科學圖譜已經(jīng)普遍采用的設計隱喻是一個抽象的景觀圖，即用合理的輪廓顯示出虛擬的山谷和山峰。類似的景觀隱喻也出現(xiàn)在許多早期的信息可視化設計中。這種隱喻自然是來源于探險和導航的意圖，如山峰的地標是用來吸引探險家的注意。如果景觀的外形與隱含景觀系統(tǒng)的顯著特征相符，那么就可以通過這些易于找到的路標來研究這個系統(tǒng)，使這一探索過程變成直觀、有趣的航行。許多早期的信息可視化系統(tǒng)充分利用這樣一個假設，即一個事件發(fā)生的概率越大，讓用戶易于找到這一事件就越發(fā)重要。相比之下，用戶很少主動游覽山谷，或注意那些小概率的事件。例如，主流系統(tǒng)常常強調(diào)高頻主題，突出卓越作者，而不是那些低頻者。
　　另一個同樣引人深思的例子來自進化生物學�，F(xiàn)在家喻戶曉的達爾文自然選擇論反映出適應和生存之問的深刻關系。適應度景觀（illnesslandscape）的概念為廣泛的有關態(tài)勢感知（situationalawareness）、缺口分析（gapanalysis）、組合分析（porffolioanalysis）、發(fā)現(xiàn)過程（discoveryprocesses）和戰(zhàn)略規(guī)劃（strategicplanning）研究提供了直觀且適應可持續(xù)的研究框架。穿越適應度景觀圖體現(xiàn)為最優(yōu)化處理過程。旅行者的最終目的是移動到適應度總體最大化的一點上。適應度景觀范式的巨大潛力不僅體現(xiàn)在生物學中，也體現(xiàn)在許多其他學科中。它可能幫助我們處理許多共性問題，如在某個學科背景下，我們究竟位于何處？為達到目的，要做哪些必要的移動？能否找到一條持續(xù)向前的道路？我們需要承擔何種程度的短期損失才能最大限度地獲得最終收益？可視化分析為解決這些問題提供了有前途的平臺。
　　曼弗雷德·科肯（ManfredKochen）建議每個信息科學家都閱讀《巴比倫以來的科學》這本書，因為它建立了信息科學的范式基礎（Kochen，1984）。社會學家羅伯特·默頓（RobertMerton）和信息科學家加菲爾德認為《科學文獻網(wǎng)絡》一書是普賴斯對信息科學的最大貢獻，此書中首次提出的科學出版物的引文使用法，為后來關于科學內(nèi)容與研究前沿周期的研究奠定了基礎。普賴斯首先提出引文分析可以獲取科學文獻發(fā)展的概念圖，尤為重要的是，它還可以繪制科學前沿的主題圖譜。這種科學文獻的拓撲圖可以在顯示圖形位置的同時綜合提供相關的期刊、作者及文獻信息。
　　一代又一代的信息科學家和大部分的科學工作者都深受哲學和科學史的影響，尤其是庫恩（ThomasKuhn，1922～1996）的科學革命結(jié)構(gòu)理論（Kuhn，l962）、保羅·薩加德（PaulThagard）的概念革命（conceotualrevolution）理論（Thazard，1992），以及克蘭的無形學院理論（crane，1972）。追蹤科學范式的研究也不例外。美國科學信息研究所（[nstituteforScientificInformation，ISI）的加菲爾德和斯莫爾通過引文分析繪制了科學圖譜。米歇爾·卡�。∕ichelCallow）和他的同事用共詞分析追蹤科學文獻的變化。實際上，共詞分析應用非常廣泛，可以應用于包括技術報告、演講筆錄、資助申請等科學記錄，以及學術期刊論文和會議論文。關于這些記錄的具體分析將在后面的章節(jié)中提及。當前，新的研究趨勢更傾向于科學前沿的動態(tài)研究：長時間內(nèi)科學爭論的焦點到底是什么？主流理論都涉及什么知識？究竟如何將范式轉(zhuǎn)移可視化？競爭范式是如何在科學前沿的內(nèi)容中興起和衰落的？科學前沿動態(tài)可視化的最佳方式是什么？
　　在以科學整體作為研究對象的復興研究趨勢中，科學前沿的可視化領域經(jīng)歷著前所未有的變革。用科學來研究科學，我們需要了解科學活動的本質(zhì)、科學的哲學屙陛和社會屙陛。本書將從科學界所謂的視覺主義（Visualism）開始講起，視覺主義認為，當代科學家每天所做的工作，實際上就是繪圖、解讀和說明（Ihde．1998）。我們可以使用什么樣的隱喻來描述科學前沿可視化呢？我們從自然界中的天體和地理現(xiàn)象入手，到概念圖的繪制和科學文獻的知識結(jié)構(gòu)分析，再到科學前沿的靜態(tài)“快照”和歷時性動態(tài)特征圖來探討知識域可視化的問題。
　　科學知識增長有三種簡單的模式。第一種是最常見的累積性增長模式，即指新知識是按舊知識邏輯遞進的方式增長。第二種模式是指新的理論假設，經(jīng)過與傳統(tǒng)理論的較量，或被接受或被證偽，不存在模棱兩可的證明，因此結(jié)果會被科學家們接受。大部分科學本質(zhì)模型的討論都基于這種模式。第三種模式是指新的科學理論不是源于近期的科學發(fā)展，而是得到科學歷史進程中某一階段理論的啟發(fā)。這種模式，是整個文化歷史領域的隨機性選擇。普賴斯指出，這種非結(jié)構(gòu)性的增長具有人文科學的特點。
　　三種模式進行比較，第一種模式強調(diào)了持續(xù)性累積增長；第二種不具備這種累積性；第三種模式既包含階段性的累積增長又包含階段性的跳躍增長。最著名的代表就是庫恩的科學革命結(jié)構(gòu)理論。在該理論中，階段性累積模式是常規(guī)科學，而累積增長的間斷則被視為是科學危機或革命。
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