《爆发》巴拉巴西:理解网络社会,从这七个定律开始|研习社课程实录
6月4日,全球复杂网络研究权威巴拉巴西走上混沌研习社的讲台,主讲《网络科学:复杂世界的底层代码》。
巴拉巴西说,现在的社会完全受网络主导,所以一定要具备网络思维,了解它的结构,它的根本运作原理。这七个普适定律可以应用于不同的系统,而不是只应用于某些场景。
(本文根据巴拉巴西在混沌研习社的课程整理,有删节,研习社社员可点击官方微站,观看完整版视频回播,本次课程下周三上线。)
今天我想给大家讲,网络是如何塑造我们的生活,以及网络思维是如何整体影响人类行为的。
我们从一个故事开始,2003年8月15号,美国东部大面积断电,1400多万人受到影响,这次断电是因为俄亥俄州克利夫兰有一根电线崩溃了,当它倒下的时候,这些电转移到了相邻的电线上,相邻电线也承载不了,然后又移到其他相邻电线,最后造成大规模崩溃。
这种级联失效现象在其他地方也能看到,比如金融领域,2008年全球金融危机,实际上一开始是美国住房市场泡沫破灭,然后影响到全世界。不管是电、金融系统、社交网络还是我们身体内部的网络结构,都是互相影响的。
为什么有这么大的影响?我们看一些现实网络运行的普适定律,就能够理解了,它们可以应用于不同的系统,而不是只应用于某些场景。
通过六个人,能认识任何一个人
六度分割这个词是1967年出现的,来自于哈佛社会学院的研究,指两个美国人通过六个人就可以认识美国的任何一个人。
为什么我们在社会中联系如此紧密?答案非常简单,就是网络的力量。
据研究,现在一般的社会人有1000个朋友,1000个朋友中每个人又有1000个朋友,所以是1000的平方一百万,继续往上乘,就是非常庞大的数字。也就是通过六度分割以后,世界上所有的人都可以联系在一起了,这就是六度分割的理论基础。
少数中心节点有大量链接
回到20世纪60年代,两个匈牙利数学家做了研究,他们说,当我们看到真实网络,比如生物或者交通网络,好像是随机的。
那么,我们可以打造一个网络,先给出一些节点,然后通过概率把他们连在一起。比如,我们选两个人,扔个骰子,如果骰子是6,就连起来,如果不是就不连,一个骰子6个面,也就是每两个人有1/6的概率成为朋友。
如果我改变概率呢?比如增加为1/4,就会看到一些小的集群出现,再增加,集群越来越多。所有独立的集群会联系在一起,出现很大的网络。
换句话说,数学家告诉我们一个非常有意思的现象,所有网络的出现并不是循序渐进的,是一种爆发式的增长,一开始的链接非常小,零散、孤立,没有任何影响,到了一个临界点,就会形成网络,所有的小小世界会结合在一起,圈子就被打通了。
另外一个假设,如果这个社会是完全随机的,每个人的情况就非常像,拥有朋友数量大致平等。但我们可以看到,人跟人差别很大,有人朋友非常多,有人非常少。所以网络不是随机的。
如何理解这种网络的非随机呢?
举个例子
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20年前我们开始思考这个问题,选择了万维网作为研究对象,里面有许多的节点,点击一下,可以把你带到另一个网站上。
如果你有一个网页,你准备上面放什么链接呢?跟你个人爱好相关的?比如说你是喜欢高科技的,就放高科技网站,喜欢物理学就放物理学的网站。但是兴趣是非常随机的,所以我们的预期结果是:万维网是随机的。
然后我们就去画了图,发现这个图是符合幂律分布的,也就是绝大多数的网页的链接很少,同时有几个有许多链接的网页节点。这是幂律分布网络,并不是随机分布的。这种网络叫做无尺度网络。
无尺度网络的特征是:
许多的节点只有少数的链接
只有少数的中心节点有大量的链接
举个例子
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航空路线图就是无尺度网络,有很多的节点,都是小机场。另外有一些大的机场,就是中心节点。如果我们看航线图,这是一个非统一的网络,小节点是通过几个大的中心节点联系起来。
与此对应的是随机网络:
大多数节点拥有的链接数是一样的
并没有一个高度链接的节点存在
举个例子
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比如公路系统就是随机网络,链接就是城市之间的高速公路,它是统一的网络,每一个城市的链接都是差不多的,一个城市不可能有200条高速公路。
极端情况是赢家通吃
为什么不是我们之前看的随机网络?如何解释枢纽或者中心节点的出现?
随机节点的模型有两个假设前提,我们假定随机网络中,把一些节点绑在一起,然后出现一些节点,他们相互出现随机链接。其中有这样一个假设,网络是固定的,节点不会变化。
但是在现实生活中,网络是不断扩张的,会不断接收新的节点。
我们想一想万维网,在2001年只有一个网页,现在已经有一万亿个,因为所有人只要用了万维网,就会创造出一个网页,但是新的节点不会随机选择链接,他们希望能够链接到那些有更多人链接的网页上去。
你希望链接到你知道的东西,那你知道哪些网页?雅虎、Facebook、google,这些是所有人都知道的网页。你更可能联系到那些所谓高度链接的,枢纽链接上去,这就是我们所谓的优先情结。
所以这些节点不是随机连接的,更偏向于在那些已经有很多链接的点上。这是一个富人越富的现象,所以大节点会比小节点增长更快,最后成为真正的中心枢纽。
我们可以看到富人越富,穷人越穷,如果你不断做这个运行,出现几百万节点的时候,你会发现这两个简单的原则:
这个网络在增长。如果没有一个增长的网络,是不可能出现许多中心节点的。
优先情结。后来的这些节点,是优先选择那些高度链接的节点进行链接。
先发优势
这两个原则,有人认为它不是太现实,因为最大的枢纽节点,总是那个最先出现的,所以才能越来越大,这是商业社会常说的先发优势。如果你第一个进入市场,最有可能成为最大的节点。
现实并非如此,在座有多少人听说过INKTOMI的? google之前,INKTOMI其实是世界上最大的搜索引擎,但是现在google取代了它。
Facebook出现之后超过了google,成为了万维网上最大的枢纽节点。很显然google和Facebook,就是违反了先发优势,却是后发制人。
适应性
因为还有一种属性叫做适应性,也就是看这个节点自己的吸引力大小,比如人的适应性就是魅力,别人是不是愿意和你交流,是不是愿意和你保持联系。放在网络上,就是一个网页的内容是否有趣,功能是否强大。
加入适应性这种考虑,完全可以推翻先发优势。就是说,可以靠着强大的适应性后来居上。这就解释了为什么在网络当中有一些节点,比其他的一些更加成功,因为内在适应性非常强。
适应性很强的极端,就是一个节点占据所有网络。
举个例子
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现在操作系统存在了30年了, Windows永远是一家独大。计算机网络是在不断增长的,应该会出现很多其他可以选择的操作系统,但是因为Windows的适应性很强,所以出现了赢家通吃的市场。
如果你知道这个网络内部的构造,就可以非常有效攻击它,摧毁整个网络
稳定的同时,难以抵抗恶意袭击
为什么要特别重视中心节点,这就是强健性的问题:系统是否有能力完成自己的功能,即使它有一些部件临时坏掉了,还是能够完成。
在任何一个时间点,有成百上千的路由器在网络上坏掉了,因特网整个并不会崩溃。我的身体里面有成百上千万的细胞出问题,但我并没有倒下。其中有哪些神秘的规则呢?
如果有一个完全随机的网络,一些节点的故障,不会导致整个系统摧毁,但是越来越多的节点如果都出现故障,会达到一个临界点,突然系统就崩溃了。每一个网络都有自己独特的阀值,只能在阀值之上正常运行。
当然,这个理论只适用于规律性的随机分布网络。
无尺度的网络中会出现什么现象?取出小节点不太可能使这个网络崩溃,比如航空系统可能有几百个机场,关闭很小的机场不会影响大局。一两个大枢纽被关了也不是世界末日,因为其他大部分枢纽节点还在发挥作用。
所以随机关闭机场或者节点的失败,都不会造成系统的崩溃,这就是无尺度网络的稳健性。
但是为了获得这种稳健性,你必须要付出代价,如果是恶意打击那些最大的枢纽,再打击第二大的枢纽,第三大的枢纽,整个系统很快就分崩离析,无尺度网络的崩溃就比一般随机网络要快得多。
它们的连接非常紧密,但是对于恶意袭击的抵抗非常脆弱,如果你知道这个网络内部的构造,研究它的枢纽,你就可以非常有效攻击它,摧毁整个网络和底层的结构。
除了节点故障之外,还有其他的脆弱性,网络会带来多米诺现象,一个网络故障了之后,节点之间会相互影响,使好的节点也会坏掉。怎么应对?一、取消一两个节点。第二,内部阻止一些流动。
举个例子
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美国打击基地组织时,战略之一就是打击枢纽节点,找到基地组织的首领处死,另外就是干扰支援他们的资金流,使他们没有钱,其他的节点就无法正常发挥作用,使得整个系统崩溃。
他们的传播效率更高
另一个法则和信息传播过程有关。信息存在于节点上就很容易传播开,很快覆盖所有网络。
很多网络都不是随机的,是有中心节点的,哪怕是很小的一个传播速度,也会形成很严重的问题。因为传播效率很高,他们和很多其他的小节点联结在一起。
很多人做营销就明白这个道理,大家都找网红,希望红人来传播产品,因为他们是中心节点,一旦他们被攻下了,信息很快被传播出去。
所以传播当中,中心节点是非常重要的,他们起到了关键的作用,如果说我们要采取主动干预,也需要对这些中心节点下手。
新信息必须通过弱关系找到
如果你真想分析网络,这个定律也非常重要。一些基于用户的网络是很乱的,怎么从中截取有用信息,知道这些节点都在干什么?
社群在这里就是一些节点,就像我们的朋友圈一样,每一个人的社交网络都是高密度的小圈子,他们之间互相联系非常紧密,对外连接就不是特别的紧密。
所以我们看,那么复杂的一个网络,怎么样去找切入点,也就是说在特别大的网络当中,我去聚焦其中一些小的部分,找这个社群。
这些社群有意义吗?有。属于同一个社群的人,他们有相似的特征,比如相似的年龄,相似的社会经济背景,相似的消费习惯。
所以现在很多市场营销中,会使用社群这个概念,比如说你有一万个消费者,谁会去买法拉利?能够买得起法拉利的人,会形成自己的圈子。精准营销找到定位的目标客户群,比你砸钱大范围撒广告,效果要好得多。
社群的概念其实很早就进入了网络科学家的视线,70年代研究网络的社会学家就发现,60%到70%的人的工作并不是他们的强关系带来的,而是通过弱关系找到的。比如我找到工作,是通过我朋友的朋友,而不是最好的朋友。
为什么呢?他的解释是,你要找到新的信息,通过强关系很难找到,因为强关系跟你的信息源是一样的。如果你想找新机会,必须走到那些弱关系中,他们有很多信息是你不知道的。
我们必须记住,网络并不是平均分配的,它们有集群效应,社群可以帮助某一些创新性想法的传播,同样也可以限制某些传播,如果你需要新信息,必须要努力找到那些新社群。
21世纪关键大公司的商业模式,根本上来讲都是网络式的
找到能实现改变的节点
说到这里,我们要换一个话题,控制网络。谈到网络控制,首先要问,什么叫控制,工程师做了如下定义:
就是通过任何一个初始状态,可以走到我们想让它达到的状态。
举个例子
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一部车有六千个零部件,当你开车的时候,通过四个部件,刹车、油门、方向盘、离合器,就可以对整个体系进行控制,这意味着什么?
意味着从网络的角度来说,在这四个节点输入信号,就可以控制整个系统。
把这个问题反过来看,每天都要问自己这样的问题:哪些节点,我们可以对它进行调节,实现改变。
比如有人让你去带领一家新公司,你肯定要问,这个公司中,有哪些人可以帮助我一起来作出变革,也就是说有哪些是重点联系的人物,我们把它不叫做控制,我们把这样发挥作用的人叫做领导者。
所谓的领导者就是你要找到公司组织当中正确的一些节点,你跟他们一起来改变这个公司的方向,你其实在问的问题,一直都离不开控制。
绝大多数网络中的节点不是控制点,中心化的网络只能通过几个节点去控制,其他的点你不能去控制它。分布式的网络每一个点都有可能成为你的控制点,你有很多种控制的节点组合。
显然这两种网络会带来不同的影响,如果说现在你想要去建一个厂,希望这个厂可以很好地执行指示,这个厂的网络就是中心式的,你只要掌握几个少数节点去控制就可以了。但是如果你的组织想要做创新,百家争鸣,分布式的网络会更有用。
大公司的商业模式都是网络式的
我们现在所处的社会,是完全受网络主导的,很多公司都在采用这种网络式的商业模式,世界上最大型的组织不是石油公司、矿业公司,而是google、facebook、apple等,这些公司在做什么呢?
google在画万维网后面的图,并且靠这些图产生大量的价值。思科、中国华为在做什么呢?建立网络。Facebook把我们的社交网络图画出来,微信也在激活我们的社交网络。
21世纪,关键大公司的商业模式,从根本上来讲,就是网络式的商业模式。所以一定要具备网络思维,了解它的结构,了解它根本的运作原理。
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