紅氣球挑戰

湯雙

中國先秦哲學家荀子說過：“（人）力不若牛，走不若馬，而牛馬為用，何也？曰：人能群（群在這里指組織群體行為），彼不能群也。人何以能群？曰：分。分何以能行？曰：義。故義以分則和，和則一，一則多力，多力則強，強則勝物。”人類正是靠著群體的力量使自己在地球上處于獨一無二的地位。群體中的合作不僅僅是體力上的，更重要的是腦力上的。在多數情況下，集體智慧往往高于個人智慧，也就是人們常說的“三個臭皮匠能頂一個諸葛亮”。而集體智慧的獲得絕不是簡單地將幾個人的想法加在一起，而是需要大家的參與、相互之間的學習和分享，以及對想法的共同評議——這實質上就形成了一個小型的社會網絡。具有社會性應該說是現代人的一個重要特征。

如何認識和研究我們所身處的社會以及個人與社會的關系，如何改造和完善我們的社會，長久以來一直是人們十分關心的課題。在歷史上有著各種各樣的流派從不同角度來看待和分析社會，比如亞當·斯密從市場的角度、馬克思從階級的角度，等等。但是社會并不是一個靜態的東西，隨著人類在各個方面的不斷進步，尤其是隨著科學、技術的突飛猛進，我們的社會形態也在不斷發生著巨大的變化。因而很多過去行之有效的研究方法可能已不再適合今天的社會。在亞當·斯密或馬克思所生活的年代，受交通、通訊等諸多因素的限制，人們獲取信息的能力是相當有限的，基本上只能來源于一些直接的社會關系，比如親戚、朋友和同事，以及報紙、書籍等等可以直接接觸到的資源，因而傳遞信息和獲取信息的效率很低。而我們如今所處的時代，是一個信息大爆炸的時代。互聯網和以手機為代表的行動電子裝置的高度普及，已經將人們空前緊密地聯系在了一起。地球上任何一個角落發生的重大事件，用不了多少時間就會傳遍全世界。信息幾乎無處不在，而且唾手可得。如何更快、更有效地獲取信息并加以充分利用，已經越來越受到各級政府部門和各種商業機構的重視。比如紐約警方最近正在考慮給所有執勤的警員配備谷歌眼鏡（具有內建計算機屏幕、可以聯網的眼鏡），以便他們可以在第一時間通過網絡獲取需要的信息。

美國國防部的國防高等研究計劃署曾組織過一個名為“紅氣球挑戰”的競賽。他們將十只紅色氣球放置在美國本土的某十個地方，任何團隊或個人不論用什么辦法，只要最先發現了這十只紅氣球的準確位置，就能獲得四萬美元的獎金。在這個挑戰賽中取勝的是麻省理工學院的一個團隊，他們的指導思想來自社會物理學的概念，而方法其實極為簡單—通過互聯網向他們所能聯系到的人發出信息：直接幫他們找到一只紅氣球的人，可得到兩千美元報酬；如果乙發送信息給甲，使甲參與搜尋并導致甲找到一只紅氣球，乙可得到一千美元報酬、甲得兩千美元；如果丙發送信息給乙，乙又發送信息給甲使甲參與搜尋并導致甲找到一只紅氣球，則丙得五百、乙得一千、甲得兩千美元；以此類推。結果僅用了不到九小時，這十只紅氣球就全部被找到了！據估算，大約有兩百萬人參與了幫助麻省理工學院團隊搜尋紅氣球的活動，這是他們能在九小時之內完成這項看似不可能完成的任務的根本原因。在如此短的時間里形成如此龐大的一個社會網絡，是一件非常不可思議的事。國防高等研究計劃署舉辦這個比賽的目的，其實就是想通過評估各個團隊所采用的高招，從中發現將信息在最短時間內傳遞給社會大眾的行之有效的方法，未來一旦發生緊急情況，這些方法就可能派上用場。

人們獲取信息的能力和方式的巨大變化，無疑會極大地改變人們做出決策或形成新想法的途徑和過程，從而無形中也改變了整個社會的結構。社會物理學就是一個從社會網絡（social network）的角度來看待和分析社會的新科學。它以“大數據”分析和社會網絡分析為基礎，借鑒某些物理學中的概念，試圖用定量的方法來研究社群中個體與個體、個體與群體、群體與群體之間的相互關聯、相互作用等復雜問題，并且利用通過這種定量分析所得到的結果，來發現可能及實用的調試社群中各種關系的方法，以使整個社群的運作更為合理、和諧和有效。

在社會物理學中有兩個最基本的概念：“想法流”（idea flow）和“社會壓力”（social pressure）。想法流是用來衡量某個想法（或者觀念、理論等）在一個特定群體中的傳播過程的量。其傳播的通道是社會網絡。想法流不是簡單地將想法傳遞到個人就算完成了，而是要求該想法被個人接收、消化并在某種程度上直接或間接地受其影響，也就是說是有一定效應的。在物理學的流體動力學中，流體流動的速度隨壓力的增強而增高；與此相似，想法流傳播的“速度”與個人所在的社會網絡中的社會壓力相關，社會壓力越高，想法流的傳播就越快、越有效率，傳播的范圍也越大。這里有一點應該注意，想法流并不能簡單地以收到的信息的數量來衡量，因為在很多情況下，相同或極為相似的信息可能會通過不同渠道重復多次地傳遞過來（比如一則你已經在互聯網上讀到過的新聞，可能會被不同的朋友以短信、電郵等方式重復發送給你），這就是所謂的“回音箱”效應。為了使想法流的傳播更有效率，通過對社會網絡的調控來降低“回音箱”效應往往是社會物理學所面對和需要解決的一個具有相當難度的課題。

前面提到的“紅氣球挑戰”也可以用社會物理學的術語來描述：通過互聯網發出的“尋找紅氣球”的信息產生了“想法流”；制定的獎勵辦法則形成“社會壓力”；而同一個人可能會通過不同的渠道（電郵、短信……）從不同的來源（朋友、社群網……）重復獲得“尋找紅氣球”這條相同的信息，就是“回音箱”效應。

社會物理學的應用具有兩個主要層面：一是利用對“想法流”的分析找出可應用于被研究系統的最佳對策；二是借助對社會壓力的調控使新想法（包括方法、政策、法規等）能夠通過最有效的途徑傳遞到所有相關的個體，使之可以迅速付諸實施。

美國麻省理工學院的彭特蘭（Alex Pentland，他也是贏得“紅氣球挑戰”的團隊的老板）最近出版的新書《社會物理學：好的想法是怎樣傳播的—來自一門新科學的經驗教訓》（Social Physics：How Good Ideas Spread—The Lessons From a New Science）對社會物理學的來龍去脈、基本概念、應用方法、實用價值和發展前景進行了全面、系統的介紹。不過該書是一本普及型讀物，所以對具體的數學模型涉及不是太多，只能讓讀者略窺門道而已。endprint

彭特蘭在這本書里列舉了不少用社會物理學來解決實際問題的實例，有些結果頗為出人意料，很有意思，也很具啟發性。比如他和他的研究組曾經對美國銀行的一個客戶服務中心的運作進行觀察并收集大量相關的和看似無關的數據（比如員工與管理人員的對話、員工與客戶的對話、工間休息時員工之間的談話），然后用社會物理學的方法對這些數據進行綜合分析，從而得出一系列可能提高該中心的營運效率的改進措施。在彭特蘭的研究小組所建議的措施中，有一條是改變工間休息的方式。這個中心為了便于管理，把他們的客服人員分成很多小組，每組約二十人。各個小組的工作性質其實是一樣的—都是接客戶的電話。原來工間休息的方式是讓每個小組里的每個人輪流休息。彭特蘭他們的建議則是以整個小組為單位，讓每個小組輪流休息。因為根據他們的計算，這種讓全組成員一起休息的方式，能促進員工之間的交流，從而增強想法流。美國銀行采納了他們的建議，僅僅這么一項簡單的改變，就為銀行每年增加了一千五百萬美元的產值。像這樣的例子書中還有很多。小到通過設立臨時社群網絡來造成社會壓力，以提高校園里學生們在冬季加強戶外鍛煉的積極性；大到利用“發展數據”（D4D —Data for Development）以比較小的投入來大幅改善城市乃至整個國家的公共交通、衛生系統等基礎設施。可謂是琳瑯滿目。

在彭特蘭和他的合作者們所進行的一系列有關社會物理學的實驗中，數據量動輒就是幾千億位元。在若干年前，如此龐大的數據量，再加上這些數據本身的雜亂和隨機性質，不要說分析、處理、進行定量的計算進而得出有用的結果，就是簡單地收集、分類都是極為困難的。但隨著計算機功能的飛速提高，計算方法的大幅改進，特別是大數據分析和社會網絡分析的不斷進步，如今將社會物理學應用到我們的現實生活中已經具有了實實在在的可行性。在不遠的將來，在公司、城市甚至國家的規劃、管理，以及有效地推動新理念、新法規的實施與執行等很多方面，在經濟學和社會學的各種不同領域中，我們都會越來越多地感受到社會物理學所起的作用及產生的影響。這門新興科學可以說是前途無量，值得人們高度關注。當然，我們也必須看到社會物理學目前仍然處于起步階段，還有許多問題亟待解決。一個突出的例子是，如何在保障個人隱私權的前提下，提供所需的大量個人信息。對這樣的問題當下似乎并沒有十全十美的解決辦法。這類問題取決于全社會的共識，如果得不到妥善處理，社會物理學就仍只能停留在“試驗品”的階段。endprint