1.1 人工社会建模的研究现状及意义

在社会科学研究领域，传统的研究方法主要有：数理模型方法、统计数据实证分析、基于自然语言的论证等。这些方法都是社会科学研究者在研究社会问题中经常使用的理论，但它们也存在一些缺陷。

由于社会科学具有复杂性的特点，并且往往不适宜进行社会科学的实验，所以传统的社会科学研究方法仅仅局限于通过观察的方法进行研究。从自然辩证法的视角来看，观察和实验是获取科学事实或研究客体有关信息的最基本、最重要和最普遍的方法，观察和实验具有互相支撑，互相依赖，互相影响的关系。因此，一些研究者渴望能够通过对观察所获得的研究成果进行实验来验证其正确性和进行其他方面的分析。

1948 年，控制论的创始者N·维纳出版了著名的《控制论：关于在动物和机器中的通讯和控制的科学》。两年后他又出版了《人有人的用处——控制论与社会》，论述了社会与控制论的联系，提出控制论在社会系统中应用的可能性，为研究人类社会系统和人类社会中存在的现象提供了一个新的思路：建立社会或其中某一部分的模型来研究社会系统，发现其中的控制规律，从而为决策者提供决策依据，进行社会系统运行的预测和预警。

在社会控制论思想的指导之下，采用自下向上的思想，利用Agent 技术按照局部连接规则建立复杂社会系统模型的人工社会研究方法应运而生。人工社会的研究方法是一种研究社会科学的新方法，其基本思路是：利用计算机为构成人类社会的每个人建立一个个体模型，计算机中的人的模型被我们称为Agent；然后让这些Agent 遵循一定的简单规则进行相互的作用，从而令所有的Agent 涌现出一种整体的宏观行为；最后，通过观察这种整体所涌现出来的属性来找到人工社会的规律，从而利用这些规律解释和理解现实人类社会中的宏观现象。

1987 年在美国圣塔菲研究所举行了主题为“人工合成与模拟生命系统”的首次人工生命大会，是人工生命研究的里程碑式事件。人工生命具有自我繁殖的能力、与环境相互作用的能力、与其他有机体以特定方式相互作用和相互交流的能力，采用自底向上的途径，通过关注局部简单随机的规则来考察整个事物或大量个体所组成的群体行为。人工生命的方法旨在用计算机和精密机械等人工媒介生成或构造出具有自然生命系统行为特征的仿真系统或模型系统，强调计算机模拟实验，把生命现象所体现的自适应机理通过计算机进行仿真，对相关非线性现象进行更真实的动态描述和动态特性的研究。

20世纪八九十年代“社会仿真”研究得到了快速的发展，Axelrod举行了一场名为“囚徒困境”的竞赛，通过计算机仿真实验的方式揭示了在一个竞争环境中合作现象的自发涌现现象，并说明了在一个竞争激烈的、不确定的、复杂的环境中，“针锋相对”这个异常简单的规则可以很好地表现“仁者无敌”这样一个深刻的社会学道理。而 Arthur和Holland合作的人工股市模型令Agent可以通过历史信息不断地学习，修改自己对股价走势的预测使人工股市变为一个不断变化永不平衡的系统，Agent之间的关系则是一种既有竞争又有合作的协同进化关系。这一模型成功地模拟出真实股市中的“股市心理”。鉴于人工生命和社会仿真研究的发展成果和信息技术在20世纪 80 年代末在东欧各前共产党国家中发生的一系列政治事件中所发挥的关键作用，美国兰德公司（Rand）的 Builder 和 Banks于1991年为研究信息技术对社会产生的影响而提出了人工生命的自然延伸——人工社会的概念。利用 Agent 技术构建人工社会，把计算机作为社会实验室，对不同的政策进行试验评估，从而了解各类信息技术和信息基础设施对社会的影响，以确保政策的有效性。兰德公司研究人员认为，人工社会的研究应是一项长期的任务，应成为社会和政府功能整体的一部分、成为社会理论发展和未来政策制定的基础。

1995年，Nigel Gilbert 和 Rosaria Conte 编辑出版了《Artificial societies——The computer simulation of social life》一书，该书收集了 Agent 技术用于社会科学各个领域的论文，从此人工社会正式成为了一个相对独立的社会科学研究领域。

1996 年，Epstein 和 Axtell 两人完成了一个简单的人工社会系统模型——糖域模型（Sugarspace）。糖域模型通过在一个二维的虚拟世界中分布着固定的“糖”资源，大量的 Agent 在这个二维世界中不断的游走并通过收集“糖”来增加自身的资源的方式来研究包括环境变迁、遗传继承、贸易往来和市场机制等各种广泛的社会现象。虽然“糖域模型”是一个简单的模型社会，但Epstein 等人将“糖域模型”的人工社会看作是一种“实验室”，来检验各种社会科学的假设和方法，通过改变参数和规则使 Agent 之间的交互“涌现”出一大批有趣和重要的现象：环境承载能力的生态原理，即给定的环境只能支撑有限的“人”口；当引入“季节”之后，“移民”现象就出现了；“移民”可以被看作是环境难民，增加了接收区域的人口，而且也强化了这一区域的食物竞争，进而可能导致“国家安全”等问题；Agent 对“糖”资源时时刻刻的积累和消耗产生了类似实际人类社会中的财富分布。Epstein等通过糖域获得的各种结论被纳入其著作《Growing Artificial Societies ——The SocialScience from Bottom Up》。

美国 Sandia 国家实验室在 1996 也开始开发一个基于 Agent 蒙特卡罗仿真的人工经济系统模型——ASPEN 模型，这一模型的规模比较大，模拟了包括公司、住户和政府等各种 Agent 的经济系统模型。模型中的每个Agent 都代表现实社会中的真实决策者，整个宏观经济的特性是通过所有Agent的微观活动来体现的。家庭Agent 通过工作获取收入，收入将用于购买消费品、存入银行或者进行投资。有四种类型的企业Agent，生产四种类型的产品，即汽车制造企业、房地产企业、非耐用必需品（如食物）生产企业、随收入变动的非耐用消费品生产企业。所有的企业都使用资本、设备以及劳动力来生产自己的产品。政府 Agent 的作用除了聚集收入、销售、税收外，还负责运行社会保护系统（如为失业者提供收入），执行公共职能，以及在政府收入出现赤字时采取相应措施。此外，还有一系列的金融Agent，主要包括：1）银行 Agent，负责吸收储蓄，向个人和企业提供贷款，投资债券；2）联邦储备 Agent，负责执行扩张型或紧缩型财政政策；3）金融市场Agent，负责调节市场上政府、银行和家庭之间的关系。该模型具有允许大量的经济主体同时进行活动，各行其职，互不干扰的显著特征。通过采用先进的建模技术和大规模并行计算机的支撑，ASPEN 模型被广泛应用于美国宏观经济系统和过渡经济的研究中。