出版%2B数字孪生：概念原理、基础框架与应用场景.pdf

理论探索005*本文系国家社科基金后期资助项目“数字化战略视域下的中国特色数字出版理论建构”（项目编号：21FXWB024），教育部产学合作协同育人项目“数字化战略视域下的智能出版课程建构与教学改革研究”中期研究成果。1 丁靖佳，张新新.元宇宙与出版（下）：元宇宙系统、价值与元宇宙出版新范畴兼论元宇宙出版的新模式和新业态J.科技与出版，2022（6）：30-41.2袁小群，关灵爽.虚实共生：数字孪生技术赋能出版及融合发展研究J.出版发行研究，2022（2）：29-34.3关韶峰，许正林.元宇宙视域下融媒体管理的机遇与优化路径研究J.出版发行研究，2022（5）：41-47.出版+数字孪生：概念原理、基础框架与应用场景*丁靖佳摘要：文章首先梳理了数字孪生的起源及发展历程，在概述已有定义的基础上，提出其具有高保真度、实时双向映射、虚实共生的核心特征，并对其概念进行了进一步界定。其次，基于物理层、虚拟层、数据层、连接层和服务层架构了数字孪生在出版业应用的基础框架，阐述了各层次在框架运行中的功能与定位。最后，着眼于数字孪生赋能出版发展的可能性，从出版业孪生数字人、孪生出版物和孪生重大出版活动三个方面论述出版业应用数字孪生的具化场景。关键词：数字孪生 出版应用 元宇宙 孪生数字人中图分类号：G230.7作为践行工业 4.0、智能制造等先进理念的新一代信息技术，数字孪生（Digital Twin）一直备受工业制造领域的广泛关注。世界著名的科技咨询公司 Gartner 更是连续三年（20172019 年）将数字孪生列为全球十大关键战略技术趋势之一，预测其将在未来 510 年产生破坏性创新的影响。随着元宇宙概念的兴起，数字孪生逐渐跃入大众视野，其应用理念也从原先的工业制造场景扩散至文化、旅游等多元领域，如先前笔者已在研究中视数字孪生为元宇宙建设的核心技术，提出了数字孪生赋能元宇宙出版孪生体共智发展的融合可能1；袁小群等提出了数字孪生创新驱动出版融合发展新局面的选择路径2；关韶峰等则提出数字孪生是元宇宙与融媒体管理融合应用的第一层级3。然而对出版领域来说，数字孪生仍是一个较为陌生的概念，其概念和特征是什么、在出版领域如何应用、可能的出版应用场景包括哪些关于这些基本问题的回应在理论和实践层面都相对缺乏，急需一个较为系统的指导，以在把握信息技术发展趋势的同时更好地推动技术赋能出版的发展。一、数字孪生概述数字孪生理念最早可追溯至20世纪60年代美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，以下简称 NASA）的阿波罗计划。然而，直至 NASA 在2010 年明确提出数字孪生的定义后，工业制造领域才掀起一股数字孪生技术开发与应用的热潮。发展至今，学界对数字孪生的解读虽然不断增多，但其概念仍未得到统一认知，甚至越发扑朔迷离。在此背景下，简要梳理数字孪生的实践发展与理论认知概况，能为出版业深入研究与应用数字孪生提供一个较为清晰的论述视野与理念共识。（一）起源与发展梳理数字孪生的整体发展历程，可发现其大致经历了理念萌芽、概念形成、应用探索和推广发展四个阶段。0062023年第3期理念萌芽阶段（2 0世纪 6 0年代至 2 0 0 0年）在该阶段数字孪生的概念与内涵尚未得到清晰界定，但已出现指向物理空间的“实体孪生”模型，面向虚拟空间的数字孪生体意识逐渐萌芽。在阿波罗计划中，NASA 首次提出了“孪生体”的概念，即至少建造两个相同的航空器以镜像反映航空器在执行任务时的状况，辅助地面工程师在宇航员面临紧急情况时做出正确决策。4在孪生体理念被践行几十年后，1998 年，“数字孪生”术语首次出现，指代演员艾伦阿尔达（Alan Alda）在艾伦阿尔达遇见艾伦阿尔达 2.0（Alan Alda meets Alan Alda 2.0）中声音的数字复制品。值得注意的是，上述理念侧重物理实体的物理模拟，还未触及虚拟模拟层次。其间，耶鲁大学计算机科学教授戴维杰勒思特（David Gelernter）在其专著镜像世界：或者当软件将整个宇宙装到鞋盒里的那天，会发生什么？意味着什么？中提出了“镜像世界”的概念，“海量信息通过软件源源不断地输入至模型，使其可以每时每刻模拟物理世界的真实运动”，预测了数字孪生的出现。概念形成阶段（2 0 0 1 2 0 1 2年）得益于航天航空领域的关注与实践，数字孪生的相关表述得到了统一，关于其要素、概念内涵的探讨也逐渐增加。2002 年，密歇根大学的迈克尔格里夫斯教授（Michael Grieves）在制造业工程师协会会议上提出了产品生命周期管理（Product Life Management，以下简称 PLM）的理想概念模型，后被称为“镜像空间模型”“信息镜像模型”，包含数字孪生的三个核心要素。56受限于当时人们的认知和技术发展水平，数字孪生理念及技术并未得到充分重视。2010 年，NASA 在其技术发展路线图草案和可持续的空间探索提案中明确定义了数字孪生的概念，并于 2012 年正式发布；迈克尔格里夫斯教授也随之将之前提出的多个概念统称为“数字孪生”。至此，数字孪生的多种表述得以归并，关于其理念和技术应用等内容的研究与实践也开始增加。应用探索阶段（2 0 1 3 2 0 2 0年）数字孪生从航天航空扩至民用工业制造领域，多个国家及相关企业开展了数字孪生技术开发、产业应用等一系列实践与研究活动，数字孪生的理论与应用体系初步建立。2013 年，制造业出现了首批关于数字孪生的研究工作。7同年，美国空军发布全球地平线（Global Horizons）科技规划文件，将数字孪生视为“改变游戏规则”的颠覆性机遇，并从2014 年开始组织波音、通用电气等公司开展了应用项目研究。此后，诸多国家及其大型企业开始了数字孪生的探索工作，如欧盟 H2020 的 MAYA 项目通过集中式基础设施实现了工厂数字孪生的模拟与运行；英国国家基础设施委员会则提出要创建一个与国家基础设施相对应的数字孪生体，以支持数据驱动型经济的发展。推广发展阶段（2 0 2 1年至今）2021 年，中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035年远景目标纲要明确提出要“探索建设数字孪生城市”，数字孪生的开发与应用上升至我国国家战略规划层面。而元宇宙概念的爆火使作为关键技术的数字孪生进入公众视线，将数字孪生从以往单纯的工业技术应用场景释放至一个更广阔、更多元的多学科知识领域之中，推动数字孪生走向一个新的推广发展阶段。（二）概念与特征从数字孪生的发展历程来看，数字孪生源于产业实践，经历了从领域实践逐渐上升至理论范畴并不断反哺产业应用的辩证发展过程。尽管数字孪生的相关研究和应用不断涌现，然而数字孪生究竟是什么，又包含哪些独有特征？这些问题尚未完全形成共识。本文从时间逻辑出发梳理国内外学者关于数字孪生的认知演变，发现不同学者对数字孪生的理解虽然尚且不一，但也在认知演化中呈现以下特点。4Rosen R，Von Wichert G，Lo G，et al.About the Importance of Autonomy and Digital Twins for the Future of ManufacturingJ.Ifac-papersonline，2015，48（3）：567-572.5Grieves M.Product Lifecycle Management：The New Paradigm for EnterprisesJ.International Journal of Product Development，2005，2（1）：71-84.6Grieves M.Product Lifecycle Management：Driving the Next Generation of Lean ThinkingM.New York：Mc Graw-Hill Education，2006：71.7Negri E，Fumagalli L，Macchi M.A Review of the Roles of Digital Twin in CPS-based Production SystemsJ.Procedia Manufacturing，2017（11）：939-948.理论探索007其一，“生命周期”是数字孪生概念中的重要内容。由于数字孪生已有的落地应用普遍集中于工业制造领域的PLM，其从实践中归纳的定义或将数字孪生视为 PLM 的方法与手段，如认为数字孪生是“结构化生命周期预测与管理”8“PLM”9的组成部分；或将生命周期视为数字孪生的映射内容，如认为数字孪生需“与物理对象在全生命周期保持一致”10等，生命周期成为数字孪生概念中的重要子概念。其二，数字孪生概念的侧重点从仿真模拟再现转向关注实时的动态交互演变。早先，数字孪生概念强调物理对象的仿真模拟再现，如将数字孪生视为“概率仿真模型”11“综合数字表示”12，其概念重心在于数字孪生模型的构建，但不设时间精度的条件限制。近年来，数字孪生定义中逐渐突出“动态同化”13“实时演化”14等特征，对物理对象及其虚拟模型提出了互动、共生等更高要求。其三，数字孪生概念的核心思想主要是在“牛顿系统”下以控制预测为主导的“牛顿定律”。所谓“牛顿系统”，是指在给定当前系统状态与控制条件的基础上，能够利用求解的方式获得系统下一步状态，从而精确预测后续演变的有机整体，而“牛顿定律”泛指在系统中反映系统行为规律的定律、范式等。15数字孪生“模拟现实模型的行为特征”16“反映物理实体行为规则”17，以精确指导、预测物理对象的发展便是“牛顿定律”思想的核心体现。整体而言，已有关于数字孪生的认知更多是对产业应用的理论总结，尽管也随着数字孪生实践的深入而得以完善并呈现出部分共性特征，但在一定程度上还是没有实现理论对实践的总结与指导。尤其是在元宇宙发展的宏大背景下，数字孪生将从孪生物延展至孪生人，PLM 也不再是数字孪生应用的主要内容，由物理对象和数字孪生体共同构成的数字孪生系统的复杂性、突变性大大增加，远超“牛顿定律”的控制范畴。相对而言，数字孪生系统的高级发展状态应是被“默顿定律”引导的“默顿系统”，即系统自身拥有“自由意志”，无法通过完全控制实现精确预测，而是通过描述智能、引导智能、预测智能等方式间接影响物理世界的运行与发展。事实上，从语义逻辑上看，数字孪生是由数字和孪生构成的合成名词。其中，“数字”在其中作为词素，指代“实现了信息实时交换的、或网络化、或资料电子数据库化的”网络信息技术；18“孪生”则为“数字”的复合对象，有双胞胎之意，指形成与物理对象“基因相同”的孪生体。由此，从语义逻辑来看，数字孪生可视为塑造与物理对象基因相同的孪生体的信息技术。而从种属逻辑来看，要准确界定数字孪生的概念，还需找准其“种差”和邻近的“属”。已有定义普遍将数字孪生邻近的“属”定位在模型、虚拟信息结构、网络副本、再造工程、数字实体等，本文基于语义逻辑，将信息技术确定为数字孪生的“属”。“种差”则指数字孪生的特有属性，是数字孪生区别于虚拟现实、仿真建模、数字线程8Tuegel E J，Ingraffea A R，Eason T G，et al.Reengineering Aircraft Structural Life Prediction Using a Digital TwinJ/OL.（2011-10-23）.https:/ Fei，Cheng Jiangfeng，Qi Qinglin，et al.Digital Twin-driven Product Design，Manufacturing and Service with Big DataJ.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2018，94（9）：3563-3576.10 张霖.关于数字孪生的冷思考及其背后的建模和仿真技术J.系统仿真学报，2020，32（4）：1-10.11 Shafto M，Conroy M，Doyle R，et al.DRAFT Modeling，Simulation，Information Technology&Processing RoadmapJ.National Aeronautics and Space Administration，2012，32：1-38.12 Haag S，Anderl R.Digital TwinProof of ConceptJ.Manufacturing Letters，2018，15：64-66.13 Wang P，Yang M，Peng Y，et al.Sensor Control in Anti-Submarine WarfareA Digital Twin and Random Finite Sets Based ApproachJ.Entropy，2019，21（8）：767.14 张霖.关于数字孪生的冷思考及其背后的建模和仿真技术J.系统仿真学报，2020，32（4）：1-10.15 王飞跃.社会信号处理与分析的基本框架：从社会传感网络到计算辩证解析方法J.中国科学：信息科学，2013，43（12）：1598-1611.16 Glaessgen E，Stargel D.The Digital Twin Paradigm for Future NASA and US Air Force VehiclesC/53rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures，Structural Dynamics and Materials Conference.Virginia：AIAA ARC，2012：1818.17 Liu M N，Fang S L，Dong H Y，et al.Review of Digital Twin about Concepts，Technologies and Industrial ApplicationsJ.Journal of Manufacturing Systems，2021，58：346-361.18 王馥芳.数字时代说“数字”新义J.辞书研究，2007（6）：145-147.0082023年第3期等其他信息技术的根本特征：一则，高保真度。即数字孪生能够在外形、内容、属性等所有方面实现物理对象的1 1精确模拟再现，而当下已有的技术手段在细粒度、真实度等呈现上都还有质的差别。二则，实时双向映射。即数字孪生一方面能够动态感知物理对象的实时状态并将其传输至虚拟空间，进一步优化数字孪生体的“默顿定律”，实现物理到虚拟的同步映射；另一方面，数字孪生体能够借助模型、数据及服务功能的融合，以“感知决策控制”的智能反馈影响物理对象的运行轨迹，达到虚拟到物理的交互反馈。而其他能够实现物理与虚拟交互的技术或为高时延、或为单向传输、或为虚拟与现实层面的浅层次融合，未达到数字孪生双向、低时延及深层次融合映射的协同。三则，虚实共生。即无论是物理对象还是其数字孪生体都将借助数字孪生成为其对应虚拟空间、物理空间内生的一部分，两者融通互塑、共生共长。对物理对象而言，其被数字孪生高度媒介化后能够“真实”地融入虚拟空间，而数字孪生体则能以高度拟真化的形态呈现于物理空间，两者虚实共融且彼此促进，数字孪生也由此成为自然人和虚拟数字人认识和改造世界（包括物理世界与虚拟世界）的必要工具和手段。综上，数字孪生概念至少需包含高保真度、实时双向映射和虚实共生等特有属性。数字孪生由此可视为以人工智能、大数据、云计算等技术手段为支撑，基于物理对象的外在、内容、属性等数据，以在虚拟空间架构具有超高保真度、与物理对象保持实时双向映射的数字孪生体为内容，最终实现两者虚实共生的新一代信息技术。二、数字孪生在出版业应用的基础框架PLM 的理想概念模型最早提出了数字孪生架构所需的三个基本要素，即物理空间、虚拟空间及两个空间之间的连接。随后，有学者在此基础上提出了五维数字孪生模型，包括物理实体、虚拟实体、连接、数据和服务五个核心要素，受到国内外诸多学者的认可与沿用。19本文也以五维数字孪生模型为基础，探讨数字孪生在出版领域的应用原理与基础框架（见图 1）。概言之，出版领域的数字孪生应用框架由物理层、虚拟层、数据层、连接层和服务层构成，五个层次互融互通，形成以实映虚、以虚促实、虚实共生的有序协同。物理层是数字孪生实现的基础，既为虚拟层数字孪生体提供了数据来源，也是数字孪生服务应用的作用对象，在整个框架的运转中起到基础性、决定性作用。综合而言，物理层涵盖物理空间中与出版实践相关的所有要素，也包括能够感知各类要素数据、信息、状态变化的传感设备、测量工具、计算设备等。而所有的出版活动或曰出版对象，都可用“主体、内容、客体、效应”四个视角加以总结和审视，2021物理层的出版要素由此可划分为出版主体、出版内容、出版客体和出版效应四个大类。借助智能传感器、通讯设备和其他数据采集工具，物理层能够对不同状态或运行阶段的出版要素进行全方位感知，并实现多源异构数据的实时采集和传输，为虚拟层的同步19Tao F，Zhang H，Liu A，et al.Digital Twin in Industry：State-of-the-artJ.IEEE Transactions on Industrial Informatics，2018，15（4）：2405-2415.20 张新新.数字出版调控与市场的二元互动“十三五”时期数字出版述评与盘点J.科技与出版，2020（9）：43-56.21 张新新.中国特色数字出版学研究对象：研究价值、提炼方法与多维表达J.编辑之友，2020（11）：5-11，30.图 1 数字孪生在出版业应用的基础框架出版流程再造市场感知与监测面向出版企业产业智慧解决方案领域协同发展机制面向其他利益相关者出版政策支撑重大出版工程面向出版管理机构体验服务场景服务面向出版用户出版主体孪生出版主体数据处理数据挖掘数据存储数据映射组织管理出版客体出版效应孪生出版客体孪生出版效应出版内容孪生出版内容物理层虚拟层数据层服务层连接连接连接连接连接连接出版物理层数据出版虚拟层数据其他融合衍生数据理论探索009映射奠定数据基础。同时，物理层出版要素，如各类软件设备等也能根据虚拟层的反馈与指令及时作出智能反应，使物理空间与虚拟空间中的出版活动交互成为可能。虚拟层主要是借助建模仿真技术对物理层出版要素及其相互之间的运行逻辑进行精准刻画与虚拟映射。从要素层面看，虚拟层的出版要素实质是物理层出版要素的“孪生版”，包括孪生出版主体、孪生出版内容、孪生出版客体、孪生出版效应，其最终旨归则是要构建一个多时间尺度、多空间尺度的出版孪生体（系统）。从这个意义上说，出版孪生体的构建是虚拟层实现孪生映射并有效发挥服务层效用的关键。借鉴虚拟仿真的架构逻辑，22如图 2 所示，出版孪生体的构建包括以下几个核心步骤：出版对象子系统划分。即对需孪生的出版对象进行多维度分析，将其按一定逻辑拆解为若干子系统并厘清子系统内部要素之间的关系。如可将出版内容划分为“选题策划、编辑加工、印刷复制、发行传播”等流程子系统，也可结合出版对象的属性类别将其划分为人、机、物、环等子系统。出版信息模型构建。即根据物理层出版对象的数据结构及其关系建立元模型，以清晰描述出版对象要素之间的结构和语义关系。同时，对不同层级的元模型进行横向和纵向整合，实现出版全局信息模型的架构。出版仿真模型构建。出版信息模型强调各类出版要素属性、功能及其关系的静态描述，而仿真模型则是在此基础上对出版对象的行为逻辑进行界定，是出版孪生体能够动态、可持续运行的内外在逻辑的规律描述。以出版内容为例，仿真模型需对影响各环节流程的因素、活动、事件的动态交互关系进行定义，从而架构起出版流程的行为逻辑。出版模型融合和功能搭建。即在确保多维层次、多元要素及其复杂关系准确性和一致性的基础上，将具有全参数信息的出版信息模型与高保真度的出版仿真模型进行融合，形成出版孪生体。在此基础上，还需结合人工智能、深度学习等数字技术开发可以实时判断、评估、优化、预测的出版服务功能，为服务层应用与物理层优化指导提供强大的功能支持。数据层是整个数字孪生应用框架中的“中枢神经系统”，为其他层的互动提供数据支持。数据层承担着各类数据的接收、规整、存储、传递等处理工作，能够将原始具有一定噪声的多源异构数据加工为以标准化格式存储的高质量数据集，还能从中挖掘数据之间的关联与演化规律，起到数据中转、加工和增值的核心作用。简言之，其作用对象包括物理层采集的各类出版要素数据、虚拟层出版孪生体运行产生的出版孪生数据和在各层交互融合过程中产生的新的衍生数据；作用方式则涉及数据预处理、数据存储、数据组织与管理、数据挖掘、数据映射等。连接层是保障各层次互联互通，维持整个数字孪生系统有效运转的桥梁，也是实现数据传输、流动与更迭的必经通道。数字孪生应用框架中各个层次都有特定的功能与定位，但任一层次都无法凭借自身的内部运转实现数字孪生的整体目标。只有通过连接层，其他各个层次才能实现相互耦合与交互反馈，所有的信息和指令才能够得到及时传递与响应，从而使各层次联结形成一个有机整体。服务层是在对各类数据、模型、算法进行服务化封装的基础上，通过特征分析、仿真预测、机器学习等技术手段架构起多类出版服务功能，是虚拟层出版孪生体作用图 2 出版孪生体构建流程对出版对象进行多维度分析出版对象元模型构建界定出版对象的运行逻辑出版孪生体功能部署出版模型融合及检验构建出版信息模型对不同层级的出版元模型进行多向整合基于实际运行逻辑架构孪生体的运行逻辑将出版对象拆分为若干子系统厘清出版子系统的要素及其关系同层级模型是否满足一致性检验出版孪生体是否满实际需求构建出版仿真模型开始结束模型构建是是否否22 Zheng Y，Yang S，Cheng H C.An Application Framework of Digital Twin and Its Case StudyJ.Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing，2019，10（3）：1141-1153.0102023年第3期物理层出版对象的交互窗口。基于服务主体和相应诉求的差异，服务层的各项功能可分别面向出版用户、出版企业、出版管理机构及其他利益相关主体展开。面向出版用户的服务功能旨在深入挖掘并满足用户群体的痛点需求，如借助孪生框架开发全新的、基于虚拟交互的体验服务和场景服务。面向出版企业的服务功能以出版企业的业务改造与创新升级为导向，可对已有出版作业流程进行全方位的整合与再造，推动出版企业产业链、价值链优化布局与增值；通过智能决策、市场动态感知与监测等途径完善出版企业的决策、执行和监督体系；通过知识深度关联、智能服务等方式增强出版企业及其内部组织人员的自主创新能力等。面向出版管理机构的服务功能更关注出版业的顶层设计和战略统筹，如为出版政策的制定提供可靠的决策支持、为重大出版实验或试验工程的推进提供数据保障等。此外，还能为技术合作商、材料供给商等其他利益相关主体设计相应的服务功能，推动形成以出版业为核心、向其他相邻或交叉领域渗透的协同发展格局。三、数字孪生在出版业应用的场景前瞻元宇宙概念的兴起虽然将数字孪生及其应用理念置于社会大众的认知聚光灯下，但目前数字孪生的产业应用仍聚焦在工业制造领域。可以预见的是，随着传感器、通信网络、仿真模型等技术的进步与普及应用，数字孪生将从工业制造领域拓展至经济社会发展的方方面面。作为融合现实与虚拟并具有智能交互功能的新一代信息技术，数字孪生能够灵活地探索物理空间中复杂的出版行为及现象，势必将深层次影响出版领域的技术赋能路径、产业运作逻辑和未来的出版虚实融合发展方向。整体而言，数字孪生在出版业可能的主要应用场景包括出版业孪生数字人、孪生出版物和孪生重大出版活动等。（一）出版业孪生数字人2022年3月发布的 “十四五”国家重点研发计划“文化科技与现代服务业”重点专项 2022 年度项目申报指南（征求意见稿）专门设置了“实时高逼真孪生数字人关键技术研发与应用示范”项目，提出要研究虚实融合的实时数字人多模态人机智能交互、高逼真数字人物理仿生以及数字人仿生机器人融合技术，创新文化表现形式，打造多种线上线下的落地应用场景。可见，数字孪生作为孪生数字人构建的关键技术，其对文化产业、出版业的影响已经不是未来时，而是现在时。23事实上，孪生数字人一方面能够作为一种记忆性媒介打破时间、空间的限制，实现自然生命的存放、再现并产生新的联结；另一方面，在元宇宙的加持下，孪生数字人则能作为体验性媒介，在元宇宙的虚拟时空中以虚拟化身形象同步映射参与主体的行为、思想、情感，推动元宇宙社会文化及文明的建设与发展。24这里所探讨的孪生数字人，主要指“真人数字人”，即基于“现实生活中存在的人，由真人驱动并作为真人的虚拟分身”25。作为记忆性媒介的孪生数字人是指结合已有人物的文字、图片、音视频等数据资料，利用三维制作软件在虚拟空间中构建孪生数字人模型，并进一步借助人工智能、语音合成、自然语言处理等技术手段勾勒人物的肢体动作、语言表达，从而形成鲜活的虚拟个体。该类孪生数字人能够对生活中无法物理再现、不可触及的个体进行虚拟架构，实现人物的跨时空联结，速度与激情 7中虚拟合成的保罗沃克便是典型。在出版领域，可对重要的出版人物、出版作家，如商务印书馆的张元济、中华书局的陆费逵、生活读书新知三联书店的邹韬奋等历史人物进行孪生重现。作为一种承载文化记忆的象征性符号，孪生数字人通过生动演绎和叙述特定时代背景下的出版活动，与当下的出版用户进行跨时空对话与沟通，能够在彰显出版企业所持之以恒坚守的出版理念的同时，实现出版文化价值的传播与传承。在此基础上，出版业可以进一步探索当前在大众出版、教育出版和学术出版上贡献突出的出版人、作家、领域专家等人物，建立“中国出版人物”“中华文化名家”“学科领域专家”等高逼真孪生数字人的数字资产库，并接入文化传承、思政教育、学科发展等多元场景，使孪生数字人成为其人物思想、理念、知识的记录23 张新新，丁靖佳，韦青.元宇宙与出版（上）：元宇宙本体论与出版远景展望J.科技与出版，2022（5）：47-59.24 丁靖佳，张新新.元宇宙与出版（下）：元宇宙系统、价值与元宇宙出版新范畴兼论元宇宙出版的新模式和新业态J.科技与出版，2022（6）：30-41.25 张新新，夏翠娟，肖鹏，等.共创元宇宙：理论与应用的学科场景J.信息资源管理学报，2022（5）：139-148.理论探索011载体，成为中华民族崛起和强大的数字印证。作为体验性媒介的孪生数字人则是围绕物理空间中真实个体的实际状态，借助 3D 建模、动作捕捉、实时渲染等技术在虚拟空间中孪生出一个与物理真身相对应的虚拟分身，强调孪生数字人进入性、连接性、互动性的媒介属性。在一般情况下，考虑到技术的复杂性与投入产出比，出版对构建该类孪生数字人的需要并不迫切。但是随着元宇宙的兴起，孪生数字人将成为出版主体沉浸式进入元宇宙虚拟空间的“钥匙”，也是出版业在元宇宙中发挥其政治、经济、文化功能的主体性力量。26该类孪生数字人发挥主体功能的表现形式包括：一则，实现与元宇宙其他虚拟数字人的多元交互。通过与作者、读者用户等其他虚拟数字人在虚拟空间中开展对话与沟通，出版业孪生数字人能够打破物理世界空间、地理等要素的限制，在切实获悉作者、用户在虚拟或物理空间中的出版需求的基础上，对已有的出版活动进行升级与改造。二则，宏观把控元宇宙出版的运营状态。元宇宙出版中虽然有纯人工智能驱动的数字人，自然人在元宇宙的虚拟分身、虚拟化身等各类活动主体，但是其整体的运作流程和规则都需由本宇宙的出版主体进行宏观把控，以防元宇宙出版进入混乱和失衡状态。三则，实时感知元宇宙出版与本宇宙出版的变化趋势并制定相应决策，推动本宇宙出版与元宇宙出版的融合发展。出版业孪生数字人是衔接和感知本宇宙出版和元宇宙出版的“交互窗口”，本宇宙出版的成功案例与模式如何在元宇宙中推广与升级，元宇宙出版中的技术和成果如何在本宇宙中落地与应用，都需借助出版人及其孪生数字人的大量创造性活动得以实现。（二）孪生出版物日本平面设计大师、书籍设计家杉浦康平曾提出“书籍五感理论”，即“完美的书籍形态，应具有诱导读者视觉、触觉、嗅觉、听觉、味觉的功能”27。各类电子媒介的兴起虽然创新了图书内容的呈现形式，使书籍的阅读与交互更为便捷，但也在一定程度上造成了五感的流失。为此，学界、业界也在不断探寻电子阅读的纸张感，如研发电子纸、类纸等，但尚未完全实现纸质图书与电子图书的融合体验。孪生出版物则有望集纸质图书和电子图书的优势于一体，实现内容媒介的又一次革新。孪生出版物主要指以实体图书为物理对象，在虚拟空间中塑造的与实体图书全然一致的虚拟出版物。孪生出版物在出版领域的代表性应用场景之一即为孪生典籍。我国自古以来重视典籍版本的搜集、收藏和保护，“孔子西藏书于周室”，西汉的石渠阁、唐代的弘文馆等都集中收藏了大量的图书文献。2022 年 7 月，以习近平同志为核心的党中央批准实施的中国国家版本馆正式开馆，入藏版本量共计 1600 万余册（件），打造了国家版本资源总库和中华文化种子基因库。受限于物理条件与版本保存的需要，典籍的阅读和推广工作都还存在较多困难，诸如承载中华优秀传统文化的龟甲、青铜、简牍等载体和媒介显然无法通过简单的电子化体现其内容的厚重感和文化传承价值。而基于数字孪生构建孪生典籍则能够真实还原不同时期的出版载体元素及其孕育的中华文化，在实现典籍安全性保障的同时为国内外受众提供感受、学习中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化的亲密接触机会。这既突显了出版的社会文化选择、传播与传承功能，28也将有力推动中外文化交流和汉化文化圈形成。对一般的出版物进行孪生，则能够在革新出版媒介的基础上进一步推动出版范式革命。在元宇宙与出版（上）：元宇宙本体论与出版远景展望一文中，笔者已提出出版媒介经历了“由重到轻”和“由实向虚”的演进历程，元宇宙的到来将继续推动出版媒介实现“由虚向无”的革命，数字孪生便是实现出版媒介革命的技术入口。通过融合纸质媒介、电子媒介的优势，数字孪生能够将五感体验和新兴技术功能巧妙地结合在一起，推动出版业在发展模式、传播方式、表现形式、消费逻辑等方面的范式革命，实现媒介、技术与内容的深度融合。（三）孪生重大出版活动如果说出版业孪生数字人和孪生出版物是从要素层次强化出版的文化供给与服务能力，孪生重大出版活动则是从系统结构层面，深层次驱动出版的创新发展。孪生重大出版活动，是指借助大量的数据与计算手段架构起一个26 方卿.关于出版功能的再思考J.现代出版，2020（5）：11-16.27 周梅.书籍设计中的视触觉从钱锺书的“通感”到杉浦康平的“五感说”J.文艺争鸣，2010（8）：144-146.28 方卿.元宇宙与出版J.出版科学，2022，30（5）：1，43.0122023年第3期能够真实反映物理空间出版活动运转的出版孪生体，具有重大出版活动的实时监测、模拟改革等功能。孪生重大出版活动大致包括具有重要意义、涉及重大金额、涉及方向性改革的企业层面的内部数字化改革、产业层面的出版战略转型、国家层面的重大出版工程启动等。具体而言，在孪生重大出版活动系统的构建上，可以以出版企业或出版企业联盟为单位，依循数字孪生的应用框架充分采集、汇总出版业能触及的所有相关数据、信息与知识，以出版业内部运转逻辑为“自变量”，以出版业外部的社会、经济及其他目标反馈指标为“因变量”，以出版宏观政策、交叉领域发展趋势等间接影响重大出版活动的因素为“调节变量”，塑造多维立体、内涵丰富的孪生重大出版活动系统。作为超级复杂的系统工程，孪生重大出版活动能够直接服务现实出版业的改革创新，其主要的适用场景包括出版企业自身的重大战略调整，如企业的跨产业并购、目标市场调整、业态创新等；国家重大出版实验和试验的实时监控，如调整出版业的国有资本布局结构、对出版业进行重组改制等。在缺少参考坐标系前，这些重大的战略行动能否行之有效，在较大程度上依赖专家的多方评估与权衡，其潜在的不确定性和风险仍然较高，但这样的改革代价有望通过数字孪生实现风险最小化。事实上，过往的重大出版改革活动中已有这样的反例，如部分出版企业投入数千万元、数亿元资金开展数字化转型升级，但因创新与守旧思想斗争激烈、决策层内部思想不统一、出版创新企业文化氛围没有形成，导致半途而废、未能穿越创新发展的“死亡之谷”，不禁令人唏嘘；再如，产业层面启动出版数字化领域的若干重大改革，动辄投入数十亿乃至数百亿元资金，其从立项、实施、验收到最终的提质增效究竟如何？倘以孪生出版活动系统先模拟、预演、预测后再落地实施，往往更为稳妥，效果也会更佳，这也是统筹出版发展和出版安全基本原则的体现。借助数字孪生，出版业可以率先在虚拟空间中多次模拟战略要素改变对出版运转的影响，根据可能产生的潜在风险和负面影响不断优化并调整已有的战略行动，以求策划一个科学完备的实践方案。同时，在重大出版活动部署和实施过程中，出版业亦可借助数字孪生对整个实施进程进行交互映射，为现实中不可控因素的影响提供智能预警与解决路径。在这个层次上，孪生重大出版活动能够为出版业的战略变革提供数据资源支持，且能够有效发挥其对重大出版活动的制衡、监督与预警作用，对增强出版企业的战略变革能力和意愿、促进出版业的高质量发展具有重要意义。此外，由出版业孪生数字人、孪生出版物、孪生重大出版活动等模块组成的庞大的孪生出版系统，可以在元宇宙建设和发展的初级阶段作为虚拟文化系统中的重要组成部分直接嵌入其中，成为元宇宙出版的基础信息结构。从这个视角来看，出版业着手开展孪生数字人、孪生出版物、孪生重大出版活动的理论探讨与实践应用，既是实现数字孪生赋能出版创新的内在要求，也是提前瞄准和布局元宇宙赛道的一种未来投资。即便当下受到资金、技术等因素的限制，至少也应在数据层面开展相关的收集与规整工作，以备不时之需。四、结语数字孪生虽然已经在工业制造领域有了几十年的发展与实践，但其与文化产业的融合还处于萌芽阶段，无论是在理论认知还是实践应用上都有很长的路要走。出版如何与数字孪生这种新一代信息技术融合应用是本文探讨的重点，通过提出出版应用数字孪生的基础框架，并对出版孪生数字人、孪生出版物和孪生重大出版活动三个应用场景进行详细阐述，本文试图为数字孪生在出版中的落地应用提供一个前瞻性的参考，也希翼能够为其他文化产业与数字孪生的融合发展提供借鉴。（作者单位：武汉大学信息管理学院）