文摘

个人行为的连贯的系统如何互动?在本文中,我们试图回答这个关键问题,表明有一个地方在我们城市协调看似混乱的决策。我们研究社会互动的基本过程探索一个特定的概念,“社会熵”或社会系统如何处理不确定性和不可预测性从个人行为过渡到系统的交互。检查的可能性,(i)的行为依赖于信息差异潜伏在他们的环境中,(2)城市本身就是一个信息环境行为,我们建议(3)空间成为一种创造差异的概率交互。我们研究这个过程通过模拟不同材料的场景,发现空间是一个必要的但不够的条件熵的减少。最后,我们建议国家和波动熵是社会再生产的一个重要部分和揭示社会间有着紧密的联系,信息,和空间系统。

1。作品简介:挑战社会再生产

等一系列的问题,可能会停留在社会学的想象力1),是指一个社会系统尤其严重的方式:我们如何把我们的行动放在一起的方式创建一个社会?个人行为如何能发展成这样一个工作,相干系统的交互?这些问题更重要,如果我们把看似增加当代社会所面临的挑战。这些挑战的一部分与信息的日益丰富和信息传播在社会系统(见[2])。例如,计算处理能力每十八个月翻一番,而每12个月增加一倍的数据量(3,4),使信息的处理不可能从长远来看。有趣的是,Luhmann [5]看到这个问题将增加困难应对行动的可能性以及如何将它们整合成相互作用系统中,一个挑战选择似乎越来越多的对我们的日常经验。根据Luhmann,社会制度所面临的一个关键问题如下:“在信息和交互的可能性中,哪些会实现吗?“考虑到我们有了更多的可能性比我们可以知道,我们构建交互的方式取决于这个选择。至关重要的是,有更多的选择最终带来更多困难预测接下来会发生什么。对于所有意图和目的,更多渠道的信息和行动可能意味着更少的确定性和可预测性。

这个明显的困难有一个名字:熵衡量事件的概率和识别秩序的不可预测性和不确定性。事实上,社会系统熵的脸。日常行为充斥着不确定性,我们必须从日常选择的方式他们将他们合并到别人的行为。但看到有些不同寻常的角度来看,需要一个了解的条件选择,条件之前我们的行动,必须有这些可能性可能是已知的,决定。

我们建议在创建的所有通信系统给我们的信息是可用的,这样我们可以与互动,有一个至关重要的,而旧:这座城市。我们将建议的可能性交互呈现给我们的,在某种程度上预选我们通过我们自己的环境,这种环境是空间,塑造城市的形式。城市历史的一个关键部分的过程信息,选择和实施的行动。在本文中,我们讨论如何是这种情况:城市扮演着一个关键角色,看似混乱如何决定相干系统的交互。简而言之,我们都感兴趣社会组织如何出现一旦它被同时考虑材料和信息条件,即形式的城市环境中。

本质上,我们建议跟踪的通道可能性围绕我们的决定的性能的作用在我们的日常生活和熵的变化,这些段落。我们建议仔细观察这些段落将澄清的地方城市不断订购/行动的无序化,有助于更清楚地解释社会再生产。我们这样做,认为城市空间的影响减少不确定性和不可预测性从个体行为过渡到乐团的交互。作为社会代理,我们会不自觉地参与到流程的增加和减少熵每当我们执行社会,也就是说,当我们的行为对世界的影响。自组织行为在我们的日常生活中超越了当地环境和很大程度上除了观察在硅片,试图澄清,我们设计了模拟城市的影响。这些计算实验旨在探索每次我们如何,我们参与脆弱但递归交互系统的出现。

一旦设置问题,部分2讨论了熵,专注于其信息和社会理论的发展以达到探索实例社会熵活跃在协调行动。部分3建立了存在环境的城市信息,而部分4提出了城市作为参照系来行动和他们如何共同进化成系统。反过来,节5推测如何减少熵的城市变成行动的自组织的重要组成部分。我们检查这个过程6提出一个基于代理的模型(ABM)可以评估不同社会角色的熵和空间因素,如个人取向和一个广泛的空间创建摩擦移动代理能够创建和检索信息的环境。在最后一部分,我们将讨论我们的理论和模型对城市社会互动的作用。

2。什么是社会熵?

熵的概念,这个词来源于希腊语对流层“转换”,并介绍了由德国物理学家鲁道夫·克劳修斯在1865年起源于物理系统背景下,特别是热力学第二定律,它描述了能量耗散的不可逆过程。它是由路德维希先进1877年玻耳兹曼熵和概率的关系,解决非平衡过程和连接系统的宏观性质与其微观障碍。可能有更多比有序无序状态,因此系统很可能走向混乱。多种多样的动态状态,熵是衡量某些州的倾向。它描述每个宏观状态的多种方式实现这种状态的6]。

然而,熵不是一个物理系统的独家财产。财产被翻译成“人事”,香农(7),在信息传播的背景下。香农认为熵与观察某些事件的概率随着时间的推移和倾向于增加实体的变化,导致不确定性和不可预测性,如下我们将看到。反过来,许多理论家看到熵在社会。他们有了香农的测量信息的自1960年代被称为一个字段社会熵理论(套)(例如,8,9])。Charvat et al。10,11]提出概念像决策的“语义熵”和“行为”熵来衡量的同质性需求和系统之间的依赖,而霍兰(12)开发了一种衡量比例的减少不确定性。威胁社会制度不仅来自内部的积累产生的熵,但也从外部环境。熵是相反的信息,需要控制的系统边界(见[13])。

我们的方法的某些参数是特别有趣的。Galtung [14]分析了熵的微观和宏观层面使用两种基本类型,演员熵和交互熵。强大的力量将推动一个社会系统摆,低收入和熵之间的振动状态。行动的总体结果并不是随机的,因为单个代理将在广义的角色行为,遵循通用规范,追求广义的目标。社会规范、规则、文化、语言和社会制度的其他“转向媒体”(15)将限制行为和防止达到最大熵。熵的程度波动周期性或noncyclically,而不是维持一个恒定的水平。贝利(16,17先进通过提出一个问题:这个想法如何社会系统组织复杂性增加或减少熵随时间?他认为,“社会确实面临一些反复出现的需要,因此反复出现的目标,通过反复出现的行为。因为这些行为是复制,据说他们正在有序的[…]。正是这种程度的秩序,结果从社会行动的图案复制随着时间的推移,导致一定程度的熵小于最大。如果被限制行动,它是合理的期望,社会不会降低其熵水平但事实上可能朝着熵增加的方向水平”(16,127页)。通过我们的模型,我们将看到熵的减少并不一定取决于常规或约束随着行动Galtung和贝利认为但可能出现的协调行动代理人追求改变的目标之间,由一个信息空间。

其他方法以社会为代理交互的集合在时空地理边界(18]。贝利(19,20.]还相关熵措施的城市大小、人口规模和领土。特性从社会控制论也介绍,比如context-dependency和自我反思的代理和应用于劳动分工等问题,有问题的沟通,适应日趋复杂的社会,信息在决策中的作用,和熵的减少21,22]。然而,这样的概念化稀薄的空间性。,空间主要是背景,而不是问题的一部分熵或其决议。城市几乎没有作为环境的一部分的社会系统和复杂系统在他们自己的权利。反过来,我们不会在空间找到支持学科:他们大多忽视了生产操作的条件,因此,城市的地方。以外的其他手段来刺激社会组织通常出现在社会理论(见[23]),我们的目标是处理空间作为一个积极的环境条件和转向媒介的协调行动。为了包括城市系统,我们建议回到我们最初的问题:个人如何看似不可预知的行为等同于互连系统的行动?

我们找到一个方法来回答这个问题在Luhmann [5]:行动的社会制度面临许多的可能性大于它可以转换为实际的行动,进而实施的需要选择。Luhmann理解社会的网络互联子系统形成事件自始至终的地方。这些子系统结构元素,使脆弱:短暂,但连续的时刻选择和行为之间的联系。社会的生殖系统需要生产这些连接的能力。在社会日益增长的大量的信息和机构可能的交互的数量呈指数级增长。因此,我们有一个了解这些可能性,并选择其中的难度越来越大。我们有一种复杂性的增加Luhmann调用“结构化”:一个熵的信息的复杂性,随时都可能导致语义和组织的损失。而不是描述事件的实际进程,这是一个方法用来照亮反事实的可能性和社会制度所面临的风险。Luhmann揭示我们每天做的努力,选择代理和活动与以减少风险不执行的5,287页)。

为了充分理解这一场景的社会系统容易熵,让我们回到香农的开创性的定义(7]。香农熵定义的环境中交流。沟通的基本问题是繁殖一点一消息选择另一个点,准确或近似。信息的含义,与某些物理或根据一些系统概念实体。如果消息在一组的数量是有限的,熵是衡量某些信息会发生概率的分布。

举个例子将有助于澄清这意味着如下面所示:

熵的减少建筑的语言(7](1)零级近似(象征独立和等概率的):XFOML RXKHRJFFJUJ ZLPWCFWKCYJ FFJEYVKCQSGHYD QPAAMKBZAACIBZL-HJQD。(2)一阶近似与英语的频率(符号独立但文本):OCRO HLI RGWR NMIELWIS欧盟会NBNESEBYA TH千禧年代ALHENHTTPA OOBTTVA不强。(3)二阶近似(英文图结构):在IE ANTSOUTINYS T INCTORE圣是年代DEAMY ACHIN D ILONASIVE TUCOOWE在TEASONARE扶桑TIZIN安迪托比SEACE CTISBE。(4)三阶近似(三元模型结构在英语):没有坚持LAT乳清CRATICT FROURE比尔斯GROCID PONDENOME的DEMONS-TURES REPTAGIN REGOACTIONA CRE。(5)一阶近似。而不是继续/、…蟋蟀的结构,更容易和更好的在这一点上跳到单词单元。这里单词选择独立但与适当的频率:代表和快速是一个好恰当的或可以不同NAT-URAL他进来灰色的专家来提供消息已经被这些。(6)二阶近似。过渡概率这个词是正确的但没有进一步的结构包括:在正面攻击头部和一个英国作家,因此这一点的CHAR-ACTER信件的时间的另一种方法是谁告诉一个意想不到的问题。在香农的图中,()显示了独立的字母相同的发生概率。在一阶近似(线()),字母是相互独立的,有相同的概率出现在英文句子。线(),我们的字母的频率跟随其他英文字母成对。三阶近似(线()),随机字母命令根据协会在三人小组与他人的可能性。线()显示单词选择相互独立,但具有相同的概率出现在句子用英语。最后,行()由一个词的概率是紧随其后的是另一个特定的词。即使没有解码的含义的话,几乎可理解的消息出现。字母和单词的频率和顺序的差异产生的差异发生的概率和概率的增加一定的组合。在实践中,这意味着消息组件变得更可预见的和可理解的。熵的减少使得沟通。

有人会说,香农熵是语义。这是一个关键。香农实际上定义了信息无论意义。然而,在1949年出版的《香农的合著者通信的数学理论沃伦·韦弗,已经试图将语义信息合并到香农的理论。论点,最近扩大了劳工和Portugali24)表明,香农信息参与语义信息,反之亦然:心灵与环境紧缩/信息膨胀,香农信息需要不同的含义的变化。此外,不同的含义影响信息的数量,因为他们生产和检索通过不同的事件或实体,然而模棱两可。下面我们将看到,为了评估熵务实,语义信息的差异可以通过香农充分捕捉信息。这允许一个估计语义通过夏侬熵熵。

但这和什么社会熵?社会互动系统。人的行为是由信息:他们有意义,从个人取向25)信息(5和实用的内容26]。意义产生信息差。我们认识到行动通过这样的信息差异,说,在话语的内容或者和别人在我们执行的任务。原则上,取向和行为的多样性越大,越难预测他人的下一个动作会是什么。但是有更多的时间条件。一种高熵围绕行动的状态潜在的状态,之前他们形成,当大量的未来行动的可能性。把香农和Luhmann的见解在一起,每天信息社会面临的问题在于处理行动的选择。

我们经历熵每当我们处理不确定性,选择,决定,不可预知的情况下,或太多的信息,但我们很少意识到我们这么做。熵是一种现象“超越观察”:我们不能看到或触摸熵,即使我们每天经历它。我们不习惯思考我们所面临的挑战,以便做出选择或把我们的行动在任何可行的意义。这里的关键问题是如何提高的领域选择和理所当然的选择过程涉及到我们的环境。我们需要了解城市语义交流构成集体行动的一部分。这里的第一步是了解城市空间信息的。

3所示。信息环境的城市

Luhmann表明社会制度都沉浸在语义生产:意义成为他们的环境。我们希望进一步发展这个想法探索城市空间的一部分,这样的一个环境。事实上,空间的概念作为一个环境能够包含社会信息最近得到了大力支持。从维果斯基27]对威尔逊[28]和劳工Portugali [24],许多认知空间的属性和空间属性的认知已确定。

(我)认知位于和扩展。我们的认知活动发生在真正的环境和背景本身就涉及了知觉。塑造出不同的内部认知过程与外部资源的协调(27]。而认知过程发生时,知觉信息继续被捕获,从而影响我们的行为。我们潜水的方式认知活动都与我们的连续与环境的交互28]。外脑理论断言一个因果流思想使用资源环境,反之亦然,一个双向互动耦合认知系统(29日]。秩序和系统性的人类认知和行动部分来自环境的稳定性(Michaelian和萨顿,2013)。

(2)我们加载的建筑环境信息。环境的某些认知过程触发联想元素通过整合社会获得信息(30.]。反过来,信息分为潜在共享类别(31日]。聚类过程连接的信息通过环境的物理方面的相似性或关系他们的含义32]。环境要素(或地方)说,建筑是通过这样的解释社会共享的意义(33]。可见元素的传达不同的信息(24]。小细节(如建筑入口)可以与更高的订单信息和指更大的空间形态(如主要街道或城市中心),不断发展丰富,多级层次结构的信息单元之间的相互作用在环境要素的低层次生成模式水平较高,反之亦然。建筑或地点的可能性唤起人们共享的心理表征是增强其外表和视觉识别,连同它的可见性和位置与活动相关的环境和社会信息([有34),cf。35])。

(3)空间信息使我们的认知工作。我们也应对环境通过记忆。然而,我们的短期记忆是限制在其处理信息的能力24]。幸运的是,我们的知识和模式可以将语义集成的空间属性,视觉和构型方面投射到一个城市环境象征性的卸载。空间环境成为一个外部存储器携带信息活动和机构在它未来的检索发现28]。而不是试图保持所有相关活动的细节在我们的短期记忆,我们从环境中检索这些细节本身作为一个扩展内存和信息来源(36]。环境信息是减少记忆的努力的一种手段。其他记忆特性,比如动觉图像显示功能保存空间和语义属性的外部世界37]。这个外部语义资源减轻认知负荷和威尔逊[28)所谓的“具象瓶颈”:所面临的限制我们的内存,让我们扩展我们的助记符环境放在第一位。长期和短期记忆的角色代理能够从太空获取社会信息将会特别感兴趣的我们的方法。

(iv)认知是赶时间。日常生活需要反应能力。可以建立更多的认知能力的连续层实时交互与我们的空间环境。我们创造心智模式的环境我们创建行动计划。复杂的形式的情境认知发生在任何活动涉及到连续更新的行动计划以应对不断变化的环境。时间压力要求空间决策(38- - - - - -40]。

(v)空间信息服务的行动。代理构建环境中对事件的指令索引的形式(41]。代理的实际目的因此可以直接连接到他们的情况(42,43]。我们操作环境的处理我们的实际问题。体现认知包括机制的自适应服务活动(44]。我们的认知记忆进化的服务感知和行动在三维环境中(28]。认知是通过一个灵活的和复杂的策略,在信息存储以供将来使用没有坚定的承诺在未来使用。空间信息可以通过多种用途吸收它最初没有编码。这意味着新用途可能是来自空间的存储表示。他们不需要触发环境及其相应的直接观察(45]。环境表示,示意图或详细,似乎基本上没有一个特定的目的的时候,或者至少包含超出信息为一个特定的行动是必要的。这当然是一种自适应的认知策略。事实上,人类对物理世界使用空间和语义编码结构化思维模式在解决问题提供一个巨大的优势。

这nondiscursive知识包括空间属性和异构性问题,使我们能够构建推论,例如,当我们试图想象一个可能街在哪里可以找到特定的活动。反过来,莱考夫和约翰逊(46)认为,心理模型是基于一个建模的物理世界并支持在抽象和具体域之间的类比。其他作品领带语义imagetic方案能将物理世界的知识作为一种编码事件之间的关系。在感知的东西,我们认为不仅其观察的形式,但也潜在的信息加上[24]。这个属性对城市空间的存在是至关重要的在选择要执行的操作。

所以我们的行为编码空间与社会信息,这样的信息分化空间宽松政策中扮演着一个重要的角色在我们的记忆表征瓶颈。我们能够从这个语义检索信息安排采用某种形式的城市之前和在我们的行动和经验。这样的语义层存储在活动地点和它们之间的空间关系,可能与物理和功能异构性问题,如可访问性和中心模式(34]。这种层次的空间信息时可以唤起我们的记忆和使用我们需要进行推断,如我们能找到一个特定的社会情境或地方。然而,大多数的情境认知理论仍不承认这个信息空间是我们的一部分创建操作系统。让我们看看,就可能出现这种情况。

4所示。城市作为一个参照系

我们的目标有很强的相似之处与哈钦斯(47,48]对文化生态系统操作认知比一个人更大的时空尺度。根据哈钦斯,认知的所有实例可以被看作是新兴的分布式过程,也就是说,在一个系统元素之间的交互。从个体认知能力认知属性是不可预测的。人类创造他们的认知权力通过创建的环境他们行使这些权力。分布式认知这个社会是一个集体的操作代理之间的交互所产生的积极与他们的环境,在上下文的正在进行的活动。个人学习的可能性取决于环境的结构,认知能力的分布是由分布的实践参与的人。哈钦斯,我们关心的是人们在日常面对的任务世界,参与过程的协调行动,通过物理空间。最终,我们的目标与他的建议,“文化实践减少熵和增加经验的可预测性”(4846页)。我们的工作是平行线,通过一个系统方法能够包含大规模系统的行动和空格。

我们建议探索城市空间的信息作用的代理行为之间建立连接。我们都知道,城市空间是表达人类活动。但是认知理论表明:多空间semanticized通过我们的行动。这意味着活动场所信息分化并获得一定程度的语义定义相似类型的行动49,50]。这种区别制定和相关的城市空间结构。空间分化至少在三个层次:(1)物理性质的空间性和配置,可访问性和在城市中心模式等;(2)识别的形状在其视觉和立体的形式24];和(3)的语义内容活动表现在建筑和地方(cf。34,35)(图1)。

这个信息空间如何成为行动的一部分吗?有一个显著的缺乏对这个问题的理论和实证研究。首先,我们似乎检索意义在建筑和城市空间与我们的行为相关。我们可以说掌握有用的信息执行的活动在一个地方不仅通过视觉特性,而且推断人们做什么。空间不仅代表活动:驱动因此富含意义相关的性能。这是一个语义维度的空间:空间”的意思是“我们的行动,因为它是由我们的行动semanticized。制定信息是非常重要的。行动是暂时与空间位置有关。

其次,让我们这些位置访问潜在的相互作用。下面我们将看到,知道一个城市意味着我们可以找到执行某些活动的地方。让我们认识空间差异和模式推断出这样的位置。除了其他的信息来源如语言交流,我们这样做,因为我们可以检索环境活动和位置信息的模式。

第三,地方的手段连接:我们可以实现与某些人或者在一段时间内的活动。这些空间允许我们创建的链接复合物的互动。在实践中,地方“画”课程的行动有不同的方向和内容,并暂时将它们绑定在一起。流动的收敛和发散的行为发生,当人们离开家园工作,寻求服务或社交,和这样做往往没有先验知识的活动,同行或他们希望去的地方(图2)。城市空间变得什么帕森斯(51称之为一个“行动的参照系,”一个连接结构支持和物质上和社会约束的选择。

5。熵作为一种社会组织

为了成为选择的一部分,城市环境需要足够的信息,而不仅仅是显示特定的选择,但允许不可预见的变化在我们的行动。Luhmann必须表明所需的社会活动触手可及。“因为完整的相互依存是高不可攀。然而,相互依赖关系只能由选择。[…]成功建立了相互依赖关系然后作为视角和约束的结构连接到他们的选择”(5,284页)。作为一个社会事件,这种联系是通过沟通。但在沟通形成之前,一定条件下必须有,空间在那里。必须选择的地方连接的部分实现连接。

城市刺激连接吗?如果他们可以,因为它们是由空间和空间是没有完全的可塑性,它是合理的假设特定的空间形态缓解如此短暂的连接?我们知道距离增加相互作用的强度(52,53]。但是形式城市化空间应该为了满足这种系统性的期望?我们可以通过一个反事实的场景理解这样的空间条件。想象一个完全混乱的城市形成没有可识别的浓度或路径。视觉元素不能传递信息,空间差异绝对不会发展成为新兴的结构非均质性。引用活动感兴趣的仅仅依靠我们的记忆。选择的行动将成为依赖这种混乱的非常详细的心理表征的形成。推断的地方更容易找到特定的活动将会非常困难。我们会沉浸在空间环境中没有模式来指导我们的选择,减少我们的努力,扩大我们的交互。在一个非结构化的空间世界里,行动将面临缺乏信息,噪音,和无情的熵。的可能性空间可能会有信息在交互表达物理环境的可能性可能信息属性和世界是丰富的信息。

现在,不仅我们的日常经验否认城市是这样完全混乱,无定形的地方,而且空间经济学和城市研究提供大量的理论和证据,他们可能是复杂的,城市是(至少部分)结构化的地方。从描述位置模式因为阿隆索54汉森(描述)和可访问性模式55]希利尔(56),我们知道城市模式问题:他们暗示活动可以安排在识别和访问的方法。从的角度来看选择,意识到活动都安排在一个空间结构的一种形式预选。活动往往是分布式根据级别的可访问性,土地价值,和实际的依赖,促进互补行动。有意无意地,然而突发事件,城市空间也结构(物理和信息),它允许可能性的行动更容易,选择和可行的。简而言之,首先,城市结构提供的各种可能性的选择。在第二个时刻,结构本身建议渐变的有吸引力的可能性。

在视图的社会系统由连接的操作,这意味着空间可以不断从个体行为过渡到复合物的一部分的操作(个人行为→连接的地方→操作系统)。要测试我们的假设,在计算实验在接下来的部分,是城市成为这个连接的一个至关重要的部分。他们会降低风险,如缺乏信息或课程的行动过于昂贵。

这说明城市熵的影响呢?开始Luhmann交互结构有价值,因为他们代表的选择组合的可能性。如果我们与香农熵的很城市结构的出现消除了空间场景包含所有可能的连接会有相同的概率。另一个反事实的场景可能会帮助。完全均匀的城市(或完全异构),无结构,甚至会出现概率选择行动。当然这将是一个问题对社会系统:连接潜在的有趣的大多数人一样很难找到。如果城市空间是纯粹的均匀或纯粹随机的,找到一个活动的概率空间中均匀分布。这是一个最大熵的场景。空间环境将是无用的在刺激某些受欢迎的连接,否则会在那里,说,当我们最终供给或输入-输出交流等活动集中在生产。努力、时间和经济成本参与寻找感兴趣的活动将会上升。

另一方面,当城市空间找到差异化的内容和结构,说,位置模式访问路径,它自然地创建不同的互动和减少熵的概率。位置模式实际上是材料和信息交互系统的表达式。通过这种模式产生的差异产生的差异的机会找到一个代理,一个服务或商务。如果一个城市没有可识别的内部结构如中心或大街上,代理将会有更多的困难知道他们最有可能发现他们所追求的。部分结构化环境允许我们构建的推论关于行为和机构在社会系统中可用。当这些机构也相关暂时通过距离和功能互补,有一个更大的潜在概率出现的差异,提出新的连接和序列。这一切意味着城市内部分化但绝对异质性,有效果的减少社会熵。

在网上尝试这些关系之前,让我们尝试一个介绍性描述这些概率的差异导致的社会系统处理熵(图3)。线性化为了简单起见过程实际上同时发生,减少社会熵将采取以下形式。初始状态(a)在一个自由的空间,想的行动线移动。代理可以做任何事情,我们不能预知他们会做什么,一个潜在的高熵状态。颜色的线条图4代表不同的信息内容在个人取向。(b)然后代理开始选择行为和收敛到不同的位置在空间系统中,安排的地方或建筑物在垂直地带(由颜色),为了与他人联系。行动线可能有细微差别的地方的方法,所以他们收敛到的地方信息距离。如果所有其他连接只能发生联系的可能性被排除在外。(c),因为这些收敛,最初混乱的迷宫暂时成为一个协调的系统代理合作。行动的总体熵减少。(d)每个空间举行事件后,行动可能再次改变根据改变方向。因此,线的颜色变化。熵增加行动进入另一个瞬时状态的不可预测性,提出了新的可能性,代理和一些必须选择如果操作实现。(e)行为“引用”在空间意义和地位开始一个新的循环,熵(图4)。

当然,这些不同的时刻是理论。在现实中,提醒Prigogine和轮6,124页),这“众多事件”发生同时显然可能呈现任何紧急周期不可见。但这也意味着个人周期不发生或聚合成捆,也不是他们补偿对方像碰撞声波的波峰和波谷。事实上,常规化在日常生活中导致节奏和循环展开或折叠在看似混乱的迷宫的行动。但即使行动是共时,织物的交互熵仍然面临的挑战,也就是说,的挑战产生差异的概率连接作为一种缓解组织当代理商被迫创造新的互动,这个过程非常递归。我们收敛与他人采取行动的地方,每天这样做。一旦从事一项活动,交互需要层次的合作。我们可以把我们自己的不同的倾向或潜在的方向长期记忆的形式,如何行动,以及短期的记忆以前的行动,塑造我们的下一个动作。随着我们社会行为,我们把我们的方向接触的方式打开他们在沟通过程中,规范集体行动。这种协调的结果是减少最初的差异。我们的行动在一个活动的地方(图“对齐”5)。

这一切表明,社会生活是一个连续虽然无意识的熵的处理,一个至关重要的振荡之间的不可预测性和可预测性。作为这一过程涉及一个巨大数量的代理和事件和超越了地方和上下文,因此不能观察到作为一个整体,才能完全理解熵理论表示。一个有用的方法来检查空间作为行动的信息环境是通过一个计算模型,来研究一个反事实的世界里,语言或社会规则等其他指导媒体“关闭”,只保留空间活动的性质以及代理商的认知能力与活动方向对齐。一旦我们抽象从其他媒体,我们可以评估是否可能有存在空间自组织的行动。让我们通过一些实验研究这种可能性。

6。数字实验:一个一维的模型

6.1。设计概念

提出了一个基于代理模型(ABM)。代理定义在每个时间步和执行操作的地方通过相应的活动类型。行动的决定执行下一个可能是受到三个不同的条件:即(我)潜在的倾向 ,代表一个代理的趋势在特定类型的行动,最初随机分布;这个条件是随着时间的推移;(2)动作电流 由一个代理为他/她选择一个活动的地方为了执行一个新的行动;这意味着当前行动的影响,同时允许渐进的变化时间取向受到其他代理和活动;和(3)类型的活动场所 代理执行,支持特定类型的行动。代理遵循简单的规则,选择他们的活动地方接近他们潜在的方向和当前的行动,而被这些活动的影响。活动也受到访问代理的地方,但他们改变以较慢的速度。简而言之,代理商共同进化的空间和社会环境。模型模拟了不同情况下的基本结构。重量的差异这些因素在接下来的行动可能会导致完全不同的水平的社会熵,对理解这一现象提出新的可能性。虽然是一个传统造型的日常活动,包括不断增长的文献使用数字区位数据(例如,57]),我们的反弹道导弹不是用来代表经验操作序列或实际的例程。相反,它关注趋势,可能会出现行动,简化系统的接口的信息,和空间。

6.2。变量和规模

考虑一个一维的城市由代理商和地方。的地方形成一个环与长度(或范围),如图6。我们的选择代表了城市的环是合理的最小充分表现的空间距离因素的作用,社会组织评估。这是允许一个一维的模型(例如,(58- - - - - -60])。环形式允许连续运动的线性序列位置,消除中心因素而考虑周期性边界条件以减少边界效应,消除拓扑而孤立的作用距离的问题(见[61年- - - - - -63年])。这个程式化的城市房屋代理,在每个时间步选择和访问一个特定的地点位于位置在这座城市。考虑到的位置th代理是由。一个代理的位置可以假设整数值 据她/他选择去的地方。这意味着,在每一个时间步,每个代理将选择一个活动的执行她的下一个动作。

我们认为当前的行动th代理和活动执行的地方位于位置 城市的,无论是在时间。我们量化行动方向加权三个变量(潜在的取向、动作电流和活动的地方)。首先,变量转化为不同的数值。让我们假设一个取向之间的一个整数和,每个数字代表一个特定类型的行动,在他们的附近和数字意味着类似的行动。由此产生的取向为每个代理这三个参数的加权平均值。的区别 给了我们不同取向代理和活动之间的地方。在每一个时间步,每个代理她的方向和评估了不同城市的每一个活动的地方。代理人选择一个特定的地方根据她的取向与这个地方亲和力,最小差异。

正如我们以上假设,在这个选择城市结构的作用。在这个实验中,我们减少“城市结构”的距离。为了调查这距离可能会或不会干涉如何选择,我们提出两个场景。在第一个,代理选择她的下一个活动仅基于相似性之间的方向自己和活动的地方。代理可以跨越空间的摩擦。空间不是一个约束。这个场景只考虑取向的差异。的参数 估计代理之间的交互和位于的地方当时。代理选择活动地点,这个量最小化。我们建议

在第二个更现实的场景中,空间对摩擦运动。代理之间的物理距离考虑她的当前位置在城市里和她的下一个活动的位置和选择最小化这个距离她的取向之间的区别和活动的地方。我们建议

总结,一个代理选择时间位于一个特定的活动地方最小化函数 。在第一个场景中,她将选择活动的地方接近取向。第二,她会选择活动地点在两个方向和物理距离。这会带来一种“能量消耗”的因素考虑。空间中函数的作用,因为能量用于”访问。“特工朝这个线性城市愿意这个能量最小化,同时寻找社会信息潜伏在接近其改变方向的地方。熵的变化水平源自这个能量函数。在其空间版本中,该模型评估影响的努力减少能源行动最小化信息(方向和活动场所)之间的差异和空间距离(之间的代理和活动场所)。

6.3。行动导向的演变

根据以下规则取向演化在时间。当一个代理选择,加入一个特定的地方,代理和地方成为进一步研究的方向。这意味着活动的地方也不能幸免,代理执行,城市活动系统也在改变。为了演示方向不断更新,考虑到代理选择一个活动位于的地方。方向将根据更新规则:

选择还取决于三个额外的参数:潜在的取向加权的参数;电流方向加权的参数;和类型的活动加权的参数。这意味着,代理将考虑前文所述的三个因素(,,)和不同的权重(,,)来估算活动她想要执行的下一个时间步。

的潜在的倾向从最初的发展,随机分布的行为,。我们考虑到是正态分布周围,也就是说,每个代理都有一个“普通”潜在的取向,其价值将在每个时间步来自正态分布达到代理的平均取向。如果是足够小的关系和,那么潜在的取向不代理的行动中扮演一个角色。然而,如果足够大(一次有关和),然后行动变得强烈依赖于潜在的取向。这将导致一个相当保守的城市居民不开放的变化行为。

的动作电流一个代理可能会影响一个新行为的强度,取决于参数。如果这个参数是小相比和的代理没有内存,然后持续的取向。然而,如果足够大,那么新的行动是强烈依赖于前一个(一个马尔可夫链的行为)。

的强度活动的地方影响代理人的行动取决于的价值。如果这个参数是小相比和,那么活动并不影响她的下一个动作,这意味着不会改变行为的地方。然而,如果这个参数是足够大,那么这个地方扮演一个重要的影响未来的行为。活动地点将根据更新规则: 在哪里是一个参数足够小。也就是说,地方不如反过来影响代理。这意味着,在每一个时间步,将其类型的活动更接近平均方向的游客。因此,这个地方的主要活动将略有变化根据访问代理,而改变自己的方向。

6.4。方向的频率和熵的水平

我们计算熵评估结果的分布方向的代理在社会系统在每个时间步长,利用香农熵。我们定量解释的信息消除歧义从香农信息和语义信息之间的关系,不同方向,行动,和类型的活动场所由数值表示。这使我们能够评估社会通过夏侬熵熵。行动的熵计算如下:考虑 代理的数量与方向当时(注意,总人口 )。我们计算出频率(或密度) 在人口的取向

方程(5)的概率计算观察一个方向在时间。我们计算熵的分布水平方向 方程(6)描述了如何平衡的概率不同的方向。更高的价值意味着不同的方向几乎相同的概率发生,而较低的值指示系统,明确方向的趋势。熵的减少意味着某些操作的概率增加,也就是说,行为在相似性生长。在极限情况下,随着熵下降为零,系统中所有代理将达到相同的取向。

6.5。模型过程

模型执行以下程序:(1)这座城市是由生成如下:(一)活动场所的类型: ,也产生一个随机分布。此步骤创建活动的地方春城和分配他们随机分布的活动值。(b)的初始位置代理: ,各自的方向 ,产生一个随机分布。此步骤创建移动代理在随机位置和分配他们潜在的基于最初的方向,随机分布的方向 。(2)在每个时间步每个代理选择采取行动的一个地方。这个地方应该最小化函数 。假设选择的地方被定义为。然后代理更新他们的方向和(如上所述)。(3)更新方向的分布 。(4)香农熵计算。

6.6。结果

我们已经开发出一种社会的行为的观察系统在不同参数下工作。(我)熵减少只存在于场景空间对运动的摩擦,也就是说,代理之间的空间距离和活动场所选择被认为是一个积极因素。熵值需要一个广泛的空间减少。但空间不能独自做到这一点。令人惊讶的是,空间是必要的,但不是充分条件。图7比较两个场景。在第一个,距离是一个问题的选择活动(红线)。取向分布的变化从一个均匀的模拟(一)近正态分布的仿真(b),在某些类型的行动更容易发生。信息内容广泛的行动空间帮助调整内容。在第二个场景中,代理将自由空间摩擦(蓝线)。方向最初随机分布(a)和继续如此的仿真(b),类似数量的代理分布沿不同的方向。这一结果表明,物质上活跃的空间变成一个对某些相互作用的概率增加,意味着宽松的集体协调行动。

现在评估的相对影响社会和个人因素在选择下一个动作,也就是说,社会信息活动的地方,潜在的取向,以及当前的行动,在空间的影响下摩擦(图8),我们可以说:(我)有结构在选择因素和熵的减少之间的关系。熵开始下跌,波动在特定的值,根据不同因素的组合。对于一些组合,都有一个伟大的熵减少。对另一些人来说,减少很小,几乎可以忽略不计。波动来自代理的决策中的随机组件(潜在的影响下取向)。(2)一个强大的潜在的倾向(足够大)导致增加熵(蓝线数据8和9),因为代理不能使自己的行为与其他代理和活动的地方。像一个长期记忆,系统的行为是由潜在的方向可能会保留最初的方向,这是随机分布的,因此,均匀。这个条件限制熵的减少负责。(3)动作电流在任何特定的方式并不能塑造新的行为(绿色线数据8和9)。一直是什么已经发生,作为“强化反馈”两个方向代理(系统)。目前的行动意味着系统中保护倾向。(iv)活动的地方扮演一个关键的角色在熵的减少(红线图8和9)。社会信息的空间“污染”代理:他们使他们的行为通过社会内容的地方。我们已经看到空间重要的扩展。现在我们看到,空间也很活跃信息的存在。(v)在熵因素的不同组合有不同的影响。图8显示了这三个参数之间的转换以及微妙的重量产生的混合熵减少的重要因素。例如,混合的重量活动的地方和潜在的倾向在接下来的行动表现出强烈的减少熵(粉色线条图8)。这意味着当代理不让信息从先前的选择(例如, ),操作系统可以减少更多的熵比其他参数组合。强有力的短期记忆将导致系统进入保护本身和一个贫穷的能力来协调行动。此外,在当前的行动和活动的地方共享一个相似的重量在接下来的行动(橙色线之上),社会制度没有经历一个伟大的熵减少代理倾向于复制他们的行为。(vi)最后,熵的减少意味着某些操作和交互的概率增加。实际上,这意味着更多的代理之间的比对和行为之间的联系(交互)。然而,如果系统中所有代理商达成相同的取向和熵下降到零,系统将失去内部分化。代理会以同样的方式表现,说,在这样一个世界,没有个人分化、专业化、分工。新方向(因此,熵)是必要的,如果社会制度是保持差异化的机构。另一方面,一个系统与最大熵在行动,创造差异没有行动的协调或可能的交互。显然这种情况情况不可能如此。一个社会系统需要平衡,既不完整的熵也总可预测性。

这些结果还表明,我们正在处理不同的“社会记忆”:一个长期记忆是活跃在我们所说的潜在方向。短期记忆是活跃在当前取向的影响在一个新的行动。反过来,社会信息潜在的活动场所是社会安排的结果(公司说,当地经济,等等)找到一定的稳定,改变然后行动慢得多。这是一个社会系统投射到城市空间的扩展,稳定系统在某种程度上。

7所示。城市和社会互动:结论

这种方法带来的状态什么艺术在社会互动的关系,信息,特别是空间和社会熵和反弹道导弹?我们已经看到以前的方法忽略了协调行动作为一个关键的经验和分析问题。此外,他们往往被动领土的稀薄的空间性背景(例如,16,20.])。反过来,虽然“集体行动”的概念终于关注城市研究[64年),社会组织在很大程度上仍然被低估的问题。熵的问题已经处理自威尔逊[65年)工作空间互动,但没有达到纪律和主要处理的主流城市形式(例如,24[])和空间分布66年),而不是社会信息和行动。关于代理模型为基础,我们不知道的方法处理问题的城市如何和空间是社会组织的一部分。从某种意义上说,我们的模型更接近于阿克塞尔罗德的(67年传播文化的]反弹道导弹模型。他的特工交换“文化”通过直接接触的邻居元胞自动机模型,而我们的代理移动并积极处理在空间距离和社会信息,识别类型的活动场所。代理之间的交流强度阿克塞尔罗德的模型是一个函数的相似之处。在我们的模型中,交流是由选择和互动空间。在我们理解,我们贡献的反弹道导弹位于这一事实提出了一种新的、简单的模型来处理社会组织的材料和信息维度,不仅仅是一个例子,但作为一个概念证明:空间可以有因果的存在如果代理产生偏好详细的领域与他们一起改变。

现在,仿真模型证实了理论介绍了吗?我们主张不能实证验证在此阶段,鉴于很难评估人们的选择和整个操作在一个城市的全景。熵可能超出观察。在这种情况下,代理人的行为的模拟不同空间条件下成为有用的评估实体,事件和熵的力量在起作用。从模型中预期的结果之一是空间问题协调行动,但令人惊讶的是,模拟显示的空间的必要条件但不是充分条件熵的减少。材料认知资源和个人权力的代理都不足够了。信息在活动场所和一些代理商的个人历史也起到一定的作用在社会系统的方式处理自己的熵。这意味着一个因果但不确定性的存在空间。

实质上,这种方法探讨了一个微妙但基本城市社会组织的存在。我们认为城市空间实现梯度差异的潜在相互作用,从少到多的,昂贵的或可能。把简单的标准包括距离因素在选择活动,我们的反弹道导弹显示空间成为一种手段生产的差异互动的可能性,增加一定的选择和收敛与集体行动的机会。

在现实中,人们认识到社会信息活动的地方,随着使用繁忙的街道或当地的中心。我们能够从建筑环境中检索这些差异和联系。我们争论的重点之一是这些差异帮助我们做出选择。每次我们穿过城市,选择要执行的地方,我们参与的大规模协调行动。我们制定空间作为“参考系统”(49,50),一组语义索引的社交活动,通知和指导日常决策。空间变得内在取向转化为交互的一部分,也就是说,连接交错的动作序列,re /创建交互系统。通过结构实现和限制quasi-endless组合互动的可能性,这个系统可以获得足够的内部指导自己的繁殖。由相互作用的概率分布充分识别的差异,城市社会的再生产系统的表达和释放当地部队。行动的接口、认知和空间系统的变换熵的复杂性为结构化复杂性,不断重新排序操作。

这种唯物主义的观点可以集成与其他社会组织的观点。进一步的工作可能包括关系角色的文化,语言,社会规范,和其他操纵媒体,以及探索可能类似的通信技术在熵的影响。在这个阶段,我们试图整合社会维度(代理人从事协调),一个空间维度(的环境),和一个信息维度(如环境中的行动和本身)的差异,要求跨学科的努力。共同进化的方法识别核心角色代理实现的目标,因为他们协调(cf。68年]),对环境和核心作用,外部但响应代理,导致累积的变化以及他们的历史。该模型还标识角色认知和内存代理的方式处理自己的方向,选择自己的行为和活动的地方,改变他们的空间环境中,熵的总体水平的影响。这一切表明,模型的行为不能减少或完全从个人行为的预测变量,这是一个关键方面的复杂性。

因此本文的主要目的之一就是评估空间信息环境是否协调和交互熵。然而,如果物理距离和社会信息活动的地方,是什么城市的大小和内部空间结构的城市吗?农村或郊区稀薄呢?自我们的模型探讨了抽象的圆形的城市,它只开始回答这些问题。我们的研究结果表明,较短的距离之间的活动倾向于减少社会熵的地方。密度似乎问题:密集的空间性(相对于稀薄的)作用。发展的道路是雅各布斯(69年)活动产生正外部性的多样性。和多样性、空间经济学告诉我们,与城市和人口密度的大小(例如,70年,71年])。熵也可能受到的多样性。古怪的et al。66年)表明,信息增加城市变大。剩下的问题是更大、密度和更多的内部结构的城市创建、过程,和减少熵比小城市更有强度,将大池的活动转换为不同的相互作用的概率。虽然我们提出了一个线性的模型,我们代理的行为可以探索在城市更现实的表征,测试密度的角色,拓扑,和多样性,而超越完美通知代理。提出了环模型,我们旨在简化一个城市一个最小系统的空间维度社会组织变得可以理解,而不丧失基本属性。

我们应该从所有这一切得出熵是社会制度的问题?我们的方法表明,事实并非如此。熵是一种必要的力量。这意味着小说方向进入系统的交互,必须处理。熵只会成为一个问题如果不能转化为组织,只有无数潜在的行动不转化为更小的组实际交互。新行为的影响一旦实现,将产生积极的熵与机构的多样性。保守系统可能会面临更少的熵,但也可能产生更少的新奇,同质性问题的地平线。波动熵似乎至关重要的复杂的社会。

最后,我们的目的是探索条件熵来思考社会组织”从另一个角度”,可以说,从挑战的角度参与社会再生产。因此,这种方法侧重于不确定性的概念代理处理目标和决策和交互的不同概率,试图将社会、认知、信息和空间理论在一个屋顶下。生产创造我们的方法将城市视为连接系统交互的精致的面料让大量的特工连贯地住在一起。它还表明,不同状态的熵揭示社会之间的深层联系,信息,和空间系统。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢洛桑联邦理工(EPFL),斗篷,FAPEMIG, FAPESP,必须占州政府和CNPq金融支持,玛丽亚ibsen Pinheiro,恩里克Lorea,和他的同事们在ABMUS2017早些时候讨论,交流和迈克巴蒂和灵感。最后,作者感谢Romulo Krafta,特立独行的复杂性研究的城市在巴西,他的输入和这些年来的支持。这项工作是献给他。