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[复杂网络]群魔论道 之 狂想曲(一)

已有 5618 次阅读 2009-11-26 14:07 |个人分类:群魔论道|系统分类:观点评述| 复杂网络, 狂想曲, 群魔论道


开栏题记:

    老子说“道生一,一生二,二生三,三生万物”[1],非线性科学里认为“三则混沌”[2]。那么“道”呢,“道”是什么?道家认为,"道"是法则、是世间万物运行的规律。用现代科学的语言大概可以将“道”解释为“underlying mechanism, fundamental law”。而本博客开的这个栏目叫“群魔论道”,“魔”泛指复杂网络[3]圈子里的若干领军人物[4],看看他们是如何论复杂网络的"道"的。正所谓“道高一尺魔高一丈”[5],真心希望复杂网络圈子里的这些"魔"(以及国内各位学者)能够无限接近直至得知其“道”[6]。是为记。

[注]:为了让朋友们看文字放松点,特意为每个博客配上一首歌 (由于个人偏好,以英伦后摇为主)。本期为大家奉上的是北爱尔兰独立摇滚乐队Snow Patrol[Y]的一首<Run>,这是该乐队的代表曲目之一:



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    首先看看他们四位是怎么论的:老巴[7],沃哥[8],V大叔[9],以及最喜欢的柯院[10]。

1. 老巴。

     老巴其实也不老,也就四十出头吧。推东西很有一套,拿手好戏就是去控制、生物、医学、管理学与社会学以及综合性刊物上发表评述,其言辞之热烈、用语之蛊惑,让读者都不免跟着热血沸腾:) 在09年Science杂志关于<复杂系统与网络>的专辑里[11]第一篇就是老巴的。其实这个专辑一直放着没看,一是临近毕业杂事繁多;二是扫了一眼作者就没看下去的兴趣了。太狭隘了。包含的科学范围也太窄了。很难带来多样性的乐趣。直到昨晚为了写这个博客才开始认真看。老巴的文字只有两页,略显草率,也可能是人家写这种玩意写腻歪了,但仍然可以看出点东西来,多多少少透露了些想法。

     前2/3部分基本在说BA model和scale-free的意义[12],按住不表。我们主要看看他对复杂网络圈子今后的发展有些啥感想。基本上是两点:
     一个是网络上各种动力学过程的共同特性或者统一的研究框架。老巴断定这个共同性(commonalities)是存在的,只是我们还没发现。其实我们已经在靠近了。举个简单的例子,看两篇PRL文献[13]和[14],其实基本上是一个问题,只是分别做了演化博弈和同步过程两个动力学。这种例子还有很多,其实我个人不大喜欢这种把文章拆开发表的行为。明明一个东西你明白了,你非要装作不明白要卖个关子多搞几篇文章之后再让读者自己去体会。这是何苦呢。。。话收回来。很接近,很接近了。现在的关键问题是如何来提炼来表达,用某个统一的恰当的框架将其自然地表示出来。涛兄在其博客里表达了flow-driven可能是一个路子[15]。我这些年也把大家关注较多的几个动力学过程都做了下,虽然科研做得不咋滴,但是还是悟出了两点。1大概可以先从特征值的角度把几个动力学过程打通。2 关注动力学的过程,尤其是特征涌现的过程,会发现些关联的甚至是共同的东西。暂未细想,先按住不表。
     第二个,老巴认为达到这个目标的瓶颈、也是将来十年的发展趋势,是实证数据。而且老巴乐观地预测,随着微型移动计算的普及,我们首先能够定量研究的可能是社会本身,而不一定是细胞或者Internet。其实过于乐观啦。不过就算抛开老巴的这些说法,实证甚至实验数据都是当前研究必须的。由于数据的不充分,目前最少有两点很尴尬。第一是某些复杂网络的结构是一个累积的结果,其演化是由某种内在的动力学促使的。如果我们在最终累积后得到的网络上研究这种动力学过程,那显然就会出现不可信的结果;第二个是我们需要有数据来夯实每一个假设,尤其是那些重要的假设。举个简单的例子,有人会考虑说病毒在人群中传播的时候有个方向性,假设个k的alpha此方就万事大吉了[16]。那么在实际中到底是否存在这种方向性,如果存在的话是倾向于哪个方向,会倾向多少。这些就需要数据了。如果数据显示没有这种倾向,那不就成了"臆测"么。只有在做假设之前找到数据支持,"心里才踏实"[17]啊。

2. 沃哥

    沃哥着实是哥。暂且不说其从应用力学转入社会学研究之传奇,就他这次洞穿发展之趋势而转身投入Yahoo!研究院[18]而言,实乃真汉子!自提出小世界模型之后,沃哥开始逐渐改混社会学圈子。其实是很自然的事,毕竟六度分离、小世界特性是从社会学实验中得来的。自沃哥进入哥伦比亚大学社会学系之后可谓三步并作两步,两步并作一步,飞快就到了正教授。期间主要做起了社会实验,验证和探索社会化传递和搜索的性质和规律,不能说工作不漂亮。但是,显然,他并没有满足于此,而是转身投入Yahoo!研究院,领导社会动力学研究组。那么沃哥为什么会在事业发展如此顺利的情况下离开哥大去了雅虎研究院呢?[19]

    主要是他发现了社会学这个游戏的另一种玩法,或者准确地说应该是另一种玩法趋势。可参见沃哥07年在Nature杂志发表的散文一则[20]。在此只有一页小品文里,沃哥觉得社会学没有取得像物理学或者生命科学那样清晰的理论框架的原因是社会学中的问题本身极为复杂。但是,同样地,沃哥有限乐观地认为网络科学为解决这些问题提供了一些希望。其实,唉,还是过于乐观了啦。恐怕没有什么东西比人更难研究了吧,而社会学基本就是研究人的活动和行为,因此难度之大可能会超出直觉。一个小小的网络科学真能装下这么多东西吗?anyway,先不管这个了,暂不表。但是沃哥说,科学研究与具有丰富数据的Internet公司合作应该会做出很好的结果,无疑是对的,而且应该也是其义无反顾踏入雅虎研究院的直接原因。

     既然扯到了这里,就再多说几句。目前开始踏入或者试图踏入社会学领域的大概有两类,一个是物理学家,尤其是欧洲做统计物理的那一帮人。可参加RMP上的综述性文章<社会动力学中的统计物理>[21]。另外一伙就是搞计算机的,尤其是数据挖掘、万维网那一块的人。典型代表有惠普实验室的社会计算研究组[22](虽然Huberman以前也是斯坦福的物理出身)、德国马普软件所[23]、英国剑桥大学计算机系的Jon Crowcroft研究组[24]等。这两伙人的侧重点不一样,前者侧重于modeling,后者侧重于data。那么两帮人相向往中间走,接上的时候能否碰撞出火花、能否撞出个"Big Thing",那就谁也说不准了。打个“臆测”的比方,好比朝鲜出了问题,然后中美各自提出了自己的方案,最后中美终于达成某种协议,但是人家朝鲜认不认还不定说呢。。。物/计搞得这么热闹,人家社会学圈子里的认不认、要经过多少年才会逐渐被社会学主流接受,这都是未知数。虽然目前已有些许迹象表明那个圈子里的人对网络科学还是有些许认可的[25]。 

   [比预想的要累得多,所以此系列继续细分,此为之一。V大叔和柯院放在下一篇里,也可能加上诺博(诺瓦克-博弈)。]

   最后,谨以此篇博客祝贺“复杂网络论坛”的成立!


参考文献与注释:
[1]. 老子。《道德经》 (第四十二章)。
[2]. T.Y. Li, and J.A. Yorke, Period Three Implies Chaos, American Mathematical Monthly 82, 985 (1975)。
      [补注]更多的关于混沌一词的典故请参见陈关荣老师的文章:
      http://www.ee.cityu.edu.hk/~gchen/pdf/Chaos_GB.pdf
[3]. 复杂网络(complex networks),详见维基百科的阐述:http://en.wikipedia.org/wiki/Complex_network。
[4]. 注:这里的“领军人物”主要选择国外的学者。这不是我“崇洋媚外”。毋庸置疑的是,国内确有不少做得很优秀的专家学者。但是因为本人嘴拙,说话没有什么分寸,也可能会厚此薄彼,所以干脆把本博客的基调定在“莫谈国是”。除非不得已,尽量不对国内的任何研究组或个人、任何论文做任何评述。如有网友评论,也敬请尽量对事不对人(但怎么批我本人都行 :-) )。
[5]. 吴承恩。《西游记》(第五十回)。
[6]. 注:本人目前并无任何宗教信仰,上述对道家学说的引用仅仅是表达对中华传统文化之博大精深的无比赞叹,绝无宣传伪科学之意。还烦请方舟子大师兄及其追随者手下留情。
[7]. 老巴, 即Barabasi, A.-L., 详见其个人主页:http://www.barabasi.com。
[8]. 沃哥, 即Watts, D. J., 由于已进入Yahoo!研究院,其在哥大的个人主页已无效。请参考维基百科:    http://en.wikipedia.org/wiki/Duncan_J._Watts。
[9]. V大叔, 即Vespignani, A., 详见其个人主页:http://alexves.googlepages.com。
[10]. 柯院, 即Kleinberg, J., 详见其个人主页:http://www.cs.cornell.edu/home/kleinber。
[11]. 该专辑详见:http://www.sciencemag.org/content/vol325/issue5939/index.dtl。另方锦清老师、小可兄、涛兄等人在科学网上发表了对该专辑的一些精彩评述,推荐阅读。
[12]. 值得一说的是,其实不仅scale-free性质不是老巴组首次发现,就连BA model都是基于Price model的。参见Price的两篇论文Price, D. J. de S., Networks of scientific papers, Science, 149, 510–515 (1965); A general theory of bibliometric and other cumulative advantage processes, J. Amer. Soc. Inform. Sci. 27, 292–306 (1976).  目前好像只有M. E. J. Newman在其03年SIAM Rev的综述里特意花大段文字说明了这一点。其实Price的工作在社会学里还是很有影响的,在08、09年还被Science、PNAS 上的论文引用。
[13]. http://arxiv.org/PS_cache/cond-mat/pdf/0608/0608314v3.pdf。
[14]. http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/0612/0612108v3.pdf。
[15]. http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=269815。
[16]. 这个工作可能有人做过,但是我不知道是谁做的。如果作者看到用其作为反面例子,还请原谅。其实这种工作目前很多,包括很多国外的组也是,包括我自己的一些工作,所以没什么好尴尬。只是在思考这个问题,所以,见谅。
[17]. 出处不详。但我引自国内某著名营养液的广告片。
[18]. Watts, D. J.在Yahoo!研究院的新主页是:http://research.yahoo.com/Duncan_Watts。
[19]. 此处模仿中央电视台的<百家讲坛>栏目若干主讲人的腔调,尤其是解读<三字经>的钱文忠。
[20]. D. J. Watts, A twenty-first century science, Nature, 445 (489), 2007.
[21]. C. Castellano, S. Fortunato, V. Loreto, Statistical physics of social dynamics, Rev. Mod. Phys. 81, 591(2009). http://arxiv.org/abs/0710.3256。
[22]. 参见:http://www.hpl.hp.com/research/scl/。
[23]. 参见:http://socialnetworks.mpi-sws.org/。
[24]. 参见:http://www.cl.cam.ac.uk/~jac22/。
[25]. 两个典型的例子。一个是牛津大学的复杂性中心http://sbsxnet.sbs.ox.ac.uk/complexity/complexity_home.asp;一个是哈佛大学定量社会学研究所http://www.hks.harvard.edu/netgov/html/index.htm。
[Y]. 关于Snow Patrol的更多介绍,请参见维基百科:http://en.wikipedia.org/wiki/Snow_Patrol。

 

 



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