Социальная физика

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Социальная физика (социофизика; англ. Social physics) ― область науки, которая использует математические и физические инструменты, чтобы понять человеческое поведение, относиться к анализу социальных явлений с большими данными, связана с эконофизикой, которая использует физические методы для описания экономики.

История[править]

Самые ранние упоминания о концепции социальной физики начались с английского философа Томаса Гоббса, который в 1636 году встретился во Флоренции с физиком-астрономом Галилео Галилеем, известным своим вкладом в изучение движения. Именно здесь Гоббс начал излагать идею представления «физических явлений» общества в терминах законов движения[1]. В своем трактате De Corpore Гоббс стремился связать движение «материальных тел»[2] с математическими терминами движения, изложенными Галилеем и аналогичными учеными того периода времени. Хотя не было явного упоминания о «социальной физике», чувство изучения общества научными методами началось до первого письменного упоминания социальной физики.

Позже первая книга французского социального мыслителя Анри де Сен-Симона «Lettres d'un Habitant de Geneve» 1803 года, представила идею описания общества с использованием законов, аналогичных законам физических и биологических наук[3]. Его учеником и сотрудником был Огюст Конт, французский философ, которого многие считают основателем социологии, который впервые определил этот термин в эссе, появившемся вLe Producteur, журнальном проекте Сен-Симона. Конт определил социальную физику: «Социальная физика есть та наука, которая занимается социальными явлениями, рассматриваемыми в том же свете, что и астрономические, физические, химические и физиологические явления, т. е. подчиненными естественным и неизменным законам, открытие которых является особым объектом ее исследований».

После Сен-Симона и Конта бельгийский статистик Адольф Кетле предложил моделировать общество с использованием математической вероятности и социальной статистики. В книге Кетле 1835 года «Эссе о социальной физике: человек и развитие его способностей» излагается проект социальной физики, характеризующейся измеренными переменными, которые следуют нормальному распределению, и собраны данные о многих таких переменных[4]. Часто повторяемый анекдот заключается в том, что, когда Конт обнаружил, что Кетле присвоил себе термин «социальная физика», он счел необходимым изобрести новый термин «социология» («социология»), потому что он не согласился с коллекцией статистики Кетле.

Было несколько «поколений» социал-физиков[5]. Первое поколение началось с Сен-Симона, Конта и Кетле и закончилось в конце 1800-х годов историком Генри Адамсом. В середине XX века такие исследователи, как американский астрофизик Джон Стюарт и шведский географ Рейно Ахо[6], которые показали, что пространственное распределение социальных взаимодействий может быть описано с помощью гравитационных моделей. Физики, такие как Артур Ибералл, используют гомеокинетический подход для изучения социальных систем как сложных самоорганизующихся систем[7][8]. Например, гомеокинетический анализ общества показывает, что необходимо учитывать переменные потока, такие как поток энергии, материалов, действия, скорость воспроизводства и стоимость в обмене[9]. В последнее время появилось большое количество работ по социальным наукам, в которых математика используется в целом, похожая на физику, и описывается как «вычислительная социальная наука»[10].

В конце 1800-х годов Адамс разделил «физику человека» на подмножества социальной физики или социальной механики (социология взаимодействий с использованием физикоподобных математических инструментов)[11] и социальной термодинамики или социофизики (социология описана с использованием математических инвариантов, подобных тем, которые есть в термодинамике)[12]. Эта дихотомия примерно аналогична разнице между микроэкономикой и макроэкономикой.

Примеры[править]

Модель Изинга и динамика избирателей
Репрезентативная сетка 5x5 модели Изинга. Каждое пространство держит вращение, а красные полосы указывают на связь между соседями

Одним из наиболее известных примеров в социальной физике является взаимосвязь модели Изингаи динамики голосования конечной популяции. Модель Изинга, как модель ферромагнетизма, представлена сеткой пространств, каждое из которых занято спином (физика), численно ±1. Математически конечное энергетическое состояние системы зависит от взаимодействий пространств и их соответствующих спинов. Например, если два смежных пространства разделяют один и тот же спин, окружающие соседи начнут выравниваться, и система в конечном итоге достигнет состояния консенсуса. В социальной физике было замечено, что динамика избирателей в конечной популяции подчиняется тем же математическим свойствам модели Изинга. В модели социальной физики каждый спин обозначает мнение, например, да или нет, и каждое пространство представляет «избирателя». Если два смежных пространства (избиратели) разделяют один и тот же спин (мнение), их соседи начинают выравниваться с их значением спина; если два смежных пространства не имеют одного и того же спина, то их соседи остаются прежними. В конце концов, оставшиеся избиратели достигнут состояния консенсуса, поскольку «информация течет наружу»[13].

Пример социальной валидации в модели Sznajd. Если два соседа согласны (сверху), то их соседи соглашаются с ними. Если два соседа не согласны (внизу), их соседи также начинают не соглашаться.

Модель Sznajd является расширением модели Ising и классифицируется как эконофизическая модель. Он подчеркивает выравнивание соседних спинов в явлении, называемом «социальной валидацией»[14]. Он следует тем же свойствам, что и модель Изинга, и расширен для наблюдения за моделями динамики мнений в целом, а не сосредоточен только на динамике избирателей.

Модель Поттса и культурная динамика

Модель Поттса является обобщением модели Изинга и использовалась для изучения концепции культурного распространения, описанной американским политологом Робертом Аксельродом. Модель культурного распространения Аксельрода утверждает, что люди, которые разделяют культурные характеристики, с большей вероятностью взаимодействуют друг с другом, тем самым увеличивая количество перекрывающихся характеристик и расширяя их сеть взаимодействия[15]. Модель Поттса имеет оговорку, что каждый спин может содержать несколько значений, в отличие от модели Изинга, которая может содержать только одно значение[16][17][18]. Таким образом, каждый спин представляет собой «культурные характеристики человека... [или], по словам Аксельрода, «набор индивидуальных атрибутов, которые подвержены социальному влиянию»[18]. Замечено, что, используя математические свойства модели Поттса, соседи, чьи культурные характеристики пересекаются, как правило, взаимодействуют чаще, чем с непохожими соседями, что приводит к самоорганизующейся группировке сходных характеристик. Моделирование, проведенное на модели Поттса, показывает, что модель культурного распространения Аксельрода согласуется с моделью Поттса как моделью класса Изинга[17][16] .

Последние работы

В современном использовании «социальная физика» относится к использованию анализа «больших данных» и математических законов для понимания человеческого поведения[19]. Основная идея заключается в том, что данные о человеческой деятельности (например, записи телефонных звонков, покупки кредитных карт, поездки на такси, веб-активность) содержат математические шаблоны, которые характерны для того, как социальные взаимодействия распространяются и сходятся. Эти математические инвариантности могут затем служить фильтром для анализа изменений поведения и для обнаружения возникающих поведенческих моделей[20].

Социальная физика недавно была применена для анализа пандемий COVID-19[21]. Было продемонстрировано, что большая разница в распространении COVID-19 между странами обусловлена различиями в реакциях на социальный стресс. Сочетание традиционных эпидемических моделей с социально-физическими моделями классической триады синдрома общей адаптации «тревога-сопротивление-истощение» точно описывает первые две волны эпидемии COVID-19 для 13 стран[21]. Различия между странами сосредоточены в двух кинетических константах: скорости мобилизации и скорости истощения.

Последние книги о социальной физике включают книгу профессора Массачусетского технологического института Алекса Пентланда «Социальная физика»[22] или книгу редактора Nature Марка Бьюкенена «Социальный атом»[23]. Популярное чтение о социофизике включает в себя книгу английского физика Филипа Болла «Почему общество является сложной материей»[24] Книга Дирка Хелбинга «Автоматизация общества» является следующей или книга американского физика Ласло Барабаси «Связано»[25].

Источники[править]

  1. ↑ Wikisource-logo.svg Robertson, George Croom (1911), "Hobbes, Thomas", Encyclopædia Britannica, vol. 13 (11th ed.), pp. 545–552 
  2. ↑ Duncan, Stewart (2021), Zalta, Edward N., ed., «Thomas Hobbes» (Spring 2021 ed.), Metaphysics Research Lab, Stanford University, <https://plato.stanford.edu/archives/spr2021/entries/hobbes/>. Проверено 24 февраля 2021. 
  3. ↑ Iggers, Georg G. (1959). «Further Remarks about Early Uses of the Term "Social Science"». Journal of the History of Ideas 20 (3): 433–436. DOI:10.2307/2708121.
  4. ↑ Quetelet Adolphe Sur l'homme et le Développement de ses Facultés, ou Essai de Physique Sociale. — Paris: Imprimeur-Libraire, 1835. — Т. 1-2.
  5. ↑ Iberall, Arthur (1984). «Contributions to a Physical Science for the Study of Civilizations». Journal of Social and Biological Structures 7 (3): 259–283. DOI:10.1016/S0140-1750(84)80037-8.
  6. ↑ Ajo Reino Contributions to "Social Physics": a Programme Sketch with Special Regard to National Planning. — Royal University of Lund, 1953.
  7. ↑ Iberall, A (1985). «Outlining social physics for modern societies - locating culture, economics, and politics: The Enlightenment reconsidered». Proc Natl Acad Sci USA 82 (17): 5582–84. DOI:10.1073/pnas.82.17.5582. PMID 16593594. Bibcode: 1985PNAS...82.5582I.
  8. ↑ (2000) «Invitation to an Enterprise: From Physics to World History to Civilizations' Study». Comparative Civilizations Review 42: 4–22.
  9. ↑ Iberall, Arthur S. (2016), «Homeokinetics: The Basics», Medfield, MA: Strong Voices Publishing, ISBN 978-0-990-53614-7 
  10. ↑ Lazer, D., Pentland, A., et al Science 2010
  11. ↑ Ball, Phillip (2002). «The physical modelling of society: a historical perspective». Physica A 314 (1–4): 1–14. DOI:10.1016/s0378-4371(02)01042-7. Bibcode: 2002PhyA..314....1B.
  12. ↑ Wilson, Alan (2005). «Notes on Some Concepts in Social Physics». Regional Science 22 (1): 159–193. DOI:10.1111/j.1435-5597.1969.tb01460.x.
  13. ↑ Sznajd-Weron, Katarzyna (2005-03-31). «Sznajd model and its applications» (en). Acta Physica Polonica B 36 (8). Bibcode: 2005AcPPB..36.2537S.
  14. ↑ (2009-05-11) «Statistical physics of social dynamics». Reviews of Modern Physics 81 (2): 591–646. DOI:10.1103/RevModPhys.81.591. Bibcode: 2009RvMP...81..591C.
  15. ↑ Axelrod, Robert (2016-07-01). «The Dissemination of Culture: A Model with Local Convergence and Global Polarization» (en). Journal of Conflict Resolution 41 (2): 203–226. DOI:10.1177/0022002797041002001.
  16. ↑ 16,0 16,1 (2003-04-15) «Global culture: A noise-induced transition in finite systems». Physical Review E 67 (4): 045101. DOI:10.1103/PhysRevE.67.045101. PMID 12786417. Bibcode: 2003PhRvE..67d5101K.
  17. ↑ 17,0 17,1 (2013-12-15) «A thermodynamic counterpart of the Axelrod model of social influence: The one-dimensional case» (en). Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications 392 (24): 6561–6570. DOI:10.1016/j.physa.2013.08.033. ISSN 0378-4371. Bibcode: 2013PhyA..392.6561G.
  18. ↑ 18,0 18,1 Mihăilescu, Luca Mircea. «Simulation of Potts Model on a Dynamically Rewired Network» (en).
  19. ↑ (2014) «Big Data and Management: From the Editors». Academy of Management Journal 57 (2): 321–326. DOI:10.5465/amj.2014.4002.
  20. ↑ Predictive Analytics.
  21. ↑ 21,0 21,1 (2021) «Social stress drives the multi-wave dynamics of COVID-19 outbreaks». Scientific Reports 11 (1): 22497. DOI:10.1038/s41598-021-01317-z. PMID 34795311. Bibcode: 2021NatSR..1122497K.
  22. ↑ Social physics: how good ideas spread: the lessons from a new science. — New York, USA: The Penguin Press. — ISBN 978-1-59420-565-1.
  23. ↑ Buchanan Mark The Social Atom - why the Rich get Richer, Cheaters get Caught, and Your Neighbor Usually Looks Like You. — Bloomsbury USA, 2007. — P. x – xi. — ISBN 9781596917316.
  24. ↑ Ball Philip Why Society is a Complex Matter: Meeting Twenty-First Century Challenges with a New Kind of Science. — Springer, 2012.
  25. ↑ Barabási Albert-László Linked: The New Science of Networks. — Perseus Books Group, 2002.

Ссылки[править]

Runi.svg Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Руниверсалис» («Руни», руни.рф), называющаяся «Социальная физика».
Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC BY-SA.
Всем участникам Руниверсалиса предлагается прочитать «Обращение к участникам Руниверсалиса» основателя Циклопедии и «Почему Циклопедия?».
Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Социальная_физика&oldid=1586457