視覺思維、數(shù)學(xué)思維和哲學(xué)思維的集成之作

劉則淵

摘要：本文試圖向讀者揭開CiteSpace知識圖譜何以魅力雋永的獨(dú)特思維方式。

關(guān)鍵詞：CiteSpace知識圖譜；視覺思維；數(shù)學(xué)思維；哲學(xué)思維

中圖分類號：G30 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn1003-8256.2014.03.004

高度抽象的科學(xué)前沿，通過知識可視化技術(shù)，以直觀形象的圖譜形式展現(xiàn)出來，正是《科學(xué)前沿圖譜：知識可視化探索》（Mapping Scientific Frontiers：The Quest for Knowledge Visualization）一書的魅力所在。作者陳超美博士系信息可視化的最早開拓者之一，現(xiàn)任美國德雷塞爾大學(xué)信息科技學(xué)院終身教授，大連理工大學(xué)長江學(xué)者講座教授。

《科學(xué)前沿圖譜》一書，作為世界上首部知識圖譜專著，其突出特點(diǎn)在于作者引用大量實(shí)例對抽象知識給予形象表征進(jìn)行了基礎(chǔ)性分析，闡明了形象語言在知識創(chuàng)造、傳播與交流中的必要性和普適性問題。從遠(yuǎn)古原始人的洞穴壁畫到海上漂流的“瓶中信”的隱喻，從傳說登上天堂的巴別塔繪畫到飛向外太空航天器上供宇宙交流的形象語言，從奠基于魏格納大陸漂移說的全球板塊構(gòu)造擬合到凱庫勒夢中咬尾蛇隱喻的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，作者把這些古往今來的動人事例，同當(dāng)代呈爆炸式增長的科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，以及日益遠(yuǎn)離直觀觀察的科學(xué)前沿領(lǐng)域聯(lián)系起來，表明其實(shí)現(xiàn)可視化更加重要了，而這些抽象信息如何實(shí)現(xiàn)可視化呢？

繪制科學(xué)前沿圖譜，關(guān)鍵在于信息可視化和可視化分析，實(shí)現(xiàn)“抽象-可視化-形象”的轉(zhuǎn)化。作者是國際信息可視化的開拓者和領(lǐng)軍者，1999年率先發(fā)表了該領(lǐng)域的第一部專著（2004年再版）《信息可視化》，創(chuàng)辦了國際期刊《信息可視化》并任主編，開發(fā)了CiteSpace信息可視化軟件，成為科學(xué)知識圖譜的主要工具之一。如果讀者是知識圖譜和知識可視化的愛好者，比較一下不同可視化軟件制作的知識圖譜，你一定會同意我對CiteSpace知識圖譜形態(tài)的概括：

一圖展春秋，一覽無余；

一圖勝萬言，一目了然。

CiteSpace知識圖譜之所以達(dá)到如此神奇的效果，就在于作者把視覺思維、數(shù)學(xué)思維和哲學(xué)思維三種思維方式緊密結(jié)合起來，融合于CiteSpace操作的運(yùn)行過程。在該書第一章題頭處，作者引用了英國杰出的哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家羅素的經(jīng)典名言：

科學(xué)是那些我們已經(jīng)知道的東西，哲學(xué)是那些我們還不知道的東西。

如何理解這句話的含義？如果你讀完該書，就會懂得：哲學(xué)就是從科學(xué)已經(jīng)知道的東西找到我們還不知道的東西。這里不妨再引用數(shù)學(xué)家波爾達(dá)斯-德莫林斯（Bordas-Demoulins）在1898年說的一句名言來加以補(bǔ)充和深化：

沒有哲學(xué)，固然難以得知數(shù)學(xué)的深度，然而沒有數(shù)學(xué)，也同樣無法探知哲學(xué)的深度，兩者互為依存。還應(yīng)特別指出，如果既無哲學(xué)也無數(shù)學(xué)，則就不能認(rèn)識任何事物了。1

視覺思維乃是CiteSpace系統(tǒng)不言而喻的主要思維方式。視覺在人類感知外部信息中起絕對主導(dǎo)的作用，圖像又是視覺信息的第一要素，但是不能把視覺誤解為僅僅是一種感性認(rèn)識。視覺思維是從感性視覺，到抽象思維，再到理性直觀的螺旋式上升過程；它可以跨越感性視覺，直接把抽象信息與數(shù)據(jù)變換為可視化的空間結(jié)構(gòu)與知識圖譜。

CiteSpace知識圖譜是科學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展，離不開各種數(shù)學(xué)方法和計(jì)算方法。它洋溢著數(shù)學(xué)思維方式，實(shí)際上除了數(shù)量分析，還包括空間分析（space analysis）的幾何方法。這意味著數(shù)學(xué)思維滲透著直觀形象的視覺思維。CiteSpace知識圖譜是運(yùn)用空間思維把非物理空間的抽象信息，映射為便于人們觀察和理解的可視化形式。

哲學(xué)思維和知識圖譜是什么關(guān)系？知識圖譜似乎與哲學(xué)搭不上界?？蒀iteSpace 的開發(fā)者陳超美告訴我：“CiteSpace的背后需要有對庫恩或類似宏觀哲學(xué)思想體系的了解，才能明白CiteSpace到底在幫用戶找什么?！边@部著作吸收了庫恩《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》中的核心概念范式（paradigm）， 在知識圖譜中開創(chuàng)了競爭范式的案例分析?？梢赃M(jìn)一步說， 庫恩的歷史主義科學(xué)哲學(xué)思維幫助作者找到了在第一代靜態(tài)可視化中不知道的東西， 開發(fā)了新一代多元、歷時、動態(tài)的信息可視化技術(shù)， 在以色帶表征引文年代、以時間線顯現(xiàn)聚類的動態(tài)知識圖譜中，實(shí)現(xiàn)了“一圖展春秋”的意境。

《科學(xué)前沿圖譜》一書可謂集視覺思維、數(shù)學(xué)思維和哲學(xué)思維三種思維方式于一體，把科學(xué)學(xué)理論基礎(chǔ)、科學(xué)計(jì)量學(xué)最新前沿、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)諸學(xué)科交叉滲透結(jié)合起來。從這部著作中，我第一次知道了超美把科學(xué)知識圖譜起源，認(rèn)可為科學(xué)學(xué)奠基人貝爾納手工制作的科學(xué)技術(shù)史圖（historiographs）2。

2008年，超美博士受聘為大連理工大學(xué)長江學(xué)者講座教授到校履職時，把Springer出版的《科學(xué)前沿圖譜》英文版贈送給我。打開書本，從色彩斑斕的巴別塔油畫，到CiteSpace展示的地質(zhì)年代恐龍滅絕古生物史圖、物理學(xué)超弦理論來龍去脈聚于一圖，等等，一幅幅知識圖譜撲面而來，令人目不暇接。我意識到《科學(xué)前沿圖譜》理論厚實(shí)、方法獨(dú)創(chuàng)、國際領(lǐng)先，不僅對于我國深入研究和運(yùn)用知識圖譜理論與方法有重要的學(xué)術(shù)價值，而且對于我國追蹤和選擇國際科技研究前沿、探索和制定科技發(fā)展戰(zhàn)略及政策具有重大而深遠(yuǎn)的實(shí)際意義。

當(dāng)時，我向超美提議，由我們WISE實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)翻譯這部書，同時倡議團(tuán)隊(duì)成員認(rèn)真學(xué)習(xí)這本書，掌握和運(yùn)用CiteSpace技術(shù)與方法。在《科學(xué)前沿圖譜》的引領(lǐng)下，我們著述的國內(nèi)第一部《科學(xué)知識圖譜：方法與應(yīng)用》和《技術(shù)科學(xué)前沿圖譜與強(qiáng)國戰(zhàn)略》，以及“知識計(jì)量與知識圖譜叢書”10本，于2008年至2012年間先后問世。可以說這12部中國知識圖譜著作，就是《科學(xué)前沿圖譜》在中國播種所開的一簇簇知識圖譜之花。如今《科學(xué)前沿圖譜：知識可視化探索》（2003年初版） 歷經(jīng)10年之后，經(jīng)作者增補(bǔ)了自己最新成果的第二版，WISE實(shí)驗(yàn)室以陳悅博士率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)翻譯并經(jīng)作者校對同意的中文版將由科學(xué)出版社與Springer新版同時出版。

“科學(xué)圖譜將改變你看世界的方式”，這是陳超美教授為我們的《科學(xué)知識圖譜：方法與應(yīng)用》一書所作序中的最后一句話。我把它作為箴言贈與《科學(xué)前沿圖譜：知識可視化探索》的讀者，當(dāng)你閱覽此書并在自己動手繪制科學(xué)前沿圖譜的實(shí)踐中，就會領(lǐng)略到知識圖譜是如何改變你觀察世界的方式的。

（責(zé)任編輯：張 萌）