摘 要:當前，城市治理現代化邁入了智能社會治理階段，核心是使用人工智能技術，構建以數字孿生城市為基礎構架的社會有機體。為適應智能社會治理，數字孿生城市建設應在理念原則、數據屬性、功能設計方面予以規范。在理念方面，應堅持迭代演化升級、人類知識承載、地理信息統攝等原則；在數據方面，應涵蓋行政區劃、測繪與地理信息、立體地圖、物理傳感等數據流；在功能設計方面，應有效承載天文層、氣候層、地理層等的治理功能。

關鍵詞:智能社會 社會行為體 數字孿生城市 國家治理現代化

【中圖分類號】TP18 【文獻標識碼】A

人類社會個體屬性變遷：疊加分層、復雜上升

社會治理，歸根結底是對人的治理。隨著社會形態的變化，人類個體自身的屬性也在發生重大變化。這種變化，既體現在生物屬性方面，也體現在社會屬性方面：

在原始的采集漁獵社會，人的屬性被其生物能（力）所定義，而且個體很難改變伴隨的這種生物能（力）。換言之，個體身體素質、手腳、眼神、思維的好壞，直接決定了其能否為自己、家人、群體獲得充足的食物（生存性問題），并決定著其在所屬群體（部落）中的社會地位。

到了農業社會時期，人類學會了馴化動物、種植農作物。個體不再單純依靠自然資源吃飯，而是靠土地從事農業生產，對土地占有的多寡決定著個體的主要屬性。但這一時期，人類對土地等自然資源僅涉及初步利用。

在工業社會，人類開始擁有制造工業產品與商品的社會化大生產能力，對物質產品的占有成為個體的主要屬性定義。從生產關系角度，這種占有主要指的是對生產資料的占有，并由此區分出資產階級、無產階級等。從生活場域角度，這種區分指的是不同階層、階級對特定商品的占有多寡，例如有閑階級、平民階級等（當然，工業化與資本主義對人的物化與奴役，是馬克思所批判的）。

到了信息社會（PC互聯網階段），個體具有了新的屬性，即符號性。人類首次在真實物理世界之外，創造了符號的世界，統稱為數據化世界，包括數字、字母、文本、圖片、視頻等多模態存在。區隔個體的新機制，就是數字化存在（如有的人有百度百科，有的人沒有）。但需要注意的是，數據化僅實現了個體世界的虛擬化，還不能做到隨時隨地產生數據、數據流。

在數字社會，個體可以隨時隨地產生數據、數據流，并基于數據流優化自身的生活、工作、交往等社會活動。區隔個體的新機制，即為數據的流動性——有的人信息獲取快（高配置的智能手機），有的人則滯后（手機不夠智能）甚至不會用（多為老人）。在數字社會，算法還沒有發揮主體作用，因為整個人類社會的數據化進程是一個龐大工程，很難一蹴而就。而且，總是存在“數據孤島”使得個體與社會的數據化不夠徹底。

在智能社會，以上問題將會逐一得到解決。通過智能算法的大規模社會應用，人機物耦合關系越來越密切，人的生物屬性也將發生重大改變。人不再是傳統意義的生物人，而是人與機（穿戴設備、智能算法、專家系統）的結合態，個體的生命存在與社會活動也被算法流定義、區隔、分層。

到了元宇宙社會，基于智能算法、成熟的腦機接口技術，個體將實現意識的遷移、調取、交流，個體必然會被意識流、意識場的拓撲結構所定義、區隔、分層。

從原始社會到元宇宙社會，這是目前人類社會所經歷、能夠預見的發展形態。當然，還存在更高階文明的可能性。在這種更為高階的社會，個體的存在屬性將被映射到更加高維的真實-虛擬融合空間。從人類社會個體屬性變遷，我們可以提煉和總結出兩個總體性規律：一是疊加性。在新的社會發展階段，個體新增加的屬性維度并不是替代之前的屬性定義，而是疊加和分層維度的增加。從古到今，個體的分層屬性越來越復雜，并形成了多元化的屬性結構的集合。二是復雜性。隨著人類個體所具有的分層維度的增加，社會分層的復雜度也將增加。個體之間的社會互動的過程呈現、結果涌現的復雜度，呈現出非線性增長的總體性態勢。

構建以數字孿生城市為基礎構架的社會有機體

國家治理現代化是一個長期、動態過程，核心是構建社會有機體。黨的十八大以來，我國城市治理現代化先后進行了智慧城市建設、城市大腦建設兩個階段的探索。在智慧城市階段，部門、行業大數據開始應用到政府管理與社會治理之中，處在社會有機體的身體特征刻畫階段。在城市大腦階段，人們不再滿足于描摹社會狀態，而是進行主動的“大腦”思考，即將算法應用到社會治理場景。智能社會是人類社會的最新發展形態。2021年6月，中央網信辦聯合八部門在全國開展智能社會治理基地建設申報工作，標志著我國正式邁入智能社會治理探索階段。在智能社會治理階段，人們將實現社會有機體“腦體結合”，進一步提升治理效能。這必然需要采用數字孿生理念，建設社會有機體。

“數字孿生”（Digital Twin）也稱為“數字映射”（Digital Mapping），最早應用于自然科學（飛行器、工業生產、裝備制造等）。學術界普遍認可的內涵是：基于物理模型、傳感器更新、運行歷史數據，集成多學科、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，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數字孿生思想最早由密歇根大學Michael Grieves教授命名為“信息鏡像模型”（Information Mirroring Model）。數字孿生是真實、虛擬的結合體，在城市治理、社會生產方面具有重大價值。進入21世紀，美國和德國均提出建立“信息-物理”系統（Cyber-Physical System，CPS），意在實現真實物理世界和數字虛擬世界的交互融合。數字孿生城市是智能社會治理的核心數據底座，同時也是智能社會治理逐項任務設計、開展、運行、反饋、優化的工作基礎。

數字孿生城市建設的理念原則

當前，我國數字孿生城市建設進入快車道，筆者認為，應統籌好數字孿生城市與之前相關工作的關系，尤其要秉持以下幾項理念原則：

一是迭代演化升級。城市數字化轉型一個長期、動態過程，數字孿生城市建設，不應推倒之前有關數字城市建設的工作基礎，而應做到對既有智慧城市、城市大腦建設的聯通、升級、優化、賦能，以有效避免公共資源浪費，防止運動式建設、“拍腦門”決策。

二是人類知識承載。數字孿生城市建設應有效繼承、賡續人類過往的有效知識。就城市而言，這種知識包括共同知識（全局知識）、地方性知識，也包括歷史沉淀知識、過往決策知識、當前情境知識、未來規劃知識等。

三是地理信息統攝。對接智慧城市與城市大腦工作基礎、承載過往有效知識，核心是做好地理信息系統（GIS）的建設工作。GIS系統是統攝、聯通、加載、調用一切治理工作的總機關，任何信息都可以按照地理單元進行歸并、統計、治理、反饋、優化。

四是天地人融合。基于空間維度（地理信息工作）、時間維度（過去、現在、未來）兩方面扎實的工作，我們可以實現社會系統的外向延展，刻畫第三維度即圖層維度（天地人）。其中，“人”指人類社會，“天”指氣象、宇宙等信息要素，“地”指水文生態、地質情況、地下空間等要素。“天”是人類社會的約束性因素，“地”是人類社會的承載性因素，共同構成社會有機體的外圍環境。

五是預留多源異構接口。具體包括傳感器接口（路燈、井蓋等）、應用程序編程接口（GIS軟件）、APP接口（支付寶、美團、微信等）、仿真軟件接口、部門數據接口（政務云數據）、社會數據接口（社會組織）、獨立數據接口（科學研究機構）與元宇宙接口。這些接口構成了城市（社會）有機體的末梢神經網絡。

六是治理功能模塊設計。數字孿生城市的主要工作是對真實物理世界實現全息數據映射。從國家治理、社會治理角度看，還需要在此基礎上設計核心功能模塊，涉及人口管理、發展規劃、產業布局、社會安全、網絡輿情、市民服務等，避免數字孿生城市建設成為“花架子”。

七是預留元宇宙發展空間。數字孿生城市是所在城市的共同數據資產、共有數字資產。基于完善的歷史知識、天地人系統、多源數據接口、人類行為數據，人類個體在元宇宙生活的相關條件已經具備。可依據當地經濟社會情況，適時開展元宇宙建設，引導人民群眾有序進入元宇宙空間生產、生活、休閑、娛樂、康養。

數字孿生城市建設的數據生態

基于上述思想原則，數字孿生系統不再是一個數據底座，而是城市治理現代化（當前是智能社會治理階段）的生態性底座。這種生態包括數據生態、治理生態兩個層面。數據生態指的是如何進行完整、正確的數據映射，治理生態指的是如何設計、優化治理任務。首先，在數據生態構建方面，數字孿生城市建設（全息CIM模型）應重點囊括十種數據場景與映射類型。

一是行政區劃數據。國家治理、社會治理以行政區劃為主要單元，從省域延伸到街道、社區。數字孿生城市應有完善的多層級行政區劃結構，為后期各項社會治理功能的開展、評估、反饋、優化奠定基礎。

二是測繪與GIS數據。這是城市的數字總輪廓、全局性邊界。百度地圖、高德地圖、天地圖是常用的GIS數據庫，對于特定區域，還需要結合測繪數據、手動調整等方法予以輔助。

三是立體地圖數據。傳統的2D模式已經難以滿足城市治理現代化要求，當前需要重點使用3D地圖、元宇宙地圖、VR地圖。其中，建筑物是主要的要素構成，整個數字孿生信息系統的主要部分是建筑信息模型（BIM）。

四是物理傳感數據。涉及物聯網（IOT）數據、視頻數據、高分遙感數據、紅外數據、射頻數據、光譜數據、雷達數據等，其作用是為城市的物理狀態提供全息映射，便于社會管理者了解真實的社會狀態。

第五是歷史軌跡數據。包括大數據時代的個體行為數據、車輛軌跡數據、物聯網數據等，還包括對大數據時代之前的歷史數據的電子化（例如地方志、過往報紙、檔案數據等），最終通過加載的方式映射到數字孿生城市信息系統。核心目的是實現對人類歷史知識的繼承、使用，提升社會治理水平。

第六是實時行為數據流。包括人口流動、資金流動、車輛流動、信息流動等，將上述信息實時同步到數字孿生城市，可以把握城市的實時運動狀態。與此同時，可以將實時信息動態存儲到歷史數據庫，方便調用、比較、分析、研判。

第七是事件信息。所謂事件，從數據角度可以理解為異常值或異常值的集合，例如人口的異常聚集（群體性事件、社會安全事件）、信息的異常匯聚（網絡輿情事件）、車流的異常（擁堵事件）、媒體的推送（重大新聞事件）、政府的行動（專項治理）等。

第八是治理策略集合數據。上一條中特定的數據異常狀態，關系到人民生活、產業經濟、民主治理、社會發展，因此需要采取相應的干預策略，可以理解為具體的國家與社會治理任務。

第九是“場景-最優策略”數據庫。針對發生的具體“事件”，可以分門別類為各種“場景”。每一種場景下，都會對應子類的“策略集合”。通過結果評估，可以獲得每一種場景對應的“最優策略集合”。匯聚每一種場景，最終可以獲得整個社會治理的最優策略集合。

第十是“泛化場景-模擬”數據庫。對每一類場景，不僅需要研究其發生機理、演化機制，還需要進行反事實推斷，模擬其他程度（參數）情況下的可能結果和應采取的對應措施。基于場景泛化、常態化模擬，可以實現社會治理的智能化、精準化、實時化、標準化。可以想象，如果各個城市都按照同一個系統技術標準，那么整個國家就會被聯通成為一個巨型系統（數字中國），這將是國家治理現代化的標志性實踐成果。

數字孿生城市支撐智能社會治理生態

智能社會治理同時還需要構建完備的治理生態任務譜系，這就要求數字孿生城市建設必須要具備十個層面的系統架構與功能模塊設計。

第一是天文層功能設計。習近平總書記在主持十九屆中共中央政治局第三十九次集體學習時指出：“講清楚中國人的宇宙觀、天下觀、社會觀、道德觀，展現中華文明的悠久歷史和人文底蘊，促使世界讀懂中國、讀懂中國人民、讀懂中國共產黨、讀懂中華民族。”通過該層設計（天文、遙感），我們可以將宇宙、天文、氣象等信息傳輸到智能系統，從精神層面激發中華民族“仰望星空”、善于探索的民族氣質。

第二是氣候層功能設計。氣象是社會有機體的生態圈層，能夠顯著影響土地產出、植物生長、社會治理、生產生活等諸多方面。通過人工智能技術，可以設計相關功能模塊，賦能工業、農業、服務業等產業發展。

第三是地理層功能設計。對城鄉地理屬性的智能治理，包括土地規劃、現代農業、環境保護、片區聯動、生態模擬、政策預演、城鄉融合、產業規劃等治理任務。核心技術優勢是通過模擬實驗探討可能的政策工具組合，選擇最優策略集合，有效避免資源與效率浪費。

第四是狀態層功能設計。基于天文層、氣候層、地理層，我們可初步構建社會狀態層。同時，還需要加入城市基礎設施數據、社會行為體數據等，構建基本的社會有機體狀態監測系統。通過該層設計，可以掌握城市的過去、現在、未來，讓城市治理更精準。

第五是感知層功能設計。對城市基礎設施，需要能夠讀取、調用、控制所有的傳感器，通過數據信息整合傳遞、動態調配實現全局最優。社會信息方面，需要將人口、經濟、產業、法人等信息進行動態關聯，并開發全局優化算法，服務人口規劃、產業模擬、產業鏈補足等功能模塊。

第六是認知層功能設計。從這一層開始，人工智能算法的屬性越來越強，專業性要求也越來越高，需要構建智能專家系統（Intelligent Expert System）。在認知層部分，機器（智能系統）將逐漸構建對整個系統的認知，包括社會總體認知模型、分領域認知模型。這些認知模型將成為所有社會行為體的行為依據。

第七是行為層功能設計。智能社會是人機物高度耦合、深度融合的社會發展形態，人機物都是合法存在的社會成員。在通用人工智能（General Artificial Intelligence）看來，所有社會成員都是社會行動者，可以統稱為通用智能體（Agents）。在本層，各類社會行為體的行為受到相關決策規則指導，并依據具體環境與條件進行自適應行為。

第八是價值觀層面的功能設計。前一層中，社會行為體包括自然人、法人、建筑物、智能設施等諸多形態。這些社會主體都具有智能屬性，這就要求他們形成穩定、穩健的價值觀。人的價值觀自不必言，需要通過大數據、智能算法去精準計算人的價值觀向量值。機器人、智能設施、智能設備的價值觀則將通過智能算法訓練予以實現。當然，這種價值觀應以服務人民為根本宗旨。畢竟智能社會治理的核心是服務人民，以提高人民群眾的獲得感、幸福感、安全感為要義。

第九是文化層功能設計。價值觀具有雙重屬性，既可以是個體的，又可以是宏觀的。但文化則具有宏觀性、穩定性、延續性。通過智能社會治理，整個社會有機體將會推動形成新的文化模態。毫無疑問，智能社會將涌現出多姿多彩的文明樣態。

第十是平行層理念設計。對社會有機體而言，一次（一段）時間序列進程就是一個宇宙，我們通過仿真模擬可以實現對其他平行宇宙的（可能性）預測。不論對過去的回顧（總結經驗教訓），還是對未來的前瞻（科學智能規劃），這都是非常有意義的。在平行宇宙集合中，通過比較、評估，最終選擇最優路徑。以數字孿生城市為內核的人類智能社會治理，將會書寫波瀾壯闊的國家治理現代化歷程，在這一過程中，人民群眾的獲得感、幸福感、安全感會顯著增強。

【本文作者為中南大學公共管理學院教授、自動化學院教授，北京大學武漢人工智能研究院副院長，教育部青年長江學者；本文系國家社會科學基金重大研究專項“加快構建中國特色哲學社會科學學科體系學術體系話語體系”（項目編號：18VXK005）、 國家社會科學基金重大項目“新技術應用背景下數字社會特征研究”（項目編號：19ZDA143）階段性成果】

參考文獻

[1]石培華、王屹君、李中：《元宇宙在文旅領域的應用前景、主要場景、風險挑戰、模式路徑與對策措施研究》，《廣西師范大學學報（哲學社會科學版）》，2022年第4期。

責編：羅 婷／美編：石 玉