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三要素是数据、模型、映射。“孪生”的概念最早起源于美国国家航空航天局的“阿波罗计划”；2003年前后，关于数字孪生（DigitalTwin）的设想首次出现于美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上；直到2010年，“DigitalTwin”一词在NASA的技术报告中被正式提出；2012年，美国国家航空航天局与美国空军联合发表了关于数字孪生的论文，重点应用于未来飞行器发展。近年来,随着多学科建模与仿真技术的飞速发展,数字孪生技术研究成为热点，得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字孪生在虚拟样机、数字孪生车间、数字孪生工业、数字孪生卫星、智慧能源、智慧工厂、交通、医疗健康等诸多领域得到成功运用。面向未来网络发展,伴随着云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展以及信息的泛在化,数字孪生技术也将更广泛地运用于人体活动监控与管理、家居生活和科学研究等领域,使得整个社会走向虚拟与现实结合的“数字孪生”世界。
基于本人日常对智慧建筑中建筑电气与建筑智能化系统的研究与经验，总结数字孪生在建筑行业的可能带来的机遇与挑战。水平有限，仅供参考：机遇：1）.提高设计质量：数字孪生技术可以帮助建筑师和工程师在设计阶段进行更多的模拟和预测，提高设计质量。2）.提高建筑能效：数字孪生技术可以帮助建筑师和工程师更好地理解建筑物能耗情况，提高建筑能效。3）.提高施工效率：数字孪生技术可以帮助施工人员更好地理解建筑结构和系统，提高施工效率。4）.提高维护效率：数字孪生技术可以帮助维护人员更好地理解建筑结构和系统，提高维植效率。挑战：1）.数据管理：数字孪生技术需要大量的数据，如果数据管理不当可能导致数据混乱，降低数字孪生技术的效率。2）.专业技能：数字孪生技术需要相关专业人员掌握相关技能，如果专业人员缺乏相关技能可能导致数字孪生技术的应用不当。3）.计算资源：数字孪生技术对计算资源的需求很高，如果缺乏足够的计算资源可能导致数字孪生技术无法正常运行。4）.网络安全：数字孪生技术需要网络连接，如果网络安全不当可能导致数据泄露和系统攻击。5）.伦理道德问题：数字孪生技术可能会产生伦理道德问题，如隐私权和公平性。6）.法律监管：数字孪生技术需要遵守相关法律监管，如果不遵守可能导致法律问题。
方案获取方式在文末
数字孪生简单说就是在虚拟空间中完成物理对象、系统、数据的映射，以反映相对应的实体的全生命周期 过程，挖掘 历史 规律，监控实时状态，预测未来趋势。将数字孪生技术应用于物理工厂中，将大幅推动产品在设计、生产、管理及维护等环节的变革。
数字孪生是综合运用感知、计算、建模等信息技术，通过软件定义，对物理空间进行描述、诊断、预测、决策，进而实现物理空间与虚拟空间的交互映射。
智能制造：是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。智能制造系统架构从生命周期、系统层级和智能特征三个维度描述智能制造所涉及的活动、装备、特征等内容。
文 | 董小英 编辑 | 张齐齐
来源 | 数字产业创新研究中心
随着大数据、人工智能、区块链等技术的发展，企业数字化转型浪潮愈演愈烈。近年来，国家提出数字强国战略，把数字经济作为中国增长的新动能。企业应该如何做好自身的“数字化能力培养”，在这场无硝烟的竞争中取得胜利。
在百望云联合数字产业创新研究中心、锦囊专家共同举办的《弹性跨越 数创未来 2020中国企业数字化转型论坛》活动中，北京大学光华管理学院教授、数字产业创新研究中心主席董小英老师进行《跨越能力陷阱——企业数字化转型的机制创新》的演讲，为大家答疑解惑。
以下是演讲实录
一、企业数字化转型的背景
企业数字化转型的背景如何理解、设立怎样的目标、需具备哪种能力、转型要素有哪些。在转型发展过程中，从人类大的发展格局来看，每次文明的迁移都是由技术驱动。英国纺织技术使农业文明走向工业文明，美国信息技术使工业文明走向信息文明。而现在，随着中美德数字技术的发展，信息文明正在走向绿色文明。可以说，当今世界经济转型的关键节点就是新一代的数字技术。
泰安作为山东省的智能制造重镇，虽然城市不大，但在智能制造方面投入很大。他们专门成立由六名院士组成的专家委员会，来推动智能制造发展。将来整个制造体系，即供应链以及使用的能源一定得是绿色，而绿色供应链就是靠数字化来实现。所以，将来如果线上能力不足，会在发展中遇到非常大的困难。
近10年来，随着信息技术的发展，智能手机的出现和在线交易能力的提升为我们的衣食住行提供了巨大的便捷。从全球发展来看，移动互联网铸就美国巨大的四到五个在线企业板块。以往，中国对技术发展的认知比较延迟，但现在，中国年轻创业者的反应速度非常快。中国和美国的平台性企业，现已经涨到全世界的90%，欧洲只占到4%。将来，基于平台的竞争会在各个行业领域无处不在。特别是工业互联网，工业制造业的在线化、平台化、数据化以及智能化的体系孕育着数万亿美元的巨大的市场的规模，是全球竞争的制高点。例如美国对中国华为5G的针对和禁止，体现了 科技 竞争的惨烈，大家争先恐后在竞争中占据领导地位。
数字经济最核心的两个方面：平台和数据。作为财务人员，不在竞争战略的一线，感受不到数字化转型投入给企业带来怎样的价值，财务人员做数字化负责人时，才会推进有力。当然，有时财务人员对数字化价值理解不到位。因为数字化的投入，需要3到5年才产生带动效应，不能为企业快速的带来现金流，所以财务总监在数字化投入上可能持反对意见。实际上，如果企业没有这样的能力构建，整个企业的速度就会慢下来。
平台企业最重要的一个功能就是基础设施。比如我们无法想象离开手机的生活。对于一些年轻人来说，出行时宁愿做高铁也不坐飞机，脱离不了WIFI的环境。另外，手机的功能越来越多元，越来越多的功能都集成在手机上。平台企业的边界拓展能力非常强。比如滴滴出行，我们即可以说它是 科技 行业也可以说是出租行业，但本质业务还是交通出行。滴滴服务占到中国市场的97%。作为出租公司，如果没有平台，业务不可能做到如此广泛。同时，边界甚至可以跨境。比如蚂蚁金服计划上市，当掌握了海量的客户资源的时候，跨界变得比传统行业要容易，并且这样的企业保持一种高度的开放性。企业打造巨大的生态组合，生存能力与竞争力都会大大提高。
近年来，数据的量增长迅猛。根据联合国贸发组织的统计，我们看到中国的年均数据在逐渐增加，占比达到，超过世界其他国家。中国的数字经济已经开始提速，而且市场容量很大，数据密度很大，对未来人工智能的发展打下坚实基础。例如，阿里巴巴已经成为最大的数据平台，在后疫情期间也开始像世界其他地方拓展，和亚马逊形成直接竞争关系。
讲到中国经济发展的要素，资本、人才、土地和技术都是关键性要素，这么多年，国家第一次从战略角度提出数据是生产要素。中国过去30年的发展靠自然资源驱动，但这些资源逐渐枯竭。最近提出生产要素是关键性的，要将其市场化。数据资源从不同的视角去开发，隐藏的价值都可能被挖掘出来。这意味着数据资源的价值取值不尽、用之不竭。数据就像阳光，具有普惠性。但是，做数据挖掘处理和数据分析的人才匮乏。根据CDO调研结果发现，某些领导对数据部门要求很高，但投入不够，说明了上层领导缺乏数据的战略价值意识。
建立平台以后，将所有交易沉淀在平台上，通过数据的采集、清洗和整合，形成数据看板，将数据可视化，形成多元数据看板。企业根据这些数据改善管理。通过数据驱动产品创新，降低成本，提高效率，实现数据洞察，发现新商业价值。企业实现数据驱动业务和数据驱动管理，实现数据的增值。这个时候中国的整体经济开始转向数字经济。当然，实现成熟的数字经济，我们还有漫长的路要走。
企业数字化转型面临着内外两方面压力。现如今，客户要求越来也高。比如，用户对下载速度的要求很高，速度要快、广告信息投放要精准，和用户需求匹配。基于客户需求，供给端即企业就要进行良好的交互。在人工交互或者机器人等智能交互后，想要提高速度，就需要进行整合，建立数据和信息系统连接的数字神经网络，消除信息孤岛。
那么，信息化与数字化有什么不同？信息化是局部流程、局部环节和局部资源。以财务工作举例来说，当采购或销售出现违规行为，工作人员只能做事后管理。ERP系统出现后，可以控制超预算行为不发生，变成事前管理。但今天，只是财务流程数字化还不够。企业要做到设备的数字化、生产过程的数字化、客户服务交付的数字化和物流的数字化。所以，数字化在速度、广度、深度、精度、强度和细节六个维度都是在信息化基础上进行非常大的拓展。
二、企业数字化转型的目标
生存和发展是数字化转型最底层的目标，企业数字化的本质还是要解决企业管理中的痛点。例如财务数据的核算要快速且精准，就是把数据整合的速度加快。例如业绩部门年终发奖金时，基于数据来给出业绩的驱动指标。所以，数字化可以带来怎样的生态？基于长期的企业数字化研究积累，总结出企业数字化转型的“六不”目标：
1、产品服务不淘汰。很多产品没有智能化能力，很可能就会被淘汰。
2、管理决策不犯错。以前企业决策依靠人的经验，现在依靠机器识别，精细化程度明显增高。
3、价值运营不掉链。在供应链整个体系中，有很多的问题和梗阻，价值链和供应链的数字化，要打通这些梗阻，快速的做到上下游的无人交易，基于全机器流程，结果真实及可信。
4、客户服务不落伍。即线上服务，客户体验至上。
5、商业模式不翻车。现在的数字原生企业就是商业模式创新的典型代表。所以商业模式要重点考虑如何实现在这种这种颠覆式的变革中不翻车，锁住客户和争夺市场。
6、生态伙伴不掉队。在生态中，我们的合作伙伴都是并行的，如果你不在线上，别人在线上跑得很快，你可能就要掉队了。
经调研，企业的信息化和数字化过程中，最受益的就是报销问题。以前报销流程繁杂，没有数字化的过程支撑，给财务人员带去很大的麻烦。经报销过程简化后，大大提升整个企业的效率。IT行业互联网行业称作数字原生企业，因为在客户、员工上网等都会产生数字轨迹，而传统企业没有数字轨迹的支撑。所以，数字化转型对于传统行业来说挑战更大。传统行业数字化转型，既要把传统的事做好，还要像互联网企业一样，管理好所有的资产，即先把所有的资产数字化，包括财务资产的数字化。对于互联网企业，本身就有数字孪生。它依靠大量的消费者，描绘出用户画像，画像越多越细致，推广就越精准。在这个过程中，会积累大量的数字资产。比如阿里数据中台，上联服务市场拓展，下联基础数据是极其关键的战略资产。它的数据分析能力非常强，数据汇集量越多，平台价值越大，获取数据的便捷性越高。如果传统企业不做转型，慢慢就会被数字化企业淘汰。
对传统企业来说，要做数字化转型需解决四个问题：
1、速度：决策的速度，供应链的编排。转型速度方面的关键问题是思维认知的问题，企业的高层领导要组织变革。
2、范围：对象与过程，边界和生态。过去传统企业的内核都不是靠数字化来做，这些过程要数字化，就需时间和精力的花费。
3、规模：弹性与伸缩，模块与复制。将平台的技术能力复制到所有的分子公司甚至客户，打造一个数字化生态，用数据创造价值。数据管理第一次做起来很难，但是复制利用的成本几乎可以忽略不计。
4、价值：商业模式，价值分配。其一，通过数字化转型，新旧数据随时调取，各种指标精准测量，实现数据资源的重用。其二，资产可以复制，数据可以输出。通过控制平台架构，进行商业售卖来收取一定的费用，降本增效。数据的价值链给企业带来创造价值。其三，能力的建设中最难的数据管理，以前财务部的纸面数字变为数字化表示。
三、企业数字化转型的能力
数字管理价值链由六个环节构成：数据采集、数据标准、数据质量、数据整合、数据分析、数据文化、数据价值、数据资产和数据采集。
对于数据采集，以前都是靠人工录入，容易出错且容易作假。所以，数据采集的关键是人工介入越少，数据越真实可靠。将来整个供应链的交易都会靠机器自动进行数据采集，确保数据的真实性、可靠性和高效，形成清洁、完整与一致的数据湖。
对于数据质量，包括五个方面。第一，数据真实，尤其对财务人员来说，不要做假账。第二，数据可得。第三，数据具有可解释力。数据量大，却不具备数据分析，则数据没有价值。第四，数据可靠。数据要展示企业的真实运行情况。第五，数据共享安全治理。企业应考虑数据政策、数据整合和数据分享。确保数据不被一个部门垄断，避免产生数据治理问题。
数据质量的管理框架也尤为重要。企业要对质量进行策划、控制质量、改进质量、测验质量。在这个过程中，要发展源数据和主数据，企业部门要分工明确，职责必须标准化。
另外，就是资产数据化。要把表单整个流程全部数字化，这件事要花费时间去做。特别对于传统企业来说，数字化就是一场马拉松。因为要把整个过程和资源一步步数字化，是一个持续投入过程，但也是企业数字化最重要的力量积蓄。买好设备、加人工智能、语音识别等都不是真正的数字化。数字化就是整个业务的底层，数字化转型过程中，先进行资产数据化，资产数字化以后作为管理运营工具，后边才能实现数据增值。
企业业务部门和IT部门要做到数据共享，确保业务部门可以及时得到想要的数据和信息。比如华为，新员工刚上任，也可以立刻获得客户的背景甚至喜好。比如设备的维修 历史 ，潜在问题等数据可以清晰呈现，帮助人员精准维修。
对于财务人员来说，数字化转型既是机遇也是挑战，大家要高度重视转型压力。在全要素、全过程、全链条和全领域的财务数据集成过程中，财务的视角会更大，获取数据更多。以财务为核心和整个业务环节对接的整合过程，即数字孪生，将来企业所有方面都会和财务发生关联。现在农业、建筑业、传统制造业等很多企业都提出个性化和数字化。在将来行业的发展中，所有岗位都需要数字化技能，所以大家要高度重视，如果不做自我转型，数字技能没能掌握，工作中就会产生问题，就会被行业淘汰。
四、企业数字化转型要素
这次疫情大大提速了全球企业的数字化转型，但困难也随之而来。在数字化转型过程中，每个企业的能力是不同的。对于有些企业，只依靠单一的逻辑思维和知识体系来运行发展，沉浸在舒适区内，陷入能力陷阱。当企业想要有所变革，就需要找到自身的能力缺口，即增加新理念，新技术，寻找新的发展空间。实现新技术和材料之间的融合，就打破了能力距离。财务人员不一定去做销售数字化的工作或研发，只需把财务的能力和数字化深度结合，经基于底层财务的管理体系数字化以后，加速企业转型。所以，对财务人员来说，强项还是才能，加之数字化的手段，消除能力距离也不是很难实现。
在数字化转型的新能力构建中，中小型企业缺人才和知识。数字化过程是变革和创新的过程。企业也有很多担心，比如数据隐私问题。对创新型企业来说，主要是行为约束。经调研，在词频统计中，我们发现，企业数字化转型最大的问题就是缺少数据方面的人才。数据、思维和业务都需要我们在数字化过程中克服。
最后，在数字化转型过程中，大家要具备企业家和二次创业精神，目标明确，持之以恒，坚定的向前走。数字化转型的趋势不可更改。以上就是今天和大家分享的内容，也祝大家的企业数字化转型行得通！谢谢大家。
文 |陈龙
本文授权转载自：集智俱乐部
导语
资深智慧城市研究者、华为公司智慧城市高级顾问王鹏，受邀在腾讯研究院×集智俱乐部 AI&Society沙龙上发表以“从城市数据到智慧城市”为题的演讲。笔者回顾了王鹏对城市数据及其应用的，并结合清华大学龙瀛团队在人类数字化上的最新研究，提出对城市和个体虚拟化的探讨。讲座视频实录请见文末小程序与网页链接。
源于工业的数字孪生
数字孪生（Digital Twin）这一概念最早可以追溯到Michael Grieves教授2002年在密歇根大学PLM（产品生命周期管理）中心对产业界做的一次演讲（虽然没有书面证据，但这仍被广泛认为是数字孪生最早来源）。
2014年，Michael Grieves在其撰写的“Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication”白皮书中进行了详细的阐述。他认为通过物理设备的数据，可以在虚拟（信息）空间构建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统，并且这种联系不是单向和静态的，而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。
在此之后，数字孪生的概念逐步扩展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印等领域。随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展，更多的工业产品、工业设备具备了智能的特征，而数字孪生也逐步扩展到了包括制造和服务在内的完整的产品周期阶段，并不断丰富着数字孪生的形态和概念。
企业界走在数字孪生的前列。工业下的数字孪生被各大软件厂商赋予了各自的理解，并将其与自身业务融合，致力于打造出现实世界与虚拟世界融合的解决方案。
美国通用电器公司（GE）与ANSYS公司借助数字孪生这一概念，提出物理机械和分析技术融合的实现途径，让每个引擎，每个涡轮，每台核磁共振都拥有一个数字化的“双胞胎”，并通过数字化模型在虚拟环境下实现机器人调试、试验、优化运行状态等模拟，以便将最优方案应用在物理世界的机器上，从而节省大量维修、调试成本。
西门子引用数字孪生的概念，来形容贯穿于产品生命周期各环节间的数据模型。通俗地说，数字孪生就是仿真模拟一些工厂的实际操作空间，从产品设计到产线设计，到设备制造方的机械设计和工厂的规划排产，到最后制造执行和产品大数据。
法国软件公司达索系统在数字孪生创新协作和验证中，不仅重视产品的数字化表现，更试图通过三维体验平台实现设计师和客户之间的互动。
德国软件公司SAP基于Leonardo平台在数字世界打造了一个完整的数字化双胞胎，在产品试验阶段采集设备的运行状况，进行分析，得出产品的实际性能，再与需求设计的目标比较，形成产品研发的闭环体系。
简而言之，工业下的数字孪生，更多是为制造业提供了产品在物理空间和虚拟空间之间的映射关系，以及在实体世界以及数字虚拟空间中记录、仿真、预测对象全生命周期的运行轨迹的过程。
物理世界和数字副本
数字孪生：催生智慧城市
值得注意的是，数字孪生的概念不仅活跃在工业的制造业，也越来越频繁地出现在智慧城市领域。随着ICT（信息、通信、技术）成为智慧城市发展的主要动能，移动通信、互联网、云计算、传感器、人工智能、量子通信在智慧城市都得到了广泛应用。全域感知、数字模拟、深度学习等各领域的技术发展也即将迎来拐点，这使得城市的数字孪生应运而生。
中国智慧城市数字孪生的发展还有很长一段路要走。数字孪生高度依赖传感器所采集的数据和信息，而就目前的技术水平来看，精细化尺度下城市数据的全域感知和 历史 多维数据的获取，依旧有难度。物理实体空间的数据不够详尽，将直接导致其数字副本的缺失。现阶段的数字孪生距离想象中的沙盒系统模拟推演、人工智能决策等功能仍有很大差距。
数字孪生在智慧城市发展与建设中的核心价值在于，它能够在物理世界和数字世界之间全面建立实时联系，进而对操作对象全生命周期的变化进行记录、分析和预测。智慧城市中的数字孪生可以分为四个阶段，分别是
对城市现状进行精准、全面、动态映射的现状孪生；
从 历史 数据中学习、分析、识别、总结并发现城市运行规律的学习孪生；
人工监督下模拟不同环境背景下的发展情景的模拟孪生；
最终通过实时数据接入与人工智能自动决策的自主孪生。
同时，我们也应看到数字孪生在传感器、5g和边缘计算技术不断发展中所具备的巨大潜力。传感器的高密度部署与高精度感知，结合5g和边缘计算的实时结构化计算回传，对城市物理空间的全域感知和实时更新，将是5g时代的常态。一砖一瓦、一草一木、一桌一椅、一人一车，都会以不同的频率更新位置和状态信息，从而实现真正的“全息”虚拟城市。
城市数据：数字孪生的DNA
在智慧城市的建设中，数字孪生的核心在于构建与城市物理空间全面映射的虚拟（信息）空间。不同于制造业产品周期管理中被制造商全面掌握的产品信息化数据，城市作为一个庞大的复杂系统，其包含的物理空间及过程，无时无刻不在产生着多维的海量大数据，这无疑在数据收集、处理、运算、储存和管理上向城市数字孪生提出了挑战。
近年来，以数据为核心的城市生态链构架了智慧城市的顶层设计，形成以共享信息为中心、各行业协同实现的“感知-应用-共享信息”的智慧城市模式。与此同时，在大数据、人工智能、云计算、物联网等新兴ICT技术的推动下，多维的海量城市数据也逐步以不同方式被挖掘并应用在智慧城市的研究和实践中。
传统城市统计数据的电子化与空间可视化是城市大数据发展迈出的第一步。基于GIS平台上对行政边界的勾绘，并将其与传统的年鉴统计数据相匹配，就能实现传统数据的电子化与可视化，并依托GIS空间分析功能实现空间可视化与分析。
Cityeye上对传统统计数据的电子化与空间可视化
互联网大数据的应用标志着城市真正迈入了大数据时代，而互联网大数据也俨然成为近年来城市研究的“宠儿”，无论是学界还是业界都在积极 探索 互联网大数据为城市研究和发展带来的诸多可能。
互联网大数据最大的优势在于其打破了传统数据自上而下的数据采集壁垒，而是以自下而上的方式提供着精细尺度下的多维数据，如记录城市内所有地理实体空间位置与属性的兴趣点（POI）数据；反映话题热度与用户画像的社交媒体大数据；实时展示人口空间分布的热力图等。
而随着智慧城市的到来，传感器技术的进步与成熟为城市研究提供了另一条数据获取之路。
通过多模块集成传感器在城市内部的架设，可以实现精细尺度下城市环境、人车行为等数据的实时感知与收集。如由City Grid城市网格数据监测站，可利用多模块传感器网络监测人车流量及环境质量，如风速、风向、光照、温湿度和等。City Grid是一款针对城市空间精细化感知的物联网产品，也是传感器技术应用在城市全域感知、数据采集，乃至实现城市未来微观环境与人车行为预测的经典案例。王鹏团队也曾多次利用City Grid多次在清华大学校园和白塔寺社区内进行监测布点、数据采集，并针对城市环境和人群行为开展深入分析。
City Grid城市网格数据监测站
LBS数据（基于位置服务的数据），通过运营商采集用户与基站间不间断的信令数据，来获取移动服务用户相对精确的实时空间位置。因其具备用户量大，覆盖范围广等特征，是描述城市人口数量和空间分布的“终极”数据。
我们把自己数字化了！
Digital Self 数字自我
在感叹数字孪生如何颠覆性地改变制造业和城市管理与运营的同时，有学者已经开始 探索 如何打造人类个体的数字双胞胎。
清华大学龙瀛团队的研究助理张昭希近期发表了一篇题为“Application of wearable cameras in studying inpidual behaviors in built environment”的期刊论文，提出创新性地使用可穿戴式相机对个体行为和城市空间感知进行数据收集、分析与模拟。
研究团队利用便携式相机，记录佩戴者正前方每5分钟一张的图片数据，并通过人工识别、计算机视觉分析和色彩识别分析等手段，对佩戴者个体行为特征、时间分配、路径转移、场所事件等要素进行了分析研究。研究结果表明，可穿戴式相机采集到的图片数据具有丰富的个体行为与时空信息，可以有效描述个体在空间中的行为特征。
数字化的“生命日志”
随着大数据在城市研究中的广泛应用和快速发展，基于建成环境层面的形态要素数据（如遥感、街景和POI数据）和多种互联网数据（如微博、点评和手机信令数据）开展的针对大规模群体的研究，为利用大数据解释城市问题提供了大量案例参考，并逐步建立了理论基础。然而，这些基于较粗尺度城市物理空间，抑或是大规模群体的大数据，仍较难被应用于个体的深层剖析和研究解读。
而可穿戴式相机为大规模采集个体数据提供了新的契机，通过记录的图片数据将个人活动信息数字化，形成“数字自我”的 电子档案，弥补了现有研究中对个体行为数据采集不够连续、维度不够丰富的问题，这也是从城市环境数据化向个体行为信息化的转变之一。同时，个体行为信息化也将推动研究方法的革新和新技术的介入，从主观的“个体感知”转向客观的“量化研究”。
从数字孪生的角度来看，基于可穿戴式相机记录下的图片数据，通过整理和分析可以剥离出个体在物理空间中的行为特征要素，进一步将这些个体行为特征要素在时空上数字化，从而构建了其在虚拟（信息）空间内的数字双胞胎。同时，图片数据中包含的大量物理空间建成环境要素同样可以被数字化并记录在虚拟空间内，从而反映物理空间和虚拟空间内个体和环境之间的交互。
科技 的日新月异不仅使人们的生活方式发生了巨大改变，同时也影响着城市运行的方方面面。不可置否的是，新技术的高速发展给城市研究与实践带来了新的机遇，推动着城市规划技术和工具的突破与创新。如龙瀛提出的数据增强设计，允许规划师们借助多维城市大数据对城市做出更全面、精准的分析与规划设计响应。
同时，在信息通讯技术革新的助力下，数据储存、挖掘、云计算和可视化等技术的完善也为研究城市提供了新视角。人们的思维方式从传统的机械思维向大数据思维转变，认知方式也逐渐向虚实结合的体验过度。城市数字孪生、数字自我的概念也将在第四次工业革命的技术革新下拥有更丰富的内涵。
参考资料
[1] 王鹏：展望未来城市，万物皆可运营 | 智慧城市长文综述
[2] 王鹏：城市数据到智慧城市
[3] Long, Y. (2019). (New) Urban Science: Studying New Cities with New Data, Methods and Technologies. Landscape Architecture Frontiers, 7(2), 8-21.
[4] Zhang, Z. X., & Long, Y. (2019). Application of Wearable Cameras in Studying Inpidual Behaviors in Built Environments. Landscape Architecture Frontiers, 7(2), 22-37.
栾青认为， AI是把现实世界数字化的重要工具。有了人工智能，就可以在虚拟世界里更快生成人、物、场景，大大降低元宇宙的构建门槛和成本 。AR/VR与AI的结合，能跨行业解决很多不同问题。除了 游戏 、社交外，在工业、建筑、医疗等产业数字化领域，也有比较多的应用空间。
不过，栾青也指出，目前相关产业还是处于初期发展的阶段，不管是硬件体验、内容生成平台，还是所涉及的经济系统、授权认证系统等均需时间来建立。 五年通常被认为是硬件的一个迭代周期，而最终的成熟时间依然很难预测 。但在终极的数字世界建立之前，会有比较多的雏形形态，能够解决日常生活中的一些问题。
人工智能的核心，在于持续把现实世界数字化
栾青：不管是称其为元宇宙，还是叫混合现实，或者数字世界也好，类似的概念已经存在非常久了。目前来看，AI所起到的作用主要包括三个方面。
首先，人需要拥有一个新的身份，AI将帮助大家以数字分身Avatar，更好地进入到虚拟世界里；其次是虚拟世界的多模态人机交互体验，即这些数字人对不同的虚拟世界、不同服务进行人机的交互；第三，虚拟要与真实结合，AI可以更快速地构建虚拟世界。
《科创板日报》：当下已经有哪些落地的应用场景？
栾青：目前所基于的载体是各类屏幕、电子设备，比如手机、电脑、大屏，当然还有开始初步应用的VR和AR眼镜。
在To C的应用方面，包括了各种各样的VR社交应用、会议系统等。在To B的方向，较为常见的是通过智能数字人，来替代某一项服务的重复性劳动。比如在商场、银行、医院等，数字人可以帮助前台来完成刷卡、来访登记等这些简单、重复的工作。
AI还能实现三维内容的快速生成，比如通过无人机或者手机快速扫描，就可以把现实场景在数字空间里建立起来。这在智慧城市的管理，智能遥感技术的应用已经非常多了。
在今年冬奥会期间，我们就对冰壶赛场冰立方的整个场馆进行了三维数字化。通过AI技术捕捉冰壶在三维场景中的位置，成功实现了在超大空间范围内，远距离精准检测并识别定位跟踪可能被遮挡的运动冰壶。不仅如此，我们还通过“虚实结合”的方式，在现场大屏和咪咕视频还原冰壶的运动轨迹曲线。这不仅可以帮助运动员分析研判对战形式，适时调整战术，还能让观众更好地了解和感受冰壶运动的精髓。
《科创板日报》：完成对水立方场景的三维数字化重建，大概需要多久时间？
栾青：我们在场馆内走一圈的时间大概是十几、二十分钟，然后在两个小时之内就能把整个水立方冰壶比赛场馆进行完整建模。这还是普通服务器的建模速度，如果使用性能更强的服务器，还有可能会更快。
《科创板日报》：AI为现实世界数字化所带来的效率提升，您有没有相关的数据？
栾青：比如， 过去建立一个数字人，平均时长大概剩3-4个月。通过AI的优化之后，在初步情况下可达到一个月以内。未来我们还将会把整个流程优化到以天为单位的级别 ，这样可以让很多行业高效率使用自己的虚拟形象代言人，这是我们正在努力的方向。
可以说，现实世界数字化，是AI最核心在做的事情。如何更快生成人、物、场景，降低成本和门槛，而不是需要专业的设计师花很长时间才能做完。
《科创板日报》：所谓现实世界数字化，在产业化场景也有应用空间，比如说像工业领域一直在提的数字孪生。
栾青：是的， 三维建模和数字化管理是比较通用的技能，可以跨行业解决很多不同问题 。在工业、建筑、医疗等等，都有比较多的可能性。
其中，工业是非常典型的场景。我们也实现了许多工厂，包括对工业园区、工业厂房等的快速三维建模。通过快速三维建模后，对现有的各种摄像头设备或者其他分配的信号进行连接，就形成了一个典型的数字孪生场景。
AI的优势在于，不需要设计师进行场景的三维重建 ，这是一项较为劳动力密集的工作。我们用 普通的民用摄像头产品，甚至手机围绕现场走一圈就可以把场景快速地建立出来 。
而且这些部署的摄像头，可以实现三维高清定位，快速地标定至三维的空间位置中，这样不管厂区还是园区的数字化管理就会非常高效地进行。
数据化和硬件体验是两大挑战
《科创板日报》：“AI+XR”的结合应用还是处于初期发展阶段，您觉得可能还存在哪些挑战？
栾青：挑战主要有两个方面。
首先是体验。这是需要全行业一起解决的事情，包括大家常说的VR或AR内容生态，依赖整个行业一系列的技术提升，把整个体验和内容建立起来。
其次则是数据化。虚拟世界或者说数字世界的存在，最终要帮助到真实世界解决实际的问题。但挑战在于，很多的场景是具有长尾效应。比如在工厂，有些设备是在别的厂区见不到的，或者在这个特殊行业才拥有的，那就需要进行一系列长尾内容的数据化。 如何高效率低成本识别不同的内容，并且实时的数据化到我们系统当中，这也是一大挑战 。
《科创板日报》:虚拟现实应用要真正发展起来的话，可能涉及到哪些关键产业链？
栾青：首先 硬件的产业链肯定是第一步 。必须采用大家习惯、能够日常使用的体验方式，才能普及。就像手机如果非常重，又很昂贵，那么大家不太可能用起来，很多应用也无从落脚。
所以，硬件成本的降低，以及重量、散热、耗能等的提升，仍然要不断去攻克的瓶颈。由此来看， 光学显示，包括轻量化的芯片等，应该都会有较强的发展空间。同时，基于硬件的各种智能化，包括手势识别、面部驱动，三维人建模等内容工具，也亟待发展 。
内容生成平台也非常关键 。三维比二维的内容制作要复杂很多。以前可能只有 游戏 厂商，需要做复杂的三维内容，但投入也是非常大的。 如果我们希望走向全民普适，比如银行、商场、办事大厅等，都进入到三维数字世界之中，你发现成本就会变得非常巨大 。各种各样高效的内容生产工具和平台也会有一轮需要被突破的过程。
此外，如果所有人都需要在三维互联网进行更深入地交流，那么大规模云端的协同性计算，也会有一个巨大的发展契机。当然，还包括经济系统、授权认证系统等，都要在这个体系下被建立起来。
看好数字文创和数字人
《科创板日报》：您预估成熟期需要多久呢？
栾青：现在还比较难预测。不过， 在终极的数字世界建立之前，会有比较多的雏形形态，可以解决日常生活中比较多的问题 。
比如刚才提到的数字人在垂直领域的应用，已经可以消除很多服务体验和效率上的难点。并不一定非要有全新的硬件或者不同的内容生产生态。只要在专业领域做得比较好，就可以有效地提升生产效率。这种行业级别的应用，我们认为已经到来了。
而 全民的、普适性的三维互联网级别，可能还需要一定的发展周期，大家常说5年是一个硬件迭代周期，我们也拭目以待 。
《科创板日报》：目前比较有前景的应用，除了数字人之外还有哪些？
栾青：数字世界需要各种各样的内容，人是一方面，物是另一方面。把很多现实物品进行数字化，也已经成为一个重要的体验环节。
在这方面，数字文创拥有比较大的发展契机。我们已经与敦煌、故宫等大型IP合作，来进行数字内容的体验提升，更好地展示中国传统文化的魅力。
事实上，数字世界可以有更大的创造空间，展示现实文创产品展现不了的内容。 过去是数字赋能实物，现在是实物赋能数字，通过AI/AR的方式，把虚拟的数字内容附着在实体上面，这是我们对数字文创的定义 。
《科创板日报》：您在人工智能从事研究工作多年，您认为人工智能对人类而言，所具有的最大意义是什么？
栾青：人工智能本质上模拟了人类大脑处理信号的方式。在人工智能出现之前，计算机只能处理数字化的信号，没有办法表达自己的思想，依然需要人对这些信号进行解析，才让其变得有意义。
人工智能出现，首先是把现实世界数字化。这样计算机在很多领域就能看懂现实世界的信号，而不用依靠人力。计算机可以自动地、主动去做一些事情，这样提升了数据处理的效率。 其核心是解决了信息入口的问题。也就是原先需要人进行输入，现在整个世界的数据信息不断自动地流入到计算世界里。
当然，人工智能不只是解决入口问题，还要进行各种三维数字内容生成，这是另一价值所在。这方面，人工智能可以把许多重复性劳动替代掉，也是我认为未来重要的发展方向。
三要素是数据、模型、映射。“孪生”的概念最早起源于美国国家航空航天局的“阿波罗计划”；2003年前后，关于数字孪生（DigitalTwin）的设想首次出现于美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上；直到2010年，“DigitalTwin”一词在NASA的技术报告中被正式提出；2012年，美国国家航空航天局与美国空军联合发表了关于数字孪生的论文，重点应用于未来飞行器发展。近年来,随着多学科建模与仿真技术的飞速发展,数字孪生技术研究成为热点，得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字孪生在虚拟样机、数字孪生车间、数字孪生工业、数字孪生卫星、智慧能源、智慧工厂、交通、医疗健康等诸多领域得到成功运用。面向未来网络发展,伴随着云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展以及信息的泛在化,数字孪生技术也将更广泛地运用于人体活动监控与管理、家居生活和科学研究等领域,使得整个社会走向虚拟与现实结合的“数字孪生”世界。
当下，企业正以多种方式使用数字孪生体技术。在 汽车 和飞机制造领域，数字孪生体技术逐渐成为优化整个产品制造价值链和创新产品的重要工具；在能源领域，油田服务运营商通过获得和分析大量井内数据，建立数字孪生模型，实时指导钻井和油气运输作业；在医疗保健领域，心血管研究人员正在为临床诊断、教育、培训，创造高仿真的人类心脏的数字孪生体；作为智慧城市管理的典型案例，新加坡使用详细的虚拟城市模型，用于城市规划、维护和灾害应急预警等项目。自从数字孪生概念提出以来，数字孪生体技术在不断快速演化，无论是对产品的设计、制造还是服务质量，都产生了巨大的推动作用。数字孪生体技术的普及应用将极大地推动企业在数字化、网络化两个层级的发展，助力企业加速数字化智能制造转型的进程，为企业实现数字化智能制造转型升级进行赋能。
数字孪生体技术在制造业中的快速发展和应用，不仅改变了制造企业的传统生产方式，也推动企业管理模式、组织形态的重构。
数字孪生体技术在制造业发展应用过程中主要体现了如下特点：
一是仿真镜像
在产品甚至是生产线和工厂正式制造、建造之前，就可以通过数字化设计、模拟和仿真出实体，输出3D、全息影像等形式的设计图纸和制造手册。仿真分析过程形成了完整的产品数字化虚拟档案，不仅仅包括产品的结构和功能，还包括了材料、工艺和流程，是制造材料、制造过程、制造结果三位一体的数字化信息集成，不仅仅是制造现状的描述和记录，还可以实现质量问题源头的追溯，例如某个电容是用在哪块电路板上等，还可以实现情景再现，例如模拟微型涡喷发动机的生产工艺流程规范是否科学、运行效果是否达标等。
二是动态映射
传统的数字化制造技术主要停留在仿真镜像阶段，没有实现制造过程中以及投入使用后，实体与虚体之间的数据交互。随着IoT技术的深入，通过实时智能传感和监测，可以捕捉到制造实体变化的动态信息，及时反馈到孪生虚体中进行记录和修正，通过计算和验证，降低风险减少误差，通过动态调整、虚实同步，实现产品全生命周期的相互孪生、共同成长。
三是质量预测
通过产品全生命周期大数据的积累和机器深度自主学习等技术的应用，及时发现制造环节和使用环节的错误和痛点，在孪生虚拟体上进行调整和验证，有效评估和提升产品质量管理水平，降低企业研发成本和生产成本。
同样数字孪生体技术在助力制造企业的数字化转型升级过程中，对企业质量管理业务领域也产生了极大的变化和影响：
基于IoT技术实现全面互联的产品开发制造生态圈，它使包括人员、产品、机器及有关系统实现质量信息无障碍流通；
IoT器件、芯片、信息流、人工智能植入传统产品硬件，大大提高了产品的功能，也对产品质量、可靠性和风险管理构成挑战；
除了传统的质量管理方法，很多高 科技 方法，如云计算、深入学习、人工智能、VR/AR进入实用，虽然功能强，但是错用，滥用风险高；
在制造过程中高性能的设备、仪器、元件增加，产生了新能力和新问题。比如精确、快速的3D扫描仪，可快速生成加工件精准电脑图像模型，可代替传统的点测量来进行质量管理，但同时需搞出"以图像为基础的质量管理过程"…
基于以上质量管理业务领域的变化和影响，也同时给企业的质量管理工作带来不一样的变化：
1、未来是个性化定制与服务的柔性生产时代，企业质量管理工作的重点不再是质量缺陷和失效的控制，而是客户价值的不断感知、满足和提升；
2、IoT、大数据、云计算、人工智能等数字孪生体使能技术的应用，实现了产品全生命周期各阶段信息的高效互联互通，同时也促使企业质量管理人员的队伍将扩展到IT部门、数据分析师、工业互联网平台管理者等；
3、在个性化定制生产服务下，产品质量更多体现在为终端消费者创造价值上，数字孪生工厂让客户全程参与产品的研发、设计、生产等过程，产品设计与创新从以企业为中心向以用户为中心转变，通过数字孪生体平台使越来越多的消费者参与产品创新，改变了传统质量需求模式；
4、企业质量管理人员的思路、能力和方法也将发生变化：
快速且高质量的处理海量客户信息的能力；
提高和满足客户感知价值的能力；
数据质量和数据的校准能力；
嵌入式系统的质量管理能力；
预测性质量控制与设备维护能力；
风险控制系统的管控能力；
…
随着新一代信息技术和数字技术的突飞猛进，让数字孪生成为可能，也让企业产品质量追溯、质量监测、质量预警、质量修复变得更加及时、精确和有效，实现了从实物追踪到虚拟镜像的 历史 性跨越，必将为企业产品质量评价或"客户价值感知"带来颠覆性的突破。个人理解，在数字孪生制造新业态下，未来企业质量管理的工作重点方向将有如下几个方面：
一、质量管理战略和规划
未来质量管理将不再是减少错误，而是如何为客户创造价值。面对未来需求个性化的发展趋势，企业质量战略的核心是数字孪生质量平台的打造，实现企业质量管理平台化。数字孪生技术的应用除了降低成本，还会导致市场竞争日趋激烈，产品同质化情况进一步加剧，马太效应进一步放大。在此情况下，企业质量战略和规划工作应先人一步，通过高质量口碑抢占先机，逐渐构建产业质量管理生态链，集生态链智慧，创造企业质量竞争优势。
二、产品技术与质量标准体系的构建
产品技术与质量标准体系是企业质量管理工具和方法选择的参考依据，也是一切质量管理工作执行的目标方向。特别是数字孪生技术应用给产品的全生命周期管理带来颠覆性的变化，因此各企业需要基于数字孪生制造技术的应用特点，构建适合及满足企业质量管理工作需求的标准体系。
三、数据建模及交互协同质量的控制
在产品研发、采购、制造、质量管理到交付的链条中，各链条的数据交互协同将会带来大量的挑战。它直接影响了最终产品的质量，也影响了产品全生命周期质量管理的效率。
随着数字孪生和增材制造等新技术的加入，数据类型更为丰富、数据容量几何级增长、数据交互的时效性要求更高、数据价值和应用分析的工具更为先进，同时也带来了对数据标准更新和工具更新的质量控制要求。以增材制造为例，研发和制造过程中的产品数据，动辄以G计算；由于传感器、机器视觉、人工智能和数字孪生的应用，数据传输过程也由传统单向低速控制指令，转变为控制指令和过程检测数据双向高速传输；而生产过程中积累的大量数据，除产品质量保证外，在其生命周期中的可靠性管理和预测性维护等领域，都将发挥重要价值。
对于数字孪生体和增材制造相关数据建模及交互协同控制等标准的制定，已成为ISO等国际标准化组织和我国十四五数字化制造的核心研究课题。
四、关键过程链的质量波动模拟建模与分析
在经济全球化和加速企业数字化转型升级背景下，市场竞争已经从企业间竞争变为基于关键过程链产品的质量竞争，企业对关键过程链的关注重点已经从传统的产品优化、成本优化，扩展到了质量保障、正向设计过程以及风险控制等各方面，关键过程链上的任何质量波动都可能为企业带来重大的经济损失和市场风险。因而，建立关键过程链的质量波动模型，使之能预测和控制可能的质量波动及其影响范围，是数字孪生制造新业态下产品质量管理的一个关键内容。
五、企业产品创新质量的精准控制
基于产品全生命周期数字孪生体的数据应用，可协助企业精准地锁定用户和表达用户需求，然后按照用户需求创新出一个新产品，通过数字孪生平台模拟测试并生产出来让消费者体验和价值感知，大幅度降低产品研发周期及实现产品的精准上市。这也是一种新的商业模式：在数字世界中对企业的生产流程进行模拟、优化，降低成本，提高效率。
六、产品使用过程的预测性维护质量管理
基于产品使用过程中大数据AI模型、机理模型、故障知识库深度融合，构建产品使用过程孪生体平台，让企业售后人员能够精准识别产品售后故障部件、故障模式、故障原因、故障等级及改善措施，并自动生成详尽的产品售后诊断报告。
以上是基于个人认识的简单思考，欢迎各位交流与指正！
文 |陈龙
本文授权转载自：集智俱乐部
导语
资深智慧城市研究者、华为公司智慧城市高级顾问王鹏，受邀在腾讯研究院×集智俱乐部 AI&Society沙龙上发表以“从城市数据到智慧城市”为题的演讲。笔者回顾了王鹏对城市数据及其应用的，并结合清华大学龙瀛团队在人类数字化上的最新研究，提出对城市和个体虚拟化的探讨。讲座视频实录请见文末小程序与网页链接。
源于工业的数字孪生
数字孪生（Digital Twin）这一概念最早可以追溯到Michael Grieves教授2002年在密歇根大学PLM（产品生命周期管理）中心对产业界做的一次演讲（虽然没有书面证据，但这仍被广泛认为是数字孪生最早来源）。
2014年，Michael Grieves在其撰写的“Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication”白皮书中进行了详细的阐述。他认为通过物理设备的数据，可以在虚拟（信息）空间构建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统，并且这种联系不是单向和静态的，而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。
在此之后，数字孪生的概念逐步扩展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印等领域。随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展，更多的工业产品、工业设备具备了智能的特征，而数字孪生也逐步扩展到了包括制造和服务在内的完整的产品周期阶段，并不断丰富着数字孪生的形态和概念。
企业界走在数字孪生的前列。工业下的数字孪生被各大软件厂商赋予了各自的理解，并将其与自身业务融合，致力于打造出现实世界与虚拟世界融合的解决方案。
美国通用电器公司（GE）与ANSYS公司借助数字孪生这一概念，提出物理机械和分析技术融合的实现途径，让每个引擎，每个涡轮，每台核磁共振都拥有一个数字化的“双胞胎”，并通过数字化模型在虚拟环境下实现机器人调试、试验、优化运行状态等模拟，以便将最优方案应用在物理世界的机器上，从而节省大量维修、调试成本。
西门子引用数字孪生的概念，来形容贯穿于产品生命周期各环节间的数据模型。通俗地说，数字孪生就是仿真模拟一些工厂的实际操作空间，从产品设计到产线设计，到设备制造方的机械设计和工厂的规划排产，到最后制造执行和产品大数据。
法国软件公司达索系统在数字孪生创新协作和验证中，不仅重视产品的数字化表现，更试图通过三维体验平台实现设计师和客户之间的互动。
德国软件公司SAP基于Leonardo平台在数字世界打造了一个完整的数字化双胞胎，在产品试验阶段采集设备的运行状况，进行分析，得出产品的实际性能，再与需求设计的目标比较，形成产品研发的闭环体系。
简而言之，工业下的数字孪生，更多是为制造业提供了产品在物理空间和虚拟空间之间的映射关系，以及在实体世界以及数字虚拟空间中记录、仿真、预测对象全生命周期的运行轨迹的过程。
物理世界和数字副本
数字孪生：催生智慧城市
值得注意的是，数字孪生的概念不仅活跃在工业的制造业，也越来越频繁地出现在智慧城市领域。随着ICT（信息、通信、技术）成为智慧城市发展的主要动能，移动通信、互联网、云计算、传感器、人工智能、量子通信在智慧城市都得到了广泛应用。全域感知、数字模拟、深度学习等各领域的技术发展也即将迎来拐点，这使得城市的数字孪生应运而生。
中国智慧城市数字孪生的发展还有很长一段路要走。数字孪生高度依赖传感器所采集的数据和信息，而就目前的技术水平来看，精细化尺度下城市数据的全域感知和 历史 多维数据的获取，依旧有难度。物理实体空间的数据不够详尽，将直接导致其数字副本的缺失。现阶段的数字孪生距离想象中的沙盒系统模拟推演、人工智能决策等功能仍有很大差距。
数字孪生在智慧城市发展与建设中的核心价值在于，它能够在物理世界和数字世界之间全面建立实时联系，进而对操作对象全生命周期的变化进行记录、分析和预测。智慧城市中的数字孪生可以分为四个阶段，分别是
对城市现状进行精准、全面、动态映射的现状孪生；
从 历史 数据中学习、分析、识别、总结并发现城市运行规律的学习孪生；
人工监督下模拟不同环境背景下的发展情景的模拟孪生；
最终通过实时数据接入与人工智能自动决策的自主孪生。
同时，我们也应看到数字孪生在传感器、5g和边缘计算技术不断发展中所具备的巨大潜力。传感器的高密度部署与高精度感知，结合5g和边缘计算的实时结构化计算回传，对城市物理空间的全域感知和实时更新，将是5g时代的常态。一砖一瓦、一草一木、一桌一椅、一人一车，都会以不同的频率更新位置和状态信息，从而实现真正的“全息”虚拟城市。
城市数据：数字孪生的DNA
在智慧城市的建设中，数字孪生的核心在于构建与城市物理空间全面映射的虚拟（信息）空间。不同于制造业产品周期管理中被制造商全面掌握的产品信息化数据，城市作为一个庞大的复杂系统，其包含的物理空间及过程，无时无刻不在产生着多维的海量大数据，这无疑在数据收集、处理、运算、储存和管理上向城市数字孪生提出了挑战。
近年来，以数据为核心的城市生态链构架了智慧城市的顶层设计，形成以共享信息为中心、各行业协同实现的“感知-应用-共享信息”的智慧城市模式。与此同时，在大数据、人工智能、云计算、物联网等新兴ICT技术的推动下，多维的海量城市数据也逐步以不同方式被挖掘并应用在智慧城市的研究和实践中。
传统城市统计数据的电子化与空间可视化是城市大数据发展迈出的第一步。基于GIS平台上对行政边界的勾绘，并将其与传统的年鉴统计数据相匹配，就能实现传统数据的电子化与可视化，并依托GIS空间分析功能实现空间可视化与分析。
Cityeye上对传统统计数据的电子化与空间可视化
互联网大数据的应用标志着城市真正迈入了大数据时代，而互联网大数据也俨然成为近年来城市研究的“宠儿”，无论是学界还是业界都在积极 探索 互联网大数据为城市研究和发展带来的诸多可能。
互联网大数据最大的优势在于其打破了传统数据自上而下的数据采集壁垒，而是以自下而上的方式提供着精细尺度下的多维数据，如记录城市内所有地理实体空间位置与属性的兴趣点（POI）数据；反映话题热度与用户画像的社交媒体大数据；实时展示人口空间分布的热力图等。
而随着智慧城市的到来，传感器技术的进步与成熟为城市研究提供了另一条数据获取之路。
通过多模块集成传感器在城市内部的架设，可以实现精细尺度下城市环境、人车行为等数据的实时感知与收集。如由City Grid城市网格数据监测站，可利用多模块传感器网络监测人车流量及环境质量，如风速、风向、光照、温湿度和等。City Grid是一款针对城市空间精细化感知的物联网产品，也是传感器技术应用在城市全域感知、数据采集，乃至实现城市未来微观环境与人车行为预测的经典案例。王鹏团队也曾多次利用City Grid多次在清华大学校园和白塔寺社区内进行监测布点、数据采集，并针对城市环境和人群行为开展深入分析。
City Grid城市网格数据监测站
LBS数据（基于位置服务的数据），通过运营商采集用户与基站间不间断的信令数据，来获取移动服务用户相对精确的实时空间位置。因其具备用户量大，覆盖范围广等特征，是描述城市人口数量和空间分布的“终极”数据。
我们把自己数字化了！
Digital Self 数字自我
在感叹数字孪生如何颠覆性地改变制造业和城市管理与运营的同时，有学者已经开始 探索 如何打造人类个体的数字双胞胎。
清华大学龙瀛团队的研究助理张昭希近期发表了一篇题为“Application of wearable cameras in studying inpidual behaviors in built environment”的期刊论文，提出创新性地使用可穿戴式相机对个体行为和城市空间感知进行数据收集、分析与模拟。
研究团队利用便携式相机，记录佩戴者正前方每5分钟一张的图片数据，并通过人工识别、计算机视觉分析和色彩识别分析等手段，对佩戴者个体行为特征、时间分配、路径转移、场所事件等要素进行了分析研究。研究结果表明，可穿戴式相机采集到的图片数据具有丰富的个体行为与时空信息，可以有效描述个体在空间中的行为特征。
数字化的“生命日志”
随着大数据在城市研究中的广泛应用和快速发展，基于建成环境层面的形态要素数据（如遥感、街景和POI数据）和多种互联网数据（如微博、点评和手机信令数据）开展的针对大规模群体的研究，为利用大数据解释城市问题提供了大量案例参考，并逐步建立了理论基础。然而，这些基于较粗尺度城市物理空间，抑或是大规模群体的大数据，仍较难被应用于个体的深层剖析和研究解读。
而可穿戴式相机为大规模采集个体数据提供了新的契机，通过记录的图片数据将个人活动信息数字化，形成“数字自我”的 电子档案，弥补了现有研究中对个体行为数据采集不够连续、维度不够丰富的问题，这也是从城市环境数据化向个体行为信息化的转变之一。同时，个体行为信息化也将推动研究方法的革新和新技术的介入，从主观的“个体感知”转向客观的“量化研究”。
从数字孪生的角度来看，基于可穿戴式相机记录下的图片数据，通过整理和分析可以剥离出个体在物理空间中的行为特征要素，进一步将这些个体行为特征要素在时空上数字化，从而构建了其在虚拟（信息）空间内的数字双胞胎。同时，图片数据中包含的大量物理空间建成环境要素同样可以被数字化并记录在虚拟空间内，从而反映物理空间和虚拟空间内个体和环境之间的交互。
科技 的日新月异不仅使人们的生活方式发生了巨大改变，同时也影响着城市运行的方方面面。不可置否的是，新技术的高速发展给城市研究与实践带来了新的机遇，推动着城市规划技术和工具的突破与创新。如龙瀛提出的数据增强设计，允许规划师们借助多维城市大数据对城市做出更全面、精准的分析与规划设计响应。
同时，在信息通讯技术革新的助力下，数据储存、挖掘、云计算和可视化等技术的完善也为研究城市提供了新视角。人们的思维方式从传统的机械思维向大数据思维转变，认知方式也逐渐向虚实结合的体验过度。城市数字孪生、数字自我的概念也将在第四次工业革命的技术革新下拥有更丰富的内涵。
参考资料
[1] 王鹏：展望未来城市，万物皆可运营 | 智慧城市长文综述
[2] 王鹏：城市数据到智慧城市
[3] Long, Y. (2019). (New) Urban Science: Studying New Cities with New Data, Methods and Technologies. Landscape Architecture Frontiers, 7(2), 8-21.
[4] Zhang, Z. X., & Long, Y. (2019). Application of Wearable Cameras in Studying Inpidual Behaviors in Built Environments. Landscape Architecture Frontiers, 7(2), 22-37.
摘要，参考文献的字数都包括在正文里面的。前几天我指导老师还专门讲过这事。呵呵，给你回答的时候也忘记了加字数二字。
是的，论文字数是摘要和参考文献，而且字体，格式，大小也有一定的要求，在撰写论文是最好使用学校的论文模板，这样可以省去以后的修改格式，字体等等一些列问题。
职称论文条理清晰结构合理，具有较强的说服力和感染力，那你们知道职称论文有没有字数要求呢？下面是我为大家精心推荐的关于职称论文有无字数要求的资料，希望能够对您有所帮助。职称论文有无字数要求 职称论文是有字数要求的，独著或作为第一作者，在国家核心期刊上发表本专业学术论文一篇以上;或在CN刊物上发表本专业学术论文两篇以上;(本条件所指论文指本专业或相近专业论文，均不含增刊、特刊等。期刊必须有CN刊号，应具有较高的学术水平和技术价值，不少于3000字。业绩与成果、论文与论(译)著、技术 报告 等是指执笔人。) 独著或作为第一作者，公开出版有一定学术水平的论(译)著(或技术手册)，本人撰写5万字以上; 主持撰写过两篇专项研究报告或技术报告，经同行业专家认定，具有较高学术、技术水平并对安全工程有较大的应用价值。 市(厅)级或大型企业立项科研课题及其技术报告，经主管部门或归口部门组织同行业专家评审认定具有独创性见解，具有实用价值。 关于教师的职称论文 从声乐专业学生到声乐专业教师的角色转换 摘 要: 声乐专业是一项专业性、实践性很强的专业,从声乐专业学生历年 毕业 就业情况调查来看,从事专业教学的职业是艺术院校声乐专业学生选择最多的职业,无论是在中小学,还是在大学中从事教学,都涉及一个学生到教师的角色转换问题,在此,本文就声乐专业毕业生到大学声乐专业教师这一角色转换的问题进行了一些简单的探讨,以咨共勉。 关键词: 声乐专业 学生 教师 角色转换 一、大学声乐教师的来源 对相关大学声乐教师师资构成的调查表明:大多数声乐教师都是由应届声乐专业(包括是声乐表演专业)和师范的学生经学习、助教学习后担任的,当然也有少部分是来源于各专业团体的知名歌唱家、艺术家。关于歌唱家和演员与教师角色转换的问题,前人相关论述已充分地阐述了,下面我就声乐专业学生与声乐教师角色转换问题结合自己的教学积累和心得,作简要的论述。 二、我国艺术院校培养声乐专业学生的历史情况 说起我国声乐专业人才的培养,也只能从上世纪辛亥革命前后,新学堂内设的“乐歌”课说起,真正中国专业声乐培养的开始,是在20世纪60年代“五四”新 文化 运动后,蔡元培等倡导正式办的专业音乐专科,同时一些外国____会在中国所办高等院校也有。20世纪初在上海建立国立音乐专科学校,标志着我国现代专业音乐 教育 的发展,新中国成立后,在全国陆续建立的各大艺术院校为我国的专业声乐发展在专业性、规模化和质量上都有很大的贡献。而这些声乐专业学生的培养目标,大多是以培养专业演唱者、歌唱家为目标,而声乐教学者除了师傅教徒弟那样的拜师学艺的情况外,授课方式如教学法、教学手段还是多以口口相授、言传身教等基本形式为主。歌唱家和刚毕业的声乐专业学生直接担任教学任务的情况在每个院校都是非常多的,不足为奇。 三、声乐专业学生与声乐教师的素质要求 (一)作为学生的要求 歌唱家自然不作讨论,大多数能担任教学任务,而声乐专业毕业生,在校所学到的技能主要是扎实的歌唱基本功,如良好的歌唱呼吸、良好的歌唱发声、良好的歌唱共鸣、良好的歌唱语言等,另外就是有一定的声乐表演的技巧,能够面对听众时有积极的歌唱心理,用良好的歌唱去表现声乐作品。如果这一切都只是一个声乐表演者具备的专业素养,那最好的情况便是优秀的声乐专业毕业生可能还有文人的气质,具有一定的文学艺术修养和比较注意学习 其它 艺术,阅读较多的各个时期著名作者的经典之作,吸取其中一些精华,同时也对各个时期的社会状态有一定的了解。 (二)作为教师的基本要求 以上三点只是一个演唱家所应具备的专业素养,若退后十年或几十年,按音乐教育的要求,就专业来说,这些演唱家就可以直接从事专业教学了,在教学过程渐渐明白如何教。但是,声乐教学是一门技术性和实践性极强的音乐艺术学科,是区别于其他文化、理论教育的特殊育人方式,它不仅包含歌唱本身的个性、歌唱教育的特殊性,也包括教学中进行的品德、美学的人生观的引导问题,现在,它实际上是融技术性、思想性、科学性、艺术性为一体的教学活动。而声乐教师在教学中则处于先行者的角色,在面对内容丰富、对象不同、情况千变万化的声乐教学时,要求教师的不仅仅是技术性,而多的是科学性、艺术性、思想性的东西了,所以一名声乐教师仅仅有歌唱家的良好修养是不够的,还应该对声乐教学的原则如因材施教、循序渐进、形象、直观、启发诱导等能正确掌握,较好实施,这就要求声乐教师有多方位的视角、多领域的知识,诸如了解各种教学法、教育心理学、社会学、生理学等相关知识。 四、声乐教师素养的普遍意义和特殊意义 声乐教学这一行,对教师的要求比较苛刻,这不仅是声乐教学需要普通意义上的教师素养,更重要的是声乐学习的特殊性所需要的特殊意义上的教师素养。 (一)普通意义上的教师素养 普通意义上的教师(这里主要谈高等教育的教师)既是教育教学工作的承担者,又是某一学科的专家和研究者。普通意义上的教师素养包括: 1.专业知识扎实,实践 经验 丰富,有较扎实的理论基础,较深的学术造诣。 2.治学态度严谨,能起到设计、指导教学的作用。 3.具有团结协作精神。 4.具有继续学习、积极探索研究的精神。 (二)特殊意义上的教师素养 1.声乐教学是特殊性很强的教学 (1)教学形式特殊 声乐教学从起始至今,多是用一对一、面对面的教学形式,这种教学形式是符合声乐艺术人才培养的规律和需要的。主科老师在教学中处于主导地位,是一个重要的角色,在学生心目中,声乐教师就是他们在专业上投石问路的向导,是生存发展的依托,而声乐教学并非理论教学,不能脱离实际练习直接进行理论说教。而是通过演唱的教学实施,达到技巧、理论、思想的同步教育,声乐教师在这种教学形式中对学生的影响是巨大的,就这方面来说,这个角色是很特殊的,当然对声乐教师的要求就相应与众不同了。 (2)教学对象的特殊 我们认为,能从事声乐学习的人应该是有一定条件的,嗓音条件自然不必说,好的嗓音是学习音乐的先决条件,然而要培养一名成功的歌唱演员或优秀的声乐专业学生,有好的声音条件和好的乐感是其中关键的一方面。所谓好乐感就是指学生有敏锐的感知活动能力、丰富的情感体验、灵敏的情感共鸣、丰富的 想象力 ,同时在感觉心理方面也有较强的能力。调查表明,从事声乐及有关表演专业的人,其性格大多是感性外在的而非理性的。当然声乐教学的对象也多是感性思维超过 理性思维 的学生,心理活动特别丰富、心理感受特别灵敏的人,他们区别于一般理性化思维强的学生群体,因而对这样的专业、这样的学生来说,其 教学 方法 就要特殊化。 (3)教学内容的特殊 声乐教学不仅是生理意义上对歌唱技巧的教学,更是心理意义上打开意识大门的教学,这就是说声乐艺术是“情感的艺术”的原因。生理意义上的教学指的是解决如何利用人喉部的天然乐器即声带来进行科学发声的教学,它涉及人的身体各部分参与歌唱活动的肌肉、腔体及器官的整体协调运动;而心理意义上的教学则从情感入手,通过歌唱来体验情感并表现情感,从而进行情感交流活动。 歌唱的教学内容既不是可照课本宣读和解释的文字,更不是可用多媒体演示具体图像的运动,而是看不见摸不着,只能用听觉、视觉器官去感受,用内心情感去体会和领悟的音乐。它的神秘在于不可直观感知或观察,只能领会、领悟,通过声音刺激,产生情感共鸣。它是特殊的内容,也是抽象的内容,所以对教师的教学法要求就会不一样。 2.对声乐教师的特殊要求 以我的浅识来看,声乐教师所从事的教学具有以上特殊性,当然对教师这个角色的要求就有所不同,普遍来说,声乐教师至少要具备以下素养。 (1)规范的声乐示范能力 声乐学习既是一种意识领域的抽象活动,又是极其复杂的生理心理活动,技能性强,其教学方法很多,与中国传统戏曲的口口相传相似,最常用的教学法是示范教学。这种教学对学生有直接的技术示范作用,学生可以在专业学习初期通过看、听、感受然后去模仿学习。声乐教师的“直接榜样”作用,使学生自觉地接受教育的影响,有效激发他们学习的兴趣和歌唱的欲望。所谓“善歌者使人继其场所,善教者使人继其志”,同样,声乐教学中好的示范会比理论教学效果更佳,特别在学生对科学的歌唱观念不明确的情况下,示范的作用就显得尤为重要,它能使学生在认知领域建立起一个清晰的目标,形成一个可感的目标意象。这就是为什么当一位老师在作示范时,学生会更多地注意其演唱姿势和技术形成的外观过程,因为示范不仅仅能吸引学生的注意力,还能直观呈现给学生该演唱的目标图像。 (2)准确的判断能力 沈湘先生曾经讲:“耳朵中没有分辨歌声的标准,教师对细微的变化之好坏,对错能否分辨是决定教学成败的关键。”① 在教学行为中,教师在指导学生训练声音时,通过观察学生演唱的外观过程,结合自己的专业认知,来判断学生演唱肌肉、腔体及发声各器官的运动状态和他的心理状态,从细微之处的表象准确判断出形成这种细微差别的原因,发现问题采取相应的解决办法“对症下药”,从而达到改善教学的目的。除了对演唱肌能状态的准确判断外,教师还要对音准、节奏的判断要准确,这里说的音准问题,应当称为“高级音准”问题,主要指因技术性问题或注意力问题而造成的歌唱的音准在相应音高上略偏低偏高的问题,这些细微的差别可以反映学生在技术上、注意力上和表达作品情况上的问题。如果教师不能敏锐地感知、判断这种对错,就不能相应地解决学生歌唱的问题,这对作品的美的表达将是影响甚大的。 (3)了解歌唱生理知识 声乐教学与声乐学习不同在于:声乐的学习主要调查自己整体协调的发声运动,并用情感去做主线,来正确演绎作品达到情感共鸣的目的。而声乐教学不仅要求老师要知道怎样唱,还要知道怎样解决歌唱中出现的问题,以及对歌唱学习中每个阶段原会出现或者要出现的问题有一定的预见性。也就是说既要知道好的声音是什么,还要知道怎样才能唱出好的声音。所以了解相关歌唱发声的原理,如人体乐器的诸部件和发声机理,知道如何指导调控各部件有意识、有取舍的运动,才能准确把握歌唱中语言与发声、发声与共鸣、咬字与气息的对抗关系,以及对松与紧、动与静、呼与吸等歌唱中辩证关系有一定的理解,教学才具有效性。 (4)较高的音乐文化综合素质 声乐艺术不仅属于艺术领域也属于人文科学领域,是社会精神活动的外在载体,它所展示的美的规则、语言生衍、内容思想和情感意境是人的生活经历、心理历程、文化素质、审美取向性格特征的综合。一位好的音乐传播者就应该有较高的音乐综合素养,它包括视唱练耳曲式分析、音乐美学、民族民间音乐、音乐发展历史、钢琴伴奏及文学鉴赏等综合素养,例如在教学中,我们的钢琴弹奏除了要为学生提供必要的音准、节奏、速度、意境外,更主要的是要带着情感与歌唱一起成功塑造艺术形象,这要求的不仅仅是钢琴弹奏的能力,更多的是文学、美学、音乐学、心理学、人文学等综合学科所承载的底蕴交融、浑然一体而表现出来的综合素养。所以说声乐教学是技术性与艺术性结合一体的工作。教师综合素养的高低是判断教书匠与艺术家的重要标准之一。 五、从学生到声乐教师的角色转换 声乐专业学生和声乐专业教师这两种角色既是独立的又是密切联系的,就像两个同心圆,有共同点却也有较大的区别。当然师不必优于弟子,而弟子也不必不如师,学生在个人演唱能力上往往是长江后浪推前浪,是很可能超过老师的。但是要从学生这个角色转换到教书育人的教师角色则还是要经历一个知识和能力的扩容(如下图)才行。 (一)声乐专业的学生 这个角色首先就要会学,把自己既要定位在普通学生角色也要向着演员的素质目标前进。 首先,要对声乐学习有足够的热情和清醒的头脑,学习扎实的基本功,如歌唱的呼吸、咬字、歌唱的共鸣等技术性的学习,知道音乐学习是循序渐进、曲折前进,从自然到不自然然后再回归自然的漫长过程,不要好高骛远,盲目追求声音的共鸣、亮度、力度或者追求迅速跨步的声音发展,也不要遇到困难就缺乏歌唱热情放弃学习,一有进步得意忘形,刻意玩弄技巧,而应该理智地学习,热情地歌唱。 其次,要广泛学习相关声乐知识和基础理论,阅读优秀文学著作,提高自己对声乐的敏感性和对美的更深层次的认识。我们通常说的天赋的直觉、敏锐的听觉、丰富的情感并非完全与身俱来,主要还是因为各种综合艺术的熏陶和积累。对声乐的敏感性来源于我们对声乐作品接触的数量、质量,声乐基础理论掌握程度,以及对文化知识、对社会文化的理解深度。我认为一位内心苍白的人,即没有分析理解和感受歌曲创作思维的能力,没有丰富的情感体验去演 唱歌 曲所表达的音乐性,就算有漂亮的嗓音和华丽的演唱技巧,也不能称之为完美。“声有发乎情,情动而辞发”,“情欲信”而“辞欲巧”这是颠扑不破的歌唱艺术真理。情感是歌唱的灵魂,没有情感的歌唱,是不可能感动人的,而情感的积淀却是广泛体验的结果。所以作为一名声乐专业学生,技巧的学习固然重要,更重要的是要提高自己对情感、乐感的敏锐性。要用歌唱家的角色来要求自己。 最后,要有坚持不懈、持之以恒的学习精神。当然任何一种学习都需要这种精神,对声乐学习者来说,更强调此,因为它的学习是技术性和艺术性很强的,有不断重复、不断巩固、抽象、空洞的特点。由简至难,日复一日,年复一年,有较长一段时间是通过发声练习来掌握歌唱基本要领,显得枯燥无味,易造成心理压力。作为学生,要坚信自己,并要有不怕吃苦、持之以恒的探索歌唱精髓的精神,抱以积极的学习心态,才能不断取得进步。 (二)从学生到教师的角色转换 从事声乐教学,作为教师就有与学生角色不一样的地方,当然前提是我们仍然应该以学生的态度不断学习,提高专业水平,做到以上几点。 在此前提下,教师还应该从理论上、心理教学法上,甚至从专业技能上不断扩容,做好为授学生一碗就要备教师一桶之量的准备。 1.心理上 认真对待自己的教师角色,调整心态,为人师表,在对自己的要求上就不仅仅是学习上的问题,而是做人做事,师德修养上的问题。特别是在对待学生的问题上,要尽可能地加强修养,对学生的评价要客观、公平,平时要注意自己的一言一行,同时不能将个人情感带入教学中,甚至对学生存有偏见,要有长者、为师者的风范。 要对在教学中可能会发生的问题作一定的了解和估计,从心理上去消化问题,适度调整自己的心态,正确面对问题,进而在未来教学中可以调节和控制自己的行为。 另外,在对待学生心理问题上,要深入地掌握现代大学生特别是声乐专业学生的心理,及时针对学生在学习过程中产生的不良心理状态和不良习惯进行调解,有效消减,保证从心理上解决声乐教学的问题,激活他们的歌唱欲望和学习兴趣,这样也有助于自己教学的有效性。 2.教学法上 要研究教学法,研究学生个体差异,设计有序的、优化的、本着好的手段好的结果的教学方案,制定阶段目标和终极目标,针对学生个性特点特制订教学方法,突出其个性发展,当然在教学中也需要讲究艺术性,我认为,在教学过程中,教师可把自己当作长者、当作观众,或当作指挥,还可当作演员来看。 (1)要像长者一样关心学生,提供关怀尽力帮助其解决各种问题,让学生在情感上尊重你、依赖你,从而赢得学生的喜爱,这样就使教师的教学就有感召力,从而使学生对教师的教学产生积极的回应,进而达到在知识上、思想上、人格上对其产生积极影响,也有助于教师在教学过程中达到育人的目的。“善歌者使人继其声,善教者使人继其志”就是这个道理。使学生不仅学到了歌唱的方法,更从中受到美德的教育。 (2)要像指挥一样严格要求学生,引导学生。在实施声乐教学过程中,教师的主导作用非常重要,既要激发学生的歌唱欲望、学习兴趣,更要善于引导学生随着自己设计的教学方案去努力、去体会、去提高,并且严格做好每个阶段的计划和训练工作,同时,还要把自己正确概念、歌唱技巧,对作品的理解、细节的处理、思想的升华等要素进行合理组合,传授给学生,严格要求学生完成每一个阶段的学习任务,顺着教师的指挥一步步演绎声乐学习的交响曲。 (3)要像观众一样倾听学生的内心感受,学会做倾听者。要想在教学中取得有效的成果,成为一名出色的声乐教师,除了歌唱方法的科学性外,还要真正地静下来去听学生,包括他们的歌唱和心理感受。大多数声乐专业都开设有各种形式的演唱实践课,如果说在小课教学过程中教师是以长者、指挥家、批判评论家的身份来引导学生的话,我认为在这些艺术实践课上就应以观众的身份来鉴赏学生的演唱,去判断学生演唱中的优缺点,让学生感受到观众的存在和希望得到观众的肯定,这样就可以客观地从学生的演唱中找到问题,检验自己的教学效果,并有助于改进教学方法。 另一种听,就是真正成为学生可以倾诉的对象,让学生感到教师是一位可以信赖可以倾诉的朋友,愿意把学习的感受与教师交流。实际上这是一种好的情感交流,有利于教学的针对性和有效性。 (4)要像演员一样去进行二度创作,表演示范给学生看。在声乐教学过程中,难就难在如何将抽象的声音概念直观地呈现给学生,让学生理解、明白,从而早日建立科学的发声概念。 成功演员就是有较强的模仿和神形兼备的表演能力的人。而教师在实施声乐教学的过程中,很多时候就需要这种演员的素质,当学生对教师所教授的方法或感受表示茫然时,如果只是单一的采用示范,无论教师技巧多好,实践证明效果还是不太良好。如果加点态势语言、肢体、手势、表情等予以辅助,则会让教师的示范形象生动简单易懂,例如当教师要求学生将上腭要自然抬起时,做一个微笑的表情,或者用手势暗示双颊,学生就会比较容易领会,再如当教师在教授学生演唱作品时,想让学生明白自己所要求的作品中角色和情绪的处理,不妨演给学生看看,把学生的注意力吸引到自己身上,自己用心去歌唱,把自己对该曲的情感体验展示给学生看,来感染学生。 3.理论上 学习教育学、心理学,勇于探索创新,当自己的角色从学生转变为教师时,这些良好的教育学和心理学的理论知识,才能帮助自己真正有方法地设计教学方案,创设教学情境,采用多角度、多样化有创造性的教学手段。 学习理论自然是作为教师的必修课,只有懂教育学,了解学生心理的教师才能设计有创造性的针对学生个体的教学方案。有创造意识和科研意识,才能对声乐专业的认识从感性上升到理性,从而才会有效地指导感性认识。 另外,教学方法的创新往往能使教师所想要传递的声乐信息比以前更快捷、更简明、更有效。而知识技能的传递又是教学成败的关键,所以,它又直接影响了教学效率。 对心理学有一定了解的教师往往明白,声乐教学关键在于激发学生的演唱激情,通过某个学生的言行表现了解其性格品质、接受能力、 学习态度 、意志的坚韧性及自我控制能力等心理方面的差异。在教学实施过程中如果把生理意义的教学与心理教学结合起来因材施教,效果会很不错。比如有一类学生就是情感丰富、细致、性格内向、胆小、怕出错,又过分要求完美,他们在演唱时往往容易失态,也容易产生自卑心理,对待这类学生,教师就要根据其心理特征,采取的教学方式就不应是狠狠批评,过于指责,而是要耐心、热情,只要他们有一点进步就要表扬。另外,上课时要适度创造轻松愉快的教学氛围,调动起学生的歌唱欲望,增强其学习声乐的自信心。 六、结语 我从当前高校声乐教师的角色要求着手,展开浅析,着重就学生与教师角色转换方面的问题提出自己的一些浅显的看法。但是应明确的是,社会的进步,时代的变迁,教育观念的变化或许会对这种适应教师角色的要求有所不同,因为对教师要求是开放的,与时俱进的。我希望所有的应届毕业生能尽快地调整好自己各方面的能力,适应这种角色的转换。 注释: ①沈湘著.沈湘声乐教学艺术.上海音乐出版社,. 参考文献: [1]声乐教学必须重视心理心态的研究.音乐研究,. [2]关于声乐教师能力结构的思考.黄钟,. [3]声乐教师的角色定位.中国音乐,. 看了“职称论文有无字数要求”的人还看： 1. 副高职称论文有字数要求吗 2. 2017年职称论文字数要求 3. 评职称论文字数要求 4. 高级职称论文的字数要求 5. 工程师职称论文字数要求
论文著作论文要求为任现职以来发表，内容与所申报专业一致，字数在2000字以上，需附论文资料来源或临床资料一览表，并提交至少1份原始资料参加评审;申报副高职称，须提交临床研究型论文;申报正高职称，基础性研究论文和硕士博士学习期间发表论文仅限1篇;论文仅认可第一作者，通讯作者不予认可;论文一律以杂志正刊原件为依据，对增刊、手抄稿、征稿通知、单个印刷体、清样稿、复印件等不作为评审依据;提交评审的学术论文须附论文检索审验信息表、论文复制比检测证明，复制比不得超过30%。综述规定提交评审的反映本专业国内外技术发展动态的1份综述材料，应符合综述书写和标注规范，提供所有参考文献原文复印件，参考文献要求20篇以上，其中近3年不少于10篇。提交评审的综述须附复制比检测证明，复制比不得超过30%。(二) 论文著作要求①三级医院和省级公共卫生、妇幼保健机构：任现职期内，有1篇本专业、质量较高的论著、 经验 交流学术 文章 在“中文核心期刊”、“SCI”刊物或“统计源核心期刊”上发表;或在省级以上出版社正式出版独著或合著(本人撰写部分不少于5万字)的本专业有学术价值的著作或译著1部。②市级、县级公共卫生机构：任现职期内，有1篇本专业、质量较高的论著、经验交流学术文章在国家公开出版发行的医学类期刊上发表;或在省级以上出版社正式出版独著或合著(本人撰写部分不少于5万字)的本专业有学术价值的著作或译著1部。③一级、二级医院：不做要求医学全在。研究所发布目录为准。在申报材料时请附该期刊被收录的“中文核心期刊”或“统计源核心期刊”目录，“SCI”文章需附检索证明。本条件所述“中文核心期刊”以北京大学图书馆发布目录为准、“统计源核心期刊”(又称为科技核心期刊)以中国科学技术信息(三)期刊目录说明本条件所述“中文核心期刊”以北京大学图书馆发布目录为准、“统计源核心期刊”(又称为科技核心期刊)以中国科学技术信息研究所发布目录为准。在申报材料时请附该期刊被收录的“中文核心期刊”或“统计源核心期刊”目录，“SCI”文章需附检索证明。安徽省评职称论文 范文 赏析论医师职业精神培育【摘要】 医师职业精神是指医者表现在医学行为中的主导思想.是在医学实践中建立和凝炼为整个医学界乃至全社会所肯定并倡导的基本从业理念、价值取向、职业人格及其职业准则、职业风尚的总和。针对当前医护人员职业精神缺失现象，探讨医护人员职业精神培育的途径.【关键词】 职业精神;培育【中图分类号】R552 【文献标识码】B 【文章编号】1005-0515(2011)06-0399-02医学人文是以医学价值为核心，以哲学思维的探究、追寻为 方法 ，以人和人的世界(医学人和医学人的世界)目的为归宿，以“我思”医学思想、医学精神)寻找医学灵魂.从而获得医学世界和医学人的“我在”的综合性学科。医师职业精神是指业医者表现在医学行为中的主导思想.是在医学实践中建立和凝炼为整个医学界乃至全社会所肯定并倡导的基本从业理念、价值取向、职业人格及其职业准则、职业风尚的总和。新世纪医师职业精神最早由美国医生联盟、欧洲内科医学联合会等于年发布的2000年《医师宣言》中提出，至今已有个国家和地区的120个国际医学组织认可并签署该宣言。中国医师协会于2005年正式宣布加入推行此宣言的活动，此举得到卫生部的大力支持。1 医学职业精神的内涵所谓医学职业精神是指在医学领域医务人员应确立的理想和信仰, 即在医疗实践整个过程中, 在任何情况下, 医务人员要始终坚持医学职业精神和专业精神的统一。其中, 职业精神指的是理想信念, 敬业与责任, 是一种在职业认知、情感意志基础上确立起来的、对职业理想与信仰的追求, 它是在长期的医疗实践中养成的, 表现在把病人的利益放在第一位, 坚持以病人为中心, 关爱病人的健康, 重视病人的权利、人格, 维护病人的利益与幸福; 专业精神是指求真务实、开拓创新, 在医疗临床实践中尊重客观事实与医学规律, 依据循证医学方法进行科学试验的开拓创新, 在操作规范指导下进行医学临床防治疾病实践, 防止差错事故, 推动医学科学的发展, 为人类健康服务。由美国内科学会等单位倡议的并获得美国、英国、法国、中国等36个国家和地区的120个国际医学组织认可的《新世纪医师专业精神―医师宣言》[1],充分体现了当代医学的职业精神。对此,我们试概括为:患者利益至上,医学诚信第一,提高业务能力,促进社会公平。《医师宣言》将患者利益放在首位的原则列为其基本原则的第一条,这在全世界得到普遍的认同,医学虽然是在不同民族 文化 传统中发展起来的,却都是把治病救人放在首位的,这是由医学职业本质所决定的。要做到这点必须坚持利他主义,也就是我国长期提倡的“专门利人、毫不利己”的精神。医师职业精神是医师临床能力中最重要的要素。其核心是指医师富于谦逊、正直、责任心和诚实等品质。医生要有爱心、良心和责任心, 要想方设法为病人看好病, 想方设法是指对病人负责的态度, 看好病是指医生具有解决实际问题的能力, 对技术精益求精的追求。这正是新时代医学职业精神的体现与要求。2 医学人文在当代医疗过程中的日渐缺失随着西医的逐步扩张乃至成为主流,以及中医越来越西医化,中国的医师职业精神在一定意义上出现了断裂。在协和医学院开办之初，国际平民 教育 之父晏阳初就提出：协和未来的医生需要的是一个科学家的头脑和一颗传教士的心灵。毫无疑问.晏阳初凭借他的一双慧眼，透彻地看到了“传教士心灵”--医学职业精神的极端重要性。在全面发展时期，以市场经济条件下的医德建设为主题、以中国特色的医学伦理学建设为主要载体的医学职业精神再建设.随着我国经济社会的快速发展。社会大众及政府对医疗行业的期望值与日俱增。医疗工作逐渐成为一种高技术、高付出、高负荷、高风险、高压力、高要求、高期望的职业。在现代医疗体制和管理机制尚未完全成熟，社会贫富差距加大，医疗费用增加.政府财政支持有限和医生付出与收入不相对应的情况下，医生们既要尽可能地用最少的医疗资源、费用和时间满足患者诊治和康复的要求,又要处理好与患者甚至社会之间的复杂关系,有时不得不忍受人身侮辱和攻击，且得不到及时、适当、合理的保护与支持。职业压力导致职业倦怠，表现为工作进取心下降，职业精神退化，自身保护意识增强,医务人员工作满意度降低,直接影响为患者提供持续、良好的医疗服务。降低了患者满意度。有些人简单地把“看病难、看病贵”的原因归咎于医院及其医生，媒体对医院、医生的过多负面宣传，更加深了社会及患者的不理解、不支持。另外在市场经济条件下,受利益驱动。确有极少数医务人员忽视自身道德修养。开大处方，诱导医疗消费，收受“红包”、“回扣”;有的业务上不求上进，工作上缺乏责任心.渐失职业职责，出现一些有悖职业精神的表现。3 医师职业精神教育的培育医学已发展成为预防、治疗、保健和康复四位一体的格局。医生的任务从传统的单纯治疗转变为促进健康，防止疾病，提供初级卫生保健.遵守职业道德，热心为患者治病和减轻患者痛苦。时代要求医生成为优秀的健康管理人才、医学专家、患者和社区的代言人、有判断力的思想家、信息专家、掌握先进社会科学和 自然科学知识 并能终身学习的学者。l995年.WHO提出五星级医生作为未来全球性策略，所谓五星级医生是指保健的提供者、决策者、健康教育者或交际家、社会领导者、服务管理者。显然。新世纪的医生.除了要有扎实的 医学知识 外，还必须具备良好的人文素质，在语言文字修养、美学艺术修养、 文明礼仪 修养、伦理道德修养等方面达到与专业技术素质相应的水准。新世纪医师职业精神一《医师宣言》是一份适用于世界各国、符合现代市场经济的执业医师行为准则。其中涉及的职业精神和管理理念可以有效地引导医师承担救死扶伤的艰巨任务和来自社会各方面的诸多压力。在新时期，如何正确面临执业环境和肩负的职业使命，如何切实有效地加强医师职业精神建设，是摆在医学界和全社会面前的一个重要课题。弘扬医学人文，促进医师职业精神重构，积极推进医学人文信仰的建立。医学人文信仰是人们基于人的生存发展价值的认知而产生的对医学人文的笃信与崇敬，并以此设定人生目标并付诸医学实践的特殊情感，其实质是对人生目的终极性的确认与追求。在当今时代各种复杂的社会背景下，医学人文信仰在医疗实践活动中极具重要价值，它是平衡医学技术主义的重要砝码，是抵制市场经济负面影响的重要精神支柱，是构建和谐医患关系的根本。因此，在医学人文信仰长期不被学界和医务界所重视的状况下，在当前医疗卫生服务中出现的“医德失范、医德迷茫、人文衰微”以及诸多医患冲突现象已引起社会各界瞩目的情形下，从医学伦理视域考辨医学人文信仰问题，无疑是对上述问题的积极应对。因之，在坚持“以人为本，构建社会主义和谐社会”的伟大实践中，促进医疗卫生服务中的医学人文信仰的构建，具有极强的现实意义。全面提升医务人员人文素质。医生从事的是治病救人的神圣职业，医生的人文素质如何，决定医学事业的发展，决定医院的繁荣和医生个人全面素质的提高。全面提升医生的人文素质首先要培养医生的职业道德。技术不等于文化，掌握高技术的人不一定人文修养就高。只有把思想教育的训导和文化情感的激发有效地结合起来.才能切实提高医生的人文修养.这是塑造优秀医生的有效途径。其次，医生要不断学习人文科学知识。医生除掌握本学科技术的最新进展外.还必须涉猎诸如文学、艺术、伦理、法律、心理、社会、哲学、历史等人文社会科学的相关知识。文学可以弥补医生人生经历之不足，增加对人与社会的体察。此外，医务人员在医疗实践中还要自觉养成人文关怀的习惯。医生在诊疗活动中尊重患者人格。使用敬语称谓。注重医患之间的沟通与交流，关心患者疾苦，并适当对患者进行心理安慰，帮助患者克服自卑、消除顾虑、树立战胜疾病的信心和勇气.以及医生在医疗过程中始终遵循知情同意原则等.这些都体现了医生高尚的人文素质和修养。着力营造医院人文环境。人文的就医环境主要体现三个方面：第一是以患者为中心，如公共环境宽敞明亮、方便快捷、导向标识清晰、流程顺畅;第二是以医护人员为主体，只有为高强度工作的医护人员提供完善便捷的工作、学习、研究、休息环境，才能提高整体的工作品质和效率：第三是为管理者节省人力和建筑空间、便于管理等。总之，营造医院的人文环境要坚持从人的需求，从艺术的本体以及医院文化建设出发，在医院经营管理过程中，以先进的医院文化引导为基本手段.以激发职工自觉性、积极性、创造性为目的，将医学人文理念融于医院管理中，形成现代管理型医院。当前.医疗环境已被纳入直接影响医院核心竞争力的重要指标.公众进入医院后的印象可以决定日后对该医院的信任程度，而信任程度的高低直接影响医院在社会中的竞争力。建设现代化管理型医院，必须把医学人文理念用于指导、实践医院的各项工作，以深层次的文化建设促进业务建设，以文化力促进战斗力、竞争力，提高医院的内涵质量.进而推动现代化医院的健康发展。完善自我规范和激励约束机制.医生的自我规范在美国已有很长的历史.这些规范是被广泛认可的有价值的认证。近年来，这些认证变得更为严格，需要定期再认证，包括最新技术知识的考察和行医表现的评估。作为《医师宣言》的支持者和签署者之一.中国广大的医务人员更应积极的将这一职业理念和自我规范体现到每天的日常工作中。此外，卫生主管部门和医疗机构还要积极探索和建立行之有效的管理机制、动力机制、学习机制、考核机制和激励机制.将医生的人文素质作为医生评聘、职称晋升、执业注册考试和考核、医院评估等的重要内容.将提高医生人文素质和医院的人文环境作为行业自律的主要内容.作为表彰优秀医师和模范医院的重要条件。职业精神建设重在人文实践.医师职业精神建设重在从医过程中实践医学人文精神。医学人文实践包括以下几方面内容：①体现人文关怀的服务态度;②良好的医院、病房的人文环境;③疗效好、损伤小、价格合理的医疗服务;④正确地处理医疗中的各种伦理社会法律问题：⑤在医院管理各环节上维护病人的权益;⑥在保健政策上体现对病人和人的健康的人文关爱。根据以上内容。可将医学人文实践划分为三个层次：服务态度与环境、医院管理与政策及医疗实践全过程引。目前引起医院重视并着力推行的大多是服务态度的改善与环境的改造，这虽然也很重要，但对患者来说并非是最重要和最根本的。医师职业精神教育中首先要营造良好的人文环境，继承和发展我国 传统文化 中的人文精神; 以人文课程为基础, 加强职业精神教育; 加强医学实践锻炼; 加强临床实习生的职业精神教育; 营造浓厚的职业精神教育环境氛围。通过专题讲座、分组讨论、角色模拟、具体实践、典型事例分析、个人观点表述和对“隐匿”事件的处理等手段培养医师职业精神。医师职业精神同样也可以进行评估，目前采用的评估重点已从传统判定型的 总结 性评估转化为重视品质提升的形成性评估，即更加看重医师的进步。有效的医师职业精神评估需要设定多个考评者、不同的考评地点、真实的环境、可能涉及医患冲突的场景，考评过程需要在严肃又不失宽松的氛围中进行。总之，新形势下对医师职业精神赋予了新的内涵，具有良好的医师职业精神已不仅仅是好医生的标准，它已成为一名合格医生的基本条件。特别要注意加强医师职业精神培育，注重提高医师职业精神培育的方法、途径和效果，成为精于专业，诚于品德，名副其实的德医双馨的医生
四维时空间隔的定义D=(dt)^2-(dx)^2-(dy)^2-(dz)^2, 然后套用一下洛仑兹时空变换的公式. 就可以发现D到底变不变了.单纯的时间或者空间间隔在不同的参考系下是变化的.
时间膨胀效应表明，运动时，钟的速率将变慢。由于惯性系之间没有哪一个更特殊，对于K和K '这两个彼此作相对运动的惯性系来说，哪一个在运动，这完全是相对的。因而，似乎出现了这样一个问题：K系中的观察者认为K'系中的时钟变慢了，而K'系中的观察者又会认为K系中的时钟变慢了，即两个观察者得到的是互相矛盾的结论。这就是所谓的“时钟佯谬”问题。如果把这个问题应用于假想的宇宙航行，就会给出这样一个结果：有两个孪生子，一个乘高速飞船到远方宇宙空间去旅行，另一个则留在地球上。经过若干年，飞船重新返回到地球之后，地球上的那个孪生子认为乘飞船航行的孪生兄弟比他年轻；而从飞船上那个孪生子的观点看，又好像地球上的孪生兄弟年轻了。这显然是互相矛盾的。所以，这种现象通常又称为“孪生子佯谬”或“孪生子悖论”。在解释这种佯谬时候，为了突出问题的实质，可以这样来比较两只钟，一只钟固定在一个惯性系中，另一只钟则相对于这个惯性系作往返航行，如同在“孪生子佯谬”中乘宇宙飞船的孪生兄弟那样。通过研究在往返航行的钟回来的时候，它的指针所显示的经历时间（也就是这个钟所经历的固有时间间隔）和固定钟的指针所显示的经历时间（ 也就是固定钟所经历的固有时间间隔）相比，到底哪一个更长，显然，经历的固有时间间隔小的钟，相当于年龄增长慢的那一个孪生子。可以发现，不能简单地套用前面写出的那个洛伦兹变换，因为往返航行的钟并不是始终静止于同一个惯性系之中，而是先静止在一个惯性系（向远处飞去），后来又经历加速（或减速）转而静止在另一个惯性系（远处归来），而它的“孪生兄弟”即另外那一只钟则始终静止在一个惯性系中。由此可见，往返航行的钟和静止的钟的地位并不是等价的。其深层原因是两个孪生兄弟在闵可夫斯基时空图中的世界线是不相同的，这就反驳了“孪生子佯谬”。具体地说，哪一只走得更慢一些，有人认为，要解决这个问题，必须应用广义相对论，因为有加速或减速过程。但是，实际上这个问题可以在狭义相对论范围内圆满解决。如果加速过程对时钟速率不产生影响（实验证明加速或减速过程对时钟的速率没有影响），考虑到作往返运动的时钟经历了不同的惯性系，因而还必须考虑到不同地点的同时性问题，那么，不论在哪个惯性系中计算，狭义相对论都给出同样的结果，即往返航行的时钟变慢了。也就是说，在“孪生子佯谬”问题中，宇宙航行的孪生子比留在地球上的孪生兄弟年轻。
在物理学发展中有不少的佯谬，每一个佯谬的出现往往暗示着原有理论体系内部存在着逻辑矛盾，暴露出原有理论体系的非科学性和局限性，它能诱发人们对旧理论的深层思考，并极大激励和启迪人们开始探索一个新的物理学领域；每一个佯谬的提出和解决往往孕育着新理论的诞生，昭示一场深刻的物理学革命即将到来。可以说，佯谬是推进物理学发展的一个强大动力。 一、奥尔勃斯佯谬 奥尔勃斯佯谬，又称夜黑佯谬，从文献记载看，在欧洲英、法、德三国，各有一位天文学家：哈勒(E. Italley)于1720年，切西亚赫( Che'seaux)于 1744年和奥尔勃斯()于1823年，曾先后以大致相同的方式，提出如下命题：夜间天空没有太阳照耀，但天上并非只有一个太阳。每颗恒星都是一个太阳。虽然由于其它恒星离我们较远，其光线很弱。但宇宙中无限多的恒星完全可以照亮整个天空。所以夜晚不应该是黑的。[1] 佯谬的提出者本人——切西亚赫和奥尔勃斯对这个命题是这样回答的：星际空间存在许多弥散物质，它们会吸收恒星发出的光，使得远处的恒星未能传到我们的眼睛。由于不很清楚的原因，这一佯谬在很长一段时间内几乎无人再提，一直到1960年左右，英国的班迪(Bondi)、戈尔特(Gold)、霍伊尔(Hoyle)等科学家提出稳恒态宇宙模型时，才以“奥尔勃斯佯谬”为名广为宣传。他们指出：用弥散物质对光的吸收来解释是不行的，因为被吸收的辐射将使物质加热，然后重新被释放出来，结果天空还是一样亮。班迪他们认为：根据河外星系巨大红移的事实，可以解释这一佯谬。因为星体离我们越远，它们发出的光向低频（长波）方向红移越厉害，光子的能量便越低，于是我们观察者所处的辐射能密度的贡献也就越少。通俗地说：星空本来应当是明亮的，像个炉膛那样，只是因为宇宙在不断膨胀，才使得这个炉膛变得红了，变暗了。 1964年，哈里森()重新研究了这个问题，指出班迪等人的论证错误在于假定恒星一直发光。事实上，按照最近几十年来的恒星演化理论，一个恒星从星际弥散物质中开始形成，在引力收缩下温度升高到一定的程度才发光，经过主序星阶段，膨胀为红巨星，再经过爆炸，抛掷物质变成白矮星、中子星或黑洞。从生到死，虽然经历了漫长的时间，它的生命终归是有限的。哈里森通过推算得出，恒星发光时间的有限、恒星间平均距离的巨大，才是导致观察者所在处的辐射场密度远远小于恒星表面的辐射场密度的根本原因，宇宙膨胀红移则是次要原因。 至此，困惑人类200多年的疑团得以解决。在奥尔勃斯佯谬的提出和解决过程中，人类的探索愈深愈广，从稳恒态宇宙模型到宇宙膨胀模型，从恒星的演化到宇宙起源等等，对自然的认识愈接近真理。可见，佯谬的提出与最终解决的确能推动物理学的巨大发展，使得人类对物理学理论有更深刻的认识。 二、追光佯谬 爱因斯坦在1895年上中学时从科普读物中知道光是以高速前进的电磁波，马上就提出一个“理想实验”：“假设一个人能以光的速度和光波一起跑，会看到什么现象呢？既然光是电场和磁场的不停振荡，交互变化而推动向前的波，难道那时会看到只是在振荡着的电磁波而不是向前传播吗？这可能吗？”[2]爱因斯坦实际上是提出一个“追光佯谬”。该佯谬无形中暴露出当时理论中潜在的矛盾，而矛盾只有在充分尖锐时才有希望找到解决的方向，从而可能弄清楚原来的基本概念中出错在什么地方？尽管爱因斯坦当时只有16岁，他就能提出如此深刻的佯谬，实属难能可贵。 爱因斯坦学习、思考和研究了10年之后，终于 1905年提出了“狭义相对论”解决了这一佯谬。爱因斯坦在一次回忆中，这样写道：“经过十年的沉思之后，我从一个悖论中得到了这样的原理，这个悖论是我在16岁就已经无意中想到了：如果我以光速度c（真空中的速度）追随一条光线运动，那么我就应当看到，这样一条光线就好像一个在空间里振荡着而停滞不前的电磁场。可是，无论是依据经验，还是根据麦克斯韦方程，看来都不会有这样的事情。从一开始，在我直觉地看来就很清楚，从这样一个观察者的观点来判断，一切都应当像一个相对于地球是静止的观察者所看到的那样按照同样的一些定律进行。因此，第一个观察者怎样会知道或者能够判明他是处于均匀的快速运动之中呢？”[3]这个离奇佯谬，既能一针见血地暴露出经典物理学的局限性和非科学性，同时在这个佯谬中隐约潜藏着狭义相对论的两个基本假设，即光速不变原理（在任何惯性参考系内真空中的光速是不变的）和相对性原理（物理学的规律在任何惯性参考系内都是一样的）。 从经典物理学中牛顿力学与麦克斯韦电磁场理论之间内部逻辑矛盾出发，并将这一矛盾形象化为一个“追光理想实验”，这一思想犹如当年伽利略反驳亚里士多德关于物体重下落速度快的假说那样绝妙。借助佯谬的武器，揭露原有旧理论体系的逻辑矛盾，从理论上彻底推翻经典物理的时空观，创立崭新的相对论时空观。难怪有人说，爱因斯坦不是靠“盲目”地做实验，而是温文尔雅地拿着理性的佯谬，敲开真理之门。 三、孪生子佯谬 “孪生子佯谬”是相对论中引人关注的问题，从 20世纪50年代起，物理学界就开始对该问题进行激烈争论。 孪生子佯谬指：孪生子甲、乙（他们的生命节律相同，忽略生物学上的变异），甲留在地球上。乙乘上接近光速飞行的宇宙飞船到地球外的天体去旅行，到达目的地后立即以同样的速率飞回。按照狭义相对论时空理论，运动的钟较慢。若甲、乙同时开始计时，当乙飞回地球，甲、乙再次相遇，地球上甲的计时结果是 ，即乙比甲年轻。但运动是相对的，飞船中的乙认为甲相对他运动，应是 ，即甲比乙年轻。相对于不同的参考系，同一件事有不同的结论，显然荒谬。事实上甲乙的年龄关系应该是唯一的，到底是乙年轻还是甲年轻？这就是著名的孪生子佯谬。[4] 对于这个佯谬的讨论，已经越出了狭义相对论范畴。狭义相对论只讨论相互匀速运动的惯性系，即乙上了飞船后是一去不复返了，谁也没有机会再直接看到对方年龄。若乙想回到地球，飞船必须掉头，而这样就有加速度，飞船立即变成一个“非惯性参考系”，其中出现了强大的引力，我们必须用广义相对论来讨论这个问题。那时不能认为甲看乙掉头等价于乙看甲掉头，因为地球与飞船一大一小不能等量齐观。广义相对论对上述看作“佯谬”的效应是肯定的，认为该种现象能够发生。然而，实际上“孪生子”真的可能吗？真人做星际旅行，在今天仍是科学幻想，但有了精确极高的原子钟，用仪器来模拟“孪生子”实验已成为可能。1971年哈费尔与吉丁将铯原子钟放在飞机上，沿赤道向东和向西绕地球一周，回到原处发现分别比静止在地面上的钟慢59纳秒和快273纳秒。实验表明，相对惯性系转速愈大的钟走得愈慢，这和孪生子问题所预期的效应相一致。实验结果与广义相对论的理论计算比较，在误差范围内相符。[5]孪生子佯谬终于解除，孪生子佯谬也从佯谬变成了效应。 四、薛定谔猫佯谬 近百年的学术争论中，影响最大的就是薛定谔于1935年提出的所谓“薛定谔猫”佯谬，被誉为是科学史上最离奇的佯谬。 我们先来了解一下该佯谬提出的背景。20世纪20年代中期，以物理学家玻尔为首的“哥本哈根学派”对刻画微观世界物质运动规律的量子力学的概念基础进行了全面的理论诠释，提出了量子力学的“哥本哈根解释”。通常这也被认为是量子力学的标准解释。根据“哥本哈根解释”，在微观世界，由于测量仪器对于微观粒子存在着“不可控制”的干扰作用，因而我们对于微观粒子性质的认识，不再是一个独立于观测作用的客观过程。这一解释的一些极端说法甚至认为，微观粒子不再是一种独立于观察者主体的客观存在。[6] 量子力学的“哥本哈根解释”在科学界引发了激烈的论战，也使量子力学这座宏伟大厦的一位卓越缔造者——薛定谔卷入其中。薛定谔是一位对哲学有着浓厚兴趣的物理学家，他有两个自认为构成了科学方法的基础的哲学原理：自然的可理解性原理和客观化原理。自然的可理解性原理说：自然界是可以理解的，微观客体的真实状态是可知的。与之相应，对自然界及微观客体进行的理论解释也应该是可以理解的。客观化原理的内容虽然比较复杂，但有一条是：在物理学研究中和在日常生活中，不能摒弃朴素的实在论，不能取消真实的外在世界的观念。然而，在他看来，“哥本哈根解释”恰恰在这些方面是出问题的。于是便尖锐地提出著名的“薛定谔猫”佯谬。 其大意如下：设想在一个封闭盒子里面有个放射源（见图1），它在每一秒时间内以1/2几率放射出一个粒子。换句话说，按照量子力学的叠加性原理，一秒钟后体系处于无粒子态和一个粒子态的等几率幅叠加态。一旦粒子发射出来，它将通过一个巧妙的传动机构将毒药瓶打开，毒气释放后会导致盒子里面的一只猫立刻死亡。当然如果无粒子的发射，这一切均不会发生，猫仍然活着。现在要问：一秒钟后盒子里的猫是死还是活？既然放射性粒子是处于0和1的叠加态，那么这只猫理应处于死猫和活猫的叠加态。这个结论听起来荒诞不经，但若猫服从量子力学规律的话，别无其他选择。这只不死不活、亦死亦活的猫就是著名的“薛定谔猫”。 图1 这一实验最令人困惑的地方在于，根据量子力学，盒内整个系统将处于两种状态的叠加态中，在一种状态中猫是活的，在另一种状态中猫是死的，或者说，盒中的猫将处于奇怪的活与死的叠加态中。然而，根据我们的宏观经验，盒中的猫要么活着，要么死了，两者必居其一。那么，盒中猫的状态到底是怎样的呢？它又是何时从又死又活的状态转变成我们所见到的或死或活的状态的呢？ 薛定谔就是用他发明的这套“地狱般的装置”对量子力学的哥本哈根诠释提出质疑，并借此抨击量子力学的非决定性论断。他把这非决定性从放射性衰变的微观尺度，转移到了死猫的宏观尺度。观测的作用不仅明显地在现象中注入了一种主观因素——某个人必须打开箱子去看这只猫，而且它也迫使猫不可逆地接受这两种可能性之一，即要么玻璃瓶完好无损、猫也安然无恙，要么瓶子被打碎从而猫死去。薛定谔的猫生动地把测量问题摆到我们的面前。看来我们得要相信，系统的状态被观测本身改变了。然而这显然又太离奇。如爱因斯坦所说：“我不可能想象，只是由于看了它一下，一只老鼠就会使宇宙发生剧烈的改变。” 由“薛定谔猫”佯谬可以延伸出两个科学问题：①量子力学是否适用于宏观世界；②在量子测量中，量子叠加态如何向统计混合态过渡。与之相应，也可以延伸出两个哲学问题；①量子态是否是一种真实的客观存在；②如果是，它能否被客观地认识。[7]要解除“薛定谔猫佯谬”，就得清楚地回答上面的问题。 “薛定谔猫”佯谬是否真的表明量子力学内在不自洽？几十年来科学界和哲学界对“薛定谔猫”争论未曾断过，不同的学派有不同的说法。直到最近几年，量子测量关于“薛定谔猫”研究的实验和理论的新进展都给予了否定的回答。这些新进展表明，量子力学不仅自洽而且普适。 五、佯谬在物理学中的作用 物理学最重要的一面是用来认识和解释自然的，但人类的认识水平受当时生产力水平的限制，并随着生产力的发展而不断提高。因此认识自然必然是一个不断修正和完善的过程。通过这个过程，各种理论才逐渐趋于科学和完备。可以说，佯谬的出现和消除是完善旧理论、建立新理论、认识新事物过程中的一个小插曲。每一次佯谬的提出与消除，都是人类思维方式的一次解放，都能极大地推动物理学的发展。综观物理学发展史，佯谬对推动物理学的前进功不可没。 佯谬的出现往往昭示一场深刻的物理学革命即将到来，佯谬的解决则推动着物理学的巨大发展。每当一个新的佯谬产生，它往往会起着凸透镜的作用，将众多科学家们的注意力汇聚到如何解决佯谬这个焦点上来，因此科学家们为消除这些佯谬不断探索、研究，由于自发地集中了一大批科学家，从而有可能导致科学理论的变革。如“薛定谔猫”佯谬从起初的薛定谔对量子力学诠释的质疑发展到推动量子力学的完备性研究，整个过程云集了一大批科学家和哲学家的讨论和探索，从而极大地发展和完善了量子力学的理论体系。可见，佯谬的出现往往意味着一个激动人心的重大科学问题的提出，昭示一场深刻的物理学革命即将到来，而佯谬的解决则推动着物理学的巨大进展，加深了人们对物理学理论的深刻认识。【参考文献】 [1][2][3] 倪光炯，王炎森.文科物理[M].北京：高等教育出版社，2005:274-276,247. [4] 冯华.“孪生子佯谬”教学析疑.北京教育学院学报[J],2000,(6):40. [5] 赵凯华.罗蔚茵.力学[M].北京：高等教育出版社，2000. [6][7] 李宏芳.“薛定谔猫佯谬”的哲学研究.科学技术与辩证法[J],2005,(6):36,37. 本文来自: 维普论文网() 详细出处参考：
事件的时间间隔和空间间隔在参照系变换下是会变的。我估计你是想证明时空间隔不变，也就是四位矢量的模不变。这个可作如下证明：事件A四矢为(xa,ya,za,icta) 注意i是虚数单位，c是光速，xa、ya、za、ta分别是A事件发生的空间坐标和时间坐标。A的模为((xa)^2+(ya)^2+(za)^2-(cta)^2)^简单起见可认为参照系变换时两参照系原点重合且相对速度v沿x方向。于是有洛伦兹变换公式：xa＝(Xa－v*Ta)/(1-v*v/(c*c))^(Ta-Xa*v/(c*c))/(1-v*v/(c*c))^上面式子中大写的几个坐标就表示另一参照系中A的坐标把上面式子代到A的模表达式运算，算到最后发现新坐标系中A的模就是((Xa)^2+(Ya)^2+(Za)^2-(cTa)^2)^这就算证明完了。更严格的证明是按矢量分析的方法证，打出来很麻烦而且我觉得你那选修课估计也没要求这么高，这样基本就够了。如果一定要找参考书的话随便翻本电动力学看狭义相对论部分就有了。