新版小世界网络在经济管理中的应用研究评述汇编

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1、新版小世界网络在经济管理中的应用研究评述汇编 摘要:小世界网络在经济管理中的应用研究是一个相对新颖的研究领域,是贯穿社会科学与物理学之间的交叉学科研究。它为经济管理领域的研究带来新的思路,提供一种有效的技术工具。文章简述小世界网络基本理论、方法技术,评述这一新兴领域的研究成果和意义,并提出今后待研究解决的问题。 关键词:小世界网络;经济管理;评述 一、 引言 “小世界”概念是近年来复杂网络研究的一个新成果,已经在互联网控制、艾滋病传播预测和生物学蛋白质网络动力学研究以及社会学等许多领域得到了成功的应用。小世界理论的研究成果也引起经济管理领域学者的注意,他们尝试应用小世界理论分析经济管理领域中的

2、问题并取得了一些成果。本文简述小世界网络基本理论,考察近年来国内外经济管理类学术期刊中小世界网络研究的相关文献,评述这一新兴领域的研究成果,扼要分析小世界网络和社会经济结果之间关联的实证结果以及今后待研究解决的问题。 二、 小世界理论概述 1. 小世界理论研究历史。20世纪60年代,美国社会心理学教授Stan-ley Milgram通过实验提出了著名的“六度分离”假说,即“小世界现象”,体现了一个似乎很普遍的客观规律:任何两位素不相识的人都可能通过“六度空间”产生必然联系或关联。美国康奈尔大学的Watts和Strogatz于1998年在对规则网络和随机网络理论研究的基础上提出了著名的WS小世界

3、网络模型。他们通过将规则网络中的每条边,以概率P随机连接到网络中的一个新节点上,构造出一种介于规则网络和随机网络之间的网络WS网络,它同时具有较小的平均路径长度和较大的聚类系数,而规则网络和随机网络则分别是WS网络在p为0和1时的特例。WS模型提出后,很多学者在此基础作了进一步改进,其中应用最多的是Newman和Watts提出的所谓NW小世界模型。NW小世界模型的构造算法是在规则图的基础上以概率p在随机选取的一对节点之间加上一条边,其中任意两个不同的节点之间至多只能有一条边并且每一个节点都不能有边与自身相连。当概率p足够小和节点N足够大时,NW小世界模型本质上等同于WS小世界模型。 3. 小世

4、界网络模型的统计性质。用来定量描述网络特征的统计量主要有平均路径长度PL和聚类系数CC。网络的平均路径长度PL定义为任意两个节点之间距离的平均值,它描述了网络中节点间的分离程度。聚类系数CC用来描述网络局部特征,它代表了两个节点之间通过各自的相邻节点连接在一起的可能性,用来衡量网络中是否有相对稳定的子系统存在。聚类系数CC的值在0到1之间。 Watts在文中表明由于以上的两个参数,高度结构化的网络有长特征路径和大的聚类系数,而随机网络则有短的特征路径长度和很小的聚类系数。一个小世界网络展示了与随机网络相近的特征路径长度,但却拥有高聚类系数。另外还有一些网络统计量如度、平均度、度分布等。 三、

5、经济管理中的小世界网络研究 自Watts发表了其著名的研究结果后,小世界理论迅速获得各个相关研究领域学者的重视。越来越多的研究表明小世界现象经常出现在不同类型的系统,如人造、生物、生态和技术系统等。社会经济系统中同样存在着小世界现象。小世界理论在经济管理中应用研究的相关文献从202x年后逐年增多,研究涉及市场和产业、企业人际关系、企业间合作、博弈理论等经济管理相关问题。 1. 市场和产业分析。早在20世纪90年代,经济学家就开始应用该网络分析理论来研究市场和产业组织问题。而近年来应用小世界原理分析市场效率引起了学者的注意。Allen Wilhite为了分析什么样的网络结构具有更低的交易成本和更

6、高的交易效率,通过构建双边贸易的几种网络模型,经仿真实验分析发现具有小世界特征的贸易网络模型是最具有效率的。Corso,Lucena和Thom 以商家更愿与大企业交易的假设作为经济网络演化的优先附属条件,用经济网络的联通性反应社会财富的分布,用基于演化网络的概念来模拟定性分析社会财富分布,提出基于演化网络概念的社会财富分布推导算法。Jackson和Rogers提出一个代理商如何从间接关系获利的经济网络模型,分析代理商之间的连接网络结构,并给出小世界网络特征路径长度、聚类系数的计算方法,以此分析小世界特征如何引起代理商成本和收益改变。复杂网络分析方法为市场效率分析提供了一个全新的方法,通过把参与

7、市场交易的经济行为主体视为网络节点,分析主体之间联系特征、整体网络结构及演化,可以找出影响系统效率的关键。 产业经济系统是一个复杂系统,近十年来兴起的复杂网络分析方法为人们认识产业经济系统提供了新的工具。杨建梅等通过对广州软件产业的问卷调查,建立了61个公司的CEO自我中心社会网络、2个公司的衍生网络以及578个公司的基于产品的竞争关系网络模型,分析与比较发现广州软件产业CEO自我中心社会网络具有较强的封闭性,竞争关系复杂网络具有幂律分布、小世界性等特点,以及该产业的公司衍生网络与竞争关系复杂网络之间的内在联系。冯锋等通过运用小世界网络模型分析集群内的知识转移,得到集群成员之间的“距离”对转移

8、频率有着重要的影响,可以利用相关措施降低“距离”,以提高成员知识转移频率,促进集群发展;借用断键重连与不重连的思想,集群能够更加合理的制定各种措施,以改变成员“距离”、调节连接边数。Walker为研究电子商务产业兴起的机制,通过分析1980年1999年美国风险投资企业联合组织的网络结构与电子商务产业兴起的关系,发现与现有的小世界疾病扩散理论一致,研究结果很好的解释了电子商务产业的孕育和成长过程。 2. 企业人际关系及企业合作。任何经济组织或个人都处在多种关系交织组成的复杂社会网络之中,企业所处的网络结构特征和网络演化发展与企业的资源获取、资源配置、企业效率等紧密相关。企业成长发展需要资源,而企

9、业之间或企业与个人之间是资源依赖的,它与网络中其它行为者之间通过各种特征的关系进行联结,不同形式的资源则通过这些联结在网络中的组织与个体之间流动。企业资源获取的渠道来自于一个复杂的社会网络,复杂网络提供了分析企业成长及其资源获取的重要思路。 胡鲜等根据202x年202x年每年度广东省软件产业内企业及产品的数据,分年度构建了企业竞争关系复杂网络模型,探讨了网络增长的动力机制和经济学背景,讨论了软件企业竞争关系复杂网络分析在宏观、微观和动态演变方面的产业组织学意义和启示。Davis等人通过考察从1982年1999年财富1 000公司中195个公司董事,研究结果显示尽管经历了大规模公司和董事变换企业

10、精英的小世界网络保持相对稳定:仅仅通过不超过四名董事任何两个委员会仍然能够保持联系。研究表明尽管组成一个系统的个别参与者的职权能力、政治利益、技术或战略可以发生改变但系统的小世界结构仍然能够保持稳定。这也表明了小世界网络为组织各种各样的参与者提供了高度的灵活性。Baum等研究加拿大投资银行网络研究表明在小世界网络的基础结构中企业决策的结果也是偶然链接导致的结果完整的网络结构是不受超出任何一家企业控制的。Kogut和Walker研究了二十世纪90年代德国经济国际化期间德国企业之间所有权关系网络的变化情况。他们发现尽管出现了全球化的压力,德国企业间所有权关系网络仍然保留它的小世界特性即高聚类和短路

11、径长度。 经济全球化、信息化对企业组织和产业结构产生了巨大的冲击,各种小型企业无法仅仅依靠自身力量*维持,大型企业由于机构复杂、体制僵化也无法做到对市场的快速反映。江可申等运用小世界网络模型,结合具体的案例分析动态企业联盟这一经济现像,研究表明小世界网络理论能够较好的反映动态企业联盟网络特征。Verspagen和Duysters研究发现化工、粮食和电力工业企业之间的战略联盟网络具有小世界特性。Schilling和Phelps对小世界联盟网络和企业绩效之间关系的研究表明,企业参与具有小世界网络特征的行业范围联盟网络越多就越有可能获得对创新有重要作用的知识,从而对企业绩效产生影响。冯锋等通过对小世

12、界网络模型及其生成规则的分析,发现企业创新网络具有典型的小世界网络特征,提出用小世界网络模型加强企业创新网络建设的思想,给出了加强企业创新网络建设的途径:企业创新网络的断键重连,减少创新网络特征路径长度提高网络的可靠性,重视企业创新网络关键结点的建设等。 另外小世界网络在企业知识扩散、知识共享、团队交流等领域中也得到相关的应用。 大量的研究表明现实经济系统中确实存在着小世界特征。复杂网络为理解复杂经济系统的结构特征、演化机制提供有效的分析方法,而通过揭示现实经济系统中存在的复杂网络的各种特性,又进一步为复杂网络的研究发展提供强有力的实证支持。 3. 博弈理论。将复杂网络理论和基于博弈论的经济网

13、络理论相结合,探讨小世界网络的结构演化问题是目前研究的一个重要方向。 Watts将小世界网络拓扑结构引入合作博弈分析研究了网络结构对重复囚徒博弈中的合作策略演化。Kim等人研究了具有空间结构的小世界网络上一个拥有特殊影响力的个体对整个网络动力学行为的影响。研究指出,小世界网络中的长程连接会导致合作的突然崩溃,再慢慢恢复到稳定状态,即所谓合作的断续平衡的现象。而Szabo等在传统的囚徒困境中加入了志愿者,研究发现有志愿者参与的基于方格上小世界网络的囚徒困境博弈中当网络的边重连概率超过一定的阈值时,个体状态会发生振荡。李南等通过用小世界方法改变博弈网络结构,就经济过程中的长期交易关系建立了重复囚徒

14、困境博弈的SWN模型。研究由网络结构参数p的变化而引起的博弈局中人的策略变化倾向以及对网络性能的影响,得出小世界网络与规则网络和随机网络相比,具有最快的合作收敛和信息反映能力的结论。Hauert和Szabo研究发现均匀小世界网络和随机均匀网络比规则格子更利于合作的涌现,这归因于长程边的作用。Santos等也对均匀小世界网络与WS小世界网络作了对比性分析,他们得到了更一般性的结果异质因素促进合作的涌现。 四、 研究方法 综合分析以往的文献可知,小世界网络在经济管理领域中应用研究,其方法主要有实证研究、比较分析、仿真实验分析等。 早期较多的文献聚焦于验证经济系统网络的小世界特征。实证研究目的是通过

15、统计数据计算小世界网络的特征统计量聚类系数和特征路径长度,然后用比较分析的方法来判断所考察的网络结构是否为小世界结构,并且可以通过时间纵向比较来观察网络的演化特征和网络结构的稳定性。为了判断一个网络是否具有小世界特征Watts和Strogatz在1998年提出一个判断方法:使用随机网络作为比较参照计算网络的聚类系数CC和对应随机网络的聚类系数CC的比率CC/CC,如果比率远大于1.0以及网络的特征路径长度PL和对应的随机网络的特征路径长度PL的比率PL/PL,如果比率约等于1.0则表明是小世界网络;DavisUzzi和Brian28提出计算比率Q=/,如果Q远大于1.0则表明具有明显小世界网络

16、特征。 对比分析方法是通过对比所考察的几种同性质的但属于不同组织的网络的异同,或者对比同一个网络在不同时期的网络结构,以此揭示网络的演化发展。 仿真实验是复杂网络的一种重要分析方法。利用计算机模拟仿真揭示网络的演化过程。对于无法获取实际统计数据的庞大系统可以通过计算机仿真模拟来实现对网络结构演化的分析。博弈论研究最常用的是仿真实验方法。 五、 讨论及研究展望 小世界网络在经济管理领域的研究取得了较多的成果而且目前仍在蓬勃发展之中,但很多方面的研究还有待继续深入。 1. 对经济、管理系统网络的特点需要深入研究。社会网络不同于其他网络,这已经为越来越多的人所认识到。但是,为什么社会网络不同于其他网

17、络,其特殊性究竟何在,还需要具体化。同样经济、管理网络也具有自身的特殊性需要进一步研究具体化。经济系统是极其复杂的系统其网络结构是否都具有小世界特征要根据具体的考察对象具体分析。 2. 加强对经济系统鲁棒性的研究。网络的鲁棒性和脆弱性问题对于研究网络非常具有现实意义。但对于什么是鲁棒性的问题,直到现在学者们还没有一致的看法,对于如何设计具有鲁棒性的系统,如何加强互联网的鲁棒性,也是仅有初步研究。研究经济系统的鲁棒性同样具有重要的现实意义。 3. 近几年来复杂网络理论在在线社会网络研究中取得较大的进展,如在线交友网络、在线社区网络等在线社会网络的实证研究。网络经济的不断发展对经济、生活产生越来越

18、大的影响,对在线经济系统网络进行科学研究的意义也显得越来越重要。应用复杂网络理论研究网络经济、电子商务经济的演化和发展的底层机制以及在线电子商务企业的动态合作机制等将是我们今后展开深入研究的方向。 参考文献: 1. 江小凡,李翔,陈关荣.复杂网络理论及其应用.北京:清华大学出版社,202x,:22. 2. Allen Wilhite. Bilateral Trade and Small- World Networks. Computational Economics,202x,:49-64. 3. G. Corso,L.S. Lucena and Z.D. Thome.The s- mall-

19、world of economy: a speculative proposal. PhysicaA,202x,:430-436. 4. Matthew O. Jackson and Brian W. Rogers.The Economics of Small Worlds.Journal of the European Economic Association April-May,202x,3:617- 627. 5. 杨建梅.广州软件产业社会网络与竞争关系复杂网络的分析与比较.管理学报,202x,:725-727. 6. 冯锋,王凯.产业集群内知识转移的小世界网络模型分析.科学学与科学技术

20、管理202x,:88-91. 7. Gordon Walker. The Rise of Ecommerce as an Epidemic in the Small World of Venture Capital.Advances in Strategic Management,202x,:3-29. 8. 胡鲜,杨建梅,李得荣.企业竞争关系演变的复杂网络分析.软科学,202x,:52-56,73. 9. 江可申,田颖杰.动态企业联盟的小世界网络模型.世界经济研究,202x,:84-88. 10. Verspagen, Bart and Geert Duysters. The small w

21、orlds of strategic technology alliances. Technovation,202x,:563-571. 11. Schilling, Melissa and Corey C. Phelps, Inter firm collaboration networks: The impact of small world connectivity on firm innovation. Management Science,202x. 12. 冯锋,张瑞青,闫威.基于小世界网络模型的企业创新网络特征分析.科学学与科学技术管理,202x,:87-91. 13. 冯锋.产学

22、研合作创新网络培育机制分析.中国软科学,202x,:82-86. 14. 邓丹,李南, 田慧敏.加权小世界网络模型在知识共享中的应用研究.研究与发展管理,202x,18:62-66. 15. 邓丹,李南,田慧敏.基于小世界网络NPD团队交流网络分析.研究与发展管理,202x,17:83-86. 16. 邓肯J瓦茨著,陈禹等译.小小世界有序与无序之间的网络动力学,202x,1:199-223. 17.李南,田颖杰,朱陈平.基于小世界网络的重复囚徒困境博弈.管理工程学报,202x,:140-142. 18. Hauert C,Szabo G. Game theory and phy- sics. American Journal of Physics,202x,73:405- 414. 19. 陈禹.人类对于网络的认识的新发展.系统辩证学学报,202x,:18-22. 作者简介:黄海清,中央财经大学信息学院202x级博士生、广西师范学院讲师;何有良,广西财经学院经济系讲师。 收稿日期:202x-12-28。