《模型思維》之網(wǎng)絡(luò)模型

一、網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點以及連接節(jié)點的邊(edge)組成。由邊連接起來的節(jié)點互為鄰居。如果沿著邊,可以從任何一個節(jié)點到達(dá)任何其他節(jié)點,就將這樣的網(wǎng)絡(luò)稱為連接的網(wǎng)絡(luò)。
網(wǎng)絡(luò)中的邊可以是定向的,也就是說,可以從一個節(jié)點指向另一個節(jié)點。邊也可以是非定向的;連接兩個朋友的邊就是非定向的。在非定向網(wǎng)絡(luò)中,一個節(jié)點的度(degree)等于連接到它的邊的數(shù)量。
路徑長度,指兩個節(jié)點之間的最小距離,與度成反比。當(dāng)增加邊時,就縮短了節(jié)點之間的平均距離。
網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計量
度:節(jié)點的鄰居數(shù)(即邊數(shù))。
路徑長度:從一個節(jié)點到另一個節(jié)點必須遍歷的最小邊數(shù)。
介數(shù):經(jīng)過某個節(jié)點連接兩個其他節(jié)點的最短路徑數(shù)量。
聚類系數(shù):一個節(jié)點的鄰居對當(dāng)中,同樣也由一條邊連接的鄰居對所占的百分比。

在這個地理網(wǎng)絡(luò)中,每個節(jié)點都連接到位于它右側(cè)和左側(cè)的兩個節(jié)點,因此平均度等于4。每個節(jié)點到4個節(jié)點的距離為1、2、3,因此平均距離恰好等于2。從圖10-1可見,這個地理網(wǎng)絡(luò)的度和距離分布都是簡并性(degenerate)的,因為每個節(jié)點都具有相同的度和相同的平均距離。可以看出,每個節(jié)點的介數(shù)都等于1/12。每個節(jié)點都有4個鄰居,可以構(gòu)成6個對。在這6個對中,恰好有3對是相互連接的:直接靠著該節(jié)點的左右兩個節(jié)點分別連接到再外一點的節(jié)點,并相互連接。因此,聚類系數(shù)等于1/2。

二、常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1、隨機網(wǎng)絡(luò)的蒙特·卡羅方法
為了檢驗一個具有N個節(jié)點和E條邊的網(wǎng)絡(luò)是不是隨機網(wǎng)絡(luò),可以創(chuàng)建大量具有N個節(jié)點和E條邊的隨機網(wǎng)絡(luò),并計算出度、路徑長度、聚類系數(shù)和介數(shù)的分布。然后,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計檢驗,以確定接受還是拒絕那個網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可能抽取自該模擬分布的假設(shè)。
2、地理網(wǎng)絡(luò)
節(jié)點排列成圓形并且每個節(jié)點在每個方向上都連接到最近的節(jié)點。
3、冪律網(wǎng)絡(luò)
這種網(wǎng)絡(luò)的度分布是冪律的。少數(shù)節(jié)點有許多連接,同時大多數(shù)節(jié)點的連接則非常少。
4、小世界網(wǎng)絡(luò)
它結(jié)合了地理網(wǎng)絡(luò)和隨機網(wǎng)絡(luò)的特征。要想構(gòu)建一個小世界網(wǎng)絡(luò),可以從一個地理網(wǎng)絡(luò)開始,然后進(jìn)行“重新布線”,方法是隨機地選擇一條邊并把這條邊所連接的其中一個節(jié)點替換為一個隨機的節(jié)點。
如果“重新布線”的概率等于零,所擁有的就是一個地理網(wǎng)絡(luò);如果“重新布線”的概率等于1,那么就有了一個隨機網(wǎng)絡(luò);而當(dāng)概率介于這兩者之間時,就會得到一個小世界網(wǎng)絡(luò),以小集群區(qū)別于通過隨機鏈接連接到其他集群的地理網(wǎng)絡(luò)。社交網(wǎng)絡(luò)看起來類似于小世界,每個人都有一群朋友,以及若干隨機的朋友。

隨機網(wǎng)絡(luò)、地理網(wǎng)絡(luò)、冪律網(wǎng)絡(luò)和小世界網(wǎng)絡(luò)

三、網(wǎng)絡(luò)形成的邏輯
大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都是從個體行為者做出的關(guān)于建立連接的選擇中涌現(xiàn)出來的。友誼網(wǎng)絡(luò)、萬維網(wǎng)和電網(wǎng)都是如此。這些網(wǎng)絡(luò)不是計劃的結(jié)果。不過,也有一些網(wǎng)絡(luò),例如供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),確實是計劃的產(chǎn)物。我們希望按計劃構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)對節(jié)點的故障具有魯棒性。當(dāng)然,自發(fā)涌現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都具有魯棒性這個事實是一個謎。

四、網(wǎng)絡(luò)的功能
友誼悖論:如果網(wǎng)絡(luò)中任何兩個節(jié)點的度不同,那么平均而言,節(jié)點的度會低于其相鄰節(jié)點。換句話說,平均而言,人們的朋友比他們自己更受歡迎。
友誼悖論適用于任何網(wǎng)絡(luò):電子郵件網(wǎng)絡(luò)、學(xué)術(shù)引文網(wǎng)絡(luò)、銀行網(wǎng)絡(luò)和國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)等。友誼悖論的邏輯可以擴展到任何與朋友數(shù)量相關(guān)的性質(zhì)。如果活躍、快樂、聰明、富有和友善的人平均而言會擁有更多的朋友,那么一個人的朋友平均來說會更活躍、更快樂、更聰明、更富有、更友善。
六度分隔理論:假設(shè)每個節(jié)點有100個“圈內(nèi)好友”(C),他們彼此都是朋友;以及20個隨機朋友(R),他們沒有與節(jié)點共同的朋友。一度:C+R=120;二度CR+RC+RR=2000+2000+400=4400;三度:CRC+CRR+RCR+RRC+RRR=328000;四度:17360000;五度:>10億;六度:>200億
我們的弱關(guān)系,也就是網(wǎng)絡(luò)中的隨機朋友,由于連接了具有不同興趣和信息的社區(qū),從而發(fā)揮了重要的信息作用。因此,社會學(xué)家很強調(diào)弱關(guān)系的力量。由于假設(shè)隨機朋友的朋友之間沒有重疊,這個模型隱含地假定人口是無限的。但是在現(xiàn)實世界中,隨著度數(shù)的增大,真實的社交網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)朋友之間的重疊。

五、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性
網(wǎng)絡(luò)最重要的性質(zhì)是,它在受到?jīng)_擊時是不是仍然能保持連接。缺乏局部聚類的稀疏網(wǎng)絡(luò)更容易出現(xiàn)故障。具有長尾度分布的互聯(lián)網(wǎng)對隨機節(jié)點故障具有很強的魯棒性?;ヂ?lián)網(wǎng)的度分布意味著,絕大多數(shù)節(jié)點的連接很少,因此即便它們發(fā)生了故障,網(wǎng)絡(luò)也能保持連接。

一個人的行為既可能是依賴于情境的,也可能是由內(nèi)在因素決定的;個人對共同事業(yè)的價值或貢獻(xiàn)也是如此。一個人的價值或貢獻(xiàn)可能是源于他本身的某種性質(zhì),但是,一個人的成功或許也可以歸功于其朋友和同事的網(wǎng)絡(luò)。成功到底取決于你所知道的東西,還是取決于你所認(rèn)識的人?

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