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“真相大白”背后隐藏的秘密 精选

已有 4507 次阅读 2009-4-3 22:37 |个人分类:复杂网络演化|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 认知, 真相, 网络, 知识发掘, 福尔摩斯

张海粟

福尔摩斯通过和案件当事人、其他相关人不断地接触,自己亦不断地获取新的情报,逐渐地验证、求证以修正自己以前的情报,从而最终获得了案件的真相。我想问的是,除了福尔摩斯个人高超的推理、判断等认知能力之外,真相大白的过程是怎么在他和多个案件相关人之间发生的?

在爱因斯坦之前,我们认为世界是牛顿建立起来的经典力学模型,但是随着对于宇宙运动的不断思考和研究,为什么物理界的科学家们在爱因斯坦的揭示新的认知之后,能够逐渐地获得一个个关于相对论的科学真相?

Wiki是一种通过网络自助增加词条解释的百科全书。关于某项词条,即使让专家来解释也非常犯难,或者难以避免因带有主观色彩而使得词条的解释偏离客观的情况。但是网络上的现实是,即时大家都是普通的网民,而且还有人会出低级错误、还有人捣乱或者心怀不轨等等情况,为什么我们的词条解释总体上最终还是能回到正确的轨道上?

所有这些,我都想把它叫做“真相大白”背后隐藏的秘密。而我想解释的原理是:认知网络。如果这些真相大白过程的参与者是有着认知能力的个体的话,那么他们独立的认知能力会通过某一件探索真相的事情而连接起来,成为具有特殊结构的社会网络,不妨称之为“认知网络”。关于“认知”这个词,wikipedia给出的解释是:


“在心理学中是指通过形成概念、知觉、判断或想象等心理活动来获取知识的过程,即个体思维进行信息处理(information processing)的心理功能。认知过程可以是自然的或人造的、有意识或无意识;因此,麻醉学、神经科学、心理学、哲学、系统学(Systemics)以及计算机科学在分析认知时,其分析的聚焦点以及脉络是不同的。对认知进行研究的科学被称为认知科学。”

认知物理学是我们课题组提出且一直在完善与发展的理论体系。从定性概念和定量表示之间的转换开始,认知物理学提出了一系列基础方法,如云模型、数据场、拓扑势等,在研究过程中大量吸收了认知原理、场论、计算机仿真和非线性数学等思想,在知识发现和人工智能等领域已经得到不少应用。

另一方面,复杂网络演化的场景在我自己的脑海里面浮现的太多了,“认知”和“网络”两者不断地结合,敲打着自己的脑袋:认知网络。于是,Google了一下,发现“认知网络”不是一个很热的、已经广为知晓的名词。根据目前所知,关于认知网络严肃的报道主要包括两个方面:一是认知无线电技术相关的cognitive network,认知网络是具有感知当前网络状态的认知过程的通信网络, 根据认知网络的端到端目标, 通过适当的学习机制, 利用这些感知的网络状态便可以进行正确的规划、判决和动作。显然,认知无线电中利用认知学习的工程技术不是我脑子里面想要表达的认知网络的意思。而下一个报道也许是有用的。

确切地说,我想表达的认知网络应该是congniting network,一种对于认知行为和过程进行刻画的网络(呵呵,这样才能揭示真相大白背后的秘密),而不是说具有认知行为特征的网络。因此,另外一个关于认知网络概念和方法的严肃学术报道见于Martin Kilduff和Wenpin Tsai合著的社会组织学著作social networks and organizations(王凤彬译之中文版由人民大学出版社出版)。其中将组织学中间的一种研究倾向称作认知网络理论,并且给出了一个评论:

“认知存在于个体的头脑之中,因此是无法观察且因人而异的,而且,认知研究属于心理学领域,而网络研究则常常将社会学和人类学联系在一起。处于以上原因,有关认知与社会网络的理论和研究看起来似乎是矛盾重重或者毫无希望的。”

正是基于这段表述,有理由认为这里的认知网络理论是作者为这一方向的组织网路研究倾向起的概括性的名字。这个名字很传神,而且作者用这个名字充分表达了对于社会组织学中在这方面一些尝试的肯定:

“认知网络理论的观点已经在两者之间的融合上进行了一些问题的考察,如个体行动者对社会网络的认知,这种认知对于社会网络形成的影响,以及网络对于认知的反作用等等。”

作者分三个方面进一步详细说明了将个体的认知和网络的结构相联系的研究结果:

“其中的关键概念包括认知平衡、认知准确度和认知图谱”

“所谓平衡图式,是指人们将情感关系(如友谊)视为对称的和可传递的这样一种认知倾向...是一种由一系列从相互性和传递性角度考察的关于社会圈可能结构的认知期望构成的”

“(认知准确度)对于同一网络结构,个体可能会有明显不同的认知...”

“何谓认知图谱?指的是个体对一个网络中存在的关系的表述,一个个体对某一友谊网络的认知图谱是由个体对在一个特定社会系统中谁是谁的朋友的关系的描述构成的...”

现在,距离我的想法越来越近了。至少得到了两点证实:第一,个体的主体性,即使只从认知的角度理解,对于(某些社会)网络的行为(结构)会有很大的影响;第二,真相大白是网络逐渐达到个体平衡的过程,这个过程中,个体在不断地调整自己的正确认知准确度,建立符合自己心理预期的平衡图式,个体也因此构成独特的认知图谱。这两点对于我的想法由不小的帮助,因为我们至少知道了,认知网络上的节点的状态是很复杂的:应该不会是简单的0和1两个状态。

是的,很显然的,0和1两个状态表述一个认知节点的状态的确是太过简单了。但是可惜的是,要建模实现这一点,然后用它来说明我们的认知过程还有很长的一段路。回到网络科学的轨迹上来看,我们以前的研究者们为了描述现实世界,从计算主义的角度将0和1发挥到了极致(不知道是不是图灵机的0和1两状态设想和计算机原理的“功劳”,呵呵)。回顾历史,会发现从元胞自动机到布尔网络,两者都是基于0和1的状态的,因此,在解释我们的认知过程的时候,这些模型和理论应该是束手无策的,至少可信性要由一些折扣。

当然,还要值得一提的是以网络同步为代表的动力学行为研究。以Boid模型为代表的动力系统同步模型,将节点简化成简单规则约束下的鸟群飞行速度、方向匹配问题。另一方面比较有代表性的研究成果为具有混沌行为的节点组成网络的同步:节点之间存在着耦合关系,通过一个混沌函数描述节点行为,让节点之间的连接方式成为耦合矩阵,每一个节点自己再调和上一个内耦合矩阵,通过耦合作用判断网络最终同步的区域会是什么形状。

要想用boid的运动同步或者把认知节点看做混沌行为的个体来进行耦合同步等等这样的原理来解释真相大白似乎也显得有些仓促:混沌行为和认知之间的联系如何以及这种耦合性质的判定都是难以估摸的,至少直觉上这是不自然的。
因此,认知网络这样的模型能不能丰富现在的网络建模,将简单的元胞自动机和布尔网络推向更加符合实际情况的认知网络?我们的简单原则是:

第一,网络的节点本身状态的多变的,但是可以用一个符合某项概率分布的随机过程来表示。换句话说,你关于某一件事情的认知在随着时间变化:要么增加,即你获得了新的认知;要么减少,即你抛弃了错误的认知;或者更加复杂的,即你对于某个认知进行了改变。

第二,网络节点认知之间的影响是通过一定的中介途径进行传播的。显然,两位物理学家同时阅览同一篇学术论文将会有助于他们改变自己对某一问题的认知状态;而没有看到同一篇文章的两位物理学家就不会存在这种认知传播过程。还有侦探,在和相关当事人之间不断的询问和调查时会调整自己的认知,而相关当事人也会据此做出即时的反映:前提是他们有直接的接触或者传播方式,使得他得到了他人的相关消息。

ok,基本的思想有了,下面是关于问真相、个体认知状态、个体影响途径的建立过程:也许包括计算机仿真和理论推导。通过这些建立的认知网络,最终期望的认知结果是什么?真相大白之后,网络的认知图谱会是一个什么样的结果呢?我们目前有期待的结论,但是现在还没有完全完成,是一个work in progress,呵呵,所以就暂先不表。关于载体,目前有一个实际的载体验证就是就是学习的认知过程(关于物理学某一领域某一问题的认知过程),也在工作过程中,暂且不表。

总之,希望这样的认知网络建模方法能够起到丰富现在的网络模型的作用,将简单的元胞自动机和布尔网络推向更加符合实际情况的认知网络。更重要的,是想让我们大家都能够发出这样的感慨:啊哈,原来真相是这样大白的!



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