生活中有很多司空見慣的現(xiàn)象,比如房子沒有收拾就會(huì)變亂,耳機(jī)線總是纏繞,石頭會(huì)風(fēng)化。這些現(xiàn)象都可以借用熵增原理來解釋,事物的自發(fā)趨勢(shì)就是變得混亂不堪。所以這一理論的意義也擴(kuò)展到生命科學(xué)和社會(huì)科學(xué),被愛因斯坦稱為科學(xué)定律之最。 

熵增原理描述了一個(gè)近乎悲觀的事實(shí):盛開的花朵終將凋謝。但這似乎又與我們的認(rèn)知不太相符,人可以保持健康,科技日新月異,生活也越來越精彩。

其實(shí)并不矛盾,因?yàn)殪卦鲈碛幸粋€(gè)非常苛刻的條件“孤立系統(tǒng)”,即與外界沒有能量和物質(zhì)交換的系統(tǒng)。而除了宇宙,這樣完美的孤立系統(tǒng)幾乎是不存在的。一個(gè)磚堆倒了,我們可以再碼放整齊,“搬磚”為系統(tǒng)注入了外力或者“負(fù)熵”,通過消耗能量形成新的秩序。

擼貓高手薛定諤說過:人活著就是在對(duì)抗熵增定律,生命以負(fù)熵為生。

有機(jī)生命體也是通過新陳代謝獲得“負(fù)熵”來延續(xù)生命,人需要從外界不斷補(bǔ)充“正能量”,及時(shí)消除體內(nèi)無時(shí)無刻不在產(chǎn)生的熵增。也許,生命的意義就在于用有序替代無序,用自律替代散漫。

二、維持低熵狀態(tài)是城市持續(xù)發(fā)展的根本

城市也被看做像人一樣的生命體。城市要保持健康和活力,必須是一個(gè)開放系統(tǒng),與外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換,向好的方向發(fā)展。

但是根據(jù)熵增原理,系統(tǒng)局部變的“有序”,不會(huì)改變整體更加“無序”的趨勢(shì)。 

就城市而言,一方面城市發(fā)展依賴外界“有序”資源源源不斷的輸入,包括人才、能源、物資等傳統(tǒng)資源,還有后面會(huì)重點(diǎn)提到的信息、知識(shí)這些高度“有序”的特殊資源。另一方面,作為發(fā)展的代價(jià),經(jīng)濟(jì)增長和人口膨脹也帶來了環(huán)境污染、交通擁堵、成本增加、居住擁擠等困擾。

更為殘酷的是,為局部發(fā)展付出的代價(jià)會(huì)超過發(fā)展本身,單純的資源爭奪不是體系最優(yōu)。舉個(gè)現(xiàn)實(shí)的例子,一個(gè)城市對(duì)外界資源的擁有和使用,無疑有利于自身發(fā)展,但也會(huì)造成外界環(huán)境的資源匱乏。外界環(huán)境自然也包含其他城市,中心城市快速擴(kuò)張會(huì)對(duì)周邊城市產(chǎn)生虹吸效應(yīng),甚至阻礙發(fā)展。

如果不能從全局視角有效地引導(dǎo)資源的合理配置,將會(huì)對(duì)整體發(fā)展產(chǎn)生影響。我們欣慰地看到,各地的“十四五”規(guī)劃都將區(qū)域協(xié)同發(fā)展、合理布局產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、鄉(xiāng)村振興放在了重要的位置,并且大力推動(dòng)新型智慧城市的建設(shè)。

三、發(fā)揮大數(shù)據(jù)的對(duì)沖效應(yīng)為城市熵減

上篇文中提到,我國正處在快速城市化的進(jìn)程中,留給我們解決城市問題的時(shí)間卻非常有限,挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻。

熵增原理告訴我們,城市發(fā)展過程中衍生問題是客觀規(guī)律。那么我們真正需要思考的是,如何更加合理地利用資源,以最優(yōu)的代價(jià)換取全局觀下的城市可持續(xù)發(fā)展。

傳統(tǒng)資源可以促進(jìn)局部發(fā)展,但是需要從全局角度合理布局。隨著信息時(shí)代的來臨,另一類資源早已得到廣泛關(guān)注——數(shù)據(jù)。

如果說早期的智慧城市憑借互聯(lián)網(wǎng)和信息化推動(dòng)傳統(tǒng)服務(wù)轉(zhuǎn)型,新型智慧城市更加強(qiáng)調(diào)以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵生產(chǎn)要素,讓城市在運(yùn)行模式和效率上實(shí)現(xiàn)革命性的突破。

城市大數(shù)據(jù)是城市運(yùn)行過程中產(chǎn)生或獲取的數(shù)據(jù),通過治理和運(yùn)算加工成信息資源。“有序”是抵御“混亂”的有效手段,而信息和知識(shí),正是智慧城市所需的高度結(jié)構(gòu)化和體系化的“正能量”供給。

大數(shù)據(jù)在智慧城市場景下,具備一些傳統(tǒng)資源所沒有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)資源:很多是不可再生(短期內(nèi))的,比如能源;同時(shí)還可能具有排他性,比如土地和人口,地區(qū)間相互競爭,容易形成零和博弈;而且傳統(tǒng)資源在消耗過程中,往往對(duì)外界環(huán)境產(chǎn)生不可逆的破壞,比如碳排放。

城市大數(shù)據(jù):來源豐富,廣泛存在于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域和部門,兼具

——經(jīng)濟(jì)性:數(shù)據(jù)是伴隨城市活動(dòng)產(chǎn)生的,相比于傳統(tǒng)資源,具有較低的邊際成本,并且不會(huì)損失,對(duì)外界環(huán)境來說屬于低耗散,比較清潔友好。

——普惠性:土地和學(xué)區(qū)是競爭性資源,而數(shù)據(jù)是公平享有的資源,比如交通大數(shù)據(jù),可以為城市所有的出行者服務(wù),覆蓋廣泛,可概括為高增益。

——代償性:以疫情為例,大規(guī)模的人流車流難以控制,而通過大數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)規(guī)律,模型也可自我調(diào)節(jié),作為物理世界的負(fù)反饋,增強(qiáng)體系穩(wěn)定。

正確理解并有效運(yùn)用這些特性,大數(shù)據(jù)能夠從數(shù)字化的維度對(duì)城市做有用功,對(duì)沖熵增。

基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建的數(shù)字孿生城市和信息化應(yīng)用,借助增維資源對(duì)城市的“數(shù)字對(duì)沖”效應(yīng),拓展解決物理世界問題的思路,應(yīng)對(duì)我國在快速城市化進(jìn)程中所要面對(duì)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

四、智能是數(shù)字空間持續(xù)進(jìn)化的方向 

人、事、物經(jīng)過數(shù)字化重構(gòu),匯聚成全新的數(shù)字世界。智慧城市通過對(duì)數(shù)字空間的有效治理,讓物理世界獲得了秩序的增益。

城市包含了繁多且雜亂的數(shù)據(jù),通過對(duì)數(shù)字空間的“信息加工”,形成體系化的大數(shù)據(jù),為城市提供高度有序的信息和知識(shí);城市利用這些信息資源,為居民提供高質(zhì)量的服務(wù),這是“信息消費(fèi)”過程。為了保證消費(fèi)體驗(yàn),信息加工將會(huì)持續(xù)且根據(jù)服務(wù)需求不斷優(yōu)化。

熵定律告訴我們,世上沒有免費(fèi)的午餐。物理世界獲得的秩序,是以數(shù)字空間的“無序”為代價(jià)的。

——數(shù)據(jù)治理是數(shù)字空間中的關(guān)鍵生產(chǎn)力,需要通過復(fù)雜的“搬磚”做功,將無序的、海量的數(shù)據(jù)整理成為有效的信息。

——信息加工需要強(qiáng)大的數(shù)字化引擎,源源不斷地為信息消費(fèi)生產(chǎn)和輸出有效資源。

——城市大數(shù)據(jù)中心為引擎提供充足的算力,人才和技術(shù)是引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的必要保障。

——信息作為數(shù)字空間的核心資產(chǎn),安全和隱私也更加脆弱,數(shù)據(jù)一旦被破壞或?yàn)E用,對(duì)物理世界的沖擊將是災(zāi)難性的。

為此需要付出更多的成本,數(shù)字空間的混亂度和復(fù)雜度也隨之加劇。 

如同秩序讓生命更具活力,知識(shí)注入和智能進(jìn)化是事物發(fā)展向好的普遍性原則。 

美亞柏科憑借自身在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域?qū)Υ髷?shù)據(jù)的長期實(shí)踐,自主研發(fā)了大數(shù)據(jù)智能化通用基座——“乾坤”大數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)。

這是美亞柏科多年大數(shù)據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)沉淀而成的大數(shù)據(jù)工具體系,涵蓋了從數(shù)據(jù)接入、處理到數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用,以及安全和運(yùn)營運(yùn)維等各方面。

這套體系堅(jiān)持資源共享、能力復(fù)用、高效協(xié)同、生態(tài)開放,凝聚了近1000人團(tuán)隊(duì)歷時(shí)2年、總代碼量超過千萬行的勞動(dòng)成果,這本身就是巨大的熵減。

五、美亞柏科大數(shù)據(jù)智能化始終在路上

隨著美亞柏科在智慧城市領(lǐng)域的深入探索,以乾坤大數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)為代表的美亞大數(shù)據(jù)智能化思想也在不斷優(yōu)化和演進(jìn)。

——智慧城市不是眾多垂直行業(yè)、領(lǐng)域和業(yè)務(wù)在城市背景下的簡單組合,而是基于共同的基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)資源,各業(yè)務(wù)系統(tǒng)有機(jī)融合、發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)的有機(jī)體。大數(shù)據(jù)智能化可以:

將信息加工環(huán)節(jié)進(jìn)行分層解耦,快速打造可靠的城市數(shù)據(jù)中臺(tái),淡化數(shù)據(jù)的行業(yè)邊界,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和互操作,為統(tǒng)一的業(yè)務(wù)目標(biāo)服務(wù)。

——智慧城市建設(shè)需要匯聚大量行業(yè)生態(tài)伙伴,有各自擅長的專業(yè)領(lǐng)域,知識(shí)能力和技術(shù)體系都會(huì)存在明顯差異。大數(shù)據(jù)智能化可以:

幫助眾多垂直領(lǐng)域在通用的大數(shù)據(jù)框架下進(jìn)行業(yè)務(wù)重組,復(fù)用大數(shù)據(jù)共性能力,聚焦專業(yè)領(lǐng)域分工,避免重復(fù)造輪子,從而實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)資源配置。

——在完善平臺(tái)本身技術(shù)的同時(shí),為進(jìn)一步構(gòu)建安全的大數(shù)據(jù)環(huán)境,保護(hù)智慧城市核心數(shù)據(jù)資產(chǎn),大數(shù)據(jù)智能化引入“零信任”安全理念:

“零信任”的核心思想是默認(rèn)一切接觸數(shù)據(jù)的人、設(shè)備、系統(tǒng)等資源都不受信,僅按需授予數(shù)據(jù)訪問和使用的最小權(quán)限,并進(jìn)行動(dòng)態(tài)訪問控制和授權(quán),持續(xù)評(píng)估信任等級(jí)。

創(chuàng)新是活力之源,在大數(shù)據(jù)智能化道路上的探索沒有止境。我們將:秉承數(shù)據(jù)為要素的宗旨，持續(xù)探索智慧城市發(fā)展。 深耕大數(shù)據(jù)智能化領(lǐng)域，創(chuàng)新數(shù)字空間治理體系。 堅(jiān)持分層解耦開放合作,同心協(xié)力打造共贏生態(tài)。

奮進(jìn)新征程,揚(yáng)帆再出發(fā)!2022年伊始,國投智慧城市創(chuàng)新研究院暨智慧城市事業(yè)部向一路同行的客戶和伙伴致敬!

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