費城加菲貓

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貓眼看世界:計算機數值模擬和預測

(2017-01-20 18:20:15) 下一個

在計算機技術高速發展的今天,利用數學模型來對可觀察的現象來進行模擬,不僅在自然科學領域有著越來越廣泛的應用,就是在社會學等人文科學領域也漸漸的成為了有力的工具。 計算機數值模擬的研究領域從城市規劃,政治觀點傳播,消費者行為,工業網絡,古代社會演化等。

先看一個簡單的例子,如何用數學模型來模擬政治觀點傳播。首先按照一個假設的概率分布產生一個多人的“社會”。如果說政治觀點可以用0到1表示,0代表極左,1 代表極右,每個人開始被“隨機製定”一個政治觀點,同時製定一個“不確定”閾值。閾值越大的“人”的觀點可以擺動的餘地就越大,閾值越小,觀點就越堅定,也就是說這個“不確定”閾值決定了政治觀點的一個區間。當兩個人相遇,根據他們觀點和政治觀點區間,按照一定規則相互作用。 比如,可以假定政治觀點區間不重合的人互相沒有影響。 兩人政治觀點區間重疊的,不確定閾值低的對不確定閾值高的有較大影響,等等。據說, 這種簡單模型已經可以預言當社會出現少數極端分子時,為什麽在短期內極端主義思潮可以擴散開來,成為社會中相當有影響力的思潮。 而如沒有極端主義者,社會觀點趨於中性。

再進一步考慮人本性的樂觀和悲觀,可以用0到1來表示本性悲觀和樂觀的程度。 0 是絕對悲觀主義者,1是絕對樂觀主義者。多數人在兩個極端之間。現在把這個條件加到上麵所說簡單政治傳播模型中去。 假定社會偏左時,悲觀主義者比較容易接受右翼觀點, 樂觀主義比較認同左翼觀點,翻過來亦然,我們就可以模擬社會左中右觀點的漂移。

由於數學模型的建立一般都是一定的概率分布假設上的,模擬是可以反複運行的,而且每次運行的結果可能是都不一樣的,但是在進行多次反複模擬運行以後,所有的結果會趨近一個理論分布。

所以,人能模擬曆史演變,但無法預測將來社會的發展。因為模擬的結果有太多的可能,而且每個可能的結果都以不同的概率在模擬中出現,而真正的人類發展方向隻能有一個“現實”。

這也就是為什麽,“預測”總是無法準確的。人類也許永遠無法利用對曆史的知識來預測未來,也無法找出過去社會每一變化的原因,但並不妨礙人類通過研究和計算機模型來了解曆史演化和社會演化的規律。

還有一個很實際的例子,就是股票市場。盡管幾乎所有人都明明白白地知道,從本性而言,股票市場是開放的,非線性的,混沌的,不可預言的係統,但還是有無數人投入無數資金研究股票市場預測的方法。事實上,所謂的“預測”以及試圖用“預測的結果”牟利本身就是對股票市場的擾動。結果就是,預測股票市場的一切努力都會影響股票市場本身,讓股票市場變得更難以預測。

回想起曆史上,牛頓在18世紀發現了牛頓三大定律。那個時候的科學家都相信,至少在理論上,隻要我們知道全宇宙每個分子的初始狀態,根據牛頓方程,我們就可以明確無誤的知道整個宇宙的發展過程,多麽振奮人心的宣示,人類就是宇宙的主宰!這就是機械唯物主義的源頭,也可能影響了牛頓的宗教觀,導致牛頓的晚年致力於神學的研究。

其實,我們的宇宙不是一個牛頓力學意義上的動力係統,即使一個係統裏麵每個分子都遵守牛頓定律,宏觀而言仍舊可能是個非線性的混沌的係統。所以,站在人類的角度而言,在我們已知的範圍內,我們可以模擬這個宇宙發展演變過程,但沒有任何可預測性可言。

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