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大多数人都听过这句名言:“敌人的敌人就是朋友。”现在，西北大学的研究人员已经利用统计物理学来证实这个著名公理背后的理论。这项名为“适当的网络随机化是评估社会平衡的关键”的研究发表在《科学进展》杂志上。

20世纪40年代，奥地利心理学家弗里茨·海德(Fritz Heider)提出了社会平衡理论，该理论解释了人类如何天生地努力在自己的社交圈中寻找和谐。根据这一理论，四条规则——敌人的敌人就是朋友，朋友的朋友就是朋友，敌人的朋友就是敌人，最后，朋友的敌人就是敌人——导致了平衡的关系。

尽管无数的研究试图用网络科学和数学来证实这一理论，但他们的努力都失败了，因为网络偏离了完美平衡的关系。因此，真正的问题是，根据一个适当的网络模型，社交网络是否比预期的更加平衡。

大多数网络模型过于简化，无法完全捕捉到影响社会平衡的人际关系的复杂性，因此在观察到的与网络模型预期的偏差是否符合社会平衡理论方面产生了不一致的结果。

然而，西北大学的研究小组成功地整合了使海德的社会框架起作用的两个关键部分。在现实生活中，不是每个人都互相了解，有些人比其他人更积极。研究人员早就知道，每个因素都会影响社会关系，但现有的模型一次只能解释一个因素。

通过同时结合这两个约束条件，研究人员得出的网络模型最终证实了Heider首次提出这个著名理论大约80年后的结果。

这个有用的新框架可以帮助研究人员更好地理解社会动态，包括政治两极分化和国际关系，以及任何由积极和消极相互作用混合组成的系统，如神经网络或药物组合。

“我们一直认为这种社会直觉是有效的，但我们不知道它为什么有效，”西北大学的István Kovács说，他是这项研究的资深作者。

“我们所需要做的就是计算数学。如果你翻阅文献，有很多关于这个理论的研究，但它们之间没有一致的意见。几十年来，我们一直在犯错。原因是因为现实生活是复杂的。我们意识到我们需要同时考虑这两个限制因素:谁认识谁，有些人就是比其他人更友好。”

该研究的第一作者郝炳杰补充说:“我们最终可以得出结论，社交网络与80年前形成的预期是一致的。”“我们的发现在未来也有广泛的应用。我们的数学允许我们将连接的约束和系统中不同实体的偏好结合起来。这将有助于为社交网络之外的其他系统建模。”

Kovács是西北大学温伯格文理学院的物理学和天文学助理教授。郝是他实验室的博士后研究员。

什么是社会平衡理论?

Heider的社会平衡理论以三人为组，坚持人类努力追求舒适、和谐的关系的假设。

在平衡的关系中，所有的人都喜欢对方。或者，如果一个人不喜欢两个人，那这两个人就是朋友。当三个人都不喜欢对方，或者一个人喜欢两个不喜欢对方的人时，就会出现不平衡的关系，导致焦虑和紧张。

对这些令人沮丧的系统的研究使意大利理论物理学家乔治·帕里西(Giorgio Parisi)获得了2021年的诺贝尔物理学奖，他与气候建模家马纳贝(Syukuro Manabe)和克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)分享了该奖项。

“这似乎与社会直觉非常一致，”Kovács说。“你可以看到这将如何导致极端两极分化，这是我们今天在政治两极分化方面所看到的。如果你喜欢的人也不喜欢你不喜欢的人，那么结果就是两党互相憎恨。”

但是，要收集既包括朋友，也包括敌人的大规模数据是一项挑战。随着21世纪初大数据的兴起，研究人员试图看看这些来自社交网络的签名数据是否能证实海德的理论。当生成网络来测试Heider的规则时，个体充当节点。连接节点的边表示个体之间的关系。

如果节点不是朋友，那么它们之间的边缘被分配一个负(或敌对)值。如果节点是友节点，则将边缘标记为正(或友好)值。在之前的模型中，边缘被随机分配为正或负的值，而不考虑这两个约束。这些研究都没有准确地捕捉到社交网络的现实。

在约束中寻找成功

为了探索这个问题，Kovács和Hao转向了四个大规模的、公开可用的签名网络数据集，这些数据集之前是由社会科学家策划的，包括来自1)社会新闻网站Slashdot上用户评分评论的数据;2)国会议员在众议院的交流;3)比特币交易者之间的互动;4)消费者评论网站Epinions的产品评论。

在他们的网络模型中，Kovács和Hao并没有给边缘分配真正随机的负值或正值。对于每个交互都是随机的，每个节点都需要有相同的机会遇到另一个节点。然而，在现实生活中，并不是每个人都认识社交网络中的其他人。例如，一个人可能永远不会遇到他朋友的朋友，他们住在世界的另一边。

为了使他们的模型更加真实，Kovács和Hao根据一个统计模型来分配正或负的值，该模型描述了将正或负的符号分配给存在的相互作用的概率。这样就保持了值的随机性——但是在网络拓扑的约束条件下是随机的。除了谁认识谁之外，研究小组还考虑到生活中有些人就是比其他人更友好。友好的人更有可能有更多的积极互动，更少的敌意互动。

通过引入这两个约束条件，所得到的模型表明大规模社会网络始终与Heider的社会平衡理论相一致。该模型还突出显示了超过三个节点的模式。这表明社会平衡理论适用于包含四个甚至更多节点的更大的石墨烯。

“我们现在知道，你需要考虑到这两个限制因素，”Kovács说。“没有这些，你就无法提出正确的机制。它看起来很复杂，但实际上是相当简单的数学。”

对两极分化及其他方面的见解

Kovács和Hao目前正在探索这项工作的几个未来方向。在一个潜在的方向上，新模型可以用来探索旨在减少政治两极分化的干预措施。但研究人员表示，该模型可以帮助更好地理解社会群体和朋友之间的联系之外的系统。

Kovács说:“我们可以观察大脑中神经元之间的兴奋性和抑制性联系，或者是代表不同药物组合治疗疾病的相互作用。”“社交网络研究是一个理想的探索领域，但我们的主要兴趣是超越调查朋友之间的互动，看看其他复杂的网络。”

论文“适当的网络随机化是评估社会平衡的关键”背后的代码和数据可以在GitHub上找到。

更多信息:郝炳杰等，适当的网络随机化是评估社会平衡的关键，Science Advances(2024)。DOI: 10.1126 / sciadv.adj0104。www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj0104

西北大学提供

引文:新研究首次使用统计物理学来证实20世纪40年代的社会平衡理论(2024,5月3日)，2024年5月4日从https://phys.org/news/2024-05-statistical-physics-corroborate-1940s-social.html检索

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