透视复杂网络的规律

岳占仁

艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西是一名成功的“入侵者”，他把物理学中发展出的理论，用来解释许多社会科学现象甚至指导行为决策，而且一直做得相当出色。

其中最著名的，是他在1999年提出的“无尺度网络”（scale-free network）的概念，这一概念很好地解释了社交网络的快速兴起。过去，网络一直被认为是随机分布的，无尺度网络理论则指出，在现实中，总有一类人特别擅长交往，他们认识很多人，成为许多圈子的中心节点。实际上，这种“幂律分布”的特征也符合二八定律：正是这些擅长交往的20%的人，携带了80%的连接，使得小小世界中的六度分隔成为可能：任何人只要通过自己所有的朋友，以及朋友的朋友，经过六次连接，就可以通达地球上所有的人，甚至奥巴马。

无尺度网络概念的提出，对防备黑客攻击、防治流行病乃至云计算的资源配置等都有深刻的启示。巴拉巴西甚至联合两位经济学家将其理论应用到国际贸易、产业升级中去，解释穷国为什么会穷的问题：根据对进出口产品空间网络结构的研究，富国拥有规模更大且更为多元化的经济体，并生产许多种产品——尤其是那些与网络中心紧密相连的产品；而穷国往往生产一些相互间无较大相似性的产品，在网络中处于边缘的地位。这一前沿视角可以广泛应用到创新产品的扩散、产业集群的建设、地区竞争力的提升等政策中。

在自己的新书《爆发》中，巴拉巴西试图论证，幂律不仅是网络在空间上分布的规律，也是在时间上展开的规律，是主宰着我们的真实活动的节奏。这背后的秘密就是人们做事时遵从的优先级法则。“时间是我们最宝贵的不可再生资源，如果我们尊重它，就必须设定优先级。一旦优先级设定了，幂律规律和爆发的出现就不可避免。”随着数字化、高度互联的发展以及大数据时代的到来，对于幂律的认知最终会导致对人类行为的精准预测。

“无尺度网络”的魅力

记者：“无尺度网络”的概念可以很好地解释社交网络的快速兴起，您如何看社交网络未来的发展？

巴拉巴西：无尺度网络一个有趣的特征就是它的历时稳定性。在人的一生中，你的朋友可能会越来越多，而且可能有的人朋友更多一些，有的人更少一些，但是这不会影响到总体的分布情况。你的朋友增多了以后，会有其他的人来填补你的位置。

在过去10年左右的时间里，我们已经在各种真实的系统中见证到无尺度网络的存在。在1999年我提出这个概念的时候，还主要针对万维网上的情况；现在Facebook、Twitter等社交网络的发展也印证了无尺度网络的概念。而且随着数据的增多，我们现在可以进行准确地测量和预测，这个概念将更加得到用武之地。

记者：您曾经在《科学》杂志上发表文章，用无尺度网络的理论来分析国家贫富的问题。您如何看中国经济在全球的位置？

巴拉巴西：在一篇文章中，我们对产品网络和经济发展的关系做了研究，发现如果一国生产的产品种类很少，它们往往在经济上就会非常落后。成功的经济来自于多种能力的组合，用这些能力创造出多样的产品组合。你所具备的能力越少，经济增长的潜力就越小。试想，即使对于生产和出口香蕉这样简单的工作来说，你也需要有土地、气候、农业技术、采购、物流、外贸等多方面的能力。而对于iPad这样的产品来说，所需要的部件、知识、技术就更要多得多了。

在接下来的10～15年时间里，中国处在一个独特的位置上，经济还会飞速发展，市场会更加多样化。面向不同的市场，中国可以做不同的混搭。

预测人类行为

记者：能否分享一下从您《链接》到《爆发》这两本书的思想发展脉络？

巴拉巴西：《链接》是谈网络的，讲到人们之间是怎么样连接在一起的，社会网络、生物网络、技术网络是如何分布的，以及是如何随着时间而演进变化的。这本书唯一没有涉及的一个方面是，网络节点之间的互动是如何发生的。所以，在完成《链接》的写作之后，我研究工作的重心就开始转向对互动规律的研究，并且把研究的重点集中在社会系统上，因为社会系统的相关数据最容易获得。这一研究的主要发现，就写进《爆发》这本书里了。

记者：《爆发》探讨的是人类行为预测的课题。其实反观我们自身的大脑，它正是每时每刻都在从身体各处接收大量的信息，同时做出决策。大数据和预测可否从大脑的工作机理中获得一些启发？

巴拉巴西：我明白你的问题。答案是肯定的，如果我们有相应的工具的话，我们的确可以从大脑的工作机理中获得启发。

其中的难题在于，我们迄今还没有搞清楚大脑网络到底是什么样子。尽管大家都把人类的大脑视为一个神经网络，但是我们却一直没有这个网络的地图。每个人大脑的“布线”（wiring）都是不同的，学习、教育等等都会改变我们的布线。

迄今为止，还没有相应的工具来帮助我们描绘出人类大脑的地图。所以，回到你的问题，我们现在还无法确切地知道大脑是如何处理那些海量信息的。

记者：您在书中否定了卡尔·波普尔《历史决定论的贫困》的观点，即社会发展是无规律、不可预测的。但是您似乎没有充分展开，能否在这里集中阐述一下，波普尔的观点为什么是错误的？

巴拉巴西：卡尔·波普尔在上世纪60年代发表了一篇有趣的哲学论文，分析了社会科学之为科学的问题。此前有观点认为，科学研究领域都应该是可以进行量化研究的，并且进而最终应该有对未来进行预测的能力。但是，社会科学还不具备对未来进行预测的能力，那时的社会科学正如一些人认为的那样，基本上都是描述性的。这时卡尔·波普尔站出来为社会科学辩护说，人们不应该期望社会科学具备对未来进行预测的能力，因为人类行为本身是不可预测的。

我认为，波普尔的这个结论在当时可能是合乎逻辑的，但应当主要是意识形态性质的，因为他是在努力为社会科学的科学之为科学辩护。而今天，随着大数据和一系列数学工具的出现，整个情形已经得到根本改观。现在我们可以断言，人类行为的许多方面是可以预测的。因此，许多人会同意，在几十年以后，社会科学会变成具有预测能力的科学。

记者：可否为我们分享几个最新的利用大数据做出成功预测的案例？

巴拉巴西：在商业领域，基于网络的预测能力正在提升。这是因为“10年+10年”循环规律的效应正在显现出来。这个规律是说，一个新发现出现之后，首先需要大约10年的时间来认识它；在第二个10年，我们才开始看到它的应用以及相应的成果。对于网络理论来说，它已经度过第一个10年的周期，开始进入普及应用阶段。有很多大公司在利用网络理论做预测。

有一家匈牙利公司做的事情很有趣，它们把组织内部的沟通和互动做出图谱，帮助CEO做决策。这个图谱可以让CEO看到哪些人是组织里最有影响力的，哪些人是掌握知识最多的，哪些人是掌握最多资源的，等等。这个事情很重要，因为我们虽然在CEO身上投入了大量的金钱，但是却一直没有给他们多少真正有效的工具来帮助他们深入洞察组织的情况。有了这样的工具，CEO就可以实时了解组织的结构和变化因素，在必要时发起相应的文化变革。

需要提醒普通读者注意的是，这里的关键并不是要去利用这种能力来预测明天人们会去做什么事情，而是去获得和加深对组织或系统既有秩序和规律的理解。

C时代的变革驱动因素

记者：在您看来，在高度互联的C时代（the Connected Era），有哪些变革驱动因素尤其值得关注？

巴拉巴西：大家都已经看到互联网带来的巨大变革。但是，那只是C时代变革的一个层次，目前，无线通信是更大的一个驱动力量。互联网让我们可以从任何地点获得信息，而无线革命则在个人化上实现了突破。今天，无论我们做什么事情，都在某些数据库里留下来一些痕迹，从电子邮件到手机通话记录，正在积累起海量的关于人类行为的信息。这些数据当中包含着相当大的关于未来人类行为的可预测性，如果能够适当地加以利用，将会对企业、政府和社会带来变革。

记者：您下一步的写作计划是什么？

巴拉巴西：现在，我没在写面向普通读者的书。我正在写一本关于网络科学的教材，准备采用一种新的出版方式。每写完一章，就上传到我的网站上，人们可以免费阅读和下载，现在第一章已经在网站上了。等到所有章节都写完之后，我也会去找一家出版商再出一本书。同时，我也欢迎世界各地的读者以志愿者的身份把它翻译成不同语言的版本，目的就是以某种程度的免费方式把科学知识传播给每一个人。