有同等效能的作用。由此，人們對(duì)于世界的認(rèn)識(shí)逐漸由語(yǔ)言符號(hào)中介轉(zhuǎn)向通過(guò)特定的0-1 的數(shù)字化方式去表述和構(gòu)成事物以及關(guān)系，這就是人類(lèi)思維中介發(fā)生的第三次革命——數(shù)字化思維，數(shù)字化思維使得人們?cè)谔摂M空間中構(gòu)建出了一個(gè)同現(xiàn)實(shí)世界類(lèi)似的數(shù)字化平臺(tái)。［15］隨著人類(lèi)思維活動(dòng)越來(lái)越多地在數(shù)字化空間中進(jìn)行，虛擬認(rèn)識(shí)的發(fā)生就會(huì)愈加頻繁。在人類(lèi)思維中介的演變發(fā)展過(guò)程中，人們通過(guò)借助不同的中介手段加深了對(duì)世界的認(rèn)識(shí)，數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)的發(fā)生正是在前述思維中介演變發(fā)展的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)是指認(rèn)識(shí)主體借助孿生中介手段，將物理實(shí)體的結(jié)構(gòu)信息與功能屬性等同步到數(shù)字孿生虛體中，通過(guò)在數(shù)字孿生虛擬空間中對(duì)認(rèn)識(shí)客體進(jìn)行各種對(duì)象化的操作，使其按照人的意志來(lái)進(jìn)行認(rèn)識(shí)的活動(dòng)過(guò)程。當(dāng)這一活動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的各種孿生數(shù)據(jù)反饋到認(rèn)識(shí)主體并為認(rèn)識(shí)主體改造物理客體提供認(rèn)識(shí)指導(dǎo)時(shí)，數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)便發(fā)生了。

（二）數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)的本質(zhì)探析

傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)論中具體的認(rèn)識(shí)過(guò)程是主體感知客體的過(guò)程，是主體與客體相互作用的過(guò)程。其中的認(rèn)識(shí)客體是被引入主體的認(rèn)識(shí)范圍時(shí)所指向的對(duì)象，其最大的特征是具有客觀實(shí)在性，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。不同于傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)論，虛擬認(rèn)識(shí)過(guò)程中的認(rèn)識(shí)客體不再是客觀世界中的物理實(shí)體而是由設(shè)計(jì)者通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)所構(gòu)建的虛擬信息體。而數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)是一種更為特殊的虛擬認(rèn)識(shí)，以往的虛擬認(rèn)識(shí)是認(rèn)識(shí)主體對(duì)虛擬客體的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的二元關(guān)系，而數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)是認(rèn)識(shí)主體對(duì)現(xiàn)實(shí)客體以及現(xiàn)實(shí)客體的“虛擬孿生體”的三元關(guān)系。［16］這種新的三元關(guān)系的形成是數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)區(qū)別于以往虛擬認(rèn)識(shí)最顯著的標(biāo)志。

首先，虛擬孿生體不只是從現(xiàn)實(shí)客體中進(jìn)行“單向”的數(shù)據(jù)信息模擬，它同時(shí)還能對(duì)現(xiàn)實(shí)認(rèn)識(shí)產(chǎn)生能動(dòng)反作用，這是一種“雙向”的作用與反作用形式，可以概括為“現(xiàn)實(shí)性認(rèn)識(shí)論是虛擬性認(rèn)識(shí)論產(chǎn)生的前提，但終歸虛擬化的認(rèn)識(shí)還是要再回到現(xiàn)實(shí)性中去”。數(shù)字孿生體是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中物理實(shí)體的精準(zhǔn)映射，而現(xiàn)實(shí)世界中的認(rèn)識(shí)客體是自然界或人類(lèi)社會(huì)的產(chǎn)物，其必然要受到現(xiàn)實(shí)客觀條件的限制，也必然要遵循一定的運(yùn)行規(guī)律，這就意味著源于對(duì)現(xiàn)實(shí)物理實(shí)體進(jìn)行仿真的數(shù)字孿生體也要符合客觀規(guī)律并順應(yīng)規(guī)律。在數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)中，認(rèn)識(shí)主體與認(rèn)識(shí)客體、認(rèn)識(shí)主體與虛擬孿生體、認(rèn)識(shí)客體與虛擬孿生體之間充盈著實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)交互與反饋過(guò)程，虛擬孿生體被賦予認(rèn)識(shí)客體的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，通過(guò)其內(nèi)部操作運(yùn)行，加之認(rèn)識(shí)主體的價(jià)值判斷，虛擬孿生體越來(lái)越能夠真實(shí)地反映認(rèn)識(shí)客體即現(xiàn)實(shí)物理實(shí)體的規(guī)律與本質(zhì)。由此可見(jiàn)，數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)源于現(xiàn)實(shí)世界的物理實(shí)體，經(jīng)過(guò)認(rèn)識(shí)主體對(duì)虛擬孿生體付諸主觀意識(shí)的作用之后，再次回到現(xiàn)實(shí)實(shí)踐當(dāng)中，這將有助于提高主體的認(rèn)識(shí)水平，從而更好地指導(dǎo)人們進(jìn)行現(xiàn)實(shí)實(shí)踐活動(dòng)。

其次，虛擬孿生體不僅僅表現(xiàn)為對(duì)客觀物理對(duì)象的“客觀”映射，認(rèn)識(shí)主體的“主觀”意識(shí)同樣介入到了虛擬客體認(rèn)識(shí)的全部過(guò)程中，體現(xiàn)了人類(lèi)的能動(dòng)性與創(chuàng)造性。在數(shù)字孿生體構(gòu)建之初，由于認(rèn)識(shí)主體本身的認(rèn)識(shí)能力具有現(xiàn)實(shí)局限性，從而導(dǎo)致對(duì)于孿生數(shù)據(jù)的選取以及對(duì)物理對(duì)象的刻畫(huà)只能是認(rèn)識(shí)主體主觀所能夠感知到的內(nèi)容。同時(shí)，對(duì)于如何構(gòu)建數(shù)字孿生體以及對(duì)于初始條件的設(shè)置無(wú)不體現(xiàn)著設(shè)計(jì)者的主觀意識(shí)，因?yàn)榘凑铡凹夹g(shù)的價(jià)值負(fù)荷”理論，技術(shù)并不是一種價(jià)值中立的方法和手段，而是特定社會(huì)中人的價(jià)值的一種載體，因而設(shè)計(jì)者的價(jià)值立場(chǎng)、思維習(xí)慣、認(rèn)識(shí)視角必然在技術(shù)的設(shè)計(jì)、發(fā)明等一系列環(huán)節(jié)中被滲入到技術(shù)之中。［17］136-137對(duì)于數(shù)字孿生來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)者往往按照自己的目標(biāo)需求來(lái)進(jìn)行初始設(shè)置，其中包含著認(rèn)識(shí)主體強(qiáng)烈的主觀意識(shí)。在對(duì)數(shù)字孿生體認(rèn)識(shí)過(guò)程之中，有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)依據(jù)孿生數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的物理實(shí)體對(duì)象的運(yùn)行效果達(dá)不到設(shè)計(jì)者和使用者的預(yù)期狀態(tài)的情況，其中對(duì)“預(yù)期狀態(tài)”的衡量很大程度上是依據(jù)主體的認(rèn)知能力、價(jià)值判斷與標(biāo)準(zhǔn)選擇而定奪的，甚至有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)與認(rèn)知主體意愿相背離的情況，這也是由人的主觀意識(shí)作為判定標(biāo)準(zhǔn)的。總之，數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)的本質(zhì)是人的認(rèn)識(shí)的延伸，具體表現(xiàn)為主觀與客觀的技術(shù)統(tǒng)一，是能夠?qū)ξ锢硎澜缰械恼J(rèn)識(shí)客體產(chǎn)生能動(dòng)反作用的一種技術(shù)性認(rèn)識(shí)。

（三）數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

對(duì)于數(shù)字孿生的虛擬認(rèn)識(shí)的實(shí)現(xiàn)伴隨著數(shù)字孿生落地場(chǎng)景的應(yīng)用過(guò)程，我們可以借用Grieves 教授定義的三維模型，即物理實(shí)體（認(rèn)識(shí)客體）、虛擬實(shí)體（認(rèn)識(shí)客體的虛擬孿生體）、二者間的連接（數(shù)據(jù)通道）［18］85-113來(lái)對(duì)其進(jìn)行理解。其認(rèn)識(shí)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下。

首先，數(shù)字孿生能夠進(jìn)行場(chǎng)景落地應(yīng)用的首要前提條件是要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物理世界的全面感知。只有感知到現(xiàn)實(shí)物理實(shí)體的各種狀態(tài)信息，并且能夠傳輸反饋到孿生系統(tǒng)中，才能夠?qū)崿F(xiàn)在數(shù)字空間中對(duì)虛擬孿生體的構(gòu)建，5G 通訊與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用使得物理實(shí)體和虛擬孿生體可以通過(guò)安裝在物理對(duì)象上并連接到云的IoT 傳感器進(jìn)行持續(xù)交互，這是保證數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)的首要前提。

其次，虛擬模型是構(gòu)建孿生對(duì)象的關(guān)鍵，而如何將這種模型映射呈現(xiàn)出來(lái)，便需要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支撐。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⑽锢韺?shí)體的真實(shí)狀態(tài)同步映射到數(shù)字化空間中，實(shí)現(xiàn)虛擬孿生體的可視化；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以使數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與反饋，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體與虛擬孿生體之間的虛實(shí)融合。虛擬模型的可視化使得認(rèn)識(shí)客體的虛擬孿生體得以展現(xiàn)在人們眼前，這是數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)的重要一環(huán)。

最后，物理實(shí)體本身就擁有大量的數(shù)據(jù)信息，數(shù)字孿生體除了映射物理實(shí)體本身的“實(shí)物形態(tài)”外，還會(huì)將這些“數(shù)據(jù)信息”一并映射到數(shù)字空間中，這些海量的數(shù)據(jù)信息便需要依托大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)進(jìn)行分析與決策。依靠大數(shù)據(jù)能夠?qū)?shù)字孿生產(chǎn)生的紛繁復(fù)雜的信息進(jìn)行有效分析處理，將數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)反饋給物理實(shí)體以保證其有效運(yùn)轉(zhuǎn)；依靠人工智能進(jìn)行深度分析數(shù)據(jù)反饋，智能匹配最佳算法，自動(dòng)貫徹方案執(zhí)行，從而完成對(duì)物理世界的改造，這也正是人類(lèi)始終不斷地去探究數(shù)字孿生虛擬認(rèn)識(shí)的最終目的所在。

三、數(shù)字孿生的認(rèn)識(shí)論價(jià)值

數(shù)字孿生的認(rèn)識(shí)發(fā)生在以技術(shù)為中介系統(tǒng)下的主觀與客觀的統(tǒng)一之中，在技術(shù)本身所具有的模仿、延伸和增強(qiáng)的屬性下，使得認(rèn)識(shí)主體的思維方式、解釋方式，以及認(rèn)識(shí)主體所生存的社會(huì)皆為其所塑造和改變。

（一）有利于為人類(lèi)提供認(rèn)識(shí)世界的新視角

數(shù)字孿生的認(rèn)識(shí)論價(jià)值首先體現(xiàn)在其為人類(lèi)提供了一種新的認(rèn)識(shí)世界的視角。從空間維度上看，宏觀事物向外擴(kuò)張的無(wú)限性與微觀事物向內(nèi)壓縮的無(wú)限性交織，在很大程度上阻礙了人們正確認(rèn)識(shí)和把握現(xiàn)實(shí)世界的進(jìn)程。從時(shí)間維度上看，人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中經(jīng)驗(yàn)到的物理對(duì)象相對(duì)來(lái)說(shuō)多為“靜態(tài)直觀”感受，很難觀察物理對(duì)象隨時(shí)間變化的特性，也不能對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象未來(lái)的發(fā)展變化做出預(yù)測(cè)和判斷。人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)在時(shí)間和空間維度上都存在著一定的局限性。要想對(duì)客觀對(duì)象展開(kāi)更為深入的認(rèn)識(shí)活動(dòng)，必然受其局限性的限制，而數(shù)字孿生的出現(xiàn)正是給人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界提供了一個(gè)新的觀察視角。數(shù)字孿生在各類(lèi)新興智能技術(shù)群的賦能之下實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的全面動(dòng)態(tài)感知，從而完成對(duì)物理對(duì)象在數(shù)字空間中的虛擬孿生體的構(gòu)建，可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的洞悉與拆解，也可“遠(yuǎn)程在線(xiàn)”對(duì)外部非可及環(huán)境中的事物展開(kāi)認(rèn)識(shí)活動(dòng)，從而突破人類(lèi)空間維度上認(rèn)識(shí)的局限性；同時(shí)，正是由于數(shù)字孿生具有更為真實(shí)的“仿真性”與實(shí)現(xiàn)了真正的“虛實(shí)融合”，因此，不僅可以對(duì)物理實(shí)體全生命周期內(nèi)展開(kāi)隨時(shí)觀察其隨時(shí)間變化的特性，而且依據(jù)虛實(shí)動(dòng)態(tài)交互能在一定程度上預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，從而突破人類(lèi)時(shí)間維度上認(rèn)識(shí)的局限性。

究其根本，在漫長(zhǎng)的人類(lèi)發(fā)展史上，超越現(xiàn)實(shí)世界（自然）對(duì)人的限制一直是人類(lèi)持之以恒的目標(biāo)，而數(shù)字孿生就是這種本能沖動(dòng)的產(chǎn)物，它不斷地“促逼”各種“可能性”變?yōu)椤艾F(xiàn)實(shí)性”。在數(shù)字孿生不斷發(fā)展成熟的條件下，以數(shù)字孿生認(rèn)識(shí)論為視角觀察與認(rèn)識(shí)世界的方法成為新的認(rèn)識(shí)方式?！翱赡苄浴?，一般是指事物發(fā)展過(guò)程中的潛在階段或狀態(tài)。亞里士多德認(rèn)為,事物的生成變化不是從無(wú)到有，而是從潛在的有到實(shí)在的有，實(shí)現(xiàn)了潛能就是現(xiàn)實(shí)。［19］139-141在數(shù)字化虛擬空間中，通過(guò)數(shù)字孿生對(duì)現(xiàn)實(shí)的各種可能性、不可能性、不存在性進(jìn)行思維構(gòu)成、規(guī)則構(gòu)成和數(shù)字構(gòu)成，使其變成“現(xiàn)實(shí)”，最終作用到現(xiàn)實(shí)世界中的物理實(shí)體，完成對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí)、改造與創(chuàng)造。因此，以數(shù)字孿生為中介的這種認(rèn)識(shí)新視角，使得現(xiàn)實(shí)世界的“真實(shí)”面貌得以較為清晰地呈現(xiàn)在人們眼前，最終通過(guò)人們的現(xiàn)實(shí)實(shí)踐活動(dòng)，完成對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的超越，從而推動(dòng)人類(lèi)向著更高水平的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐方向發(fā)展。

（二）有利于轉(zhuǎn)變?nèi)祟?lèi)思維方式和解釋方式

隨著數(shù)字孿生在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中與人類(lèi)活動(dòng)領(lǐng)域的融合程度不斷增加，人類(lèi)思維與解釋世界的方式也開(kāi)始隨之發(fā)生改變。任何認(rèn)識(shí)活動(dòng)都具有一定的社會(huì)目的——為了更好地指導(dǎo)人的實(shí)踐活動(dòng)和滿(mǎn)足社會(huì)的需要，對(duì)數(shù)字孿生虛擬的認(rèn)識(shí)也是為了更好地滿(mǎn)足人類(lèi)開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)的目的而發(fā)生的。按照人類(lèi)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)論，世界可以分為自然界和人工界，人們把在這兩個(gè)世界發(fā)生的認(rèn)識(shí)和解釋活動(dòng)歸類(lèi)為“探索現(xiàn)存事物和創(chuàng)造新事物”。人們?cè)谧匀唤缰刑剿鳜F(xiàn)存事物是對(duì)既存現(xiàn)實(shí)世界客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，在人為創(chuàng)設(shè)的人工界中進(jìn)行的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)則是對(duì)新事物規(guī)律的認(rèn)識(shí)與把握。但在數(shù)字孿生的助力下，我們發(fā)現(xiàn)在自然界和人工界中應(yīng)該存在一個(gè)中間地帶，即“虛實(shí)融合”。以往，人們通常把對(duì)既存現(xiàn)實(shí)世界客觀規(guī)律探索的活動(dòng)稱(chēng)之為描述性的活動(dòng)，把對(duì)創(chuàng)設(shè)新事物和新世界的規(guī)律的活動(dòng)稱(chēng)之為構(gòu)建性的活動(dòng)。［20］現(xiàn)在我們還可以把處于中間地帶所進(jìn)行的虛實(shí)融合和交互反饋的活動(dòng)稱(chēng)之為映射性的活動(dòng)，忠實(shí)的映射使得人們對(duì)于世界的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐形式不再單單局限于自然界的描述性活動(dòng)或人工界的構(gòu)建性活動(dòng)，轉(zhuǎn)而更加關(guān)注二者間“虛實(shí)融合”的動(dòng)態(tài)過(guò)程。與此同時(shí)，對(duì)于數(shù)字孿生虛擬思維的認(rèn)識(shí)來(lái)說(shuō)，這種建構(gòu)活動(dòng)是包含人類(lèi)主觀意識(shí)在內(nèi)的，通過(guò)間接經(jīng)驗(yàn)“經(jīng)驗(yàn)”物理實(shí)體的認(rèn)知過(guò)程，二元關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)檎J(rèn)識(shí)主體、認(rèn)識(shí)客體以及認(rèn)識(shí)客體的“虛擬孿生體”之間的三元關(guān)系，這時(shí)人們對(duì)客觀對(duì)象認(rèn)知的來(lái)源不僅包括直接經(jīng)驗(yàn)和間接經(jīng)驗(yàn)的感知，更包括“經(jīng)驗(yàn)”的生成，由于具備了強(qiáng)學(xué)習(xí)功能以及可實(shí)現(xiàn)智能算法決策，這使得人們對(duì)物理實(shí)體認(rèn)識(shí)的來(lái)源逐步由感知性的間接經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)殚g接經(jīng)驗(yàn)的生成性［21］。同時(shí)在整個(gè)經(jīng)驗(yàn)過(guò)程之中，人的主觀意識(shí)的參與始終起著重要作用，無(wú)論是對(duì)于初始條件的設(shè)置，還是對(duì)于運(yùn)行途中效果的監(jiān)測(cè)與檢驗(yàn)，都蘊(yùn)含著要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)者或使用者預(yù)期目標(biāo)的主觀意志。這個(gè)過(guò)程也是將人類(lèi)的思維具體化、理性化和技術(shù)化的過(guò)程，思維變成了可以看得見(jiàn)摸得著的過(guò)程?；诖?，人們完成了對(duì)世界知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，并通過(guò)思維方式的轉(zhuǎn)變補(bǔ)充了物理經(jīng)驗(yàn)，從而豐富了人類(lèi)的經(jīng)驗(yàn)世界，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)實(shí)限制的超越。

（三）有利于提高人類(lèi)改造與創(chuàng)造世界的能力

人的認(rèn)識(shí)能力的提高不僅表現(xiàn)為知識(shí)的增長(zhǎng)與更新，更表現(xiàn)為能夠以一種辯證的思維方式去看待新事物。數(shù)字孿生在數(shù)字化虛擬空間中構(gòu)建現(xiàn)實(shí)世界中認(rèn)識(shí)客體的虛擬孿生體，在一定程度上而言，這是將客觀世界中的認(rèn)識(shí)客體以另外一種方式“具象”到人們面前，虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)字孿生體所展現(xiàn)的畫(huà)面甚至比我們?nèi)庋鬯苡^察到的真實(shí)的物理世界中的現(xiàn)實(shí)客體更加具有真實(shí)立體的效果，而當(dāng)這種效果與我們的感知覺(jué)器官結(jié)合時(shí)，便能增強(qiáng)我們的感知覺(jué)能力。同時(shí)，數(shù)字孿生虛擬模型的構(gòu)建可以突破時(shí)空限制，將稍縱即逝的感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)在數(shù)字化虛擬空間中進(jìn)行“再現(xiàn)”，有時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)“創(chuàng)造性”的感知覺(jué)活動(dòng)，這也在不同程度上增強(qiáng)了人的感知能力，提高了人的認(rèn)識(shí)能力。但是，人們目前對(duì)數(shù)字孿生的認(rèn)識(shí)還需要不斷加深，因?yàn)閿?shù)字孿生雖然能增強(qiáng)人的感知能力，提高人的認(rèn)識(shí)能力，但它并不能實(shí)現(xiàn)“完全的真實(shí)”，也無(wú)法做到“全部的模擬”。

數(shù)字孿生體雖然被稱(chēng)為是客觀物理對(duì)象的“孿生體”，但也只是“相似”，而并非“相同”。數(shù)字孿生虛體的數(shù)據(jù)信息來(lái)源于現(xiàn)實(shí)世界中的客觀物理對(duì)象，但由于被研究對(duì)象本身具有極端復(fù)雜的特性，加之認(rèn)識(shí)主體自身的認(rèn)識(shí)能力具有現(xiàn)實(shí)局限性，在進(jìn)行初始數(shù)據(jù)輸入的過(guò)程中，總會(huì)存在一些認(rèn)識(shí)主體所無(wú)法認(rèn)識(shí)到的“那部分”特征，虛擬模型與物理實(shí)體之間的關(guān)系并不能實(shí)現(xiàn)完全意義上的重合與疊加，只能是近似地抓取其中“部分特征”來(lái)滿(mǎn)足認(rèn)識(shí)主體的目標(biāo)需求。因此，數(shù)字孿生模型并不能完全真實(shí)地反映物理實(shí)體的“全部屬性”，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，數(shù)字孿生不能實(shí)現(xiàn)“完全的真實(shí)”。數(shù)字孿生作為一種特殊的虛擬方式，雖然是以特定的0-1 的數(shù)字方式去表述和闡釋事物的關(guān)系，但真實(shí)的世界和現(xiàn)象之間并非都能轉(zhuǎn)化為特定的符號(hào)進(jìn)行表達(dá)，諸如人的情感意識(shí)、性格和心理特征以及社會(huì)道德等宏觀抽象范疇內(nèi)的對(duì)象等，目前還無(wú)法完全對(duì)其進(jìn)行數(shù)字孿生體的構(gòu)建。因此，從這個(gè)角度來(lái)看，數(shù)字孿生不能做到“全部的模擬”。于是，人們意識(shí)到依托于數(shù)字孿生的認(rèn)識(shí)能力和水平，是與人們當(dāng)下的認(rèn)識(shí)能力水平所能達(dá)到的對(duì)客觀世界的較為真實(shí)的反映相對(duì)應(yīng)的。因此，數(shù)字孿生的不斷發(fā)展，能不斷促進(jìn)人們認(rèn)識(shí)能力的提升。

數(shù)字孿生的誕生為人類(lèi)開(kāi)辟了廣闊的認(rèn)識(shí)空間。數(shù)字孿生作為人類(lèi)的認(rèn)識(shí)與映射世界的工具也同以往的反映工具一樣帶有“虛擬”之含義，諸如人類(lèi)構(gòu)建的虛擬網(wǎng)絡(luò)空間、3D 建模技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等等，這些映射工具能夠幫助人類(lèi)更好地認(rèn)識(shí)客觀物理世界，它們都在不同程度上提高了人類(lèi)的認(rèn)識(shí)能力和水平。數(shù)字孿生通過(guò)在數(shù)字化虛擬空間中構(gòu)建物理實(shí)體的虛擬孿生體，使二者之間能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)反饋與交互融合，將在虛擬孿生體中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的“正確的”數(shù)據(jù)反饋給物理世界中的客觀實(shí)體，從而達(dá)到更好地認(rèn)識(shí)與改造世界的目的。在這個(gè)過(guò)程中，“孿生數(shù)據(jù)”的產(chǎn)生需要經(jīng)過(guò)多次不斷的模擬嘗試與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在克服一次次困難與挑戰(zhàn)的過(guò)程中，人們的認(rèn)識(shí)能力會(huì)隨著人們不斷地發(fā)揮主觀能動(dòng)作用以解決遇到的難題而得到大幅度提高。但是，依靠數(shù)字孿生作為映射工具所形成的孿生數(shù)據(jù)的反饋也可能會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)榫蛯\生數(shù)據(jù)生成而言，很難不帶有認(rèn)識(shí)主體主觀意識(shí)的參與，很可能會(huì)由于認(rèn)識(shí)主體的偏見(jiàn)或認(rèn)識(shí)的局限而導(dǎo)致模擬運(yùn)算出的數(shù)據(jù)和信息是錯(cuò)誤的。同時(shí)，數(shù)字孿生生成的數(shù)據(jù)、模型、界面三層架構(gòu)形成了一種人們無(wú)法知曉其內(nèi)部運(yùn)行情況的算法黑箱［22］。這就意味著人類(lèi)要不斷提高自身的認(rèn)識(shí)能力與水平，才能與數(shù)字孿生的“算法黑箱”抗衡，以防止在算法決策超越人類(lèi)的認(rèn)知導(dǎo)致人類(lèi)無(wú)法理解數(shù)字孿生系統(tǒng)所做的決定而否定其正確的決定。從這個(gè)角度來(lái)看，數(shù)字孿生的應(yīng)用在某種程度上也“催促”著人們要不斷提高自身的認(rèn)識(shí)能力與水平。