社会计算与平行系统

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互联网是机器的互联,万维网(Web)是信息的互联,物联网是物的互联,社会网络是人的互联。20世纪90年代是PC互联网的时代,21世纪第一个十年是万维网的时代,第二个十年将是物联网和社会网络的时代。互联网提供硬件基础,万维网提供信息基础,在互联网和万维网的支撑下,物联网和社会网络分头发展,又相互交叉融合,实现“人、机、物和信息”的和谐共生。

在社会网络环境中,广大用户主动“贡献”内容,或分享数据,每天都有大量的社会行为数据被保存在网络空间中,为观测社会创造了前所未有的条件。正如20世纪50年代大规模人类语言数据催生了计算语言学,20世纪80年代末大规模基因图谱数据催生了生物信息学,如今海量的社会数据催生了“社会计算”这门新兴的学科。

社会计算

社会计算(Social Computing)是计算技术与社会科学相结合的交叉学科,它研究利用计算技术帮助人们认识社会规律、相互沟通与协作,以及利用群体智慧解决问题的原理和方法。也有学者将其定义为:面向社会活动、社会过程、社会结构、社会组织和社会功能的计算理论和方法。

可以从两个方面来看待计算技术与社会科学的交叉:一个是将计算机或更广义的信息技术应用于社会活动中;另一个利用计算机或信息技术研究社会活动。

将计算技术应用于社会活动

从将计算技术应用于社会活动这一角度出发,社会计算的主要内容就是设计、实施和评估促进人与人之间交流、协调和合作的各种信息技术。这个角度多限于微观和技术的层面,从人机交互等相关研究领域出发,研究用以改善人使用计算机和信息技术的手段。这类技术就是所谓的社会软件(Social Software),其核心问题是改进IT工具以协助个人进行社会性沟通与协作。因此,电子邮件、BBS论坛、办公自动化系统、群件(Groupware)等许多传统网络工具都是一种社会软件。而近年来蓬勃兴起的博客、维基百科等应用更是强调借助网络工具从而有效的利用用户群体的智慧。利用各种社会软件提供的便利,大量用户被连接在一起,形成虚拟空间上的社会网络。一些专门针对虚拟网络上的社会网络的应用也被称为社会网络软件(Social Network Software,简称SNS)。

随着Internet的发展,着眼于技术层面的社会计算越来越体现出了在应用方面的重要价值,也成为了一项广受关注的重要研究内容。许多大公司开始设立了专门的小组着力研究该领域,Microsoft、IBM、Intel、HP、Google等诸多公司和研究机构都参与其中,开发了诸如Wallop、Sapphire等大量的实验项目。而随着Web 2.0的兴起,更多的新兴的应用也已经被迅速的开发出来,得到了广泛的应用。

利用计算技术研究社会科学

而利用计算技术研究社会科学的角度出发,社会计算是基于社会科学知识、理论和方法学,借助计算技术和信息技术的力量,来帮助人类认识和研究社会科学的各种问题,提升人类社会活动的效益和水平。这个角度试图从宏观的层面来观察社会,凭借现代计算技术的力量,解决以往社会科学研究中使用经验方法和数学方程式等手段难于解决的问题。

正如社会学鼻祖奥古斯特·孔德最初定义社会学时的宏大愿景:社会学希望使用一种类似于物理学这样的自然科学的方法与理论,统一所有的人文科学学科,从而建立一门经得起科学规则考验的新的人文学科。而社会计算也可以说是继承了这样的一个理念,即建立一整套用计算科学方法为重要研究工具,以传统人文社会科学理论为指导,帮助解决经济、政治等诸多领域问题的理论和方法学体系。

发展

不过,现实世界的经济和社会行为往往是一个复杂的系统,在这个系统中,一些简单的公式可以简单直观的描述单一个体在单一时刻的行为,然而由于系统中个体之间的复杂的相互影响的过程,系统就会表现出复杂的行为,而这种行为是难以简单的通过这些公式预测的。上个世纪七十年代,随着计算科学技术的发展,人们开始注意到经济与社会系统中的这种复杂现象。以圣菲研究所(Santa Fe Institute)为代表的一些研究机构,开创了复杂性科学这一全新的领域。为了研究复杂性现象,他们提出了复杂自适应系统的理论,用计算机作为从事复杂性研究的最基本工具,用计算机模拟相互关联的繁杂网络,观察复杂适应系统的涌现行为。相关的研究引发了“人工社会”、“人工科学”等诸多相关的领域,形成了一系列研究复杂性的科学方法。

进入二十一世纪之后,9-11恐怖事件进一步推动了对社会计算的这种宏观层面的研究的需求。人们开始进一步意识到,政府应当寻求各种控制或利用信息技术对社会影响的政策,从而结合信息技术和社会变化情况制定相宜的政策。然而,目前我们关于信息技术对不同文化不同社会结构的影响的了解,不足以确保我们能够制定出正确的政策。因此,使用计算机模拟手段测试和验证社会经济政策的效果,成为了一个公共政策领域的迫切需求。另一方面,恐怖主义袭击这种非对称威胁也引发了关于社会公共安全研究的新的需求。人们迫切需要开发新的信息处理方法,更有效的分析海量的情报内容,保障社会公共安全。

着眼于宏观层面的社会计算,其发展的时间至今仍然很短暂,虽然在一些领域,已经获得了一些理论上的研究成果,但由于社会系统的复杂性,在理论和应用方面都仍然存在许多难以解决的问题。我们仍然需要深入的研究如何有效地将社会科学理论知识与计算技术结合,最终达到科学规划社会发展的目的。

平行系统

一直以来,社会计算,特别是含有人为因素的复杂系统研究,基本上属于经验科学,几乎所有的理论和方法都是以归纳方法为思想基础的。但如果按照波普尔的“证伪准则”,有关的理论并不能称为真正的“科学”,因为无法对其进行证伪。造成这一状况的主要问题是社会事件和过程具有不可重现性或不可重复性,因此很难开展有关社会活动的实验,特别是开展可控可重复的客观实验,进而导致通过实例进行观察的困难。

改善这一状况的一个可能的途径是利用波普尔关于现实由三个世界组成的思想。波普尔构造了一个现实的模型,由三个世界组成,即物理世界1、心理世界2和人工物品的世界3。中国自动化所的王飞跃研究员将这三个世界分别称为客观世界、主观世界和人工世界,并在此基础上进一步深化,形成了一套自成体系的理论,使实验、观察、演绎、证伪成为可能,使社会计算和复杂系统理论“科学”化。

人工世界由三部分组成:①世界3.1——已在物理上实现的人工对象,②世界3.2——已在心理上认识的人工对象,③世界3.3——人工世界中未知的对象。可以认为社会物理学、社会心理学和社会计算学是人工世界3的产物,分别与世界3.1、3.2和3.3对应,而且彼此之间有重叠,如图7-13所示。

图7-13  社会计算学与人工世界

这一认识可使我们更好地利用人工社会的模型,以计算机作为实验手段,在人工世界里对涉及社会计算的假说进行检验和验证,演绎性地对其“科学”性进行界定。

因此,在此基础上,王飞跃进一步提出利用人工系统、计算实验与平行系统等方法和理论,结合从定性到定量的综合集成方法和并行分布式高性能计算技术,建立社会计算研究的理论和方法体系。其认为,与人工社会,计算实验和平行系统相对应的哲学与科学基础是社会物理学、社会心理学和社会计算学,如图7-14所示。

图7-14  社会计算与社会复杂系统研究的基础构成

首先,基于人工系统对社会计算进行建模。人工系统是人为构建的,系统中个体根据人为的、预先编排好的规则运行的系统。对于许多复杂系统,特别是涉及社会与人的复杂系统,迄今为止,还无法建立描述其行为的有效方法和模型。采用人工系统方法对社会计算所涉及的复杂问题进行建模时,不再完全以逼近某一实际的复杂系统的程度为唯一标准,而是把模型也认为是一种“现实”,是实际复杂系统的一种可能的代替形式和另一种可能的实现方式,而实际系统也只是可能出现的现实中的一种,其行为与模型的行为“不同”但却“等价”。

然后,利用建立的人工系统进行计算实验。研究社会计算问题时,目前大多采用被动的观察和统计方法,很难对其研究对象进行主动的“试验”,也无法重复和控制,从而使结果或结论不具一般性。但是,利用人工系统,可以把计算机作为实验的一种手段,从而可以用较容易操纵和重复的形式,进行各种各样的精确可控的实验,对社会计算的各种影响因素进行“量化”的分析和估计。将计算实验用于社会计算的研究,传统的计算机模拟就变成了“计算机实验室”里的“试验”过程。

最后,利用平行系统进行检验。将人工系统与实际系统同时运行,即组成社会计算问题的平行系统。通过平行系统中人工与实际事件的相互对应和参照,实现对现实系统的有效控制与管理、对相关行为和政策的实验与评估、对有关人员和系统的培训与改进等等。社会计算平行系统的主要目的,是通过实际系统与人工系统的相互连接,对二者之间的行为进行对比和分析,完成对各自未来的状况的“借鉴”和“预估”,相应地调节各自的管理与控制方式,落实复杂社会问题有效解决方案或者学习和培训目标的实施问题等。