大数据时代的到来正在改变人们的生活方式、思维模式和研究范式，我们可以总结出10个重大变革，如图1所示。
图1大数据时代的10大变化
1. 对研究范式的新认识——从“第三范式”到“第四范式”。
2007年，图灵奖获得者Jim Gray提出了科学研究的第四范式——数据密集型科学发现（Data-intensive ScientificDiscovery）。在他看来，人类科学研究活动已经历过三中不同范式的演变过程（原始社会的“实验科学范式”、以模型和归纳为特征的“理论科学范式”和以模拟仿真为特征的“计算科学范式”），目前正在从“计算科学范式”转向“数据密集型科学发现范式”。
第四范式，即“数据密集型科学发现范式”的主要特点是科学研究人员只需要从大数据中查找和挖掘所需要的信息和知识，无须直接面对所研究的物理对象。例如，在大数据时代，天文学家的研究方式发生了新的变化——其主要研究任务变为从海量数据库中发现所需的物体或现象的照片，而不再需要亲自进行太空拍照。再如，本书作者在一次研究生科学研究方法的调研中发现，绝大部分同学的研究范式有待调整——他们往往习惯性地“采用问卷调查法等方法亲自收集新数据”，而不是“首先想到有没有现成的大数据以及如何再利用已有的数据（数据洞见）”，如图1所示。
图2 某学生的科学研究思维分析
2. 对数据的新认识——从“数据资源”到“数据资产”。
在大数据时代，数据不仅是一种“资源”，而更是一种重要的“资产”。因此，数据科学应把数据当做“一种资产来管理”，而不能仅仅当做“资源”来对待。也就是说，与其他类型的资产相似，数据也具有财务价值，且需要作为独立实体进行组织与管理。
3.对方法论的新认识——从“基于知识解决问题”到“基于数据解决问题”。我们传统的方法论往往是“基于知识”的，即从“大量实践（数据）”中总结和提炼出一般性知识（定理、模式、模型、函数等）之后，用知识去解决（或解释）问题。因此，传统的问题解决思路是“问题→知识→问题”，即根据问题找“知识”，并用“知识”解决“问题”。然而，数据科学中兴起了另一种方法论——“问题→数据→问题”，即根据问题找“数据”，并直接用数据（不需要把“数据”转换成“知识”的前提下）解决问题，如图3所示。
图3 传统思维与大数据思维的比较
4.对数据分析的新认识——从统计学到数据科学。在传统科学中，数据分析主要以数学和统计学为直接理论工具。但是，云计算等计算模式的出现以及大数据时代的到来，提升了我们对数据的获取、存储、计算与管理能力，进而对统计学理论与方法产生了深远影响，主要有：
随着数据获取、存储与计算能力的提升，我们可以很容易获得统计学中所指的“总体”中的全部数据，且可以在总体上直接进行计算——不再需要进行“抽样操作”；
在海量、动态、异构数据环境中，人们更加关注的是数据计算的“效率”而不再盲目追求其“精准度”。例如，在数据科学中，广泛应用“基于数据的”思维模式，重视对“相关性”的分析，而不是等到发现“真正的因果关系”之后才解决问题。在大数据时代，人们开始重视相关分析，而不仅仅是因果分析。
5.对计算智能的新认识——从复杂算法到简单算法。“只要拥有足够多的数据，我们可以变得更聪明”是大数据时代的一个新认识。因此，在大数据时代，原本复杂的“智能问题”变成简单的“数据问题”——只要对大数据的进行简单查询就可以达到“基于复杂算法的智能计算的效果”。为此，很多学者曾讨论过一个重要话题——“大数据时代需要的是更多数据还是更好的模型（moredata or better model）？”。机器翻译是传统自然语言技术领域的难点，虽曾提出过很多种“算法”，但应用效果并不理想。近年来，Google翻译等工具改变了“实现策略”，不再仅靠复杂算法进行翻译，而对他们之前收集的跨语言语料库进行简单查询的方式，提升了机器翻译的效果和效率。
6.对数据管理侧重点的新认识——从业务数据化到数据业务化。在大数据时代，企业需要重视一个新的课题——数据业务化，即如何“基于数据”动态地定义、优化和重组业务及其流程，进而提升业务的敏捷性，降低风险和成本。但是，在传统数据管理中我们更加关注的是业务的数据化问题，即如何将业务活动以数据方式记录下来，以便进行业务审计、分析与挖掘。可见，业务数据化是前提，而数据业务化是目标。
7.对决策方式的新认识——从目标驱动型决策到数据驱动型决策。传统科学思维中，决策制定往往是“目标”或“模型”驱动的——根据目标（或模型）进行决策。然而，大数据时代出现了另一种思维模式，即数据驱动型决策，数据成为决策制定的主要“触发条件”和“重要依据”。例如，近年来，很多高新企业中的部门和岗位设置不再是“固化的”，而是根据所做项目与所处的数据环境，随时动态调整其部门和岗位设置。然而，部门和岗位设置的敏捷性往往是基于数据驱动的，根据数据分析的结果灵活调整企业内部结构。
8.对产业竞合关系的新认识——从“以战略为中心竞合关系”到“以数据为中心竞合关系”。在大数据时代，企业之间的竞合关系发生了变化，原本相互激烈竞争，甚至不愿合作的企业，不得不开始合作，形成新的业态和产业链。例如，近年来IBM公司和Apple公司“化敌为友”，并有报道称他们正在从竞争对手转向合作伙伴——IBM的100多名员工前往Apple的加州库比蒂诺总部，与Apple一起为IBM的客户（例如花旗、Sprint和日本邮政）联合开发iPhone和iPad应用。
9.对数据复杂性的新认识——从不接受到接受数据的复杂性。在传统科学看来，数据需要彻底“净化”和“集成”，计算目的是需要找出“精确答案”，而其背后的哲学是“不接受数据的复杂性”。然而，大数据中更加强调的是数据的动态性、异构性和跨域等复杂性——弹性计算、鲁棒性、虚拟化和快速响应，开始把“复杂性”当作数据的一个固有特征来对待，组织数据生态系统的管理目标转向将组织处于混沌边缘状态。
10.对数据处理模式的新认识——从“小众参与”到“大众协同”。传统科学中，数据的分析和挖掘都是具有很高专业素养的“企业核心员工”的事情，企业管理的重要目的是如何激励和绩效考核这些“核心员工”。但是，在大数据时代，基于“核心员工”的创新工作成本和风险越来越大，而基于“专家余（Pro-Am）”的大规模协作日益受到重视，正成为解决数据规模与形式化之间矛盾的重要手段。
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