“水”符號的可視化及視覺表征的交互研究*

許莉鈞 ，周豐

(1.南京工程學院 藝術與設計學院，江蘇 南京 211100；2.東華大學 機械工程學院 工業設計系，上海 201620)

從古至今，人類對于水的親身體驗和感性認知，最初以點、線、面、色彩組成的圖像符號來表達，最終發展成為今天波瀾壯闊的水圖像符號世界。從符號學的觀點看來，符號就是意義的表達，符號學即意義學(Significs)[1]2—8，“文化之水”所表達的意義是人類文明中不可或缺的組成部分。在工業生產、日常生活等各種場合，與水相關的材料及用途的指示往往是借助非語言類記號[2]11—16。記號(Symbol)、“象形圖形”能夠起到非語言類交流的作用，是通俗易懂的可視化手法。

20世紀80年代信息化開始快速發展，人類進入后工業社會，許多抽象概念人們需要借助圖示的方法進行理解。水的文化符號意義包含了先民樸素的自然觀，即對自然之水的認知與理解。在知識創新的時代呈現這些傳統文化符號之“水”，需要展開知識可視化(Visualization)視覺表征的探索。

一、文化符號之“水”的知識可視化

人類在與水的頻繁接觸中，建立了語言文化中豐富的符號之“水”的寶庫。這些符號采用比喻或象征等修辭手法表達豐富的文化之水的內涵。[3]22—28文化符號之“水”是看不見、摸不著的抽象知識，通過文字符號和圖形相結合的方式進行可視化表達，易于被大多數人理解與接受。知識表征(Knowledge Representation)是符號表征的一種具體運用形式，適用于表達抽象的情感、觀念，傳遞抽象的知識，便于人類文化的傳播。知識表征能探索由人類文化所沉淀下來的符號之“水”在大腦中的儲存和組織形式，并進行有效的知識管理。

“知識可視化”的研究最早出自Martin J.Eppler 和 Remo A.Burkhard，他們指出，“知識可視化領域以視覺表征在改善至少兩個人之間的知識創造和知識傳播”，同時指出，知識可視化是構建和傳達復雜見解的所有圖式的手段。[4]12—16其哲學基礎是由伽達默爾(Hans-Geory Gadamer)、海德格爾(Matin Heidegger)和里克爾(Rainer Maria Rilke)等思想家發展而來的解釋學。

由于文化符號之“水”浸透于日常生活的方方面面，涉及面極廣，從天文到地理以至于人類精神領域，都可以找到它的蹤跡。因此，無法按照博物學(Natural history)及分類學的方法對其進行歸納整理。根據人的聯想認知，將文化符號之“水”的知識可視化以網狀結構或樹狀等級結構等的圖式化方式加以呈現以完成視覺表征，這種文化符號之“水”圖式表現的具體化過程，也就是對與水相關知識的理解過程，能起到傳播“水”的經驗知識的作用。

二、文化符號之“水”的可視化表現手法

以思維導圖(Mind Map)、“KJ法”、Wordnet及語義網絡(Semantic Network)的方式探索文化符號之“水”可視化知識表現手法，通過這些可視化手法呈現文化符號之“水”的符號間的構造關系、知識組織及階層分類。

(一)思維導圖(Mind Map)的文化符號之水的表達

我們可以借助MindManager、Mind Mapping等軟件工具，以發散式思考(Divergent thinking)探索文化生活中的符號之“水”。以“水的文化符號”為題的思維導圖重視圖文并重的技巧，把各級主題以相互隸屬及相關的層級圖的形式表現出來，“水的文化符號”相關主題關鍵詞與圖像、顏色等記憶鏈接的建立，是一種將發散式文化符號之“水”具體化的過程。

圖1 水的文化符號的思維導圖(MindManager)

如圖1所示，圖中任何與水相關的文化符號都可以看作一個思考中心，并由此中心向外發散出多個枝節點，每一個枝節點代表與中心主題相聯系的一個聯結，而每一個聯結又可以成為另一個中心主題，再向外發散出多個枝節點，呈現出平面放射狀結構。以“水的文化符號”為主題展開的思維導圖，是對水的文化符號(知識)的視覺化表征形式的實踐和探索。

(二)采用“KJ法”向水的上位概念符號的整理

采用創造技法“KJ法”(川喜田二郎[5]10—18)，根據水的概念符號與概念符號間的認知距離，將文化符號之“水”向上位概念符號進行整理。文化符號之“水”的“KJ法”步驟是：首先，結合頭腦風暴法 (Brain-storming)對水的文化符號進行自由聯想，勾起參與者對生活中文化符號之“水”的回憶，并制成小卡片；根據參與者表現出的文化符號之“水”的概念，根據概念與概念在認知上的關系，把意義接近的概念放在一起；以這種方法對水的文化符號逐步向上位概念符號進行收縮，并進行知識可視化實踐。具體方法如圖2所示。

Step1：符號之水的概念符號的收集

Step2：向上位概念整理一

Step3：向上位概念整理二

Step4：向上位概念整理三圖2 采用“KJ法”向水的上位符號概念的整理過程

“KJ法”最初是學者們在多年的野外考察中總結出來的一套科學發現方法，并影響教育、管理等眾多領域。“KJ法”實行過程的關鍵之處在于決定概念A與概念B是否同屬于一組，這是憑借概念符號間認知上的關系，而不是由先入觀的范疇所決定。圖2是以“KJ法”對文化符號之“水”(概念符號)做了收縮思考(Convergent Thinking)的可視化表征的整理過程。

(三)文化符號之“水”的WordNet與語義網絡的知識表達

WordNet是由普林斯頓大學的心理學家、語言學家和計算機工程師聯合設計的一種基于認知語言學的知識庫(圖3)。將WordNet詞匯概念空間中概念與概念進行連接，可以形成語義網絡。WordNet詞匯概念空間對水的注釋分為名詞注釋與動詞注釋。作為名詞，符號之“水”代表的意義包括無色無嗅無味的液體、地球表面覆蓋著的水(如河流、湖泊或海洋之水)、供水系統、構成宇宙的四個元素之一、尿排泄及維系生命的液體等。作為動詞，符號之“水”代表的意義包括灌溉、供給水、澆水、口水流出及充滿淚水等。

圖3 Wordnet與語義網絡的知識表達

J.R.Quillian(1968年)提出了語義網絡的概念，直接而明確地表達概念的語義關系，模擬人的語義記憶和聯想方式。圖4是采用Visual Thesaurus軟件工具生成的水的語義網絡，與WordNet詞匯概念空間的注釋概念與概念之間關系基本一致。WordNet在知識工程(Knowledge Engineering)研究領域廣泛應用。除了WordNet之外，還有斯坦福大學開發的本體論編輯器Protégé等其他工具可用于知識可視化表達。

(四)水的知識本體與可視化表征

“水”的概念符號，旨在以知識本體論(Ontology)展開的應用于水資源管理及地球地理及生態系統可持續發展等領域的工學研究。

圖4 文化符號之水的語義網絡(Semantic Network)

“本體論”一詞來自1613年德國哲學家R.Goclenius編寫的《哲學辭典》，它將希臘語的“存在”(Onto)與“學問”(Logs)二詞合并為“Ontologia”即英文“ontology”，意指一切事物的自然法則及基本特征。亞里士多德(Aristotle)認為本體即是探討一切事物的存在或生存(Existence of Being)本身的學問，事物存在的范疇體系可以從實體、數量、關系、行為、熱情、空間、時間等范疇進行探討。由于知識本體可以解釋所有事物或概念的本質、屬性與關系，適用于人類知識的組織與呈現，后來衍生應用于包括人工智能、電腦科學、圖書館信息學等各學科領域。目前，有關水知識本體的研究多關注水資源管理、社會生態系統的可持續發展等領域。

1.水的知識本體在相關領域的應用

臺灣學者吳育美在《知識本體在水質感測網之應用》一文中，將水的相關屬性(屬性、pH值等)及衍生物，根據本體論的范疇進行概念分類(圖5)[6]107—134。

圖5 概念分類圖

概念分類有助于知識本體結構化地呈現各項概念的關系。知識本體通過概念間關系來說明對象的世界，代表性的概念間關系包括一般與特殊的關系、全體與部分的關系、屬性關系等。一般與特殊的關系中有上下位關系(Is_a)，例如植物是生物的下位概念。圖6中“感測網系統”是“監測項目”的下位概念。“污染程度”與“影響情形”是因果關系，如 Is_a、Has_Cause、Has_Location、Has_Degree、Has_Action概念間關系的表示，這樣的構成能夠與各類異構造數據進行統合，有效地監測水質情況。類似的研究有水資源數據集成、基于本體論的水質監測系統的研究與開發等等。

圖6 感測器監測資料模擬各概念關系

2.基于“SS—SESs”探索“水、能源、糧食”間的關聯

基于可持續發展科學(Sustainability Science：SS)和社會生態系統(Social Ecological Systems：SESs)領域，即“SS—SESs”的水的知識本體可視化表征(圖7)，可以探索以“水”為中心的概念如何到達“糧食”“能源”相關概念的因果連鎖關系。其中，“農業”“人類生活”兩個概念與“水”“能源”“糧食”等所有概念連接并處于中心地位。從相關語義來看，“水”與“送水”

圖7 水—能源—糧食的語義關聯的生成圖例

“水力發電”“糧食生產”屬于交換關系。從“農業”開始，與系統輸入的“灌溉用水”“水力發電”等有交換關系，并顯示出對糧食生產所產生的影響。通過概念間的連鎖可以發現“水”—“海”—“漁業”之間的關系。[7]68—74

三、文化符號之“水”的知識傳達

(一)文化符號之“水”與本土知識

如今，大規模開發利用自然所帶來的水污染等環境危機頻頻出現，人類社會面臨著如何實現可持續發展的難題。文化符號之“水”作為經驗知識的載體，教導人們敬畏自然，它是與自然、與社會和諧相處的合理的生產生活方式，是地域生態文化中自然而然生成的本土知識(Indigenous Knowledge)[8]51—60。例如，《本草綱目》中就自然之水有眾多的分類，古代中醫中憑借經驗知識所分類的水有露水、甘露、臘雪、流水、屋漏水、溫湯、鹵水等三十種，各種水各盡其用，以幫助人們緩解病痛；納西族、白族、壯族、傣族等民族都產生了不同形式的水崇拜習俗，人們在社會生活中的各種行為禮儀規范有著天人合一的深刻寓意，對地區生態的保護也有極其重要的作用。因此，通過文化符號之“水”的知識可以深度了解先民的智慧。

(二)知識構成系統的“SECI模型”與文化符號之“水”

圖8 SECI模型

文化符號之“水”的特征在于它是直觀感受的知識、經驗的知識，是沉淀在民族心理中的潛意識。例如：氣象諸神靈與符號之“水”有雨神、云神、虹神、風神、雷神、閃電神、龍等，古代的詩詞、諺語、民間傳說都存在豐富的文化之水的內容[9]143—148。根據知識的相互轉化的“SECI模式”(圖8)(野中郁次郎，2008)，文化符號之“水”往往以內隱知識(Tacit Knowledge)[10]22—36的形式存在于人們的行為、程序性記憶之中。把內隱的知識轉化為可以記述的顯性知識，離不開記述隱喻的方法和手段。

中國成語中的符號之“水”有：水到渠成、柔情似水、狂風怒潮、風起浪涌、波濤澎湃、飲水思源、車水馬龍、碧海藍天、水性楊花、覆水難收、白浪滔天，等。中國諺語中的符號之“水”有：逆水行舟，不進則退；落花有意，流水無情；男人是泥做的骨肉，女人是水做的骨肉，等。中國詩詞中的符號之“水”有“遠看山有色，近聽水無聲”(〔唐〕王維《畫》)；“花自飄零水自流，一種相思，兩處閑愁”(〔北宋〕李清照)《一剪梅》；“問君能有幾多愁，恰似一江春水向東流”(〔南唐〕李煜《虞美人》)，等。名言中的符號之“水”有：“人不能兩次踏入同一條河流”(〔古希臘〕赫拉克利特)；“知者樂水，仁者樂山，知者動，仁者靜，知者樂，仁者壽”(〔春秋〕孔子《論語·雍也篇》)等。哲學中的符號之“水”有“上善若水，水善利萬物而不爭，處眾人所惡，故幾于道；天下莫柔弱于水，而攻堅強者莫之能勝，以其無以易之”(《道德經》，〔春秋〕老子)，等。擬聲詞的水有：汩汩流水聲、嘩嘩瀑布聲、嘀嗒滴水聲、淙淙流水聲、潺潺流水聲、叮咚、淅瀝瀝、咕咚、霎霎、涓涓、湍湍、涔涔、滔滔、潺潺，等。

文化符號之“水”真實地反映著人類對世界以隱喻為核心的認知特點。在21世紀的今天，抓住民族傳統文化的核心價值，對知識創新及文化決策有著深遠意義。

四、文化符號之“水”的信息圖交互

“觀念”原本是佛教用語，與impression、sense、idea、concept、perception、conception等含義類似，是指人們在精神層面上對事物的思考及認知意識。我們可以通過信息圖的方式對文化背景下水形成的觀念進行可視化的交互傳達。

信息圖(Inforgrapic)是information和graphic的組合，對于內容復雜、難以形象表述的知識，可以以信息可視化的方式，通過圖像明晰地呈現出來[11]18—32。信息圖采用點、直線、曲線、簡單形狀以及其他基本圖形元素進行視覺表征，快速、準確地呈現可視化的信息，這有利于人對知識的理解、決策和傳播。文化背景下形成的水的觀念是主觀性的，是屬于難以形象表述的知識。以下內容探索水的信息圖的表達方式。

信息圖(Inforgrapic)是通過認知科學、設計和藝術等多學科領域的交叉所形成的概念，現以Infograpic中圖解(Diagram)的方式進行可視化呈現，表現觀念之水。圖9至圖12是通過圖示的方法把握觀念之水，明確地表現對水的不同理解。

圖9中，觀念之水的知識可視化表達是將水分為物質之水與精神之水。物質之水與精神之水分別對應物理之水與思想之水。物理之水則升華為文學之水，以我們生活中的歌謠、諺語、詩詞等方式呈現；文學之水則升華為思想之水，宗教、道德、精神領域與水相關的內容屬于思想之水。

圖10中，觀念之水的知識可視化表達是將水歸納為柔、靜、韌、深、暴等五個維度，并由此展開知識可視化呈現。

圖11中，觀念之水分為“自然之水”與“情感之水”兩極，與“情感之水”靠近的是宗教、詩歌、音樂之水；與“自然之水”靠近的是物理、化學、水文水利之水；中間的平面是顏色之水、形態之水、美學之水等內容空間。

圖9 觀念之水的知識可視化表達案例一

圖10 觀念之水的知識可視化表達案例二

圖11 觀念之水的知識可視化表達案例三

圖12中，觀念之水的知識可視化呈現是將文化符號之“水”分為賦、緣、德、智四個維度，在認知上與賦、緣、德、智接近的內容分別靠近各個方面。

圖13曼陀羅(Mandala)[12]160—161是一種具有象征意義的圖式，嚴格意義上的曼陀羅圖需要對稱、統一、整體化的結構。圖13中觀念之水的曼陀羅圖式，將觀念之水文化分為物理、地域、文學、美學、哲學五個維度，并將五個維度繼續細分，最后對應具體的實物，形成對文化符號之“水”的理解。

圖12 觀念之水的知識可視化表達案例四

圖13 觀念之水的“曼陀羅圖式”

圖14 觀念之水的“卡巴拉圖式”

圖14是對觀念之水的“卡巴拉圖式”探索，為樹狀的Infographic。從古代人類對樹的崇拜、達爾文解釋生命進化采用的系統樹到對各種信息(如家譜)的分類，都與樹狀模型密切相關。樹是最早用來表達一系列概念的知識可視化視覺表征的方法，又是當代網絡圖的源頭，這種常用的從主干生長出來的所有分支模型通常用于表現信息的層次，是人類解釋世界的方法。[13]26—40圖中用了十個概念符號(力量、深沉、哲理、情誼、智慧、和平、歡快、靜謐、詩境、柔美)代表水的特性，概念間則形成與水相關的獨特意境。

五、結論

本文采用了思維導圖、WordNet及語義網絡、“KJ法”，對文化符號之“水”進行知識表征方式的交互探索，這些探索有利于符號之“水”的知識組織與重構，有利于進行有效的管理與傳播。

文化符號之“水”存儲了歷史上沉淀下來的大量與水有關的信息，這些信息是人類文明進程中經驗與智慧的結晶。本文以知識載體——語言概念符號，進行文化符號之“水”的知識可視化視覺表征的交互探索，這些探索可以豐富后工業化時代現代傳媒景觀世界中水的圖像符號的內容。

在對“觀念之水”進行知識可視化視覺表征的交互探索中，本文采用“曼陀羅圖”“卡巴拉圖”等信息圖的方法來把握抽象的“觀念之水”，并解釋“觀念之水”的內容。通過加工和運用文化符號之“水”來表征并解釋外界事物之“水”，輔助人的大腦進行記憶和理解，人腦通過視覺表征將直觀的“視覺圖形”儲存進大腦，轉化為“意識圖形”。這一過程是基于人類的大腦存在對圖像符號的認知進化的生物學基盤。

由于地球上的淡水資源的有限，今天，水依舊是人類現代文明進程中的薄弱環節。對水的知識可視化及視覺表征進行交互探索與實踐，促使人類形成正確的觀念之水概念，進行有效的節水教育勢在必行。