透視復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的規(guī)律

岳占仁

艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西是一名成功的“入侵者”，他把物理學(xué)中發(fā)展出的理論，用來解釋許多社會(huì)科學(xué)現(xiàn)象甚至指導(dǎo)行為決策，而且一直做得相當(dāng)出色。

其中最著名的，是他在1999年提出的“無尺度網(wǎng)絡(luò)”（scale-free network）的概念，這一概念很好地解釋了社交網(wǎng)絡(luò)的快速興起。過去，網(wǎng)絡(luò)一直被認(rèn)為是隨機(jī)分布的，無尺度網(wǎng)絡(luò)理論則指出，在現(xiàn)實(shí)中，總有一類人特別擅長(zhǎng)交往，他們認(rèn)識(shí)很多人，成為許多圈子的中心節(jié)點(diǎn)。實(shí)際上，這種“冪律分布”的特征也符合二八定律：正是這些擅長(zhǎng)交往的20%的人，攜帶了80%的連接，使得小小世界中的六度分隔成為可能：任何人只要通過自己所有的朋友，以及朋友的朋友，經(jīng)過六次連接，就可以通達(dá)地球上所有的人，甚至奧巴馬。

無尺度網(wǎng)絡(luò)概念的提出，對(duì)防備黑客攻擊、防治流行病乃至云計(jì)算的資源配置等都有深刻的啟示。巴拉巴西甚至聯(lián)合兩位經(jīng)濟(jì)學(xué)家將其理論應(yīng)用到國(guó)際貿(mào)易、產(chǎn)業(yè)升級(jí)中去，解釋窮國(guó)為什么會(huì)窮的問題：根據(jù)對(duì)進(jìn)出口產(chǎn)品空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究，富國(guó)擁有規(guī)模更大且更為多元化的經(jīng)濟(jì)體，并生產(chǎn)許多種產(chǎn)品——尤其是那些與網(wǎng)絡(luò)中心緊密相連的產(chǎn)品；而窮國(guó)往往生產(chǎn)一些相互間無較大相似性的產(chǎn)品，在網(wǎng)絡(luò)中處于邊緣的地位。這一前沿視角可以廣泛應(yīng)用到創(chuàng)新產(chǎn)品的擴(kuò)散、產(chǎn)業(yè)集群的建設(shè)、地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)力的提升等政策中。

在自己的新書《爆發(fā)》中，巴拉巴西試圖論證，冪律不僅是網(wǎng)絡(luò)在空間上分布的規(guī)律，也是在時(shí)間上展開的規(guī)律，是主宰著我們的真實(shí)活動(dòng)的節(jié)奏。這背后的秘密就是人們做事時(shí)遵從的優(yōu)先級(jí)法則?！皶r(shí)間是我們最寶貴的不可再生資源，如果我們尊重它，就必須設(shè)定優(yōu)先級(jí)。一旦優(yōu)先級(jí)設(shè)定了，冪律規(guī)律和爆發(fā)的出現(xiàn)就不可避免。”隨著數(shù)字化、高度互聯(lián)的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，對(duì)于冪律的認(rèn)知最終會(huì)導(dǎo)致對(duì)人類行為的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

“無尺度網(wǎng)絡(luò)”的魅力

記者：“無尺度網(wǎng)絡(luò)”的概念可以很好地解釋社交網(wǎng)絡(luò)的快速興起，您如何看社交網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展？

巴拉巴西：無尺度網(wǎng)絡(luò)一個(gè)有趣的特征就是它的歷時(shí)穩(wěn)定性。在人的一生中，你的朋友可能會(huì)越來越多，而且可能有的人朋友更多一些，有的人更少一些，但是這不會(huì)影響到總體的分布情況。你的朋友增多了以后，會(huì)有其他的人來填補(bǔ)你的位置。

在過去10年左右的時(shí)間里，我們已經(jīng)在各種真實(shí)的系統(tǒng)中見證到無尺度網(wǎng)絡(luò)的存在。在1999年我提出這個(gè)概念的時(shí)候，還主要針對(duì)萬維網(wǎng)上的情況；現(xiàn)在Facebook、Twitter等社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也印證了無尺度網(wǎng)絡(luò)的概念。而且隨著數(shù)據(jù)的增多，我們現(xiàn)在可以進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量和預(yù)測(cè)，這個(gè)概念將更加得到用武之地。

記者：您曾經(jīng)在《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章，用無尺度網(wǎng)絡(luò)的理論來分析國(guó)家貧富的問題。您如何看中國(guó)經(jīng)濟(jì)在全球的位置？

巴拉巴西：在一篇文章中，我們對(duì)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系做了研究，發(fā)現(xiàn)如果一國(guó)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類很少，它們往往在經(jīng)濟(jì)上就會(huì)非常落后。成功的經(jīng)濟(jì)來自于多種能力的組合，用這些能力創(chuàng)造出多樣的產(chǎn)品組合。你所具備的能力越少，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的潛力就越小。試想，即使對(duì)于生產(chǎn)和出口香蕉這樣簡(jiǎn)單的工作來說，你也需要有土地、氣候、農(nóng)業(yè)技術(shù)、采購(gòu)、物流、外貿(mào)等多方面的能力。而對(duì)于iPad這樣的產(chǎn)品來說，所需要的部件、知識(shí)、技術(shù)就更要多得多了。

在接下來的10～15年時(shí)間里，中國(guó)處在一個(gè)獨(dú)特的位置上，經(jīng)濟(jì)還會(huì)飛速發(fā)展，市場(chǎng)會(huì)更加多樣化。面向不同的市場(chǎng)，中國(guó)可以做不同的混搭。

預(yù)測(cè)人類行為

記者：能否分享一下從您《鏈接》到《爆發(fā)》這兩本書的思想發(fā)展脈絡(luò)？

巴拉巴西：《鏈接》是談網(wǎng)絡(luò)的，講到人們之間是怎么樣連接在一起的，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)、生物網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)網(wǎng)絡(luò)是如何分布的，以及是如何隨著時(shí)間而演進(jìn)變化的。這本書唯一沒有涉及的一個(gè)方面是，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的互動(dòng)是如何發(fā)生的。所以，在完成《鏈接》的寫作之后，我研究工作的重心就開始轉(zhuǎn)向?qū)?dòng)規(guī)律的研究，并且把研究的重點(diǎn)集中在社會(huì)系統(tǒng)上，因?yàn)樯鐣?huì)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)最容易獲得。這一研究的主要發(fā)現(xiàn)，就寫進(jìn)《爆發(fā)》這本書里了。

記者：《爆發(fā)》探討的是人類行為預(yù)測(cè)的課題。其實(shí)反觀我們自身的大腦，它正是每時(shí)每刻都在從身體各處接收大量的信息，同時(shí)做出決策。大數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)可否從大腦的工作機(jī)理中獲得一些啟發(fā)？

巴拉巴西：我明白你的問題。答案是肯定的，如果我們有相應(yīng)的工具的話，我們的確可以從大腦的工作機(jī)理中獲得啟發(fā)。

其中的難題在于，我們迄今還沒有搞清楚大腦網(wǎng)絡(luò)到底是什么樣子。盡管大家都把人類的大腦視為一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但是我們卻一直沒有這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的地圖。每個(gè)人大腦的“布線”（wiring）都是不同的，學(xué)習(xí)、教育等等都會(huì)改變我們的布線。

迄今為止，還沒有相應(yīng)的工具來幫助我們描繪出人類大腦的地圖。所以，回到你的問題，我們現(xiàn)在還無法確切地知道大腦是如何處理那些海量信息的。

記者：您在書中否定了卡爾·波普爾《歷史決定論的貧困》的觀點(diǎn)，即社會(huì)發(fā)展是無規(guī)律、不可預(yù)測(cè)的。但是您似乎沒有充分展開，能否在這里集中闡述一下，波普爾的觀點(diǎn)為什么是錯(cuò)誤的？

巴拉巴西：卡爾·波普爾在上世紀(jì)60年代發(fā)表了一篇有趣的哲學(xué)論文，分析了社會(huì)科學(xué)之為科學(xué)的問題。此前有觀點(diǎn)認(rèn)為，科學(xué)研究領(lǐng)域都應(yīng)該是可以進(jìn)行量化研究的，并且進(jìn)而最終應(yīng)該有對(duì)未來進(jìn)行預(yù)測(cè)的能力。但是，社會(huì)科學(xué)還不具備對(duì)未來進(jìn)行預(yù)測(cè)的能力，那時(shí)的社會(huì)科學(xué)正如一些人認(rèn)為的那樣，基本上都是描述性的。這時(shí)卡爾·波普爾站出來為社會(huì)科學(xué)辯護(hù)說，人們不應(yīng)該期望社會(huì)科學(xué)具備對(duì)未來進(jìn)行預(yù)測(cè)的能力，因?yàn)槿祟愋袨楸旧硎遣豢深A(yù)測(cè)的。

我認(rèn)為，波普爾的這個(gè)結(jié)論在當(dāng)時(shí)可能是合乎邏輯的，但應(yīng)當(dāng)主要是意識(shí)形態(tài)性質(zhì)的，因?yàn)樗窃谂樯鐣?huì)科學(xué)的科學(xué)之為科學(xué)辯護(hù)。而今天，隨著大數(shù)據(jù)和一系列數(shù)學(xué)工具的出現(xiàn)，整個(gè)情形已經(jīng)得到根本改觀?，F(xiàn)在我們可以斷言，人類行為的許多方面是可以預(yù)測(cè)的。因此，許多人會(huì)同意，在幾十年以后，社會(huì)科學(xué)會(huì)變成具有預(yù)測(cè)能力的科學(xué)。

記者：可否為我們分享幾個(gè)最新的利用大數(shù)據(jù)做出成功預(yù)測(cè)的案例？

巴拉巴西：在商業(yè)領(lǐng)域，基于網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)能力正在提升。這是因?yàn)椤?0年+10年”循環(huán)規(guī)律的效應(yīng)正在顯現(xiàn)出來。這個(gè)規(guī)律是說，一個(gè)新發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)之后，首先需要大約10年的時(shí)間來認(rèn)識(shí)它；在第二個(gè)10年，我們才開始看到它的應(yīng)用以及相應(yīng)的成果。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)理論來說，它已經(jīng)度過第一個(gè)10年的周期，開始進(jìn)入普及應(yīng)用階段。有很多大公司在利用網(wǎng)絡(luò)理論做預(yù)測(cè)。

有一家匈牙利公司做的事情很有趣，它們把組織內(nèi)部的溝通和互動(dòng)做出圖譜，幫助CEO做決策。這個(gè)圖譜可以讓CEO看到哪些人是組織里最有影響力的，哪些人是掌握知識(shí)最多的，哪些人是掌握最多資源的，等等。這個(gè)事情很重要，因?yàn)槲覀冸m然在CEO身上投入了大量的金錢，但是卻一直沒有給他們多少真正有效的工具來幫助他們深入洞察組織的情況。有了這樣的工具，CEO就可以實(shí)時(shí)了解組織的結(jié)構(gòu)和變化因素，在必要時(shí)發(fā)起相應(yīng)的文化變革。

需要提醒普通讀者注意的是，這里的關(guān)鍵并不是要去利用這種能力來預(yù)測(cè)明天人們會(huì)去做什么事情，而是去獲得和加深對(duì)組織或系統(tǒng)既有秩序和規(guī)律的理解。

C時(shí)代的變革驅(qū)動(dòng)因素

記者：在您看來，在高度互聯(lián)的C時(shí)代（the Connected Era），有哪些變革驅(qū)動(dòng)因素尤其值得關(guān)注？

巴拉巴西：大家都已經(jīng)看到互聯(lián)網(wǎng)帶來的巨大變革。但是，那只是C時(shí)代變革的一個(gè)層次，目前，無線通信是更大的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力量?；ヂ?lián)網(wǎng)讓我們可以從任何地點(diǎn)獲得信息，而無線革命則在個(gè)人化上實(shí)現(xiàn)了突破。今天，無論我們做什么事情，都在某些數(shù)據(jù)庫(kù)里留下來一些痕跡，從電子郵件到手機(jī)通話記錄，正在積累起海量的關(guān)于人類行為的信息。這些數(shù)據(jù)當(dāng)中包含著相當(dāng)大的關(guān)于未來人類行為的可預(yù)測(cè)性，如果能夠適當(dāng)?shù)丶右岳茫瑢?huì)對(duì)企業(yè)、政府和社會(huì)帶來變革。

記者：您下一步的寫作計(jì)劃是什么？

巴拉巴西：現(xiàn)在，我沒在寫面向普通讀者的書。我正在寫一本關(guān)于網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的教材，準(zhǔn)備采用一種新的出版方式。每寫完一章，就上傳到我的網(wǎng)站上，人們可以免費(fèi)閱讀和下載，現(xiàn)在第一章已經(jīng)在網(wǎng)站上了。等到所有章節(jié)都寫完之后，我也會(huì)去找一家出版商再出一本書。同時(shí)，我也歡迎世界各地的讀者以志愿者的身份把它翻譯成不同語(yǔ)言的版本，目的就是以某種程度的免費(fèi)方式把科學(xué)知識(shí)傳播給每一個(gè)人。