发表于2024-12-24
科学图谱已经普遍采用的设计隐喻是一个抽象的景观图,即用合理的轮廓显示出虚拟的山谷和山峰。类似的景观隐喻也出现在许多早期的信息可视化设计中。这种隐喻自然是来源于探险和导航的意图,如山峰的地标是用来吸引探险家的注意。如果景观的外形与隐含景观系统的显著特征相符,那么就可以通过这些易于找到的路标来研究这个系统,使这一探索过程变成直观、有趣的航行。许多早期的信息可视化系统充分利用这样一个假设,即一个事件发生的概率越大,让用户易于找到这一事件就越发重要。相比之下,用户很少主动游览山谷,或注意那些小概率的事件。例如,主流系统常常强调高频主题,突出卓越作者,而不是那些低频者。
另一个同样引人深思的例子来自进化生物学。现在家喻户晓的达尔文自然选择论反映出适应和生存之问的深刻关系。适应度景观(illnesslandscape)的概念为广泛的有关态势感知(situationalawareness)、缺口分析(gapanalysis)、组合分析(porffolioanalysis)、发现过程(discoveryprocesses)和战略规划(strategicplanning)研究提供了直观且适应可持续的研究框架。穿越适应度景观图体现为最优化处理过程。旅行者的最终目的是移动到适应度总体最大化的一点上。适应度景观范式的巨大潜力不仅体现在生物学中,也体现在许多其他学科中。它可能帮助我们处理许多共性问题,如在某个学科背景下,我们究竟位于何处?为达到目的,要做哪些必要的移动?能否找到一条持续向前的道路?我们需要承担何种程度的短期损失才能最大限度地获得最终收益?可视化分析为解决这些问题提供了有前途的平台。
曼弗雷德·科肯(ManfredKochen)建议每个信息科学家都阅读《巴比伦以来的科学》这本书,因为它建立了信息科学的范式基础(Kochen,1984)。社会学家罗伯特·默顿(RobertMerton)和信息科学家加菲尔德认为《科学文献网络》一书是普赖斯对信息科学的最大贡献,此书中首次提出的科学出版物的引文使用法,为后来关于科学内容与研究前沿周期的研究奠定了基础。普赖斯首先提出引文分析可以获取科学文献发展的概念图,尤为重要的是,它还可以绘制科学前沿的主题图谱。这种科学文献的拓扑图可以在显示图形位置的同时综合提供相关的期刊、作者及文献信息。
一代又一代的信息科学家和大部分的科学工作者都深受哲学和科学史的影响,尤其是库恩(ThomasKuhn,1922~1996)的科学革命结构理论(Kuhn,l962)、保罗·萨加德(PaulThagard)的概念革命(conceotualrevolution)理论(Thazard,1992),以及克兰的无形学院理论(crane,1972)。追踪科学范式的研究也不例外。美国科学信息研究所([nstituteforScientificInformation,ISI)的加菲尔德和斯莫尔通过引文分析绘制了科学图谱。米歇尔·卡隆(MichelCallow)和他的同事用共词分析追踪科学文献的变化。实际上,共词分析应用非常广泛,可以应用于包括技术报告、演讲笔录、资助申请等科学记录,以及学术期刊论文和会议论文。关于这些记录的具体分析将在后面的章节中提及。当前,新的研究趋势更倾向于科学前沿的动态研究:长时间内科学争论的焦点到底是什么?主流理论都涉及什么知识?究竟如何将范式转移可视化?竞争范式是如何在科学前沿的内容中兴起和衰落的?科学前沿动态可视化的最佳方式是什么?
在以科学整体作为研究对象的复兴研究趋势中,科学前沿的可视化领域经历着前所未有的变革。用科学来研究科学,我们需要了解科学活动的本质、科学的哲学屙陛和社会屙陛。本书将从科学界所谓的视觉主义(Visualism)开始讲起,视觉主义认为,当代科学家每天所做的工作,实际上就是绘图、解读和说明(Ihde.1998)。我们可以使用什么样的隐喻来描述科学前沿可视化呢?我们从自然界中的天体和地理现象入手,到概念图的绘制和科学文献的知识结构分析,再到科学前沿的静态“快照”和历时性动态特征图来探讨知识域可视化的问题。
科学知识增长有三种简单的模式。第一种是最常见的累积性增长模式,即指新知识是按旧知识逻辑递进的方式增长。第二种模式是指新的理论假设,经过与传统理论的较量,或被接受或被证伪,不存在模棱两可的证明,因此结果会被科学家们接受。大部分科学本质模型的讨论都基于这种模式。第三种模式是指新的科学理论不是源于近期的科学发展,而是得到科学历史进程中某一阶段理论的启发。这种模式,是整个文化历史领域的随机性选择。普赖斯指出,这种非结构性的增长具有人文科学的特点。
三种模式进行比较,第一种模式强调了持续性累积增长;第二种不具备这种累积性;第三种模式既包含阶段性的累积增长又包含阶段性的跳跃增长。最著名的代表就是库恩的科学革命结构理论。在该理论中,阶段性累积模式是常规科学,而累积增长的间断则被视为是科学危机或革命。
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