2第二章 多主体模型与社会科学复杂性研究

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1.3多主体建模研究的目标：理解 多主体建模研究的目标： 多主体建模研究的目标 而非预测
对非线性系统来说，惟一普适有效的研究方法 是建立仿真模型然后观察模型的运行。即便当 人们能够对非线性系统工作的机制有一定的理 解，它们未来的行为也仍然是不可预测的 讨论：为什么非线性系统不可（长期）预测？
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第二章 多主体模型与社会科学复 杂性研究
建议６课时，第1，2节３课时, 3,4 课时, 建议６课时， 节３课时
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2.1涌现
涌现:低层次单元间交互导致高一层次新 的现象 涌现:一种不能还原解释为它的组成元素 : 之间作用的现象 温度是分子运动的涌现，单个分子没有 温度特性，但是许多分子就涌现 涌现出温度 涌现
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1.1多主体系统与多主体模型4 多主体系统与多主体模型 多主体系统与多主体模型
主体与多主体模型的定义 应用多主体系统的原理和方法，把研究对 象看作一个由多主体交互协作组成的复 合系统，从而把研究对象的建模分解为 对其中组成要素的建模，在设计模拟这 些要素之间的交互协作关系时是以要素 为行为主体的，因此建立的要素模型被 称作为主体，这样建立起的研究对象的 模型，称作多主体模型。
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1.3 多主体建模研究的目标：续 多主体建模研究的目标：
在传统社会科学的研究哲学中，解释和预测间 的过渡看来太随意而缺乏严谨性——因为对一 个社会现象的正确解释并不意味着必然能够对 这个现象的未来进行预测，特别当内在机制中 有非线性关系时，这种从解释到预测之间的思 维延伸几乎百分之百是不可能的。 复杂理论告诉我们，即便我们能够很清楚地界 定和完全掌握对个体行为影响的所有因素，对 组织或机构行为的预测仍然是非常不充分的。
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大纲
第一节 多主体系统与多主体模型
– 1.1多主体系统与多主体模型 – 1.2 MAS发展的历史渊源 – 1.3多主体建模与传统建模方法的比较
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1.1多主体系统与多主体模型 多主体系统与多主体模型 多主体
多主体系统产生背景： 多主体系统产生背景：分布式人工智能 产生背景 多主体系统的发展源自人工智能领域的一 个分支学科：分布式人工智能（DAI DAI :Distributed Artificial Intelligent）。DAI 解决问题的方法是把问题分解为多个程 序片段或主体，每个程序片段或主体拥 有各自独立的知识或专业经验，通过联 合或群集的方式，一群主体能够找到比 单个主体更优的解决策略。
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1.1多主体系统与多主体模型2 多主体系统与多主体模型 多主体系统与多主体模型
多主体系统与社会科学 多主体系统中的程序片段主体可以非常好 地表征一个独立的经济主体（人或组织 ），而社会科学界研究的目标恰恰是由 大量个体或组织构成的集合行为，这些 大量主体行为构成了复杂自适应系统。
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1.2 MAS发展的历史渊源 发展的历史渊源
理论渊源：冯·诺伊曼机，四十年代末期， 数学家冯·诺伊曼提出了构建一种可以自 我复制的机器的构想 康威的“生命游戏” 基于主体仿真的Boids模型 http://www.red3d.com/cwr/boids/applet/
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2.1涌现 2
争鸣：有人拒绝涌现这一概念 迪尔凯姆 (1895)，曾经就个体人格特征 与社会现象之间的关系进行相关的论述 ，当个体主义方法论者认为社会这种概 念压根子虚乌有时，他曾草率地声称社 会现象不过是个体行为现象的一种延伸
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1.3多主体建模与传统建模比较 多主体建模与传统建模比较
1.
自下而上：不是自上而下基于主体的建模过程是 自下而上：
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第一节.多主体系统与多主体模型 第二节. MAS仿真和社会科学 第三节.社会科学仿真研究的一般步骤 第四节.基于主体建模的参考准则
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“自下而上”的，这种“自下而上”的模型反映了局 部性、内部元素相互作用的分散性等复杂系统的典型 特点。主体间的交互是分散的，即任何一个主体的行 动都与其他一些主体的行动相关。对于整个系统来说 ，宏观上的表现是由这些主体共同产生的，并且在系 统中没有集中的控制者。
2. 3.
宏观和微观的有机结合： 宏观和微观的有机结合：不是截然分开的 的有机结合 关注的焦点不一致： 关注的焦点不一致：关注的是均衡以外的动 态的变化的规律， 态的变化的规律，不关注最优
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2.1涌现 4
人类组织或机构在原则上与别的个体行为导致的集体 涌现现象（比如蚁群等动物社会，或者沙堆等）的区 别： 在人类社会中，个体是有理性的人，他们像社会科学 家一样可以认知社会现象中的模式，而且能够对此反 思、推理、甚至预测，在社会组织（比如政府、社区 、商业机构、民间组织）这一层次上，个体并不仅仅 是无辜的、自发的涌现，也有从涌现出的效果中反馈 到个体的信息，这些信息又影响了个体（比如政治家 、经济学家、革命者等）的行为 “时势造英雄”， “英雄造时势”
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2.1涌现 3
人类组织或机构在原则上与别的个体行为导致 的集体涌现现象（比如蚁群等动物社会，或者 沙堆等）的区别 ： 在别的集体行为涌现现象中，个体一般都被假 设为没有理性，仅仅在本能驱动下从事个体的 行为 ，对集体中的涌现出的现象没有分析能力 ，新涌现出的现象与个体行为之间没有双向交 叉的反馈影响（或者说涌现的现象没有反身影 响效应，如果把个体行为看作原因变量输入， 涌现作为结果现象输出，涌现的现象不会再通 过个体的认知连接回去成为自身的一种输入）
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第二节. 第二节 MAS仿真和社会科学 仿真和社会科学
– 2.1涌现 – 2.2仿真在社会科学研究中的作用 – 2.3社会科学仿真的历史 – 2.4仿真的逻辑
本章要求
学完本章后要求掌握以下知识点
掌握多主体系统的和多主体模型的异同 理解多主体模型和传统计算机模型的关键区别 理解什么是涌现,学会识别社会经济系统中的涌现现象 。 了解仿真在社会科学研究中的地位、作用与趋势。 掌握社会科学仿真研究的一般步骤和框架 理解基于主体建模的KISS原则
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2.1涌现 5
对涌现的研究行为，这也是我们试图跳 出个体的层面站在社会层面上把握我们 产生的“涌现”，再指导政策规划引导 个人的行为。这种个体能够把握整体(涌 现出的)模式和抽象的涌现、或者所有反 身效应的涌现，被称作二阶涌现 二阶涌现（ 二阶涌现 second order emergence） 。
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1.1多主体系统与多主体模型5 多主体系统与多主体模型 多主体系统与多主体模型
多主体系统与元胞自动机的关系
多主体系统是由多个主体组成的集合，主体们一般都有 一个或多个特征值，并能够修改自身的特征值；主体 之间能够进行交互，通过与其他主体的交互，使得系 统整体的演进、演化、涌现出宏观的规律。这种从底 层构件的设计架构出的系统，其中的活动主体具备主 动交互和适应环境的能力，被称为多主体系统。 如果主体都是静止，那么多主体系统就退化为元胞自动 机（Cellar Automaton，CA）。 通常在一个多主体系统中，既有能够活动的主体，代表 现实中的经济行为主体或社会行为主体；也有不能活 中国人民大学经济科学实验室 http://ecolab.ruc.edu.cn 张树人 动的主体，代表环境或资源。 http://t.qq.com/DrZhangshuren
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1.1多主体系统与多主体模型3 多主体系统与多主体模型 多主体系统与多主体模型
多主体系统与复杂自适应系统 复杂自适应系统中要素之间存在的非线性 关系很难用数学方程描述，以前对复杂 自适应系统的演化过程的研究不得不加 了许多人为的限制条件；而运用多主体 技术仿真研究，则可以通过主体之间的 交互来表征这些非线性因素，从而突破 了传统研究方法的局限。