透視復雜網絡的規律

岳占仁

艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西是一名成功的“入侵者”，他把物理學中發展出的理論，用來解釋許多社會科學現象甚至指導行為決策，而且一直做得相當出色。

其中最著名的，是他在1999年提出的“無尺度網絡”（scale-free network）的概念，這一概念很好地解釋了社交網絡的快速興起。過去，網絡一直被認為是隨機分布的，無尺度網絡理論則指出，在現實中，總有一類人特別擅長交往，他們認識很多人，成為許多圈子的中心節點。實際上，這種“冪律分布”的特征也符合二八定律：正是這些擅長交往的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，經過六次連接，就可以通達地球上所有的人，甚至奧巴馬。

無尺度網絡概念的提出，對防備黑客攻擊、防治流行病乃至云計算的資源配置等都有深刻的啟示。巴拉巴西甚至聯合兩位經濟學家將其理論應用到國際貿易、產業升級中去，解釋窮國為什么會窮的問題：根據對進出口產品空間網絡結構的研究，富國擁有規模更大且更為多元化的經濟體，并生產許多種產品——尤其是那些與網絡中心緊密相連的產品；而窮國往往生產一些相互間無較大相似性的產品，在網絡中處于邊緣的地位。這一前沿視角可以廣泛應用到創新產品的擴散、產業集群的建設、地區競爭力的提升等政策中。

在自己的新書《爆發》中，巴拉巴西試圖論證，冪律不僅是網絡在空間上分布的規律，也是在時間上展開的規律，是主宰著我們的真實活動的節奏。這背后的秘密就是人們做事時遵從的優先級法則。“時間是我們最寶貴的不可再生資源，如果我們尊重它，就必須設定優先級。一旦優先級設定了，冪律規律和爆發的出現就不可避免。”隨著數字化、高度互聯的發展以及大數據時代的到來，對于冪律的認知最終會導致對人類行為的精準預測。

“無尺度網絡”的魅力

記者：“無尺度網絡”的概念可以很好地解釋社交網絡的快速興起，您如何看社交網絡未來的發展？

巴拉巴西：無尺度網絡一個有趣的特征就是它的歷時穩定性。在人的一生中，你的朋友可能會越來越多，而且可能有的人朋友更多一些，有的人更少一些，但是這不會影響到總體的分布情況。你的朋友增多了以后，會有其他的人來填補你的位置。

在過去10年左右的時間里，我們已經在各種真實的系統中見證到無尺度網絡的存在。在1999年我提出這個概念的時候，還主要針對萬維網上的情況；現在Facebook、Twitter等社交網絡的發展也印證了無尺度網絡的概念。而且隨著數據的增多，我們現在可以進行準確地測量和預測，這個概念將更加得到用武之地。

記者：您曾經在《科學》雜志上發表文章，用無尺度網絡的理論來分析國家貧富的問題。您如何看中國經濟在全球的位置？

巴拉巴西：在一篇文章中，我們對產品網絡和經濟發展的關系做了研究，發現如果一國生產的產品種類很少，它們往往在經濟上就會非常落后。成功的經濟來自于多種能力的組合，用這些能力創造出多樣的產品組合。你所具備的能力越少，經濟增長的潛力就越小。試想，即使對于生產和出口香蕉這樣簡單的工作來說，你也需要有土地、氣候、農業技術、采購、物流、外貿等多方面的能力。而對于iPad這樣的產品來說，所需要的部件、知識、技術就更要多得多了。

在接下來的10～15年時間里，中國處在一個獨特的位置上，經濟還會飛速發展，市場會更加多樣化。面向不同的市場，中國可以做不同的混搭。

預測人類行為

記者：能否分享一下從您《鏈接》到《爆發》這兩本書的思想發展脈絡？

巴拉巴西：《鏈接》是談網絡的，講到人們之間是怎么樣連接在一起的，社會網絡、生物網絡、技術網絡是如何分布的，以及是如何隨著時間而演進變化的。這本書唯一沒有涉及的一個方面是，網絡節點之間的互動是如何發生的。所以，在完成《鏈接》的寫作之后，我研究工作的重心就開始轉向對互動規律的研究，并且把研究的重點集中在社會系統上，因為社會系統的相關數據最容易獲得。這一研究的主要發現，就寫進《爆發》這本書里了。

記者：《爆發》探討的是人類行為預測的課題。其實反觀我們自身的大腦，它正是每時每刻都在從身體各處接收大量的信息，同時做出決策。大數據和預測可否從大腦的工作機理中獲得一些啟發？

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

其中的難題在于，我們迄今還沒有搞清楚大腦網絡到底是什么樣子。盡管大家都把人類的大腦視為一個神經網絡，但是我們卻一直沒有這個網絡的地圖。每個人大腦的“布線”（wiring）都是不同的，學習、教育等等都會改變我們的布線。

迄今為止，還沒有相應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，即社會發展是無規律、不可預測的。但是您似乎沒有充分展開，能否在這里集中闡述一下，波普爾的觀點為什么是錯誤的？

巴拉巴西：卡爾·波普爾在上世紀60年代發表了一篇有趣的哲學論文，分析了社會科學之為科學的問題。此前有觀點認為，科學研究領域都應該是可以進行量化研究的，并且進而最終應該有對未來進行預測的能力。但是，社會科學還不具備對未來進行預測的能力，那時的社會科學正如一些人認為的那樣，基本上都是描述性的。這時卡爾·波普爾站出來為社會科學辯護說，人們不應該期望社會科學具備對未來進行預測的能力，因為人類行為本身是不可預測的。

我認為，波普爾的這個結論在當時可能是合乎邏輯的，但應當主要是意識形態性質的，因為他是在努力為社會科學的科學之為科學辯護。而今天，隨著大數據和一系列數學工具的出現，整個情形已經得到根本改觀。現在我們可以斷言，人類行為的許多方面是可以預測的。因此，許多人會同意，在幾十年以后，社會科學會變成具有預測能力的科學。

記者：可否為我們分享幾個最新的利用大數據做出成功預測的案例？

巴拉巴西：在商業領域，基于網絡的預測能力正在提升。這是因為“10年+10年”循環規律的效應正在顯現出來。這個規律是說，一個新發現出現之后，首先需要大約10年的時間來認識它；在第二個10年，我們才開始看到它的應用以及相應的成果。對于網絡理論來說，它已經度過第一個10年的周期，開始進入普及應用階段。有很多大公司在利用網絡理論做預測。

有一家匈牙利公司做的事情很有趣，它們把組織內部的溝通和互動做出圖譜，幫助CEO做決策。這個圖譜可以讓CEO看到哪些人是組織里最有影響力的，哪些人是掌握知識最多的，哪些人是掌握最多資源的，等等。這個事情很重要，因為我們雖然在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就可以實時了解組織的結構和變化因素，在必要時發起相應的文化變革。

需要提醒普通讀者注意的是，這里的關鍵并不是要去利用這種能力來預測明天人們會去做什么事情，而是去獲得和加深對組織或系統既有秩序和規律的理解。

C時代的變革驅動因素

記者：在您看來，在高度互聯的C時代（the Connected Era），有哪些變革驅動因素尤其值得關注？

巴拉巴西：大家都已經看到互聯網帶來的巨大變革。但是，那只是C時代變革的一個層次，目前，無線通信是更大的一個驅動力量。互聯網讓我們可以從任何地點獲得信息，而無線革命則在個人化上實現了突破。今天，無論我們做什么事情，都在某些數據庫里留下來一些痕跡，從電子郵件到手機通話記錄，正在積累起海量的關于人類行為的信息。這些數據當中包含著相當大的關于未來人類行為的可預測性，如果能夠適當地加以利用，將會對企業、政府和社會帶來變革。

記者：您下一步的寫作計劃是什么？

巴拉巴西：現在，我沒在寫面向普通讀者的書。我正在寫一本關于網絡科學的教材，準備采用一種新的出版方式。每寫完一章，就上傳到我的網站上，人們可以免費閱讀和下載，現在第一章已經在網站上了。等到所有章節都寫完之后，我也會去找一家出版商再出一本書。同時，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言的版本，目的就是以某種程度的免費方式把科學知識傳播給每一個人。