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信息商业和流行心理学家芭芭拉·德·安吉利斯这样说:“爱是一种比任何其他力量都强大的力量。”无论你是否同意她的观点,德·安吉丽斯一直在做我们一直在做的事情,她用物理语言描述社会现象。

“我无法抗拒地被他吸引”;“你不能强迫我”;“我们承认舆论的力量”;“我对这些政策感到反感。”我们无法用测量重力或磁力的方式来测量这些“社会力量”。但是,不仅基于物理的思维进入了我们的语言,它还是我们许多最重要的社会行为模式的核心,从经济学到心理学。问题是,我们想把它放在那里吗?

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相互作用的粒子:虽然人群行为通常可以用气体平衡模型来描述,但其他社会行为却不能。Matthias Clamer/Getty Images公司

这似乎不太可能,甚至是侮辱性的,认为人可以被视为向看不见的力量舞动的小磁铁或粒子。但危险并不是“社会物理学”没有人性化。相反,如果我们不使用正确的物理学在思考社会方面的作用。

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物理学家已经了解到,自然系统不可能总是用经典的平衡模型来描述,在这些模型中,万物都会达到稳定、稳定的状态。同样,社会建模者必须小心,不要通过应用不适当的物理模型将社会变成确定性牛顿机器,这些物理模型假设社会只有一种正确工作的方式。毕竟,社会很少能找到平衡状态。社会物理学需要反映出人类的特质:出其不意的能力。

B类社会物理学的吸引力和陷阱在经济学中都有说明。亚当·斯密(Adam Smith)实际上从未使用过“市场力量”(market forces)一词,但这种类比在他脑海中清晰可见。注意到市场价格似乎是如何被某些“自然”价值所吸引的,他将其与一个世纪前艾萨克·牛顿(Isaac Newton)解释为无形力量的重力效应进行了比较。史密斯在他的种子课程中也说国富论一只“看不见的手”维持着经济的平衡。

史密斯并不是唯一一个追随牛顿的人。当时,牛顿钟表力学被视为所有对自然的理解都应该追求的模型,甚至可能包括人体和社会的力学。法国自然哲学家Jean Théophile Desaguliers于1728年在一首赞美牛顿画法的普遍力量的诗中写道,引力的概念“现在在政治上和哲学世界一样普遍。”

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到了19世纪,人们普遍认为经济学就像天文学一样像法律一样,对这些法律的运作进行任何干预(比如试图监管市场)不仅是不明智的,而且是违背自然的,是不道德的。正如美国作家拉尔夫·沃尔多·爱默生所说,

大自然的法则在贸易中发挥着作用,就像玩具银行展示电力的作用一样。海平面的保持,并不比社会价值的平衡更可靠,因为社会价值的均衡是由需求和供给决定的:而诡计或立法通过反应、过剩和破产来惩罚自己。崇高的定律在原子和星系中发挥着无关紧要的作用。

对经济学这种“物理化”的一个明显反对意见是,虽然行星是无生命的球体,在空间中沿其稳定的椭圆轨道运行,但经济的运动是由人们的奇想所支配的——约翰·梅纳德·凯恩斯(John Maynard Keynes)后来称之为“动物精神”。当然,它们不能被同样的数学规则、同样的钟表可预测性所支配吗?

人性的反复无常正是18世纪和19世纪早期科学家们认为他们已经用统计数据驯服的东西。许多人惊讶地发现,人类的意志行为,如犯罪和自杀,或看似由无法估量的随机情况决定的事件,如邮件中未送达的信件,都遵循可靠的统计规则。不仅平均值似乎保持相当恒定,而且与平均值的微小偏差落在一条平滑的数学曲线上,称为钟形曲线或高斯曲线,该曲线以德国数学家卡尔·高斯(Carl Gauss)的名字命名。社会科学中一些最早的统计工作是由受过物理科学训练的人完成的,这绝非巧合,比如法国人皮埃尔·西蒙·拉普拉斯和比利时天文学家阿道夫·奎特勒。

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市场应该稳定。你可能已经注意到他们没有。

今天,一些社会现象符合高斯统计数据,这一事实并不令人惊讶,因为我们知道,这些只是独立于另一个事件发生的定量结果的结果,它们反映了这样一个事实,即随机性确实决定了在这些情况下发生的事情。但对19世纪的科学家来说,这一事实似乎支持了这样一种观点,即存在着与牛顿力学定律类似的坚定的社会定律。这一信念支持了法国哲学家奥古斯特·孔德的观点,即科学可以按等级排序,所有科学都像法律一样,可以预测(一旦我们对它们有了足够的了解),并以牛顿物理学为模型,牛顿物理学是基础。孔德呼吁建立一个“社会物理学”来完成牛顿开始的项目。

如果是这样的话,经济学定律从何而来?显然,它们源于市场上个体交易员、交易商和投资者的无数行为。但我们如何才能将这些人性化的决定考虑在内呢?物理学似乎又一次找到了答案。19世纪中期,统计推理无处不在,科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)和路德维希·博尔兹曼(Ludwig Boltzmann)将其应用于物质的行为。他们努力理解气体的体积特性(如压力、温度和体积)是如何从无数分子在疯狂热运动中的神秘运动中产生的,从而形成了统计力学的学科,从那时起,它一直是微观物质理论的基础。关键是你不需要知道每个分子在做什么的所有细节。个人的怪癖平均化了,微观的混乱中产生了宏观的平滑性和可预测性。

这些想法很快被经济学吸收。1900年,一位名叫Louis Bachelier的年轻法国物理学家推导出了一个相当于随机行走理论的理论,五年后阿尔伯特·爱因斯坦对其进行了严格的描述,以解释布朗运动现象:悬浮在水中的微小颗粒的摆动舞蹈。但巴切利尔并没有用这个想法来理解物质的斑点;他把它应用于股市的波动。

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从长远来看,更有影响力的是美国科学家乔西亚·威拉德·吉布斯的工作,他在20世纪初概述了至今仍在使用的统计力学框架。吉布斯的学生兼学生埃德温·比德维尔·威尔逊(Edwin Bidwell Wilson)成为经济学家保罗·萨缪尔森(Paul Samuelson)的导师,他的博士论文成为他1947年那本得名的书的基础经济分析基础萨缪尔森(Samuelson)在这里使用了吉布斯(Gibbs)等人的统计论据,或多或少从零开始构建微观经济学的学科,解释了个体行为如何导致总体经济运动。

早期社会物理学家:哲学家兼政治经济学家亚当·斯密(Adam Smith)将市场力量与牛顿(Newton)一个世纪前发现的自然界的普遍力量进行了比较。大英图书馆

听起来这是一个很好的结果:物理上的想法在其他地方证明是有用的。问题是,它是错误的描述类似经济系统的物理学。吉布斯和其他人发展的统计力学是一种由许多粒子组成的系统理论,当它们处于平衡状态时:也就是说,当它们沉降到一个稳定、稳定的状态时,就像分子在一杯均匀温度下的水中所做的那样。牛顿范式和亚当·斯密的“看不见的手”鼓励了这样一种观点,即市场也会进入一种稳定的均衡,在这种均衡中,价格会找到一种自然价值,而供需平衡。那么市场应该是稳定的。

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你可能已经注意到他们没有。当然,经济学家也注意到了这一点。但传统观点认为,价格波动在很大程度上只是随机的“白噪音”,就像我们可以在一杯水或电路中测量的微小的温度点对点变化。但当撞击发生时,它就像烧杯中的温度计,突然向沸点飞升或骤降至冰点。怎么会这样?经济学理论中的标准解释是,市场受到外部事件、政治决策、技术变革、自然灾害等的冲击,这些都会扰乱原本稳定的市场。

但是经济波动的统计数据从未真的很像平衡态的随机白噪声。正如经济学家所说,它们比这更尖刻,它们是“重尾”的。这一点早已为人所知,但还没有明确的解释。尽管如此,经济学中的一些关键理论,如用于计算风险衍生品市场“正确”价格的布莱克-斯科尔斯公式,忽略重尾,假装波动毕竟像高斯白噪声。这种忽视带来的不准确基本上导致了一种否认,即市场可能会经历大幅波动,而这常常被认为是2008年灾难性崩盘背后的一个因素。

几乎没有迹象表明,当前经济模式的专利不足导致了该学科传统中心地带的大量深思。

新墨西哥州圣达菲研究所(Santa Fe Institute)经济学家布赖恩·阿瑟(W.Brian Arthur)表示:“这种均衡捷径是一种自然的方式,可以检验经济模式,并使其向数学分析敞开大门。”。“这是推动经济学向前发展的一种可以理解的甚至是正确的方法。它的核心结构,一般均衡理论,不仅在数学上优雅;在建模经济时,它给了我们一种描绘经济的方式,一种理解经济整体性的方式。”但阿瑟说,这一模式经济“生活在一个秩序、停滞、可知和完美的柏拉图式世界中。没有它,就没有模糊、混乱和真实。”

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现在很明显,经济市场显示出物理学家所熟悉的所有迹象,表明它是一个处于平衡状态。这意味着吉布斯的统计物理模型并不正确。此外,最好的解释是,价格波动不是许多随机、独立决策的总和,而是市场内部不断活跃的动态的结果,其中反馈使决策相互依赖。估值过高和崩盘等大波动似乎来自羊群效应:每个人都会做自己看到别人做的事。这在现实世界中已经足够明显了,经济学家也很熟悉——这部分是凯恩斯的“动物精神”。考虑到代理人决策的反馈和连锁传播的非均衡经济模型可以解释这些事情。

然而,许多经济学家拒绝引进现代统计物理学(现在也很乐意与非平衡系统一起使用)提供的工具来描述这种情况。他们为什么不这么做?答案很复杂。对于萨缪尔森来说,非平衡态似乎违背了直觉。“不稳定平衡的状态,”他在1947年写道,“即使存在,也是暂时的、非持续的状态……读者多少次看到一个鸡蛋立在它的末端?”然而,我们现在知道,这样的状态无处不在:在生态系统、天气和社会中。

学术惰性也可能与此有很大关系。经济学家在萨缪尔森和其他人创建的整洁、可解的均衡模型上投入了大量资金,因此会损失很多。有人告诉我,有些经济期刊(至少十年前是这样)拒绝考虑那些起始位置不是均衡模型的论文。这当然是“令人沮丧的科学”

这里也可能有意识形态方面的影响。学术经济学家往往会对他们的数学模型中存在意识形态的说法感到愤怒。但让我们这样说:如果你是一名经济学者、政治家或银行家,倾向于相信“市场最清楚”,监管本身就很糟糕,那么你很容易在经济学的均衡理论中找到自己观点的理由。阿瑟说:“如果我们假设均衡,我们就会对我们在经济中看到的东西设置一个非常强大的过滤器。”。“根据定义,在均衡状态下,没有改进或进一步调整的余地,没有探索的余地,也没有创造的余地,更没有暂时现象的余地,因此,经济中任何需要调整适应、创新、结构变化、历史本身的东西都必须从理论上绕过或抛弃。”

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无论是什么原因,后果都相当可怕。市场均衡的神话说服了一些政治领导人,在2008年几乎使全球经济破产的崩盘前几个月,他们宣布繁荣和萧条周期已经成为过去。即使今天没有人倾向于提出这样的主张,但几乎没有迹象表明,当前经济模式的专利不足导致了该学科传统中心地带的深思。因此,我们没有理由希望它在未来提供更可靠的指导。

P(P)近一个世纪以来,物理学家一直在致力于为2008年失败的平衡模型设计替代方案。挪威出生的科学家拉尔斯·昂萨格无疑是20世纪最不为人所知的天才之一,他可以说是在20世纪30年代开始这项工作的。他展示了在偏离平衡状态很小的情况下,驱动系统偏离平衡状态的力(例如温度梯度)与所导致的过程速率之间是如何存在数学关系的。由于这项工作,昂萨格于1968年获得诺贝尔化学奖。

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1977年,俄罗斯出生的伊利亚·普里戈金(Ilya Prigogine)因进一步扩展非平衡热力学而获得另一位化学诺贝尔奖。Prigogine认为,同样,如果你离真正的平衡不太远,一个系统会采用熵粗略地说,无序以最慢的速度产生的状态。他还证明,随着偏离平衡的驱动力增加,系统的整体状态和组织模式可能会发生突变,就像固体和液体之间的切换一样。更重要的是,这些非平衡态不一定是无序和混乱的,但其中可能有惊人数量的结构。

所有这些都被经验证明了。自19世纪以来,人们就知道,如果你从下面加热一盘液体,使较低的热液体密度降低,并通过对流上升,那么在超过一定的加热阈值时,对流运动可以组织成细胞,使液体从底部循环到顶部,然后再向下循环。细胞并不是随机的;在适当的情况下,它们可以以非常规则的模式排列,例如一系列带状卷轴或六边形网格。这些状态并不处于平衡状态——如果它们处于平衡状态,那么首先就不会有任何对流运动。但他们很有秩序。它们是普里戈金所说的“耗散结构”的一个例子:耗散能量的非平衡状态,使系统失去平衡。我们可以在地球海洋和大气的对流循环中看到这种有组织的、持续的流动模式。

“聚集气体”可以凝结成密度更大的状态,就像水蒸气凝结成液体一样。

关于非平衡态物理还有很多需要理解的地方。自20世纪90年代以来,一个热门话题是对失衡的“临界状态”的理解:在组成部分的组织方式上不断经历巨大波动的状态,例如一堆不断增长的谷物不断经历雪崩这种状态似乎出现在许多自然现象中,包括生物现象,例如昆虫群落与大脑活动模式,有人提出,经济体系也可能永远处于临界状态(从这个技术意义上讲,尽管现在这似乎很恰当)。马里兰大学的克里斯托弗·贾津斯基(Christopher Jarzynski)和加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的加文·克鲁克斯(Gavin Crooks)等研究人员正试图将非平衡热力学建立在与麦克斯韦(Maxwell)和吉布斯(Gibbs)为平衡热力学构建的微观基础相同的基础上:理解零部件的相互作用和运动导致大规模行为。

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长期以来,人们一直有兴趣尝试设计这种“自下而上”的、类似粒子的模型来理解社会现象。20世纪50年代,社会心理学家库尔特·勒温提出了社会互动的物理学,他认为人们在心理上就像带电粒子一样,被信仰、习惯和习俗的“力场”所吸引。1971年,一位名叫L.F.Henderson的澳大利亚科学家说,麦克斯韦和波尔兹曼的微观气体模型是理解人群行为的一个很好的基础。他指出,人们在人行道上行走时,速度的统计分布是钟形的,就像麦克斯韦在气体理论中对粒子的描述一样。他还提出,面对瓶颈或票务障碍等障碍,“拥挤气体”可能会凝结成密度更高的状态,就像水蒸气凝结成液体一样。

但麦克斯韦-玻尔兹曼气体是一个平衡概念。现在很明显,许多(如果不是大多数)真实的社会现象发生了失衡:它们从来没有稳定下来,形成稳定不变的模式。人群潮起潮落,一会儿拥挤,一会儿自由流动。物理学家们现在使用理论模型来描述各种人群运动,从繁忙走廊中发生的“人流”到危险的“恐慌”的突然爆发,这些模型将移动的人视为相互作用的粒子(通常是由他们达到目标的内在冲动驱动),使其偏离平衡密集人群中的运动。

这些模型在描述交通流方面特别有价值,交通的自由、密集移动和堵塞状态与连接气体、液体、,和固体,除了交通中的状态通常是非平衡的耗散状态。基于物理的交通模型中,假设车辆避免碰撞,就好像它们之间存在某种排斥力一样,显示了实际交通中的许多复杂行为,包括“停-走”拥堵波。

这个社会物理学的另一个相当发达的领域是投票和意见形成的分析。这让人想起了勒温关于“社会力量”的观点——只是现在的问题往往是个人的选择如何影响彼此。我们受到同龄人行为的影响,对物理学家来说,这有点像磁性原子的方向,其极点与近邻对齐。这些与磁学相关的模型被用于研究共识如何形成、谣言如何传播以及极端主义观点如何在人群中扎根和传播等问题。在外部“偏见领域”内发生的意见形成,如媒体或广告的影响,也可以通过这种方式进行研究。

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有时,这些与磁性相关的模型是平衡模型:你所寻找的是系统稳定的状态,而不是磁体在冷却时达到均匀全局取向的状态。换句话说,问题是最终的共识状态是什么。但是共识——也就是说,平衡——并不总是可能的。相反,在不同观点占主导地位的不同领域之间,由于个人取向的某种程度的随机性,可能会不断进行边界重组。

这些非均衡模型向我们表明,这种随机性不一定会产生完全无序:由于意见形成者之间的相互作用,临时共识岛可以发展,其大小和形状不断变化。在某些情况下,这种集体行为会产生同样的羊群行为和抄袭行为,将经济市场推向大的波动。这种结果意味着,就像几块滚落的石头在火车上引发的雪崩(非平衡物理学中的经典场景)一样,小的影响可能会产生大的后果。这些抽搐可能无法单独预测,但我们至少可以预测其发生的可能性。然后,我们可以建立我们的社会结构和制度,以适当地考虑到它们。这相当于规划防洪:我们需要知道是否每十年或每千年都会发生由大风暴引起的罕见重大事件。

在行走、驾驶和投票中,替代动作的范围相当小,因此制作基于物理的模型似乎没有太大的难度。但一些科学家正试图将这些模型扩展到更具野心的场景,例如战争和恐怖主义、城市和国家的历史演变和发展,或者与气候变化相关的人类习惯。这些努力越来越多地涉及到社会科学家、计算机科学家、游戏理论家和物理学家的合作,它们无法在学术领域内解决。随着我们建模复杂性的能力增加,我们可能希望获得更大的现实性:一些研究人员已经在讨论如何让他们的模型代理具有决策神经硬件的基本模拟,这样他们就不会像一块铁对磁铁那样只对“社会力量”作出反应。

社会物理学应该是预测性的,而不是规定性的。它不能告诉我们哪些行为和结构是公正和道德的。如果它包含微妙的意识形态偏见,即使是无意的,也有可能成为另一种用来支持政治偏好的“理论”。不过,如果做得好,社会物理学可能会给我们带来远见,向我们展示特定选择可能带来的后果,并帮助我们规划社会结构和制度、法律和城市,以适应人性,而不是试图使人性适应它们。它不会是一个水晶球,但更类似于预测天气:对永久变化的概率性、偶然性描述。毕竟,也许今天我们比以往任何时候都能对即将发生的事情有所了解。

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菲利普·鲍尔是《看不见:看不见的危险诱惑还有许多关于科学和艺术的书。

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