社會科學計算實驗基本教程

前言

　　社會科學是以社會現(xiàn)象及其發(fā)展規(guī)律為研究對象的科學。自十九世紀至今，經(jīng)無數(shù)學者的努力和潛心研究，社會科學不僅形成了門類和領(lǐng)域眾多、內(nèi)容精深的學科體系，而且出現(xiàn)了體系內(nèi)學科相互融合和交叉的現(xiàn)象，這說明社會現(xiàn)象及其發(fā)展規(guī)律本身是極其豐富和復(fù)雜的?！　?fù)雜性思維和對復(fù)雜性的探索，不斷加深了人們對社會系統(tǒng)自身復(fù)雜性的理解和認識，今天，人們已在社會系統(tǒng)具有高度復(fù)雜性這一問題上形成共識，并且認為社會系統(tǒng)的復(fù)雜性主要源于：　　1.人的行為的復(fù)雜性。社會系統(tǒng)的主體是具有高度智能和自適應(yīng)能力的人，而“適應(yīng)性造就復(fù)雜性（霍蘭）”?！　?.社會結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。社會結(jié)構(gòu)普遍是有層次的，而系統(tǒng)層次間一般都會呈現(xiàn)復(fù)雜的“涌現(xiàn)”現(xiàn)象。　　3.要素間關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性。社會系統(tǒng)的組成要素，有人、物和信息，彼此之間的關(guān)聯(lián)方式與因果關(guān)系導(dǎo)致相互之間的關(guān)聯(lián)作用呈現(xiàn)多種類型的復(fù)雜性，如時滯、非對稱、不完全、異構(gòu)及非線性等?！　?.環(huán)境的復(fù)雜性。社會現(xiàn)象一般都是社會系統(tǒng)的某種宏觀行為，而這種行為必然受到系統(tǒng)環(huán)境的影響，特別是當環(huán)境變化和高度不確定時，系統(tǒng)行為的復(fù)雜性會顯著增加。　　除了上面提到的這些因素之外，人的思維的復(fù)雜性也使得主客觀之間的關(guān)系又增加了一重復(fù)雜關(guān)系?！　∈聦嵄砻鳎荷鐣到y(tǒng)及相應(yīng)的社會科學問題目益凸現(xiàn)的上述復(fù)雜性，不斷向社會科學研究方法論提出新的挑戰(zhàn)，在這種情況下，隨著社會現(xiàn)象復(fù)雜性的不斷增加，相應(yīng)地揭示、駕馭這一復(fù)雜性的社會科學研究方法論也在不斷發(fā)展，并推動著社會科學的進步。

內(nèi)容概要

本書力圖系統(tǒng)、實用地介紹社會科學計算實驗方法體系中的建模方法、可用計算模型和相關(guān)開發(fā)工具等內(nèi)容。期望通過本書，使讀者能夠至少熟悉一個基于多代理的系統(tǒng)開發(fā)工具并且能夠創(chuàng)建有效的計算實驗?zāi)Ｐ汀?    本書的讀者對象主要包括：從事社會科學計算實驗相關(guān)研究與開發(fā)專業(yè)的研究人員、碩士和博士研究生等。

書籍目錄

序言前言第1章  社會科學計算實驗概述  1.1  社會經(jīng)濟系統(tǒng)的復(fù)雜性    1.1.1  社會經(jīng)濟系統(tǒng)復(fù)雜性分析  1.2  復(fù)雜性對方法論的需求    1.2.1  社會科學的經(jīng)典研究方法    1.2.2  社會科學研究中的難點    1.2.3  復(fù)雜系統(tǒng)的綜合集成方法論  1.3  社會科學研究中的計算實驗方法    1.3.1  復(fù)雜社會系統(tǒng)的可計算性    1.3.2  從復(fù)雜系統(tǒng)到人工社會    1.3.3  基于人工社會的社會科學計算實驗    1.3.4  社會科學計算實驗的模型結(jié)構(gòu)    1.3.5  社會科學計算實驗的研究范式    1.3.6  社會科學計算實驗的技術(shù)路線第2章  基于代理的社會科學計算實驗建模方法  2.1  ABM基本概念  2.2  基于代理的建模方法  2.3  代理的學習與進化    2.3.1  學習模型    2.3.2  進化模型  2.4  多代理系統(tǒng)建模工具第3章  基于RePast的建模教程  3.1  RePast背景  3.2  RePast功能介紹    3.2.1  視窗安裝    3.2.2  通過Eclipse軟件進行安裝    3.2.3  創(chuàng)建模型  3.3  載入模型    3.3.1  控制圖標描述    3.3.2  增加二維顯示    3.3.3  使用Agent編輯器    3.3.4  運行模型  3.4  保存及載人數(shù)據(jù)    3.4.1  保存模型數(shù)據(jù)    3.4.2  載入模型數(shù)據(jù)  3.5  數(shù)據(jù)輸出    3.5.1  修改顯示    3.5.2  數(shù)據(jù)設(shè)置    3.5.3  生成表格    3.5.4  文件輸出    3.5.5  發(fā)布模型  3.6  使用FlowChart工具建模案例    3.6.1  創(chuàng)建模型結(jié)構(gòu)    3.6.2  載入模型結(jié)構(gòu)    3.6.3  生成顯示圖表    3.6.4  運行模型結(jié)果  3.7  使用Java語言建模案例    3.7.1  創(chuàng)建sheepAgainstGrass工程    3.7.2  創(chuàng)建類    3.7.3  定義model.score文件    3.7.4  運行模型    3.7.5  運行結(jié)果  附錄第4章  基于NetLogo的建模教程  4.1  NetLogo簡介  4.2  NetLogo集成建模環(huán)境    4.2.1  菜單    4.2.2  界面標簽頁    4.2.3  信息標簽    4.2.4  方法標簽  4.3  NetLogo程序語言    4.3.1  代理及其方法    4.3.2  變量    4.3.3  列表類型    4.3.4  數(shù)學運算    4.3.5  畫圖功能  4.4  NetLogo建模案例  附錄第5章  基于ables的建模教程  5.1  Fables概述    5.1.1  Fables簡介    5.1.2  Fables安裝  5.2  Fables集成建模環(huán)境    5.2.1  集成建模環(huán)境簡介    5.2.2  基本功能    5.2.3  無圖形界面啟動    5.2.4  加載Java程序  5.3  Fables程序語言    5.3.1  基本元素    5.3.2  函數(shù)    5.3.3  表達式    5.3.4  變量與賦值    5.3.5  類和代理    5.3.6  啟動模塊    5.3.7  事件調(diào)度    5.3.8  隨機數(shù)    5.3.9  加載Java函數(shù)  5.4  Fables圖表工具    5.4.1  圖表工具基本設(shè)置    5.4.2  圖表的類型    5.4.3  數(shù)據(jù)源編輯器  5.5  實驗案例    5.5.1  案例簡介    5.5.2  創(chuàng)建新的Fables工程    5.5.3  集成建模環(huán)境    5.5.4  圖表制作向?qū)?   5.5.5  運行程序    5.5.6  文檔生成  附錄第6章  社會科學計算實驗總結(jié)與展望  6.1  計算實驗基本概念    6.1.1  計算實驗與實驗管理學    6.1.2  計算實驗與系統(tǒng)仿真    6.1.3  計算實驗與多代理建模    6.1.4  計算實驗結(jié)果的可信性分析  6.2  計算實驗發(fā)展展望    6.2.1  計算實驗理論研究展望    6.2.2  計算實驗應(yīng)用展望參考文獻后記

章節(jié)摘錄

　　社會經(jīng)濟系統(tǒng)中的人常常為了共同的目標在一起生活、工作，他們之間經(jīng)常進行信息、經(jīng)驗、感情等各方面的交流。每個人的思想、行為，特別是那些舉足輕重的成員對其他成員可能產(chǎn)生重要影響，以至于影響到群體的行為。在社會經(jīng)濟系統(tǒng)中，成員之間的交互作用非常復(fù)雜，而且這種交互作用及其結(jié)果是一種非線性關(guān)系，在宏觀上，會出現(xiàn)漲落，并涌現(xiàn)出復(fù)雜的系統(tǒng)行為。這些特征使得社會經(jīng)濟系統(tǒng)中的主體具有記憶、學習和產(chǎn)生對策的能力，具有高智能性和適應(yīng)性。通常，這種智能程度越高、適應(yīng)能力越強、行為的不確定性越大，系統(tǒng)就越復(fù)雜?！　〈送猓黧w活動的復(fù)雜性并不能完全排除主體行為的偶然性和無序性，因此，一方面，社會經(jīng)濟系統(tǒng)會呈現(xiàn)出極大的隨機性、模糊性和不穩(wěn)定性，另一方面，社會系統(tǒng)又會表現(xiàn)出一定的秩序性、確定性、必然性和規(guī)律性。我們看到，一些地區(qū)為了經(jīng)濟發(fā)展，僅僅將自然作為一個認識、征服、改造、支配的純粹與人無關(guān)的對象，卻沒有注意到社會經(jīng)濟系統(tǒng)的復(fù)雜性，結(jié)果事與愿違，對環(huán)境造成極大破壞，得不償失，這一現(xiàn)象已引起研究者注意。目前，整個社會科學都在越來越多地關(guān)注個體的主動性，并把它作為觀察與研究社會經(jīng)濟系統(tǒng)的基本出發(fā)點?！　?）結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性　　在社會經(jīng)濟系統(tǒng)中，既有人的要素，又有物的要素和信息的要素，如：經(jīng)濟、政治、科技、文化、教育、宗教、藝術(shù)等諸多因素，是一個人流、物流和信息流的動態(tài)集合體。實際上，社會經(jīng)濟系統(tǒng)演化發(fā)展是各種要素交互作用的結(jié)果。社會經(jīng)濟系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常是一種層次或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，往往涉及信息流的結(jié)構(gòu)、工作任務(wù)流的結(jié)構(gòu)、資源分配流的結(jié)構(gòu)等等。主體和系統(tǒng)其他要素之間通過這些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起。所有聯(lián)系的總和把社會經(jīng)濟系統(tǒng)要素關(guān)聯(lián)成一個整體，形成特定的、動態(tài)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形態(tài)。通常，系統(tǒng)和子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)會隨社會經(jīng)濟系統(tǒng)的演化而變化?！　?）要素間相互作用的復(fù)雜性　　在社會經(jīng)濟系統(tǒng)中，除了作為社會現(xiàn)象、社會關(guān)系、社會運動、社會規(guī)律的載體和附屬物的客觀存在物外，更為重要的是這些實物背后存在的社會關(guān)系、結(jié)構(gòu)和規(guī)律，如：生產(chǎn)力、生產(chǎn)關(guān)系、人類社會發(fā)展的總規(guī)律、特殊社會形態(tài)發(fā)展的規(guī)律等等。這些抽象關(guān)系物，就像物理學中的“場”一樣看不見和摸不著，但它確確實實存在著，是不以人的主觀意志為轉(zhuǎn)移的（王昭風，2005）。這種存在于社會經(jīng)濟系統(tǒng)中的關(guān)系和結(jié)構(gòu)是動態(tài)的，隨著時空演化，它們之間的運動不斷推動著人類社會向前發(fā)展。

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