最近有读者希望本人介绍一下“范式”（Paradigm），因为在《数字孪生体：第四次工业革命的通用目的技术》中，第一章中有“数字孪生体范式”一节，专门分析了数字孪生体成为独立学科的前提，独立学科正是“范式”之意义。

对于范式和数字孪生体范式，本文尝试写一点介绍性内容，帮助大家更好理解《数字孪生体》表达的核心主题，即数字孪生体是一种新范式，它跟库恩所讲的“常规科学”（Normal Science）不同，属于一种新的技术认识和应用方法。

众所周知，范式的提法来自库恩，他所写《科学革命的结构》一书，深刻阐释了科学和科学思想动态发展的规律，第一次明确指出了这个规律即为“范式转变”（Paradigm Shift）。

《数字孪生体》作为物理世界和数字空间交互的新方法，在DARPA提出之后，迅速得到认可，并吸引了大量的科学家参与，NASA和AFRL的科学家于2012年在一篇论文中提出，数字孪生体是一种新范式（New Paradigm）。

我们来看看范式这个词汇本身，Paradigm来自希腊文，原意指语言学的词源和词根，后来引申为范式、规范、模式等含义。

读者在各种不甚严谨的书或文章中，特别是一些夸大其词的学术论文中，能够看到范式的广泛应用，但大部分时候他们讲的是“模式”，还谈不上“范式”，用一个不太恰当的比喻，“范式”是“模式”的模式，具有高度抽象和本质的含义。

库恩引入范式一词，本意是想说明科学思想的发展具有动态的特征，即它并不是线性发展的，而具有流派的价值观。为了说明这个道理，库恩还列举了爱因斯坦、牛顿和亚里士多德三个物理学家的理论范式，他认为，爱因斯坦跟亚里士多德的物理学观点更接近，反而跟牛顿的物理学有非常大的差别，应属于范式的重大转变。

作为科学思想动态结构理论的先驱，库恩关于范式的认识，可以总结如下：

• 常规科学或传统科学受传统范式的制约，难以发生范式转变。通过这个结论，我们很容易理解“痴迷”高度集成信息物理系统的行业人士，总认为数字孪生体是一个多余的概念。

• 突破旧（或传统）的范式，需要一场科学革命。

在大学期间，本人读过库恩的书之后，感受不深，后来在工作中了解的产业、经济和企业变迁越多，对此认识逐步加深。特别是2013年负责工业4.0研究院管理工作，开展第四次工业革命的研究，仔细梳理了各种概念，例如工业4.0、CPS、CIMS、两化融合、智能制造、工业互联网和数字孪生体等，自己亲自参与构建了数字孪生体范式，才达到一个新阶段。

数字孪生体的概念非常吸引人，因为它具有“望文生义”（英文可以用intuitive）的特点，人人看到它都能够理解在讲什么，虽然大部分人并不清楚如何在具体场景的数字孪生体工程应用。

按照库恩的解释，范式具有“统一思想”的价值，它可以聚拢一批“志同道合”的人群，从而形成共同的价值观（Shared Values）。长期从事仿真业务的企业人士，往往愿意把仿真等同于数字孪生体，在《数字孪生体》一书中被称为“仿真派”；工业互联网在我国目前比较热门，相关单位也在紧锣密鼓开展数字孪生体的研究，则被称为“连接派”；工业4.0研究院一直把数字孪生体数据机制建立作为重点，自然是“数据派”的代表了。

值得读者们注意的是，我国学者通常不太愿意“明目张胆”称自己创造了一个新范式，很大程度是因为“文人相轻”，但本人认为完全没有必要，如果不好好把自己的理论体系讲清楚，如何撑得起“范式”和“流派”呢？

行业企业在介绍自己的产品和解决方案时，也不太愿意称自己属于哪个流派，这跟他们考量经济利益不无关系，毕竟不能跟客户过不去，如果客户是另外一个流派，难道就不卖产品或解决方案给他们了？当然，部分企业或许根本不懂范式或流派，只管“销售”结果罢了。

然而，如果我们想深刻认识数字孪生体，建立长期的战略定位，就不得不面临了解范式和流派的不同，从而为自己找到独立的价值主张，或者参与到第四次工业革命的新一代数字技术应用，或抱残守缺，希望客户继续购买自己的新瓶旧酒。

作者：胡权，工业4.0研究院院长，数字孪生体联盟理事长