随着我国物联网技术与5G网络的快速发展，真实物理世界与虚拟信息世界之间的联系正在逐渐增强，而“物格”则是目前实现物理域和虚拟域互联互通的有效手段。物格网络建设的高级阶段是构建超三维的镜像世界，码链与物格的结合将为这一镜像世界的构建奠定底层技术基础，其中包括保证数据的不可篡改性、建立数字孪生体与物理实体一对一的映射关系、实现数字个体之间的交互。基于码链物格的镜像世界从构建对象的角度来看可以分为包含人、物、人与物交互的三类形式，这三类形式的主要应用场景为：智能物联、市民码和智慧城市。在后疫情时代，落实疫情防控常态化工作的要求加大了对这三种场景的应用需求，是未来新技术的发展方向。
一、发展背景
2020年4月，国家发改委、中央网信办印发《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》，其中多次提到了“数字孪生”这一概念。在第二节“主要方向”中提到：“支持在具备条件的行业领域和企业范围探索大数据、人工智能、云计算、数字孪生、5G物联网等新一代数字技术应用和集成创新。”在第三节“近期工作举措”中提到：“鼓励研究机构、产业联盟举办形式多样的创新活动，围绕解决企业数字化转型所面临数字基础设施、通用软件和应用场景等难题，聚焦数字孪生体专业化分工中的难点和痛点，引导各方参与提出数字孪生的解决方案。”
方案中多次提到的数字孪生就是指在信息化平台内模拟物理实体、流程或系统，类似实体系统在信息化平台中的双胞胎。简单地说，数字孪生就是创造一个现实物理实体在数字世界的拷贝。数字孪生最初的应用多集中在军事、工业制造领域。时至今日，其应用场景已经扩展到医疗、消费、公用事业等多个不同的领域当中。数字孪生的内涵也有了进一步的发展。
从技术实现上来看，数字孪生体的通用框架包含以下五个方面：用户域、数字孪生体、测量与控制实体、现实物理域，以及跨域功能实体。框架中的关系均是双向的，从数字化的对象来看，数字孪生体可以分为：组件、资产、过程、系统和系统网路。从发展阶段来看，数字孪生体可以按照成熟度划分为数化、互动、先知、先觉和共智等五个阶段。最高阶段的数字孪生体，不仅是现实世界中对象的数字化拷贝，还具备与现实世界互相通信、根据完全或不完全信息做出推断，甚至具备与其他数字孪生体进行互动、共同进化的能力。
数字孪生体的发展要求：一方面要能建立更大规模的数字孪生体，如航天器相对于发动机所需要的数字孪生体规模相对比较大；另一方面，在虚拟世界中提高数字孪生体之间的可交互性具有更高的价值。在无人驾驶技术方面，计算机系统内不只需要汽车的独立孪生体，也需要相关的路况、天气、实时动态等多方面信息，甚至需要获取其他汽车的驾驶动态。而这些显然是目前数字孪生的技术盲区。
本文旨在探讨如何建立数字孪生体之间的联系，在虚拟系统内建立一个与现实世界运行基本一致的镜像世界，并从智能物联、数字人身份、智慧城市这三个应用场景分析“码链物格”的应用价值。
二、数字孪生的发展历程与物格技术解析
（一）从数字孪生概念到物格应用落地
“数字孪生”概念的萌芽最早可以追溯到二十世纪六七十年代的美国航天“阿波罗”项目，NASA制造完全相同的两个空间飞行器，一个用于执行飞行任务，另一个留在地球上，被称为“孪生体”，用于反映另一个飞行器的状态。此时的孪生体还停留在仿真阶段。“孪生体”具备两个显著特征：孪生体与其所反映的实体在外表、内容、性质、性能等各方面完全相同；孪生体能够真实完全地反映另一实体的运行状况。此时的孪生体侧重“仿真”性能，其表现形式仍为物理实体。
美国密歇根大学Grieves教授在产品全生命周期管理课程上提出“与物理产品等价的虚拟数字化表达”的概念，当时被定义为：一个或一组特定装置的数字复制品，能够抽象表达真实装置，并能以此为基础进行真实条件或模拟条件下的测试。这一概念明晰地显示出当时对于进行高层次数据集成分析的期望，是数字孪生概念的雏形，在2003—2005年期间被称为“镜像的空间模型”，2006—2010年逐渐演变为“信息镜像模型”。直到2019年10月，全球首款物联网游戏“物格庄园”发布会在西安召开，徐蔚先生在“数字孪生概念”的基础上设计出了更为系统性的“物格经济理论”放为人所知，此后“物格”一词开始沿用至今。
尽管后关于物格的应用不断升级变化，但其包含的组成要素与概念模型却基本保持一致，都突破了原来孪生体的物理空间限制，组成要素有物理空间、数字虚拟空间以及与两者之间的联接三部分，概念模型即实体产品、虚拟产品以及两个空间之间的数据信息交互接口。
物格的发展可以概括为五个阶段，分别为数化阶段、互动阶段、先知阶段、先觉阶段和共智阶段。数化阶段是初级阶段，仅仅是建立真实对象的数字化模型；互动阶段的物格可以与实体进行通讯，如物格门牌可以接收实体线下店的实时行为数据，也可以将虚拟环境中的模拟结果发送给经营者；先知阶段的物格能够基于过去与现在的完整信息和实体的明确运行机理预测未来状况，如线上物格能够预测未来一段时间变化对线下经营的影响，从而提出相关预按；先觉阶段的物格能够基于不完整参数与模糊机理预测未来，相比于先知阶段，其对技术要求更高；共智阶段物格的理想目标，即物与物之间能够进行互通、共享，甚至共同进化，显然目前的技术还远远达不到共智的要求。
值得庆幸的是过去几年来，由于相关技术不断发展的推动因素，物格的部署正在开始加速。
在仿真功能上，目前的物格游戏基本能够实现基于真实地理位置的仿真模拟，具备了真实的信息数据收集与记录的功能。另一方面，由于入驻商家的逐渐增多，物格门牌的覆盖范围正在快速扩大。除原始的信息记录功能外，也为商业底层逻辑的建设带来全新的升级突破，自此物格游戏与物格社交的可操作性、可信度与实用性都将大幅提高。
数据源方面，物格正得益于码链物联网技术与大数据的不断完善，其数据来源渠道也将更广泛，数据维度也更全面，如价值链商城与产业码商城产生的数据，通过实时监控技术采集数据，能够即时传输到线上物格中，通过实时数据反馈，物格能够快速纠正仿真过程出现的微小偏差，使实验评估结果更准确。
在互操作性层面，目前“扫一扫”维权的全面展开，码链标准的全球统一发码已是箭在弦上。而二维码入口的统一，也将为物格的广泛应用提供更加强大的互通性。同时，不同产业码之间也将集成多类平台，并共同致力于推动建设统一的技术标准。这些都显著提高了数字世界与现实世界的结合能力，弱化物理空间与虚拟空间的联接障碍。
从可视化的角度来看，创建物格经济生态需要庞大的数据量，这会使分析问题变得复杂，也加大了从中提取有效分析结果的难度。御空眼镜的出现无疑为未来物格应用提供更多的想象空间，它不仅支持了物格的可视化功能，更可以通过实时信息过滤与提取，使结果分析更精准。
（二）物格网络与镜像世界
简而言之，物格是创造现实物理实体在数字世界的拷贝，其重要意义体现在能够针对数字世界的物格进行行为的记录与分析。例如，当我们扫描一个线下实体的二维码，就可以看作这个事物在数字世界里所处的地理位置和相关信息。
甚至在未来，当物格网络有了较为完善的数据基础后我还可以使用它来完成一些现实世界当中难以完成或成本高昂的事情。例如，有商家计划在某地区开设一家大型商超，我们就可以为其创建一个虚拟的经营环境，模拟该地区各个时间段的经营情况，从而对该商超的未来发展进行评估。
2020年，中国国际大数据产业博览会上，《失控》作者凯利发表了以“数字孪生 镜像世界"为主题的演讲。凯利认为：“镜像世界是未来20年将出现的一次重大变革，这种变革将当今存在的数字世界（如物联网、3D模型、SLAM等）层层叠加到现实物理世界中。就像人与人之间的连接（社交媒体），以及世界上所有信息的连接（互联网）一样，镜像世界将物理世界与虚拟的数字信息连接起来，在人与虚拟网络之间创造出一种无缝的交互体验。”
三、码链技术为物格发展提供可信数据平台
物格生态在实际构建中需要依赖大量的数据计算，因此，其对数据可信度和计算基础设施可信性具有很高的要求。但截至目前，物格生态尚需通过中心服务器输入数据并运行，但是物格的核心是数据的集成，要实现对系统的信任，就必然要解决数据的可信性问题。
我们知道，在“中心化”系统中，对数据的信任总是存在天然边界。例如，对于街边小店，其物格门牌所涉及的数据体量较小，对于结果误差的容忍度也较高，且结果具有可预测性，只要结果处于预测范围内，该物格就很容易得到众多参与方的信任。而对于大型商超的物格门牌，由于结果偏差影响很大，其数据可信度需要高度加强。而对于物格构建镜像世界，所需要的数据可信度是任何“中心化”系统都无法满足的。实体数据经过可信输入网络后，需进行庞大的计算量以运行模拟过程。因此，除数据可信外，物格网络也需要可信的计算基础设施，即需要正确、健康进行模拟运行，确保计算基础设施不会被任何人攻击，保证计算结果准确。
码链架构的优势就在于能够解决数据的可信度问题，为物格构造一个可信的计算平台。基于码链的弱中心化网络架构，通过分布式且不可篡改的信息收集存储，可以确保物格数据的可信任性。其次，码链并不仅仅是一个技术，其技术结构本身便包含了一套行为逻辑与思维模式，通过一套参与方公认的规则、协议、流程和方法，能够使码链数字生态的运行顺利进行，由此构成了整个基于码链的可信网络生态。
总而言之，码链数字生态体系为应对数据可信提供了一整套解决方案，而物格所构建的镜像世界最需要的也便是数据可信。码链与物格的相结合，能够互相发挥各自作用，扩大物格的应用范围，为构建镜像世界提供技术土壤。以发展的眼光看，这套方案未必是唯一的，但却是最可行的方案之一，在当前这个特定的历史阶段，具有极其重要的战略价值。其结合优势主要体现在保证数据不被篡改、建立物格生态与物理实体一对一映射关系、实现数字物格之间的交互这三方面，以下将逐一介绍。
（一）在跨域功能实体中保证数据的不被篡改
物格的关键在于在虚拟世界中构建实体对象，形成其数字等价物。在用数字“复制”实体的过程中，无论是组件、资产，还是过程、系统，或是系统网路，最重要的因素便是数据。正如阴阳学说，科技发展的黑暗面是存在一些人或组织企图利用科技达成自己的非法目的。目前互联网的高速发展，逐渐降低了数据搜集的门槛，同时数据采集的规范性较差，数据容易流入“别有用心之人”。物格的出现能够根据采集整合的数据模拟现实对象，并对现实对象的未来行为进行预测，成倍放大了数据泄露的威胁性。
此外，物格通过数字模拟取代现实高成本的实验，其最终目的是要基于模拟结果形成决策，如果数据安全性得不到有效保障，对任何采用模拟结果进行决策的参与方都有极大的威胁。于企业而言，虚假数据得出的模拟结果可能导致预测偏差，进而致使决策失误，对企业的市场竞争具有不利威胁；于个人而言，泄露个人数据将会带来诸多不必要的烦恼。而对于涉及国家安全的项目，模拟结果的有效性更为重要。
数字体有别于实体的一个重要不同之处是可修改性。可修改性是数字物格能够进行多种复杂变化情况下仿真模拟的前提，通过调整环境参数以及物理实体本身的参数，可以获取随着环境变化或模拟实验对象状况的变化，其运行效果如何变化以获知最优设计组合。然而可修改性在一定程度上也限制了物格的应用。任何恶意修改或实验者无意数据修改都会造成数字孪生体与物理实体的偏差，造成结果发生巨大变化。因此，在使用物格进行仿真模拟时，往往存在数字世界的预期模拟偏差代价与物理世界的实验成本之间的权衡，这将限制物格的推广，对镜像世界的构建形成极大的阻碍。
另一方面，我们看到物格应用的更高阶段，不仅仅是一对一映射实体，还应当能够切实地反映物理实体的当前状态，同时也要完整地记录物理实体的过往信息，其过往荷载量有助于对实体的寿命预期、目前承压状况做出更合理的判断。而目前物格的信息采用中心化方式进行，这对设备的信息存储容量提出了更高的要求。
在码链网络中，每个二维码中不但包含有自身的唯一性，还包含有上一个接入方DNA信息。假设A在某处中进行扫码后，该二维码中保存有A的行为信息。如果该信息被篡改，那么A本身的人生轨迹就会改变，改变后的A与二维码中保存的信息则对应不上。码链的链接方式保证了网络中的数据难以被篡改。将物格中的所有数据使用码链网络进行保存，能够保证其数据的真实性，确保结果有效可靠。同时，码链通过分布式架构，数据储存于不同云端，能够缓解中心化系统对于数据储存的压力，也能有效保留物理实体过去运行的信息。
（二）建立数字物格与物理实体的一对一映射关系
数字体有别于实体的另一个不同之处在于其可复制性。一个实体的文件，一个物理实体经过数字化后就可以被无限复制。可复制性是数字体的便利之处，然而这也导致了物理实体与数字世界孪生体之间无法维持一对一的映射关系，往往是一对多。对于扫描文件等大大小小的仿真实验，无限复制能够以相对低廉的成本进行多次试验，而对于个人财产、金钱类的实体，就不能简单地将其数字化后就加以使用。否则，所有人都可以无限复制自己的钱，那么所谓的钱也将失去其作用。在数字世界中，建立一对多的关系非常容易，而建立一对一的关系就比较困难了。
对于这类具有价值的实体，采用物格捆绑进行价值治理，通过物格实现资产对映。这个的资产既可指代实物资产，也可指代数字资产。物格将资产的所有权映射在码链网络中，与码链数字凭证形成一对一的对应关系。理论上，任何资产都能够物格化，包括房产、汽车、金融产品、知识产权、对某些资源的订阅访问权等。数字凭证的持有者身份即对应资产的所有权。码链有弱中心化、点对点、分布式、时间戳、信息透明且不可篡改等特点。利用码链的这些特性，资产物格化可以降低信任成本，简化交易流程，提升资产的流动性。
另外，捆绑物格的码链通证可以实现物理实体与数字体之间的一对一关系，防止有价值的数字体被无限复制。例如，每一张物格门牌证书都对应了唯一的物格门牌主人和数字编号，即每一个物格门牌都是独一无二的。使用物格标准创造的数字孪生体就可以具有与物理实体一对一的唯一性。
码链的另一个优势在于，在实现物理实体与物格对应时，并没有完全限制物格可复制性的优势，利用绑定物格的通证进行实体识别与所有权对应，而这个带有所属权的通证又可以在数字世界中进行多次模拟试验，使资产、金钱这类实体也可以形成链上对应孪生体，构建更完备的数字世界。
（三）在数字物格发展的高级阶段实现数字个体之间的交互
物格生态“终极目标”是建立一个和现实世界对应的数字世界，即镜像世界，以形成虚拟世界的“生态”。在这种生态下，数字体之间需要进行多重交互，其中必然涉及大量信息的传递和存储。此时，设定众多数字孪生体的个体运行机理、传递物格与物理实体之间的数据参数、设计数字体之间多种交互方式的内容，已难以通过中心化方式完成。
码链支持分布式系统，每个服务器保存有整个系统运行的信息副本，可以对自己保有的副本进行编辑，加入自己部分的物格相关参数，通过系统的共识机制，进而更新整个系统对于该物格的参数。分布式系统分散了物格进行交互的巨大工作量，通过众多节点的配合，能够作为物格与物格之间信息通讯的媒介，创建完备的虚拟世界。
四、码链与物格技术的应用场景分析
码链物格技术的高级阶段是构建镜像世界，这不仅仅在技术上有很强的挑战性，其应用思路也需要不断调整。镜像世界从构建对象的角度可以分为包含人、物、以及人与物交互的三类形式。
（一）落地码链“智能物联”
码链的“智能物联”是以物为主体，对现实中存在的大量实物建立物格数字孪生体，通过二维码连接保存这些物格数据。当前所有物格都是以实物作为物理世界主体，通过虚拟世界实现数据存储的目的。由于物体自身无法自主上传相关信息，需要使用传感器设备的介入，再联合码链物联网实现信息关联，构建镜像世界。与此同时，物格中所有的行为记录都保存在码链网络中，物格、码链、物联网技术的高度配合，则建立起一个以物为主体的“镜像世界”。
以物理实体为主体建立数字物格，进而形成镜像世界的应用场景有很多，如商品的防伪溯源、智能供应链追踪、农产品安全保证等。我们相信通过码链与物格技术的不断发展，以及传感器设备的逐步精进，都会为“智能物联”的实现提供动力。
（二）创建“数字人身份码”
不但物品可以有相应的数字物格，人也可以。“数字身份二维码”的创建，就是为每个人构建数字孪生体，而“数字身份码”的发展则比物体数字孪生体的难度更大。一方面，每个人所涉及的信息比物品的信息要复杂得多，如教育、医疗、身份、行程、消费等各个维度。另一方面，物体通过传感器能够采集构建数字孪生体的全部信息，而人的信息却无法简单采集。
人的数字身份高度依赖于自己对信息的更新、多方对信息的审核认证以及大数据分析结果。例如，身份信息由用户自己创建并进行实名认证，由身份认证方进行审核确保身份真实；关于健康状况的信息由医疗机构提供，并根据体检结果与病史记录进行更新，此外健康手环等设备也可以进行适当的数据补充；消费行为会体现财富水平、消费地点、消费类型等信息；教育认证机构则能提供学历证明。
“数字身份码”通过数字化的形式进行记录，并在需要时进行查看验证。在人才招聘过程中，可以快速展示学历、健康等；在就医过程中，能够调取过往病史。信息的高效畅通，能有效提高社会运行的效率，也能加强社会信任。除保存信息外，上文提到物格的另一个重要作用在于虚拟世界的模拟运行，能对未来一段时间的事件进行预测。就健康而言，大数据技术能够结合体验结果及每天的手环检测结果监控人的身体状态，对有慢性病的人群而言，能够及时提醒身体指标的异常。“数字身份码”则会根据物格反馈的数据实时更新，对于超预期的事件进行警报提醒。
在创建和维护个人数字身份的过程中，码链技术有着不可替代的作用。首先，码链的唯一性可以保证个人数字身份是唯一的，从而不至于出现一个人对应多个数字孪生体的混乱局面。其次，码链的防篡改性可以保证数字人的数据真实有效。从理论上说，一个人从出生（甚至从胎儿时期）起所产生的信息就可以数字化，随着一个人的成长，对应的信息也随之不断扩展。在人生命结束之时，该数字身份的信息开始停止更新，但历史记录也并不会由此消失。最后，码链还可以保障用户隐私不会被其他任何人随意使用，使用权都在用户自己手上，而非平台手中。哪怕是在交易过程中，双方的隐私都可以得到很好的处理，外人对其交易行为的了解只局限于过程层面，双方的信息并不公开。
虽然个人数字身份的技术难度较大，但却已经在现实生活中部分存在了。2020年，新冠肺炎疫情期间，许多公共场所均要求进入时出示“健康码”。“健康码”通过获取使用者的定位，通过大数据判断使用者的健康程度，以红、黄、绿三种颜色来对人们进行分类管理。可以说，“健康码”就是将一个人的位置信息、出行信息及健康状况进行了数字化。推而广之，如果提取更多的有关一个人的其他信息，就可以创建个人数字孪生体。例如，杭州正在不断升级“健康码”功能，将“健康码”拓展至更广泛的公共事业领域，使“健康码”升级为“市民码”。
（三）构建“智慧城市”
智慧城市是指以城市的生命体属性为基本视角，运用新一代技术手段，一方面提高市民生活水平和质量，另一方面提升城市公共管理的运行效率和服务，从而能够实现科学和可持续发展的信息化城市形态。智慧城市涉及到人们在城市生产和生活的方方面面，覆盖智慧政务、智慧交通、智慧医疗、智慧教育、智慧环保、智慧住屋、智慧能源和智慧物流等多维度、多层次、多领域的应用场景。智慧城市的建设，涉及到城市中多方面要素的数字化，在这个过程当中，码链物格可以发挥重要的作用。城市中的多种元素都通过物联网设备建立对应虚拟数字孪生体，众多数字孪生体之间以现实实体间的交互方式建立联系，构建具有完备要素的虚拟城市。基于此虚拟城市，可以开发多类应用。
“无人驾驶”就可以认为是基于智慧城市开发的应用之一。城市中的所有车辆、道路、环境、天气通过物联网设备同步运行数据至码链网络，建立各自的数字孪生体，通过码链网络进行集成，构成镜像城市，使无人驾驶汽车能够获取现实世界中的全部信息，实现安全道路行驶。此外，也能完善司法政务、城市微电网、能源管控等多方面智能应用。
五、码链物格面临的挑战
码链技术为物格赋能，能够为解决许多中心化系统难以解决的难题提供有效的思路。然而，就目前状况而言，在码链与物格的发展之路上，依然在制度监管与技术成熟等方面存在一定的阻碍。
（一）管理制度有待进一步完善
码链是一项新兴的数字生态体系，目前我们对码链网络的体系也尚在探索之中。而物格生态发展时间较短，当前的国家政策多处在宏观鼓励技术发展的阶段，《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》中提到：“支持在具备条件的行业领域和企业范围探索新一代数字技术应用和集成创新。”而对于数字孪生技术的监管，鲜有在政策文件中提到。
码链与物格不仅涉及两种技术本身，也会涉及大量的企业、个人、社会的数据，甚至国家安全信息数据，若使用不慎则会产生较大安全隐患。对于合法合规使用这些数据，使之真正产生社会效益，则有待制度层面的进一步完善。
（二）技术有待进一步突破
理论上，利用码链网络与物格技术构建镜像世界的想法确实非常吸引人。例如，能够完整保存过去世界的信息，也能预测未来的趋势。然而目前各方技术本身发展不够成熟。
我们知道，码链理论是一种只能附加、不能删除的数据存储方式。随着时间推移，各类物格承载的数据量不断增长，码链网络所需要的存储空间逐步膨胀。如此庞大的数据占用的存储空间是否会造成信息处理的滞后效应，这种延时反应引起的反馈时延、报警时延，在时延敏感的物格世界运行上需要快速改进。但我们相信随着5G乃至6G网络地上线，将能够进一步扩宽网络的带宽，一定程度上能改善这些问题，但从根本上解决上述问题，需要进一步的技术发展推进。
六、前景与展望
码链技术与物格的相结合，可以有效提高网络数据可信性，建立高效率的工作和交互体系，目前，物格游戏所构建的微型镜像世界可在经济生活中的多个领域发挥不可替代的作用。未来世界，码链技术将使物格发挥更大的作用，使其全面覆盖物理世界。物理世界中的每个实体都会有一个芯片，芯片采集实体的所有信息，并在虚拟数字世界中进行数字化复制，每个实体都存在虚拟复制品，即数字孪生体。大量数字孪生体进行集成，如同将现实世界的一面镜子嵌入到网络中，通过它便能看到这个世界的全貌。
第一，生活便利。构建镜像世界可以为现实生活提供极大便利。结合御空眼镜在现实世界中叠加虚拟信息，反过来也能增强现实世界。这种增强可以来自视觉、听觉，甚至触觉，其目的主要是在感官上让现实的世界和虚拟的世界融合在一起。镜像世界里，像Siri和Alexa这样的助理将有一个具象化形象，可以与人类产生互动。它们将来不仅能够听见人类的声音，还能看到人类的虚拟化身，捕捉到脸部、手臂之类的动作变化、细微表情和情绪波动。
第二，提升人类感知。码链物格的另一大优势在于各参与方可以随时随地组织数据，可以将有关建筑物的数据放在建筑物本身所处的地方，一切都是三维的。任何人都可以透过手机窗口搜索镜像世界里的任何东西，就像是电脑里的文件夹一样，扩大可见视野，提升对三维世界的感知。
就目前而言，物格所应用的技术距离完全成熟还有很长的路要走，无论是码链数字生态还是物格理念均处在发展阶段，而两者的深度结合还需要攻克一些技术难关才能得以实现。虽然在这个过程中，需要面临诸多挑战，但可以确信，物格在码链网络的构建系统下，能够获得深入应用，并在未来某一天实现“共智”，建立起一个覆盖全球的镜像世界。
