基于元胞自動(dòng)機(jī)的網(wǎng)絡(luò)群體同步行為研究

張晨 王冰

關(guān)鍵詞 元胞自動(dòng)機(jī) 社會(huì)群體 同步 網(wǎng)絡(luò)輿情

中圖分類號(hào)：TP393 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.09.015

Abstract This paper takes the network group as the research object， and uses the cellular automata technology to study and simulate its evolution behavior， revealing the influence of individual herd mentality on the evolution of network public opinion. By verifying the model built by the actual case， it is proved that there is a network public opinion synchronization threshold， so that when the herdity is large， the network public opinion gradually becomes synchronous， and finally a more consistent public opinion is formed; when the herdity is small， the network The sensational synchronization is generally not realized， and will eventually form a number of different public opinion focuses.

Keywords cellular automata; social group; synchronization; internet public opinion

0 引言

生物群體，是一個(gè)群體內(nèi)部有著一套行為規(guī)律并以此來進(jìn)行信息交換互動(dòng)和相應(yīng)進(jìn)行行為模式調(diào)整的自然集合體，例如因?yàn)榧竟?jié)變化而遷徙的鳥類、面對(duì)敵人為進(jìn)行防御的魚類、為了生存而成群出去覓食的蟻群等。而人類，作為特殊的生物群體，[1]相較于上述的普通生物群體，有著更為豐富的群體行為形式，既有通過群體來進(jìn)行簡(jiǎn)單信息交互的群體行為，[2]也有為了保護(hù)自身權(quán)益而形成的大型集體活動(dòng)，更有因?yàn)樽陨淼牟粷M情緒而產(chǎn)生的騷亂等等。當(dāng)下，對(duì)于群體行為的研究主要集中在社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、復(fù)雜科學(xué)等領(lǐng)域，各自有各自不同的解讀，但也各自有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。其中，社會(huì)學(xué)、心理學(xué)大多數(shù)研究都用定性分析方法，而并不多加考慮定量方法，因此這兩個(gè)學(xué)科領(lǐng)域?qū)τ谖⒂^層面的研究分析相對(duì)來說存在一定缺陷;生物學(xué)以動(dòng)物群體為對(duì)象的探索為主，不適合人類社會(huì)群體行為的探究;物理學(xué)太過強(qiáng)調(diào)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，忽略與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合;復(fù)雜科學(xué)多以模擬交通流和實(shí)際人流為主，并不足以反映當(dāng)下興起的網(wǎng)絡(luò)群體事件的演化過程。因此，總體來看，目前對(duì)于群體行為的研究雖然比較多，但是研究的方向卻分散在各個(gè)領(lǐng)域，研究的內(nèi)容也就相對(duì)比較分散，沒有形成一個(gè)完整的研究，由此可以看出當(dāng)下對(duì)社會(huì)系統(tǒng)集群行為的相關(guān)研究開展得并不十分充分，還有很大的發(fā)揮空間。

目前，我國(guó)所處的時(shí)代正是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的社會(huì)轉(zhuǎn)型時(shí)期，加之社會(huì)主義初級(jí)階段這一既定的基本國(guó)情，使得當(dāng)前社會(huì)存在一定的矛盾，有時(shí)甚至在一定條件催化下被激化，從而使各類社會(huì)群體事件發(fā)生頻率激增。另外，考慮到如今互聯(lián)網(wǎng)普及的范圍越來越廣，幾乎人人都能夠在網(wǎng)上進(jìn)行信息交流，信息的傳播速度加快，交流的方式逐漸多樣化，網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)大型的群體行為交互平臺(tái)，人們的觀念也從以前的刻板變成了現(xiàn)今的多樣，經(jīng)常會(huì)有一些事件在網(wǎng)絡(luò)引起多方面的激烈討論，繼而引發(fā)當(dāng)下社會(huì)新時(shí)代背景下的新型群體事件——網(wǎng)絡(luò)群體行為事件。[3]

群體行為中的同步行為由于影響力大、擴(kuò)散快，越來越引起學(xué)者重視。例如目前用于同步行為建模的多智能體系統(tǒng)模型、[4]系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、[5]基于Agent的建模[6]等被廣大學(xué)者廣泛應(yīng)用，其中元胞自動(dòng)機(jī)（cellular automate，CA）[7]技術(shù)由于具有構(gòu)造簡(jiǎn)單且能產(chǎn)生自組織行為的優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用，本文也同樣采用該方法進(jìn)行相關(guān)仿真研究。

論文主要工作是如下：首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)群體事件特性征進(jìn)行了相關(guān)的分析與整合，其次模擬了網(wǎng)絡(luò)群體事件信息擴(kuò)散的元胞自動(dòng)機(jī)模型，最后根據(jù)仿真得到網(wǎng)絡(luò)群體事件的同步變化結(jié)果。

1 網(wǎng)絡(luò)群體事件演化的元胞自動(dòng)機(jī)模型

2 數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)

本節(jié)利用上節(jié)所建仿真模型進(jìn)行模擬，取參數(shù)u=0.5，最大運(yùn)行次數(shù)設(shè)置為1000次。首先，通過仿真實(shí)驗(yàn)畫出面向群體事件的同步現(xiàn)象，然后引入從眾因數(shù)，研究該因素對(duì)輿情同步仿真過程的影響。并在仿真測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)群體事件同步程度與其介入水平兩者的關(guān)系。

2.1 同步涌現(xiàn)生成圖

如圖1所示，給出網(wǎng)絡(luò)中單個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)某一事件的初始態(tài)度分布。這里用較深的顏色表示較強(qiáng)烈的態(tài)度，用淺的顏色表示較弱勢(shì)的態(tài)度。

2.2 同質(zhì)從眾性下的同步判斷依據(jù)

隨著時(shí)代的變遷，人們逐漸有了相對(duì)自由的話語權(quán)，加上互聯(lián)網(wǎng)開放等特點(diǎn)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)群體事件的個(gè)體在最開始的時(shí)候態(tài)度一般都是趨于多樣化的，隨著時(shí)間的推移慢慢調(diào)整，彼此之間的態(tài)度會(huì)相互影響，網(wǎng)絡(luò)群體事件輿論的同步也逐漸涌現(xiàn)，這是一個(gè)從多樣化到一致性的轉(zhuǎn)變過程。

假設(shè)所有個(gè)體的從眾性相同，記為wi=w（i=1，2，…，N）。如圖3所示，G值會(huì)隨著時(shí)間t而變化，此刻取從眾性參數(shù)w=0.7，在0時(shí)刻按照500個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析。隨著仿真的執(zhí)行，G值慢慢變大且最后在1附近基本保持不變，雖然還會(huì)有所浮動(dòng)，但是大體上不會(huì)再有劇烈的起伏。這說明在同步仿真過程中，網(wǎng)絡(luò)輿論從開始各據(jù)自己觀點(diǎn)到后來漸漸達(dá)成統(tǒng)一的觀點(diǎn)，即逐漸趨同;此時(shí)G值在靠近1的附近浮動(dòng)表示在網(wǎng)絡(luò)交流中新的個(gè)體會(huì)隨機(jī)介入進(jìn)來，但是新個(gè)體以前的立場(chǎng)同樣也是不定的，其觀點(diǎn)的進(jìn)入會(huì)影響到其他群體的態(tài)度，進(jìn)而導(dǎo)致G值浮動(dòng)變化不定;至于G值仍然不等于1是由于在討論的群體中總會(huì)存在一切固執(zhí)己見、從眾性很弱的個(gè)體。

取w=0.7，橫縱坐標(biāo)分別表示節(jié)點(diǎn)參與規(guī)模以及達(dá)到同步所需的時(shí)間，如圖8所示，網(wǎng)絡(luò)群體事件初始參與數(shù)越大，那么達(dá)到同步時(shí)間越短，最后在100個(gè)仿真時(shí)間上達(dá)到穩(wěn)定。以上說明：在網(wǎng)絡(luò)群體事件初始階段，適當(dāng)擴(kuò)大參與人數(shù)，那該事件達(dá)到同步所需要的時(shí)間會(huì)大幅度地減少，而同步性能則會(huì)大大提升;但當(dāng)群體性事件持續(xù)一個(gè)階段后，新節(jié)點(diǎn)的加入不會(huì)再明顯地提高同步能力了。這個(gè)結(jié)果和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)顯示的相關(guān)結(jié)果吻合。

本文針對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)同步行為研究現(xiàn)狀，基于元胞自動(dòng)機(jī)構(gòu)建了同步行為仿真模型，仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在個(gè)體從眾性同質(zhì)的情況下，網(wǎng)絡(luò)輿論同步能力受到從眾性大小的影響為：當(dāng)w≥0.7時(shí)，網(wǎng)絡(luò)輿論能有效實(shí)現(xiàn)同步;而當(dāng)0≤w<0.7時(shí)，網(wǎng)絡(luò)輿論最終無法夠達(dá)到同步，并且在網(wǎng)絡(luò)群體事件初始階段，節(jié)點(diǎn)的參與度越高越容易形成同步，而在發(fā)生的后期（即網(wǎng)絡(luò)群體參與規(guī)模到達(dá)一定的程度后），參與規(guī)模的擴(kuò)大將不再提高輿論形成同步的能力，并且趨于一個(gè)穩(wěn)定值。這些結(jié)論不僅對(duì)以后網(wǎng)絡(luò)群體行為的管理和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展有著重要的幫助，也能夠?yàn)閷?shí)際社會(huì)群體行為提供一定的參考依據(jù)。

基金項(xiàng)目：浙江省基礎(chǔ)公益研究計(jì)劃（LGF19G010002）;浙江省高等教育課堂教學(xué)改革（No.kg20160586）

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