行为在高聚类网络中传播更快

 

最近读了《SCIENCE》 2010年9月3日329期的文章《The Spread of Behavior in an Online Social Network Experiment》，作者是美国麻省理工学院的经济社会学家 Damon Centola 。

作者在线社会网络的行为传播实验是这样进行的。他邀请了1540名完全是出于兴趣的志愿者，随机地将他们一对一地分派到两个网络的节点上，一个是具有小世界特性的随机网络，另一个是高聚类的规则网络（clustered-lattice network），这两个网络的每一个节点的度都为6，网络的拓扑结构在整个实验中是保持不变的。开始从这两个网络分别随机选一个节点（志愿者）作为起点，向这两个点的连接点（邻居，health buddies）发去email，邀请他们到某个指定的健康论坛注册，如果他们到这个论坛注册就表示他们养成这种行为，那么系统再给他们的邻居发邮件邀请他们也去论坛注册（对于个人有可能被多次邀请），进而让活动继续下去。整个过程中确保匿名，志愿者之间彼此并不认识。作者对每个参与者创建匿名的个人在线信息，经过几周的实验，所有的数据作者都记录下来，然后分析在两种不同网络下行为的传播规律。我们知道，随机网络具有小的平均距离（有长程捷径的存在），但是它的聚类系数很小，而高聚类的规则网络有很高的聚类系数（每个节点的连接节点之间相互连接的概率很高），但是它的平均距离很大（没有长程捷径）。按照过去人们对于信息和疾病传播的认识，小世界网络中信息和疾病的传播速度快、传播范围广，而规则网络由于直径大传播速度慢。但是作者的实验结果恰恰相反，令人惊讶。作者对这两个网络分别独立进行6次实验（1次节点数N=98, 度Z=6；3次N=128, Z=6；2次N=144, Z=8），共12个独立的行为传播实验。发现具小世界特征的随机网络的传播速度远不如规则网络的传播速度快，传播范围也没有后者大。在相同时间内，高聚类、大直径的规则网络的传播范围（53.77％）比小世界网络（38.26%）传播范围大；规则网络上行为传播的速度（0.2820×10^-3 nodes/s)比小世界网络上行为传播的速度（0.0643×10^-3 nodes/s）快得多。可见，增加冗余信号(email)可以提高个体养成行为(去健康论坛注册)的可能性。

再分析收到不同次数（1，2，3，4次）email的节点愿意去健康论坛注册的比例，明显地收到次数越多行为形成的可能性就越高，但是相对增量量是减小的，超过2次email对行为形成的影响不再明显。最后再分析干预和强化对养成行为后的巩固（回访健康论坛）有多大的影响，收到1次email就去注册的群体中，大约87％的节点在注册后就不回访，11％的节点在注册后回访1次，2％的节点在注册后回访2次；收到2次email就去注册的群体中，大约67％的节点在注册后就不回访，22％的节点在注册后回访1次，11％的节点在注册后回访2次；收到3次email就去注册的群体中，大约60％的节点在注册后就不回访，21％的节点在注册后回访1次，9％的节点在注册后回访2次；依次计算收到4次、5次email就去注册的群体中回访次数。说明干预和强化对养成行为后的巩固有着非常重要的作用。

这一研究最重要的发现是：对于行为方式的传播与信息和疾病传播是不一样的。小世界网络中由于长程捷径的存在使得信息和疾病传播比较快，而行为方式的传播恰恰相反，它在高聚类网络比小世界网络中传播得更快更广。像聚类网络这样具有很多冗余的连接的拓扑结构，更有利于社会性的强化和社会行为的传播和巩固。

我们是否可以说，网络的传播分为两种，一种是简单的接触型的传播，像一般的信息传播、SARS和禽流感的传播，在小世界网络中容易快速传播，所以阻止传播的方法主要是切断、隔离。在疫苗策略中提倡重点控制度大的具有长程边的活跃个体。网络的传播的另一种是多次强化型的传播，比如，行为的形成是非常复杂的，需要多次（社会性）的强化、干预、“学习”， 行为形成的过程也比较慢些，它的传播不属于接触传播，所以像高聚类网络具有冗余连接结构，适合于形成行为的多次强化作用，就有利于行为的形成、传播和巩固。这一结论使我们更深入地理解网络传播动力学，根据不同的需要设计适应于不同传播的网络结构。

文章也启发我们，为了健康行为的传播和巩固，要特别重视像社区、学校、公司、部队等（高聚类的）社团的工作，一个人在他（她）所在的集体中有广泛和频繁的联系，所以集体的良好风气和习惯对社团内的个体有重要的影响作用。

   对于行为传播这个问题，我认为还有进一步可以研究的问题。譬如这篇文章还没有考虑不同行为的形成需要干预强度的不同，某些行为的形成需要强干预，但也有的只需要弱干预就能形成，所以不同类型的行为很可能适合于不同结构的网络上传播。疾病传播中那些传播性不是很强的疾病，是否也需要考虑多次接触才感染的问题，即多次强化的因素？又譬如谣言的传播，“谎言一百次成为真理”，让人相信需要从不同方面多次接受“消息”，因此不同的网络适合于“可信度”不同的谣言的传播。另外，文章只考虑网络拓扑对行为传播动力学的影响，排除了其它因素，但是实际上人群都有人际关系，当考虑这些实际因素时，网络拓扑对行为传播的影响会发生什么样的改变呢？

 

感谢博士生陈娟（目前在香港城市大学）和荷兰Groningen大学刘慧博士，我们深入讨论过《SCIENCE》这篇文章。

 

The Spread of Behavior in an Online Social Network

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