網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)集體行動(dòng)合作決策擴(kuò)散影響的仿真研究
2012-04-29 00:00:00孫瑋宗剛
現(xiàn)代管理科學(xué) 2012年7期
摘要：以群體性行為和追求社會(huì)價(jià)值或個(gè)人利益為特征的集體行動(dòng)的頻繁出現(xiàn)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)轉(zhuǎn)型時(shí)期中不可避免的一種伴生現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)是影響集體行動(dòng)成效的關(guān)鍵變量。文章從隨機(jī)指數(shù)圖基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)集體行動(dòng)主體、互動(dòng)方式、結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究，從網(wǎng)絡(luò)演化博弈視角構(gòu)建行動(dòng)個(gè)體鏈接和信息擴(kuò)散規(guī)律的仿真模型，探討不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)集體行動(dòng)合作決策制定的影響。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；集體行動(dòng)；合作決策
集體行動(dòng)最早是Ross提出的，指出當(dāng)一個(gè)群體在面對(duì)沖突時(shí)，必然要表現(xiàn)出一定的集群性的行為或者某種特定的集群性的態(tài)度。此后，研究者們將長(zhǎng)期社會(huì)沖突與轉(zhuǎn)型背景下出現(xiàn)的各種形式的游行、集會(huì)、示威、靜坐、甚至騷亂、罷工等大規(guī)模的人群聚集行為，均稱為集群行動(dòng)。在具體的研究實(shí)踐中，絕大多數(shù)研究者將研究范圍默認(rèn)為傳統(tǒng)意義上的提升群體不利處境的集體行動(dòng)研究，這種以群體性行為和追求社會(huì)價(jià)值或個(gè)人利益為特征的集體行動(dòng)的頻繁出現(xiàn)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)轉(zhuǎn)型時(shí)期中不可避免的一種伴生現(xiàn)象，并且集體行動(dòng)本身的復(fù)雜性決定了其實(shí)證研究中數(shù)據(jù)難以收集，因此，對(duì)集體行動(dòng)的影響因素以及集體行動(dòng)合作決策擴(kuò)散過(guò)程的研究可以從構(gòu)建仿真模型的角度出發(fā)。
一、 集體行動(dòng)中的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
在實(shí)際社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)出二方/三方關(guān)系、核心/邊緣結(jié)構(gòu)、子群層次、社群結(jié)構(gòu)、小世界特性、無(wú)標(biāo)度特性等統(tǒng)計(jì)特征，這些特征的改變會(huì)使行動(dòng)個(gè)體的決策行為發(fā)生變化，促使集體行動(dòng)個(gè)體做出集體行動(dòng)合作決策（參與集體行動(dòng)）或集體行動(dòng)非合作決策（拒絕參與集體行動(dòng)），并且不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)合作決策擴(kuò)散的影響不同。
盡管社會(huì)科學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有多種，但是這些模型只是針對(duì)單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，而指數(shù)隨機(jī)圖模型同時(shí)考慮了多個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變量。指數(shù)隨機(jī)圖模型（Exponential Random Graph Model）是一類重要的人類社會(huì)基本人際關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。該模型采用指數(shù)形式，如公式1所示，其中的概率函數(shù)依賴于網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)量線性組合構(gòu)成的指數(shù)函數(shù)，這些網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)量表征了人類社會(huì)基本人際關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Frank和Strauss提出了一個(gè)無(wú)向圖中馬爾科夫隨機(jī)概率分布函數(shù)，其中統(tǒng)計(jì)項(xiàng)涉及傳統(tǒng)的星型和三角形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為了避免收斂性和與實(shí)證數(shù)據(jù)的擬合問(wèn)題，Snijders 等提出了新規(guī)格的指數(shù)隨機(jī)圖模型來(lái)表達(dá)結(jié)構(gòu)性質(zhì)，包括度的過(guò)渡性和異質(zhì)性，定義的參數(shù)為弧數(shù)、互惠、K入星、K出星、交互的k三角形和交互的獨(dú)立二路徑，概率分布函數(shù)如公式1所示。
在社會(huì)科學(xué)中，指數(shù)隨機(jī)圖模型中的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能全面揭示特定社會(huì)形態(tài)下的人際互動(dòng)關(guān)系。邊的多少表明了人際網(wǎng)絡(luò)關(guān)系密集程度?；セ菪詼y(cè)量?jī)蓚€(gè)行動(dòng)個(gè)體相互選擇的趨勢(shì)。K-入-星和K-出-星均反映了不同方向的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中的核心-邊緣結(jié)構(gòu)，K-入-星反映的是個(gè)體的受歡迎程度（聚斂性），而K-出-星則體現(xiàn)了個(gè)體的擴(kuò)張關(guān)系的能力（擴(kuò)張性）。交互的K-三角變量體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中的塊結(jié)構(gòu)，即凝聚子群。而交互的二路徑則間接反映了網(wǎng)絡(luò)中關(guān)系受中間人的控制或約束的程度。王毅杰和童星分析指數(shù)隨機(jī)圖模型中互惠、星型、過(guò)渡三角和獨(dú)立二路徑等網(wǎng)絡(luò)變量來(lái)分析社會(huì)支持網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，社會(huì)支持網(wǎng)包括實(shí)物支持、情感支持、社會(huì)交往支持和有關(guān)婚姻、子女、生育、養(yǎng)老等話題的社會(huì)重要問(wèn)題討論網(wǎng)。 結(jié)果顯示星型、過(guò)渡三角、獨(dú)立二路徑在社會(huì)支持和社會(huì)討論網(wǎng)中有顯著效應(yīng)。任義科等利用指數(shù)隨機(jī)圖模型分析深圳外來(lái)農(nóng)民工的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)來(lái)認(rèn)識(shí)農(nóng)民工的與城市融合的社會(huì)化過(guò)程提供了新的方法。
指數(shù)隨機(jī)圖模型把各種層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變量同時(shí)加以考慮，有利于區(qū)分哪一種結(jié)構(gòu)變量在集體行動(dòng)形成過(guò)程中更加重要，從而利于揭示集體行動(dòng)合作決策籍以形成的網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散過(guò)程。
二、 網(wǎng)絡(luò)演化博弈視角下構(gòu)建集體行動(dòng)合作決策擴(kuò)散模型
集體行動(dòng)合作決策制定過(guò)程是一個(gè)理性與非理性結(jié)合的博弈過(guò)程，博弈思想中的收益矩陣刻畫了古典經(jīng)濟(jì)學(xué)中強(qiáng)調(diào)個(gè)人利益最大化行為的“理性人”，而在特定社會(huì)形態(tài)下的集體行動(dòng)中，個(gè)體之間接觸并非是全連通或者完全隨機(jī)，而是以一定的關(guān)系相互連接，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以節(jié)點(diǎn)表示行動(dòng)者，邊表示節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的行動(dòng)者者之間討論是否參與集體行動(dòng)進(jìn)行博弈的交互關(guān)系，那么集體行動(dòng)合作決策的制定較容易發(fā)生在具有聯(lián)系的個(gè)體上。事實(shí)上，集體行動(dòng)個(gè)體決策的制定更新受到周圍環(huán)境中其他個(gè)體決策（或社會(huì)群體輿論趨勢(shì)）的影響，而且網(wǎng)絡(luò)是持續(xù)動(dòng)態(tài)演化的，個(gè)體將根據(jù)與鄰居集體行動(dòng)決策相互作用的結(jié)果進(jìn)行連接的調(diào)整，同時(shí)調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)連接也影響群體的集體行動(dòng)決策演化。為了解決博弈視角下行動(dòng)個(gè)體策略選擇的純理性，并且描述集體行動(dòng)個(gè)體之間的復(fù)雜社會(huì)關(guān)系（信息交換和決策影響），復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈思想為其提供了方便而系統(tǒng)的研究框架。網(wǎng)絡(luò)演化博弈模型注重個(gè)體周圍鄰居和整個(gè)社會(huì)環(huán)境的影響，描述了超越追求個(gè)人理性利益最大化的人際關(guān)系解釋范式，因此，從網(wǎng)絡(luò)演化博弈的視角出發(fā)研究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)集體行動(dòng)決策合作或非合作行為，以及由此導(dǎo)致的合作決策網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散問(wèn)題，具有重要意義。
為此目的，論文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)演化博弈中的演化規(guī)則、策略空間、收益矩陣和背叛者誘惑，來(lái)模擬行動(dòng)個(gè)體做出集體行動(dòng)合作決策和作出理性背叛選擇使合作解聚的過(guò)程?？紤]在前文分析的三種指數(shù)隨機(jī)指數(shù)圖的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，行動(dòng)個(gè)體的兩種策略為參與集體行動(dòng)決策，即集體行動(dòng)的合作決策， 拒絕參與集體行動(dòng)即被認(rèn)為是集體行動(dòng)的非合作決策。M和N是反映行動(dòng)個(gè)體x和y是否分別做出集體行動(dòng)決策的指標(biāo)。用二維向量表示為
M=10 and N=10
Sx=M or N
對(duì)于行動(dòng)個(gè)體x的總收益為Ux
S+x表示Sx的狀態(tài)向量，計(jì)算運(yùn)行完行動(dòng)個(gè)體x所有密切聯(lián)系的臨近點(diǎn)，這些臨近點(diǎn)個(gè)體會(huì)影響行動(dòng)個(gè)體x的決策過(guò)程。重新調(diào)整的收益矩陣表達(dá)為
行動(dòng)個(gè)體x按隨機(jī)順序與位于臨近點(diǎn)的個(gè)體進(jìn)行博弈，他們之間策略的改變的概率取決于收益的差異。參數(shù)j衡量非理性因素中關(guān)系強(qiáng)度和聯(lián)合集體行動(dòng)的效果，j越大，行動(dòng)x與y之間的關(guān)系強(qiáng)度越大，聯(lián)合集體行動(dòng)的影響越大。集體行動(dòng)個(gè)體決策制定更新受周圍鄰居和整個(gè)社會(huì)趨勢(shì)的影響：
公式（2）中f表示個(gè)體決策中的隨機(jī)因素，包括噪聲、決策錯(cuò)誤等。表示個(gè)體周圍鄰居的影響，a表示作用強(qiáng)度，第二項(xiàng)hi?濁i（t）p（t）表示整個(gè)社會(huì)環(huán)境的影響，即集體行動(dòng)群體觀點(diǎn)（系統(tǒng)反饋）對(duì)個(gè)體決策p（t）的影響，hi表示系統(tǒng)反饋對(duì)個(gè)體決策作用的大小。rt-1表示集體行動(dòng)群體的合作決策的比率，如公式（4）所示。另外?孜（t）、?濁i（t）分別表示個(gè)體與周圍鄰居和系統(tǒng)反饋的確信程度，一般取為介于（-1，1）之間的非相關(guān)隨機(jī)噪聲。
網(wǎng)絡(luò)中行動(dòng)個(gè)體會(huì)通過(guò)彼此間的連邊形成簇參與集體行動(dòng)，還是外界環(huán)境提高背叛者誘惑，使網(wǎng)絡(luò)中行動(dòng)個(gè)體的合作行為湮滅？下文將從系統(tǒng)的角度在表征現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的互惠、星型和獨(dú)立二路徑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上模擬集體行動(dòng)合作決策的擴(kuò)散過(guò)程。
三、 不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)合作決策擴(kuò)散的影響研究
1. 集體行動(dòng)合作決策網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散的參數(shù)設(shè)定與仿真。集體行動(dòng)合作決策網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散模型設(shè)計(jì)包括三步，第一步構(gòu)建基本模型，即集體行動(dòng)合作決策網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散基礎(chǔ)模型；第二步增加指數(shù)隨機(jī)圖基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即集體行動(dòng)合作決策網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散的網(wǎng)絡(luò)模型；第三步解釋網(wǎng)絡(luò)聚合和解聚效應(yīng)，即系統(tǒng)構(gòu)建追蹤網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響集體行動(dòng)聚合與解聚效應(yīng)的集體行動(dòng)合作決策網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散模型。為了對(duì)比不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)集體行動(dòng)合作決策擴(kuò)散的影響，采用指數(shù)隨機(jī)圖基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)互惠、星型和獨(dú)立二路徑，假設(shè)節(jié)點(diǎn)總數(shù)N為10，初始時(shí)刻設(shè)定集體行動(dòng)合作者和非合作者隨機(jī)分布在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，行動(dòng)個(gè)體采用集體行動(dòng)合作策略的初始概率為pt：一個(gè)節(jié)點(diǎn)為40%，其他節(jié)點(diǎn)為1%。社會(huì)環(huán)境對(duì)個(gè)體決策影響強(qiáng)度參數(shù)為0.01，鄰居對(duì)個(gè)體決策影響強(qiáng)度參數(shù)為0.35。使用montecarlo（
演化規(guī)則為行動(dòng)個(gè)體?滓i（t+1）在下一時(shí)刻以概率Wi（t）取1，即集體行動(dòng)合作決策，1-Wi（t）取0，即集體行動(dòng)非合作決策。所有個(gè)體的狀態(tài)采用同步更新規(guī)則，用系統(tǒng)平均狀態(tài)來(lái)衡量合作決策擴(kuò)散的情況。
2. 集體行動(dòng)合作決策網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散仿真結(jié)果分析與規(guī)律挖掘。使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模軟件stella仿真結(jié)果表明如圖1、圖2所示。在聚合趨勢(shì)和解聚趨勢(shì)下，仿真曲線結(jié)果證明指數(shù)隨機(jī)圖中不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在集體行動(dòng)決策擴(kuò)散過(guò)程中發(fā)揮不同的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。
圖1和圖2表示合作決策者出現(xiàn)的數(shù)目作為時(shí)間t的在不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的函數(shù)。曲線1、2、3分別代表ERGM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中獨(dú)立二路徑、星型和互惠。從仿真結(jié)果可以清楚的看出集體行動(dòng)的合作決策通過(guò)在星型、互惠和獨(dú)立二路徑這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上擴(kuò)散而積累聚合，而集體行動(dòng)的合作決策隨著背叛收益的增加而消耗解聚。聚合效應(yīng)結(jié)果如圖3所示，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中集體行動(dòng)合作者數(shù)目隨時(shí)間變化的情況，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示網(wǎng)絡(luò)中集體行動(dòng)合作者的數(shù)目。集體行動(dòng)合作決策個(gè)體數(shù)量依賴于初始網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并單調(diào)遞增，在達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，對(duì)于互惠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠較快使群體達(dá)到全是1的一致?tīng)顟B(tài)，即互惠在集體行動(dòng)聚合過(guò)程中達(dá)到合作決策者出現(xiàn)的最高值（曲線3），緊隨其后星型（曲線2），高于獨(dú)立二路徑（曲線1），這表明與有集體行動(dòng)雄心壯志的個(gè)體直接鏈接是做出集體行動(dòng)合作決策的重要社會(huì)資源。
進(jìn)一步的，在上述結(jié)論基礎(chǔ)上，研究增加背叛者誘惑對(duì)決策擴(kuò)散的影響，雖然在反映鄰居和社會(huì)環(huán)境影響Ii（t）中，p（t）是遞增函數(shù)，但隨著背叛者收益的提高，集體行動(dòng)合作者的數(shù)量會(huì)減少，集體行動(dòng)非合作者的數(shù)量會(huì)增加，即 越大越有利于集體行動(dòng)非合作決策0的擴(kuò)散。解聚效應(yīng)結(jié)果如圖4所示，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示集體行動(dòng)合作者數(shù)目。研究結(jié)果說(shuō)明不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布情況對(duì)非合作決策的擴(kuò)散是有影響的，互惠網(wǎng)絡(luò)中合作者湮滅的速度最快（曲線3），其次是星型（曲線2）和獨(dú)立二路徑（曲線1）。這表明獨(dú)立二路徑結(jié)構(gòu)有益于維持較高的合作決策者出現(xiàn)的頻率，也就是間接關(guān)系阻礙了合作決策貢獻(xiàn)者的消亡速度。
此外，除了不同的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)散效果取決于不同的子圖初始分布外，不同初始決策分布情況對(duì)集體行動(dòng)合作決策擴(kuò)散的影響不同，可以想象，初始條件設(shè)定集體行動(dòng)合作者不是隨機(jī)分布在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，而是聚集到網(wǎng)絡(luò)中度較大的節(jié)點(diǎn)，例如星型子圖的中心節(jié)點(diǎn)是輿論領(lǐng)袖，那么星型網(wǎng)絡(luò)有利于此類決策在網(wǎng)絡(luò)上擴(kuò)散，可以用來(lái)更有效的動(dòng)員集體行動(dòng)的合作決策。特別在初始時(shí)刻時(shí)，相同決策占據(jù)連接度大的節(jié)點(diǎn)并且連接在一起，形成一個(gè)聚類，對(duì)此類決策在網(wǎng)絡(luò)上的傳播具有積極作用。由此可見(jiàn)，集體行動(dòng)合作決策信息擴(kuò)散，依賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和博弈策略的共同演化。
四、 結(jié)論和建議
論文運(yùn)用指數(shù)隨機(jī)圖構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原型，通過(guò)系統(tǒng)仿真技術(shù)挖掘出隱藏在數(shù)據(jù)表象底下的集體行動(dòng)決策的網(wǎng)絡(luò)化擴(kuò)散機(jī)制。
為了有效引導(dǎo)行動(dòng)個(gè)體的決策制定和集體行動(dòng)發(fā)展態(tài)勢(shì)，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中，應(yīng)拓展社會(huì)公眾與政府的暢通協(xié)商渠道，建立有效協(xié)商機(jī)制，例如通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)輿情信息的匯集、分析、報(bào)送與反饋的生命周期的分析和評(píng)鑒，建立起一套回應(yīng)網(wǎng)絡(luò)輿情的電子協(xié)商系統(tǒng)。這樣政府部門尊重社會(huì)公眾利益訴求的訊息也會(huì)在行動(dòng)個(gè)體的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)上傳播，從而增強(qiáng)協(xié)商意愿、提高社會(huì)共識(shí)以規(guī)避集體行動(dòng)的消極影響。
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作者簡(jiǎn)介：宗剛，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)博士、應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)博士后，北京工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院副院長(zhǎng)、北京經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展研究院副院長(zhǎng)；孫瑋，北京工業(yè)大學(xué)管理科學(xué)與工程專業(yè)博士生。
收稿日期：2012-04-08。
