时空智能，让AI走向物理世界——《时空智能学》重磅出版

从语言智能迈向世界智能，从信息处理走向机理认知，人工智能正站在通向真实物理世界理解能力的关键跃迁节点。当AI已实现语言与知识理解，却仍难以深度认知物理世界；当遥感影像需从“看见地物”升级为“理解变化”，驱动数字地球、自动驾驶、智慧城市等领域突破的核心支撑，正是时空智能。

由国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士、中国工程院院士李德仁领衔团队历时多年潜心凝练的重磅著作——《时空智能学》正式出版。本书面向人工智能与空间信息科学深度融合的前沿趋势，系统构建了从时空基准、多源感知、跨模态融合到智能认知与决策的完整理论体系，标志着时空智能这一新兴交叉领域的系统化奠基。

▋一、时空智能：AI通向物理世界的必然跃迁

世界是物质的，物质是运动的。从微观粒子运动、全球气候变化，到宏观宇宙星体运行，物理世界的本质规律均由时空信息所刻画。

人类对时空的认知历经农耕时代圭表测影、工业时代测绘遥感、信息时代空间信息科学的演进；人工智能的发展也从“读万卷书”的语言智能，发展到“识万张图”的视觉智能，再到“行万里路”的空间智能。而今天，随着万物互联与人工智能的深度融合，时空智能学应运而生，成为AI从静态认知走向动态建模、从人类视角迈向超人类视角的核心标志。

人工智能的发展路径

作为人工智能通向物理世界的核心交叉学科，时空智能超越传统感知范畴，以6W核心框架为研究内核，系统回答物理世界的“何时（when）、何地（where）、何种目标（what object）、何种变化（what change）、何种机理（why）和何种决策（what reaction）”六大核心问题，并以“在需要的地方（right place）、规定的时间（right time）、把正确的数据、信息、知识（right data/information/knowledge）送给需要的人（right people）”的4R标准，构建精准智能服务体系。

▋二、理论体系构建：打通“感—传—知—用”全链条

《时空智能学》由中国科学院院士、中国工程院院士、国家最高科学技术奖获得者李德仁院士领衔，联合国内多领域顶尖专家共同撰写，面向人工智能与空间信息科学深度融合前沿趋势，系统构建完整理论与技术框架。

• 其一， 构建高精度的四维时空基准。我们需要突破传统静态三维坐标框架的局限，建立涵盖空间三维与时间维度的动态基准体系，确保海量多源数据在统一的四维时空框架下实现精准对齐与关联，为万物互联奠定“时空底座”。

• 其二，发展“快、准、灵”的智能处理方法。面对空天海地海量异构数据的爆发式增长，迫切需要引入人工智能大模型技术，实现从数据到信息、从信息到知识的自动化提取与实时反馈，解决时效性滞后与精度不足的瓶颈。

• 其三，推进面向任务的行为智能。以“感知—认知—行动”闭环为牵引，将时空知识转化为可执行的决策与协同控制策略，支撑在轨/边缘/云端的联动调度与自适应行动（如动态观测规划、资源分配、风险预警与应急响应），从而实现与真实物理世界的高效交互与持续优化。时空基准体系构建：统一时间、空间与尺度基准，建立跨平台、跨模态、跨场景协同感知与认知的共同参照框架，奠定时空智能的基础底座。

依托该体系，遥感时空信息处理正从“计划观测—场景解译”的传统范式，向“智能感知—智能认知—智能决策”新范式全面跃迁。

时空智能学总体框架

▋三、国家战略支撑：空天地海全覆盖的新质生产力

时空智能不仅是前沿科学，更是国家核心能力，覆盖空天、空地、深空、深海、医学、社会经济六大应用维度，为国家重大战略提供核心支撑。

• 国家安全与全球态势感知

• 极端灾害监测与应急响应

• 生态环境保护与国家公园治理

• 智慧城市与交通系统优化

• 空天地一体化信息基础设施

• 精准农业、智慧医疗、社会经济评估

从三江源生态监测到全国精准农业，从深空探测到水下资源开发，时空智能正全面激活面向物理世界的新质生产力。

时空智能学的应用领域

▋四、学术里程碑：时空智能领域系统化奠基之作

本书凝聚作者团队在遥感智能处理、时空数据分析、空间信息系统等领域数十年学术积淀与重大科研实践经验，是时空智能这一新兴交叉学科的系统化奠基著作，标志着该领域正式完成理论体系构建。

它不仅回答了人工智能走向物理世界的关键科学问题，更为我国从“信息获取能力”迈向“认知与决策能力”提供系统性理论指引。

感知时空，才能理解世界；

构建智能，方能迈向未来。

——时空智能，让AI走向物理世界

时空智能学

李德仁等著

北京 : 科学出版社, 2026. 3

ISBN 978-7-03-084354-8

（本文编辑：刘四旦）

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