群體是由許多彼此間存在相互作用的個(gè)體所構(gòu)成的集合。在相互作用的動(dòng)態(tài)過程中，每個(gè)個(gè)體都根據(jù)周圍其他個(gè)體的行為以及自身的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)整自身的行為，以適應(yīng)所處的環(huán)境。隨著微觀個(gè)體的行為改變，宏觀上群體的狀態(tài)也會(huì)不斷地變化，而這種變化反過來又會(huì)影響個(gè)體行為的變化。于是，個(gè)體與群體在兩個(gè)不同的層面進(jìn)行著復(fù)雜的狀態(tài)演化。

認(rèn)知研究領(lǐng)域的學(xué)者傾向于通過單個(gè)個(gè)體的認(rèn)知和思維過程來研究個(gè)體的行為，然而個(gè)體間具有互動(dòng)作用的群體可能會(huì)在群體層面產(chǎn)生有組織的結(jié)構(gòu)。通常，群體所產(chǎn)生的群體層次的行為會(huì)超出任何單個(gè)個(gè)體的認(rèn)知范圍。這種由低層次個(gè)體的相互作用而在較高層次產(chǎn)生群體有組織性的現(xiàn)象是令人感到異常驚奇的，因?yàn)槲覀兠總�(gè)人都是群體中的低層次個(gè)體，而高層次的有組織性是與個(gè)體行為同時(shí)同步發(fā)生，并且自然而然地出現(xiàn)的，它甚至超出了個(gè)體的認(rèn)識(shí)而不易被感知。一些社會(huì)現(xiàn)象，如謠言的傳播、群體事件的發(fā)生、互聯(lián)網(wǎng)訪問流量的變化、人流的運(yùn)動(dòng)以及網(wǎng)絡(luò)輿論的形成等，都是與個(gè)體的信念、理性等密切相關(guān)的，但這些現(xiàn)象最終所呈現(xiàn)的形式極少是由任意個(gè)人授意的。因此，探究個(gè)體行為改變與群體行為演化的關(guān)系在教育學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)等領(lǐng)域有著極大的理論和應(yīng)用價(jià)值。

另一方面，群體行為的產(chǎn)生與演化有著復(fù)雜的深層次原因，需要?jiǎng)討B(tài)地進(jìn)行考察和研究。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和統(tǒng)計(jì)理論的發(fā)展，除了辯證思維和實(shí)證方法以外，研究領(lǐng)域又出現(xiàn)了另一種重要的研究方法，即計(jì)算機(jī)仿真模擬方法。這類方法針對(duì)現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行系統(tǒng)建模，通過適當(dāng)?shù)某橄蠛秃喕�，并借助一組可控的系統(tǒng)參數(shù)，建立現(xiàn)實(shí)群體系統(tǒng)的理論模型、數(shù)學(xué)模型以及最終的仿真模擬模型，最終利用計(jì)算機(jī)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬和統(tǒng)計(jì)計(jì)算，從而得到簡化的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)模型的重要特征信息。這是一種基于模型的實(shí)驗(yàn)研究方法，為人們提供了一種認(rèn)識(shí)和理解動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的輔助手段。它能夠通過模擬過程揭示原始系統(tǒng)的本質(zhì)特征和基本規(guī)律，有助于發(fā)現(xiàn)事先未預(yù)見的問題，為人們提供可靠的數(shù)據(jù)資料和統(tǒng)計(jì)學(xué)特征信息。

著名的計(jì)算機(jī)專家馮•諾依曼（Von Neumann）曾說過，進(jìn)行科學(xué)研究的目的不僅是要邏輯并準(zhǔn)確地解釋各種自然和社會(huì)現(xiàn)象，而且還應(yīng)為它們建立數(shù)學(xué)模型。當(dāng)然，群體行為的模型總要比現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)簡單，但是它卻抓住了現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的主要特征，進(jìn)行群體行為演化建模的關(guān)鍵就是忽略現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的次要因素，研究和發(fā)現(xiàn)影響系統(tǒng)變化的主要因素、過程以及相互作用的機(jī)制。

本書主要討論群體行為的系統(tǒng)建模與仿真模擬，相關(guān)內(nèi)容分為關(guān)于個(gè)體行為與群體演化的基礎(chǔ)理論，以及系統(tǒng)建模與仿真模擬兩部分。

基礎(chǔ)理論部分主要從心理學(xué)、組織行為學(xué)、認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論等角度對(duì)個(gè)體和群體行為的機(jī)理、動(dòng)因、過程等進(jìn)行理論分析，歸納并闡述個(gè)體與群體行為的相關(guān)理論基礎(chǔ)，內(nèi)容共有4章：第1章論述影響群體中個(gè)體決策的諸多因素，如個(gè)體的需要、能力、性格、學(xué)習(xí)等，這些因素可以作為個(gè)體的特征參數(shù)供建模過程中選擇；第2章討論個(gè)體的動(dòng)機(jī)、理性和決策過程等，可以作為模型中個(gè)體更新自身狀態(tài)的決策策略的理論依據(jù)；第3章從組織行為學(xué)角度闡述了群體的產(chǎn)生與發(fā)展，以及群體動(dòng)力學(xué)與群體結(jié)構(gòu)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(lǐng)導(dǎo)角色的作用與群體決策等。后兩章內(nèi)容有助于對(duì)模擬仿真的過程與結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。雖然在建模與仿真過程中并不會(huì)用到基礎(chǔ)理論的全部內(nèi)容，但了解這些內(nèi)容對(duì)不斷地完善模型以及洞悉模型所呈現(xiàn)出的規(guī)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(tǒng)地介紹了Voronoi圖的相關(guān)基本知識(shí)及其各種優(yōu)良特性，以及二維Voronoi圖的構(gòu)造算法等，給出了構(gòu)造算法的程序?qū)崿F(xiàn)。第6章給出了兩個(gè)基本的仿真模型：群體行為動(dòng)態(tài)演化模擬的基本模型及其修正模型。這兩個(gè)模型均以Voronoi圖作為底層的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，演化策略上沿用了傳統(tǒng)的元胞自動(dòng)機(jī)思想。這兩個(gè)模型構(gòu)成了群體行為建模與模擬的基本框架，具有廣譜適應(yīng)性。通過不同的參數(shù)或狀態(tài)更新策略設(shè)置可以形成不同特征的模型。第7章重點(diǎn)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(duì)不同轉(zhuǎn)化率、贊同率、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)，以及其他系統(tǒng)主要特征指標(biāo)的影響等，給出了相關(guān)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析。第8章以重心Voronoi圖作為模型的底層數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，研究個(gè)體移動(dòng)情形下群體行為的演化過程，給出了統(tǒng)計(jì)學(xué)意義下的特征分析和結(jié)果對(duì)比。第9章根據(jù)幼兒行為習(xí)慣養(yǎng)成過程中存在的“從眾”和“模仿”這兩種特征，對(duì)幼教環(huán)境中幼兒良好行為習(xí)慣的養(yǎng)成進(jìn)行了嘗試性的模擬與分析，探索幼教環(huán)境中，尤其是教師（領(lǐng)導(dǎo)）影響下的幼兒良好行為習(xí)慣的形成規(guī)律。

本書由龐明勇進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的策劃，劉楠負(fù)責(zé)基礎(chǔ)理論部分的撰寫，高向敏撰寫了建模與模擬仿真部分的內(nèi)容，全書由龐明勇進(jìn)行統(tǒng)稿。相關(guān)研究過程中，龐明勇與高向敏合作對(duì)仿真模型的建立、模擬程序的實(shí)現(xiàn)以及相關(guān)結(jié)果的分析等進(jìn)行了討論，相關(guān)模型的實(shí)現(xiàn)是由高向敏在龐明勇的指導(dǎo)下完成的。本書研究工作得到全國社會(huì)科學(xué)“十一五”規(guī)劃（教育科學(xué)）國家青年課題（CHA060073），以及江蘇省教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃2008年度課題（B-b/2008/ 01/009）的共同資助。

由于時(shí)間倉促并限于作者水平，不當(dāng)之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編 者

2010年6月23日

前言

第1章 個(gè)體行為基礎(chǔ) 1
1.1 個(gè)體行為及其一般過程 1
1.1.1 需要 1
1.1.2 動(dòng)機(jī) 2
1.1.3 行為 3
1.1.4 結(jié)果 4
1.2 個(gè)體行為結(jié)果的MARS模型 4
1.2.1 個(gè)性 4
1.2.2 氣質(zhì) 5
1.2.3 性格 6
1.2.4 價(jià)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(tài)度 12
1.4.1 態(tài)度的特性 12
1.4.2 態(tài)度的分類 13
1.4.3 態(tài)度對(duì)行為的影響 14
1.4.4 態(tài)度的形成及其影響因素 14
1.4.5 態(tài)度的改變及其影響因素 15
1.5 學(xué)習(xí) 16
1.5.1 學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)理論 16
1.5.2 強(qiáng)化策略 18
1.5.3 行為校正：通過強(qiáng)化進(jìn)行學(xué)習(xí) 19
第2章 個(gè)體行為動(dòng)機(jī)與個(gè)體決策 21
2.1 動(dòng)機(jī)及其功能 21
2.2 早期的動(dòng)機(jī)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(dāng)代動(dòng)機(jī)理論 27
2.3.1 麥克萊蘭的需要理論 27
2.3.2 認(rèn)知評(píng)價(jià)理論 28
2.3.3 目標(biāo)設(shè)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(dòng)機(jī)理論的整合 34
2.5 個(gè)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(gè)體和群體的知覺 36
2.5.4 知覺與個(gè)體決策之間的聯(lián)系 39
2.5.5 提高決策中的創(chuàng)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(fā)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(fā)展的階段 49
3.3 群體動(dòng)力學(xué)與群體規(guī)范 50
3.3.1 群體動(dòng)力學(xué) 50
3.3.2 群體規(guī)范及其功能 51
3.3.3 群體的凝聚力 52
3.4 群體結(jié)構(gòu) 54
3.4.1 角色 54
3.4.2 地位 55
3.4.3 群體規(guī)模 55
3.4.4 群體構(gòu)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(chǎn)生的原因 65
4.3.3 沖突的過程 66
4.3.4 群體沖突動(dòng)態(tài)分析 68
4.3.5 沖突管理 69
4.4 領(lǐng)導(dǎo)與領(lǐng)導(dǎo)理論 70
4.4.1 領(lǐng)導(dǎo)與權(quán)力和管理 71
4.4.2 領(lǐng)導(dǎo)的基本職能 71
4.4.3 領(lǐng)導(dǎo)特質(zhì)理論 72
4.4.4 領(lǐng)導(dǎo)行為理論 73
4.4.5 領(lǐng)導(dǎo)權(quán)變理論 76
4.5 群體決策 79
4.5.1 群體決策的優(yōu)缺點(diǎn) 79
4.5.2 群體思維和群體轉(zhuǎn)移 80
4.5.3 群體決策技術(shù) 81
第5章 Voronoi圖 84
5.1 Voronoi圖的歷史與發(fā)展 84
5.2 Voronoi圖的定義 84
5.3 Voronoi圖的基本性質(zhì) 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(dòng)態(tài)特性 86
5.3.4 與Delaunay三角對(duì)偶 86
5.4 Voronoi圖的構(gòu)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(yīng)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(yīng)用 93
5.7 重心Voronoi圖構(gòu)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?qū)崿F(xiàn) 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(chǎn)生 137
6.1.2 離散Voronoi圖動(dòng)態(tài)模型 138
6.1.3 群體行為動(dòng)態(tài)演化建模 139
6.2 群體行為動(dòng)態(tài)演化模擬的基本模型 140
6.2.1 群體行為動(dòng)態(tài)演化建模的關(guān)鍵
步驟 140
6.2.2 基本模擬模型的程序?qū)崿F(xiàn) 142
6.3 基本模擬模型的宏觀特性分析 149
6.3.1 相關(guān)概念及定義 150
6.3.2 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及其主要特征分析 151
6.3.3 初始條件與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的關(guān)系 153
6.3.4 權(quán)值對(duì)群體行為演化的影響 154
6.4 群體行為動(dòng)態(tài)演化模擬的修正模型 155
6.4.1 群體行為動(dòng)態(tài)演化建模的關(guān)鍵
步驟 156
6.4.2 修正模型的程序?qū)崿F(xiàn) 157
6.5 修正模型群體行為的統(tǒng)計(jì)學(xué)特性分析 167
6.5.1 相關(guān)統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 167
6.5.2 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及其主要特征分析 168
6.5.3 初始贊同率與穩(wěn)態(tài)贊同率的關(guān)系 170
6.5.4 權(quán)值對(duì)群體行為演化的影響 171
6.5.5 轉(zhuǎn)化率隨時(shí)步及初始贊同率變化
的情況 173
6.5.6 系統(tǒng)演化時(shí)間與初始贊同率之間
的關(guān)系 174
6.5.7 群體大小對(duì)群體行為演化的影響 175
6.6 小結(jié) 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(dòng)態(tài)演化建模 178
7.2 程序?qū)崿F(xiàn) 179
7.3 實(shí)驗(yàn)、結(jié)果與分析 189
7.3.1 相關(guān)統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 189
7.3.2 該模型下的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及其主要
特征分析 190
7.3.3 中立者密度對(duì)初始贊同率與穩(wěn)
態(tài)贊同率之間關(guān)系的影響 192
7.3.4 中立者密度對(duì)系統(tǒng)演化時(shí)間與
初始贊同率之間關(guān)系的影響 193
7.3.5 中立者密度對(duì)轉(zhuǎn)化率與初始贊
同率之間關(guān)系的影響 194
7.3.6 中立者密度對(duì)贊同大轉(zhuǎn)化率、反對(duì)大
轉(zhuǎn)化率與初始贊同率之間關(guān)系影響 195
7.3.7 中立者密度對(duì)贊同小轉(zhuǎn)化率、反對(duì)小
轉(zhuǎn)化率與初始贊同率之間關(guān)系影響 196
7.3.8 在一定中立者密度下，各轉(zhuǎn)化率與
初始贊同率之間關(guān)系 197
7.4 小結(jié) 199
第8章 個(gè)體移動(dòng)下的群體行為演化模型 201
8.1 群體行為動(dòng)態(tài)演化建模 201
8.2 程序?qū)崿F(xiàn) 203
8.3 實(shí)驗(yàn)、結(jié)果與分析 215
8.3.1 相關(guān)統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 215
8.3.2 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及其主要特征分析 216
8.3.3 個(gè)體移動(dòng)對(duì)初始贊同率與穩(wěn)態(tài)贊
同率之間關(guān)系的影響 220
8.3.4 個(gè)體移動(dòng)對(duì)系統(tǒng)演化時(shí)間與初始
贊同率之間關(guān)系的影響 221
8.3.5 個(gè)體移動(dòng)對(duì)各轉(zhuǎn)化率與初始贊同
率之間的關(guān)系的影響 222
8.3.6 個(gè)體移動(dòng)情況下贊同糾正率、反對(duì)
糾正率與初始贊同率之間的關(guān)系 223
8.4 小結(jié) 224
第9章 幼兒群體良好行為習(xí)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(dòng)態(tài)演化建模 227
9.3 模擬模型的程序?qū)崿F(xiàn) 229
9.4 實(shí)驗(yàn)、結(jié)果與分析 242
9.4.1 相關(guān)統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 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(wěn)態(tài) 255
9.5 小結(jié) 263
附錄 265
參考文獻(xiàn) 272

1. MSC Adams多體動(dòng)力學(xué)仿真基礎(chǔ)與實(shí)例解 [陳志偉 董月亮 編著]