当社会学、经济学遇到计算思维……
2018-11-30 作者：张琦、连晋宏当今社会具有高度互联及丰富互动的特征，社会议题逐渐复杂化及信息化。在北大，有这么一门课程，它以社会学与经济学的若干经典问题为载体，以计算机科学的典型思维方法为工具，学习与体会两类学科知识与方法的交叉与互动。通过对社会网络、关系平衡、匹配市场、中介市场、拍卖市场、信息级联、网络效应、流行性、新事物的传播、小世界现象、表决制度等议题的讨论和对个体行为导致全局形态规律的探讨，学生可以初步掌握计算思维的方法，用来分析和研究那些现象和问题，从而加深对生活与社会现象的理解，体验到整合知识、探索未知领域的创造过程。
这门课，叫“社会科学中的计算思维方法”。
听上去是不是有点意思？我们先来看一个经典的案例。
题不难，想要对答案，文末有彩蛋。
这题用到的是社会学中经典的“三元闭包原理”，即如果两个人有个共同的朋友，那么这两人成为朋友的可能性会增强。原因有三：第一，这两人会因此有更多见面机会；第二，因为有共同朋友双方信任会增强；第三，那个共同朋友会有一定的心理压力（潜意识里会担心这两人对他有意见）。这个原理说明，社会结构中会蕴含信息。而用应用数学中的图论作为基本工具把这一原理呈现出来，就可以很好地研究社会网络的结构，进而推演出信息，进而更能理解原理。
图论，就是这门课程的语言工具之一。这门课的另一个工具，是博弈论。利用这两个工具，“社会科学中的计算思维方法”推演着网络背景下人群的行为和互动机制。
缘起
从2011年开始，以李晓明教授为首的教学团队在北大开设了一门有关交叉学科的新课。最初课名为“网络结构与效应原理”，全校公选；后改为“社会科学中的计算思维方法”，全校通选。2013年秋，凭借MOOC兴起的东风，该课程开出了一个MOOC对应版本“人群与网络”，从而使得该课程在北大以外的地区普及开来。作为一门新兴的交叉学科课程，“社会科学中的计算思维方法”不仅深受师生欢迎，还进一步促进了交叉学科的研究和发展。
图：李晓明教授向学生介绍课程
世界呼唤跨学科
谈起开课初衷，李晓明老师这样说道：
“我在大学教了三十多年书了，经常想大学生究竟该通过课程学些什么？记得蔡元培先生曾说过一句话，大意是大学是为未来，而不是为过去和现在，培养人才的。因此我们应该思考未来的人们将面对什么。过去几十年来，中国社会和国际社会都发生了巨大的变化，使得人类社会现在面对的问题也与先前有了巨大差别。曾经，人们的主要关切是解决吃饭穿衣的问题，是如何提高生产率的问题。现今，社会则更关切环境、生态、贫富差距、健康、教育、非传统的安全（比如恐怖主义）等新问题，可以说整个社会都在为解决它们而努力。而这些问题不是单一学科的问题，都是跨学科的问题。这些问题的尺度都非常大，特别是在当今信息化社会，可以说和计算都有很大关联。现在的大学生在未来都得面对这些问题，因此跨学科的能力是必要的。传统的单一学科，不便于学生理解和思考这些问题。其实交叉学科在北大十几年前就开始得到学校重视了，也推出了许多相关的教学科目，比如说‘整合科学’，‘大数据’等。作为一名教师，如果意识到这个方向的重要性，能做点什么呢？自己能掌控的大抵就是开发一门新课程吧。我是计算机学科背景，因此从计算思维的角度切入，再结合社会学和经济学的一些议题，似乎是可行的。这是我开设课程的初衷。
同时，我也是受到了David Easley和Jon Kleinberg合写的《Networks、Crowds and Markets》的启发与帮助，这是康奈尔大学的经济学家和计算机科学家的合作成果，其中对于学科交叉的观念以及在教学层面的实际操作让我产生了强烈的共鸣。于是我便和社会学系的邱泽奇老师商量于2011年开始合开了这门课程，这本“灵感之书”的译作《网络、群体与市场》也就因此成为了课程教材。”
整合知识 探索未知
李晓明老师表示，其实这门课程的重点不在于解决问题，而是“理解”问题。比如说众所周知的，社会学里有一个社会网络的概念，我们每天使用的微信就形成了一种在线社会网络，那么相应的现实中也有社会网络，把每个人都当作一个点，彼此之间互相认识就相连构成一条边，结合起来就是一张网，这种点和边的结构就是对图论的利用，虽然抽象，但能从中获得很多信息，比如说度数的多少就是认识的人数多少。李晓明老师每次开课，也都从这个议题来引入。他会调查课堂同学们的信息，用图论来分析这个课堂的社会网络：
图：每学期第一堂课通过图论构建班级社交网络引导学生了解课程
而课程的另一个重要工具博弈论则更多用于经济学，比如“市场是个隐形之手”、信息不对称导致劣币驱逐良币等。举一个例子，从博弈论中的“布雷斯悖论”引申开来，我们就能体会，在社会科学下的系统中，如果系统的结构不合理，投入资源可能反而会使结果更糟糕，因此不如不投入。
课堂上要做的就是将其操作化，比如生活中的工作选择问题——
T和R是两种性质完全相同的工作，因此参与T的有50人，参与R的也有50人，每人得200是最好的选择。
但如果此时老板说投入新的资源，也鼓励人们两种工作都做，即第三种工作是T和R的结合，让100人在这三种工作中选择，相应的，每有一人选择T&R，T和R中就要各自减去100。从个体来看，100个人都选T&R，每个人获得150是最佳的个体选择。但是我们相比第一种情况可以发现，如果老板没有投入第三份工作资源，每人可以拿到200，但是一旦投入，每人却都只可以拿到150。这说明在投入资源后虽然依旧是对于个体而言最好的选择，但是整体上却不如不投入资源。这就是“布雷斯悖论”的一种操作化体现。
这门课还会用到其他一系列案例，比如修路问题。总之，课程用图论或博弈论或结合两者，帮助同学们学会用操作化的方法，对结构和信息进行推理和分析，从而从一种新的角度来理解通常只是定性讨论的原理或问题。从这个意义上，通过循序渐进地对个体行为的探讨，让学生认识到整合知识、探索未知领域的创造过程的目的才得以实现。
从课堂到MOOC
这门课程在教学方式上的创新主要是基于MOOC的翻转课堂，MOOC上课程名为“人群与网络”，学生来上课前需要在慕课预习课程并完成作业。课堂上老师将用例子进行引导及讨论。
李晓明老师觉得效果不错，他表示他曾经做过一个课上的问卷调查，有82个学生参与，其中52个学生认为慕课好，10个学生认为传统教学方式好，还有20个学生觉得无所谓。总的来说，学生对这种教学方法满意度还是比较高的。
图：河南工业大学某学生认真完成MOOC课程获得认证证书
师生良性互动
从学生评估和课上的调查问卷中我们可以发现，李晓明老师的课程着实收获了很积极的反馈。与此同时他表示，还有一些令他特别感动和欣慰的瞬间：
2011年第一次开课，其中有一个计算机系的大二学生，三年后从北大毕业后去普林斯顿大学念社会学博士，还在美国发表了社会学相关的文章。
2015年的时候他收到一封邮件，一个在2012年选修过这门课的物理学院同学，后来去哥伦比亚大学攻读生物统计学博士，告诉老师说他经常想到课上学的东西，感到很有趣。
现在数学学院的一个大三同学，他说他觉得这是他在北大上过的最好的课，因为交叉学科让他觉得很新鲜。
……
这些都让李晓明老师觉得很感动，也觉得开设这门课程富有意义。
而从反馈与互动中获得新的研究启发也是常有之事。“总有学生提出让我意外的结果或者意见。”李晓明老师说道，“比方说关于图论的问题，有些证明很严格很数学，我不一定知道也根本来不及想，上课的时候只是稍有提及，第二天就会有学生发邮件来讨论，并且最后还真的搞定了那些问题。另外很多问题可以通过很多角度进行探讨，而学生时常会给出新颖的看法。举个例子，社会网络中有一种叫聚集系数的很定量的说法，比如我认识3个人，这三个人互相认识的情况怎么样就是我的聚集系数。 我让学生们想想这个概念还有什么表达方式，有人就提出说可以称之为‘凝聚力’，我觉得这就很有意思。”
图：学生发微博夸赞这门课
跨学科合作趣事多
李晓明老师是做信息科学的，我们注意到，课程团队还有来自社会学系的邱泽奇老师。对于不同学科的老师如何一起设计课程、开展合作教学，李晓明老师这样说道：
“这其实是一个过程，首先是有一本教材，然后我们商量彼此cover一些部分，大致有个分工，经过这么多年教学，现在分工也已经稳定明确了。我们彼此交替上课，也时常一起上课，有不同的想法就会在课上提出。学生甚至开玩笑说喜欢看老师在台上吵架。”
但是从李晓明老师处我们很遗憾地得知，这学期邱泽奇老师不参与教学了，他开了一门面向社会科学学科低年级本科生的新课，叫《社会科学方法导论》，邀请李晓明老师参与其中一部分教学工作。
在各自的研究方面，李晓明老师表示其实他现在不太钻研单个领域，主要关心计算与社会科学交叉的问题。“和其他专业老师聊天会激发很多想法，而只是关注计算机技术是不可能想到这些问题的。比如邱泽奇老师曾告诉我，社会学的基本问题是‘社会为什么可能？’，当时给了我很大的震撼。”老师眉飞色舞地说道，“我们还一起探讨传销模型、在差序格局意义下邓巴数的推广等研究问题。一旦对学科交叉的领域有些接触，我们就可能提出一些新问题，或者对老问题有新思考。”
目标是推广到全国
“未来的目标不是把通选课升级为专业，而是要做推广，最大的愿望是让这类课程在全国更多大学开出来。全国目前大约有30多所学校开了这个课程，数量还是很少的，因此在过去几年我们办了多期全国教师培训班。同时在本校也要培养接班人，目前北大有两个年轻老师一起参与些工作，期望他们能够接棒，而不应该在我们退休后这个课程就无人问津。”说起课程的后续推广，李晓明老师一脸郑重。
同时老师也表示，未来可能还会从该课程里头衍生出分支的课程，例如：经济学中的计算思维，社会学中的计算思维，新闻传播学中的计算思维等。而其他学科也可能会涉及，但目前还看不太清楚。总的来说，还是需要有更多的老师关注学科交叉，有兴趣和热情从教学上投入到这个领域中来。
图：李晓明老师指导全国教师培训班的学员用手机看MOOC
彩蛋：B与F最可能形成边
受访者 | 北京大学信息科学学院李晓明教授
采访 | 张琦、连晋宏
图片 | 李晓明教授提供
撰稿 | 张琦、连晋宏
制图 | 阮军儒
编辑 | 张琦
