关于科学计量学与可视化的若干问题探讨

　　0 引 言

　　科学计量学是采用数学方法对科学技术的有关特征进行统计，进而揭示科学技术发展的规律，并对科学技术活动、科学技术作用及其影响进行定量研究的一门学科。近年来，人们认为，科学计量学是由基于引文分析的领域可视化研究领域派生出来的新学科，是采用文献计量学手段分析科学文献，对科技交流进行数量级的研究的新学科[1]。

　　科学知识图谱作为一种知识视觉表达技术，为科学计量分析提供了可视化分析方法。它揭示了学术共同体及其网络的结构与学科领域的动态发展和变化[2]。现代科学技术突飞猛进，导致全球知识呈爆炸式的增长，由此也带来了知识与信息获取的困难。在这种时代背景之下，可视化分析悄然兴起并迅速流行开来，成为科学计量学领域一种重要的研究方法[3]。知识图谱是可视化分析方法的一种，它能够以可视化方式将知识和信息中令人瞩目的学科最前沿和制高点显示出来。由 Citespace 生成的知识图谱以色彩斑斓的形式，直观生动地展现出一个学科领域的动态发展变化和热点研究问题[4]。这种以科学学为基础，融合了应用数学、信息科学及计算机科学等多个学科的技术和方法的新兴可视化工具的知识图谱，有着广阔的应用前景，极大地推动了科学计量学和信息计量学的发展。

　　针对科学计量学的各种研究过程中，由于对科学计量学理论和方法上认识的不足而在应用过程中出现的各种问题，拙作[5]基于此已提出了一些自己的认识和思考。本人在进一步分析和思考的基础上，对科学计量学与可视化之间的相互关系及若干问题进行了探讨，以期达到深入认识和理解可视化这一现代技术方法的目的。

　　1 信息可视化与知识可视化

　　计算机科学领域最早提出了可视化这个概念。美国国家科学基金会于 1987 年 2 月的一次研讨会上提出了科学计算可视化的概念，这样，将各种科学与工程计算过程中产生的大规模数据转换为图形、图像的直观的方式，便进入了人们的视野。可视化倾向于增强人类认知的发展方向。它发展了人类的意念表示上的能力，这种意念表示有助于创造和发展辨别模式。可以说，可视化是从不可视向可视的转变、进而增强认知的过程。由此，产生了数据可视化的概念，即运用计算机图形学和图像处理技术，将数据转化为图形或图像并在屏幕上显示出来，从而进行交互处理的一种理论、方法和技术。数据和信息、知识是有区别的概念，数据是符号的集合，而知识是隐藏在大量的数据之后的内容，是有用的信息。信息不能像知识那样去反映数据之间的内在联系，知识是对信息的进一步分析的结果，人们一般认为，知识可以包括隐性知识和显性知识，而信息则不能完全表达人类全部的隐性知识[6]。只有将数据和信息用图形和图像表示出来，才有可能为获得十分宝贵的隐性知识创造条件。因而，随着科学技术的演进和人们认识的深入，信息可视化( Information Visualization)和知识可视化( Knowledge Visualization) 的术语逐渐登上了可视化的舞台。图 1 描述了信息可视化和知识可视化在可视化对象、目的、方式和交互类型方面的区别。