社会计算的基本方法与应用

章节摘录

第一章  引 言 （部分）随着互联网技术的发展、计算资源和移动设备可获取性的增长、富媒体内容的普及、以及随后的社会经济文化变迁，对当代信息社会条件下的社会问题日益呈现出动态性、快速性、开放性、交互性和数据海量化等特点，这使社会计算作为社会科学、管理科学与计算科学等的新兴交叉学科应运而生并迅速发展，以致成为应处理网络化复杂社会系统的建模、分析、管理和控制等问题的有力方法和手段。1.1社会计算的研究背景各种迹象表明，继物理计算和生物计算之后，社会计算可能成为科学计算研发的新焦点，并形成新的方向和领域(王飞跃，2006)。导致这一趋势的最大和根本性原因就是互联网的出现及其在社会各个层面和角落的不断深入和普及。每时每刻，世界各地数亿人游历于网上，工作生活于真实的“虚”空间里，这一事实本身就是人类发展历史上的一个奇迹。而且，按照互联网研发先驱者的思路，这一奇迹也是一场规模空前的“社会计算”。虽然目前还很难预测互联网对人类生活的最终影响是什么，但可以肯定，人与人之间正在建立一种新型的“远程”社会关系，即从面对面的传统交流到数字操纵的网络交往，而这必将深刻地改变我们已有的社会模式。而且，随着基于网络行为的不断演化和发展，其隐含的后果将是深远的，必将深刻影响未来人们的交往方式和相互关系以及社会的组织形式和活动机制。在网络化社会的背景下，网上社会团体的组织及其影响的形成已变得非常容易，而且其动态变化更快更难以预测，其组织形式更广泛更深不可测。正是由于这一背景，使得社会计算成为信息工作者不得不面对的一个新的重要领域。网络的出现，加上现代交通工具和管理知识水平的不断提高，使得单凭经验与直觉已无法管理复杂动态的现代化网络社会，从而使社会计算成为社会管理与发展所必须面对且必不可少的科学工具。例如，网络化社会下的社会安全就是一个越来越突出的问题。不仅普通人在生活工作中利用网络，恐怖和犯罪组织也在利用。正如原子弹的出现改变了现代战争的概念一样，互联网的建立也深刻地改变着人们关于社会治安的传统概念。原子弹的威力在于其残酷程度极高，杀伤范围极广，完成破坏时间极短，机动能力极强；同原子弹类似，通过网络发送危害社会的信息也具有成本代价极低，影响范围极广，完成时间极短，机动能力极强的特征。目前已发生的网络现象，从计算机病毒的传播，到普通人通过在网上的怪异行为而一夜成为“名人”，都说明必须正视网络社会发展的态势及其影响。目前，这些网络现象还可以被看成是社会的“良性”肿瘤，但我们必须利用人文社会知识，深入进行关于数字网络化社会状态及其动态趋势的研究，为对付将来网络上可能出现的危害性更大更广的“恶性”社会肿瘤作好准备。社会计算必将成为解决此类重大问题的关键技术之一。1.2社会计算的历史和发展布什（Bush）、里克利德（Licklider）和恩格尔巴特（Englebart）是公认的互联网的主要先驱者，其中布什和里克利德还被认为是催生互联网的第一、二号人物。尽管这三位学者都没有亲自参与创立现代互联网和万维网的发展，但他们的思想和远见是后来许多互联网和万维网技术发明的源泉，而且目前的技术只是实现他们想法的开端而已，还有许多更有意义的设想目前并没有实现。对本书而言，更重要的是他们的人文思想和与社会计算相关的远见。布什是现代科学史上一位传奇性的人物。第二次世界大战之前，布什作为美国麻省理工学院的一名研究人员负责模拟计算机的研制。第二次世界大战时，他是卡内基梅隆大学的前身卡内基学院的院长，美国参战之后，他写信向罗斯福总统建议将科学家组织起来参加战时的军事研究，并成为国家国防研究委员会和后来的科学研究和发展局的负责人，协调指挥6000多名科学家从事军事研发，其中最著名的项目就是曼哈顿计划。第二次世界大战末期，布什提交了一份给美国总统的著名报告《科学：无边的新领域》（Science： The Endless Frontier），建议了后来成立的国家科学基金会（NSF）和国防部先进研究项目署（ARPA，也就是目前的DARPA，直接组织了互联网的前身阿帕网的实施）。布什的工作为包括阿帕网在内的许多“Big Science”项目创造条件，但布什的直接影响是他于1945年发表的科技散文《随便我们想》（As We May Think），特别是文中提出的通过关联加强人记忆能力的装置“Memex”，被认为是个人计算机的原始模型。正是读了布什的散文，鼠标的发明人恩格尔巴特意识到利用计算机来管理信息在处理数字之外的无比潜力。后来，恩格尔巴特在里克利德的支持下，直接参与了阿帕网的实施。此外，超文本（Hypertext）的主要发明人纳尔逊（Nelson）也把他的工作归功于布什散文的启示。个人计算机的出现被看成是“Memex”的一种简化，而万维网被看成是其初级实现方式，现在流行的博客更能从他的散文中看到影子。尽管布什散文中的许多想法目前已在不同程度上得到了实现，但它所蕴含的宏大图景，即社会计算或计算的社会化，今天只能说是“初露端倪”，而且还没有被信息工作者充分认识和重视。虽然布什没有明确地提出“社会计算”一词，但他散文的主要动机和思路都是围绕着双下三点展开的：①个人计算的集成化；②群体计算的可能性和重要性；③历史性计算的可能性和重要性。而如果把“集成深度计算”、“群体广度计算”和“历史经验计算”合成起来，不就揭示了社会计算的内涵吗？提出社会计算概念的一个客观依据是我们实际上可以把传统上限于语言层次和静态的知识，不管是书本上还是社会上、解析型还是经验型、历史的还是现实的，都数字化、网络化和动态化，并用于各种复杂社会问题的建模、分析和决策支持。而这也是布什的主要动机与目的。既然大家都公认他的散文是催生互联网的原始动因，社会计算的思想是他写作散文的动力，那么我们也可以说，社会计算是互联网产生的原始动机。里克利德和恩格尔巴特的工作，以及今天互联网所带来的现实，可能可以使我们认识社会计算也将是互联网所导致的必然结果。同布什一样，里克利德对互联网的贡献是思想性的。1960年，里克利德发表了开创性的工作“人机合作（ManComputer Symbiosis）”，1962年应邀加入ARPA，主管行为科学、命令与控制两个部门，开始为实施阿帕网铺路。1968年，里克利德和泰勒（Taylor）合作发表了题为“计算机作为交流工具（The Computer as a Communication Device）”的科普性文章，以散文和卡通的形式勾画出了阿帕网和互联网的基本结构、原理、协议和过程。除了这些重大思路之外，里克利德还提出了JAVA式网络软件思想和“未来图书馆”、分时系统以及类似于万维网的“预先认知系统（Procognitive System）”的设想。他认为，计算机及其网络就是“一种可建模的可塑或可铸介质，一种前提可流成结论的动态介质，最重要的，一种大家都可以贡献并试验的公共介质”。显然，里克利德的这些思想，是实现社会计算功能的基础和保障。里克利德从人与人、人与机、人与物理和精神实体的互动角度隐含地阐明了社会计算的意义和实现途径。恩格尔巴特则进一步发挥，从人的智力扩展的角度作了更为深刻具体的说明。他巴特在1962年完成了给ARPA的著名报告《增强人类智慧：一个概念架构》（Augmenting Human Intellect: A Conceptual Framework）。他在报告中指出：必须在所有计算技术的进展中融入心理和组织发展学，进而提出了涉及社会计算核心的“人工物品与社会文化语言活动共同演化”的概念。从鼠标的发明、第一个超文本系统NLS（oNLine System）的成功开发，到以NLS为基础在里克利德的领导下参与阿帕网的实施、提出国家信息中心的设想，恩格尔巴特一生都在为实现他理想中的计算模式而努力。他后期的许多工作，如超媒体、多窗口、文件版本控制、计算机辅助会议系统、分布式客户服务器结构、开放超文件系统等，都已成为今天的社会软件的基础，并得到广泛的应用。有理由相信，这些成果也会是下一步社会计算的基石。回顾和反思布什、里克利德和恩格尔巴特的工作，他们的思路和远见可以使我们全面地理解社会计算与互联网发展之间的内在关系，进一步体会社会计算的意义和作用，更清楚地认识社会计算在未来信息和知识社会中的地位和功能。近年来，社会计算已引起国内外学术界的高度重视。尽管英文中“Social Computing”一词早已出现(Schuler 1994)，但其内涵多指某一类具有单纯功能的“社会软件（Social Software）”，如电子邮件系统或其他计算机支持协同工作软件（Computer Supported Cooperative Work，CSCW）的应用，基于面向社会活动、社会结构、事物发生发展过程、社会组织及其关有关系统、社会功能、传播效能等的社会计算的概念，始于我国学者对信息技术与互联网的飞速发展及网络社会化趋势的深刻思考。2004年，王飞跃率先提出了计算社会学和计算社会经济学的概念，并给出了基于复杂系统方法进行社会计算研究的基本框架(Wang，2004;王飞跃，2004b)。在此基础上，王飞跃及其团队开展了着眼于更广泛领域的社会计算方法的研究与应用。社会计算旨在架起社会科学和计算技术间的桥梁，从基础理论、实验手段及领域应用等各个层面突破社会科学与计算科学交叉借鉴的困难(王飞跃，2005a;王飞跃，2005c)。2007年4月，国内学者在北京组织了以“社会计算的基础理论和应用”为主题的香山科学会议(戴汝为，王飞跃等，2007)。此后，国际上也开始关注此方面的研究。2007年底，美国哈佛大学举办了计算社会学研讨会；2008年4月，美国军方在亚利桑那州立大学举办了社会计算、行为建模和预测国际研讨会。2009年2月，Science杂志发表了计算社会学文章(Lazer, Pentland et al.， 2009)，阐述利用网络数据研究群体社会行为及其演化规律。自此，计算科学和社会科学的交叉融合逐渐成为国际瞩目的前沿研究和应用热点。之后，Science杂志又相继发表了多篇与社会计算相关的论文(Vespignani，2009; Centola，2010; Mucha, Richardson et al.， 2010)，信息科学领域的国内外多个学术期刊也纷纷出版专刊，介绍与社会计算密切相关的社会学习、社会媒体分析、社会与经济计算等领域的发展情况(Yang, Liu et al.， 2010; Zeng, Hsinchun et al.， 2010; Mao, Tuzhilin et al.， 2011)。作为计算科学与社会科学的交叉融合，社会计算可以从两个方面来认识(王飞跃，2006; Wang, Carley et al.， 2007; 王飞跃，2012)。一方面，侧重信息技术在社会活动中的应用，这一角度主要关注社会软件的技术层面且有较长的历史；另一方面，侧重社会知识在信息技术中的嵌入和使用，以提高和评估、控制社会活动的效益和水平。近年来刚刚兴起，涉及社会、经济和工程等领域的诸多重大研究问题，其核心是以人和社会为表征的建模、实验与分析评估，其主要方法是社会科学、计算科学、管理科学等多学科的交叉。后一方面认识的萌芽出现在十几年前，当时的东欧社会变革引发了美国兰德公司（RAND Corporation）研究人员提出“人工社会”的概念，以便研究信息设施对社会与文化，特别是“封闭”社会与文化的冲击和影响。我们可以认为，这是社会计算向面对真实社会问题转化的开始。几年前的“9•11”恐怖事件催生了亚利桑那大学研究人员发起“情报与安全信息学（Intelligence and Security Informatics， ISI）”的研究。虽然这些工作都没有明确提及社会计算这一概念，但却极大地推动了对社会计算的新认识。兰德公司研究人员在其关于人工社会的报告中指出：在下几个年代里，最重要的政策制定将发生在信息技术与社会变化的交界处。政府应当寻求各种控制或利用信息技术对社会影响的政策。然而，目前我们关于信息技术对不同文化、不同社会结构的影响的了解，不足以确保制定出正确的政策。利用人工社会研究信息技术对于不同文化群体和不同社会结构的影响与冲击，正是兰德提出人工社会方法的动机。在此基础上，可以把计算机作为各类社会实验室，对不同的政策进行试验评估，从而了解各类信息技术和基础信息设施对社会的影响。兰德研究人员认为，人工社会的研究应是一项长期的任务，成为社会和政府功能整体的一部分，成为社会理论发展和未来政策制定的基础。激发兰德提出这一研究报告的主要原因是信息技术在20世纪80年代末东欧各国发生的一系列政治事件中所发挥的关键作用。这些事件表明：信息技术对于“封闭社会”的影响巨大，已引发（或更直接地煽动起）根本性的政治权利的转移。而且，在可以预见的将来，在能够规划的最远处，没有其他的东西能够比信息技术的发展和利用更快地改变世界，就连人口和生态的趋势也不能深刻而迅速地改变世界。今天，信息技术有了巨大的发展，但兰德报告中所提的许多问题依然存在，因此还必须进一步研究信息技术对社会的影响。促进这种社会计算认识的另一个重大因素是国际恐怖事件，包括美国的“9•11”、西班牙的“3•11”、英国的“7•7”。自“9•11”事件之后，世界各国，特别是美国和西欧国家，都扩大和加速开展了有关社会安全方面的科学研究。2002年，美国白宫颁布了“国土安全的国家战略”报告。同年，美国国家研究委员会（NRC）公布了“使国家更安全：科学和技术在反恐中的角色”的报告。次年，美国国家科学基金会宣布，强制性资助在信息技术及安全策略方向所展开的有关中长期国家安全的研究。在此背景下，美国在2003年率先提出“情报与安全信息学”的概念，并于2003年和2004年由NSF和情报与安全机构资助召开了两次ISI国际研讨会议。2005年始，IEEE与（NSF）合办了IEEE ISI国际年会。ISI研究只是将新型计算方法和手段应用于社会问题的一个具体例子。种种迹象表明，随着数字化和网络化的不断普及深入，各类社会问题的数量化和实时化分析变得日益迫切和重要。国际上大型计算方法的研究和应用已从传统的科学计算、热门的生命或生物计算，扩展到社会计算，即以计算手段研究习惯上被认为是政治社会学领域中的定性问题，形成了计算研究与应用的新焦点。

前言

这是我们团队出版的第一部关于社会计算的专著，是团队成员十余年来不懈追求与探索的结果。借此机会，我谨从个人角度就“社会计算”这一新兴交叉学科研究的发展，做一简要回顾。自己关于社会计算的想法，源自对计算实验的认识，而计算实验的想法又源自上世纪80年代初在浙江大学力学系做硕士研究生的经历。当时我的专业是断裂力学，导师为王仁东教授。王教授十分强调研究的试验环节，然而，30年前断裂力学的试验成本相对较高，而且非常费时，就是一次最普通的微裂纹扩展拉伸压缩的试验，往往也需要几个月的时间。可我最初选择的微裂纹下材料疲劳寿命的概率可靠性研究，按要求至少需要上百次这种试验方能得到有意义的结论，几乎不可能实施。无奈之下，我提出了结合物理试验和数学模型的“计算实验”设想，希望以此在短时间里低成本地完成实验要求，并写了一个简单的建议呈给导师（此建议原稿一直保留，后收于2004年自己的杂文集《空中云思》之中）。后来，由于导师因病去世，我不得不从断裂力学转入计算力学，后又改为从事板壳和弹性理论的研究，完成硕士学业，而计算实验的想法就这样不了了之。回想起来，今天我能够从30年前的纯工程性理论研究到今天的社会科学与计算方法结合的交叉领域，硕士学习结束时读过的一本书起了很大的作用，这就是库恩的《科学革命的结构》。这是我硕士论文答辩后读过的第一本书。库恩所揭示的学人的作用，范例的转移，再加上格式塔心理学的影响，使科学研究不再是理想中科学家探索真理的纯净过程，似乎成了一部大师们借助真理，制造范例，利用个人、学术、政治及社会上的影响，创造领导科学潮流的历史。库恩对我的冲击，是感性非哲学的，就是自幼想象中罩在“科学”二字上面之“神圣”光环的突然消失，再也找不回以前那种说不清道不明的科学“神圣”感。我开始感到，科学的研究只是诸多研究中的一种，献身于科学也不过是诸多献身中的一类。库恩的书，最终促使我从理论研究工作转向工程研发及其应用，也使得我重新认识文学、历史、社会学，甚至世俗的人际关系学。就是这些感性的想法，引导我开始大量地阅读经济与社会科学方向的书籍，最终有了今天的境况。自己攻读博士的专业是计算机和系统工程，但我毕业后做的第一件事就是申请再读经济学的博士，被拒后无奈才去了亚利桑那大学教书。上世纪90年代初，在我的第一位来自国内的研究生的鼓动之下，自己开始了Day Trader的股票交易尝试。没想到，七年多的“疯狂”般的交易，没有把我引上金融之道，但短时间内必须阅读大量经济、社会、政治、新闻等材料并实时地决策的经历，却将自己引入了语言动力学（Linguistic Dynamic Systems，LDS）和情报与安全信息学（Intelligence and Security Informatics， ISI）的新兴研究领域。这段磨练，对于我今天的研究至关重要，是自己能够进入社会计算等交叉领域的物理和精神基础。这段时期，我得益于与亚利桑那大学商学院的陈炘君教授（Hsinchun Chen）和社会科学学院的史蒂夫•兰森（Steve Larson）两位教授的交流与合作。炘君是ISI的主要创始者，而史蒂夫是自然、人和社会交叉研究的世界领军学者。特别是后来史蒂夫和亚利桑那大学的其他几位人类社会学同事去圣塔菲研究所（Santa Fe Institute， SFI）分别担任研究员和管理者后，又给了我同SFI研究复杂性的许多著名学者交流与学习的机会，特别是花旗银行Arthur博士关于人工股市的研究引起了我很大的共鸣，也使我对自然科学、工程技术与社会科学的交叉有了更加深刻的认识。1999年，我在亚利桑那大学领衔成立复杂性高等研究中心（The Program in Advanced Studies for Complex Systems， PARCS）就是这些合作交流的直接结果。十分巧合的是，刚一回国，中国科学院自动化研究所的戴汝为院士也正有成立复杂性研究机构的设想，后来演变成于2000年在中国科学院自动化所成立的“系统复杂性研究中心”，戴老师亲自担任首任主任，我是副主任。当时中心确立的主要方向之一就是经济、社会，特别是人口复杂系统的研究。然而，真正促使自己明确地提出“社会计算”这一名词的直接原因是发生在2003年的三件事。一是美国“9•11”事件后，西方各国对反恐情报研究极为重视，陈炘君教授择机倡议召开ISI研讨会，第一届会议就在亚利桑那大学召开，除美国国家基金会NSF之外，美国中央情报局CIA、联邦调查局FBI，还有国防部等情报机构皆派人参加，做报告并提供资助。2004年，又在图森召开了第二届会议，情况与上届基本一样。然而，对于情报二字，当时心里总有顾虑，内心不希望自己的名字与情报一词连系起来，加上会议又涉及许多情报机构的专业人士，就更加担心了。而且，会议上交流的论文大多专注于计算方法的应用，使我感到了ISI还缺少真正的科学内涵和自己的方法体系。因此，我希望能用一个新的角度来审视ISI。这些考虑，是我提出社会计算的主要原因，目的就是使情报研究进一步“中性”，使社会舆情的分析等等也成为其主要的内容之一。2005年，我与炘君合力，终于把ISI变成IEEE的国际会议，而社会计算也成了会议的主题之一。二是2003年和2004年参加了中科院组织的几次关于建立科学发展观的理论体系的内部讨论会，使我更加明确了以人工社会对社会问题建模，将计算机变成社会实验室进行试验，再把人工社会与实际社会并举互动实现平行执行的管理与控制的思路。这一认识是自己研究断裂力学时的计算实验想法的扩展，也是自适应控制方法的发展，一定意义上缓解了由于科学发展观问题一般无法做实验所导致的根本性矛盾。这就是后来的ACP（人工系统+计算实验+平分执行）方法，当时得到了许多与会领导和学者的共鸣与支持。三是当时中科院复杂系统与智能科学重点实验室未来发展方向的迫切需要。2003年初，我代表实验室首次参加了科技部组织的每5年一次的工程类国家重点实验室评估，评审专家纷纷认为实验室定位不清，不知“复杂系统”是什么，质疑我们研究了“复杂科学”的哪些问题；而且认为我们哲学讨论多，具体方法少。苦思数月并与室内多位研究人员，特别是与戴汝为院士讨论之后，我们最终认定ACP是一个方向，而复杂社会问题是一个突破口。当时，我与戴老师正参加由国家计划生育委员会组织，蒋正华、宋健和徐匡迪等领导和学者主持的国家人口发展战略的重大研究项目，因此提出了与计生委合作建立社会计算实验平台的建议，并与蒋正华和戴汝为两位老师撰写了一篇利用人工人口系统进行复杂人口问题研究的文章。2003年，我完成了“从一无所有到万象所归：人工社会与复杂系统研究”一文，投《科学时报》，呼吁大家关注这一研究方向。由于初稿过长，不适于报纸上发表，修改后还是太长，最后只好变相作为“广告”性质的文章于2004年春发表。在这篇文字中，我首次提出了“计算社会学”的名词和概念，显然是受到过去从事计算力学工作的影响。在此文的影响下，我们开始组织人员撰写基于人工交通系统研究城市交通堵塞问题的“973计划”立项书，并于次年在上海召开首届人工交通系统研讨会，主要就是讨论“973计划”研究的立项问题。社会计算一词和ACP方法的正式提出是2004年，相关文章可见本书附表2所列的目录，分别发表在我自己创办、后由周孟初教授主编的国际智能控制与系统杂志（International Journal of Intelligent Control and Systems，IJICS）和几份中文期刊。不用“计算社会学”而用“社会计算”，是为了消除有些从事计算研究的科研人员的顾虑，因为他们可能不希望涉入社会科学的研究，而“社会计算”一词比较中性，更容易被看成是关于一类计算方法的研究。2005年春，正值中科院信息技术学部和技术学部在河南省南阳市联合举办《科学•技术•人文》的论坛，我被邀请做了《社会计算：科学•技术•人文》的报告，这是自己关于社会计算的首次正式报告。之后，《科学时报》又组织了华中科技大学原校长杨叔子院士与自己的一次访谈，给了我又一次通过报纸宣传社会计算的机会。在此之前，当我与学生一起上网查询时，不论是百度还是谷歌，都没有中文“社会计算”作为一个研究术语出现的情况。但英文“Social Computing”一词早在1994年就有人用过。这一度曾使我十分沮丧，但找来原文一查，发现文中虽用了“Social Computing”一词，可一开头就解释其“Social Computing”是“Social Software”，即社会软件之意，如电子邮件、计算机支持的协作CSCW等等，并不是我们所指的“社会计算”，即广义而言的“面向社会科学的计算理论和方法”，狭义而言的“面向社会活动、社会过程、社会组织及其作用和效应的计算理论和方法”。这一发现，使我释然，最后决定还是以“社会计算”而非“计算社会学”来命名这一新的研究领域。为什么提倡社会计算研究？以农业时代向工业时代过渡为例。工业时代中的各种“人造过程”，如现代工厂里的各种物理化学反应过程，其实在农业时代里都存在，但却是自然的过程，其强度、速度或规模一般都比较小，一旦大了有的就是“自然灾害”了。“人造”自然过程的强度、速度和规模要求我们必须以工业化的生产方式进行管理，因此过程控制系统（PCS）、集散控制系统（DCS）和企业资源规划（ERP）系统等等，都成了当今工业时代必不可少的。因为再按过去农业时代的方式进行生产管理，就会产生“人造”自然过程的爆炸、起火、污染和资源的浪费，而新的工业化管理的基础就是现代物理学和其它现代科学。目前，我们的社会正从工业时代向智业或知业时代过渡。由于因特网、社会媒体、特别是微博等的出现，促生了许多“人工过程”，如人肉搜索、团购、“秒杀”等。其实，这些社会现象过去都有，但在无网的时代，这些过程的速度、强度、规模和影响力往往很小，一旦大了就可能是“社会动乱”。可以预见未来的“人工”社会过程之强度、速度和规模将要求我们必须以科学化的社会管理方式进行治理社会，所以未来的社会过程控制（SPC）系统、集散社会管理（DSM）系统和社会资源规划（SRC）系统等等，将变得必不可少。因为再按过去的方式管理社会，“人工”社会过程的“爆炸”、“起火”、“污染”和资源的“浪费”将不可避免。而实现科学化的社会管理，落实“科学发展观”，保障“可持续和谐社会”的基础就是社会科学真正的“现代化”，从定性走向定量，从离线走向在线，从时滞走向实时，其核心就是社会计算方法或计算社会科学。一句话，社会系统本身已光速化量子化了，社会科学也必须像百年前发生的物理科学革命那样，实现“量子化”、“光速化”、计算化。所以，我们要研究并普及社会计算。2006年，借成立国际计算机协会ACM北京分会和ISI国际合作团队评审的机会，我们在北京组织了第一次关于社会计算的研讨会，即“ACM Workshop on Societal Security and Computing”，同时申请香山会议，即后来的2007年第299届香山会议“社会计算的基础理论和应用”，之后在国内外，我们团队首先于2008年举办了IEEE Social Computing Workshop（SoCo）和中国科协学术沙龙“社会计算——社会能计算吗？”。2009年，由来实验室寻求合作的Justin Zhan博士推动启动了IEEE International Conference on Social Computing和中国首届社会计算会议。此外，我们团队还于2006年和2007年在《中国计算机学会通讯》与《IEEE 智能系统》合作组织了中外最初的新意义下的社会计算专刊。在美国，除社会软件的Social Computing研讨会，第一次真正意义下的相关会议是2007年底哈佛大学举行的“计算社会科学”研讨会。我曾被邀参加此次研讨，可惜因为当年10月刚去波士顿参加了IEEE TAB会议并顺访了哈佛大学，无力于12月再回去，故与此次会议失之交臂。2008年，美国空军等资助在亚利桑那州举行了“社会计算、行为建模和预测”的研讨会，同年还有海军资助的“社会计算与文化建模”的研讨会。2009年，美国《科学》杂志发表了哈佛研讨会的总结，大大地促进了计算社会学或社会计算的研究。同年，应美国海军全球研究办公室之邀，我去泰国，在第二届国际“社会计算与文化建模”研讨会上做了关于人肉搜索及网民社会运动群体（CeSMO）的主题报告。现在，社会计算已成为一个全球化的研究热点。过去，总有人问我什么是社会计算；现在，很少有人再问我这个问题了。但我却要说，要十分明确地说清楚何谓社会计算更加不易，因为这是一个发展十分迅猛的新领域。不管怎样，从文献而言，社会计算一词新在中文，旧在英文，但新意义下真正明确的社会计算研究源于中国。对此，我十分欢迎大家提供相关的反例。值得高兴的是，在中国科学院研究生院（即今天的中国科学院大学，简称国科大）的大力支持下，社会计算已于2012年成为跨“控制科学与工程”、“计算机科学与技术”和“管理科学与工程”三个一级学科的交叉学科，学科代码定为“99J2”，拥有博士和硕士学位授予权，学位培养工作已依托国科大和中科院自动化所展开。本书的撰写，正是因为社会计算研究生培养的迫切需要。需要说明的是，在本书的基础上，我们还正在组织《社会信息处理》和《社会行为建模与管理》的撰写工作。 社会计算是一门年轻的交叉学科，其发展成熟还需要一段较长的时间过程，特别是近年兴起的解析学（Analytics）、大数据、还有社会制造等的研究，无疑将给社会计算带来新的冲击。因此，实际上目前并不是撰写一本完整且稳定的社会计算专著之成熟时机。本书主要是我们团队近十年研究工作的一个不完整的概括性总结。由于时间限制，书中的内容选择和安排不尽理想，文字处理更非精细，这些问题希望在今后的版本中作进一步的改善。显然，本书只能起到抛砖引玉的作用，希望更多的学者和学生都参与到这一领域，出版更高水平的专著，促进社会计算的深入发展与广泛应用。在此，我谨向在社会计算研究起步时给予我极大支持的陈炘君教授、Jim Hendler教授、戴汝为院士、张钹院士、李国杰院士、陈国良院士、郑南宁院士，以及Wendy Hall和Tim Berners-Lee等教授表示衷心的感谢。曾大军教授虽然因时间的原因没有参加本书的写作，但他为社会计算的成长付出了很大的心血和努力，在此深表感谢。在过去的八年时间里，我们团队培养了十余名社会计算领域的博士和硕士研究生，形成了目前研究和应用工作的核心与基础。我们许多在读和毕业的研究生都为本书的完成做出了贡献，书中一些内容引用了部分学生的论文及项目成果。需要特别感谢的是陈伟运、罗川、张清鹏、张长利、王友忠、苏鹏、谭章文、曾轲、王晓等。同时，衷心感谢科技部、国家自然科学基金委、中国科学院长期以来给予的大力支持!最后，感谢浙江大学出版社陈晓嘉、许佳颖老师在本书出版过程中给予的大力帮助。王飞跃2012年12月

内容概要

王飞跃：中国科学院自动化研究所研究员，博士生导师，中国科学院复杂系统管理与控制国家重点实验室主任。1990年毕业于美国伦塞利尔理工学院计算机与系统工程系，获博士学位。主要研究领域包括社会计算、情报与安全信息学、智能系统和复杂系统的建模、分析、控制和管理，并提出ACP理论、智能体控制方法、智能机协调理论、语言动力学系统。先后发表相关论文200余篇，出版学术专著10余部，授权受理发明专利共20余项。曾任IEEE Intelligent Transportation Systems Society主席，旅美科技协会主席和竺可桢教育基金会会长。现任《IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems》主编、《IEEE Intelligent Systems》主编，中国自动化学会副理事长兼秘书长、系统复杂性专业学术委员会主任、中国管理现代化研究会系统管理与复杂性科学专业委员会主任等职。1996年获美国Caterpillar技术发明奖，2001年获国家杰出青年基金，2003年当选IEEE Fellow，2005年当选国际系统工程学会（INCOSE）Fellow，2007年当选美国科学促进会（AAAS）Fellow和国际自动控制联合会（IFAC）Fellow。2007年获国家自然科学二等奖和ACM杰出科学家奖。2009年获IEEE ITS杰出应用奖和杰出服务奖，2010年获IEEE ITS杰出团队奖。毛文吉：中国科学院自动化研究所副研究员，博士生导师。2006年毕业于美国南加州大学计算机系，获博士学位。主要研究领域包括智能信息处理、多智能体技术、社会计算。先后撰写Elsevier学术专著1部，主编Springer和Elsevier论著3部，应邀主编学术期刊专刊4次，发表高水平期刊和重要国际会议论文70余篇，论文总引用420余次（Google Scholar）。曾获国家科技进步二等奖、中科院科技进步一等奖、吴文俊人工智能科技奖创新二等奖，以及美国南加州大学“杰出学术成就”奖。现任《IEEE Intelligent Systems》编委，《软件学报》责任编委，ACM北京分会副主席，中国人工智能学会理事，中国计算机学会人工智能与模式识别专委会、服务计算专委会委员，IEEE Systems, Man & Cybernetics学会Homeland Security专委会委员等职。

书籍目录

第1章引言

1.1社会计算的研究背景

1.2社会计算的历史和发展

1.3社会计算的研究方法

1.4社会计算主要研究与应用领域

1.5本书结构

第2章社会媒体数据获取与分析

2.1社会传感网络

2.2行为知识提取

2.3观点挖掘

2.4情感分析

第3章社区发现

3.1社区的基本概念

3.2非重叠社区发现

3.3重叠社区发现

3.4社区发现算法评价

3.5小结

第4章社会网络建模与分析

4.1引言

4.2社会网络分析

4.3社会网络上的传播过程建模

4.4小结

第5章面向社会群体的建模与分析

5.1网群运动组织

5.2网民群体的计算建模

5.3人肉搜索案例与演化分析

5.4小结

第6章社会行为分析与决策评估

6.1行为分析与意图推理

6.2复杂行为分析与预测

6.3行为建议与决策评估

6.4小结

第7章社会计算应用

7.1情报与安全信息学

7.2互联网舆情计算

7.3突发事件应急管理

第8章从社会计算到社会制造

8.1引言

8.2 3D打印技术的应用、挑战与应对

8.3从社会计算到社会制造：产业革命的基础与动力

8.4社会制造的平行运营与管理

8.5小结

第9章展望

9.1未来研究课题

9.2社会计算发展线路图

9.3总结与展望

附录1本研究团队组织社会计算会议及专刊列表

附录2本研究团队发表社会计算相关论文汇总

编辑推荐

《社会计算的基本方法与应用》编辑推荐：第一本社会计算专著，凝结了作者及其团队多年来的研究与应用成果。第一本从利用计算技术解决社会问题的角度介绍社会计算领域的专著。

作者简介

《社会计算的基本方法与应用》对社会计算的基本理论、主要方法及典型应用进行了系统地阐述、分析和讨论。《社会计算的基本方法与应用主要研究成果包括以下几个方面：

（1）系统地总结了社会计算的研究框架，提出基于人工社会-计算实验-平行执行的ACP理论方法。

（2）提出了网群运动组织发现、建模及分析方法体系，并且面向大规模网络真实数据进行了详细分析。

（3）将社会计算理论方法成功应用于情报与安全信息学、互联网舆情计算、突发事件应急管理与社会制造等领域。

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