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1 知识组织问题
知识,这个五彩斑斓的字眼吸引着世世代代的人们不断地去探索它的奥秘:知识的本质是什么?知识生产和利用的规律是什么?知识的基本单位是什么?怎样表示知识?怎样组织知识?围绕这些课题进行的研究已经形成了一个很大的科学群,然而我们并没有获得令人满意的回答。
尽管现代科学借助先进的设备和技术手段,已将触角延伸到外层空间,深入到基本粒子,大大深化了人类对自然的认识,但对人类自己创造和积累的知识本身,我们却了解得如此肤浅,以至今日尚未找到知识的基本语义单位,还不知道如何确切表示和有效组织知识。这是何等奇特而费解的事实!
当代知识以指数速度增长,信息呈混乱无序状态,已经严重威胁到人类的再创造活动。如何有效地组织、控制、传递知识,以提高知识的利用率,已成为亟待解决的问题,成为当前关于知识研究的重点和方向。
由于计算机技术、网络技术和光声记录与存贮技术的高度发展,并广泛应用于知识信息的处理、组织、存贮和传递,建立了各类自动化信息系统,对克服“信息爆炸”起了一定的作用。但是,我们也意识到,仅仅依靠现代信息技术虽然可以有效地建立起知识生产、组织、传递和利用体系,而忽视对知识信息组织理论方法的深入研究,仅仅把知识信息的组织看作文献分类标引或各种事实数据的有序排列,这不仅不适应于人类创造过程利用知识的特点,而且也不适应现代信息技术处理知识信息的特点和要求。目前,最先进的技术没有在最先进的理论基础上应用,“信息爆炸”并未有效地克服;用户也意识到,现行各类自动化信息系统并不像他们想象和要求的那样有效。现实的状况是:单独研究知识的表达与组织,或仅仅着眼于现代技术的应用。都不能如愿以偿,必须将两者结合起来去探索智能化的知识组织系统。这是当代知识研究所要解决的重大课题之一。
本文拟对图书馆知识组织的方法及其发展进行评价,分析这种演变的必要性、必然性,并分析其发展前景。
2 以文献单元为基础的知识组织
图书馆迄今为止对知识进行的研究,大都是在文献这一宏观层次上展开的,即研究知识的散布、知识的增长和老化、知识生产的评价和测量以及知识的组织和整序,都是以文献为基本单位。这种状况的存在,并不意味着人们对文献具有特殊的偏好,而是人类还没有找到知识的有效表达方式;一旦着手研究知识时,不得不退却到文献这一层次,用文献间接地表示知识。
鉴于图书馆对知识的这样一种认识、处理水平和技术手段的限制,借助于组织知识的方法基本上是情报检索语言中的体系分类法、标题法、单元词法、关键词法和叙词法,并在这些方法的基础上编制出各种目录、索引、文摘。这些方法对文献内容进行概念逻辑划分,将成千上万的文献按其标识排成一个有序的系统,向人们提供手工检索或计算机检索。
尽管这些方法经历了从“树”形结构的分类语言到“网”状结构的叙词语言的发展,即从先组式到后组式的变革;对知识、信息的表达也从层累制号码的间接标示发展到用自然语言的语词直接标示,但知识的组织仍然是以文献为基本单位的文献系统。毋庸置疑,这种以文献为基础的知识组织方式,在克服知识信息的猛烈增长和无序累积方面发挥了巨大作用,然而它不可避免地存在种种不足和弊病。
(1)这种以文献为基础的知识组织是低效率的。从检索的角度看,它不能直接输出用户所需要的知识和信息,而仅提供可能的文献线索或原始文献的集合。用户得到文献后,还必须花好多的时间阅读、评价和选择才能从中获取所需要的那部分知识和信息。从存贮的角度看,这种系统显得很不经济,因为任何文献所含的知识和信息并非都是等价的,有价值的信息数量极为有限。然而文献系统对所有的信息同样看待、同样处理、同等存贮,既浪费了存贮空间,加大了存贮容量,又增加了系统的无序度,给系统的利用带来了诸多困难。
(2)这种文献系统仅仅是对文献的外部特征和内容特征的有序排列,一种静态的、列举式的结构,不能展示人类知识创造的动态逻辑过程,也不能按人们创造过程的特点来提供知识和信息。这就是说,文献存贮的“序”与人们对知识和信息需求的“序”不能对应,而系统本身又不具备信息的重构和知识的组合生成能力,故很难满足人们不断变化的、千差万别的信息需求。
(3)图书馆以文献为基本单位来表达、测度和评价知识,不能正确反映系统的知识累积量、存贮量和人们从图书馆的知识获取量。按玻普尔的世界3理论,文献作为知识的载体是物质的,属于世界1;知识作为文献的内容是人类认识过程的产品,属于世界3。前者位于“物理空间”,后者位于“精神空间”(也称“情报空间”和“认识空间”)。不同的空间具有不同的内容物,具有不同的性质,因而也具有不同的测度方法和评价标准,当我们用文献来表示和测度知识时,不自觉地用物理空间的量来代替精神空间的量,这就必然存在歪曲和误差。例如,我们用来评价图书馆文献的信息检全率和检准率这两个指标,就是以文献为单位来计算的。这里假定了每篇文献含有等量的知识信息,而且用户从检出的文献中吸收了等量的知识信息。这显然与实际情况不符合。因此,用文献为基本单位来评价、表示和组织知识信息所得到的,仅仅是知识组织和利用的一部分。
在以文献为基本单位的图书馆知识组织中,引文分析法无疑是对知识组织的深化和发展。引文是文献的一个外部特征,其本身并不表示文献的知识内容,但由于它是文献作者相互参考、借鉴、继承、引证所建立起来的联系,因而表现为学科和知识内容上的相关,成为学科和知识的自由组织结构,以此建立的知识组织方式体现了人类创造过程利用知识的特点,加强了知识提供的针对性,提高了知识的利用效率。但是,由于文献相互引证的原因很多,其中有许多假联系和误联系,使得知识之间的相关性和内在联系受到损坏。
由上面的分析可以看出,图书馆以文献为基本单元表达和组织知识,无论用什么方式都不能回避歪曲与误差。这是因为,文献仅仅是知识的载体,知识与载体虽然有某种联系,但文献毕竟不等价于知识;用文献间接表示、组织知识虽然带来了方便,却不能真实地描述和表达知识。
3 数据单元为基础的知识组织
现代数据指各种事实、概念和数值的总和,具有广泛的含义。数据信息是经过专家精心评价、筛选、提取和测试之后获得的“浓缩”信息。以数据单元为基础的知识组织方式,向用户直接提供他们所需的信息或情报,无需再查原始文献。目前,从情报学的角度探索和研究这类知识组织系统,主要是在下述两个方向上展开。
(1)其主要目的是提高图书馆效率,节约用户时间,向用户提供“纯信息”,故有人又称为纯信息系统。由于这类系统只存贮数据,不存贮文献,因而它剔除了信息冗余,有效地利用了存贮空间,增加了系统容量。用户无需大量阅读、筛选和评价文献,可直接获得事先经过精心选择、评价之后存入的数据,这就大大提高了信息的可靠性和针对性,节约了用户的大量时间。目前,这类数据信息系统所存贮的数据非常广泛,既包含传统的数字形式,又包括各种事实、概念、图表、化学结构式、物理参数、产品名称、标准等等。由于计算机网络和其他信息技术的引入和应用,这类系统发展很快,成为当前图书馆知识组织的主流和方向。
(2)其方向主要目的是从人类创造过程利用知识的特点出发来组织知识,建立知识组织系统。这方面的研究还很不成熟,有代表性的研究成果有英国学者B.C.布鲁克斯(B.C.Brookes)提出的“认识地图”(也称知识地图)和印度学者S.K.塞恩(S.K.Sen)提出的“情报基因进化图谱”,这两种方法都表现为某种“图”。尽管著名情报学家R.费尔桑(R.A.Fairthorne)曾指出任何用图示方法来组织知识的设想和尝试都是徒劳的,然而并未阻碍富于想象的研究者的大胆探索。
布鲁克斯把分析和组织知识视为信息学的基本出发点。他认为,图书馆工作者和信息工作者利用现存的各种分类法和索引法对文献的处理不是组织知识而是组织文献。布鲁克斯所指的知识组织,是对文献中所含的内容进行分析,找到人们创造与思考的相互影响及联系的结点,像地图一样把它们标示出来,以展示知识的有机结构,为人们直接提供创造时所需要的知识和信息。他称其为“认识地图”或“知识地图”。
“认识地图”实际上是通过相互引证的文献之间的内部联系来绘制的,即首先分析相互引证文献,查明是什么思想、观点和理论被后继论文引用;如果被引事项可以用一个简单的陈述来表示,则该陈述可以分解为有限数量的概念(即数据),这就是布鲁克斯所说的“认识地图”。布鲁克斯曾在两个小的专业领域中对绘制“认识地图”进行了试验研究。
这样绘制的“地图”使每个知识单元就像一个结点和地址,处于创造它们的逻辑位置上,通过引证相关与其他结点联结,形成一个有机整体展示知识利用和生产的动态过程。通过这个“地图”,人们可以直观地观察到知识单元怎样加入到人的创造过程中,并发挥其作用。“认识地图”还可作为指南,指出学科发展的疑点、难点、热点、空白点及突破点,提供探索的路标。布鲁克斯认为当此“认识地图”逐渐扩大并趋于稳定时,便可以作为数据库实现纯信息(或知识)检索。
S.塞恩则把英国学者道金斯(Dowkins)类比生物遗传学提出的“思想基因”这一概念引入知识和信息的组织中。按道金斯的理解,“思想基因”是人的思想高逼真度的复制品,可以通过一定的方式结合成复合体,具有存在和繁殖能力,如同生物的遗传一样。“思想基因”的遗传变异导致了知识的继承和生产。S.塞恩从“思想基因”出发,指出了目前知识组织方法的不合理性,建议按所谓“思想基因进化图谱”来组织知识。他认为可以从文献中找出“思想基因”,按自然进化方式聚类,形成“思想基因串”,从而编制出新型的概念索引,供人们利用。
所谓“思想基因”,实际上就是知识生产创造过程中起着关键作用的那些思想。这些思想同样可以表示为一个简单陈述,而陈述则可以分解为有限数量的概念。这些概念在人类创造过程中的有序重组,就表现为各种定理、法则、定律和公式。有人也称“思想基因”为“知识基因”或“信息基因”。塞恩提出的“情报基因进化图谱”实质上就是知识基本单元联系及影响的一种“图”。但如何绘制这种图谱却需要进一步研究。
由上面的分析可以看出,布鲁克斯提出的“认识地图”和塞恩提出的“情报基因进化图谱”何其相似。尽管他们的角度不同,但实质基本上是一致的,都希望找到知识生产创造过程的关键数据(知识单元),然后用图来标示其联系与结构,实现知识的有序化组织。这样的系统无疑是高效率的,但其可行性却值得推敲。这是因为:①知识生产是动态的,积累是无限的,而任何形式的“图”一旦绘制之后就成为静态的、固定的结构,无论怎样扩展也难以展现知识的不断增长和更新;②知识组织即使在很狭小的专业领域中,都表现为复杂的、多维立体结构,二维的“地图”或“图谱”难以表现这种多维立体结构图景。事实上,要在平面上绘制出知识相互联系、相互影响的结构图也绝非易事,要用这些“图”来实现数据检索就更为困难了。
由此看来,目前图书馆在以数据单元为基础的知识组织中,沿第一个方向取得的成果已进入了大规模的应用阶段;而第二个方向则仅仅是一种探索。
4 专家智能系统为基础的知识组织
前文所讨论的两种知识组织方式,基本上都是列举式的静态结构。这些组织力图首先确定知识基本单位,然后其存贮着眼于对这些基本单位进行有序排列,检索则通过模式匹配着眼于已存贮的知识基本单位的查找。整个系统只关心用户需要什么知识和信息,而不关心需要这些知识和信息的目的。由于知识基本单位的不确定性和模糊性,使得这些功能受到障碍,难以满足人们对知识、信息的多样化需求。
当代人工智能的研究,为促使人们去探索、研究新的知识组织方法与知识组织系统开辟了广阔的发展前景。人工智能主要以探索、模拟人的感觉和思维过程的规律,进而设计出类似于人的某些智能为其研究目的。从知识信息的角度来看,可以说人工智能是关于知识的科学,即怎样表示知识、组织知识和怎样获取与利用知识的科学。人工智能应用于图书馆知识的组织,便可建立专家系统。这是一种全新的知识组织系统。
与现行各类知识组织方式比较,专家系统在图书馆知识处理和组织上有下述典型特征。
(1)现行系统一般存入实际数据元素,检索时按简单的匹配模式输出与提问近似的实际元素。图书馆专家系统不需要存入全部实际的数据元素,而以某种更为基本的方式存贮必需时的数据元素和刻画数据元素的规则,在需要时可以通过学习和推理机制实现知识和信息的重构。这有些类似于人脑的信息加工与组织功能。某些信息可以不存贮而在需要时由其他信息重构出来。作为体外大脑,专家系统克服了人脑记忆和存贮的不牢固性与缺省性,可永久保留存入的知识信息。
(2)图书馆现行组织知识时,着眼于信息的有序排列,即输入系统的数据元素特征按某一给定的序列公式或参数排列。用户检索所需知识信息时,系统查询语言仅仅是按既定的“序”对用户提问的近似匹配。专家系统则按款目意义组织数据库,用户检索时,系统查询也以同样意义的表达形式给定。意义查询能准确表示用户提问,因而只有那些完全满足意义查询的数据才会被系统输出。
(3)现行组织方式要适应知识信息的激增和人们变化着的信息需求,需要靠人工经常地增删系统存贮的项目以维护其动态性。专家系统则自动输入新增加的数据。这需要专家系统具有阅读和理解能力,这种“理解”的实质,表现为从输入文本的自然语言到系统的意义表示之间的映像,而意义表示就可作为查询输入文本的依据。这种动态维护不需人工控制和干预。
(4)现行组织需要特定的人工语言和指令才能利用系统。图书馆专家系统则以自然语言来实现人—机接口,它能够自然理解自然语言查询,并以很强的交往形式启发用户准确表达自己的信息需求。这就大大提高了系统的易用性,而易用性是判断任何信息检索系统得以有效利用的一个重要的特征性指标。
图书馆专家系统与现有的各种知识组织系统比较,最突出的特征就是具有联想、判断、比较、推理、分析和学习等新兴的知识处理与组织功能,它是人类关于知识的研究和现代信息技术相结合的产物。专家系统的研制成功又反过来对知识的研究产生巨大影响。它将解除人类在知识的加工和知识组织领域的迷惘,摆脱图书馆关于知识研究和利用的困境,更好地开发图书馆资源。本文开始提出的知识本质以及知识的表示、组织、测量和评价重要课题,都将在这种智能化知识组织的综合研究中得以解决。