計算社會科學:發展現狀與前景展望

2021-01-14 中國社會科學網

CSS不僅是純技術手段的引入應用,其實質是以計算科學、數據科學為代表的高新科技與人文社會科學的相互滲透和融合創新,是現有分支學科回歸人本基點和軌道的重組整合,所創生的行為社會科學、網絡社會科學、數字社會科學等都展現出鮮明的創新特質,能更好地體現出人類與自然界的伴生交互共進特徵。

計算社會科學(Computational Social Science,CSS)以大衛·拉澤(David Lazer)教授等15位美國學者於2009年2月在《科學》(Science)雜誌上聯合發文並首次正式提出這一學術概念為標誌,已經走過十多個年頭。雖然歷程短暫,但其發展迅猛,對人文社會科學理論及應用產生了廣泛而深遠的影響,引起了學界的高度關注與深層思考。

興起動因

一般認為,CSS是指計算(機)科學及相關技術在(人文)社會科學中的應用,是基於大量數據、採用計算機運算方法,通過建立模型以模擬和分析社會(複雜)現象的新興學科。按此理解和界定,CSS的分支學科主要包括:計算社會學、計算政治學、計算經濟學、計算傳播學和計算法學及計算(運籌)管理學等;涉及和逐步擴展到的相關學科有:史學、語言學、教育學、軍事學、文藝學、民族學、宗教學、倫理學和人類學及認知心理學等。其核心內容是關於人類社會發展的各類信息的自動化處理,專注於透過行為分析、媒體分析、網絡分析和對現實社會的典型化事實的分析,藉助代碼、算法、程序、建模、模擬等數位化手段,更深入地觀察探討個體行為特徵與社會運行規律及二者互動關係。

從計算機應用的視角看,在人類文明進程和社會發展中,人們探索自然界和自我認知的哲學觀念與方法手段也在不斷演進。從早期的自然哲學到中世紀的數學探索,逐步演變到當今的基於數值計算和模擬仿真的計算科學。進入21世紀,以大數據和人工智慧等為代表的新一輪科技革命的興起,拉開了被稱為第四代科學——(大)數據集約型科學發展的序幕。

作為一門科學或學科的發端,CSS其實可上溯到20世紀中葉馮·諾依曼(John von Neumann)的經濟行為的可計算規範研究、赫伯特·西蒙(Herbert A. Simon)的人工科學等。而人文社會科學中可計算的思想與實踐更是源遠流長,甚至早於在自然科學與工程技術中的可計算研究和應用。正式創建CSS學科的代表人物如美國東北大學的大衛·拉澤教授和喬治·梅森大學的克勞迪奧·喬菲-雷維利亞(Claudio Cioffi-Revilla)教授等一大批學者,大都有計算機科學的專業背景以及將其應用在人文社會科學中的探索經歷。

CSS興起和發展於當今時代,其動因大致有以下幾點。一是人類文明進程和社會發展日益複雜,不確定性的表現和誘因更加錯綜詭秘,人們對探索更深層次的社會發展奧秘的願望越發迫切,對高效的方法手段的需求不斷增長。二是數據積澱、計算機和信息網絡技術、HCP算力的有力支撐,為CSS的發展壯大提供了可能。三是由於人文社會科學自身發展邏輯的內在規定性,按傳統手段的感觸體驗、經驗積澱、卡片類摞、標註索引、書籤尋跡、文獻檢索、關聯比對、理論推證,到現代分析方法中的數據處理、模型構建、計量實證、仿真模擬、計算實驗等,都不足以揭示社會的複雜本質。我們能夠越來越清晰地感受和預見到,未來社會科學與計算科學等高新技術融合的必然性,以及其中所蘊藏的巨大發展動能與美好前景。由於這幾方面作用的合力推動,CSS牢牢抓住有利時機順勢而生,大步邁入蓬勃發展的鼎盛時期。

 創新特質

從總體發展現狀來看,雖然計算社會科學尚處在較為基礎的階段,但已顯露出旺盛的生命力和廣闊的應用前景。比如,美國的哈佛大學、麻省理工學院、史丹福大學、芝加哥大學、卡內基梅隆大學、微軟研發中心,英國的牛津大學、劍橋大學、帝國理工大學,瑞士的蘇黎世聯邦理工學院等高校和研發機構,都成立了專門的CSS中心或學術實體,不僅提供培養訓練相關專業學生(包括博士生)的課程體系與實訓基地,還開展了理論與實踐、自然科學工程技術與人文社會科學、學術研究與產業應用和政府諮詢結合的應用嘗試。同時,國內也有一批有遠見卓識、學術眼光敏銳的學者先後進入了CSS研究領域。北京大學、清華大學、浙江大學、復旦大學、中國人民大學等高校相繼設立專門機構、組建校際聯盟,積極轉變思維觀念、認知視角和研究方法,在跨學科交叉、人文社會科學研究中引入實驗手段等引發新文科建設競合,大有站立潮頭、搶佔制高點之勢。

CSS不僅是純技術手段的引入應用,其實質是以計算科學、數據科學為代表的高新科技與人文社會科學的相互滲透和融合創新,是現有分支學科回歸人本基點和軌道的重組整合,所創生的行為社會科學、網絡社會科學、數字社會科學等都展現出鮮明的創新特質,能更好地體現出人類與自然界的伴生交互共進特徵。比如,其研究領域包括:經濟生活中的個體消費與生活質量、利益群體關係、經濟運行態勢的關係,個體、企業、市場、政府的行為邊界及相互關係;公共衛生事件中的個體行為方式、社會組織形式、政府統一部署和治理及其關係;網絡環境下的個體言行、意願、行為習慣,社群網絡和利益群體訴求變動,社會主流價值觀及其規範,輿論發生、醞釀、傳播和效應激變可能引發的社會事端及應對預案;差異化、鮮活的個體在網絡結構和傳導機理下如何湧現出紛繁複雜的社會現象和形態,其對微觀行為的影響,以及二者間的雙向反饋機制等方面的話題。

人文社會科學各分支學科的共同基礎是對人類社會行為的研究,但仍缺少能夠解釋各分支理論成果的統一而連貫的理論框架,這是因為社會現象的複雜本質特徵是最難解決的科學問題之一。CSS興起的獨特優勢和行為科學、複雜性科學、社會網絡分析等相關學科和技術方法的輔助,能夠使原來觸及不到、揭示不了、解釋不清、無法實現的研究探索局面大為改觀,使不可能變為可能,艱難混亂變為有序可循,經驗規範的總結概括變為更有深度、更加精細的可證偽的科學檢驗。比如,網絡科學的崛起使社會科學家們深刻認識到,人、機構、市場之間的相互作用對集體社會行為存在重要影響,但意識、精神、信念、情感等很難觀察測度,尤其是針對大規模人群的長期觀察。因此,網絡數據的採集和分析處理,或許是CSS發展的切入途徑和重點內容。

從CSS所用到的代理人基模型(agent-based model,ABM)、系統仿真、智能算法、計算實驗、軟體平臺等方法來看,其創新特質還表現為研究範式的多元化更新和轉換。一是定性分析與定量分析結合的深度、精度和協調度顯著提升。二是對現實生活中的各種場景和典型化事實,通過各種理論分析推斷的計算實驗仿真和虛擬實境(VR+)等方法進行驗證。三是基於大數據、雲計算、人工智慧、機器學習等技術的數據集約型研究,並在創新研究中融入人文精神。四是由尋求同質化個體理性行為、單向線性的均衡思維下的因果/相關關係,到異質性個體綜合響應行為、多向多連通互為因果的互反饋機制的非線性非均衡思維下的關聯/生成分析。五是通宏洞微、層級貫通、虛實對接,使社會科學的宏觀總體分析與微觀基礎研究能夠產生更好的統一性。六是具有人本主導、包容性、關聯性、引領性的各分支學科理論及體系,更加注重自我豐富、完善的自適應性發展等。

儘管CSS研究已拉開序幕,但要真正創造具有重大影響和實踐意義的研究成果,尚需進一步轉變觀念、增強跨學科研究所必需的能力,完善研究的基礎條件、基本建設,從而更好應對各類滲透和融合、衝擊與挑戰。CSS研究要著重處理好理論方法與實踐檢驗的關係,堅持問題導向、任務導向、人本導向,將科學的嚴謹與人文的鮮活有機結合。同時,還需注意避免偏倚偏廢(炫技和固守)等誤區,盡力避免從一個極端走向另一個極端,陷入「精確的謬誤」「小數點後思維」的尷尬,避開技術盲區和扭曲等現象以及數據質性、數據產權和數據隱私可能誘發的問題。

 前景展望

計算科學及以大數據、雲計算、AI、機器學習、萬物互聯、區塊鏈、5G、VR+等具有鮮明時代特徵的新一輪科技革命的成果在人文社會科學研究中的引入和應用,將成為助推新時代中國特色哲學社會科學創新發展的重要動能。中國豐富曲折的社會發展經歷和龐大的人口規模,是孕育、創建交叉學科研究很好的平臺。面對人文社會科學、自然科學和思維科學的大跨度、大縱深地融合創新,電腦與人腦通過計算思維、計算科學、數據科學、信息網絡技術並行對接,我們不僅要知道數據和技術如何用,還要知曉數據如何來、如何反映研究對象。還要明辨技術方法的適應性,思考人類共同的文明成果如何與中國的國情特色相結合,研究結果如何轉化並應用於社會發展實踐。理論、實驗與計算雙向多通途、多方式的認知轉換,尤其是基於真實生命體的感知和神經元工作原理的生物晶片的植入、(半)侵入式腦—機融合對接技術等具有人文特徵的信息的採集和實時處理方面的突破,將促使CSS進入一個難以估量的全新發展階段。可以預見的是,CSS的應用會越來越廣泛、影響越來越深遠,將成為人文社會科學研究領域的一個重要發展趨勢。

綜合來看,CSS是由計算科學、數據科學、數學、統計學與人文社會科學、思維科學等多學科進行大跨度、大縱深交叉而形成的新興研究領域。在經歷了萌芽和形成初期以技術主導、數據驅動等為主要特點的應用階段後,現在已逐步形成由問題導向、人文驅動、技術支撐和內在關聯等相融合的新型學科群。

 (作者單位:中國社會科學院大學計算社會科學研究中心)

來源:中國社會科學網-中國社會科學報 作者:王國成

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