Искусственное общество: вычислительное моделирование социальных систем

Введение

Искусственное общество – это вычислительная модель, основанная на агентах, для компьютерного моделирования в социальных исследованиях. Она тесно связана с темами сложных систем, эмерджентности, методом Монте-Карло, вычислительной социологией, многоагентными системами и эволюционным программированием. Хотя сама концепция была простой, её практическая реализация заняла значительное время. Сложные математические модели были и остаются распространёнными; обманчиво простые модели появились лишь в конце 1940-х годов, и для их полноценного развития потребовалось изобретение микрокомпьютера.

Обзор

Целью является создание параллельных симуляций, состоящих из вычислительных устройств, именуемых агентами, с заданными свойствами, для моделирования целевых явлений. Предметом исследования является процесс эмерджентности – перехода от нижнего (микро) уровня социальной системы к высшему (или макро) уровню. История моделирования на основе агентов восходит к машинам фон Неймана, концепции машины, способной к самовоспроизведению. Предложенное им устройство должно было точно следовать детальным инструкциям для создания копии самого себя. Эта концепция была расширена другом фон Неймана, Станиславом Уламом, также математиком, который предложил построить машину на бумаге в виде набора ячеек на сетке. Идея заинтересовала фон Неймана, который разработал ее, создав тем самым первое устройство, впоследствии названное клеточным автоматом. Дальнейший прогресс был достигнут математиком Джоном Конвеем. Он создал знаменитую «Игру жизни». В отличие от машины фон Неймана, «Игра жизни» Конвея функционировала по чрезвычайно простым правилам в виртуальном мире, представленном в виде двухмерной шахматной доски. Применение модели, основанной на агентах, для моделирования социальных явлений было инициировано в первую очередь ученым-компьютерщиком Крейгом Рейнольдсом. Он попытался смоделировать живые биологические агенты, метод, известный как искусственная жизнь, термин, введенный Кристофером Лэнгтоном. Вычислительные методы искусственной жизни были применены к анализу социальных систем, названных Джошуа М. Эпштейном и Робертом Акстеллом «искусственным обществом». В конечном итоге, искусственное общество предоставило новый метод социологического анализа в форме вычислительной социологии. Главная проблема, стоящая перед классической социологией, – это проблема макро-микро-связи: вопрос о том, как индивиды в социальной системе влияют и подвергаются влиянию макросоциального уровня, впервые сформулированный французским социологом Эмилем Дюркгеймом. Искусственное общество широко признано современной социологией как перспективный метод, характеризующийся активным использованием компьютерных программ и симуляций, включающих эволюционные алгоритмы (EA), генетические алгоритмы (GA), генетическое программирование (GP), меметическое программирование (MP), модели на основе агентов и клеточные автоматы (CA). Для многих искусственное общество является точкой соприкосновения специалистов из различных, более традиционных областей междисциплинарных исследований, таких как лингвистика, социальная физика, математика, философия, юриспруденция, информатика, биология и социология, где могут обсуждаться необычные вычислительные и теоретические подходы, которые могли бы вызвать споры в рамках их основной дисциплины. Эта область имеет противоречивую историю; некоторые характеризуют ее как «практическую теологию» или «науку, лишенную фактов». Однако недавняя публикация статей об искусственном обществе в научных журналах, таких как Journal of Artificial Societies and Social Simulation и Journal of Social Complexity, свидетельствует о том, что методы искусственной жизни становятся все более признанными в социологическом мейнстриме.

The aim is to construct parallel simulations consisting of computational devices, referred to as agents, with given properties, in order to model the target phenomena. The subject is the process of emergence from the lower (micro) level of a social system to the higher (or macro) level. The history of agent based modeling can be traced back to Von Neumann machines, the concept of a machine capable of reproduction. The device he proposed would follow precisely detailed instructions to fashion a copy of itself. The concept was then extended by von Neumann's friend Stanislaw Ulam, also a mathematician, who suggested that the machine be built on paper, as a collection of cells on a grid. The idea intrigued von Neumann, who drew it up, thus creating the first of the devices later termed cellular automata. A further advance was achieved by mathematician John Conway. He constructed the well known game of life. Unlike von Neumann's machine, Conway's Game of Life operated according to tremendously simple rules in a virtual world in the form of a 2 dimensional checkerboard. The application of the agent based model as a social model was primarily initiated by computer scientist Craig Reynolds. He attempted to model living biological agents, a method known as artificial life, a term coined by Christopher Langton. The computational methods of artificial life were applied to the analysis of social systems, christened "the artificial society" by Joshua M. Epstein and Robert Axtell. Eventually, the artificial society provided a new method for sociological analysis in the form of computational sociology. The principal problem is that of classical sociology, the issue of macro micro linkage: as first articulated by French Sociologist Émile Durkheim, the question of how individuals within a social system influence and are influenced by the macrosocial level. The artificial society has been widely accepted by recent sociology as a promising method characterized by the extensive use of computer programs and computer simulations which include evolutionary algorithms (EA), genetic algorithms (GA), genetic programming (GP), memetic programming (MP), agent based models, and cellular automata (CA). For many, artificial society is a meeting point for people from many other more traditional fields in interdisciplinary research, such as linguistics, social physics, mathematics, philosophy, law, computer science, biology, and sociology in which unusual computational and theoretical approaches that would be controversial within their native discipline can be discussed. As a field, it has had a controversial history; some have characterized it as "practical theology" or a "fact free science". However, the recent publication of artificial society articles in the scientific journals e. g.: Journal of Artificial Societies and Social Simulation and Journal of Social Complexity shows that artificial life techniques are becoming somewhat more accepted within the sociological mainstream.