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《 社会计算的基本方法与应用》前言 精选

已有 26287 次阅读 2013-6-25 12:53 |系统分类:生活其它

 



本书是我们团队出版的第一部关于社会计算的专著,是团队成员十余年来不懈追求与探索的结果。借此机会,我谨从个人角度就“社会计算”这一新兴交叉学科的发展,做一简要回顾。


自己关于社会计算的想法,源自对计算实验的认识,而对计算实验的想法又源自20世纪80年代初在浙江大学力学系攻读硕士研究生的经历。当时我的专业是断裂力学,导师为王仁东教授。王教授十分强调研究的试验环节,然而,30年前断裂力学的试验成本相对较高,而且非常费时,就是一次最普通的微裂纹扩展拉伸压缩的试验,往往也需要几个月的时间。可我最初选择的微裂纹下材料疲劳寿命的概率可靠性研究,按要求至少需要进行上百次这种实验方能得到有意义的结论,这几乎是不可能实施的。无奈之下,我提出了结合物理试验和数学模型的“计算实验”设想,希望以此在短时间里低成本地完成实验要求,并写了一个简单的建议呈给导师(此建议原稿一直保留,后收于2004年我的力学论文集《弹性力学与板壳理论研究》之中)后来,由于导师因病去世,我不得不从断裂力学转入计算力学,后又改为从事板壳和弹性理论的研究。完成硕士学业后,计算实验的想法也就这样不了了之。


回想起来,我能够从30年前的纯工程性理论研究转到今天的社会科学与计算方法结合的交叉领域,硕士学习结束时读的一本书起了很大的作用,这就是库恩的《科学革命的结构》。这是我硕士论文答辩后读过的第一本书。库恩所揭示的学人的作用,范式的转移,再加上格式塔心理学的影响,让我感觉到科学研究不再是理想中科学家探索真理的纯净过程,而似乎是一部大师们借助真理制造范式,利用个人、学术、政治及社会许多过去的影响,创造领导科学潮流的历史。库恩对我的冲击,是感性非哲学的,就是自幼想象中罩在“科学”二字上面的“神圣”光环的突然消失,再也找不回以前那种说不清、道不明的科学“神圣”感。我开始感到,许多过去认为是客观的物理定律在发现时也有很大的主观成分影响,科学的研究也只是诸多研究中的一种,而献身于科学也不过是诸多献身中的一类。库恩的书,最终促使我从理论研究工作转向工程研发及其应用,也使得我重新认识文学、历史、社会学、甚至世俗的人际关系学。就是这些感性的想法,引导我开始大量地阅读经济与社会科学方向的书籍,最终有了今天的境况。

 

我攻读博士的专业是计算机和系统工程,但我博士毕业后做的第一件事却是申请再读经济学的博士,被拒后无奈才去了亚利桑那大学教书。20世纪90年代初,在我的第一位来自国内的研究生的鼓动之下,自己开始了Day Trader的股票交易尝试。没想到,七年多“疯狂”般的交易,没有把我引上金融之道,但短时间内必须阅读大量经济、社会、政治、新闻等材料并实时决策的经历,却将自己引入了语言动力学(Linguistic Dynamic SystemsLDS)和情报与安全信息学(Intelligence and Security Informatics, ISI)的新兴研究领域。这段磨练,对于我今天的研究至关重要,是我能够进入社会计算等交叉领域的物理和精神基础。

 

这段时期,我得益于与亚利桑那大学商学院的陈炘君教授(Hsinchun Chen)和社会科学学院的史蒂夫ž兰森(J. Stephen Lansing)教授的交流与合作。炘君是ISI的主要创始者,而史蒂夫是自然、人和社会交叉研究的世界领军学者。特别是后来史蒂夫和亚利桑那大学的其他几位研究人类社会学的同事,去圣塔菲研究所(Santa Fe Institute, SFI)分别担任研究员和管理者后,又给了我同SFI研究复杂性的许多著名学者交流与学习的机会,其中花旗银行Arthur博士关于人工股市的研究引起了我很大的共鸣,也使我对自然科学、工程技术与社会科学的交叉有了更加深刻的认识。1999年我在亚利桑那大学领衔成立复杂系统高等研究中心(The Program for Advanced Research in Complex Systems, PARCS)就是这些合作交流的直接结果。十分巧合的是,刚一回国,中国科学院自动化研究所的戴汝为院士也正有成立复杂性研究机构的设想,后来就演变成于2000年在中国科学院自动化研究所成立的系统复杂性研究中心”,戴老师亲自担任首任主任,我是副主任。当时中心确立的主要方向之一就是经济、社会,特别是人口复杂系统的研究。

 

然而,促使我明确地提出“社会计算”这一名词的直接原因是发生在2003年的三件事。一是美国“911”事件后,西方各国对反恐情报研究极为重视,陈炘君教授择机倡议召开ISI研讨会。第一届会议就在亚利桑那大学召开,除美国国家基金会NSF之外,美国中央情报局CIA、联邦调查局FBI、还有国防部等情报机构皆派人参加,作报告并提供资助。2004年又在图森召开了第二届,情况与上届基本一样。然而,对于情报二字,当时心里总有顾虑,内心不希望自己的名字与情报一词联系起来,加上会议又涉及许多情报机构的专业人士,就更加担心了。而且,会议上交流的论文大多专注于计算方法的应用,使我感到了ISI还缺少真正的科学内涵和自己的方法体系。因此,我希望能够能用一个新的角度来审视ISI。这些考虑,是我提出社会计算的主要原因,目的就是使情报研究进一步“中性”,使社会舆情的分析等也成为其主要的内容之一。2005年,我与炘君合力,终于把ISI发展成为IEEE的国际会议,而社会计算也成了会议的主题之一。二是2003年和2004年参加了中国科学院组织的几次关于建立科学发展观理论体系的内部讨论会,使我更加明确了以人工社会对社会问题建模,将计算机作为社会实验室进行试验,再把人工社会与实际社会并举互动,实现平行执行管理与控制的思路。这一认识是我研究断裂力学时的计算实验想法的扩展,也是自适应控制方法的发展,一定意义上缓解了因科学发展观问题一般无法做实验所导致的根本性矛盾。这就是后来的ACP(人工系统+计算实验+平行执行)方法,当时得到了许多与会领导和学者的共鸣与支持。三是当时中国科学院复杂系统与智能科学重点实验室未来发展方向的迫切需要。2003年初,我代表实验室首次参加了科技部组织的每五年一次的工程类国家重点实验室评估,评审专家纷纷认为实验室定位不清,不知复杂系统”是什么,质疑我们研究了复杂科学”的哪些问题,而且认为我们哲学讨论多,具体方法少。苦思数月并与室内多位研究人员,特别是与戴汝为院士讨论之后,我们最终认定ACP是一个方向,而复杂社会问题是一个突破口。当时我与戴老师正参加由国家计划生育委员会组织,蒋正华、宋健和徐匡迪等领导和学者主持的国家人口发展战略的重大研究项目,因此提出了与计划生育委员会合作建立社会计算实验平台的建议,并与蒋正华和戴汝为两位老师撰写了一篇利用人工人口系统进行复杂人口问题研究的文章。2003年,我完成了“从一无所有到万象所归:人工社会与复杂系统研究”一文,投《科学时报》,呼吁大家关注这一研究方向。由于初稿过长,不适于报纸上发表,修改后还是太长,最后只好变相作为“广告”性质的文章于2004年春发表。在这篇文章中,我首次提出了计算社会学”的名词和概念,显然是受到过去从事计算力学工作的影响。在此文的影响下,我们开始组织人员撰写基于人工交通系统研究城市交通堵塞问题的“973计划”立项书,并于次年在上海召开首届人工交通系统研讨会,主要就是讨论“973计划”的立项问题。

 

社会计算一词和ACP方法的正式提出是在2004年,相关文章可见本书附表2所列的目录,分别发表在我自己创办、后由周孟初教授主编的国际智能控制与系统杂志(International Journal of Intelligent Control and SystemsIJICS)和几份中文期刊上。不用“计算社会学”而用“社会计算”,是为了消除有些从事计算研究的科研人员的顾虑,因为他们可能不希望涉入社会科学的研究,而“社会计算”一词比较中性,更容易被看成是关于一类计算方法的研究。2005年春,正值中科院信息技术学部和技术学部在河南省南阳市联合举办《科学Ÿ技术Ÿ人文》论坛,我被邀请做了《社会计算:科学Ÿ技术Ÿ人文》的报告,这是自己关于社会计算的首次正式报告。之后,《科学时报》(现《中国科学报》)又组织了华中科技大学原校长杨叔子院士与自己的一次访谈,给了我又一次通过报纸宣传社会计算的机会。

 

在此之前,当我与学生一起上网查询时,不论是百度还是谷歌,都没有中文“社会计算”作为一个研究术语出现的情况。但英文“Social Computing”一词早在1994年就有人用过。这一度曾使我十分沮丧,但找来原文一查,发现文中虽用了“Social Computing”一词,可一开头就解释“Social Computing”是“Social Software”,即社会软件之意,如电子邮件、计算机支持的协作CSCW等,并不是我们所指的“社会计算”,即广义而言的“面向社会科学的计算理论和方法”,狭义而言的“面向社会活动、社会过程、社会组织及其作用和效应的计算理论和方法”。这一发现,使我释然,最后决定还是以“社会计算”而非“计算社会学”来命名这一新的研究领域。

 

为什么提倡社会计算研究?

 

以农业时代向工业时代过渡为例。工业时代中的各种人造过程,如现代工厂里的各种物理化学反应过程,其实在农业时代里都存在,但却是自然的过程,其强度、速度或规模一般都比较小,一旦大了,有的就是自然灾害了。人造自然过程的强度、速度和规模要求我们必须以工业化的生产方式进行管理,因此过程控制系统(PCS)、集散控制系统(DCS)和企业资源规划(ERP)系统等,都成了当今工业时代必不可少的“人造过程”。因为再按过去农业时代的方式进行生产管理,就会产生“人造”自然过程的爆炸、起火、污染和资源的浪费,而新的工业化管理的基础就是现代物理学和其它现代科学。

 

目前,我们的社会正从工业时代向智业或知业时代过渡。由于因特网、社会媒体、特别是微博等的出现,促生了许多“人工过程”,如人肉搜索、团购、秒杀等。其实,这些社会现象过去都有,但在无网络的时代,这些过程的速度、强度、规模和影响力往往很小,一旦大了就可能是“社会动乱”。可以预见,未来的“人工”社会过程之强度、速度和规模将要求我们必须以科学化的社会管理方式来治理社会,所以未来的社会过程控制(SPC)系统、集散社会管理(DSM)系统和社会资源规划(SRC)系统等,将变得必不可少。因为再按过去的方式管理社会,“人工”社会过程的“爆炸”,“起火”,“污染”和资源的“浪费”将不可避免。而实现科学化的社会管理,落实“科学发展观”,保障“可持续和谐社会”的基础就是社会科学真正的“现代化”,从定性走向定量,从离线走向在线,从时滞走向实时,其核心就是社会计算方法或计算社会科学。一句话,社会系统本身已光速化、量子化了,社会科学也必须像百年前发生的物理科学革命那样,实现“量子化”、“光速化”、计算化。

 

所以,我们要研究并普及社会计算。

 

2006年,借成立国际计算机协会ACM北京分会和ISI国际合作团队评审的机会,我们在北京组织了第一次关于社会计算的研讨会,即“ACM Workshop on Societal Security and Computing”,同时申请香山会议,即后来的2007年第299届香山会议“社会计算的基础理论和应用”。之后在国内外,我们团队首先于2008年举办了IEEE Social Computing WorkshopSoCo)和中国科协学术沙龙“社会计算——社会能计算吗?”。2009年,由来实验室寻求合作的JustinZhan博士推动并启动了IEEE International Conference on Social Computing和中国首届社会计算会议。此外,我们团队还于2006年和2007年在《中国计算机学会通讯》和《IEEE智能系统》合作组织了中外最初的新意义下的社会计算专刊。

 

在美国,除社会软件的Social Computing研讨会,第一次真正意义下的相关会议是2007年底哈佛大学举行的“计算社会科学”研讨会。我曾被邀参加此次研讨会,可惜因为当年10月刚去波士顿参加了IEEE TAB会议并顺访了哈佛大学,无精力于12月再回去,故与此次会议失之交臂。2008年,美国空军等资助在亚利桑那州举行了“社会计算、行为建模和预测”的研讨会,同年还有海军资助的“社会计算与文化建模”的研讨会。2009年,美国《科学》杂志发表了哈佛研讨会的总结,大大地促进了计算社会学或社会计算的研究。同年,应美国海军全球研究办公室之邀,我去泰国,在第二届国际“社会计算与文化建模”研讨会上做了关于人肉搜索及网民社会运动群体(CeSMO)的主题报告。现在,社会计算已成为一个全球化的研究热点。

 

过去,总有人问我什么是社会计算;现在,很少有人再问我这个问题了。但我却要说,要十分明确地说清楚何谓社会计算非常不易,因为这是一个发展十分迅猛的新领域。

 

不管怎样,从文献而言,“社会计算”一词新在中文,旧在英文,但新意义下真正明确的社会计算研究源于中国。对此,我十分欢迎大家提供相关的反例。

 

值得高兴的是,在中国科学院研究生院(即今天的中国科学院大学,简称国科大)的大力支持下,社会计算已于2012年成为跨“控制科学与工程”、“计算机科学与技术”和“管理科学与工程”三个一级学科的交叉学科,学科代码为“99J2”,拥有博士和硕士学位授予权,学位培养工作已依托国科大和中国科学院自动化研究所展开。本书的撰写,正是因为社会计算研究生培养的迫切需要。需要说明的是,在本书的基础上,我们还正在组织《社会信息处理》和《社会行为建模与管理》的撰写工作。

 

社会计算是一门年轻的交叉学科,其发展成熟还需一段较长的时间,特别是近年兴起的解析学(Analytics)、大数据、还有社会制造等的研究,无疑将给社会计算带来新的冲击。因此,实际上目前并不是撰写一本完整且稳定的社会计算专著的成熟时机。本书主要是我们团队近十年研究工作的一个阶段性的概括性总结。由于时间限制,书中的内容选择和安排不尽理想,文字处理更非精细,这些问题希望在今后的版本中作进一步改善。显然,本书只能起到抛砖引玉的作用,希望更多的学者和学生都参与到这一领域,出版更高水平的专著,促进社会计算的深入发展与广泛应用。

 

在此,我谨向在社会计算研究起步时给予我极大支持的陈炘君教授、Steve Lansing教授、Jim Hendler教授、戴汝为院士、吴宏鑫院士、张钹院士、陈国良院士、陆汝钤院士、李国杰院士、郑南宁院士,以及Wendy HallTim Berners-Lee等教授表示衷心的感谢。曾大军教授虽然因时间的原因没有参加本书的写作,但他为社会计算学科的成长付出了很多心血和努力,在此深表感谢。在过去的八年时间里,我们团队培养了十余名社会计算领域的博士和硕士研究生,相应的成果形成了目前研究和应用工作的核心与基础,特别是我从他(她)们身上也学到了许多新的知识。实际上,我们许多在读和毕业的研究生都为本书的完成作出了贡献,书中一些内容还引用了部分学生的论文及项目成果,在此深表感谢。需要特别致谢的是陈伟运、罗川、张清鹏、张长利、王友忠、苏鹏、谭章文、曾轲、王晓等。同时,衷心感谢科技部、国家自然科学基金委、中国科学院长期以来给予的大力支持!


最后,感谢浙江大学出版社陈晓嘉、许佳颖老师在本书出版过程中所给予的大力帮助。

 

                                                   王飞跃

                                            201212月于北京中关村














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