計算社會科學：人類自我認識的新平台

06-17

　　【核心提示】由計算機科學與社會科學交叉形成的計算社會科學迅速崛起，它能夠利用先進的計算和信息技術等對複雜的人類行為及社會運行進行深入精細的跨學科研究，徹底打破了人文社會科學很難嚴謹推理和進行精確定量計算的傳統觀念以及原有的學科劃分。

　　近年來，由計算機科學與社會科學交叉形成的計算社會科學迅速崛起，它能夠利用先進的計算和信息技術等對複雜的人類行為及社會運行進行深入精細的跨學科研究，徹底打破了人文社會科學很難嚴謹推理和進行精確定量計算的傳統觀念以及原有的學科劃分。這一是由於日趨複雜的人類活動和網路社會提出了迫切的現實需求，二是得益於計算（機）技術及學科交融等方法工具強有力的支持。

　　有助於正確理解人類社會

　　當今網路社會中的人類行為較之於相對獨立的個體決策發生了顯著變化，傳統理論中的單一行為假設暴露出極大的局限性，對現實的滯後日益加深。多學科領域的優秀科學家們從不同角度、用不同方式研究證實：從幾毫秒到幾小時的細胞存亡，從瞬間到持久的思維意念，從幾分鐘到數日的人類活動，從幾天到幾年的疾病侵襲，從幾千年到幾百萬年的地質演化等，這些既不會按固定程式、也不是隨機發生的，都具有在一定尺度內聚集、超過臨界點後突然爆發或湧現（Emergence）的特點。然而，通過全面分析和計算行為痕迹留下來的大量數據，原本難以捉摸的人類社會活動變得可被量化、解析和洞見，甚至能被高精度地預知和把控。計算社會科學能夠捕捉、獲取和處理有關人類行為與社會運轉的大規模數據，以期獲得對人類的社會、經濟和政治等有更深刻和準確的理解，正努力使人類「自覺創造未來」這一偉大夢想變成現實。

　　其實，人文社會科學研究涉及定量計算由來已久，時至今日形成學科是歷史的必然，具有顯著的時代特徵。自20世紀八九十年代以來，赫伯特·西蒙（H. Simon）描繪的人工科學，美國桑地亞國家實驗室研發的國民經濟模擬軟體系統（ASPEN），基於主體（Agent）建模模擬技術的興起，以及凱德蘭和普勒斯科特（Kydland and Prescott）關於計算實驗為經濟分析提供新的有力工具的論文等，這些有益的前期探索奠定了必要的基礎；而大規模社會數據的積累和現代科學技術的飛速發展等創造了有利條件，使得計算社會科學應運而生。2009年2月，美國多位學者在《科學》上聯合發表題為「計算社會科學」的論文，德國斯普林格出版社於2014年1月出版的專著《計算社會科學概述：原理與應用》，奠定了該學科的基礎並框定了體系內容，如此界定的計算社會科學與先前使用的社會計算（Social Computing）、社會模擬（Social Simulation）等關係非常密切，有時它們可相互替代。

　　以行為分析為基礎和以需求為導向

　　計算社會科學是一門文、管、理、工大跨度的交叉學科，其研究和應用範圍十分廣泛，目前大致沿三條主線展開：一是主體性，從點到面地對人的研究，由個人行為屬性分析到社會關係研究，直至社會網路探秘；二是條件性，對信息規律和制度演變等外部條件的探討，如由信息內容分布的解析到話題發現和言論傳播；三是交互性，著重探討個體的傾向性、可信度和影響力等屬性對外界條件的響應模式、傳導機理和交互適應性，以及關係網路演變。

　　與人文社會科學傳統方法相比，計算社會科學的興起可以說是一場全面、綜合、深層的變革與創新，對於市場行情的瞬息萬變與微觀主體行為的內在關聯、公共管理和政策效應的預期與評價、社會複雜現象的模擬再現、信息分布傳播與制度的歷史路徑依賴及文化風俗的形成演變、語言折射現實的生成過程等，不再只是與經驗、理論、數字、圖片和問卷等打交道，也不是單純地借鑒仿照自然科學，而是基於主體的分散式計算分析行為和社會組織形態，虛擬化和輔助地對數據、表格、圖形等按需挖掘、分割調取、裁剪拼接，逐步廣泛地替代現實，從而發現人與社會的發展規律；進一步產生動態可視化的圖景演示，能夠提前看到未來、創造未來。如此能更強調以人為本，凸顯社會科學研究特色與現代科技進步的結合，是人類文明進步在更高水平上的宣示和展現。

　　互聯網的出現改變了人類生活，同時也改變了人類觀察自身的方式以及影響到科學倫理。個體行為的微小差異，可能引起群體產出的巨大變動，形成公共事件的集聚突變和湧現，促使社會科學與網路信息技術類學科的交叉、內容與技術的共進；利用計算系統在互聯網上構建特定場景和人工股市，幫助人們進行溝通與協作，複製和重構現實社會中人與人的交往聯繫，使人們更緊密和諧地聯繫在一起，開展社會網路服務、群體集智；從對社交網路和社會媒體的研究揭示社會關係與行為規律，預測政策實施的可行性，進行社會網路分析、內容計算和人工社會等。如歐洲國家對稅收福利、公共教育和社會保障的政策模擬，美國為提高城市交通管理和基礎設施建設等公共服務效率開展的計算實驗，澳大利亞、加拿大和日本等國家研製地球模擬器，模擬人與自然的交互進行資源的合理開發利用；從更廣的角度來看，可以對自然語言的形成和教學進行計算工程實驗，創造科幻作品以生動展現未來等。

　　凸顯計算思維與人文邏輯的融合

　　計算社會科學開闢了人文社會科學研究全新之路，為人類自我認識構建了全新平台，對公共管理、國家治理與社會生活都將產生重大影響，正在成為繼工程科學計算和生物生命計算之後新的理論前沿和應用方向，其核心因素是計算思維的滲透。

　　計算思維是計算機科學界的流行觀念，通過抽象和自動化將研究對象充分數字化、網路化，極大地延伸了人類器官的感知功能，拓寬了思維視野和方式，不同學科的相互滲透和專業領域主導，更有利於多學科協同發展和人類社會的創新與文明進步，在社會科學研究進展中已顯現出獨特魅力。計算思維中的抽象強調計算機求解問題的方式與能力，自動化側重對常規方法難以處理的複雜性的程序化考量。著名的六度分隔實驗結果，就是應用計算思維和技術得到了進一步的大規模驗證；社交網路結構對人們社會關係分布和權利配置及演變的研究更直觀、可複製，已展現出強大的功效，大大改變了傳統的理念和做法。

　　如今正邁入「大數據」時代，人類社會活動從未像現在這樣被充分地數字化和網路化。歷史難以重演，但能留下「痕迹」，一個人的任何行為都能通過數據記錄其活動，通過分析數據、反覆演示和實驗，能足夠地接近真實，從而發現規律。如此，社會科學家就能藉助自然科學的「實驗—理論—驗證」的範式研究社會現象，突出人文特徵，更有利於人及社會的全面發展，也是社會科學當代發展的必然。然而，個體差異、相互交往和網路關係異常複雜且日益加劇，計算思維在社會科學研究中的應用還是非常初步的，觀念的滯後、理論的整合聚焦和方向定位不明晰、多學科背景的綜合人才極度缺乏、原有學科框架的制約、數據的訪問和隱私，以及背後的利益驅使等，都會成為計算社會科學發展的障礙。這需要通過人類主體與計算機虛擬主體結合（HS + CA）的計算實驗深化行為研究，促進科學性與人文性、形式邏輯與人文邏輯的對接和融合，堅持以人為本，繼承、變通和發展人類特有的主觀創造性。

　　從社會科學到計算社會科學的變化，會大大超過從物理學到計算物理學、從生物學到計算生物學的轉變和跨越，其未來的發展若能為計算思維賦予鮮活的人文特色靈魂，必將對日趨複雜的社會經濟活動給予更加合理的解釋和更大正能量的推進。