社会物理学

在５０余年发展中，社会物理学取得了长足进步。诸如１９４０年代后期的哈佛学派、１９５０年代中期的剑桥学派、１９６０年代的瑞典学派、１９７０年代的ＭＩＴ学派、著名物理学家普里戈金的理论以及新近应用计算机和网络技术的可持续发展模型研究，在形成和壮大一系列计量革命（例如计量经济学、计量地理学、技术扩散理论、资源负熵理论、社会结构理论等）的过程中发挥了巨大作用，有力推动了自然科学与社会科学的交叉，开辟了应用复杂科学研究社会经济的新局面，加速对人文科学的深层认知，并出现了诸如ＩＩＡＳＡ、罗马俱乐部、圣菲研究所、斯坦福研究院、兰德公司等著名思想库，为学科的融合和创新，为２１世纪交叉科学的进一步发展，培育了一片丰厚的土壤。

中国在１９８０年之后，相继在“天－地－生－人”协调理论、可持续发展理论、社会稳定预警理论和区域开发理论等领域，应用社会物理学派的思路、观点和方法，有成效地在自然科学与社会科学的充分融合中探索出一条研究中国问题的新道路。

社会物理学可定义为：应用自然科学（以物理学为核心）的思路、概念、原理和方法，经过有效拓展、合理融汇和理性修正，来揭示、模拟、移植、解释和寻求社会行为规律和经济运行规律的充分交叉性学科。

自１９３０年代起，著名量子物理学家薛定谔经过较长时间的思索，于１９４６年出版了《生命是什么》。在这部影响深远的专著中，薛定谔把熵与生命现象的联系首次公布于世，引发了一次规模较大的热烈讨论。此书的核心在于揭示物理熵与生命熵之间的差异和联系，在有序与无序的行为动力上，探讨了一种既关系自然规律又关系社会规律（由生命科学到社会科学的宏观扩展）的更高层次规律的可能性。由此，开辟了社会物理学研究的先河，一直影响到４０年后另一位诺贝尔奖获得者普里戈金的耗散结构论。

１９４７年，哈佛大学物理学教授齐普夫（Ｇ．Ｋ．Ｚｉｐｆ）的一本理论著作《人类最小努力原则》，正式奠定了社会物理学派的学术地位，提出了从自然科学出发去认识人类社会的基础原则和核心要点。该书的问世，极大地增强了系统论、控制论、信息论深入刻画社会经济问题的信心和热情。

１９５０年左右，一批著名学者集聚于美国华盛顿州立大学，其中包括剑桥学派核心人物哈格特(Ｐ．Ｈａｇｇｅｔｔ)和乔莱（Ｒ．Ｊ．Ｃｈｏｒｌｅｙ）在内。他们集中研讨了人文科学的定量问题，对普遍发生在区域开发、经济增长和社会组织等方面的问题进行了深入的条理式研讨。随后１０多年内，以他们为首，掀起了地理学计量革命和经济学计量革命，在社会物理学派的应用方向上，积累了许多成功的范例。

其后，西蒙斯(Ｊ．Ｗ．Ｓｉｍｍｏｎｓ)的国家生存理论（１９６５）、威尔逊(Ａ．Ｇ．Ｗｉｌｓｏｎ)的城市最大熵理论（１９７０）、埃布勒(Ｒ．Ａｂｌｅｒ)的空间搜寻和决策理论（１９７１）、哈格斯特兰德(Ｆ．Ｈａｇｅｒｓｔｒａｎｄ)的信息传导理论（１９７５）、哈格特的社会组织拓扑理论（１９７９）、由牛文元所提出的社会燃烧理论（１９９４）以及现今发展的复杂科学等，从不同方面丰富和发展了社会物理学派的内涵。其中，１９８０年代由普里戈金等人长期坚持研究的耗散结构论和与此相关的自组织研究等，为社会物理学在深层次的开拓起到了推动性作用。

社会物理学

社会物理学领域虽然学派林立，但对于现实问题的探索，通常遵从一定的模式思考，并具有较严格的逻辑推演，在寻求机制的过程中形成如下基本认知框架：（１）承认无论自然系统还是人文系统，无一例外地随处（空间）随时（时间）都将呈现“差异”的绝对性；（２）只要存在各种“差异”或“差异集合”，必然产生广义的“梯度”；（３）只要存在广义的“梯度”，必然产生广义的“力”；（４）只要存在广义的“力”，必然产生广义的“流”；（５）社会物理学着重探索广义“流”的存在形式、演化方向、行进速率、表现强度、相互关系、响应程度、反馈特征及其敏感性、稳定性等，从而刻画“自然、社会、经济”复杂巨系统的时空行为和运行轨迹，寻求其内在机制和调控要点，在计算机及网络工具的支持下，有效地为政治、经济、军事、社会重大问题进行决策与管理。

下面从若干方面介绍社会物理学派的主要贡献。

各种引力模型１６８７年，伟大的科学家牛顿总结出万有引力定律Ｆ＝ＧＭｉＭｊ／ｄｉｊ２，表明引力与质量乘积成正比而与距离平方成反比。该定律被成功运用到人口迁移模型、城市引力模型和区域综合能力模型。例如１８８０年英国拉伦斯坦（Ｒ．Ｒａｒｅｎｓｔｅｉｎ）的人口迁移模型：Ｔ＝ＫＰｉＰｊ／ｄｉｊｂ；１９７０年由威尔逊总结的城市引力模型：Ｆ＝Ｋ(ＱαｉＱβｊ)／ｄｉｊｂ；１９７５年克拉克（Ｗ．Ｃ．Ｃｌａｒｋ）提出的区域综合实力模型：Ｐｍ＝∫ｍｄ０ｅ－ｂｘ(２πｘ)ｄｘ。无论是内涵还是形式，它们均源自牛顿引力定律。

空间填充原理最初数学家提出空间充填原理：在一个二维欧氏平面中，仅有正三角形、正方形和正六边形可以完全填满平面，既不互相重叠又不出现空缺。但从经济学原理和社会行为原理分析，六边形同时具有独特的性质：即满足“完全充填”和“最具效率”的双重优势。人类活动和人类行为无论是自觉的还是不自觉的，都逃避不了该定理的制约。因此它被经济规划、城市规划和行政区划奉为以结构去体现功能的最佳范式，得到广泛认同，比如１９７９年哈格特做的中国台湾省县级六边形空间充填模拟，是充分体现六边形原则的具体例子。

应用“力的合成”解释干旱地区绿洲系统的调控机理若引进Ｐ、Ｑ分别表达“正作用集”和“负作用集”，分属“可持续发展状态域”和“不可持续发展状态域”，并在统一基础上加以标准化（如货币值、初始生产力值、生态服务价值、能值、生态足迹值等）。

区域系统的行为用ＤＨ表达：ＤＨ＝Ｐ／Ｑ。系统行为临界调控论，即动态地把“实际发展行为”置于合理的临界状态之上（即ＤＨ≥０）。在调控系统的行为轨迹时，可分别采取以下措施：（１）在Ｑ维持不变的条件下，提高Ｐ；（２）在Ｐ维持不变的条件下，降低Ｑ；（３）在提高Ｐ的同时，降低Ｑ；（４）Ｐ、Ｑ都增大，必须保持Ｐ／Ｑ＞１（比率不断增大）；（５）Ｐ、Ｑ都降低，必须保持Ｐ／Ｑ＜１（比率不断减小）。

国家生存理论应用自然变量与社会变量的结合，西蒙斯提出了度量国家生存与发展能力的著名模式。它提出两类变量：自然变量和人工变量。自然变量包括资源丰度和可替代能力，分别用Ｐ、ｄ表示；人工变量包括储备能力和预知能力，分别用Ｈ、ｖ表示。

在此基础上，西蒙斯得到了西蒙斯模型最终表达式：ＳＧ＝１－Ｗ；Ｗ＝[(１－Ｐ)ｄｅｘｐ(ｖ)](Ｈ－ｖ)。其中，ＳＧ为生存与发展能力，Ｗ为不能生存的概率。

齐普夫定则在社会经济领域中的普适性在许多社会经济领域中，齐普夫定则是描述行为的基本规律，即Ｓｍ／Ｓｎ＝Ｋ(ｎ／ｍ)，Ｚｒ＝Ｐ０／ｒ(ｂ)，ｂ为非正整数的分数维。它的普遍性表现在：阿希宁斯－格利森（Ａｒｒｈｉｎｉｎｓ-Ｇｌｅａｓｏｎ）模型(物种－面积关系)Ｓ＝ＣＡｗｗ＝ｆ[Ｘ(ｕ，ｖ，ｈ)，Ｙ[ｘ)]；人口－等级关系（Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ-ｏｒｄｅｒ）Ｐｒｑ＝Ｐ１／ｒ；霍顿（Ｒ．Ｅ．Ｈｏｒｔｏｎ）模型（河流－等级关系）Ｃ＝(ｒｎ＋１／ｒｎ)Ω；布拉德福德（Ｂ．Ｂｒａｄｆｏｒｄ）模型（科学文献分布关系）ｒ１：ｒ２：ｒ３…＝１：ａ：ａ２…；牛文元资源（Ｎｉｕ＇ｓＲｅｓｏｕｒｃｅｓ）模型（资源分布关系）；Ｐｒ＝Ｐ１／ｒｂ，ｂ＝ｆ[ｍ，Ｓ(ｕ，ｖ，ｈ)，Ｙ，Ｋ，…)，ｂ≈－１．５５６６３３。

社会物理学派的主要贡献还有：技术发明的空间扩散方程（应用生命周期过程和放射元素半衰期理论，解释技术发明的空间扩散过程，并表达为通用的逻辑斯蒂函数）。经济过程的质能守恒原理；发展质量的“物理矩”原理；发展质量的多维矩表达；资源开发与生产的熵理论；社会燃烧理论；还有瑞典学派的哈格斯特兰德信息传导理论（该理论运用蒙特卡罗法在谣言传布和传染病扩散研究中应用）。

自然界中的燃烧现象，既有物理过程，也有化学过程。物理过程中主要指物质的平衡和能量的平衡，化学过程中主要指物质的变化以及变化所依赖的基本条件。燃烧所必备的三种基本条件即燃烧物质、助燃剂和点火温度，缺乏其中之一，燃烧都不可能发生。社会物理学应用该项原理，将社会的无序、失稳与动乱与燃烧现象进行了合理的类比。

（１）引起社会无序的基本动因，即随时随地发生的“人与自然”关系的不协调和“人与人”关系的不和谐，可以视为提供社会不稳定的“燃烧物质”；（２）一些媒体的误导、过分的夸大、无中生有的挑动、谣言的传布、小道消息的流行、敌对势力的恶意攻击、非理性的推断、片面利益的刻意追逐、社会心理的率意放大等，相当于社会动乱中的燃烧“助燃剂”；（３）具有一定规模和影响的突发性事件（我们已经总结出１０个大类，如突发的特大自然灾害、外国入侵、地方割据、中枢层分裂等），通常可以作为社会动乱中的导火线或称“点火温度”。

当“人与自然”之间的关系达到充分平衡、“人与人”之间的关系达到完全和谐时，整个社会处于“理论意义”上绝对稳定的极限状态，只要发生任何背离上述两大关系的平衡与和谐，都会给社会稳定状态以不同程度的“负贡献”（即形成社会动乱的“燃烧物质”），当此类“负贡献的量与质”积累到一定程度，并在错误的舆论导向煽动下（即相当于增加社会动乱的“助燃剂”），将会形成一定的人口数量密度和地理空间规模，此时，在某一“突发导火线”（即出现了社会动乱的“点火温度”）的激励下，即可发生“社会失衡（不稳）、社会失序（动乱）或社会失控（暴乱）直至社会崩溃”.

根据世界发展进程的规律，在国家和地区的人均ＧＤＰ处于５００～３０００美元的发展阶段，往往对应着人口、资源、环境、效率、公平等社会矛盾的瓶颈约束最为严重的时期，也往往是“经济容易失调、社会容易失序、心理容易失衡、社会伦理需要调整重建”的关键时期。

目前，一些发达国家已经建立了相应系统，以监测全球或区域的稳定状况和动乱热点，分别为其战略决策、安全体系、外交政策、经济发展、政策后效评估、危机综合分析等实行全方位服务。比如美国为其全球利益的推行，已建成全球安全监测系统。在深入分析世界各种动乱因素、地缘政治、经济利益、文化冲突、民族矛盾及复杂社会关系的基础上，应用１００余个指标及相关的信息，分别按地区、时序、规模、程度划分了世界不同级别的“热点”地区并预测可能爆发冲突的时间。与此相近，美国的兰德公司、英国的战略研究所、日本的野村综合研究所等，也都构建了以商业目的为中心的、服务性更加明确的“区域稳定系统”、“金融防范系统”、“经济监测系统”等为长期投资、股票波动、期货预测、保险业务等提供远景咨询。

中国在推进国家现代化的关键时期，在改革力度不断加大的过程中，在向社会主义市场经济体制整体推进的形势下，已经、正在或将要暴露出各类深层次的矛盾和问题，构成了可能危害社会稳定的直接因素或潜在因素，当这些因素的积累总量超出国家有序组织可能承受的临界阈值时，在某个或某几个“导引”条件的激活下，即会对国家稳定和区域稳定造成巨大危害。因此，“稳定压倒一切”这个前提，对于中国今后３０年而言，具有特殊意义。

我们已列出１３项引发中国社会动乱的基础性社会燃烧物质，以及相应的社会燃烧“助燃因子”和“点燃”社会动乱的１０项激发因子。在“社会燃烧理论”的有效模拟中，采取复杂巨系统的分析判别和过程模拟方法，充分运用计算技术、网络技术、虚拟现实技术完成智能化、定量化和动态化的情景仿真，遵照“数据核查、连锁输入、分层自检、逐级递归”的原则，经过专家的质疑和会商，持续对国家和区域的社会稳定态势实施逐周、逐月、逐季和逐年的监测、预报和预警。同时，分别建立或联结相关系统的预警专项接口，例如中国金融风险预警、中国经济态势预警、中国国防能力预警、中国自然资源预警、中国战略物资储备预警、中国生态环境预警、中国灾害预警等，共同形成更加完整的国家预警体系。

未来的发展进程中，中国在“统一社会价值观念，整合社会有序能力，提高社会抗逆水平，健全社会道德约束”的同时，科学、定量、实时地诊断监测社会稳定的总体状态变化，预测社会稳定的动态演化趋势，预警社会稳定的临界突破，提供社会稳定的处理对策，构建一个完整的识别国家稳定总体态势的指挥系统，将成为中央宏观决策的基础参考和得力工具。第一步应首先沿着社会物理学的基本思路，以社会燃烧理论为核心，结合中国现实，在２～３年内完成最基本的母体预警系统：“中国社会稳定预警系统”（国家指挥工程）。

作为一项国家指挥工程，中国社会稳定预警系统是在“自然－社会－经济”复杂巨系统总体识别的前提下，应用社会燃烧理论的概念、原则、规律和方法，同时应用“多维矩”投影、斯特拉（Ｓｔｅｌｌａ）时空耦合规则、复杂过程风险评价体系、系统动力学反演、马尔可夫过程分析、社会突变理论、国民心理判别和随机传布的蒙特卡罗法等手段，在基础信息源和专业数据库的支持下，通过大型计算机，沿着定量化、规范化、指标化和可视化的思路，针对我国３１个施市、自治区和有影响的３８个大城市，按照“先导指标系列、敏感指标系列、同步指标系列、循环指标系列、随机指标系列”的综合分析，逐周、逐月、逐季、逐年地给出国家稳定状况总体水平运行态势的预测、预报和预警，并以多重反馈的形式和应用虚拟现实技术，将警源、警兆、警情实行超前模拟和多重方案演示，对于重大事件和热点地区提供有针对性的危机处理对策。

“中国社会稳定预警系统”在概念上与现行的“社会治安综合治理”各有侧重，前者偏重于宏观识别，后者偏重于具体操作；前者偏重于战略判断，后者偏重于战役实效；前者偏重于前期预防，后者偏重于实时控制，二者标本互济，相辅相成。中国社会稳定预警系统将集中对于“宏观社会背景的稳定基穿、“社会稳定情势的总体水平判别”、“稳定状况动态演化趋势”实施定量诊断和超前判别。