[論文レビュー] An Applied Knowledge Framework to Study Complex Systems

Juste Raimbault|arXiv (Cornell University)|Jun 22, 2017

Business Strategy and Innovation参考文献 10被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、複雑系における知識生産を、相互依存する知識分野内の共進化する視点としてモデル化する応用的知識枠組みを提案する。地理的都市複雑性理論の混合手法分析を用いて、認識論的構造と実践的応用を統合することで、複雑性の自己反復的で多分野的管理を可能にする。

ABSTRACT

The complexity of knowledge production on complex systems is well-known, but there still lacks knowledge framework that would both account for a certain structure of knowledge production at an epistemological level and be directly applicable to the study and management of complex systems. We set a basis for such a framework, by first analyzing in detail a case study of the construction of a geographical theory of complex territorial systems, through mixed methods, namely qualitative interview analysis and quantitative citation network analysis. We can therethrough inductively build a framework that considers knowledge entreprises as perspectives, with co-evolving components within complementary knowledge domains. We finally discuss potential applications and developments.

研究の動機と目的

• 複雑系研究において認識論的構造と実践的応用の両方を同時に反映する知識枠組みの欠如に対処すること。
• 科学的知識生産における知識分野とその担い手の共進化を反映する枠組みを構築すること。
• システムモデリングおよび設計における非表示の方法論的・認識論的選択を明示することで、複雑性の管理を可能にするツールを提供すること。
• 地理学および工学分野における事例研究を通じて、枠組みの一般性を示し、分野間での移行可能性を示すこと。
• 今後の作業において、データフローマシンとオントロジーの統合を通じて、枠組みの形式的定式化を確立することの基盤を築くこと。

提案手法

• 複雑都市システムの地理的理論における知識生産を、キーパersonの半構造的インタビューと定量的引用ネットワーク分析を組み合わせた混合手法分析で実施する。
• 視点に基づくアプローチを用いて、フィードバックと相互作用を通じて共進化する相互依存的コンポーネントとしての知識分野を特定・マッピングする。
• 各視点が共通の目的と担い手を有する知識分野の構造的エナセムルである、パースペクティビズムに根ざした認知的認識論を適用する。
• 弱い出現の概念を用いて、視点内のオントロジー要素間の階層的関係を定義し、標準的分解を可能にする。
• 知識分野を完全なネットワークとして投影し、すべての可能な二項関係（例：制約、知識移転、方法論的統合）を探索することで、共進化的ダイナミクスを示す。
• データフローマシンモデル（[8] からのもの）とオントロジーに基づく表現（[11] からのもの）を結合することで、形式的定式化への道筋を提案する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複雑系における知識生産は、認識論的に構造化されつつ、同時にシステム設計および管理に直接応用可能であるか。
• RQ2 共進化する知識分野は、複雑系に関する科学的理論の発展において果たす役割は何か。
• RQ3 混合手法（定性的インタビューと定量的引用分析）は、知識生産の認識論的構造をどのように明らかにできるか。
• RQ4 視点に基づく枠組みは、複雑系研究における自己反復的かつ分野横断的統合をどのように支援できるか。
• RQ5 モデリングおよびシミュレーションにおける知識枠組みのスケーラブルかつ体系的な応用を支える形式的基盤は何か。

主な発見

• 進化的都市理論の構築は、線形的進行ではなく、モデリング、実証的データ、理論的枠組みといった知識分野間の共進化によって駆動された。
• 主要研究者とのインタビューから、方法論的選択が自己反復的かつ文脈依存的であり、知識生産プロセスにおいて特定の分野が優位を占めないことが明らかになった。
• 引用ネットワーク分析から、知識分野がフィードバックループを通じて相互にリンクされており、一部の分野が分野間統合を促進する触媒として機能していることが示された。
• 分野の完全なネットワークとしての枠組みの投影により、制約、知識移転、方法論的統合といった多様な関係タイプが特定され、動的な共進化が示された。
• 弱い出現を用いたオントロジーに基づく視点の分解により、視点の標準的構造が得られ、知識コンポーネントの体系的分析が可能になった。
• データフローマシンとオントロジーの統合への形式的道筋が提案され、今後の枠組みの数学的定式化の基盤が示唆された。