Umělé společnosti a virtuální násilí

Paul Krugman, významný profesor ekonomie na Princetonské univerzitě a New York Times fejetonista, jednou vysvětlil prostoduché motivy pro jeho volbu povolání. V raném dospívání bylo mou tajnou fantazií stát se psychohistorikem, napsal s odkazem na ústřední trik, psychohistorii, Isaaca Asimova. Nadace trilogie. Krugman pokračoval: Jednoho dne bude existovat jednotná společenská věda takového druhu, jaký si Asimov představoval, ale v současné době má ekonomie tak blízko k psychohistorii, jak jen to jde.

Místní etnické čistky až genocida.

To je hrozivé, vezmeme-li v úvahu propast mezi Asimovovou fantazií o prediktivním kalkulu lidských záležitostí a realitou mainstreamové ekonomie – vlastně jakékoli ze společenských věd – jak se praktikovalo po většinu minulého století. Poslední desetiletí však přinesla nové přístupy. Jeden z nejslibnějších popsal Joshua Epstein, vedoucí pracovník Brookings Institution, v roce Rostoucí umělé společnosti: Společenská věda zdola nahoru , knihu, kterou vydal v roce 1996 ve spolupráci s Robertem Axtellem. Možná si jednoho dne lidé vyloží otázku ‚Můžeš to vysvětlit?‘ jako otázku ‚Můžeš růst to?‘ navrhl Epstein. Modelování umělé společnosti nám umožňuje ‚pěstovat‘ sociální struktury in silico prokazující, že určité sady mikrospecifikací jsou dostatečné k vytvoření makrofenomény zájmu.

Tento příběh byl součástí našeho vydání z července 2007

• Viz zbytek čísla
• předplatit

Co to znamená? A proč by nás to mělo zajímat? Epsteinovo tvrzení bylo dvojí. Za prvé poukázal na to, že zatímco téměř všechny vzorce, které zajímají sociální vědce, jsou nově vznikající – to znamená komplexní vývoj vyplývající z mnoha relativně jednoduchých interakcí – disciplíny, jako je ekonomie hlavního proudu, pojímají společnosti jako tendenci k nějaké pomyslné rovnováze. Standardní vysvětlení také předpokládají, že společnosti se skládají z vysoce racionálních činitelů, kteří mají plné znalosti a jednají vždy ve svém vlastním nejlepším zájmu. Pokud jde o to, jak skutečné populace různorodých aktérů s omezenou racionalitou ve skutečnosti vyvíjejí své vzorce, řekněme, distribuce bohatství, poznamenal Epstein, vysvětlení akcií nemá téměř co říci. (Viz Dopis redaktorovi od Joshuy Epsteina.)

Epstein nebyl v této kritice sám. Ale za druhé navrhl, že počítačové modely v sobě mohl efektivně popsat společnosti. Na začátku 90. let Epstein a Axtell vytvořili simulaci nazvanou Sugarscape, čtvercovou síť představující dvourozměrnou krajinu obývanou autonomními podprogramy – agenty – které byly poháněny od čtverce ke čtverci hrubými umělými metabolismy, které vyžadovaly zdroj, označený cukr. Když byly stovky těchto látek naprogramovány tak, že se jejich rozsah vidění a rychlost metabolismu měnily, a to i jednoduchými způsoby, objevily se překvapivé vzorce.

Epstein a Axtell by se skutečně naučili, že s jejich modely je trik [byl] získat hodně ven a přitom vkládat co nejméně, jak píše Epstein ve své nejnovější knize, Generativní sociální věda: Studie výpočetního modelování založeného na agentech . Na počátku 90. let dva muži vytvořili dvě oblasti své sítě Sugarscape, aby byly bohaté na zdroje cukru, takže k nim agenti rychle přitahovali. Několik látek s vynikajícím zrakem a nízkou rychlostí metabolismu nashromáždilo velké zásoby cukru. Jiní činitelé se slabším zrakem a vysokou rychlostí metabolismu přežívali nebo zemřeli v zónách, kde byl nedostatek cukru. Epstein a Axtell zjistili, že Sugarscape v podstatě fungoval jako model společnosti lovců a sběračů, reprodukující společný rys lidských společností: zkreslenou distribuci bohatství. Je pravda, že představa, že hrubé automaty pohybující se po počítačové síti naznačují, že majetková nerovnost je vrozeným rysem lidské existence, se nebude líbit nejen marxistům, ale většině z nás, vzhledem k tomu, jak různorodé víme, že naše individuální zkušenosti jsou. Příroda je však plná zvláštně konzistentních statistických vztahů, které se opakují v různých oblastech a které statistici nazývají mocenské zákony.

Nejběžnějším mocenským zákonem je Paretovo rozdělení, pojmenované po italském ekonomovi 19. století Vilfredovi Paretovi. Na konci 90. let 19. století Pareto tvrdil, že v jakékoli dané společnosti bude 20 procent lidí vlastnit 80 procent bohatství. Ale Paretovo rozdělení, známé také jako pravidlo 80-20, platí v tak rozmanitých lidských kontextech, jako je velikost sídel (několik velkých měst, mnoho menších měst) a frekvence slov v textu (několik slov používaných často, většina slov zřídka). ), stejně jako pro přírodní jevy, jako je velikost částic písku a meteoritů. To, že chování automatů Sugarscape přinášelo rozdělení mocninného zákona, naznačovalo Epsteinovi a Axtellovi, že k něčemu jdou.

Na začátku 90. let Epstein přednesl prezentaci v Santa Fe Institute v Novém Mexiku, centru pro studium komplexních adaptivních systémů napříč přírodními, lidskými a umělými kontexty. Ukázal jsem jednu z našich umělých historií zasazenou do standardní krajiny Sugarscape se dvěma cukrovými vrcholy, cukrovou nížinou uprostřed a cukrovými loukami po stranách – ve skutečnosti jde o jednoduchou reprezentaci údolí, řekl mi Epstein. Zeptal jsem se publika, jestli to někomu něco připomíná. George Gumerman vystřelil ruku a řekl: ‚Připomíná mi to Anasazi‘.

George Gumerman je antropolog, který byl po desetiletí předním odborníkem na Anasazi, předky dnešních národů Pueblo, kteří zhruba od roku 1800 př.nl. do roku 1300 n. l. obývali Long House Valley na severovýchodě Arizony. Epstein a Axtell se rozhodli použít své modelování založené na agentech k vytvoření virtuální civilizace Anasazi a podívat se, jak se shoduje s rozsáhlou databází vzorců osídlení a podobně, kterou sestavili Gumerman a jeho kolegové. Epstein si vzpomněl: Začali jsme znovu, budovali umělý terén od nuly a s velkou přesností. Do modelu šly prvky jako klimatické vzorce, výnosy kukuřice, kolísání hladiny podzemní vody a mnoho dalších faktorů. Velký trik byl: Mohli bychom vymyslet dobrá pravidla pro naše umělé Anasazi, umístit je tam, kde byla skutečná v roce 900 n. l., a nechat je běžet, dokud nevyrostou skutečnou historii? Epstein si vzpomněl na jedno sezení, při kterém umělí Anasaziové jeho týmu založili osadu přesně tam, kde byl Long House, skutečná osada Anasazi. Jen jsme seděli a křičeli do vzduchu uspokojením. Celý byznys od té doby ušel strašně dlouhou cestu. Nyní tuto práci dělá mnoho lidí.

Vskutku. Webová stránka společnosti Journal of Artificial Societies and Social Simulation , například uvádí články s názvy jako Cascades of Failure and Extinction in Evolving Complex Systems. Epsteinova nová kniha shromažďuje své vlastní dokumenty od roku 1996; doprovodné CD umožňuje čtenářům sledovat běhy modelů popsaných v textu a prozkoumávat modely samostatně. V projektech popsaných v knize Epstein a jeho spolupracovníci modelovali kromě Anasaziů vznik různých jevů: vzorce v načasování odchodu do důchodu; sociální třída; bezmyšlenkovité přizpůsobení se společenským normám; vzory infekce neštovic po bioteroristickém incidentu; a úspěšnou, přizpůsobivou organizaci.

Modely jsou fascinující. V obou variantách popsaných v části Generování vzorců spontánního občanského násilí (viz obrázky 1 a 2) existují běžní agenti i agenti zvaní policisté, kteří představují ústřední politickou autoritu. Levá obrazovka zobrazuje zjevné chování běžných agentů (modrá, pokud je v klidu, červená, pokud je aktivní) a pravá základní emoce, kde jsou agenti zbarveni podle úrovně jejich politického rozhořčení (čím tmavší červená, tím vyšší rozhořčení). Stížnost má dvě složky: legitimitu ( L ) státu, jak je vnímáno agenty, a strádání ( H ), což je fyzické nebo ekonomické strádání a liší se mezi agenty. Kromě toho mohou agenti klamat: na levé obrazovce mohou poškození agenti zmodrat (nevypadat jako rebelové), když jsou poblíž policisté (vždy černí), a poté zčervenat (aktivně se vzbouřit), když se policisté vzdálí. Epstein také přiřadil různé úrovně averze k riziku ( R ) k agentům: někteří inklinují k rebelii více než jiní. Agenti posuzují pravděpodobnost, že je policisté zatknou, než se připojí k povstání, a jejich hodnocení závisí na jejich vizi ( proti ) toho, co je kolem nich – to znamená, kolik poloh mřížky (sever, jih, východ a západ) mohou vidět. Nakonec agenti zatčení policisty dostanou tresty vězení ( J ). Epstein mi řekl, že zatčení agenti jdou do vězení na náhodnou dobu a objeví se stejně zarmoucení, jak vešli dovnitř. Vždycky si dělám legraci, že to jsou jediné dva realistické předpoklady v celém modelu.

Ačkoli se tento model může zdát příliš jednoduchý, generuje dostatečně realistické vzory, jakmile lidský operátor nastaví parametry L a J , vize agentů a policistů a jejich počáteční hustoty a poté umožňuje oběma skupinám pohybovat se a interagovat. Ve variantě jedna, Generalized Rebellion against Central Authority (viz obrázek 1), mohou v zónách s nízkou hustotou policistů vzniknout vysoké koncentrace aktivistů, poškozených agentů. Když se to stane, i mírně poškození agenti považují za rozumné riskovat vzpouru. Právě z tohoto důvodu je svoboda shromažďování obecně první věcí, kterou represivní režimy omezují. Kromě toho model zobrazuje charakteristický znak komplexního systému: přerušovanou rovnováhu s dlouhými obdobími relativní stability narušené vzpurnými výbuchy. V některých sériích může být pravá obrazovka s emocemi jasně červená s křivdou agentů, zatímco levá obrazovka je zcela modrá kvůli jejich veřejnému klidu. Což by s větší pravděpodobností vyvolalo revoluci: velké absolutní snížení L (legitimnost) v malých přírůstcích nebo menší snížení provedené v jednom velkém kroku? To druhé, jak se ukazuje. V případě velkého, ale postupného snižování mohou policisté aktivistické agenty jednoho po druhém sebrat a uvěznit je. A naopak, náhlé prudké snížení legitimity podnítí několik poškozených agentů k aktivní vzpouře najednou. Jak poznamenal Epstein, jakmile se bouří 50 lidí, je mnohem méně riskantní být 51.

Zajímavější je varianta dvě, meziskupinové násilí. Nyní jsou agenti rozděleni do dvou etnik, modré a zelené. Legitimita se stává posouzením práva druhé skupiny na existenci, vysvětlil Epstein. V tomto kontextu agentův aktivní aktivista znamená, že zabije člena opačné etnické skupiny. Policajti jsou mírotvorci, a pokud model běží bez nich L mezi všemi činiteli se sníží jen o 20 procent, etnické čistky rychle začnou. Když jsou představeni policisté, objeví se bezpečné útočiště. Mezietnické nepřátelství nicméně pokračuje. Nakonec, jak ukazuje obrázek 2 a Epstein mi řekl, když v této variantě zahodíte legitimitu, vždy to skončí tím, že jedna strana vymaže druhou. Hustotu policistů lze nastavit na libovolnou úroveň. Při nízké hustotě policistů dojde k rychlé genocidě. Při vysoké hustotě policistů můžete také někdy získat rychlou genocidu, ale také velmi variabilní výsledek. V průměru více policistů to trvá déle. Dost déle na to, aby ospravedlnily náklady na další policejní kontrolu? Je to všechno velmi nejisté, říká Epstein; pouhá vlna policistů by nezaručila dobrý výsledek.

Celkově ve skutečnosti Epstein zdůraznil, že jeho modely byly většinou zaměřeny na dosažení vysvětlující síly. Vysvětlit něco neznamená, že to můžete předvídat, řekl. Poukázal na to, že i když umíme vysvětlit blesky a zemětřesení, nemůžeme je ani předpovídat. Pokud doufáme, jako Asimov, v předpovědi budoucnosti, Epsteinovy ​​modely zklamou. Ve skutečnosti, protože jeho modely poskytují značně odlišné výsledky, i když jsou jejich agenti naprogramováni podle velmi jednoduchých pravidel, naznačují, že předpovídání budoucnosti nebude nikdy možné. Přesto Epsteinovy ​​umělé společnosti dělají více pro objasnění skrytých mechanismů, které jsou základem společenských posunů – a jejich neočekávaných důsledků – než jakýkoli nástroj, který sociální vědci doposud měli. V budoucnu by oni a jemu podobní mohli navrhnout, jak mohou tvůrci politik navrhnout takové druhy malých, levných intervencí, které mají velké a prospěšné výsledky.

Mark Williams je Recenze technologie přispívající redaktor.

Generativní sociální věda: Studie výpočetního modelování založeného na agentech
Autor Joshua M. Epstein
série Princeton Studies in Complexity
Princeton University Press, 2006, 49,50 $

skrýt