李德仁院士新書《時空智能學》將“廣義智能體理論”納入核心論述框架

作者：劉鋒

華中科技大學張席州教授來信告知，兩院院士、國家最高科學技術獎獲得者李德仁院士在新書《時空智能學》第一章對廣義智能體理論進行了支持和引用，并將其納入時空智能學理論體系的核心論述框架。這對于一項仍處于探索階段的基礎研究而言，是一份非常重要的鼓勵，體現了一位資深科學家博大胸懷和對后進研究者的支持。

關于廣義智能體理論

廣義智能體理論是人工智能領域的一項探索性基礎理論研究，起源于 2014 年。我們最初想解決的問題是：如何比較人類與 AI 系統的智能水平高低。在馮·諾依曼架構的基礎上，提出了"標準智能體模型"，并據此構建了一套人、機器與 AI 系統的統一智能水平測試量表。相關測試結果在2018 年受到 了CNBC 和《麻省理工科技評論》等媒體的報道。

到 2020 年，我們發現"標準智能體模型"內部隱含著 0 和無窮大兩種極端的智能狀態，分別命名為絕對零智能體（阿爾法智能體）和全知全能智能體（歐米伽智能體），并進一步提出了驅動智能體向這兩個極點演化的動力學機制---阿爾法引力（場）和歐米伽引力（場）。這一系列思考在 2024 年論文《From Observer to Agent》中凝結為"萬物智能演化理論（或歐米伽理論）"。

2025 年，為了更清晰地反映"這項研究的實質是圍繞智能體的廣義化而形成的一整套理論體系"，我們在論文《Generalized Agent Theory from First Principles》中正式將其更名為"廣義智能體理論"。這次更名也體現了這項研究本身的探索性與演化性，自我修正和自我拓展。

2026 年，論文《Generalized Agent Theory: Architecture, Capability, Dynamics, and Relationship Spectrum》被國際智能科學會議錄用（尚未正式公布），初步構建了較為完整的廣義智能體理論體系，主要包括：起點公理、智能體最小完備架構、智能體能力周期表（即智能體分類體系）、智能體演化動力學，以及多智能體關系體系。

這一理論框架的核心思想是：萬物共享統一的信息處理架構，彼此的差異僅在于處理信息能力的高低。一方面，能力的差異決定了它們認知世界的深度和層次；另一方面，架構的統一，又構成了多智能體得以共享同一客觀世界的邏輯基礎。

在過去十多年里，基于這一框架，我們嘗試對智能與意識的本質給出形式化定義，并從"智能體智能狀態"這一視角出發，深入分析了主客觀、不確定性、時間與空間等基礎科學概念；同時，我們把物理學中的"觀察者"與智能科學中的"智能體"關聯起來，從觀察者智能水平的角度，探討了經典力學、相對論與量子力學之間差異的深層來源。當然，所有這些探索仍處于初級階段，它們還僅僅是一個開始，等待研究的進一步深入、修正甚至是否定。

《時空智能學》簡要介紹

《時空智能學》是中國科學院院士、中國工程院院士、2023 年度國家最高科學技術獎獲得者李德仁主持撰寫的學術專著，是這位測繪遙感領域國際權威近年來在測繪遙感與人工智能交叉領域最新研究成果的系統總結，也是新興交叉學科"時空智能學"的奠基性著作。

《時空智能學》2026年4月正式出版，全書圍繞"時空智能學"這一新興學科展開，其核心命題層層遞進：世界是物質的，物質是運動的，而運動著的物質世界可以用時空信息來描述**。在萬物互聯、數字孿生與人工智能高速發展的時代背景下，時空數據的獲取、處理、信息提取與知識挖掘正全面走向智能化，時空智能學由此應運而生。

該書系統闡釋了時空智能學的理論框架，構建了以"定位、導航、授時、遙感、通信（PNTRC）"這五大功能為核心的技術矩陣，這一原創性技術體系是李德仁院士團隊多年研究的結晶。在此基礎上，本書提出以"通信—導航—遙感一體化（通導遙一體化）"為技術路徑，讓智能體在信息場中實現空天地海全域感知。圍繞“”何時、何地、何種目標、何種變化，及其機理與對策"這一時空智能學的核心科學問題（學界稱為"5W"問題），本書致力于將智能化方法廣泛應用于地球觀測、城市治理、生態保護、智慧農業及醫療健康等領域。

李德仁院士在書中明確指出：時空智能學的終極目標，是推動空天地海無所不在的人工智能真正落地，服務人類社會的可持續發展，為地球家園的科學治理提供系統性的理論依據與技術支撐。

廣義智能體理論進入《時空智能學》核心論述框架

《時空智能學》在第一章 1.3.4 節"時空信息構建時空智能學發展基礎"中，對廣義智能體理論進行了引入、分析與支持。值得一提的是，書中引用的理論名稱是廣義智能體理論前一個版本的名稱——"萬物智能演化理論"。

這一細節本身就折射出這項研究的探索性與演化性，也從側面反映出李德仁院士關注這項工作已有相當時日。書中對理論核心觀點的引述極為準確到位，這份認可背后，展現的正是一位資深科學家博大的胸懷與謙遜的科學態度。

《時空智能學》1.3.4 節內容簡要介紹如下：

“”時空信息作為對物質世界組成及其運動規律的數字化表達，已成為推動時空智能學發展的核心基礎。《萬物智能演化理論》指出，物質世界的本質是智能體在α引力（信息約束力）與Ω引力（信息擴展力）作用下的動態演化過程，而時空信息正是這一演化過程的顯性表征。

在現代社會中，物質世界的運動可以通過時空信息進行有效描述，而隨著技術的持續進步，獲取、處理和分析時空數據的方式正發生深刻變革。時空智能學的核心在于利用通導遙算智能傳感器、云計算和人工智能等先進技術，對自然與人類活動進行動態感知、認知并支持科學決策。這一理論的提出，標志著測繪遙感與地理信息學邁入全面智能化的新階段，其目標與萬物智能演化理論提出的"智能體通用模型"高度契合，即通過標準化輸入、輸出、存儲、創造與控制能力，構建從微觀粒子到宏觀宇宙的統一認知框架（Pan, 2016）。

時空智能學以解決"何時（when）、何地（where）、何種目標（what object）、何種變化（what change）、何種決策（what reaction）"等關鍵問題為核心，并進一步探討這些變化背后的機制（why）。《萬物智能演化理論》將"why"解釋為智能體在信息場中的動態博弈，認為時空信息的本質是智能體間相互作用產生的軌跡記錄。這種系統性方法不僅深化了對自然活動和人類行為的理解，還揭示了二者之間復雜的相互作用，通過構建時空-社會耦合模型，將物理規律（如引力、電磁力）與社會行為（如資源分配、群體決策）統一于智能體演化方程中，為實現智能化的科學決策奠定基礎。作為測繪領域的技術創新，時空智能學不再局限于數據獲取和表達，而是服務于多領域的智能應用，通過及時傳遞準確數據和信息推動人類社會的可持續發展。

在理論層面，時空信息為時空智能學提供了邏輯支撐。基于《萬物智能演化理論》中"標準智能體模型"的框架，時空信息的研究從傳統靜態特征描述轉向動態演化機制解析，融合時空統一場論與信息論，構建了"輸入-輸出-存儲-創造-控制"五位一體的認知體系。這種框架不僅關注物質的靜態特征，還致力于動態過程的理解，強調時空信息在多維系統中的綜合應用能力，其本質是智能體通過α引力（信息約束力）維持穩態、通過Ω引力（信息擴展力）突破邊界的過程，為時空智能學發展提供了強大的理論驅動力。

在技術層面，時空信息以數字化采集、智能化分析和多樣化表達的全流程技術手段，全面支撐時空智能學的實踐落地。《萬物智能演化理論》提出的"智能體五種基本能力"在技術實現中具象化為：通導遙算傳感器強化輸入能力，云計算提升存儲與創造能力，人工智能優化控制與輸出能力。通導遙算智能傳感器顯著提升了數據采集的實時性與精度，云計算賦能了海量數據的高效處理與動態建模，人工智能則通過深度學習和模式識別實現了復雜問題的高效解析。此外，三維可視化、虛擬現實和增強現實（augmented reality, AR）技術的廣泛應用，使時空信息的表達更加直觀與交互化，其本質是Ω引力作用下智能體突破物理邊界、實現跨維度信息擴展的技術映射，為科學決策提供了更加豐富的信息支持。

在應用層面，時空信息驅動的時空智能學正在廣泛服務于智慧城市、自然資源管理、災害預警、交通規劃等領域。時空智能學通過動態時空基準網絡（如北斗三號厘米級服務）構建物理世界與數字世界的雙向映射，實現資源優化配置、生態保護和社會治理的全面升級。在智慧城市建設中，時空信息實時感知城市運行狀態，構建了支撐自然資源管理與國土空間治理的三維時空數字底座，實現了從二維平面管理向三維空間治理的根本性跨越（陳軍 等，2022）；在自然災害預警中，時空信息動態解析地質活動與氣象變化的耦合效應，其本質是智能體（如地殼板塊、大氣系統）相互作用在信息場中的提前預演。這些實踐不僅驗證了時空智能學的技術價值，更揭示了智能科學基礎理論在復雜系統中的普適性。”

寫在最后：向李德仁院士致敬

李德仁院士，是中國科學院院士、中國工程院院士、國際歐亞科學院院士，2023 年度國家最高科學技術獎獲得者，長期擔任武漢大學教授、博士生導師。他是中國乃至國際測繪遙感領域的開創者與奠基人之一。

從早期在德國留學時期建立的"李德仁方法"（誤差可區分性理論），到后來在遙感對地觀測、高分辨率對地觀測系統、"通導遙"一體化天基信息實時智能服務系統等方向上的持續開拓，他的工作深刻塑造了中國空間信息學科的發展軌跡，也讓中國測繪遙感在國際舞臺上占據了重要位置。

對于廣義智能體理論這樣一項仍處于探索階段的基礎研究而言，能夠被李德仁院士這樣一位德高望重的資深科學家認真閱讀、引述，并納入他正在開創的新學科框架，是一份難能可貴的鼓勵。這份接納背后，正是中國科學傳統中最為珍貴的胸懷，甘為后來者照亮前路。謹向李德仁院士致以最深的敬意與感謝！