作者:吴超 来源: 中国科学报 发布时间:2019-9-30
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新世纪安全科学“丰碑”的猜想

 

■吴超

尽管安全是一个古老的问题,但安全科学却是一门崭新的学科。直到20世纪70年代中期,安全科学问题在学界才成为一个专门的研究领域,安全科学研究才步入科学的殿堂。20世纪80年代开始,安全科学才得到快速发展与广泛研究及关注。经过近半世纪的发展,安全科学已基本形成了自身特定的研究对象、研究领域与研究范式,也逐渐成为了一门独立的新学科,为社会安全发展与科学技术进步作出巨大贡献。

在世界安全科学发展历程中,已经经历了两个里程碑阶段:第一个里程碑阶段是工业机械制造和工业电气化时代(工业1.0和2.0时代),安全科学的研究对象主要是事故及引发事故的物质与能量,其研究路径主要是从事故出发,研究目的主要是事故防控和损伤预防,代表性的安全科学丰碑是各种事故致因理论和模型,这是西方国家安全专家发明创造的。

第二个里程碑阶段是自动化和工业电子信息化时代(工业3.0时代),安全科学除了继续传统的研究使命,其研究对象逐渐转向复杂系统的安全及其灾难的防控,代表性安全科学丰碑是系统安全科学与工程的诞生和应用,这也是西方国家安全专家发明创造的。

随着科技的不断创新和发展,21世纪已经进入了信息时代、大数据时代、人工智能时代,安全的内涵、范畴、外延发生了诸多的变化,安全的新问题、新动态、新领域等不断出现,但在大量新安全问题中,最典型和最核心的科学问题是安全信息科学,而这里所阐述的安全信息科学绝不是以计算机网络为核心的信息安全科学,而是指人类活动(包括思维、认知等无形的活动)所涉及的一切领域中能够运用信息于安全目的的科学规律、原理和方法及其应用理论等集成的学科。

例如,感知和认知等过程的信息缺失、信息不对称、信息失真等,是当代新风险和导致各类事故与降低系统安全性等问题的普遍性重要原因;信息透明、信息易感可知、信息传达真实等,是确保和提升系统安全性、消除不安全行为、获得有效安全预测结果和采取正确行动等的最好途径。

而且,信息关联一切。人、物质、能量、行为、环境、事物等都可以由信息关联和表征,无意事故、有意恐袭、自然灾害等都可以由信息关联和表征,过去、现在、将来的安全也都可由信息关联和表征,社会、文化、生态、自然复杂系统的安全等也可以由信息关联和表征,网络空间、人工智能等高新科技安全也能由信息关联和表征。

综上可以看出,安全信息科学理论的研究具有极其重要的意义,也可以做出预测:安全信息科学将引领并决定未来安全科学的发展方向和关键问题,这也是历史赋予安全科学发展的使命。

因此,安全科学除了继续完成第一、第二次工业化变革所带来的安全问题,安全科学将进入第三个里程碑阶段——安全信息科学时代。未来安全科学的第三座丰碑将是安全信息科学理论及其应用。在这个阶段,国内外的安全专家都处于同一起跑线上,这是中国安全专家有望领先的机会。

安全信息科学的主要研究方向包括:

1.安全信息学基础理论。内容主要包括安全信息基本问题、安全信息学学科建设理论、安全信息学核心原理、基于安全信息的安全行为干预理论、多源安全数据信息融合与协同理论、安全情报基础理论、基于安全信息的典型安全管理方法,以及大数据驱动的安全信息学基础理论、安全信息学分支学科(特别是安全情报学与安全大数据学)的学科基础理论等。

2.计算安全科学基础理论。内容主要包括安全语言的数据表征与计算方法、安全内隐行为的数据表征与计算方法、安全外显行为的数据表征与计算方法、安全文化场的数据表征与计算方法、安全组织行为的数据表征与计算方法、复杂系统的安全信息数据表征与计算方法及设备设施安全隐患透明计算方法等。

3.安全智能相关基础理论。内容主要包括各种典型场景下“安全现象→安全数据→安全信息→安全情报→安全智慧”模型和范式体系构建,各种典型场景的安全认知模型构建,大数据融入传统安全情报获取与分析方法,基于大数据、安全情报与复杂性科学方法等的安全风险精准预测方法等。

4.基于安全信息的典型系统安全精准化计算模型与方法。内容主要包括基于安全信息的城市生命线系统安全精准化计算模型与方法、基于安全信息的社区系统安全精准化计算模型与方法、基于安全信息的典型生产系统安全精准化计算模型与方法及基于安全信息的系统安全管理精准化计算模型与方法等。

安全信息科学是大交叉新兴领域,需要多学科、多层次、多维度合作研发,如安全科学、人文科学、认知科学、信息科学、计算机科学、软件工程、安全技术等学科专业人才的通力合作和各自的突破,具有广阔的时空范畴。不同学科专业的人才,可以根据他们的特长和兴趣选择所能企及的切入点和小方向开展研究。

对于中上游安全信息科学理论,这是我的课题组比较关注和具有基础优势的领域,也是不需要太大团队就能够涉猎的领域。这几年我们已经取得了一些进展,并且会一直坚持做下去。

http://blog.sciencenet.cn/u/After50

《中国科学报》 (2019-09-30 第8版 博客)
 
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