数字孪生的哲学审视

1、数字孪生的哲学审视摘要：数字孪生是近年来从概念提出到实践应用快速发展的新兴信息技术，在实现物理世界与虚拟信息世 界实时互动沟通方面具有独特优势，在智能制造等领域中具有巨大的应用潜力。然而，数字孪生技术的发展 和应用不仅将深刻变革世界，也必将深远塑造人本身，亟需在哲学层面对其本质、优势及其局限性等重要问 题进行深入探究。数字孪生是有限定”的实在和人类意志的外化，是主体认识世界的思维和实践工具;数字 孪生在提升人的认知能力、应对复杂系统的不确定性以及扩展人类经验等方面具有独特价值。同时，数字孪 生技术在其思维模式、具有强计算主义倾向以及可能形成数字座架”等方面存在一定的局限性。关键词：数字孪生；数

2、字认知；不确定性；强计算主义；数字座架Philosophical Reflection on Digital Twinstrong computationalism; digital ge-stellAbstract: Digital Twin is an emerging information technology that has developed rapidly from concept to practical application in recent years. With unique advantages in realizing real-time interaction

3、 and communication between the physical world and the virtual information world，this technology has great application potential in the field of intelligent manufacturing. However， the development and application of digital twin technology will not only profoundly change the world，but also deeply sha

4、pe human beings themselves. It is urgent to conduct in-depth exploration on the essence，advantages and limitations of digital twin technology at the philosophical level. This paper believes that the digital twin is a restricted # reality and the externalization of human will，and is a thinking and pr

5、actical tool for the subject to understand the world; moreover，the digital twin has unique value in improving people% s cognitive ability， coping with the uncertainty of complex systems and extending human experience. Finally，this paper points out the limitations of digital twin technology in its th

6、inking mode，the tendency of strong computationism，and the possibility of forming a digital Ge-stell #.Keywords： digital twin; digital cognition; uncertainty;数字孪生是近年来从概念提出到实践应用快速 发展的新兴信息技术,随着“中国制造2025 ”和“互 联网+ ”的战略引领，数字孪生技术在许多领域当 中焕发出强大应用潜力。工业和信息化部发布的 数字孪生应用白皮书，更是标志着中国数字孪生 作为新兴战略性技术的发展态势。然而，数字孪生 技术的发

7、展和应用不仅深刻变革世界,也必将深远 塑造人本身，亟需在哲学层面对其本质、优势及其局 限性等重要问题进行深入探究，从而对其有更好的 理解和把握。、数字孪生的本质2002年密歇根大学迈克尔格里弗斯(Michael Grieves)在题为PLM ( Product Lifecycle Management) 概念理想”的演讲中最早开始提到有关数字 孪生的概念，旨在刻画某种产品生命周期的全部过 程中真实空间和虚拟空间的联系。此后，该概念在 学界和工程界得到快速传播、内涵拓展和实践应用 美国国家航空航天局（NASA）关于数字孪生的定义 突显了数字孪生在创建真实物理产品的最精确的仿 真方面的重要特征，对

8、于数字孪生概念不同的侧重 点指向了 “数字化的模型方面和数据的虚拟表达” 两个不同的研究方向中国学术界陶飞等认 为,数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属 性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实 现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段;其 他学者也对此进行了较深入的研究。总体而言，数 字孪生技术能够实现对动态物理系统全生命周期的 状态表达，实时对物理系统与虚拟系统的连接和交 互，从而建构一个能够达到与物理实体系统近似一 致的虚拟系统，从而起到帮助主体认识和应用物理 系统的支撑作用。然而，数字孪生不是物理空间在数字空间的简 单映射或单向信息模拟，而是其可以对物理世界发 生能动的反

9、作用的一种相对独立的“实在”。换言 之，物理对象的存在与演化实时与一个源于物理世 界而又相对独立于物理世界的实在保持着密切关 系，那么，这些数字化信息集合构成的数字独立体， 能否将其当作一个实在的对象是首先需要在哲学层 面探究的问题。（-）数字孪生体是有“限定”的实在在哲学上，实在“指实存的与可能存在的东 西”。作为物理实体的映射，物理实体的数字孪 生体是否是客观的、真实存在的事物需要讨论，在数 字孪生的五维模型中实际就已经预设了虚拟系统的 实在，“物理实体是数字孪生模型的基础，是客观实 体，如系统中的各个功能子系统及其上的传感器。 虚拟实体是物理实体的镜像，模拟物理实体的真实 状态”血。但事

10、实上，由于人类本身认识能力的有 限性和计算机计算能力阈值的限定以及信息在获取 存储利用等一系列过程中本身具有的不确定性和损 耗，数字模型并不能完全地、“真实”地反映物理实 体的全部属性。因此，模型与真实世界或原型之 间的关系并不是重合，而是一种对应或者称之为是 对原型系统的认知状态的一种映射”作为“孪生”的数字模型，数字孪生在创建实时 的虚拟连接和描述过程中，与传统模型相比具有更 强的准确性以及维持更高的保真度。在这种情况 下，也许能够借助数字孪生得到关于真实物理系统 的有效认知，或者说能够尝试性地通过这种“数字 的系统”去近似地表征真实的物理系统。但这并不 是说数字孪生等于完全意义上的实在，

11、主体设定的 “理论概念和理论实体只是一种符号的集合，它是 用以整理感性经验和观察陈述并由此预言新的感性 经验或观察陈述的方便工具或计算仪器”因 此,对于物理实体的描述不一定“客观”，有时甚至 包含理想主义的成分，“完全意义上的解释”是不可 能实现的,必然会“简化“纯化极限化”以及“抽 象化”客观物理客体，以满足认知主体理论建构的 需要。但当数字孪生系统能够在功能上满足既定的 目标需要和对理论建立提供具有一定可靠性的帮助 以及在一定程度上能够充当预测和解释的工具时， 就可以认为这个系统能够在一定程度上与真实的物 理世界是对应的。可以用W.V.0蒯因的“真理的 整体观和实用观”来解释这一点“经验内

12、容是科学 陈述几何共有的，大都不可能在这些科学陈述中间 被拣选出来。”科学作为整体，内部由诸个相关命 题和原理构成,因此当否定某一模型或范式时，很难 脱离大的科学知识体系和背景去单一地作出评价。 “深究一个概念系统作为实在的映像的绝对正确 性，是没有意义的。我们的评价标准应该根本改变, 应该不是同实在相符合的实在论标准，而是实用的 标准。因此，那种“绝然地实在”是难以达到的， 但不可否认的是，数字孪生所带来的建模方法上的 推进是对于真实世界认识程度上的深入化发展，可 以把“数字孪生”看作是在人类认识能力范围内以 及人的认识能力有限的前提下的一定意义上有“限 定”的实在。（二）人的意志被内化于数

13、字孪生之中相较于将作为主体的人与作为客体的研究对象 的二元划分的方式，数字孪生实际上是一种包含人 的主体意志与研究客体的整体。也就是说,整个通 过数字孪生技术所引发的认识过程是主观与客观的 统一，完全将数字孪生看作是对客观事物的“客观” 映射是不全面的，这当中必然包含着人的意志的内 化。黑格尔概念论中关于主观性的观点可以作为理 解数字孪生意志内化的理解框架:人的意志通过判 断、认识的不断深化、概念的同一性和客观性四个阶 段对内化于数字孪生过程,构成一个闭合循环,整个 过程都体现着人的意志的内化，如图1所示。图1 人的意志内化于数字季生的四个阶段在判断阶段，数字孪生所把握的对象的概念是 普遍性与

14、特殊性相结合的、具有个别性的具体的概 念。简单来说,孪生体所刻画的被孪生对象的状态 实际上是基于当下知识范围内和所获信息实际应用 最大化的成果,这个概念并非是一成不变的、僵化 的、空洞的抽象名词的组合，而是随时间发展能够不 断地自我丰富和完善，因此也具有对自身的超越性, 进而使这个孪生体所呈现的对事物的临摹具有个别 性。在这个不断实现自我超越的过程中，人的意志 的作用使人对于想要把握的客观事物的感觉直观形 成初始的概念并对其有所判定，可以说“每一位设 计者对设计对象都有各自的看法”囱,不同的参与 者实际上处于“不同”的理论世界和视角，并且根据 既定的目标和价值标准投注入对客观事物理念之 中,使

15、其按照自我的意图生成并发展。因此,主观因 素的力量也将随着人对于客观事物的认识不断地发 挥作用。在认识的不断深化阶段,数字孪生从对事物的 质的判断、反思的判断、必然的判断和概念的判断 四个方面逐步达到对被孪生的客观事物认识。那种 依据感性知觉直接的判断（质的判断）是人意志的 直接体现,如在具体工程实施时做出的“这块钛板 是耐热的”的判断。在反思的判断中，孪生体通过 将大量不同层次和维度的数据和信息多重组合,使 对于被孪生体的认识和判断变得丰富，如“这块钛 板是耐热的”发展成为“这块钛板可以用于高温环 境下”。在这个“反思”的过程中，人的意志是选取 和排列这些数据和信息的关键。在必然判断中，由

16、“这块钛板是金属材料”到“金属材料中钛板具有耐 热性”再到“耐热金属材料有钛板、钨板、铭板等, 经历一系列数字的整合，客观事物的普遍性和特殊 性就能以数字的形式直观地出现在认知主体眼前。在概念的判断中,孪生体的自适应能力也预设 了对这一判断的要求，应对多重排列组合的巨大可 能性范围的选择，整个数字系统如何能作出“最优 选择”就必须由人的价值判断标准进行导航，只有 有了 “某某行为、某某结果是好的”的“先天”（相对 于孪生体）判断，才能对复杂现象进行概括、选取和 处理。例如，在工程设计中当产品出现与设计者和 使用者期望不同的负面效果时，该产品就可以被认 定为出现了故障，故障的本质实际上就是与设计

17、和 使用者意愿相违背的情况的发生“一个事件是否 被称作故障,取决于和这一事件相关的人的信仰、判 断力和言论”囱而“数字孪生是由物理实体、虚 拟实体、孪生数据、服务和它们之间的连接组 成，数字孪生中虚拟和物理的接近实时的耦合 则会记录故障的数据并进行反馈，然后通过人为的 干预使产品状态回归“常态”，并将记录的故障行为 的数据规避于设计方案之中。在概念的同一性阶段，随着上述两个阶段的发 展，数字孪生技术的力量使人对客体对象的认识逐 渐深化。这种认识不是人对客观事物简单的映射, 而是在上一个阶段的基础上的递进，在此阶段概念 恢复了其同一性。这种同一性是在“更高层次”上 的同一，是对先前概念的回归，但

18、这种回归是经由 “主观概念”向“客观概念”再向“客体”过渡的。 所以，主观概念介入了客观概念认识的全部过程，但 这并不意味着客观认识没有合法性，而是恰好说明 了人的认识能力的不断提高,这也正是数字孪生技 术能给予人类的力量之一。而且通过数字孪生辅助 生产的产品作为技术的产物被打上“属人”的烙印 （理论和实践的方面），因为技术的二重性使“任何 技术的产生都必须合规律性和合目的性的统一为前 提,g ,数字孪生既是物理实体的映射，也受自然 界的物质客观条件的限制，也就是说它必须符合规 律也在一定程度上反映规律。而在数字孪生的全部 过程当中，人的能动性和创造性也使其变成“人的 本质力量的外化$所以，数

19、字孪生技术体现了人 类整体意志的集合，可以在诸多领域作用于人类的 生活。在客观性阶段，客体概念内部的矛盾由于认识 过程被扬弃，这种客观性是对主观概念的否定，因此 在客观性之中既包含着主体也包含着客体，是其二 者的统一。包含由“外在的单一的量的关系”向“对 立面的统一关系”再到“自行发展的能动关系”问 的过渡。而在这过程当中数字孪生被当作是一种主 观目的的实践工具，即“任何技术的目的都不是天 然自然所固有的，而是生活于特定社会中的人所赋 予的” ，这种目的就是人的意志的内化。数字 孪生增进对复杂系统的认识以及促进对真理进行追 求,因此它也是“人用以实现自身目的的一种方式, 因而负荷着人的价值观等

20、因素” 。但目的的实 现会随时间消逝,工具性的价值则会长存，理性的 狡计”也必将服从自然规律的支配。可见,数字孪 生技术在其本质上是人类意志的外化的表现。（三）数字孪生是主体认识世界的思维和实践 工具作为人类认识世界的思维和实践工具的现代科 学，发源于希腊理性并结合现代数理实验的方法逐 渐成为主导性话语。柏拉图认为“数学是纯粹理智 通向纯粹真理时所必要的”访。数学不仅在实用价 值上具备可理解性，在更高的层面在于数学能揭示 知识与存在的本质。因此，“任何科学理论都只有 建立在从几何学借用来的概念和模式上才能揭示出 现象表面流变后的真正结构和关系A。牛顿采 用观察和实验结合的方法进行自然哲学的研究

21、，通 过数学定量的方法展现自然的奥秘。在研究实践过 程中将复杂的事物抽象成为数字，使具象化的事物 具有可操作性和可计算性，数字孪生方法能够将人 从对复杂现象的迷惘中抽离，建立起一种在实际科 学研究中可供交流、测算和理解的数字模型。传统 的方法很难实现直接对复杂对象的内部进行直接探 查，而通过数字孪生的方式建立的数据系统可以提 供一个由对象内部向外部延伸的“观察”视角，复杂 现象的发生在一定程度上变得可观察。数字孪生作为人类与物质世界间的中介,和以往 的科学方法一样“具有很大的创造性，是主体掌握的 某种手段，主体通过这种手段与客体联系”回K。数 字孪生面向的对象仍然是客观物理世界，“以数字 化的

22、方式建立物理实体的多维、多时空尺度、多学 科、多物理量的动态虚拟模型来仿真和刻画物理实 体在真实环境中的属性、行为和规律等,目标是 通过数字孪生方法实现对客观世界的认识和改造。 因此,作为现代科学发展中的一环,数字孪生也采用 测量、公理、模型和系统的方法，但较之以往方法有 很大不同的是，数字孪生通过“信息物理数据融合、 虚实双向连接和交互等方式”使虚拟实体对物理的 复杂系统进行仿真。其中的“几何模型、物理模型、 行为模型和规则模型”能够“从宏观和微观的尺度” 对复杂系统进行“动态的数学近似的模拟与刻画” $ 并且这当中的“规律规则”能够“随着时间的推移自 增长、自学习、自演化使得虚拟实体具备实

23、时的判 断、评估、优化及预测的能力”3。由此可见，主体 通过对虚拟实体以及孪生数据对研究对象进行“侧 写”，在这过程当中超越了人的局限性，主体对研究 对象的认识和实践的二元关系转变为主体、被研究 对象以及被研究对象的“孪生体”的三元的关系。 认知主体能够通过数字孪生方法间接地即不直接经 验客观对象而获得经验的来源。正因如此,数字孪 生作为系统仿真技术的方法正成为继理论和实验之 后,科学研究手段上的第三种方式,成为一种改造客 观世界的重要手段14117。（四）作为一种独特数据吸引”“人的所有思维产物或意识片段都可以被理解 为认知吸引（Cognitive Attractor）”。正是因为 人的认知

24、吸引，人能够通过对自我与世界的差别的 中丰富自我的意识世界，并通过外部世界的“刺激” 不断地成长为无穷的吸引世界。从认知吸引的观点 看，数字孪生可以被当作一种独特的数据的吸引。 初始的数据输入，即人为设定的原始数据,这些数据 构成了吸引的先决条件。类似于“认知膜”亦是拉 卡托斯理论中的“保护带”，会起到对中心数据的 “半渗透作用”，过滤最需要的信息,使原始的数据 模型不断成长。而数据对客观实体的原始描摹会随 着这种吸引的过程逐渐深化成为一个强有力的、凸 显的自然的画像”。不断地认知吸引使得“由人类自己建构的东西 会变得比物理世界存在的实体更重要，不仅能够影 响人类当下的行为，甚至能改变人类的发

25、展方 向”区。与这种认知吸引的力量相似，数字孪生方 法脱离了以往的本质主义式的构建方法，因为在面 临具有复杂性特点的对象时,这种方法无疑会显露 其弊端，单向度、一次性的理解方式在实际过程中具 有很强的局限性，损失大量能够被用于提升人类认 知能力和智能发展的“吸引机遇”。数字孪生体具 有高度的自适应性,换句话说，就是具有强成长性。 较之以往耗时耗力的研究方式,数字孪生技术能够 使人一物、人一孪生体、孪生体一物间的交互和反 馈，因此在大量的交互和数据积累下逐渐向人展现 物理实体的规律。但这并不单单能够靠大量的数据 积累就能达到,因为在展现规律的过程中，人对于初 始条件的设定，以及人对数据的选取和处

26、理规则与 方法是必要的。数字孪生的自组织性会形成类似于 认知吸引的数据吸引。原始数据和规则随时间发展 形成新的数据模型和更具复杂性的连接，甚至堆砌 出新的吸引，在后续的成长中逐渐趋向表征客观事 物的本质。所以在人为规则的先天制约下,数据能够通过 大量的积累，物理实体的本质和特征的侧写逐渐清 晰，同样的使人开始关注以往忽视的领域以及发展 新的研究方向，这就是一种独特的数据的“吸引” $ “所有吸引的集合构成最大的吸引一吸引世界, 它是不停成长、不断完善的”询并且不断丰富着人 类对客观世界的理解和认知。但需要注意的是，这 种数据的吸引是人为的干预与数据的自发性吸引的 合力所导致的。二、数字孪生的价

27、值（-）人的认知能力的逻辑延伸人类对于客观事物的认识程度一直在不断地深 入发展，而在进行研究工作时,人类的认知能力毕竟 是“有限性”的，如计算机出现以前，“四色猜想”定 理的证明是难以想象的,人能做的计算、设计和存储 等一系列工作的能力是有限的。面对一些具有高度 复杂性的研究对象时，计算机的帮助和大数据的支 持使人类在很大程度上克服了自身的局限性。数字 孪生方法在这方面的优势更加明显，能够消解以往 人类在研究过程中的视障,尽可能地模糊关注点，从 而使主体能够开辟出新的思路并且在思维范式的指 导下不断地修正和查漏补缺。并且实时互联技术也 能够作用于人类感知能力的阈限，使以往被忽视和 纰漏的研究质

28、料得以展现。因此，可以展望基于数 字孪生的新一轮技术进步将弥补人的局限性并参与 和改变人类对于世界认识的广度和深度。（二）有助于消解复杂系统的不确定性不确定性是复杂系统行为的一种基本属性,如 何应对这种不确定性一直是复杂系统研究中的一个 难题。Grieves和Vickers*认为，数字孪生能够在 缓解复杂系统的不确定性方面有所帮助。数字孪生 使每个模型和迭代都会产生新的理解和知识来指导 决策。以往的制造方法对实体原型缺乏修订控制， 设计师需要手动检查、测量和解释虚拟或物理模型 的修改，以便后续更新另一个模型。这种物理模型 修订控制的手工过程影响了设计和开发过程的成 本、质量和时间，并使产品开发

29、过程方面的优化几乎 不可能询。相反，数字孪生通过传感和制造技术以 及高保真的模拟来了解系统的详细行为和性能并快 速干预以及优化系统，提高其性能。因此，数字孪生 在提高对于产品本身的理解、以及减少产品设计周 期时间和成本方面有很大的潜在好处。数字孪生使 物理实体和虚拟实体在形式和功能方面很大程度上 趋于一致，虚拟实体和孪生数据的变化与物理实体 的性能和行为的变化时时相关。这就使得当观测数 值不符合初期设定的阈值时，可以实现大量的低成 本测试并快速实施人为干预。此外，以往全部的包 含所有人与物的经验可以被记录以及存储以供将来 分析之用，各个部分的研究不再是信息孤岛，历史数 据在需要时可直接调用。对

30、于系统的研究工作不再 是一个“一次性命题”，而是具有生命力的“孪生 体”，并在一定的时间跨度下（加入时间的维度）对 于简化未来的设计步骤具有指引价值。这样的经验 历史数据库经过不断地积累和迭代使得数字孪生系 统实现自我学习和演化并且能够“具备实时判断、 评估、优化和预测的能力”，在这一过程中“管理决 策者”能够做出高效的评估和决策，这使得整体的 孪生系统对于预定目标更加精确表达和实施，并且 “有可能”推理出涌现机制以及在“故障”行为出现 前自我实施干预，因此在很大程度上能够消解对于 复杂系统的不确定性和涌现性带来的问题，从某种 意义上说在以往的认识基础之上，复杂性系统研究 的“黑箱”被打开了。

31、（三）对传统系统科学方法的补充传统对于系统的研究通常是基于冯&贝塔朗 菲邸的一般系统论研究方法,这种研究方法强调系 统的“层级序列的概念”，宇宙被看作“庞大的层次 系统，“一般系统特性表现为不同领域的结构相似 性或同型性。支配各种行为的原理具有一致性$ 然而吴彤M提出“并非存在的一切都是以系统的 方式存在，系统认识只是一种整理和观察事物的思 维方式，不是事物本身，至少不等同于事物本身。” 传统的大系统观指导下的系统研究往往不能区分系 统与系统的环境，因为大系统观往往在本体论上预 设一切存在都以系统的方式存在。而且大一统的系 统观将系统完全外化于人之外，而P -切克兰德W 的系统观则认为“系统论

32、在它是一种本体论（它作 出这种陈述世界是成系统的）之前，首先是一种 认识论（作出这样一种陈述某种知识可以用系统 论的语言来表述）。”即系统观实际上是我们理解 世界的合理性的“知识构件”和思维的“最佳推理” $ 另外，这种大一统的系统观作为一种强势的范式往 往会“导致非多样性，导致单一性的认识，丧失了多 种角度认识事物的可能性，导致绝对化在数 字孪生的技术实践当中，尽管在数字孪生系统的顶 层设计上仍然采用一般的系统研究方法，但这个系 统并非是僵化的，而是动态的，实时与客观物理系统 连接并不断进行反馈的具有自我学习能力的“活” 的系统，加入环境的因素使系统研究工作实现由静 态到动态的转变。通过孪生

33、体和孪生数据的映射, 一个相对“真实的世界样貌”展现出来，或者可以说 数字孪生“隐喻”了客观研究对象的性质和状态，而 这个性质可能是“非系统”的,这个过程是具体的、 情景化的。就像前面所讨论的那样,数字孪生在本 质上是人的意志的内化，因此，它也绝不可能去讨论 一个完全脱离人的客观的系统客体，强调无论是设 计者、管理决策者还是产品使用者的实践参与，并且 标志着的单个事件的“具体的独特性” $另外，正是 因为数字孪生的结构强化了反馈的作用，所以数字 孪生所“描述”的对象具有高度“定制”的特性，使得 被“隐喻”的对象“显得”更为“真实”，也就能够保 留单个的被研究对象的特性。数字孪生是适应被研 究客

34、体的系统研究方法，绝非采用大一统的系统观 生硬的框住这个世界，其在本质上由于人的有限性 无法窥探到复杂系统的“全貌”，但仍然可以通过对 其发生状态的认识从而增进对它的了解，这在复杂 系统仿真方法中表现为由形式仿真向功能仿真的过 渡。因此,数字孪生是对传统系统研究方法的推进， 在一定程度上会增进主体对于世界的认识，从这个 意义上来说也就突破了单一性的系统观念。（四）扩展了人类经验的范围人类经验的对象是可以被直接经验到的，包含 人类世世代代积累的“体验性”的常识性知识;也包 含不能被直接经验的对象，如显微镜下观察到的生 物细胞、仪器中显示的气体分子运动等。而数字孪 生技术使得以往对于间接性经验的“

35、获得性”转变 为“生成性”。当人不能直接经验物理实体时，通过 数字孪生体的间接经验“经验”物理实体，这部分经 验不仅是对物理经验的补充，同时也是人与数字化 世界的独特沟通“当虚拟环境愈加生动逼真，人 的体验就会越真实，以至于现实和幻想之间的界 限将愈发模糊”。这也是对于数字孪生体孪生程 度的要求，基于图灵测试的理论,Grieves和Vick- ersI8也提出了关于虚拟系统对物理系统镜像程度 的评估方法。认知的目标是想要建立一个包含被研 究的物理系统的所有信息的虚拟系统，而这个虚拟 系统覆盖真实物理系统的程度越高，则认为它越能 够真实的展现物理系统的状态、本质和特性。人与 虚拟系统间的互动在“

36、很大程度上具有体验的性 质，它给人留下的记忆或经验,与文字符号或影视形 象给人留下的记忆和经验具有了本质上的不同，其 长处在于可以超越现实世界的限制而更加丰富人的 经验世界”药。人与数字孪生体间的这部分经验可 以称之为“人造经验”，它是一种具有生命性的间接 经验,能够拓展人类经验范围的新维度。三、数字孪生的局限性（一）无法完全超越还原论思维模式还原论是机械论世界观下认知世界的一种有效 思维模式，它“在科学研究中对纷繁多样的问题加 以限制，可以把注意力集中于现实的完全确定的方 面,而免去可能产生的不确定性方面”皿”，但还原 论的思维模式在应对复杂系统问题却存在很大的局 限性，而且由于人认识的有限

37、性以及系统本身具有 的有机整体性决定了那种“形而上学式”的本源探 究是不可能彻底实现的。数字孪生作为一种新的技 术方法，是从整体论的立场出发对系统的一种认知 和实践进路。然而，数字孪生技术仍然无法完全贯 彻整体论原则，在顶层结构的设计中始终基于已有 的还原论视角下的规律,或者对构成被研究对象的 实体进行“简化”。而且在研究过程中也一定会基 于更一般的理论进行解释,在解决故障时采用的方 式也是进行直接的干预，而这种“固有的”因果关系 的预设下具有选择性的干预和也是基于“还原论” 的思维模式。因此，“复杂性系统的仿真应该是两 种建模方式结合的桥梁”问%#“对于所要仿真的对 象不需要全部都认识，可以

38、是一个逐步逼近的过 程所以,数字孪生作为一种有意义的尝试是 人类对于世界真理的接近,尽管它对于从整体上解 决系统问题能够发挥特殊作用，但仍然无法完全脱 离还原论的思维模式所具有的局限性。（二）具有强计算主义倾向如果基于错误的理论前提，通过现代计算技术 模拟出的数据和结论仍然是“可错的”，对于现实系 统的映射也无法做到完全的模拟，而且真实的世界 和现象并非都能被计算，尽管计算和数学的方法使 纷杂的世界得以清晰呈现，但这并不意味着世界的 一切如同毕达哥拉斯主义者所认为的“数是万物的 本源”。莱布尼茨作为强计算主义的代表,认为一 切复杂的现象通过象征性的表达与逻辑方法的结合 可以还原为符号化的演算。但哥德尔不完全性定理 则打破了这种认知幻想，“数学证明本身并不能被 形式化为严格的数学概念，否则就会把数学应用 于自身显然这与逻辑相违，既然数学自身 不能形式化还原为数学规则，不外乎人类的意识、思 维和情感可以被形式化为数字的形式。这也说明数 字孪生的方法并不能做到“万物皆可模拟”的程度， 因为数据具有“可错性”，且并非一切事物都能还原 为符号，如对于人性的感知、心理的因素以及被淹没 于群体意志之中的个人的意志等。因此，数字孪生 在其计算主义认知哲学框架下必然有一