[论文解读] Information Society: Modeling A Complex System With Scarce Data

Noemí Luján Olivera, A. N. Proto+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2012

Opinion Dynamics and Social Influence被引用 3

一句话总结

本文利用统计物理工具将信息社会建模为复杂系统——具体而言，采用伊辛模型模拟数字鸿沟，采用广义洛特卡-沃尔泰拉模型模拟互联网治理，表明即使在经验数据有限的情况下，有针对性的政策（建模为外场）也能促使社会状态向更具包容性和合作性的方向转变。

ABSTRACT

Considering electronic implications in the Information Society (IS) as a complex system, complexity science tools are used to describe the processes that are seen to be taking place. The sometimes troublesome relationship between the information and communication new technologies and e-society gives rise to different problems, some of them being unexpected. Probably, the Digital Divide (DD) and the Internet Governance (IG) are among the most conflictive ones of internationally based e-Affairs. Admitting that solutions should be found for these problems, certain international policies are required. In this context, data gathering and subsequent analysis, as well as the construction of adequate physical models are extremely important in order to imagine different future scenarios and suggest some subsequent control. In the main text, mathematical modelization helps for visualizing how policies could e.g. influence the individual and collective behavior in an empirical social agent system. In order to show how this purpose could be achieved, two approaches, (i) the Ising model and (ii) a generalized Lotka-Volterra model are used for DD and IG considerations respectively. It can be concluded that the social modelization of the e-Information Society as a complex system provides insights about how DD can be reduced and how the a large number of weak members of the IS could influence the outcomes of the IG.

研究动机与目标

• 为解决研究复杂社会技术系统（如信息社会）时缺乏可靠数据的问题。
• 将数字鸿沟（DD）与互联网治理（IG）视为需要政策干预的系统性挑战进行分析。
• 开发一种建模框架，以在缺乏全面经验数据的情况下模拟政策对个体行为的影响。
• 证明复杂系统工具可预测政策结果，并指导更具包容性与发展导向的战略。
• 表明信息社会中的弱小个体可通过协调行为集体影响治理结果。

提出的方法

• 采用黄氏版本的伊辛模型来表示社会网络中的个体代理，其状态+1（在内）与-1（在外）反映其在信息社会中的包容程度。
• 引入外场（H）作为政策干预的代理，模拟自上而下的措施如何改变代理状态。
• 使用广义洛特卡-沃尔泰拉多代理系统，以建模互联网治理中新旧代理之间的竞争与合作动态。
• 在二维格点上模拟代理间的相互作用，采用最近邻耦合，允许发生相变与稳定构型。
• 应用时间序列模拟，追踪在不同政策强度（H = 1，H = 2）下代理状态（在内/在外）的演化。
• 改变新代理之间的合作率（从50%至100%），以评估其对系统整体结果的集体影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 在经验数据有限的复杂社会系统中，如何建模政策干预？
• RQ2 伊辛模型在多大程度上能够模拟数字鸿沟的动态及其包容性政策的影响？
• RQ3 新代理之间合作水平的变化如何影响互联网治理系统的稳定性与结果？
• RQ4 即使缺乏主导性结构性权力，弱小代理是否仍能通过集体行为影响复杂系统中的治理结果？
• RQ5 政策强度（建模为外场）在推动社会状态向包容与合作方向转变中起何种作用？

主要发现

• 伊辛模型成功模拟了从碎片化、不平等状态（高数字鸿沟）向更具包容性的状态转变的过程，且该转变由政策干预（外场H）所驱动。
• 当H = 1时，'在内'代理（被包容者）数量随时间增加，表明政策在减少排斥方面具有有效性。
• 当H = 2时，系统达到稳定且高度包容的构型，表明更强的政策可实现更快、更彻底的整合。
• 洛特卡-沃尔泰拉模型表明，当100%的新代理选择合作时，系统即使在旧代理保持竞争性的情况下，也能稳定进入合作状态。
• 模型显示，提高新代理之间的合作程度可降低系统不稳定性，并加速向稳定、包容的结果收敛。
• 模拟结果表明，弱小代理（新加入者）可通过集体行动改变系统的平衡点，暗示在互联网治理中存在自下而上的影响力路径。