大數(shù)據(jù)是指無法在現(xiàn)有時間概念框架中用傳統(tǒng)的數(shù)字技術(shù)工具進(jìn)行感知、采集、管理、處理和服務(wù)的海量數(shù)據(jù)集合，具有容量大、產(chǎn)生速度快、類型繁多、信息價值大、冗余信息多四個特征。舍恩伯格（Viktor Mayer-Sch?觟nberger）在《大數(shù)據(jù)時代：生活、工作與思維的大變革》一書中指出，“大數(shù)據(jù)時代的到來必將變革我們未來的生活、工作和思維模式”。同時，舍恩伯格還提出了通過分析挖掘大數(shù)據(jù)探尋事物中的相關(guān)關(guān)系進(jìn)而預(yù)測事物規(guī)律的研究方法。相關(guān)關(guān)系概念的提出，構(gòu)建了以海量數(shù)據(jù)計算、尋找相關(guān)性、承認(rèn)模糊性等為特征的新的認(rèn)知方法和思維模式。

目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)已影響到社會生活的方方面面，同樣也為科學(xué)知識的生產(chǎn)活動帶來了變革性影響。基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的科學(xué)知識生產(chǎn)方式，將科學(xué)研究對象的范圍拓展至各種終端設(shè)備實(shí)時采集的海量數(shù)據(jù)，再利用計算機(jī)進(jìn)行集中管理和統(tǒng)計分析，進(jìn)而挖掘事物內(nèi)部的相關(guān)關(guān)系，形成了所謂的數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究，這也是赫伊（Tony Hey）等人提出的科學(xué)研究的“第四范式”。在此背景下，大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)已逐步成為新一代科研基礎(chǔ)設(shè)施，知識生產(chǎn)方式也逐步從假說驅(qū)動轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動，并已在高能物理、環(huán)境監(jiān)測、天文探測、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究中獲得了廣泛應(yīng)用。總的來看，大數(shù)據(jù)時代的科學(xué)知識生產(chǎn)已經(jīng)呈現(xiàn)出以下幾個方面的重大變化。

第一，逐步構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的科研服務(wù)平臺。依賴于電子、通信、計算機(jī)等技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是各種監(jiān)控、監(jiān)測、感知、數(shù)據(jù)采集終端以及超級計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，一種基于對大數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、傳輸、計算、分析、整合的新型科研服務(wù)平臺正被逐步構(gòu)建起來。如今，傳統(tǒng)的針對少量特定數(shù)據(jù)進(jìn)行精確計算從而尋求事物之間因果關(guān)系的方法，已無法處理呈指數(shù)級速度涌現(xiàn)的大規(guī)模數(shù)據(jù)集。比如，深海探測器、醫(yī)療記錄儀、宇宙空間站、航天衛(wèi)星、大型強(qiáng)子對撞機(jī)等設(shè)備，為當(dāng)代科學(xué)研究提供了全新的素材和研究對象的同時，所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)（如歐洲粒子中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)已達(dá)若干個千萬億字節(jié)）也已無法再用傳統(tǒng)的計算方法進(jìn)行統(tǒng)計分析。對此，很多國家都已著手構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的新型科研服務(wù)平臺。

第二，提出科學(xué)知識生產(chǎn)新的邏輯通道。從邏輯實(shí)證主義開始，對數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)計算，從而尋求事物之間的因果性，就是科學(xué)家所恪守的研究方法。然而，大數(shù)據(jù)技術(shù)環(huán)境下，海量數(shù)據(jù)集已超出了我們的理解甚至想象能力，而這些數(shù)據(jù)中有相當(dāng)大一部分是重復(fù)甚至是無用的。對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，挖掘事物之間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而對未來進(jìn)行科學(xué)預(yù)測和分析，得出新的結(jié)論，已成為一個新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邏輯通道。在這種計算模式中，科學(xué)家不再需要深入分析每一個數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，也沒有必要探究個體甚至局部數(shù)據(jù)背后的科學(xué)事實(shí)，而是從宏觀上觀察、計算、分析海量數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而探尋相關(guān)關(guān)系背后的內(nèi)在規(guī)律。盡管這些規(guī)律有些并不是必然的，但統(tǒng)計學(xué)意義的結(jié)論仍具有相當(dāng)?shù)目茖W(xué)價值。而且，這種“是什么”的現(xiàn)象背后也隱藏著“為什么”的問題，引導(dǎo)著我們進(jìn)一步去探究。從這個意義上講，大數(shù)據(jù)其實(shí)并沒有否定科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的因果性邏輯，而是對因果性邏輯的補(bǔ)充甚至超越。

第三，塑造科學(xué)共同體新型合作模式。大數(shù)據(jù)技術(shù)背景下，科研數(shù)據(jù)得以深度共享，大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、高新技術(shù)企業(yè)之間相互依賴的程度進(jìn)一步增強(qiáng)。科學(xué)家可以在一定程度上共享直至協(xié)同處理海量科研數(shù)據(jù)，甚至社會公眾也參與到新知識的生產(chǎn)中來。大數(shù)據(jù)技術(shù)正不斷構(gòu)建科學(xué)共同體的新型合作模式。一方面，數(shù)據(jù)共享使得科學(xué)共同體更為凝聚；另一方面，科學(xué)共同體間的相互依存度不斷提高，合作模式也不斷拓展。如今，各個領(lǐng)域的科學(xué)家都應(yīng)能夠獲得、使用本領(lǐng)域乃至其他領(lǐng)域的各種非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為科研對象，及時追蹤、獲取、共享和利用各種數(shù)據(jù)的能力，已成為影響科學(xué)家知識生產(chǎn)能力的重要因素，這也內(nèi)在地要求不同領(lǐng)域的科學(xué)家之間建立起高效的協(xié)同合作機(jī)制。比如，對海洋的觀測就需要計算機(jī)領(lǐng)域、海洋領(lǐng)域、氣象領(lǐng)域等科學(xué)家通力協(xié)作，共同處理連續(xù)的模型設(shè)計、自動化的數(shù)據(jù)治理控制和校準(zhǔn)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計算和可視化等過程的合作。科學(xué)共同體的合作不僅避免了重復(fù)性工作，而且極大地提高了科學(xué)研究的效率和科研成果的社會顯示度。

第四，強(qiáng)化全球范圍內(nèi)知識生產(chǎn)的協(xié)同。在網(wǎng)絡(luò)化、全球化的科學(xué)知識生產(chǎn)背景下，單一科研機(jī)構(gòu)很難再擁有大數(shù)據(jù)知識生產(chǎn)的全部資源，這就要求在知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)允許的前提下，不同國家的科學(xué)共同體之間要建立起必要的合作和共享關(guān)系。在一定范圍內(nèi)共享各種大型儀器設(shè)備、海量數(shù)據(jù)、技術(shù)程式，不僅可以節(jié)省大型昂貴設(shè)備的購買費(fèi)用，而且可以降低數(shù)據(jù)獲取和處理的時間成本，從而提高全球范圍內(nèi)學(xué)術(shù)資源的有效配置。比如，作為國際“虛擬天文臺”一部分的微軟全球望遠(yuǎn)鏡，可以獲取普通望遠(yuǎn)鏡無法比擬的海量數(shù)據(jù)，而且已可無縫鏈接到天文學(xué)家們慣常采用的定量研究方法上。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為科研對象，大數(shù)據(jù)的采集、獲取、分析和計算，也就成為全球性科學(xué)共同體的共同事業(yè)。未來，全球范圍內(nèi)科學(xué)知識的協(xié)同生產(chǎn)，將成為科學(xué)研究的新常態(tài)。

歷史上的科學(xué)研究經(jīng)歷了基于觀察、假說和驗證的經(jīng)驗科學(xué)，到基于理論分析、概括和總結(jié)的理論科學(xué)，再到基于建立模型、計算和分析的計算科學(xué)三個階段。如今，大數(shù)據(jù)技術(shù)正將當(dāng)代科學(xué)研究推向通過數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計、分析來尋求相關(guān)性規(guī)律的所謂大數(shù)據(jù)科學(xué)時期。從假說驅(qū)動轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動，從發(fā)現(xiàn)因果性轉(zhuǎn)為尋求相關(guān)性，開辟了科學(xué)知識生產(chǎn)新的邏輯通道。面對數(shù)據(jù)的爆炸式增長，大數(shù)據(jù)計算模式也是解決海量數(shù)據(jù)和有限數(shù)據(jù)處理能力之間矛盾的一個有效途徑。盡管這種模式是否可以作為科學(xué)知識生產(chǎn)的新范式仍是一個值得深入探討的問題，但我們可以看到，基于大數(shù)據(jù)的知識生產(chǎn)的應(yīng)用日益廣泛與深入，大數(shù)據(jù)的采集、計算、分析能力也已成為科研機(jī)構(gòu)知識生產(chǎn)能力的重要方面。同時，數(shù)據(jù)成為科學(xué)研究的直接對象也使得科學(xué)研究中科學(xué)理論與技術(shù)手段之間的邊界日益模糊，科學(xué)能力和技術(shù)能力不斷轉(zhuǎn)化，共同推動著大數(shù)據(jù)知識生產(chǎn)能力的快速提升。

　　面對大數(shù)據(jù)技術(shù)帶來的科學(xué)知識生產(chǎn)新模式，我們應(yīng)加強(qiáng)對于一些大數(shù)據(jù)計劃的支持力度，建立一批較為先進(jìn)、完備的大數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)平臺，加大對于開展大數(shù)據(jù)項目研究的科研院所和高新技術(shù)企業(yè)的支持力度，鼓勵科學(xué)共同體積極展開國際交流合作，以提升科學(xué)界的知識生產(chǎn)能力，從而在新一輪的科技競爭中搶占制高點(diǎn)。加強(qiáng)國家層面的政策設(shè)計，建設(shè)完善的大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺，促進(jìn)科學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界的通力合作，促進(jìn)科技成果的快速轉(zhuǎn)化，不僅是提升科技創(chuàng)新能力的必由之路，也是建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要目標(biāo)和內(nèi)容。