借用科学理论

化学是以200年的化学理论为基础的。该学科的理论基础解释和数学模型的化学过程，并允许化学家预测分子系统将如何表现。但近年来，为了寻找灵感和预测能力，社会科学和政治科学开始从物理科学中借用概念来模拟非常不同的现象。共享理论框架对于科学/社会科学两派的一些人来说是一个令人兴奋的新举措，而另一些人则持怀疑态度。用来描述物质世界的模型真的能解释和预测人和经济是如何运作的吗?那么反过来呢?

熵与生态经济学

生态经济学发展于20世纪80年代，在一小群热情的经济学家中获得了关注。他们的研究领域是基于这样一种观点:就像物理世界一样，经济系统必须遵守熵定律。这个概念来自罗马尼亚裔美国经济学家尼古拉斯·乔治斯库·罗根，他发表了熵定律与经济过程1971年．¹相对于主流经济学，它仍然处于边缘地位。英国萨里大学(University of Surrey)可持续繁荣理解中心(Centre for the Understanding of Sustainable Prosperity)主任蒂姆•杰克逊(Tim Jackson)说，它本身实际上创造了一种势头，达到了临界质量。

熵的热力学概念是由德国物理学家鲁道夫·克劳修斯在1865年从热机效率的工作中提出的。他得出的结论是，在能量转换中，做功的能力或能量的“质量”总是降低的——即熵总是增加的，现在被称为热力学第二定律。对于化学家来说，熵通常等同于“无序”，并归因于给定系统中可用的不同分子排列的数量。总熵的增加是表明反应自发方向的因素之一。

最终，储存的能量会耗尽

杰克逊解释说，乔治斯库-罗根对熵的使用也源于出生在俄罗斯的比利时化学家伊利亚·普里戈金的工作，他因对远非平衡热力学的研究而获得1977年的诺贝尔化学奖。普里高金是著名的“布鲁塞尔学派”的领袖，他解释了复杂秩序(如生命)的出现是通过高质量能量的可用性，而这必须伴随着周围系统的无序。

生态经济学用这些观点来解释经济学中什么是可能的，什么是不可能的。乔治斯库-罗根认为经济过程服从第二定律。每一个工业过程都不可逆转地将地球上的资源(能源和物质)转化为产品，但也总是转化为废物，比如二氧化碳。杰克逊解释说:“这将会产生热力学上的影响，最终储存的能量将会耗尽。”

结论是，经济增长不可能是无限的，并创造了“熵悲观主义”一词。杰克逊说，这让人觉得，在一个受热力学定律支配的有限星球上，以增长为基础的经济学的内在逻辑是不合适的。该领域的一些人甚至进一步类比，对工业过程进行“火用”成本分析，以评估它们对当前自然环境的影响。火用的定义是可用的能量转换为工作从能源。

许多经济学家拒绝使用热力学，称其为伪科学。杰克逊说:“在传统经济学中，人们对熵没有很好的理解。“人们很有信心地认为，物理和物质的东西是有可能与经济事物脱钩的。他们认为，地球并不代表熵概念最初定义的那种孤立系统，或者根本不可能以这种方式使用热力学。杰克逊对此予以反驳。尽管太阳提供了可再生能源，但要发挥作用，它需要被捕获和集中，这一过程本身就需要资源，这意味着任何经济体系都必须存在于这种太阳能遗产的范围内。

保护地球资源的必要性似乎是一个常识性的论点，不需要热力学。但科学理论的分量是许多学科所渴望的。美国明尼苏达州哈姆林大学的科学哲学家斯蒂芬·凯勒特(Stephen Kellert)解释说:“许多人认为，由物理学、生物学和化学构成的知识更权威、更扎实、更有说服力和更有力。”凯勒特写过大量关于学科跳跃理论的文章。²他建议说:“通过借用知识、想法、概念、技术和术语，你可以在这些领域获得一些光环、地位和威望。”

模拟意见和政治变革

另一个对科学理论提出要求的领域是信仰动力学——理解观点如何在政治或社会辩论中变化和传播。不断发展的社会物理学领域正在使用统计力学来模拟这些过程。该领域之父Serge Galam现在在巴黎政治研究所他在法国学习物理时就开始研究这一领域。他奇怪地发现，社会科学对创造具有预测能力的理论不感兴趣。“我越来越确信，我们需要开发一种新的方法，以物理学家的方式来研究社会系统，”Galam说。

Galam和其他人借鉴的理论是20世纪20年代发展起来的用来模拟铁磁性的Ising模型。伊辛模型是以物理学家恩斯特·伊辛(Ernst Ising)的名字命名的，它模拟了晶格中原子之间的相互作用，每个原子都有自己的自旋，处于两种状态之一，以及相关的磁偶极矩。相邻原子的自旋相互作用，每个自旋都被大力推动与最近的邻居对齐，整个系统被推向有序的磁态。但在临界温度以上，热效应会引起自旋波动并破坏这种秩序。

美国纽约大学的物理学家丹尼尔·斯坦解释了为什么政治观点变化的模型与铁磁性有相似之处。“有趣的不仅是(人)自身的属性，还有(人)之间的相互作用，这就是统计力学的切入点，因为它都是关于单个粒子和自旋之间的相互作用。”“因此，就像每个原子影响相邻的原子一样，人类也会在自己的网络中影响其他人，无论是朋友、家人、专家还是媒体人物。”

2016年8月，他暗示特朗普可能赢得11月的大选

来自美国新墨西哥州圣菲研究所的社会心理学家米尔塔·加利西克正在与斯坦合作，模拟社会网络中的互动如何导致人们改变他们的观点——比如投票给左翼或右翼候选人，或者在疫苗接种和转基因食品等问题上的信念。^3.他们使用了Ising模型的一种形式，人们的观点被表示为向上或向下的“旋转”，并随着他们与周围“旋转”的耦合而变化——这代表了他们接触到的人群网络的观点。他们的模型还包括一个人最初的政治倾向等因素。Galesic说:“在随机场Ising模型中，每个粒子都有不同的内部磁场，在我们的例子中，这是你以前所有信念和价值观的类比。”

在主流社会心理学中，这类研究在很大程度上被忽视了，但Galesic说，典型的反应会说:“这没有任何意义，人比物理和粒子复杂得多。”“一个不同之处在于形成的网络类型。斯坦说:“在统计力学模型中，人们使用类似欧几里得晶格的网络。”这并不能代表人们的网络是如何组织起来的。有一些模型可以更好地模拟社会互动，比如小世界网络，它创造了集群，导致陌生人紧密联系在一起(想想“六度分离”的概念)。

盖拉姆用他的模型解释和预测了英国脱欧和特朗普等意想不到的政治结果。至关重要的是，他的模型能够预测临界点——在Ising模型中，这将导致从铁磁态到无序态的相变;在民意动态方面，从一个选举结果到另一个结果。这些临界点解释了为什么发声的少数人可以让多数人支持自己的立场。2016年8月，他暗示特朗普可能赢得11月的大选——当时这一观点没有得到分析人士或民意调查的支持。⁴

加拉姆考虑了那些顽固的“顽固”选民的比例，他们不会改变自己的观点，但却能够影响其他人。他还提出了他所谓的隐性偏见，并解释说，当人们对一个选择不确定时，他们会受到无意识偏见的影响(他说这解释了转向特朗普和英国退欧的原因)。结果是，他的模型可以预测一个观点最终能够占据主导地位的临界点。在某些情况下，最初只有17%支持的立场可以在公开辩论中改变意见，最终赢得多数支持。⁵

使用来自物理科学的模型似乎带来了对社会和政治系统的一些基本特征的新理解。betway必威游戏下载大全加拉姆说:“我的工作令人不安，因为它动摇了我们关于民主辩论和公投的线性理论。”赢得一场公开辩论或选举，显然不是通过说服大多数人，而是通过增加一方根深蒂固的选民的比例，从而影响其他人。

化学博弈论

Darrell Velegol是宾夕法尼亚州立大学的一名化学工程师，他在学生时代就开始考虑重新利用科学理论。在一篇关于为什么美国人不投票的政治科学作业中，Velegol记得他用欧姆定律来阐述他的论点。“教授在那部分写了‘不错’，从那以后我就一直在想这件事。作为一名学者，Velegol将他的注意力转向了他所谓的有争议的决策制定——那种用博弈论解决的问题。他设计了一个全新的框架，他称之为“化学博弈理论”(CGT)。他说:“我开始看到化学和化学工程的类比，我假设这可能会更好地解释问题。”

如果这个模型从来没有解释过数据，也许这个模型是不合理的

博弈论中的一个传统问题是囚徒困境。一个犯罪团伙的两名成员被捕入狱，每人被单独监禁。如果两名囚犯都保持沉默，他们只能以较轻的罪名被起诉，但检察官为每名囚犯提供了辩诉交易——如果他们背叛了另一名囚犯，他们将获得较轻的判决。囚犯必须决定是背叛他们的同伴，还是保持沉默，希望另一个囚犯也这样做，但要冒着自己被背叛的风险。

传统博弈论认为，最好的解决办法总是背叛你的同犯。但在现实中，这并没有发生。对学生群体的理论实验表明，他们只有50%的时间选择这个解决方案。经济学家通常只说人们的行为是非理性的。也许是因为我是学化学工程的，我觉得好吧，如果这个模型根本无法解释数据，那这个模型可能就是不合理的。”

利用化学博弈论，他提出了一个真实决策行为的模型。⁶他的模型将决策过程框定为一系列相互竞争的化学反应，并为每个潜在的决策或“反应产物”计算出反应的能量。这时我们的朋友吉布斯就派上用场了。他告诉我们如何利用热力学来解决这些化学反应，”Velegol说。“我们可以开始像看待化学反应堆一样思考这个问题。他从热力学角度利用每个平衡“反应”的能量，求出所有可能结果的吉布斯自由能，然后计算出总吉布斯自由能最低的情况，以求得每个潜在反应或决定的分数。这样你就可以根据多个“产品”的可能比例来制定玩家的策略，而不是只关注一种解决方案。

该模型还可以解释现实世界的因素，如玩家的先入之见和态度——例如，如果另一个囚犯是你的家庭成员，你对囚犯困境的解决方案可能会有所不同。Velegol使用初始浓度来代替先前存在的偏差，这些偏差可能使一个决策比另一个决策更有可能。

化学博弈论仍然是一个假设，Velegol说它还需要更多的测试，但到目前为止，它已经能够复制囚徒困境的结果。用化学作类比似乎为人类复杂而多变的反应提供了一个模型。但正如Velegol所说，将预测与一些真实的实验进行比较，以验证假设;“我们在这个领域还有很长的路要走。”

不仅仅是比喻?

所有这些例子都用科学理论来解释不同的现象，但这只是一个丰富多彩的比喻吗?Galesic说:“使用模型作为组织知识的框架和过于逐字逐句地解释这两者之间有一条微妙的界线。”Galam同意他的观点:“关键不是把物理理论直接映射到社会问题上。”但这种类比是可行的，因为这两个系统都代表了从局部相互作用中出现的集体现象——物理中的粒子之间，以及意见动力学中的人与他们的网络之间。

凯勒特说，我们不应该低估隐喻的力量。“科学史告诉我们，隐喻实际上是非常强大的……隐喻还可以从根本上重新定位你对所在领域的思考方式。”尽管有人反对滥用科学概念，最著名的例子就是1996年纽约大学物理学家艾伦·索卡尔的骗局。他向一家文化研究杂志提交了一篇关于量子引力的恶搞文章，该杂志及时发表了这篇文章。凯勒特说:“看到一个对事物只有基本理解的人以一种不是特别具有启发性的方式肆意使用隐喻，这是非常令人反感的，但情况并不一定总是这样。”

我有点怀疑关于普遍洞察力的说法

杰克逊说，在生态经济学中，熵的概念不应该只是一个比喻，而是一种物理现实。我们所看到的经济活动产生的浪费是熵定律的结果。我认为，这是一种更多地基于经验而非理论的东西。

Velegol说，他的作品一开始只是纯粹的隐喻，但现在他开始看到更多的东西。“你开始看到常用的语言被用来描述许多不同的现象，我认为化学和化学工程是一种更普遍地描述信息的方式，甚至超越了原子和分子……我们一开始纯粹是作为一个比喻，但我们认为它可以扩展，谁知道它会发展到哪里。”

物理科学的理论模型能否为所有领域提供普遍的见解，这是一个悬而未决的问题。Kellert说:“我有点怀疑关于普遍洞察力或宏大的多学科综合的说法——它们有时有效，有时无效。”他补充说，我们不能排除这种可能性。

许多人对此表示怀疑或完全不屑一顾

研究这些借来的理论的人相信，他们可以为社会提供真正的价值。Velegol希望用化学博弈论来探索经典的“公地悲剧”问题，即个人根据自身利益行事的行为与公共利益相反。这个概念出现于1833年，用来描述公共牧场的退化。“当然，现在最大的问题是气候变化，”Velegol说。“我们想探索这个问题，看看是否有创造性的解决方案。他还在关注创新，以及企业如何决定未来的产品方向。他说，如果他的工作能使决策提高2%，那仍然会有很大的不同。

同时，Galam希望社会物理学能提高我们对政治的理解。“我认为总有一天我们能够准确地预测几个星期或几个月的一些合作现象，比如选举或社会运动。“这种方法甚至可以为极端或边缘观点的增加提供早期预警，这些观点有扩散到更广泛人群的危险。”

Kellert说:“物理科学是一个充满有趣而强大的概念、技术和方法的宝库。”其他学科已经注意到了，通过借鉴这些理论，能够产生真正的见解。Velegol说:“许多人对此表示怀疑或完全不屑一顾，但另一方面，你会发现很多人对这个想法非常感兴趣。这群化学家、经济学家、物理学家和生态学家认为这很重要，并积极致力于这方面的研究。”

雷切尔·巴西，英国伦敦科普作家