创新思维与方法第4章 大数据时代的思维变革

4.1.1 天文学——信息爆炸的起源
互联网公司更是要被数据淹没了。谷歌公司每天要处理超过24拍字节（PB， 250字节）的数据，这意味着其每天的数据处理量是美国国家图书馆所有纸质 出版物所含数据量的上千倍。Facebook（脸书）这个创立不过十来年的公司， 每天更新的照片量超过1 000万张，每天人们在网站上点“赞”（Like）按钮 或者写评论大约有三十亿次，这就为Facebook公司挖掘用户喜好提供了大量 的数据线索。与此同时，谷歌子公司YouTube 每月接待多达8亿的访客，平均 每一秒钟就会有一段长度在一小时以上的视频上传。推特（Twitter） 上的信 息量几乎每年翻一番，每天都会发布超过4亿条微博。
4.1.2 大数据的定义
所谓大数据，狭义上可以定义为：用现有的一般技术难以管理的大量数据的 集合。对大量数据进行分析，并从中获得有用观点，这种做法在一部分研究 机构和大企业中，过去就已经存在了。
现在的大数据和过去相比，主要有三点区别： 第一，随着社交媒体和传感器网络等的发展，在我们身边正产生出大量 且多样的数据； 第二，随着硬件和软件技术的发展，数据的存储、处理成本大幅下降； 第三，随着云计算的兴起，大数据的存储、处理环境已经没有必要自行 搭建。
4.1.1 天文学——信息爆炸的起源
图4-1 美国斯隆数字巡天望远镜
4.1.1 天文学——信息爆炸的起源
天文学领域发生的变化在社会各个领域都在发生。2003年，人类第一次破译 人体基因密码的时候，辛苦工作了十年才完成了三十亿对碱基对的排序。大 约十年之后，世界范围内的基因仪每15分钟就可以完成同样的工作。在金融 领域，美国股市每天的成交量高达70亿股，而其中三分之二的交易都是由建 立在数学模型和算法之上的计算机程序自动完成的，这些程序运用海量数据 来预测利益和降低风险。
4.1.1 天文学——信息爆炸的起源
以纳米技术为例。纳米技术专注于把东西变小而不是变大。其原理就是当事 物到达分子级别时，它的物理性质就会发生改变。一旦你知道这些新的性质， 就可以用同样的原料来做以前无法做的事情。铜本来是用来导电的物质，但 它一旦到达纳米级别就不能在磁场中导电了。银离子具有抗菌性，但当它以 分子形式存在的时候，这种性质会消失。一旦到达纳米级别，金属可以变得 柔软，陶土可以具有弹性。同样，当我们增加所利用的数据量时，也就可以 做很多在小数据量的基础上无法完成的事情。
4.它所含的信息量就越大。事实上，信息的基本作用就 是消除人们对事物了解的不确定性。信息量是指从N个相等的可能事件中选 出一个事件所需要的信息度量和含量。从这个定义看，信息量跟概率是密切 相关的。
4.1.1 天文学——信息爆炸的起源
综合观察社会各个方面的变化趋势，我们能真正意识到信息爆炸或者说大数 据的时代已经到来。以天文学为例，2000年斯隆数字巡天 项目（见图4-1）启 动的时候，位于新墨西哥州的望远镜在短短几周内收集到的数据，就比世界 天文学历史上总共收集的数据还要多。到了2010年，信息档案已经高达 4.4×242字节。不过，预计2016年在智利投入使用的大型视场全景巡天望远镜 能在五天之内就获得同样多的信息。
4.1.2 大数据的定义
所谓“用现有的一般技术难以管理”，例如是指用目前在企业数据库占据主 流地位的关系型数据库无法进行管理的、具有复杂结构的数据。或者也可以 说，是指由于数据量的增大，导致对数据的查询（Query）响应时间超出允 许范围的庞大数据。
研究机构Gartner给出了这样的定义：“大数据”是需要新处理模式才能具有 更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信 息资产。
4.1.1 天文学——信息爆炸的起源
从科学研究到医疗保险，从银行业到互联网，各个不同的领域都在讲述着一 个类似的故事，那就是爆发式增长的数据量。这种增长超过了我们创造机器 的速度，甚至超过了我们的想象。人类存储信息量的增长速度比世界经济的 增长速度快4倍，而计算机数据处理能力的增长速度则比世界经济的增长速度 快9倍，每个人都受到了这种极速发展的冲击。
4.1.1 天文学——信息爆炸的起源
大数据的科学价值和社会价值正是体现在这里。一方面，对大数据的掌握程 度可以转化为经济价值的来源。另一方面，大数据已经撼动了世界的方方面 面，从商业科技到医疗、政府、教育、经济、人文以及社会的其他各个领域。 尽管我们还处在大数据时代的初期，但我们的日常生活已经离不开它了。
4.1.2 大数据的定义
麦肯锡 说：“大数据指的是所涉及的数据集规模已经超过了传统数据库软件 获取、存储、营理和分析的能力。这是一个被故意设计成主观性的定义，并 且是一个关于多大的数据集才能被认为是大数据的可变定义，即并不定义大 于一个特定数字的TB才叫大数据。因为随着技术的不断发展，符合大数据标 准的数据集容量也会增长；并且定义随不同的行业也有变化，这依赖于在一 个特定行业通常使用何种软件和数据集有多大。因此，大数据在今天不同行 业中的范围可以从几十TB到几PB。”
目录
1 什么是大数据 2 思维变革之一：样本 = 总体 3 思维变革之二：接受数据的混杂性 4 思维变革之三：数据的相关关系
第4章 大数据时代的思维变革
信息社会所带来的好处是显而易见的：每个人口袋里都揣有一部手机， 每台办公桌上都放着一台电脑，每间办公室内都连接到局域网甚至互联 网。半个世纪以来，随着计算机技术全面和深度地融入社会生活，信息 爆炸已经积累到了一个开始引发变革的程度。信息总量的变化导致了信 息形态的变化——量变引起了质变。最先经历信息爆炸的学科，如天文 学和基因学，创造出了“大数据”（Big Data）这个概念。如今，这个概 念几乎应用到了所有人类致力于发展的领域中。
4.1
什么是大数据
4.1 什么是大数据
数据是反映客观事物属性的记录，是信息的具体表现形式。数据经过加工处 理之后，就成为信息；而信息需要经过数字化转变成数据才能存储和传输。 所以，数据和信息之间是相互联系的。
数据和信息也是有区别的。从信息论的观点来看，描述信源的数据是信息和 数据冗余之和，即：数据 = 信息 + 数据冗余。数据是数据采集时提供的，信 息是从采集的数据中获取的有用信息，即信息可以简单地理解为数据中包含 的有用的内容。