時空智能，讓AI走向物理世界——《時空智能學》重磅出版

從語言智能邁向世界智能，從信息處理走向機理認知，人工智能正站在通向真實物理世界理解能力的關鍵躍遷節點。當AI已實現語言與知識理解，卻仍難以深度認知物理世界；當遙感影像需從“看見地物”升級為“理解變化”，驅動數字地球、自動駕駛、智慧城市等領域突破的核心支撐，正是時空智能。

由國家最高科學技術獎獲得者、中國科學院院士、中國工程院院士李德仁領銜團隊歷時多年潛心凝練的重磅著作——《時空智能學》正式出版。本書面向人工智能與空間信息科學深度融合的前沿趨勢，系統構建了從時空基準、多源感知、跨模態融合到智能認知與決策的完整理論體系，標志著時空智能這一新興交叉領域的系統化奠基。

▋一、時空智能：AI通向物理世界的必然躍遷

世界是物質的，物質是運動的。從微觀粒子運動、全球氣候變化，到宏觀宇宙星體運行，物理世界的本質規律均由時空信息所刻畫。

人類對時空的認知歷經農耕時代圭表測影、工業時代測繪遙感、信息時代空間信息科學的演進；人工智能的發展也從“讀萬卷書”的語言智能，發展到“識萬張圖”的視覺智能，再到“行萬里路”的空間智能。而今天，隨著萬物互聯與人工智能的深度融合，時空智能學應運而生，成為AI從靜態認知走向動態建模、從人類視角邁向超人類視角的核心標志。

人工智能的發展路徑

作為人工智能通向物理世界的核心交叉學科，時空智能超越傳統感知范疇，以6W核心框架為研究內核，系統回答物理世界的“何時（when）、何地（where）、何種目標（what object）、何種變化（what change）、何種機理（why）和何種決策（what reaction）”六大核心問題，并以“在需要的地方（right place）、規定的時間（right time）、把正確的數據、信息、知識（right data/information/knowledge）送給需要的人（right people）”的4R標準，構建精準智能服務體系。

▋二、理論體系構建：打通“感—傳—知—用”全鏈條

《時空智能學》由中國科學院院士、中國工程院院士、國家最高科學技術獎獲得者李德仁院士領銜，聯合國內多領域頂尖專家共同撰寫，面向人工智能與空間信息科學深度融合前沿趨勢，系統構建完整理論與技術框架。

• 其一， 構建高精度的四維時空基準。我們需要突破傳統靜態三維坐標框架的局限，建立涵蓋空間三維與時間維度的動態基準體系，確保海量多源數據在統一的四維時空框架下實現精準對齊與關聯，為萬物互聯奠定“時空底座”。

• 其二，發展“快、準、靈”的智能處理方法。面對空天海地海量異構數據的爆發式增長，迫切需要引入人工智能大模型技術，實現從數據到信息、從信息到知識的自動化提取與實時反饋，解決時效性滯后與精度不足的瓶頸。

• 其三，推進面向任務的行為智能。以“感知—認知—行動”閉環為牽引，將時空知識轉化為可執行的決策與協同控制策略，支撐在軌/邊緣/云端的聯動調度與自適應行動（如動態觀測規劃、資源分配、風險預警與應急響應），從而實現與真實物理世界的高效交互與持續優化。時空基準體系構建：統一時間、空間與尺度基準，建立跨平臺、跨模態、跨場景協同感知與認知的共同參照框架，奠定時空智能的基礎底座。

依托該體系，遙感時空信息處理正從“計劃觀測—場景解譯”的傳統范式，向“智能感知—智能認知—智能決策”新范式全面躍遷。

時空智能學總體框架

▋三、國家戰略支撐：空天地海全覆蓋的新質生產力

時空智能不僅是前沿科學，更是國家核心能力，覆蓋空天、空地、深空、深海、醫學、社會經濟六大應用維度，為國家重大戰略提供核心支撐。

• 國家安全與全球態勢感知

• 極端災害監測與應急響應

• 生態環境保護與國家公園治理

• 智慧城市與交通系統優化

• 空天地一體化信息基礎設施

• 精準農業、智慧醫療、社會經濟評估

從三江源生態監測到全國精準農業，從深空探測到水下資源開發，時空智能正全面激活面向物理世界的新質生產力。

時空智能學的應用領域

▋四、學術里程碑：時空智能領域系統化奠基之作

本書凝聚作者團隊在遙感智能處理、時空數據分析、空間信息系統等領域數十年學術積淀與重大科研實踐經驗，是時空智能這一新興交叉學科的系統化奠基著作，標志著該領域正式完成理論體系構建。

它不僅回答了人工智能走向物理世界的關鍵科學問題，更為我國從“信息獲取能力”邁向“認知與決策能力”提供系統性理論指引。

感知時空，才能理解世界；

構建智能，方能邁向未來。

——時空智能，讓AI走向物理世界

時空智能學

李德仁等著

北京 : 科學出版社, 2026. 3

ISBN 978-7-03-084354-8

（本文編輯：劉四旦）

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