大数据与作为人类世工程的绿色发展

艾欧体(Aiouti)物联网资讯:自18世纪末以来,以蒸汽机的发明为标志的工业革命使人类活动开始对气候及生态系统产生全球性的影响。

1.作为人类世工程的绿色发展

为了强调这一点,诺贝尔化学奖得主保罗.克鲁岑在新世纪之交时提出自那时以来,地球以进入“人类世”这一前所未有的地质世代。其后,澳大利亚微生物学家、人类消灭天花病毒的功臣弗兰克·芬纳甚至声称,所谓的人类世将在100年内以人类的灭绝告终。透过人类世的概念不难认识到,为了从根本上避免其所警示的悲观前景,必须从人类世这一全新视角重新审视地球生态系统。

Paul Jozef Crutzen

保罗·约瑟夫·克鲁岑(Paul Jozef Crutzen),荷兰大气化学家,由于证明了氮的氧化物会加速平流层中保护地球不受太阳紫外线辐射的臭氧的分解而与莫利纳、罗兰共同获得1995年诺贝尔化学奖,虽然他的研究成果一开始没有被广泛接受,但为以后的其他化学家的大气研究开通了道路。

如果说人类世伴是随着人类成为影响地球的主要力量之后出现的地球生态系统的全新演进,绿色发展则体现了人类在其自身的力量之内所做的反思与自反性调适,可视为人类出于对生态约束的自觉之上的人类世工程。

由此绿色发展与以往缺乏自反性的工业文明最大的不同在于其具有一种全新的理念——对发展的生态化设计。仅从理念上来讲,这种生态化设计将使人类对地球生态系统的影响和干预成为可以控制、调节和引导的对象;但在实践层面,只有在尽可能全面完整地掌握了地球这一复杂巨系统的各种数量和数据的基础上,才可能得以真正开启和有效实施。

如果既不了解天然生态系统的数据,又不明了人工影响的数据,绿色发展难以精准地设计、实施和评价,对数量和数据的把握不足无疑是绿色发展落地的最大瓶颈,而大数据的发展无疑为打破此困局带来了全新的契机。

2.生态元数据与绿色发展的三阶段

大数据的基础是元数据,即各种大数据集在采集数据时所选取和描述的本体,包括对象、系统、过程和事件,具体涉及与这些方面相关的参数、标准、工具等。要使大数据服务于绿色发展,除了生态、能源、消费等基础数据的动态采集、处理等基础性工作之外,工程化实施的关键在于三个方面:

(1)态势呈现,运用大数据可视化,以问题为导向,实时、多维地呈现绿色发展的基本态势;
(2)问题发现,通过大数据分析,从整体到细节多个层面展开现实挖掘,洞察绿色发展中用其他方法难以发现的问题;
(3)态势调适。在大数据可视化和问题洞察的基础上,构建绿色发展的动态调适反馈机制。

为此首先应根据这三个方面的要求确立与绿色发展相关的元数据。在大数据时代,这些元数据的选取意味着我们可以对相应的全部数据进行采集,而不仅仅是获取统计平均值,这使得对绿色发展的态势呈现、问题发现和态势调适变得更加精准入微。

如何确立这些元数据与具体的绿色发展的设计理念相关。值得指出的是,就现实的可行性而言,绿色发展的基本定位是一种改良型的渐进调适,而非颠覆式创新。从设计层面来看,绿色发展这一人类世工程主要包括三个逐渐递进的阶段:技术修复、子系统绿色闭环的构建、绿色闭环向全系统的渗透。由此,可根据不同阶段的目标确定元数据。

在技术修复阶段,关键目标是克服各种生态环境问题,如工业废弃物的处理、减少二氧化碳排放等。从元数据设计的角度来讲,一方面要根据这些日益凸显出的问题确定相关的元数据,如环境可吸入颗粒物的浓度、个人每天的资源及能量消耗等等;另一方面通过大数据洞察寻找新的可能导致环境问题的因素,将其设定为应加以观测和追踪的元数据,使以前没用被关注到的问题及因素最终可通过大数据可视化得以呈现,进而找到可行的改进之道。

在子系统绿色闭环构建阶段,主要目标是优化各种子系统的环境友好性,实现兼顾生态和效率的绿色高效发展。必须指出这类闭环的形成是一个十分复杂的过程,其构建如同器官移植,成功的可能性很小,具有本质上的脆弱性!因此这个阶段的元数据选取一方面关注子系统运行中可标识的资源、能源、材料、产品等的流动过程的元数据;另一方面还要对这些元数据在子系统外部环境中的流动和变化进行追踪观测。

以电动汽车为例,不仅要关注其作为内燃机子系统的替代者所带来的局部流程优化,而且要关注它本身对整个生态系统的影响;如通过相关元数据的选取,关注其所使用的电能背后的化石能源消耗,追踪电池对环境的污染等。

在绿色闭环向全系统渗透阶段,关键是要使各个子系统的绿色闭环能够在整体上形成绿色发展态势。其主要工作包括三个方面:一是新的子系统绿色闭环如何替代或优化原有的子系统;二是经过替代或优化后的各个子系统绿色闭环之间的整合,特别是各个子系统之间的弹性接口的构建;三是各个子系统绿色闭环内以及整个系统中可能产生的一些可能导致新的环境问题的发现与应对,特别是对那些在人工设计目的之外若干要素之间形成的可能导致不确定性风险的潜在通路的侦测。

在此阶段需要观测追踪的元数据具有不确定性和潜在性,故元数据的选取一方面包括反映系统整合态势的元数据,另一方面则在于能够动态地呈现接口状态和潜在通路的动态数据标签。换言之,通过这些元数据的设定,不仅要使得绿色闭环向全系统渗透的态势得以呈现,更重要的是用一种“可靠性分析”的方法,将地球视为一座宇宙飞船,运用类似于航天工程中的“质量归零”的故障管理方法,通过元数据标签发现克服环境问题和优化生态的线索。

3.基于大数据的绿色发展仪表盘

大数据为绿色发展带来了全新洞察与调适工具。如果把地球视为一座宇宙飞船,应该大数据构建起各种绿色发展可视化仪表盘。这种仪表盘大致可分为用户仪表盘、产品仪表盘和管控仪表盘三类。

用户仪表盘可以安装在个人智能终端上,通过可穿戴式数据采集和计算、量化自我等数据技术构建起个体化的绿色生活数据呈现系统。其主要设计理念是使大数据成为个人寻求绿色生活的一种“自我技术”,即通过对个人生活中的各种环境、资源、能源和身体数据的呈现,让个人通过数据调节自己的生活方式,使之符合整个社会绿色发展的目标。例如可以通过社交媒介上个人能耗数据的展示,促使个人在节能方面有更好的表现。

产品仪表盘的基本思想是引入新的“万物皆数”的理念,使得产品从生产、使用到回收的整个人造物生命周期中的各种数据都得到观测并可追踪。也就是说,产品仪表盘能够告诉我们,产品从哪里来,去哪里了,其当前的性能与状态如何,未来对于整个生态系统有何长远影响。

产品仪表盘的意义在于,它相当于给产品发放了生态身份证,使其具有“生态可寻性”——一旦有新的发现表明某一产品可能导致安全或环境问题,就可以找到它们,加以强制监控并采取相应的措施。产品仪表盘的生态可寻性使每个产品的生态状态可追踪,这将促使企业因此必须承担其应负的生态责任。

管控仪表盘即绿色发展的可视化主控界面。其主要任务有三个方面:解决各种环境冲突、发现潜在的生态问题、寻求生态创新。为了解决环境冲突,管控仪表盘应使各子系统的接口数据得以充分的呈现,以便从整体上解决与应对可能的问题。为了发现潜在的生态问题,管控仪表盘要充分利用大数据分析与现实挖掘,洞察可能导致生态问题的各种潜在通路。

为此可在相关性分析的基础上,通过对照实验搜索可能的因果关系,进而探究相应的管控措施。寻求生态创新一方面仰赖整体上的数据洞察和透视确立生态创新的大方向,另一方面则需要站在全系统的高度,在这些数据洞察与透视的基础上,掌握一种渐进的调适技术,通过“精准试错”和“大数据微调”实现精细化的绿色发展。

显然上述只是一种理想化的构思,离付诸实践尚有极大差距。更为重要的是,大数据不应只是超级监控者的水晶球,而应该为各个层面主体可掌握和运用的化妆镜、正衣镜和后视镜。唯有在维护人的尊严,充分保护知情权、隐私权、被遗忘权及个人数据可携带权等个人数据权的基础上,充分发挥个体的能动性和创造力,大数据才不至导致人们所担心的监控社会的反乌托邦前景,而为绿色发展开启一条可能通向生态文明的非动物庄园式的窄路,使人性与自然并驾齐驱,以自由生得恒生。

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