[论文解读] On the social and cognitive dimensions of wicked environmental problems characterized by conceptual and solution uncertainty

Felber Arroyave, Oscar Yandy Romero‐Goyeneche+4 more|arXiv (Cornell University)|Oct 4, 2021

Complex Systems and Decision MakingDecision Sciences参考文献 100被引用 19

一句话总结

本文通过分析社会与认知维度下知识轨迹的动力学，构建了一个定量框架，以评估环境问题的棘手程度——包括森林砍伐、外来物种入侵和野生动物贸易。研究发现，知识轨迹动力学的不稳定性，尤其是在野生动物贸易中，表明概念与解决方案存在高度且持续的不确定性，反映出其顽固的棘手性。

ABSTRACT

We develop a quantitative framework for understanding the class of wicked problems that emerge at the intersections of "natural", social, and technological complex systems. Wicked problems reflect our incomplete understanding of interdependent global systems and the systemic risk they pose; such problems escape solutions because they are often ill-defined, and thus misidentified and under-appreciated by communities of problem-solvers. While there are well-documented benefits to tackling boundary-crossing problems from various viewpoints, the integration of diverse approaches can nevertheless contribute confusion around the collective understanding of the core concepts and feasible solutions. We explore this paradox by analyzing the development of both scholarly and topical communities within three wicked problems: deforestation, invasive species, and wildlife trade. We posit that saturation in the dynamics of social and cognitive diversity growth is an indicator of reduced uncertainty in the evolution of the comprehensive knowledge trajectory emerging around each wicked problem. Informed by comprehensive bibliometric data capturing both social and cognitive dimensions of each problem domain, we thereby develop a framework that assesses the stability of knowledge trajectory dynamics as an indicator of wickedness associated with conceptual and solution uncertainty. As such, our results identify wildlife trade as a wicked problem that may be difficult to address given recent instability in its knowledge trajectory.

研究动机与目标

• 理解科学社群在社会与认知多样性方面如何塑造环境棘手问题的知识轨迹。
• 探究为何在跨界问题中整合多样化视角可能反而加剧对核心概念与解决方案的困惑。
• 评估社会与认知多样性增长的饱和状态是否可作为知识轨迹不确定性降低与稳定性增强的指标。
• 通过知识动力学的经验分析，评估三大环境问题——森林砍伐、外来物种入侵与野生动物贸易——的棘手性。
• 开发一个基于数据的框架，利用文献计量指标衡量知识轨迹动力学的稳定性，作为概念与解决方案不确定性的代理指标。

提出的方法

• 通过分析森林砍伐、外来物种入侵与野生动物贸易三大环境问题的文献计量数据，构建知识轨迹。
• 将知识轨迹动力学划分为两个维度：社会维度（合作网络、学科多样性、地理协调）与认知维度（主题多样性、主题演化、概念框架）。
• 使用文献计量耦合与共现分析，绘制主题网络并追踪科学主题随时间的演化。
• 应用网络科学与多层网络建模，表示并比较知识生产的社会与认知维度。
• 采用基于熵的度量方法，衡量两个维度中的多样性增长，以评估知识扩展的速度与饱和程度。
• 将知识轨迹动力学中的‘稳定性’定义为多样性增长达到饱和的时刻，表明不确定性降低，且核心概念与解决方案趋于收敛。

实验结果

研究问题

• RQ1 面对棘手的环境问题，知识生产在社会与认知维度上的演化如何随时间演变？
• RQ2 整合多样化学科与协作视角在多大程度上导致对核心问题与解决方案的困惑，而非清晰化？
• RQ3 社会与认知多样性增长的饱和状态是否可作为知识轨迹不确定性降低与稳定性增强的指标？
• RQ4 知识轨迹动力学的稳定性在三大主要环境问题——森林砍伐、外来物种入侵与野生动物贸易——之间有何差异？
• RQ5 概念与解决方案的不确定性在环境问题顽固性的持续存在中扮演何种角色？

主要发现

• 野生动物贸易在知识轨迹动力学方面表现出显著的不稳定性，其社会与认知多样性增长均无饱和迹象，表明存在高度且持续的概念与解决方案不确定性。
• 森林砍伐与外来物种入侵显示出轨迹稳定的迹象，其社会与认知维度的多样性增长均趋近饱和，表明不确定性降低与共识增强。
• 本研究发现，知识轨迹动力学的不稳定性——尤其是认知维度——与环境问题棘手程度存在强烈相关性。
• 该框架成功依据知识轨迹的稳定性对问题进行区分，野生动物贸易因持续存在的概念与解决方案模糊性，被识别为最棘手的问题。
• 野生动物贸易的认知多样性增长仍处于高水平且未饱和，反映出在核心概念与可行干预措施上缺乏共识。
• 野生动物贸易的知识生产社会维度表现出中等程度的多样性增长，但其与认知维度的缺乏协同收敛，进一步加剧了系统性不确定性。