باسمه تعالی

پژوهش های نوین در علوم همبسته

گروه علوم پایه،‌ فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی

Iran Academy of Sciences

Novel researches in Integrated science, Iran Academy of Sciences, 23 January, 2020 (3 Bahman, 1398)

My talk about a the importance of Data science in scientific methodology

اهمیت علم داده در روش شناسی علمی

چکیده

ارایه چارچوب‌های خودسازگار نظری برای توصیف کمّی جهان طبعیت، آزمایش‌ها و جمع‌آوری داده‌ها به منظور تایید، رد مدل‌های نظری یا برطرف ساختن واگنی‌های ذاتی مدل‌ها انجام می‌گیرد. دستکاری ساختارها با کمک شبیه‌سازی‌ها به منظور ارایه شیوه‌ها و اصول‌های[1] تکمیلی برای انجام آزمایش و حتی ارتقای نگرش بنیادی ما از نظریه‌ها نیز بخش دیگری از این نظام روش‌شناسی علمی به حساب می‌آید. با در دست داشتن این روش‌شناسی، سال‌های متمادی تحولات متعددی در مقیاس‌های مختلف زمانی و فضایی رخ داده است. اما امروزه با پارادایم جدیدی مواجه شده‌ایم که در امتداد کلان داده[2] پدید آمده است و به نام علم‌داده یا دقیقتر علم داده‌محور[3] مشهور شده است. طی دو دهه اخیر به مدد فناوری‌های مختلف و نوظهور، مجموعه بسیار بزرگی از داده‌ها از مجراهای مختلف مانند اندازه‌گیرها توسط ابزارهای اندازه‌گیری در آزمایش‌های مختلف گرفته تا داده‌های تولید شده در بستر اینترنت ناشی از مراودات در شبکه‌های اجتماعی، تجارت، کسب‌وکار اینترنتی، داده‌های بیولوژیک و غیره فراهم شده است. در این میان، مفهومی به نام علم‌داده[4] ظهور یافته است و به نظر می‌رسد که می‌توان آنرا به عنوان پارادایم جدید و جزو نظام‌ روش‌شناسی علمی در قرن حاضر، محسوب کرد. این پارادایم ضمن ارتباط تعاملی با مواردی همچون داده، آمار، ریاضیات و علوم رایانه توانسته بر روی سه محور روش‌شناسی علمی مرسوم اثرات مستقیم و غیرمستقیمی داشته‌باشد. علم‌داده به معنای جستجو در داده‌ها به منظور اکتشاف و استخراج علم از داده‌ها وقتی که در بزرگ‌مقیاس به داده‌ها توجه شود، تعریف می‌گردد. لذا یک وجه دیگر علم‌داده وجود کلان داده‌ است که به مثابه حد ترمودینامیک بوده و می‌توان انتظار داشت که رفتارهایی را مشاهده کرد که پیش از این ظهور و بروز پیدا نکرده‌اند. همچنین علم‌داده شامل روش‌هایی برای داده‌کاهی و داده‌کاوی در داده‌های ساختارمند و بدون‌ساختار است. آنچه که از این مطالعات استخراج ‌می‌شود علم داده‌محور نیز نام دارد. همانطور که قابل استنباط است، یکی دیگر از درگاه‌هایی که می‌تواند به شناخت علمی کمک‌کند، علم‌داده‌ است. اما آیا این رویکرد در علم‌داده در تقابل با فقدان وجه تبیین چیستی و چرایی نیست؟ اگر پاسخ به این سوال مثبت باشد، نمی‌توان انتظار داشت که بتوان از پارادایم جدیدی برای رسیدن به معرفت علمی سخن گفت. چه نسبتی بین علم‌داده و روش‌شناسی علمی سنتی است؟ اهمیت علم‌داده در روش‌شناسی علمی چیست؟ چه بازآرایی در رویکرد روش‌شناسی ‌علمی مرسوم به سبب این پدیده نوظهور وجود خواهد داشت؟ در این سخنرانی با عنایت به سوالات مذکور تلاش می‌کنم که ضمن تبیین روش‌علمی مرسوم، علم‌داده، ابزارهای آماری برای استنباط علمی مبتنی بر تحلیل داده، نسبت علوم مبتنی برداده و نقش کلان‌داده در ایجاد شناخت علمی را بررسی می‌کنم. چالش‌های موجود و روش‌هایی که با کاهش رویکرد تقابل، منجر به دستیابی به موهبت‌های پذیرفتن علم‌داده به عنوان بخش از نظام علمی می‌شود را مورد ارزیابی قرار می‌دهم. در پایان به عنوان نمونه، با تکیه بر یکی از مطالعات اخیر در حوزه فرایندهای بحرانی، نشان خواهم داد که الگوریتم‌های داده‌محور می‌تواند منجر به مشاهده‌پذیرهایی شوند که پیش از این انتظار نمی‌رفت که شامل مفهوم خاصی باشند.

کلمات کلیدی: روش علمی، روش‌شناسی علمی، علم‌داده، داده‌کاهی، داده‌کاوی

یک کتاب خوب با رویکرد علوم همبسته