本书建立了一系列用于万维网和类万维网信息结构分析与构造的措施，提出了一系列丰富的研究问题，同时进行了子学科划分，突出了万维网的多面特性及对之进行研究与开发的多学科特性。 这些问题和措施把作为分布式信息系统科学的万维科学（Web Science）提到了研究日程上。作为理解万维网的途径及专注关键信息通信和信息表示需求方面万维网开发的途径，我们需要万维科学。本文对诸如语义万维网（Semantic Web）、万维网服务（Web Service）及P2P之类的核心工程问题进行了综述。本文还讨论了用于发现万维网拓扑或其类图结构的分析方法。最后，由于万维网是一项与社会紧密融合的技术，因此也回顾了关于万维网使用与治理的各种问题与需求。

摘    要

本书建立了一系列用于万维网和类万维网信息结构分析与构造的措施，提出了一系列丰富的研究问题，同时进行了子学科划分，突出了万维网的多面特性及对之进行研究与开发的多学科特性。 这些问题和措施把作为分布式信息系统科学的万维科学（Web Science）提到了研究日程上。作为理解万维网的途径及专注关键信息通信和信息表示需求方面万维网开发的途径，我们需要万维科学。本文对诸如语义万维网（Semantic Web）、万维网服务（Web Service）及P2P之类的核心工程问题进行了综述。本文还讨论了用于发现万维网拓扑或其类图结构的分析方法。最后，由于万维网是一项与社会紧密融合的技术，因此也回顾了关于万维网使用与治理的各种问题与需求。

序

信息技术革命深刻地改变着人们的学习、工作与生活方式，这其中互联网与万维网的发展更是在很短的时间内就显示出它们巨大的影响力。如今，借助于互联网与万维网，人们从事的活动非常的广泛与丰富，包括查找有用的信息、电子商务、电子政务、远程教育、网上购物、看新闻、听音乐、看电影、玩游戏、交朋友等等，可以说已经渗透到了日常的方方面面。不仅如此，世界上不管是发达国家还是发展中国家的人们都在使用互联网和万维网，可以说已经渗透到了世界的角角落落。人们都在享受着互联网和万维网带给我们的便捷。

但任何事物都是一把双刃剑，互联网与万维网也不例外，它给我们带来众多好处的同时，也会有一些负面的东西，比如上网成瘾、隐私侵犯、版权侵犯、网上欺诈、谣言传播、网上色情等等，而正是由于互联网和万维网本身的广泛性，使得这些负面影响也具有极大的广泛性和极强的危害性。这些势必影响到我们构筑一个和谐的社会。

对于具有如此大正面和潜在负面影响的事物，建立一门以其为核心研究对象的新学科，我认为是具有远见的，同时也是非常迫切的。很高兴看到由业界的几位领军人物提出建立万维科学（Web Science）这个学科，这样可以使更多各色各样相关领域的研究人员聚拢在这面旗帜之下，精诚协作，展开更深入和更有效的研究。

得知在万维科学方面具有强大实力的英国南安普敦大学与清华大学在深圳合作建立“清华——南安普敦网络科学深圳实验室”，以便在此领域展开高水平和深层次的合作研究，我认为这是具有重大现实意义的一件好事，因为最新互联网权威统计显示中国网民总量已经在世界上排名第一，这说明互联网与万维网对于中国人的影响已经相当广泛了。我殷切期盼“清华——南安普敦网络科学深圳实验室”能够做出一些具有较高学术价值同时又利国利民的好研究。

“清华——南安普敦网络科学深圳实验室”翻译引进本书，我欣然为之写序，因为我想对于想进入该领域从事相关研究的人员，这是一本值得开始就好好看看的书，它为这个新学科指明了方向，为新进入该领域的研究人员提供了一个高层的全局图景。

万维科学的根本目的是要研究和理解万维网，以利用这些获得的认识进行趋利避害，通过技术或者社会的手段来使社会整体从万维网中受益。我想这自然是一个正确的方向，任何一个技术或学科的发展都应该走这样的方向。有了正确的方向，我相信这个学科一定会得到蓬勃发展。

衷心希望万维网领域可以在万维科学的旗帜下发展得更快！更好！

    

译  者  序

万维网的发展出乎所有人最初的预料。它深刻影响着我们的社会、工作、生活和未来。特别是在中国网民数量超过美国成为世界第一的时候，能够及时的把万维网之父和世界上其他顶尖科学家的这本著述翻译出来，我们深感幸运。

本书提出了一门新的科学——万维科学并规范其研究框架。由于其研究对象是万维网，我们将这门科学翻译为万维科学。但是清华大学和南安普顿大学的联合实验室使用的是“网络科学实验室”的名字，主要是因为实验室的大量研究内容特别是和产业应用相关的技术研究不可避免的要与底层的网络技术和硬件支持密切相关。

“同一个世界，同一个万维网”，这是2008年世界WWW大会在北京召开时候的口号。本书所探讨的万维网的科学、工程和社会人文经济的各个层面的问题，对于中国万维网的学者和从业者来说，同样的重要。特别是中国年轻一代，他们每天有大量时间生活在网络上、说着火星文、从事着人肉搜索并试图发出自己声音。而我们对此现象背后的原因极其可能产生的影响知之甚少。万维科学提供了一种思路和指引，使得我们可以用科学的方法去理解万维网和上面的使用者行为，并且确保社会利益和新的万维网经济模式可以从中产生。

这本书不是结束，而是一种开始。我们希望借由此书中文版的出版，万维科学从此可以引起更多人的关注、更多学者的研究讨论和更多万维网从业者的参与，并且一起创造万维网明天的繁荣和和谐。

本书第1章、第6章和第7章由江勇翻译，第2章和第3章由李涓子翻译，第4章和第5章由张磊翻译。

最后，谨就我们由于学术功力不逮而可能出现的翻译遗误，向读者致歉，祈不吝指正。

译者

第1章  简介 1

第2章  万维网与万维科学 6

2.1  万维网体系结构 6

2.2  万维科学：方法论 11

第3章  万维网工程 15

3.1  万维网语义 15

3.1.1  语义万维网 16

3.1.2  URI：名字、地址或者两者的结合 20

3.1.3  本体 26

3.1.4  公众分类法和出现的社会结构 29

3.1.5  本体还是公众分类法 30

3.1.6  元数据 33

3.2  引用和标识 36

3.2.1  引用：两个对象何时一样 36

3.2.2  两个页面何时相同 38

3.3  万维网工程：新的方向 39

3.3.1  万维网服务 39

3.3.2  分布式的方法：普适计算、P2P和网格 41

3.3.3  个性化 43

3.3.4  多媒体 44

3.3.5  自然语言处理 46

第4章  万维网分析 49

4.1  万维网拓扑 49

4.1.1  万维网的结构 49

4.1.2  图论研究 51

4.2  万维网数学 58

4.2.1  推理模型 58

4.2.2  信息检索模型 62

4.2.3  基于结构的搜索 63

4.2.4  描述结构的数学方法 64

4.2.5  描述服务的数学方法 65

第5章  社会方面 67

5.1  意义、随附和符号基础 67

5.2  万维网推理 69

5.2.1  万变不离其宗 69

5.2.2  推理的替代方法 71

5.2.3  不一致下的推理 72

5.3  万维网认识论 74

5.4  万维网社会学 75

5.4.1  兴趣社区 75

5.4.2  信息结构和社会结构 77

5.4.3  重要性及其指标 79

5.4.4  信任和声誉 82

5.4.5  信任（二）：机械化证明 87

5.4.6  网络道德和网络使用的传统方面 88

第6章  万维网管制、安全和标准 92

6.1  标准与策略 93

6.2  版权问题 94

6.3  具有违规倾向的行为 96

6.4  隐私与身份标识 97

6.5  信息与通信经济学 99

6.6  一个自由主义的霸权 100

第7章  讨论与小结 102

感谢 104

参考文献 105