当前业界对数字孪生体起源的普遍认定是2003年Michael Grieves博士所提，但似乎沉寂多年，直到2018年才爆发。是什么导致了数字孪生体的突然爆发？
5.4亿年前，长达30亿年的时间，地球上的生命基本处于单细胞状态（水生细菌和藻类）。距今5.4年前后的寒武纪，地球上的生命形态突然爆发，类水母的多细胞生物的出现，表征着生物进化瓶颈的突破。是什么导致地球生物的大爆发？
对这两个相似的爆发之谜的研究过程令人着迷，这两个谜题的答案也让人欣喜，同时我得到一个新奇的结论——数字孪生体是个具有社会性的生命体。正是因为数字孪生体的这一特性，使得他在进化历程上与生物具有巨大相似性。
数字孪生体的定义、体系框架、核心技术等特征表明：数字孪生体是个具有社会性的生命体，其产生、进化和社会性，都符合生物进化和社会发展规律。这意味着数字孪生体不仅有躯体、神经系统，还有大脑、基因、五官等生命体所应有的器官。不过，理解这一切还要从理解什么是数字孪生体说起。
01
数字孪生体系框架
在《数字孪生体技术白皮书（2019）》中，我们给出了数字孪生体的定义：数字孪生体是现有或将有的物理实体对象的数字模型，通过实测、仿真和数据分析来实时感知、诊断、预测物理实体对象的状态，通过性能和状态优化和指令发送来调控物理实体对象的行为，通过相关数字模型间的相互学习来进化自身，同时改进利益相关方在物理实体对象生命周期内的决策。
这个定义既承接了国际标准参考架构，也是我们设计理论架构的基础。下图是我们提出的理论架构，本架构可以指导数字孪生体的建设与实施。
可见，数字孪生体系架构包含以下要素：数字建模、测量与控制、模拟仿真、数据分析、数字资产和人机交互。这些要素使得数字孪生体呈现出一种生命体甚至社会性特征。
02
躯体：数字孪生体的第一个“器官”
数字建模也就是 “数化”过程，提供了数字孪生体的“躯体”，成为数字孪生体的第一个重要“器官”。
“数字建模”是物理对象的数字化表达，这个过程需要将物理对象表达为计算机所能识别的数字模型，在软件中建立物理对象的结构元素和时空关系，不深入涉及物理机理和运行数据，就像我们给正在雕塑的人体打造一个躯体。这也当然是数字孪生体的基本要素，毕竟既然称为 “体”，那这样一个基本的、直观的躯体是必须的。
我们通常使用三维实体来建立物理对象的结构形状和位置关系，用系统（一维）建模工具来描述物理对象的行为模式。建模工具通常包括譬如CAD、3D动画、BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）、CIM（City Information Modeling，城市信息模型）或基于SysML（系统建模语言）的系统建模工具。建立的模型可以是设备、厂房、人群、运输系统、交通、电网、城市、军事战场、战斗群体系等。
不过这样的躯体是一个没有神经、没有思想、与世界隔离、无生命的躯体。
03
神经系统：数字孪生体的第二个“器官”
“测量与控制”也就是“互动”过程，提供了数字孪生体的“神经”系统，成为数字孪生的第二个重要“器官”。
“测量与控制”用来实现数字体与物理对象之间实时互传信息和数据。数字化模型利用测量系统，通过传感器获得物理对象的状态数据：尺寸、速度、温度、光洁度等，利用控制系统，通过致动器向物理对象发送致动指令：停止、加速、调节角度等，这就像我们给数字孪生体安装一套神经系统。人类的神经系统有两种，一种是感觉神经，就像这里的测量系统，另一种是运动神经，就像这里的控制系统。
工业物联网（IIoT）是测量与控制要素的主要技术，数字孪生体近两年的突然兴起，物联网的成熟起到了重要的作用。工业物联网不仅能提供对物理世界的感知，还能对物理世界传递信息，从而驱动物理世界。
我们把这个过程称为“互动”，提供了数字孪生体的“神经”。神经系统的存在，让数字孪生体具有了初步的生命特征，可以感知和驱动物理世界。
04
谜题揭晓
数字孪生体爆发的时点是2018年，数字孪生体的神经——物联网的中国国家标准的提出时间是2016年，国际标准是2018年，这两个标准的提出意味着物联网进入了成熟和工程应用阶段。2016年是数字孪生体的提速时点，2018年正是数字孪生体的爆发时点！
寒武纪生物大爆发的最令人信服的解释是：5.4亿年前，寒武纪的尽前纪——埃迪卡拉纪的生物突然变异产生了神经细胞，逐步形成神经系统。神经（特别是视觉神经）让生物可以实时与外界交互，获得食物和避开风险所需的能量大为减少，增加了生机，直接导致了生物的大爆发。
来源：网络
物联网的采用，让数字孪生体具备了生命爆发的基础，但由于缺乏思考能力，目前的数字孪生体还是个“傀儡”或“僵尸”孪生体，正如寒武纪时代的生物，虽然物种爆发了，但智力远远没有达到现代生物的程度。具有理性思考、预测与判断能力的数字孪生体才是真正有生命力的孪生体。
