□鄭建明

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基于協(xié)同學理論的數(shù)字圖書館演化趨勢探討

□鄭建明

運用協(xié)同學不穩(wěn)定性原理、序參量原理和役使原理分析數(shù)字圖書館的演化過程，指出資源、技術(shù)與信息服務是數(shù)字圖書館演化的三個序參量，三者之間通過協(xié)同與競爭主宰數(shù)字圖書館演化；依據(jù)數(shù)字圖書館演化的內(nèi)在機制與規(guī)律性分析數(shù)字圖書館的演化趨勢。

數(shù)字圖書館 協(xié)同學 序參量

數(shù)字圖書館是一個快速發(fā)展的新興領域，是國家信息化戰(zhàn)略的一個重要組成部分，相關研究一直是學術(shù)界的前沿領域。在這些研究中，數(shù)字圖書館的發(fā)展趨勢研究因其對數(shù)字圖書館建設具有重要的指導意義，一直是學術(shù)界的研究熱點。目前學術(shù)界對數(shù)字圖書館的發(fā)展趨勢研究主要集中在對國內(nèi)外數(shù)字圖書館發(fā)展的介紹與分析、數(shù)字圖書館發(fā)展趨勢預測、數(shù)字圖書館發(fā)展策略分析等方面，尚缺乏對促進數(shù)字圖書館發(fā)展演化的內(nèi)部機制和規(guī)律性的研究。數(shù)字圖書館作為一個由人、社會、系統(tǒng)等組成的復雜系統(tǒng)，其發(fā)展演化必然存在一定的內(nèi)在機制與規(guī)律性，如能找出其演化發(fā)展的內(nèi)在機制與規(guī)律性，將有助于提高對數(shù)字圖書館發(fā)展趨勢預測的準確性，從而提高數(shù)字圖書館的建設效率和服務水平。協(xié)同學是一門在多學科研究基礎上提出的可以廣泛應用的現(xiàn)代橫斷科學，揭示了系統(tǒng)從無序到有序的演化的內(nèi)在機制和規(guī)律性，是自組織理論的重要組成部分[1]。協(xié)同學提出研究系統(tǒng)發(fā)展演化的三個基本原理：不穩(wěn)定性原理、序參量原理和役使原理。本文將運用協(xié)同學相關理論，從一個新視角探求數(shù)字圖書館發(fā)展演化的內(nèi)在機制與規(guī)律性。

1 協(xié)同學理論要義

德國功勛科學家哈肯(H. Haken)于20世紀60年代末到70年代在研究激光理論過程中形成了協(xié)同思想[2]，并用這一思想解釋各種復雜系統(tǒng)的演化機制，在這一過程中協(xié)同思想逐步豐富成熟。協(xié)同學以現(xiàn)代科學理論的最新成果——信息論、控制論、突變論為基礎，吸取平衡相變理論中序參量的概念和絕熱消去原理，在眾多學科的研究領域中，通過同類現(xiàn)象的類比摸索它們轉(zhuǎn)變所遵從的共同規(guī)律，總結(jié)出自己獨特的理論觀點，創(chuàng)造性地形成一套模型和處理方案，協(xié)同學打破了各學科之間的界限, 越過自然科學和社會科學之間長期存在的鴻溝，通過系統(tǒng)論的方法，橫斷學科間隔，找到其共性，把各學科聯(lián)系了起來[3]。既可對自然科學的問題得出定量結(jié)論，又可對社會科學的問題作出科學的定性說明，正確地反映實際狀況。所以協(xié)同理論本身的局限性小、適用面廣，為在各學科中研究有序結(jié)構(gòu)形成的質(zhì)變行為開辟了廣闊的前景[4]。協(xié)同學理論已在物理學、天文學、氣象學、化學、生物學、光學、流體力學、機械工程學、人口學、社會學、計算機科學、語言學以及管理科學等許多方面得到廣泛應用，并取得了重要成果。

2 協(xié)同視角下的數(shù)字圖書館演化分析

協(xié)同學在系統(tǒng)演化研究中提出了三個基本原理：不穩(wěn)定性原理、序參量原理和役使原理，其中不穩(wěn)定性在新舊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中起重要的媒介作用，并由此產(chǎn)生序參量，序參量又導致役使原理。本文以此為結(jié)構(gòu)來探求數(shù)字圖書館發(fā)展演化的內(nèi)在機制與規(guī)律性。

2.1 不穩(wěn)定原理與數(shù)字圖書館的產(chǎn)生

系統(tǒng)的演化過程也就是不穩(wěn)定性產(chǎn)生，從而導致舊結(jié)構(gòu)瓦解和新結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的過程。協(xié)同學認為造成系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因在于漲落，所謂漲落指復雜系統(tǒng)中總存在子系統(tǒng)的獨立運動，及它們之間各種可能產(chǎn)生的局部耦合，加上環(huán)境條件的隨機波動等，都反映在系統(tǒng)的宏觀量的瞬時值經(jīng)常會偏離它的平均值而出現(xiàn)的起伏上，這種起伏就是漲落[5]。漲落包括內(nèi)部漲落和外部漲落兩類，對系統(tǒng)而言漲落一直存在，每一種新技術(shù)、新觀點、新理論或突發(fā)事件的產(chǎn)生與發(fā)展都是一次漲落。這些漲落中的絕大部分都屬于微漲落，即對系統(tǒng)而言其漲落的幅度較小并且衰減極快，因此對系統(tǒng)的影響極小，可以忽略，但也可能存在有部分漲落得到其他子系統(tǒng)的響應而形成巨漲落，這些巨漲落表現(xiàn)得相當活躍，對系統(tǒng)產(chǎn)生較強的影響作用，沖擊系統(tǒng)原有的穩(wěn)定態(tài)，導致原系統(tǒng)的不穩(wěn)定性產(chǎn)生。如20世紀60年代開始的第五次信息技術(shù)革命動搖了傳統(tǒng)圖書館作為信息服務中心的地位，促使傳統(tǒng)圖書館開始尋求變革，而1978年美國著名圖書館學家蘭開斯特(F.W. Lancaster)在其著作中預測“無紙化社會”即將到來，引發(fā)了圖書館對館藏紙質(zhì)文獻數(shù)字化工作的思考[6]。在這一系列巨漲落的沖擊下，圖書館原有的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不穩(wěn)定態(tài)，進而促使數(shù)字圖書館這一新穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。

2.2 役使原理與數(shù)字圖書館的序參量辨析

序參量本是相變理論中的概念，是原蘇聯(lián)物理學家朗道為描述連續(xù)相變而引入的。哈肯把序參量概念引入?yún)f(xié)同學，代替熵概念作為處理自組織問題的一般判據(jù)。協(xié)同學中序參量是描述系統(tǒng)宏觀有序度的參量，能指示出系統(tǒng)新結(jié)構(gòu)的形成，是微觀子系統(tǒng)或諸要素集體運動的產(chǎn)物，是其合作效應的表征與度量，并且序參量支配子系統(tǒng)的行為，主宰系統(tǒng)自組織的整體演化過程[7][8]。因此辨析數(shù)字圖書館的序參量是分析其發(fā)展演化的關鍵步驟。

役使原理是判定系統(tǒng)序參量的有效工具。役使原理也稱為支配原理或伺服原理，其核心思想是認為系統(tǒng)內(nèi)部各個參量對系統(tǒng)的影響是有差異的、不平衡的，當控制參量的改變使系統(tǒng)逼近臨界點時，這種差異和不平衡就愈加明顯，于是出現(xiàn)兩類參量，一類是快弛豫參量，另一類是慢弛豫參量?？斐谠⒘繑?shù)量眾多但衰減快，對系統(tǒng)的演化過程不起明顯作用，因此可將他們消去。相反，慢弛豫參量雖然數(shù)量極少，但在系統(tǒng)演化過程中從始至終都起作用。慢弛豫參量驅(qū)使著快弛豫參量運動，在系統(tǒng)中處于決定性的支配地位，它支配和決定著系統(tǒng)的宏觀有序結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、性能及其有序化水平，這里的慢弛豫參量就是決定系統(tǒng)演化發(fā)展的序參量。由于慢弛豫參量在系統(tǒng)演化過程中從始至終都起支配作用，必然成為系統(tǒng)的核心構(gòu)成要素，因此通過對系統(tǒng)構(gòu)成要素的分析可以反向得出慢弛豫參量，即系統(tǒng)序參量。

1995年，美國研究圖書館協(xié)會對有關數(shù)字圖書館的大量文章所提出的定義進行了歸納，這一歸納過程相當于去除數(shù)字圖書館系統(tǒng)的快弛豫參量，提出了如下一些可以相信是已經(jīng)達成共識的定義要素：數(shù)字圖書館不是一個簡單實體；數(shù)字圖書館需要使用技術(shù)來連接眾多資源；許多個數(shù)字圖書館和信息服務之間的連接對終端用戶是透明的；廣泛地存取數(shù)字圖書館和信息服務是一個目標；數(shù)字圖書館館藏并不限于文獻替代品,它們延展至不能以印刷格式表達或傳送的數(shù)字式人工制品[9]。分析這些要素，我們可以確定資源、技術(shù)和信息服務是定義數(shù)字圖書館的核心要素，它們共同支配和決定著數(shù)字圖書館的宏觀結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、性能及其有序化水平，換句話說它們就是影響數(shù)字圖書館的慢弛豫參量，即序參量。

2.3 序參量主導下的數(shù)字圖書館演化

協(xié)同學認為系統(tǒng)中若存在幾個序參量，相互之間必然是即協(xié)同又競爭，每個序參量都決定著系統(tǒng)的一個宏觀結(jié)構(gòu)，都企圖獨立主宰系統(tǒng)，從而形成競爭，但由于彼此實力相當，序參量之間便自動形成妥協(xié)，通過協(xié)同來控制系統(tǒng)。此時，序參量之間的協(xié)同合作決定著系統(tǒng)的有序結(jié)構(gòu)，然而隨著序參量的地位和作用的變化，序參量之間的競爭加劇，一旦控制參量達到一個新的閾值時，終將導致形成一種新的有序結(jié)構(gòu)，即更高一層的有序[10]。對數(shù)字圖書館而言，其發(fā)展演化過程受資源、技術(shù)和信息服務三個序參量之間的協(xié)同與競爭關系主導。哈肯在其著作中對三個序參量之間的交互關系作過如下描述：在一段時間內(nèi)，一個序參量占主導地位，支配另外兩個，但不久之后這個序參量失去其主導地位，把這地位讓給另一個序參量，并依此重演[11]。這一過程在數(shù)字圖書館的發(fā)展演化中得到完美展現(xiàn)。

如圖1所示，數(shù)字圖書館建設初期，其主要目標是將大量紙質(zhì)文獻轉(zhuǎn)換為數(shù)字資源以便于保存，同時廣泛收集各類數(shù)字資源，資源序參量在這一時期占主導地位，而技術(shù)和信息服務兩個序參量則處在被支配位置；當數(shù)字資源達到一定規(guī)模時，人們發(fā)現(xiàn)自己正處在“信息資源大爆炸”的環(huán)境之中，尋找所需的數(shù)字信息資源變得非常困難，如何快速查找所需數(shù)字資源成為數(shù)字圖書館建設的中心，此時技術(shù)序參量取代資源序參量占主導地位，資源和信息服務二個序參量則處在被支配位置；隨著資源建設和信息技術(shù)水平的不斷發(fā)展以及數(shù)字圖書館相關理論的不斷完善與成熟，信息服務序參量開始占主導地位，并支配技術(shù)與資源序參量。數(shù)字圖書館資源、技術(shù)與信息服務三個序參量之間的協(xié)同與競爭關系的變化促使數(shù)字圖書館演化出不同的發(fā)展階段，即資源建設階段、技術(shù)開發(fā)階段和信息服務階段。

圖1 數(shù)字圖書館序參量協(xié)同與競爭抽象示意圖

3 數(shù)字圖書館的演化趨勢分析

如前文所述，當前數(shù)字圖書館正處在以信息服務序參量占主導地位，并支配資源與技術(shù)兩個序參量的階段。協(xié)同學認為序參量具有雙重性，一方面支配子系統(tǒng)的行為，主宰系統(tǒng)的演化過程，另一方面子系統(tǒng)同樣決定著序參量的活動[12]。因此數(shù)字圖書館的演化趨勢雖然受到信息服務序參量的主宰，但同時也受到技術(shù)與資源兩個序參量的制約。

3.1 資源序參量的發(fā)展趨勢分析

資源是數(shù)字圖書館提供信息服務的基礎，開放獲取運動和數(shù)字出版的廣泛開展將沖擊現(xiàn)有的數(shù)字圖書館資源建設模式。一方面，開放獲取將使當前各類數(shù)據(jù)庫的價格上漲之勢得到有效抑制。未來各類數(shù)據(jù)庫的定價權(quán)不再受產(chǎn)商一家主導，而要受限于數(shù)據(jù)庫中開放獲取資源的比重，開放獲取資源占比較大的數(shù)據(jù)庫，其價格將大幅下降，而占比較少的數(shù)據(jù)庫也無法一味提價，因為隨著數(shù)據(jù)庫的提價就會導致更多的資源轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放獲取，從而有效抑制各類數(shù)據(jù)庫的價格上漲。另一方面，數(shù)字出版將減少數(shù)字圖書館數(shù)字化工作量，使數(shù)字圖書館能將更多的資源投入到信息服務工作。紙質(zhì)文獻數(shù)字化是當前數(shù)字圖書館資源建設的重點之一，占用大量的人力和資金資源，而隨著數(shù)字出版的廣泛開展，以及館藏紙質(zhì)文獻數(shù)字化工作的完成，未來的數(shù)字圖書館將可直接采購數(shù)字文獻，從而節(jié)省大量人力和資金。

3.2 技術(shù)序參量的發(fā)展趨勢分析

技術(shù)是數(shù)字圖書館提升信息服務水平的手段，快速發(fā)展的云計算、大數(shù)據(jù)和超高速無線網(wǎng)絡技術(shù)將使數(shù)字圖書館的信息服務水平提升到一個新層次。首先，數(shù)字圖書館從本地服務器遷移到云服務平臺將是數(shù)字圖書館建設的一個重大趨勢。這種遷移既可以是將現(xiàn)有的數(shù)字圖書館整體遷移到云服務平臺，如CALIS數(shù)字圖書館云服務平臺，也可以運用云計算技術(shù)將現(xiàn)有的服務器等資源構(gòu)建成一個私有云或公共云的一部分，從而實現(xiàn)數(shù)字圖書館向云端遷移。將數(shù)字圖書館構(gòu)建于云端，不僅可以以較低的成本獲得巨大的計算能力和海量的信息存儲，使其徹底擺脫硬件設備的限制，而且各數(shù)字圖書館之間可以方便地實現(xiàn)各種資源的共享，如分享基礎設施、共享數(shù)據(jù)資源和特色服務等[13]。其次，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對提升數(shù)字圖書館的信息服務具有重大意義。數(shù)字圖書館本身就是一個大數(shù)據(jù)集，入藏的數(shù)據(jù)類型多樣，既有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)又有非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量可達到PB級，并且用戶每天訪問數(shù)字圖書館也將產(chǎn)生大量的訪問數(shù)據(jù)。采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對數(shù)字圖書館的相關數(shù)字資源進行分析，一方面可以提升數(shù)字圖書館實時交互式的查詢效率，另一方面可以獲得用戶行為信息，從而提供相應的個性化智能服務。再次，超高速無線網(wǎng)絡助力用戶快速訪問數(shù)字圖書館云。2013年2月26日，百度公司發(fā)布的《移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢報告》顯示，2012年第四季度，移動互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)時長首度超過PC互聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的移動化已是大勢所趨[14]。因此，用戶通過移動終端訪問數(shù)字圖書館已成為趨勢，而超高速無線網(wǎng)絡將成為確保移動終端能夠快速穩(wěn)定訪問數(shù)字圖書館的基礎。

3.3 信息服務序參量的發(fā)展趨勢分析

信息服務作為當前數(shù)字圖書館演化的主導序參量，其發(fā)展趨勢直接主宰數(shù)字圖書館的演化。當前數(shù)字圖書館的信息服務正在向知識型服務和主動式服務方向發(fā)展。知識型服務指數(shù)字圖書館的信息服務不再只是單一的提供其存儲的各類原始數(shù)字資源，而是通過對原始數(shù)字資源進行組織、挖掘、提煉、重組與再造，將數(shù)字圖書館所存儲的數(shù)字資源轉(zhuǎn)化為用戶所需的知識，并提供服務。主動式服務則強調(diào)數(shù)字圖書館信息服務將具有一定的智能分析能力，能通過對用戶信息行為數(shù)據(jù)的采集，來分析用戶潛在的信息需求并主動提供相關信息給用戶，提升用戶獲取信息的效率與質(zhì)量。協(xié)同學認為，在多個序參量系統(tǒng)中，主導參量的發(fā)展也會受制于其他序參量的發(fā)展，從前文分析可知，資源序參量的發(fā)展將為數(shù)字圖書館信息服務向知識型服務發(fā)展提供豐富的數(shù)字資源基礎，而技術(shù)序參量的發(fā)展則為數(shù)字圖書館信息服務向主動式服務發(fā)展提供了必要的技術(shù)支持。

4 數(shù)字圖書館多序參量結(jié)構(gòu)將向單序參量結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變

協(xié)同學對于由多個序參量所構(gòu)成的系統(tǒng)演化的研究發(fā)現(xiàn):系統(tǒng)的多個序參量之間通過彼此競爭，最終將出現(xiàn)由單一序參量單獨主宰系統(tǒng)的新結(jié)構(gòu)，其他序參量則轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)的伺服參量。這一單一序參量既可能是系統(tǒng)中原來的多個序參量中的一個，也有可能是一個新形成的序參量[15]。依據(jù)協(xié)同學這一研究成果，可推測當前由三個序參量共同協(xié)同主導的數(shù)字圖書館的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在未來必將轉(zhuǎn)變?yōu)橛赡骋恍騾⒘开毩⒅鲗У男孪到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。數(shù)字圖書館三個序參量之間的競爭正逐步顯示出這一變化趨勢，信息服務序參量在系統(tǒng)中的主導地位正在進一步加強，而資源與技術(shù)兩個序參量在系統(tǒng)中的作用正逐步弱化，有向伺服參量轉(zhuǎn)變的趨勢。

首先，數(shù)字資源取代紙質(zhì)資源的趨勢愈加明顯， 2006～2013年，7年間國內(nèi)高校圖書館的館均紙質(zhì)資源購置費從288萬元下降到243萬元，相反數(shù)字資源的購置費則從78萬元增加到188萬元。北京地區(qū)高校圖書館2013年的資源購置費為3.8億元，其中紙質(zhì)資源為1.81億元、占47%；電子資源為1.99億元，占53%[16]。在這一趨勢的影響下，數(shù)字圖書館的資源建設重點將從紙質(zhì)資源數(shù)字化向數(shù)字資源收集轉(zhuǎn)移。由于數(shù)字資源具有海量增長的特性，因此對于任何一個數(shù)字圖書館而言都不可能將所有數(shù)字資源收集完整，而應以滿足數(shù)字圖書館信息服務需求為前提來收集所需數(shù)字資源，換言之，此時的資源序參量將變?yōu)樗欧⒘?，服從于信息服務這一序參量。

其次，信息技術(shù)正從促進數(shù)字圖書館發(fā)展的引導者向被引導者角色轉(zhuǎn)變，信息技術(shù)在數(shù)字圖書館發(fā)展過程中一直扮演著非常重要的引導者角色，不僅促使數(shù)字圖書館產(chǎn)生，而且其每一次發(fā)展都對數(shù)字圖書館的發(fā)展起到重要的引導作用。不過隨著信息技術(shù)的發(fā)展及數(shù)字圖書館技術(shù)儲備的日益完善，信息技術(shù)引導數(shù)字圖書館發(fā)展的現(xiàn)狀將會徹底終結(jié)，取而代之的將是數(shù)字圖書館以信息服務需求為基礎來引導相關信息技術(shù)應用。在傳統(tǒng)圖書館中這一轉(zhuǎn)變已開始呈現(xiàn)，如圖書自動借還機、圖書消毒機等這類圖書專用產(chǎn)品就是將已有的技術(shù)儲備根據(jù)圖書館的業(yè)務或服務需求進行創(chuàng)新性整合所開發(fā)的。在數(shù)字圖書館系統(tǒng)開發(fā)領域也呈現(xiàn)出類似的變化，如云計算中的SaaS(軟件即服務)服務模式，客戶可以根據(jù)自己實際需求，通過互聯(lián)網(wǎng)向廠商定購或定制所需的應用服務。信息技術(shù)在數(shù)字圖書館中的角色轉(zhuǎn)變趨勢意味著其作為數(shù)字圖書館序參量的作用正逐步弱化并向伺服參量轉(zhuǎn)換。

通過以上分析，筆者認為當前數(shù)字圖書館系統(tǒng)的演化由三個序參量協(xié)同與競爭主導的結(jié)構(gòu)最終將發(fā)展成為由某一單獨序參量主宰的新的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，至于這一單獨序參量是否就是信息服務序參量或是某一新形成的序參量則還有待進一步研究分析。

運用協(xié)同學理論探索數(shù)字圖書館演化的內(nèi)在機制與規(guī)律尚屬首次，通過分析可以確認數(shù)字圖書館的發(fā)展演化受到資源、技術(shù)與信息服務三個序參量的協(xié)同與競爭關系主宰，認識數(shù)字圖書館發(fā)展演化這一內(nèi)在機制與規(guī)律性，有助于我們對數(shù)字圖書館的未來發(fā)展趨勢作出預測。

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16 顧群.互聯(lián)網(wǎng)時代，館配產(chǎn)業(yè)也要換個活法[EB/OL].[2015-05-13].http://www.ccmedu.com/bbs48_251632.html

The Analysis on Digital Library Evolution Trends from the Synergetics Perspective

Zheng Jianming

Adopting instability principle of synergetics, principle of order parameter and the slaving principle, the paper analyzes the evolution process of digital library, and points out that the resource, technology and information service dominated the three order parameter of digital library evolution. It then makes analysis on development trend of library resources and technology parameters utilizing the duality principle on synergetics order parameter , and thus demonstrates the evolution trend of digital library in the future.

Digital library; Synergetics; Order Paramete

*2013年高等學校博士學科點專項科研基金(博導類)“數(shù)字圖書館協(xié)同機理研究及其概率群集建模應用”(課題編號:20130091110006) 的研究成果之一。

鄭建明，ORCID：0000-0002-7989-4435，zhengjm@nju.edu.cn。

南京大學信息管理學院,南京,210093

2015年2月13日