CAS理论视角下Web2.0序化研究，本文主要内容关键词为：视角论文,理论论文,CAS论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
［中图分类号］G350 ［文献标识码］A ［文章编号］1003-2797(2008)03-0019-04
Web2.0网站在其发展演化过程中出现了如分众分类、社会关系等序化结构，这使得探索这类有序化现象的产生机制成为必要。同时Web2.0网站由于其不可还原性与不可分割性，属于一类复杂系统，从而可以借助复杂适应系统理论对其发展演化的动力机制进行探究。自组织理论从协同与竞争的角度探讨了Web2.0序化的动力机制，但对于为什么会产生这种协同现象，以及这种协同与竞争如何产生并导致系统宏观演化等问题并没有进行深入的分析，而复杂适应系统理论强调个体的适应及个体与环境交互是系统宏观演化的动力，这为我们从微观层次研究这类序化动力提供了新的视角。
1 复杂适应系统理论的基本要素
复杂适应系统理论（complex adaptive system，简称CAS）由霍兰于1994年在桑塔菲研究所成立十周年会议上提出，他认为市场体系、生态系统、免疫系统、中枢神经系统都有着许多类似的特性和类似的不解之迷。面对环境的变化，这些系统都表现出协调性和持续性，其原因是任何主体都在努力去适应别的主体。他认为复杂适应系统都有通用的4个特性和3个机制，4个特性是聚集、非线性、流、多样性；3个机制是标识机制、内部模型机制和积木机制[1]。通过这7个基本点的适当组合可以派生出复杂系统的其他性质。
(1)聚集(Aggregation)。CAS中，聚集有两层含义：第一层是物以类聚，我们可以利用这样的分类来舍弃细节为复杂适应系统建模；第二层是这些聚集体相互作用所表现出的大尺度行为，在复杂系统中称为“涌现”[2]。一个经典的例子便是蚁群，单个蚂蚁的适应能力很差，但蚁群适应性却极强。
(2)标识(Tagging)。标识是聚集体形成过程的作用机制。标识能够促进选择性的相互作用，它允许主体在一些不易分辨的主体或目标中进行选择。比如在Internet上，消息的标题会使公告板或会议组的成员联合起来。再比如社会经济系统中个体或组织的性质、名称、功能等。它是CAS普遍存在的机制。
(3)非线性。非线性是指在CAS中主体与环境、主体与主体之间的相互作用是非线性的。所谓线性是指整体等于各部分之和，而非线性则强调整体大于部分之和，非线性相互作用总是使得聚集行为比人们用求和或求平均方法预期的要复杂。
(4)流(Flows)。流指在个体之间的信息、能量和物质交换过程中以及市场主体的经济交换过程中出现的信息流、能量流、物流、货币流等。通常用｛节点，连接者，资源｝的三元组来表示。比如中枢神经系统的｛神经元，神经元连接，脉冲｝，生态系统的｛特种，食物网相互作用，生化作用｝等等。因为在CAS中，各个主体具有适应性，所以流也会随着主体的适应与不适应而不断发生改变。另外流还具有乘数效应和再循环效应。
(5)多样性。多样性指个体之间存在着差异性，而且有不断分化和扩大的趋势。同时他也标志着系统模式在演化。
(6)内部模型。内部模型即主体认识、预知世界的机制，控制着主体的决策与行为方向，同时控制着系统的演化和发展方向。
(7)积木机制。积木机制就是在面临一种新的复杂情况时，通过对经自然选择和学习过并证明行之有效的元素的重复排列组合而产生新的综合物。如果新的综合物行之有效，可以成为新的积木，并纳入内部模型。
通过前面对复杂适应系统7个基本点的描述，我们现在可以勾画出CAS的大概轮廓。几乎所有CAS都可以用这几个基本点来描述，这也是稍后描述CAS序化机制的基本构件。
2 CAS下Web2.0的理论模型
复杂系统代表了所有复杂性的事物，所有符合复杂性要求的事物都可以用复杂性来进行解释。从CAS的角度来看，Web2.0是一个由开发者提供一个有规则的系统，让系统内的用户成为参与者，按照定义出的简单规则，发展并产生出复杂的组织关系的系统[3]。一些学者已经对CAS研究社会性软件与Web2.0的可能性做了研究，观察其中的涌现机制及涌现出来的特征[4-6]，根据复杂系统的理论观点，如果系统内“各层次之间总是具有理论上的不可分割性和实际上的不可还原性”，则该系统是一个复杂适应系统[7]。而Web2.0系统具有不可分割性（如复杂的社会关系网络）和不可还原性（如形成的分众分类法和社会团体），所以它是一个复杂系统。本文建立的Web2.0的理论模型旨在结合Web2.0具体特征，对抽象的CAS系统中的各基本组成要素（主体、聚集、非线性、流、多样性等）与特征机制（标识、内部模型和积木）等进行具体化。
2.1 适应性主体
Web2.0系统是由大量具有主动性的元素组成的，这些主动性元素是系统的主体，它们同时具有适应性。
(1)主体。主体是CAS的核心概念，在Web2.0中，主体包括用户、内容、功能这三类主体[8]。①用户主体。Web2.0中，用户主体是一类很特殊的、同时也是非常重要的主体，他是人件与系统件的综合。系统为每个注册用户提供个性化的局域子系统，每个用户和他的子系统便构成一个用户主体。用户通过信息系统提供的功能与系统互动，这是用户主体的行为，用户主体的主动性掌握在系统功能界面背后的真正用户手中。这里用户主体包括单个的个人、组织以及以人为基础形成的社团等，具有一定的层次性。②内容主体。内容主体指Web2.0系统中所处理的信息，这些信息中封装了一定的内部状态，如内容被访问的记录、被加标记的记录、与之关联的其它内容主体等，以及一些行为规则，如内容被访问后以什么样的规则调整与其它主体间的关联等。③功能主体。功能主体对应着Web2.0系统中的功能模块，它也增设内部状态与行为规则。内部状态用于记录功能的用户使用情况以及与其它模块之间的调用情况，行为规则用于调整功能主体与不同用户主体间的关系，推送到最可能使用本功能的用户主体中。
(2)适应性。在CAS中，主体随着经验的积累，靠不断变换规则来适应。任何特定的适应性主体所处的环境的主要部分，都是由其他主体组成的，所以任何主体在适应上所做的努力就是去适应别的适应性主体[9]。在Web2.0中，适应性表现在用户主体、内容主体及功能主体这三类主体是否能得到其他主体的认可，如功能主体与内容主体是否能将自己推送到最可能使用的用户主体面前，得到用户主体的认可；用户主体是否能形成自己的特色，得到其他主体的认可。可以想见，一些不适应环境的主体将会被淘汰，如那些不满足用户主体需求的内容主体、功能主体，那些不积极参与小组活动、不能有效表达自己想法的用户主体，经过一段时间都将会被淘汰出局。
这种适应性是通过不断调整规则实现的。如用户主体依照一定的规则将自己的真实社会关系带入系统内，系统通过收集用户个人信息，加以统计综合，并以用户视图方式显示给用户，用户从反馈中学习，调整行为，这样不断进行，使得用户行为不断规范。而对于内容主体与功能主体而言，它们的行为设计中增加了内部状态与行为规则，每次基于一定规则（算法）推荐后系统都会增加反馈环节，通过收集用户反馈，得到不同策略和不同用户之间的适合匹配关系，记录下来，在下次计算时针对不同用户进行算法的调整，这样通过不断的规则调整，将自己推送到最可能使用自己的用户操作视图中。
2.2 特征机制
依据Web2.0特征，将CAS主体的特征机制具体化，可简单表述如下页表1所示：
2.3 主体间交互与系统有序演化
霍兰认为，正是主体的主动性以及它与环境反复的、相互的作用，才是系统发展和进化的基本动因[10]。在Web2.0中，系统记录用户的某些操作行为，把用户主体、功能主体、内容主体间的关系表示在系统中，形成一个网状结构，因此三类主体间存在着复杂的非线性交互作用，正是这种交互导致了整个宏观系统的有序演化。
用户主体中的人件（用户）具有主动性，他的交互是由用户本身能动性决定的。而功能主体与内容主体由于本身不具备活动性，所以它的交互是在用户主体带动下进行的。
在用户主体中，用户是人件，他将自己在交互过程中所积累的“经验”（如哪个功能更好，哪个用户与自己志趣相投，或是对某个内容的理解）以信息的方式记录在系统件中，系统件中设计了内部状态与行为规则，它们相当于用户“积木”与“内部模型”的外化。用户可以通过借鉴这些外化的“经验”积累新的“经验”，非线性发挥作用。
用户通过系统提供的功能不断给系统带来新的信息，用户主体与功能主体、内容主体间存在信息流，这使得三类主体间产生了复杂的关系，也将系统中各类主体连成了一个整体。
根据霍兰提出的“刺激—反应”模型，主体在受到外界刺激时，会产生某些反应。而系统中普遍存在着信息流，每个流流经主体，都表示某个“刺激”的产生，刺激会产生主体的“反应”。每个“刺激”引起主体内部状态的改变，状态的改变会触发相应的规则。
在CAS中，主体的适应及主体间的交互是用规则描述的，在Web2.0中，这些复杂的交互关系也是基于一组定义简单的规则产生的。主体间的交互规则有两类，一类是系统驱动的规则，基于系统聚类计算自动改变与其他主体间的交互；一类是用户驱动的规则，通过用户行为和操作的驱动，改变主体间的交互关系。
此时主体内部状态的改变主要触发了前一种规则。基于系统的聚类算法，具有相同行为特征的用户、相似的内容主体等被聚集起来，用户的兴趣千差万别，内容也千差万别，因此将形成不同的聚集，系统呈现出多样性。系统中主体聚集基于标识机制，在Web2.0系统中，这些标识主要是各种标签，用户可以采用数个标签来识别同一个资源，通过对标签数量及内涵的分析，可建立标签间的关系，系统内主体都将具有自己的标识，具有相同或相似标识的主体将聚为一体。
因为每个用户主体的系统件中有用户“经验”的外化表示，用户通过借鉴这些外化的“经验”，自主选择自己的友邻及功能、内容主体，这是基于用户驱动的规则。
在这两种规则的驱动下，主体与根据现有的状态不断调整与其他主体间的关系。这些规则往往能够像乐高积木一样，使开发者也猜不出能组合出多少种花样，产生多少种结果。正是这样，各种结果是不可预料的，产生了各种复杂的组织关系。
主体间的交互是基于一定“内部模型”的，主体能预知某个“规则”的结果，针对这个预知决定是采取该“规则”，或是采用某些“积木”（规则）的组合。用户主体行为发生前，先判断行为的结果，是否能得到其他主体的认可，根据预知结果采取行动。对于功能主体和内容主体而言，这个“内部模型”的建立需要反馈机制辅助实现，针对用户反馈预知相应规则产生的结果。
这些适应性主体的交互，使新的结构不断涌现，系统不断向着有序化的方向演化。
3 豆瓣序化实例
豆瓣是个基于图书阅读、CD唱片、电影进行社会评论的Web信息系统，它的协同推荐、自底向上的信息分类与关联等功能与特点使其成为一类典型的Web2.0系统。在豆瓣中综合集成了各种涌现现象，形成了各种有序结构，如信息内容规范、信息的分众分类、全局社会关系图等。本节将依据CAS理论，同时结合上节建立的Web2.0理论模型，探讨其中有序结构形成的机理。鉴于豆瓣的综合性，本节只围绕其中部分有序结构进行探讨。
3.1 适应性主体
(1)主体。结合第三节Web2.0理论模型中定义的三类主体，我们可以定义豆瓣中的主体。
①用户主体。作为主体参与式架构的典范，豆瓣体现了以人为中心的设计理念，将人作为系统人件嵌入系统功能设计中。因此用户主体是豆瓣中一类非常重要的主体，表现为用户及其局域子系统，如用户和“我的豆瓣”就构成一个用户主体。
②功能主体。豆瓣提供了个性化推荐、协同推荐、自主发展社会关系网络、自底向上的信息分类与关联等系统功能，这些功能对应着系统中的多种功能主体，如标签、同城、小组以及豆列等。这些功能主体中封装了内部状态与行为规则。由于豆瓣的综合性，本节主要针对标签功能展开。标签功能中记录了使用该标签的用户主体、内容主体，使用该标签的同时还使用的标签等，同时针对这些内部变量采取相应行为规则，调整标签与其它主体间的关系。
③内容主体。在豆瓣中，系统处理的信息包括书、电影、音乐，这些内容封装了内部状态与行为规则，构成系统的内容主体。其内部状态记录了相关的用户主体、被加标签的记录等。
(2)适应性。在本节讨论的范围内，适应性主要表现在标签功能及内容是否能得到其它主体的认可，如推荐的内容用户是否感兴趣的，标签是否有效表达用户兴趣与知识，是否能有效揭示内容的主题等。那些不适应的主体将会被淘汰，如用户认为不相关的内容，经过一段时间后将会被埋没，词频低的标签因为不能得到大部分用户的认可，也会被掩盖。
3.2 特征机制
根据第三节定义，豆瓣中的特征机制可用表2表示。
3.3 主体交互与豆瓣有序演化
本节主要讨论用户使用标签功能为书添加标签这一交互行为下系统的序化。所以此处所指的主体交互主要是用户主体、标签功能与内容主体间的交互。
用户根据自己已有的知识和兴趣为内容（如书）添加标签，系统中形成了＜用户，标签，内容＞信息流，这些信息的流动使得三类主体间产生了复杂的网状关系，非线性发挥作用。
随着标签的增多，标签的数量与内涵将会有很大差别，这些变化反映在内部状态中，内部状态的改变触发系统规则。
系统通过对标签内涵的分析，将相同的标签识别出来，并统计出词频。由于用户主体与内容主体内部状态中都有加标签的记录，当词频达到一定阈值时，这个标签就能作为内容的一个标识，同时因为标签反映了用户的兴趣与知识，它也可以作为用户兴趣一个标识。
基于系统聚类算法，具有相同标识的用户主体与内容主体将产生聚集，相同兴趣的用户聚为一个用户小组，相同主题的内容聚为一个主题，系统呈现出多样化的组织关系。
标签的内部状态中不仅记录了哪些用户使用该标签、该标签作用于哪些内容主体，还记录了使用该标签的人还使用哪些标签，一旦用户的操作使系统中产生新的信息流，导致这些状态发生改变，就用触发相应规则：如通过对这些标签的内涵分析与词频的统计可建立标签之间的关联，并以标签云的形式显示，导致系统中分众分类的产生；同时建立了标签与用户主体间的关联。基于系统推荐算法，将具有相同标识的用户主体、相关联的内容主体和标签推荐给用户。
用户结合系统推荐，自主选择趣味相投的用户作为友邻，或加入相关小组；也可自主选择感兴趣的内容，系统中形成了多样化的社会关系。用户结合推荐的相关标签，增长知识，规范标签的编注，产生新一轮的、更有效的信息流转。
这个过程也是基于一定“内部模型”的，如用户在加注标签前首先判断该标签是否能得到大部分用户的认可，是否能有效描述内容，先预测可能产生的结果，再使用能得到最多认同的标签标注。
4 结语
CAS为我们从微观入手研究宏观系统演化提供了理论依据，也为研究情报学序化机理提供了新的视角。同时也发现了一些不能得到很好阐释的问题。①由于CAS理论起源于生物学，具有一定的特殊性。如生物系统中，各个主体都是“活”的，本身具有能动性。用CAS的观点来说，它们可以根据环境的改变调整行为规则。而在Web2.0中，除用户外，系统中的信息与功能本身不具备活动性，它的规则是系统设定且既定的。虽然可以根据反馈机制实现规则的调整，但这个调整也是人为的，仍然是人的“积木”与“内部模型”的体现。所以本文在用规则描述主体间交互时，引入了两类规则，但仍不能很好地说明基于系统的规则的调整机制。根据博弈论的观点，人们经常用合作与竞争机制来阐释主体间的作用关系[11]，在这个博弈的过程中，规则也是适时调整的。可以考虑在系统规则中加入博弈的观点进行研究。②本研究分析了Web2.0中各主体的适应与交互，如果把Web2.0界定为系统与用户构成的整体的话，这里涉及到的用户主体、功能主体和内容主体都只是系统内主体。而Web2.0本身处于一个大环境中，它与所处的环境也存在着密切的交互，本研究没有考虑系统外的环境与主体，这也是本研究欠缺的一点。③本文只是从CAS理论角度对Web2.0序化机制进行探讨，然而CAS另一个很重要的应用是建模仿真，通过主体建模，模拟主体适应性及主体与主体、主体与环境间的反复交互，形象描述系统的演化过程。这是从这一理论出发可以继续深入的一点。
（收稿日期：2008-02-20）