[论文解读] FuturICT - New Science and Technology to Manage Our Complex, Strongly Connected World

Dirk Helbing|arXiv (Cornell University)|Aug 31, 2011

Biomedical and Engineering Education被引用 11

一句话总结

FuturICT 提出建立一个知识加速器，通过整合自然科学、社会科学和工程学，研究并管理复杂且相互关联的社会技术系统。通过利用大规模模拟、实时数据和参与式建模，该计划旨在实现对金融危机、气候变化和大流行病等全球性挑战的主动治理。

ABSTRACT

We have built particle accelerators to understand the forces that make up our physical world. But we still don't understand the principles underlying our strongly connected, techno-socio-economic systems. To fill the knowledge gaps and keep up with the fast pace at which our world is changing, a Knowledge Accelerator must urgently be created. An interdisciplinary integration of natural, social, and engineering sciences, as it will be performed by the FuturICT flagship project, can produce the synergy effects required to address many of our 21st century challenges. One can expect that, after the age of physical, biological and technological innovations, Europe can lead the next era - a wave of social and socio-inspired innovations.

研究动机与目标

• 解决在管理复杂且高度关联的技术-社会-经济系统方面存在的理解不足问题，这些系统是现代全球挑战的根源。
• 通过建立大规模、一体化的研究基础设施，克服现有科学方法的局限，以建模和模拟社会动态。
• 推动社会及社会启发式创新的新时代，使欧洲在应对21世纪全球挑战方面处于领先地位。
• 通过实时数据整合和复杂系统的预测建模，实现对系统性风险的主动治理。
• 整合物理学、社会科学和工程学的洞见，产生协同效应，推动具有变革性的社会解决方案。

提出的方法

• 启动旗舰研究项目——FuturICT——聚焦于自然科学、社会科学和工程学之间的跨学科合作。
• 开发复杂系统的大型计算模型和模拟，包括社交网络、经济流动和基础设施系统。
• 整合来自多样化来源（如社交媒体、传感器、金融系统）的实时数据流，以提高模型的准确性和响应能力。
• 实施参与式建模和公民参与平台，将社会意见纳入系统设计和政策模拟中。
• 利用基于代理的建模和网络理论，模拟异质性代理在动态环境中的相互作用。
• 创建类似数字孪生的环境，用于在现实世界实施前测试政策干预措施。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何通过整合自然科学、社会科学和工程学，产生关于管理复杂且相互关联系统的全新洞见？
• RQ2 哪些机制能够实现对系统性风险（如金融崩溃或大流行病）的实时模拟与预测？
• RQ3 大规模数据整合与参与式建模如何提升政策决策的稳健性和合法性？
• RQ4 知识加速器在预测并减轻全球系统性风险方面可发挥何种作用，以防止其在萌芽阶段爆发？
• RQ5 如何设计社会技术系统，使其在不确定性和快速变化中具备自组织和自适应能力？

主要发现

• 建立知识加速器对于弥合对复杂且高度关联系统理解的关键知识空白至关重要。
• 科学的跨学科整合能够产生协同效应，这对于应对气候变化和金融不稳定等21世纪挑战至关重要。
• 实时数据与大规模模拟可实现对社会技术系统中系统性风险的早期检测与缓解。
• FuturICT旨在激发新一轮社会及社会启发式创新，使欧洲在该领域成为全球领导者。
• 该项目的框架支持发展预测性、适应性和参与式治理模型，以应对复杂系统。
• 所提出的基础设施可实现在虚拟环境中测试政策干预措施，从而降低风险并提高实施效果。