《視覺設計大師的數據溝通聖經》：資料視覺化能協助我們瞭解複雜的議題，同時擴展「知識島」與「未知海岸線」

文：艾爾伯托．凱洛（Alberto Cairo）

有個毋庸置疑的事實是，孩子會用無邊無際又不可預測的好奇心來考驗父母。我有三個小孩，年紀分別是4歲、8歲和 10歲。以下是我在寫這幾行的時候，他們問我的其中一些問題，以及我的想法和我實際上給他們的答案。

我女兒的問題強迫我從鍵盤上移開手指，然後思考一分鐘。我對牛頓物理學（Newtonian physics）的記憶已經有點模糊，但我確定行星持續自轉的現象跟運動定律有關。我把書櫃裡頭幾本熱門科學書籍上的灰塵擦掉，也在網路上找了一些文章。然後，我畫圖時思考會比較清晰，我拿起一支鉛筆、一支原子筆和一些蠟筆。我最後畫了一系列草圖，把它們稱為資訊圖表（infographic），也就是一種用來傳達資訊的圖表。

以下是我跟我女兒說的故事。

從一張資訊圖表說起

我們從地球開始吧。你丟一顆球時（圖1），它往往會向前移動，並圍繞自身中心旋轉。我們丟球的速度愈快，或是球愈重，它攜帶的動量（momentum）或衝量（impetus）也愈大。在這個例子中有兩種動量：線動量（向前移動）與角動量（旋轉）。

顯然這顆球不會永遠都在移動，它最終會停下來。為什麼呢？首先，地面和空氣都有摩擦力（圖2）。空氣跟水一樣都是流體，所以想像一下，假如你跳進游泳池，當你進入水中時，速度會減慢，對吧？那就是摩擦力在作用。我們用「摩擦力」這個詞來形容一種有趣的現象：空氣和地面會吸收球攜帶的動量。

現在想像一下，假如你是一個漂浮在外太空的太空人（圖3）（我女兒指出，這張圖示並不準確；圖中的人應該要穿太空服！我要給她額外加分。）太空中沒有空氣，因此幾乎沒有摩擦力。如果我們丟出我們假想的綠球，它可能需要幾百萬年才會停止向前移動。在那之前，它也不會停止旋轉。

我們把這種現象稱為動量守恆（conservation of momentum）：如果沒有任何外力干擾這顆球，它就不會停止移動。

接下來，讓我們倒退無數年光陰，回到太陽系不存在任何行星的時代。那裡只有太陽，周遭圍繞著大片雲狀的塵粒。這些雲以非常非常緩慢的速度旋轉（註1）。塵粒被引力聚攏，並與太陽連結在一起（圖4）。

接著，一件有趣的事發生了：引力漸漸使這些小塵粒向彼此靠近。它們愈靠近彼此，旋轉得就愈快。這種現象發生的原因有點難解釋，不過目前這並不重要，我們改天再說。

最後一步是最容易理解：雲中的塵粒與彼此靠得實在太近，結果它們最後聚合在一起。地球與其他行星從塌陷的塵雲中誕生（圖5），它們持續自轉，至少目前是如此，因為太空中幾乎沒有任何外力能阻止它們自轉。

我必須承認，我的女兒一開始並沒有完全理解這些話，畢竟要吸收的資訊有點太多了。因此，我再次跟她說明了這系列的所有圖示。當我這麼做的時候，我發覺這種活動體現了幾個我在所有課堂上提到的重點，也就是：

1. 當你設計一張圖表來解釋某件事時，首先要做的是取得正確資訊。沒有任何良好的資訊圖表或資料視覺化（datavisualization）能以有缺陷的資料與分析為基礎。你的圖表品質基本上取決於你的報導或研究，而非僅僅取決於你是個多麼優秀的圖表設計師。

2. 簡潔明瞭不代表過度簡化。任何溝通行為都會有所控制以減少複雜性，控制到繼續簡化就會破壞資訊完整性之前。我會去除術語和公式，使訊息適合我的受眾接收，但我也尊重事實的精髓以及我女兒的智力。

3. 良好的設計不是關乎裝飾，而是關乎建構能夠讓人理解的資訊。儘管如此，美感依然是值得努力的目標，因為好的設計能讓我們的訊息更具吸引力，進而更有效果。

4. 編碼後的資訊圖表具有輔助認知的功能。如果我只是用文字來描述這個過程，你可能會被迫在腦中把小球和箭頭視覺化。我畫圖的目標就是要讓你省去大腦的這項工作。

5. 如果文字本身有時沒有作用，那麼圖表、地圖、圖解、插圖也是如此。文字（口頭或書面）與視覺資料的結合往往才會讓理解的魔法生效。

對於如此簡單的活動來說，這樣的收穫很不錯吧？而且還不只這些。

知識島（Island of Knowledge）

我從這個自轉行星的故事領悟了另一件事。我第二次講解完之後，我的女兒沉默了幾秒。然後她說：「好，我懂了，可是地球自轉得很快，為什麼我們不會被拋進太空？」

理解一件事永遠不會終止理解更多事的渴望，對吧？相反地，我們學得愈多，就愈容易意識到我們知識中的缺口。正如物理學家馬塞洛．格萊澤（Marcelo Gleiser）所寫的：「我們擁有的知識定義了我們能夠擁有的知識……隨著知識轉變，我們也會問出原本意料不到的新型問題。」

格萊澤的書名來自一個我認為非常耐人尋味而且跟人類對於理解的索求有關的隱喻：知識島。第一個提到這個隱喻的人似乎是紐約的衛理公會牧師雷夫．薩克曼（Ralph W. Sockman），有人表示他曾經說：「知識島愈大，未知海岸線（shoreline of wonder）就愈長。」

切特．雷莫（Chet Raymo ）（1998年）以美妙的文字延伸這個隱喻：

我們在這個世界所擁有或將會擁有的一切科學知識，就如同神秘海中的一座島嶼。我們生活在自己的局部知識中，就跟荷蘭人生活在海埔新生地一樣。我們建造堤壩，在裡面蓄滿水。我們從神秘海的海床打撈泥土，為自己打造成長的空間。

當然，身為視覺化設計師，我忍不住畫了一張小圖來顯示我女兒的腦中發生了什麼事（圖6）：她的知識島擴大了，新的陸地從神秘海中浮現出來，但未知海岸線也同樣增加了。

找到好問題的正確答案使我們能夠提出更好更深刻的問題。我們每個人都能享受這個過程。如果你容許我稍微離題一下，這就是為什麼我相信我們應該教導孩子熱愛學習，而不是知識本身。我們應該鼓勵他們珍惜自己進行的探索，而不只是探索的產物而已。

良好的資料視覺化與說明式資訊圖表可以傳遞資訊，因而能增進我們的理解。那就是資料視覺化和資訊圖表的第一個功能，也是我在為我女兒畫圖時著重的地方。

不過，圖表也可能引發探索。它們揭露的知識就跟它們引起的新問題一樣多。一張圖表可能告訴你一個令人信服的故事，但它也可能以圖表作者始料未及的方式邀請你擴張未知海岸線。以下是著名的視覺化設計師莫里茲．史特凡納（Moritz Stefaner）在一篇標題為「世界，不是故事」（Worlds, not stories）的宣言中所寫的：

資料視覺化能協助我們稍加瞭解複雜的議題，也能提供圖像來讓我們討論、回顧，甚至有時只是讓我們沉思……我希望（人們）使用我提供的視覺化圖表，當作他們自己的探索起點……因此，任何一張主題足夠複雜的嚴肅視覺化圖表，都應該把目標放在顯示根本現象的複雜性、內在矛盾及多樣性。

我喜歡為使用者提供一種結構化的方式，使他們在充滿感官刺激、馬賽克的媒體與事實中，能用自己的語言來探索複雜的現象；而非預先消化過、聳動的結論。對我而言，有趣的主題很少會歸結為單一的一個故事。

史特凡納並沒有完全反對傳統的線性敘事技巧，但他偏好建構能讓人們探索的互動式展示。他的作品就體現出這種概念。2009年，他與華盛頓大學生物學系柏格斯騰實驗室（Bergstrom Lab, Biology Department, University of Washington）合作創造特徵係數（Eigenfactor），這是一項把科學期刊之間的引用模式視覺化的計畫。

書籍介紹

本文摘錄自《視覺設計大師的數據溝通聖經：在數位敘事世代，展現如實不偏的洞見》，旗標出版

作者：艾爾伯托．凱洛（Alberto Cairo）
譯者：涂瑋瑛、李偉誠

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責任編輯：翁世航
核稿編輯：王祖鵬