作者:王成军 来源:中国科学报 发布时间:2012-8-17 5:43:15
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爆发:人类行为在时间尺度上的特征

 
《爆发:大数据时代预见未来的新思维》,艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西著,马慧译,中国人民大学出版社2012年8月出版
 
■王成军
 
人类动力学是一个迷人的研究领域,其中孕育了一系列有意义的研究。《爆发:大数据时代预见未来的新思维》一书正是其中一本重要著作。
 
巴拉巴西:引发复杂网络研究热潮
 
本书作者巴拉巴西是复杂网络研究的重要领军人物,1999年之后先后在《自然》、《科学》杂志上发表重要论文,指出诸如社会网络、神经网络、交通网络等多种复杂网络的节点密度的幂律分布及其网络演化增长的优先链接机制。他和其博士阿尔伯特提出了“无标度网络”的概念,巴拉巴西-阿尔伯特模型(通常简写为BA模型)被广泛引用和报道,影响深远。其论文和书籍引发复杂网络研究在过去十余年中的研究热潮。
 
巴拉巴西1967年生于罗马尼亚,从小就对物理学感兴趣。在欧洲获取本科和硕士学位后,巴拉巴西于1991年来到美国的波斯顿大学师从统计物理学家斯坦利攻读博士学位。事实证明,斯坦利对于巴拉巴西的研究兴趣影响深远,因为斯坦利本人就是一个跨学科研究者。虽然专注于复杂系统的研究,但斯坦利的研究覆盖众多领域,囊括物理学、生物学和社会科学。值得一提的是,斯坦利本人就是经济物理学的创立者之一。
 
1994年获得博士学位以后,巴拉巴西于次年加入圣母大学,开始其独立而不乏传奇色彩的学术研究之旅。圣母大学的13年执教时间,是巴拉巴西作出最多的学术贡献的阶段。2007年秋,巴拉巴西由位于美国印第安那州的圣母大学转入现在的东北大学,并创立了现在的复杂网络研究中心。现在的东北大学已经成为复杂网络研究的重镇。其研究小组非常强大,网罗了众多网络科学的研究者和访问学者。
 
2005年,作为一名物理学家,巴拉巴西在《自然》杂志上发表了一篇题为《人类动态中的重尾现象和爆发现象的起源》的论文,同一年就同一话题在《自然》杂志上发表题为《达尔文和爱因斯坦通信行为特征》的另一研究论文。
 
两篇论文都是针对人类传播行为,指出这种人类传播行为在时间维度上具有明显的爆发特征,即短期内产生很多通信行为,而在相当长的时间间隔内则没有任何人类传播行为。这种爆发显现显然无法用描述随机过程的泊松过程来刻画,因为人类通信行为的间隔时间(或等待时间)的数学分布并非泊松分布,而是幂律分布。那么这种行为的特征背后的社会意义是什么呢?为此巴拉巴西进行了长久思考。其结果就是与此相关的一系列论文和这本有趣的著作——《爆发》。
 
发现“优先性排序”
 
在本书中,巴拉巴西介绍了自己研究人类行为在时间尺度上的爆发现象的很多细节和隐含的哲学。如同爱好旅行、浪迹天涯的网络科学研究者厄多斯一样,巴拉巴西的很多工作都是在旅途中,尤其是飞机上做出的。例如他关于网络增长的优先链接的模型的灵感就来源于在飞机上的思考,这个关于人类行为在时间尺度上爆发显现的研究与之类似。但因为当时在飞机上的他随身携带的电脑上没有安装他所偏好的软件,他不得不去使用一个他当时还不太熟练的软件——Mathematica。后者是天才物理学家斯蒂芬·沃尔夫勒姆创造的,具有非常强大的符号和数值计算软件,适合于做各种数学分析和模拟工作。不过,巴拉巴西当时因为一个编程的细节错误而未能得到理想的结果。之后,这个研究一直萦绕到他脑中,直到最后发现原来真理和谬误只差一个编程的细节。
 
巴拉巴西善于描写人和事,其写作具有异乎寻常的天分,状人写物常有出神之处。这本书中写了一个关于泊松分布的提出者泊松的故事,十分有趣。
 
泊松是一个法国数学家,同时也是一个物理学家,他的研究覆盖范围同样异乎广泛,非常高产,例如刻画随机过程的泊松分布就是他首先引入的。虽然巴拉巴西不太喜欢泊松分布,觉得有些过于简单而枯燥,但巴拉巴西对泊松本人的研究和生活却似乎很有兴趣。
 
巴拉巴西在书中介绍了泊松的“成功秘诀”,原来泊松有一个习惯,当他想到一个好的研究问题时,泊松总是先按捺住内心的兴趣,只是将这个问题记在一个笔记本中,然后继续专注于自己的研究问题。直到把手头的工作完全解决,泊松才会回到那个记录着很多有趣研究问题的笔记本中,从中挑出一个最有趣的研究问题,继续开始研究。泊松给每个问题按照优先度排序,先去完成优先度最高的。
 
这个故事或许启发我们如何才能够更有效率,更成功,那就是要专注,不要被枝节的问题吸引注意力,但巴拉巴西却看得更远,他看到了人类行为在时间尺度上的爆发现象的深层社会原因,即个体给将要去完成的事件按优先性排序!按照排队理论,巴拉巴西马上建立数学模型,得到了想要的结果。
 
计算传播学呼之欲出
 
对于社会现象的研究在社会科学中常常被变异性所牵引,给人造成一种社会科学没有统一规律的误解。巴拉巴西及其合作者对于人类行为的一系列研究无疑为其注入了一股清新的解毒剂。复杂网络处于规则与随机(或者说混沌)的边缘,同样,人类的行为特征也具有类似特点。精确刻画出这种行为的统计特征,预测才变得可能。但其实预测与了解行为背后的机制相比,并非那么重要。
 
巴拉巴西等人的工作努力把人类行为的研究放在稳定的数学特征上,开始追问其隐藏的机制。虽然距离揭示一种普遍的准则还有一段很远的距离,但所取得的成果依然非常令人振奋。根据巴拉巴西和其合作者的对于人类移动行为的一项研究,这种预测能力可以高达93%。
 
当前大数据和云计算成为关键词,作为普通的个体,我们依然需要一种分辨什么样的研究和事情才是重要的排序能力!值得注意的是,伴随着网络科学在过去十几年间的崛起,可计算性社会科学变得成为可能。伴随着人类传播行为的研究在很多方面被不断推广和深入,作为其分支的计算传播学也开始变得呼之欲出。
 
我们可以期待,一种扎根于可依赖的测量基础上的人类传播行为中,孕育着更多的、隐藏的、稳定的规律。揭示这种规律背后的机制和法则将是未来计算传播学的重要工作。
 
本书当中还有很多真知灼见、有趣见闻,可以使得我们窥见最优秀的研究者的思维特点和点滴的经验教训。笔者从事信息扩散的研究,读这本书常为之击节。人类行为的集体爆发显现非常广泛,不管在新闻扩散,还是在视频浏览数量增长方面,都在不断得到印证,并引发更多相关的研究涌现。如果读者对于网络科学和人类行为感兴趣的话,这本书应引起重视;如果读者觉得不够尽兴的话,一定不要错过巴拉巴西的网站和其所发表的一系列论文。
 
《中国科学报》 (2012-08-17 B2 读书)
 
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