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1、社会复杂网的特性上海交通大学安泰管理学院 管理科学与工程系 复杂系统与智能管理研究中心 陈 忠 E-mail: 021-52301080 2004.9.13-18 杭州会议引言： 大量实证结果表明，社会复杂网络不仅具有复 杂网络的一般结构性态，而且具有其他网络根本 不同的属性和体现自己的独特结构形态，只有深 刻认识这两个方面，尤其是后者才能找到认识、 控制、管理、应用它的可靠途径。 尽管近年来复杂网络研究取得了突破性的进展 ，创造了许多新的概念和工具，但面对社会网络 特殊的复杂性态还是显得力不从心，甚至远远不 够。寻找攻克复杂社会网络的新工具（概念，方 法，测度等）成了当务之急。 正是基于这一
2、认识，我们开展了以下研究。主要内容： 1、从复杂系统到复杂社会网络 2、复杂社会网的基本特征 3、几个实例： 4、展望一、系统，复杂系统，复杂社会网 络 系统是由多个部分，按一定方式连接起 来，组成的有机整体。它存在于一定的环 境之中，不断演化发展，表现出自己特殊 的属性、功能和价值。 从系统角度研究事物主要关心四个问题： 1、整体的构成 2、整体的性态 3、整体的演化 4、整体的目的和价值系统公理 构成公理：N2 系统由多个元素与要 素所组成 演化公理：dsdt 0 系统的变化是不可逆 的 突现公理：Ss 整体不同于部分和 有限公理：ee 0 边界的边界为零（质 朴性原理）复杂系统的一般特性
3、 1、开放性，即与环境和其它系统进行相互作用，交换物 质、能量、信息。保持和发展系统内部的有序性与结构稳 定性。虽然开放性是所有真实系统的基本属性，但这里的 开放非指一般意义上的相互作用与交流，而是开放的度量 、性质、强度对复杂系统的性态、演化具有决定性的意义 。 、涌现性，即内部元素通过非线性相互作用，在宏观层 次上产生出新的、元素不具有的整体属性，表现为整体斑 图、模式等。虽然涌现同样是所有系统都具有的，但这里 涌现意味着新的整体属性的产生。 、演化性（不可逆性），即通过与环境和其它系统的相 互作用与内部的自组织，使系统发展到新的阶段，表现出 阶段性、临界性，完成系统演化的生命周期。 、复
4、杂性，包括系统的结构、行为、功能都多 个方面同时具有的复杂性。结构复杂性又称为“系 统的内禀复杂性”，它表现为多元性，非对称性， 非均匀性，非线性（分叉 (Bifurcation) 混沌 (Chaos)，分形Fractal）；行为复杂性表现为学习 ，自适应性，混沌同步，混沌边沿，随机性等等 ；认识复杂性又称为主观复杂性，它表现为不确 定性，描述复杂性与计算复杂性等等。 、网络性，即系统内部和系统之间的相互作用 可以看成由节点、边（连接）构成的体系，出现 网络复杂性、小世界特征与无标度特征等。二、社会复杂网的基本特征 网络复杂性是社会系统复杂性的一个方面，它 很重要，但不是全部，因此要兼顾其他方
5、面。 社会复杂网的结构特征主要体现于网络节点 、连接、构型的特殊性。 社会网络的功能特征体现于不同网络对社会系 统整体属性、功能、价值的影响，网络动态过程 及其动力学机制上。 社会网络的建模必须充分体现上述特殊性。 几种被研究过的复杂网络1、万维网 2、国际互联网 3、电影演员的协作网 4、科学家合作网 5、人类型接触网 6、细胞网络 7、生态网络 8、电话网 9、引文网络 10、语言学网 11、电力网络 12、神经网络 13、蛋白质折叠、节点的特殊性 网络的节点是智能体或集团，每个智能 体都有自己的智能（理性）水平与价值偏 好，对个体（自我）与环境及其关系认识 的完备性体现了理性的高低，这些
6、就是社 会系统区别于其它系统，甚至生命系统的 基本特性。 上述特征在社会网络中表现为网络节点 的具有三方面的特征：节点特征 A、节点具有预测与决策能力，包括对个体 与网络整体性态的预测和对自身行为的决 策； B、节点具有特殊的偏好和效用函数，由此 影响节点的决策； C、不能仅仅考虑节点的有无，而应以节点 对其他节点和网络结构作用的强度来考虑 其 在网络中的地位与作用；（个体选择）基于个体选择的网络结构模型 根据社会网络节点具有个体选择的特征来 修改或者建立适合于表现这一特征的网络 演化模型。在“基于个体选择的小世界网络 结构演化”（杨波 陈忠2004.6）一文中提出 基本动力是节点价值优化。关
7、键个体的价 值函数的构成。每一步都进行一次决策， 看价值函数是否增加。2、连接的特殊性 社会网络节点之间的连接是多方面的， 不能仅仅考虑节点之间有无连接，而应该 考虑连接的数量，性质（内容）和强度。 与物质、能量相比信息与知识之间的连 接处在核心和支配地位。 大量复杂的社会现象都可以从信息与智 能的不对称性及其交易成本中寻找答案。连接特征 对于社会节点间的连接，不能仅仅考虑连接 的有无和方向，还要考虑统计分布和加权特征： A、连接的数量 存在一个连接量的分布函数 B、连接的性质或内容， 节点间不同性质的连接对网络结构的影响 C、连接的强度 连接强度通过可用节点之间相互作用的强度， 物质，能量，
8、信息流量来度量，连接强度对网络 结构具有决定性的意义，而且往往存在一个临界 强度3、构型与层次的特殊性 社会网络是分层的，生命，经济，政治 ，文化是社会系统的四个基本层次，每个 社会成员都将同时参与这四个层次的特殊 活动，并在其中扮演角色，而不同层次又 有各自的特殊构形，表现出社会系统复杂 性的不同侧面。构型特征 A、不同层次的划分，个层次的特征参量 B、不同特性网络之间的相互作用与相互组 合 C、不同拓扑构型的特征参量 上述特征已在最近的研究中得到证实社会网的小网络统计特征 社会网可以包含大量节点，但通常能 起实际作用的只有少数节点，即只需考虑 少量节点就可以确定网络属性，这是社会 网络与其
9、它网络的最大区别之一。 正因为如此，社会网的统计特性往往偏 离大样本的正态分布，而需考虑小样本的 统计分布。社会网络的协调组合 “相邻节点之间的度是正相关的，其他网络 则是负相关的” M.E.J Newman and Juyong Park 为什么在科学家合作网中得到较好验证， 而在经商者合作网中并非完全度相关，我 们认为后更多涉及利害冲突。社会网络的连通性或聚集性 社会网络具有非凡聚集或网络传递性” 聚类水平高于随机水平 “具有统一邻居的结点连通的可能性大”M.E.J Newman and Juyong Park“物以类聚，人以群分”，社会系统通常表现出 “小圈子”属性，例如7人组合。 社会
10、网络往往划分为一定规模的群体或社区”构型特征 A、不同层次的特殊性，层次内部的相互作 用 B、层次间的关系和相互作用 C、不同构型的特殊性和特征变量4、运动与演化的特殊性 社会网络的结构与属性总是处在不断运 动（可逆的）与演化（不可逆的）之中， 并且具体不同的运动演化形态与过程。 人类历史就是社会系统演化的轨迹，在这 个历史长河中大量的随机性，不确定性， 偶发性，混沌性，临界稳定性，路径依赖 等都是社会系统演化复杂性的具体表现。运动演化特征 A、演化方程中的“反应”项 B、演化方程中的“扩散”项 C、自组织与他组织过程 D、社会网络的动力学过程对网络结构存在 重大影响三、社会网络的基本测度 定
11、量描述社会网络除了要考虑通常的几 个基本量（平均距离，顶点度分布，聚集 系数）外，还需要寻找能反映社会网特征 的参量。3个基本量在社会网中的含义 1、average path length， 2、clustering coefficient， 3、degree distribution社会复杂网中的三个经典模型 1、SW模型； 2、改进SW模型 3、BA 模型 在社会经济中的具体案例。社会经济网络的生长模型 通常网络演化仅仅考虑节点增减对网络性 质的影响，社会网络的生长通常则是由于 连接权重的变化而引起。发生在社会经济网络上的过程 社会事物（事件） 有社会中的人所参与的事物，过程都属 于社会事
12、物，而那些不涉及公众的事件， 或者即使有人参与但人无法加以控制，干 预的，如疾病传播等也不属于社会事件。 两类社会事件（创新与灾害）在网上传播 的动力学机制。两类社会事件 好事，如新产品，新思想，技术创新 坏事，如风险，危机，灾害，泡沫风险、危机与灾害在网上的传布 案例： 金融风险的传播 房地产泡沫的形成与发展新产品，技术创新在网上的传播一些具体的算法： 计算clustering coefficient、degree distribution的算法； 计算average path length的算法； 生成SW模型，改进SW模型的算法； 生成BA 模型的算法 particle Swarm原理与GA的比较
