群體是由許多彼此間存在相互作用的個體所構成的集合。在相互作用的動態過程中，每個個體都根據周圍其他個體的行為以及自身的經驗來調整自身的行為，以適應所處的環境。隨著微觀個體的行為改變，宏觀上群體的狀態也會不斷地變化，而這種變化反過來又會影響個體行為的變化。于是，個體與群體在兩個不同的層面進行著復雜的狀態演化。

認知研究領域的學者傾向于通過單個個體的認知和思維過程來研究個體的行為，然而個體間具有互動作用的群體可能會在群體層面產生有組織的結構。通常，群體所產生的群體層次的行為會超出任何單個個體的認知范圍。這種由低層次個體的相互作用而在較高層次產生群體有組織性的現象是令人感到異常驚奇的，因為我們每個人都是群體中的低層次個體，而高層次的有組織性是與個體行為同時同步發生，并且自然而然地出現的，它甚至超出了個體的認識而不易被感知。一些社會現象，如謠言的傳播、群體事件的發生、互聯網訪問流量的變化、人流的運動以及網絡輿論的形成等，都是與個體的信念、理性等密切相關的，但這些現象最終所呈現的形式極少是由任意個人授意的。因此，探究個體行為改變與群體行為演化的關系在教育學、心理學、社會學等領域有著極大的理論和應用價值。

另一方面，群體行為的產生與演化有著復雜的深層次原因，需要動態地進行考察和研究。隨著計算機技術和統計理論的發展，除了辯證思維和實證方法以外，研究領域又出現了另一種重要的研究方法，即計算機仿真模擬方法。這類方法針對現實問題進行系統建模，通過適當的抽象和簡化，并借助一組可控的系統參數，建立現實群體系統的理論模型、數學模型以及最終的仿真模擬模型，最終利用計算機對相關系統進行仿真模擬和統計計算，從而得到簡化的現實系統模型的重要特征信息。這是一種基于模型的實驗研究方法，為人們提供了一種認識和理解動態系統的輔助手段。它能夠通過模擬過程揭示原始系統的本質特征和基本規律，有助于發現事先未預見的問題，為人們提供可靠的數據資料和統計學特征信息。

著名的計算機專家馮•諾依曼（Von Neumann）曾說過，進行科學研究的目的不僅是要邏輯并準確地解釋各種自然和社會現象，而且還應為它們建立數學模型。當然，群體行為的模型總要比現實系統簡單，但是它卻抓住了現實系統的主要特征，進行群體行為演化建模的關鍵就是忽略現實系統中的次要因素，研究和發現影響系統變化的主要因素、過程以及相互作用的機制。

本書主要討論群體行為的系統建模與仿真模擬，相關內容分為關于個體行為與群體演化的基礎理論，以及系統建模與仿真模擬兩部分。

基礎理論部分主要從心理學、組織行為學、認知與學習理論等角度對個體和群體行為的機理、動因、過程等進行理論分析，歸納并闡述個體與群體行為的相關理論基礎，內容共有4章：第1章論述影響群體中個體決策的諸多因素，如個體的需要、能力、性格、學習等，這些因素可以作為個體的特征參數供建模過程中選擇；第2章討論個體的動機、理性和決策過程等，可以作為模型中個體更新自身狀態的決策策略的理論依據；第3章從組織行為學角度闡述了群體的產生與發展，以及群體動力學與群體結構等；第4章簡要闡明群體溝通與群體中的沖突，以及群體中領導角色的作用與群體決策等。后兩章內容有助于對模擬仿真的過程與結果進行分析和解釋。雖然在建模與仿真過程中并不會用到基礎理論的全部內容，但了解這些內容對不斷地完善模型以及洞悉模型所呈現出的規律性有著積極意義。

建模與仿真部分共有5章：第5章較系統地介紹了Voronoi圖的相關基本知識及其各種優良特性，以及二維Voronoi圖的構造算法等，給出了構造算法的程序實現。第6章給出了兩個基本的仿真模型：群體行為動態演化模擬的基本模型及其修正模型。這兩個模型均以Voronoi圖作為底層的數學結構基礎，演化策略上沿用了傳統的元胞自動機思想。這兩個模型構成了群體行為建模與模擬的基本框架，具有廣譜適應性。通過不同的參數或狀態更新策略設置可以形成不同特征的模型。第7章重點討論了三值選擇下群體行為的演化過程，集中研究中立者密度對不同轉化率、贊同率、系統穩態，以及其他系統主要特征指標的影響等，給出了相關統計指標的統計分析。第8章以重心Voronoi圖作為模型的底層數學結構，研究個體移動情形下群體行為的演化過程，給出了統計學意義下的特征分析和結果對比。第9章根據幼兒行為習慣養成過程中存在的“從眾”和“模仿”這兩種特征，對幼教環境中幼兒良好行為習慣的養成進行了嘗試性的模擬與分析，探索幼教環境中，尤其是教師（領導）影響下的幼兒良好行為習慣的形成規律。

本書由龐明勇進行總體結構的策劃，劉楠負責基礎理論部分的撰寫，高向敏撰寫了建模與模擬仿真部分的內容，全書由龐明勇進行統稿。相關研究過程中，龐明勇與高向敏合作對仿真模型的建立、模擬程序的實現以及相關結果的分析等進行了討論，相關模型的實現是由高向敏在龐明勇的指導下完成的。本書研究工作得到全國社會科學“十一五”規劃（教育科學）國家青年課題（CHA060073），以及江蘇省教育科學“十一五”規劃2008年度課題（B-b/2008/ 01/009）的共同資助。

由于時間倉促并限于作者水平，不當之處在所難免，敬請讀者批評指正。

編 者

2010年6月23日

前言

第1章 個體行為基礎 1
1.1 個體行為及其一般過程 1
1.1.1 需要 1
1.1.2 動機 2
1.1.3 行為 3
1.1.4 結果 4
1.2 個體行為結果的MARS模型 4
1.2.1 個性 4
1.2.2 氣質 5
1.2.3 性格 6
1.2.4 價值觀 7
1.2.5 情緒與情感 8
1.3 能力 10
1.3.1 能力的分類 10
1.3.2 能力的形成 11
1.3.3 能力差異 11
1.4 態度 12
1.4.1 態度的特性 12
1.4.2 態度的分類 13
1.4.3 態度對行為的影響 14
1.4.4 態度的形成及其影響因素 14
1.4.5 態度的改變及其影響因素 15
1.5 學習 16
1.5.1 學習與學習理論 16
1.5.2 強化策略 18
1.5.3 行為校正：通過強化進行學習 19
第2章 個體行為動機與個體決策 21
2.1 動機及其功能 21
2.2 早期的動機理論 21
2.2.1 需要層次理論 21
2.2.2 X理論和Y理論 24
2.2.3 雙因素理論 25
2.3 當代動機理論 27
2.3.1 麥克萊蘭的需要理論 27
2.3.2 認知評價理論 28
2.3.3 目標設置理論 29
2.3.4 自我效能感理論 30
2.3.5 期望理論 31
2.3.6 公平理論 32
2.4 各種動機理論的整合 34
2.5 個體決策與理性選擇模型 34
2.5.1 知覺 34
2.5.2 影響知覺的因素 36
2.5.3 個體和群體的知覺 36
2.5.4 知覺與個體決策之間的聯系 39
2.5.5 提高決策中的創造力 40
2.6 決策過程 41
2.6.1 有限理性 41
2.6.2 常見的理性扭曲 41
2.6.3 直覺決策 43
2.6.4 決策中的公眾輿論與道德問題 43
第3章 群體與群體行為 44
3.1 群體概述 44
3.1.1 群體 44
3.1.2 群體的分類 45
3.1.3 群體的功能 46
3.2 群體發展 46
3.2.1 群體的有效性及影響因素 46
3.2.2 群體心理 48
3.2.3 群體形成的原因 48
3.2.4 群體發展的階段 49
3.3 群體動力學與群體規范 50
3.3.1 群體動力學 50
3.3.2 群體規范及其功能 51
3.3.3 群體的凝聚力 52
3.4 群體結構 54
3.4.1 角色 54
3.4.2 地位 55
3.4.3 群體規模 55
3.4.4 群體構成 56
3.4.5 群體壓力和從眾性 56
第4章 群體溝通模型與群體決策 59
4.1 溝通 59
4.1.1 溝通的類型 59
4.1.2 溝通的功能 60
4.2 群體溝通 61
4.2.1 溝通的一般過程模型 61
4.2.2 有效溝通的障礙 62
4.2.3 有效溝通的技巧 63
4.3 群體沖突 63
4.3.1 沖突觀念的變遷 64
4.3.2 沖突產生的原因 65
4.3.3 沖突的過程 66
4.3.4 群體沖突動態分析 68
4.3.5 沖突管理 69
4.4 領導與領導理論 70
4.4.1 領導與權力和管理 71
4.4.2 領導的基本職能 71
4.4.3 領導特質理論 72
4.4.4 領導行為理論 73
4.4.5 領導權變理論 76
4.5 群體決策 79
4.5.1 群體決策的優缺點 79
4.5.2 群體思維和群體轉移 80
4.5.3 群體決策技術 81
第5章 Voronoi圖 84
5.1 Voronoi圖的歷史與發展 84
5.2 Voronoi圖的定義 84
5.3 Voronoi圖的基本性質 86
5.3.1 最近鄰近特性 86
5.3.2 線性特性 86
5.3.3 局域動態特性 86
5.3.4 與Delaunay三角對偶 86
5.4 Voronoi圖的構造方法 87
5.4.1 增量法 87
5.4.2 間接法 88
5.4.3 分治法 89
5.4.4 離散Voronoi圖生成方法 89
5.5 Voronoi圖的應用 90
5.6 重心Voronoi圖 91
5.6.1 重心Voronoi圖的定義 92
5.6.2 重心Voronoi圖的應用 93
5.7 重心Voronoi圖構造算法 97
5.7.1 MacQueen 算法 97
5.7.2 Lloyd算法 98
5.7.3 一種整合的確定性－概率算法 98
5.8 程序實現 100
5.8.1 平面Voronoi圖的生成程序 100
5.8.2 Voronoi圖可視化 130
第6章 群體行為演化的仿真模型 137
6.1 群體演化的基本模型 137
6.1.1 群體行為的產生 137
6.1.2 離散Voronoi圖動態模型 138
6.1.3 群體行為動態演化建模 139
6.2 群體行為動態演化模擬的基本模型 140
6.2.1 群體行為動態演化建模的關鍵
步驟 140
6.2.2 基本模擬模型的程序實現 142
6.3 基本模擬模型的宏觀特性分析 149
6.3.1 相關概念及定義 150
6.3.2 系統穩態及其主要特征分析 151
6.3.3 初始條件與系統穩態的關系 153
6.3.4 權值對群體行為演化的影響 154
6.4 群體行為動態演化模擬的修正模型 155
6.4.1 群體行為動態演化建模的關鍵
步驟 156
6.4.2 修正模型的程序實現 157
6.5 修正模型群體行為的統計學特性分析 167
6.5.1 相關統計指標 167
6.5.2 系統穩態及其主要特征分析 168
6.5.3 初始贊同率與穩態贊同率的關系 170
6.5.4 權值對群體行為演化的影響 171
6.5.5 轉化率隨時步及初始贊同率變化
的情況 173
6.5.6 系統演化時間與初始贊同率之間
的關系 174
6.5.7 群體大小對群體行為演化的影響 175
6.6 小結 176
第7章 三值選擇下的群體行為演化模型 178
7.1 群體行為動態演化建模 178
7.2 程序實現 179
7.3 實驗、結果與分析 189
7.3.1 相關統計指標 189
7.3.2 該模型下的系統穩態及其主要
特征分析 190
7.3.3 中立者密度對初始贊同率與穩
態贊同率之間關系的影響 192
7.3.4 中立者密度對系統演化時間與
初始贊同率之間關系的影響 193
7.3.5 中立者密度對轉化率與初始贊
同率之間關系的影響 194
7.3.6 中立者密度對贊同大轉化率、反對大
轉化率與初始贊同率之間關系影響 195
7.3.7 中立者密度對贊同小轉化率、反對小
轉化率與初始贊同率之間關系影響 196
7.3.8 在一定中立者密度下，各轉化率與
初始贊同率之間關系 197
7.4 小結 199
第8章 個體移動下的群體行為演化模型 201
8.1 群體行為動態演化建模 201
8.2 程序實現 203
8.3 實驗、結果與分析 215
8.3.1 相關統計指標 215
8.3.2 系統穩態及其主要特征分析 216
8.3.3 個體移動對初始贊同率與穩態贊
同率之間關系的影響 220
8.3.4 個體移動對系統演化時間與初始
贊同率之間關系的影響 221
8.3.5 個體移動對各轉化率與初始贊同
率之間的關系的影響 222
8.3.6 個體移動情況下贊同糾正率、反對
糾正率與初始贊同率之間的關系 223
8.4 小結 224
第9章 幼兒群體良好行為習慣形成的模擬
模型 226
9.1 基本的建模思想 226
9.2 群體行為動態演化建模 227
9.3 模擬模型的程序實現 229
9.4 實驗、結果與分析 242
9.4.1 相關統計指標 243
9.4.2 幼兒群體行為的形成過程及其主
要特征分析 243
9.4.3 初始條件與幼兒群體行為演化的
穩態 255
9.5 小結 263
附錄 265
參考文獻 272

1. MSC Adams多體動力學仿真基礎與實例解 [陳志偉 董月亮 編著]