物理学视角下以推理为特征的人类行为研究

Human behaviors that are related to inference, such as decision-making, opinion formation and public opinion dissemination are the hot research fields in social physics at present. These fields are either interrelated or relatively independent. This project will focus on: 1) Empirical research on decision-making, opinion formation, and public opinion dissemination. The data on these human activities will be collected. The analyses will be conducted to obtain the distributions of the variables those are defined to describe the nature of the mentioned processes, and obtain the connections between these variables. So, the intrinsic laws dominating the human and the corresponding communities can be expected to reveal. 2) According to the different features of the empirical results, some spirits of the general physical theories such as the Newton’s second law and some related non-equilibrium statistical theory will be introduced to get insight into the common laws and the physical mechanisms governing human activities and community structures. Therefore, the human activities and the natural processes, as well as the social communities and the physical systems, can be unified into the same physical frameworks, so one can grasp more deep understandings of the human behaviors and the evolution of the social communities. 3) The lattice Boltzmann gas model and the spin glass model will, connecting with the believe propagation theory, be introduced to described detailed characteristics of the human and the communities in the aforementioned physical processes. And then a new physical theory for the dissemination of the public opinion, and that for the evolution of local cooperation and self-organized patterns, can be constructed. So, more detailed and profounder descriptions of the human behaviors can be brought into being.

以推理为特征的决策、观点演化、舆情传播等人类行为是当前社会物理学研究的几个非常活跃的领域，本项目关注：1）实证研究决策、观点演化、舆情传播等人类行为，统计能够反映过程本质的特征量分布及其相互关系，揭示人类决策行为、观点演化动力学过程、舆情传播过程的本质规律。2）根据决策、观点演化、舆情传播等人类行为的不同方面和特征，借鉴牛顿第二定律、非平衡统计理论等物理学思想，建立可与之类比的物理模型或原理，揭示人类活动以及人类社会所遵循的一般规律，将人与自然物质、人类社会与自然系统统一在物理学理论之中，从而获得对人类行为以及社会演化更深刻、更本质的理解。3）借鉴信念传播理论，尝试引入格子玻尔兹曼气体、自旋玻璃体等典型的物理模型，对决策、观点演化、舆情传播行为的细致过程进行物理刻画，建立社会系统观点扩散的新理论，探索社会系统中局域合作和斑图演化的新机制，从而获得对这些过程更细致的物理描述和理解。

用物理学思想和方法认识人类行为，将人类看作物质世界中的一类成员进行研究，从而获得对人类自身行为更深刻、更本质的理解，是物理学的任务之一。本项目主要研究了：1）用二维Ising模型的不同构型代表群体中不同观点的个体构成，考察全正/全负构型随相互作用、外场强度、系统温度的分布变化。结果表明无外场、相互作用足够强时，全正、全负构型概率分别是0.5；外场足够强时，同外场取向一致的全同构型概率为1，反向构型自旋翻转，达到观点一致。这些发现构成理论研究观点演化的物理基础。2）考察处于R-H阻尼力、线性外场力和乘性噪声共同作用下，由噪声诱导的粒子系统的非平衡输运。将坐标空间映射到信息空间，位移看作信息量，其变化率代表观点粒子对事件（消息）的敏感性，结果发现一个随机事件（随机涨落），以噪声与空间关联的方式，被非线性放大，在耗散区传播，而泵浦机制使一些观点粒子被推向泵浦-耗散边界。泵浦造就指数分布，非线性放大、耗散共同导致幂律分布，两者拼接为尖锐单峰。借此可理解一个关注或评论等随机事件被放大成舆情的可能，耗散是舆情传播的必然趋势，泵浦则是提高认知能力的外界推动。记忆效应会增强观点粒子的独立性（弱化噪声关联），弱化泵浦作用或使之消失。3）考察双稳态势场中粒子在噪声驱动下跨越势垒在两态之间的转变，对应理解观点转变的规律。结果发现，状态转变的弛豫时间T与反映系统响应程度C（与反映转变难度的势垒高宽比成正比）的乘积等于驱动强度D，即D = CT，这个类牛顿第二定律的关系可看作观点转变的驱动-响应关系。此项工作还有一个重要发现，即能量与信息量的等价性。4）提出一个多态选举模型，考察观点一致与分化；提出一个存在顽固个体的群体观点演化的H-K模型，考察观点一致和团簇分化的条件，获得对观点演化的新理解。5）用二维三次势场中的受阻尼粒子的扩散研究动物觅食过程，用一维不对称场中激光粒子的扩散描述收入分配，获得了对人类复杂行为的新描述和新理解。