從情景計(jì)算到數(shù)字孿生

魏忠

維克托·格倫這個(gè)名字恐怕對(duì)于多數(shù)中國(guó)人來說是比較陌生的，然而說起來他做的兩件革命性事情，大家都會(huì)非常清楚：一件是把郊區(qū)變成城市，一件是把城市變成懷舊區(qū)。

維也納出生的格倫與很多那個(gè)年代的猶太人精英一樣在最艱難的時(shí)候來到了美國(guó)，經(jīng)歷了很多失敗后，成為了一名成功的商店櫥窗設(shè)計(jì)師，格倫的秘訣就是用多個(gè)拱廊和平視展示柜把消費(fèi)者引誘到商店中，櫥窗本來是假的，用于精品商品展示，格倫卻變成了導(dǎo)流的情境裝修。小試牛刀之后，格倫盯上了更大的場(chǎng)所。1955年，沃爾特·迪斯尼說：“我不希望公眾在迪斯尼樂園時(shí)看到他們所生活的現(xiàn)實(shí)世界，我希望他們感受自己在另一個(gè)世界。”格倫為美國(guó)白人設(shè)計(jì)了一個(gè)更加安全的“城市市中心”。1956年，格倫設(shè)計(jì)出了世界上的第一個(gè)MALL：全部建筑沒有一個(gè)窗戶，用24度的恒溫保留一個(gè)永恒的春天，燈光永遠(yuǎn)停留在下午三點(diǎn)鐘，走在威尼斯、紐約的市中心不再有黑人和街頭垃圾，“比城市還城市”的一代商業(yè)模式出現(xiàn)了。經(jīng)過了不到20年時(shí)間，美國(guó)郊區(qū)的零售額由于這種商業(yè)模式的出現(xiàn)增長(zhǎng)了78%。一種商業(yè)模式，成為了一種生活方式。

大量的郊區(qū)巨無(wú)霸的出現(xiàn)加速了城市中心的沒落，于是大量城市商業(yè)凋零，格倫又開始為城市出主意。大量的市中心被改造成為步行街，不通汽車，重塑城市的步行街。格倫一生干了兩件事：前期在MALL造了一個(gè)比城市市中心還像市中心的假的市中心，后期又在城市市中心造了一個(gè)比MALL里的市中心還像市中心的假的城市。

格倫的商業(yè)模式從出現(xiàn)開始，就飽受爭(zhēng)議，其登峰造極之時(shí)，后果開始顯現(xiàn)。藝術(shù)界、電影界、歷史學(xué)家、哲學(xué)家不斷批評(píng)格倫為代表的“消費(fèi)主義”倡導(dǎo)的以生活標(biāo)準(zhǔn)代替生活方式，以過程的感受（快餐式的情境）取代生活中的社會(huì)活動(dòng)、政治活動(dòng)和宗教活動(dòng)。

1968年，飽受詬病的格倫自己開始反思，之后12年開始接受評(píng)論界對(duì)自己的批評(píng)，他放棄了以商業(yè)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的烏托邦式天真夢(mèng)想，回到了維也納，開始極力譴責(zé)他曾經(jīng)視之為生命的工作。他把當(dāng)代的MALL稱為“浪費(fèi)土地的停車海洋”，并宣稱：“我不想為如此華而不實(shí)的發(fā)展付出任何代價(jià)。”

有趣的是，從2000年開始的互聯(lián)網(wǎng)革命，開始將大量的MALL淘汰，人們開始在網(wǎng)絡(luò)上“比真實(shí)MALL還真實(shí)的商店中購(gòu)物”，消費(fèi)又一次升級(jí)。就像當(dāng)初批評(píng)MALL里面虛擬的城市中心一樣，批評(píng)家批評(píng)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物：“只要我們當(dāng)中的絕大多數(shù)人依然喜歡親眼看到、親手摸到購(gòu)買的商品，網(wǎng)絡(luò)空間就永遠(yuǎn)不可能完全代替MALL。另外，多數(shù)人認(rèn)為去MALL是一種樂趣，更是由于MALL里有許多娛樂設(shè)施——在互聯(lián)網(wǎng)上，可找不到一座攀巖墻來爬。”為了紀(jì)念那些被互聯(lián)網(wǎng)打敗而退場(chǎng)的MALL，人們開始在互聯(lián)網(wǎng)上模擬歷史上的MALL，就像格倫當(dāng)初模擬出比真市中心還像市中心的場(chǎng)景一樣，人們開始懷念MALL，“直到它消逝的那一天，你才會(huì)明白你有多么懷念它”。

故事還沒有結(jié)束。老舊的城市中心并不是都值得人們懷念的，郊區(qū)的MALL由于特別方便，黑人于是大量聚集，在格倫的MALL出現(xiàn)40年后，富裕的白人開始回到市中心，而MALL卻變得不再安全，到處游蕩既不購(gòu)物又不工作的年輕人無(wú)論在網(wǎng)絡(luò)還是在市中心都需要一樣?xùn)|西——社交。洛杉磯的超市投資人卡魯索開始引領(lǐng)另外一種東西：卡魯索把MALL搬進(jìn)市中心，不再模擬虛假的各地街道，而是全部采用露天形式，露天購(gòu)物中心不但遍布于氣候溫和的南加利福尼亞，也在悶熱的休斯敦和寒冷的馬薩諸塞州扎根成長(zhǎng)。卡魯索先生和他的設(shè)計(jì)師游覽了很多風(fēng)格迥異的城市進(jìn)行采風(fēng)，諸如南美的薩瓦納、意大利的卡普里島。各種建筑風(fēng)格混搭在一起以求創(chuàng)造一個(gè)節(jié)日歡慶的氛圍，人們身臨其中，閑逛、消費(fèi)、滿載而歸。“歸根結(jié)底”，卡魯索先生說，“人們更愿意在節(jié)假日的時(shí)候購(gòu)物，其他時(shí)間則沒什么購(gòu)物意愿”。但卡魯索先生也大膽地聲稱，他的購(gòu)物中心比其他傳統(tǒng)的購(gòu)物商城更具真實(shí)性。卡魯索先生也認(rèn)為，人們本質(zhì)上是群居的，喜歡社交的，并認(rèn)為美國(guó)人沒有給他們提供場(chǎng)所來滿足他們的社交欲望。

一個(gè)商場(chǎng)的發(fā)展史，占據(jù)了今天主題的一半，現(xiàn)在就開始言歸正傳。其實(shí)，商場(chǎng)的發(fā)展史與教育的發(fā)展史非常相像。我們今天所談的學(xué)校這種東西，原來并不存在，在中國(guó)比學(xué)校低一個(gè)版本的叫私塾，在歐洲叫鄉(xiāng)村教堂。學(xué)校與商場(chǎng)、街道一樣，不僅僅是人們學(xué)習(xí)和購(gòu)物的地方，更是“心智不全的年輕人”社交的地方。技術(shù)在進(jìn)步，建筑形態(tài)也在進(jìn)步，但是技術(shù)的進(jìn)步遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)建筑的進(jìn)步，因此年輕人總是比傳統(tǒng)更快地轉(zhuǎn)向他們接受能力更快的地方——MALL、互聯(lián)網(wǎng)、VR、虛擬仿真、游戲，有人說他們進(jìn)入到另外一所監(jiān)獄，有人說他們跟上了時(shí)代的步伐。其實(shí)，年輕人逃離的不是現(xiàn)實(shí)而是壓力，試想過去30年成長(zhǎng)起來的人哪有如今孩子們的壓力大呢？如此高節(jié)奏的壓力下，如何讓孩子們?cè)诨静环答伒摹袄辖值馈敝姓业交匾裟兀繌慕逃慕嵌瓤矗覀兣碌牟皇呛⒆觽兂撩杂谪S富多彩的網(wǎng)絡(luò)世界，而是害怕消費(fèi)主義綁架了教育。試想，一個(gè)人的成功從人生長(zhǎng)河和歷史長(zhǎng)河角度看，更多的是取決于能耐住寂寞篤定前行，而無(wú)處不在的消費(fèi)主義教育壓力——“考證”“考級(jí)”“分?jǐn)?shù)”“名校”“排名”“積分”“評(píng)估”，是不是更像MALL中購(gòu)物的一次次刷卡？

空洞地談教育走向何方為時(shí)過早，但是卡魯索市中心的MALL又給教育一些啟示。當(dāng)虛擬脫離實(shí)體走得太遠(yuǎn)的時(shí)候，會(huì)有一波看似回頭路的回歸，卻又走向另外一個(gè)更高的形態(tài)。既然完全的市中心街道不能給予更多的信息和反饋，那么就在市中心建一個(gè)MALL，變成露天的。

互聯(lián)網(wǎng)類的新的學(xué)習(xí)形態(tài)和學(xué)習(xí)技術(shù)必然會(huì)搶去傳統(tǒng)教育的很多市場(chǎng)，新東方搶走了應(yīng)試考試，滬江搶走了家教的背單詞，藍(lán)翔搶走了職業(yè)學(xué)校的動(dòng)手能力，達(dá)內(nèi)搶走了IT教師的能力權(quán)力。在消費(fèi)主義的教育功利標(biāo)準(zhǔn)化選拔大勢(shì)下，考托福英語(yǔ)時(shí)大學(xué)英語(yǔ)教師比不過短訓(xùn)班，崗前培訓(xùn)時(shí)師傅永遠(yuǎn)比教授靠譜，計(jì)算機(jī)教師永遠(yuǎn)比不過IT工程師，但是并不能因此就說大學(xué)英語(yǔ)教師沒有存在的必要、實(shí)習(xí)就能代替校園、計(jì)算機(jī)理論根本不需要學(xué)習(xí)了，如同城市的街道，步行街這種“可走、可停、可以發(fā)呆的地方”永遠(yuǎn)有自己的價(jià)值，但是這種價(jià)值不能永遠(yuǎn)沉迷于破落，需要新生。越傳統(tǒng)的東西，越能傳遞一種永久的價(jià)值：家庭、街道、社區(qū)、學(xué)校莫不如此，那么如何讓傳統(tǒng)的東西疊加一層現(xiàn)實(shí)社會(huì)的精彩呢？如何讓更加精彩的世界各地和變化的時(shí)間圖景更快地疊加在學(xué)生的腦海呢？

1994年，B.SCHILIT首先提出了情景計(jì)算一詞——context—aware，與本文開頭的時(shí)候所提到的格倫設(shè)計(jì)MALL的理念一致，情景這個(gè)詞的英文不僅僅是“上下文”的意思，更多的是人在“位置、人和物體周圍的標(biāo)識(shí)和這些物體的變化”的一種感知。格倫無(wú)論是設(shè)計(jì)櫥窗還是設(shè)計(jì)MALL，都暗合了情景對(duì)人的影響。MALL中的街道比真正的城市的街道“更真”，其實(shí)是更快反饋和更高度貼合年輕人快速迭代的環(huán)境反應(yīng)，因此這里的環(huán)境更能夠影響消費(fèi)者。然而時(shí)間長(zhǎng)了，這種反應(yīng)會(huì)消退，情景的很多變量不完備，人們更希望在更加“真”的感知下去活動(dòng)，才有了露天的、市中心的MALL。隨著人們對(duì)這種感知越來越敏銳，越來越覺得酷炫的新技術(shù)總是比老市中心更快被淘汰，那是因?yàn)檎鎸?shí)的載體雖然反應(yīng)慢，卻是價(jià)值最全的和最經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的。情景、情景感知、情景感知計(jì)算、元數(shù)據(jù)、本體論、基于位置的服務(wù)（LBS）是到2000年為止與情景計(jì)算相關(guān)聯(lián)研究的熱點(diǎn)。

游戲技術(shù)總是和教育技術(shù)一起不斷附著于真實(shí)的世界不斷迭代超越校園，又被覺醒的校園收拾。先是電化教學(xué)，然后是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，然后是PPT，然后是互聯(lián)網(wǎng)教育，然后是慕課、人工智能教育，似乎每一次都說顛覆教育，似乎每一次總是被傳統(tǒng)教育收拾，但轉(zhuǎn)過頭來看，今天的傳統(tǒng)教育早已不是30年前、40年前的教育了：現(xiàn)在的孩子還會(huì)知道燭光下的老師嗎？還會(huì)理解批改卷子的辛苦嗎？還會(huì)有粉筆造成的教師職業(yè)病嗎？還會(huì)去海淀排隊(duì)買題庫(kù)嗎？今天的教室有著更明亮的窗戶、更大的空間、更快的家校反饋，這無(wú)不取決于計(jì)算機(jī)和技術(shù)替代了大量重復(fù)的勞動(dòng)，留給更有價(jià)值的時(shí)空。更重要的是，今天的學(xué)生在更加豐富的場(chǎng)景中進(jìn)行更快的互動(dòng)。然而，從教育本身來說，不得不承認(rèn)，從教育量來說，其實(shí)多數(shù)的內(nèi)容無(wú)論形式如何變幻，教育尤其是基礎(chǔ)教育價(jià)值觀是穩(wěn)定的，教育承擔(dān)的義務(wù)是穩(wěn)定的，教育的價(jià)值不會(huì)有大的變化。

從2000年以后，游戲技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸成熟，附著于建筑物和實(shí)體的趨勢(shì)開始向著虛擬層偏離，這也是歷史發(fā)展的常態(tài)。與這個(gè)潮流一致的是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的衰退、虛擬經(jīng)濟(jì)的興起，無(wú)論是社會(huì)各個(gè)方面還是教育領(lǐng)域由價(jià)值端向著反饋端靠攏，也就有互聯(lián)網(wǎng)教育的熱潮和對(duì)應(yīng)的燒錢經(jīng)濟(jì)的熱潮，人們尤其是年輕人在更快的時(shí)代節(jié)奏面前，更愿意接受更高反饋的系統(tǒng)。

2012年是物聯(lián)網(wǎng)最熱的一年，隨即跌入谷底。按照蓋洛普曲線，炒作期過去以后會(huì)真正的崛起，這一次有了一個(gè)新的名詞：邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算是將物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)結(jié)合起來，是指利用靠近數(shù)據(jù)源的邊緣地帶來完成的運(yùn)算程序把大部分計(jì)算沉降在靠近設(shè)備的邊緣，小部分連接遠(yuǎn)處的云端，通過一種本質(zhì)上的分布式的計(jì)算模式將智能設(shè)備或者邊緣設(shè)備與實(shí)體感知結(jié)合在一起。到2018年，邊緣計(jì)算已經(jīng)很熱了，人們又從親近反饋層遠(yuǎn)離價(jià)值端，通過另外一種形式向著實(shí)體回歸。

2010年，NASA通過對(duì)飛行器的真實(shí)運(yùn)行活動(dòng)進(jìn)行鏡像仿真，試圖在虛擬世界中盡可能地模仿物理世界真實(shí)發(fā)生的一切，這樣一個(gè)新的名詞出現(xiàn)了：數(shù)字孿生。數(shù)字孿生通過多維動(dòng)態(tài)的數(shù)字映射（雙向），依賴安裝在物體上的傳感器或模擬數(shù)據(jù)來洞察和呈現(xiàn)物體的實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)也將承載指令的數(shù)據(jù)回饋到物體導(dǎo)致狀態(tài)變化。邊緣計(jì)算在數(shù)字孿生這個(gè)概念下，將實(shí)體與虛體又一次緊密結(jié)合，螺旋上升到了一個(gè)新的層次。

按照數(shù)字孿生與邊緣計(jì)算的結(jié)合來看，未來的智慧校園，既不是數(shù)字校園，也不是互聯(lián)網(wǎng)教育，更不是過去簡(jiǎn)單的虛擬仿真和大數(shù)據(jù)校園，而是上升到一個(gè)新層次依托于教育的傳統(tǒng)實(shí)體之上的數(shù)字孿生系統(tǒng)。