數(shù)據(jù)學(xué)概要

哪門(mén)新興學(xué)科將深刻影響人類未來(lái)？數(shù)據(jù)學(xué)或者數(shù)據(jù)科學(xué)肯定是其中之一。2002年數(shù)據(jù)學(xué)已被國(guó)際科學(xué)委員會(huì)確立為不同于計(jì)算機(jī)科學(xué)的獨(dú)立學(xué)科。近年，作為科學(xué)的數(shù)據(jù)學(xué)體系越來(lái)越清晰、完整，在實(shí)用中越來(lái)越重要。

一些人士和組織認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)的重要性，在數(shù)據(jù)學(xué)認(rèn)知缺位的情況下，或自已臆想，或引用別人并不正確說(shuō)法，濫用數(shù)據(jù)學(xué)的概念和理論。在這種情況下，知識(shí)界需要對(duì)作為科學(xué)的數(shù)據(jù)學(xué)較有嚴(yán)肅的認(rèn)知。

進(jìn)入信息社會(huì)以后，數(shù)據(jù)以自然方式增長(zhǎng)，其產(chǎn)生不以人的意志為轉(zhuǎn)移。數(shù)據(jù)學(xué)最重要的基礎(chǔ)在于定義了數(shù)據(jù)自然（data nature）。數(shù)據(jù)自然是所有存入信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總集合，包括數(shù)字、字符、音視頻以及計(jì)算機(jī)程序等。與大自然一樣，數(shù)據(jù)自然也有未知、復(fù)雜、多樣等屬性。

在數(shù)據(jù)自然的視角下，人、社會(huì)、大自然及其歷史，都將轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)自然，人類同時(shí)生活在大自然和數(shù)據(jù)自然之中。人類將通過(guò)探索數(shù)據(jù)自然來(lái)了解大自然，了解社會(huì)和人類行為。在數(shù)據(jù)自然的視角下，數(shù)據(jù)學(xué)被定義為研究探索數(shù)據(jù)自然奧秘的理論、方法和技術(shù)，通過(guò)研究數(shù)據(jù)自然，揭示大自然和人類行為的規(guī)律。

在數(shù)據(jù)學(xué)的體系中，要在數(shù)據(jù)自然中獲得收益，與在大自然中獲得收益類似，需要采用一系列技術(shù)方法。

首先要對(duì)數(shù)據(jù)自然進(jìn)行數(shù)據(jù)勘探，探查數(shù)據(jù)集的總體特征和數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)，判斷數(shù)據(jù)集的價(jià)值，為下一步開(kāi)發(fā)利用該數(shù)據(jù)集提供依據(jù)。數(shù)據(jù)抽樣和數(shù)據(jù)分析是數(shù)據(jù)勘探的基本方法。

完成數(shù)據(jù)勘探，與采礦、洗礦類似，可將相關(guān)數(shù)據(jù)集從數(shù)據(jù)自然中提取出來(lái)并加以清洗，稱之為數(shù)據(jù)獲取。數(shù)據(jù)再通過(guò)整合，使之在邏輯上相關(guān)聯(lián)并使之便于訪問(wèn)，就可存入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。接著，可采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行處理，尋找數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律并以可視化的形態(tài)展示。數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘均經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，比較成熟，現(xiàn)在都可以歸入數(shù)據(jù)學(xué)的范疇。

面對(duì)大自然，人類可以用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，通過(guò)有控制的干預(yù)，發(fā)現(xiàn)對(duì)象的新特點(diǎn)、新規(guī)律，從而加以利用，獲得收益。例如在實(shí)驗(yàn)室中可以合成新的化合物，培養(yǎng)新的物種，再將其量產(chǎn)。

按數(shù)據(jù)學(xué)理論，面對(duì)數(shù)據(jù)自然，也可以采用數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)的方法，通過(guò)干預(yù)和控制數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)自然、人類社會(huì)和大自然的新規(guī)律，新特點(diǎn)，并設(shè)計(jì)出將其轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)性活動(dòng)模式。

數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)可以模擬企業(yè)運(yùn)行、政府運(yùn)作、社會(huì)現(xiàn)象。比如，可以模擬新產(chǎn)品投產(chǎn)上市后的運(yùn)行，模擬不同氣候條件下流感的傳播等。在數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)中，可以輸入不同參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)模型調(diào)優(yōu)。數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)還可以模擬自然現(xiàn)象，比如極端氣候，用來(lái)評(píng)估災(zāi)害。

數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)是數(shù)據(jù)學(xué)最主要的研究方法，用來(lái)模擬大自然和人文社會(huì)，用來(lái)驗(yàn)證假說(shuō)和規(guī)律。它比用于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)相關(guān)性的數(shù)據(jù)勘探和數(shù)據(jù)挖掘，在探索數(shù)據(jù)自然的深度上又前進(jìn)了一大步。

近年，一些先進(jìn)的企業(yè)設(shè)立了首席數(shù)據(jù)官（CDO），招聘數(shù)據(jù)科學(xué)家，成立與IT部門(mén)并立的數(shù)據(jù)部，試圖在企業(yè)運(yùn)營(yíng)中運(yùn)用數(shù)據(jù)學(xué)的方法。未來(lái)，我們可以期待數(shù)據(jù)學(xué)將像從前的IT一樣，對(duì)企業(yè)和人類社會(huì)產(chǎn)生極為深遠(yuǎn)的影響。