揭秘无标度网络的独特分布特性

但是，正如一些个案研究所表明的，社会网络的语言能够揭示有关知识结构转变的重要新见解。它开辟了关于社会过程和心智过程的关系性视角，通过将知识经济中的个体互动和知识结构的整体变化纳入同一理论框架，而且是一个可以进行定量分析的框架，我们有可能深入研究知识的演化。借助网络分析，我们可以捕捉到认知共同体的自组织动力学，认知共同体即围绕共享知识系统组织起来的共同体。研究这些动态对于回答哪些知识、哪种知识经济以及哪些认知共同体可以应对人类世挑战的问题也是有意义的。

到目前为止，网络分析主要限于特定的历史网络，比如美第奇家族的社会网络，再比如海事网络、通信网络、借助引用和共引分析进行研究的信息网络、创新性的扩散网络，以及作为科学合作代理(proxy)的合著网络。但是，在我们的背景下，必须设想一个更大的目标：从网络分析的角度，将知识演化历史理论的各维度之间的联系概念化，即社会、物质和认知维度。

除了在知识演化历史理论上的可能应用外，网络概念（以及非线性动力学、混沌、复杂性和演化理论的概念）还具有识别出迄今为止无关联领域之间的联系或平行性的潜力，从而可以在数学、科学和人文学科之间架起新的桥梁。这一前景如果与信息技术的能力相结合，还能为应对社会科学和人文学科中定量分析和大数据集的挑战带来新的可能性。

早在1965年，物理学家、科学史学家和信息科学家德瑞克·J. 德索拉·普莱斯分析了科学论文之间的引用网络，发现它具有我们今天所说的无标度网络的分布特征。他后来尝试将这种性质解释为“累积优势”(cumulative advantage)，或者是将边优先连接到已经具有许多边的枢纽节点上的偏好。这在社会学上被称为马太效应，根据这种效应，富人会越来越富而穷人会越来越穷。

如果要将社会网络理论这个工具与知识演化的维度和动态分析相结合，我们就必须对这些网络进行更精细的描述。与知识一样，认知网络具有社会、物质和心智维度，它们紧密地交织在一起。这些维度由不同的网络表示，可称它们为社交网络、符号学网络和语义学网络。或者也可以说是多维认知网络的社交维度、符号学维度和语义学维度。

首先是行动的社交网络，其节点代表个人或集体行动者，而边则代表他们之间的互动或其他关系。在知识论的背景下，关注的是拥有知识并参与生产、交换、传播或占有知识的行动者；因此在这种情况下，说的是与知识相关的或纯粹认知的行动。在行动者之间会发生社交和沟通交流过程。

其次是这样的网络，它的节点是真实的对象、物质手段、人工制品或外部表征（如符号系统），它的边是行动、物理变换或为了连接它们而建立起来的其他关系。符号学网络的具体示例包括根据生产者的技术知识生产出来的技术工件、图书馆中收藏的书籍、科学期刊上的文章、字母表中的字母，以及数学、化学或物理学的形式语言系统。

最后，知识的心智或认知结构也可以从网络结构的角度进行分析，遵循长期以来的传统，把它们称为“语义学网络”，尽管可能会从更广义的角度使用这个术语。节点代表概念、心智模型之类的基本构件，或是从它们在解释经验中的作用和与其他节点的关系中获得意义的要素。语义学网络的边由思维过程或认知链接组成，认知构件通过这些思维过程和认知链接而相互关联。

认知共同体的出现和发展是由三种网络之间的相互作用形成的。因此，我们可以观察到，一种网络的制度化（或系统化）如何支持其他两种网络中调节结构的建立。社交网络的制度化将知识切分成知识系统。高度组织化的知识系统或通过其外部表征惯例对知识进行的正统化，使行动者网络更容易围绕共享知识进行自我组织。

尽管数学家和哲学家分散在整个希腊世界，但希腊思想家的认知网络以某些枢纽节点的中心作用为特征，例如（按时间顺序）米利都、雅典和亚历山大港。这些中心的重要性受地理、政治和经济因素影响。因此，宇宙论思想在泰勒斯、阿那克西曼德和阿那克西美尼等米利都思想家中的出现，与米利都在小亚细亚的核心地位有关——这里是文化的十字路口，巴比伦人的宇宙论知识最可能在此适得其所。同样，海上帝国时期的雅典所积累的财富和在那里建立的贸易和政治联系一起，为伯里克利时代艺术与科学的蓬勃发展提供了社会经济条件。

这三种不同网络，即社交网络、符号学网络和语义学网络之间的相互作用，可以通过一个人们熟悉的例子来说明——著名的亚历山大博物馆，它由托勒密一世在公元前3世纪建立。该博物馆迅速成了著名的学习中心，加强了亚历山大港在希腊化文化中的核心作用，并通过收集来自已知世界所有地区的文本，形成了一种新的文化身份。亚历山大计划在尼尼微建造一座巨大的图书馆，以实现他在文化和学术领域的宏伟抱负，而该项目可能就是在这一计划的末尾构想出来的。

另一个展示认知网络如何促进分散知识整合成新知识系统的例子，是中世纪宇宙论和地理学知识的积累和转化，马泰奥·瓦莱里亚尼最近对此进行了研究。从11世纪开始，旅游和出行在欧洲变得越来越广泛。它们受到多重因素的刺激和介导：涉及香料、丝绸和羊毛等产品的广泛贸易关系的出现，十字军和其他军事行动，远程朝圣之旅，以及日益增强的学习的重要性。大学的建立、主要建筑活动的扩散、拉丁欧洲与拜占庭及伊斯兰世界的接触和竞争等也起到了促进作用。同时，以城市和宗教中心为重要枢纽节点，社会关系网络不断发展，成为有利于知识交流和积累的认知网络。

尽管知识的总体结构在几个世纪以来一直受到中央机构的规范和限制，但选择优先进行知识积累，以及知识积累的长期结果，都只能被理解为一种累积的网络效应，而不是单一的政治、宗教或经济干预的结果。因此，前述商人、士兵、学者和探险家增强了的流动性有利于传播对旅行者的地理定位有用的知识，无论是在陆地上还是在海上。基于托勒密坐标网格的数学地理学，南半球探险家进行的航海创新，以及关于气候带的新知识都是在网络中传播的重要主题，这些也都会以关于自然界的经验知识来丰富网络。

近代早期科学知识的增长和流动显然是网络的结果，在这个网络中，大多数主角只与少数几个其他人接触。但是也有一些主角与其他许多人联系，成为网络的枢纽节点。例如，法国博学家马兰·梅森就是17世纪上半叶大型通讯员网络的枢纽节点。在赞助和传播科学知识的机构层面，如宫廷、宗教团体、富裕的赞助人集团、大学，以及新成立的科学学会（比如英国皇家学会），此类网络具有类似的连通性。再一次，大多数机构仅与少数几个其他机构有直接联系，但其中有一小部分机构是拥有众多直接联系的枢纽节点。这种在个体科学家和机构层面出现的相似结构表明，相关网络表现出前文论述过的自相似和无标度的特性。

约翰尼斯·德·萨克罗博斯科著名的宇宙论论文《天球论》的传播或许可以说明此问题，马泰奥·瓦莱里尼亚及其合作者对此进行了调查。《天球论》写于13世纪，在巴黎大学，按照早期的拉丁语尤其是阿拉伯语传统编写而成。在超过300年的时间里，原始论文的衍生物将不断扩大的天文、物理、地理和数学知识集合传播到整个欧洲，远远超出了有限的学术界。

《天球论》传统的社交网络节点是作者与大学之类的机构，以及在印刷术发明之后的近代早期印刷公司。他/它们获得并生产知识，也消费、制作和传播论文，并在《天球论》的修订版中对外展示这些知识。由此产生的社交网络只有少数核心的枢纽节点，例如威尼斯、巴黎、维滕贝格和安特卫普，它们的相对主导地位随着时间的推移而变化。弱连接对于在整个网络中快速传播新知识非常重要。

社交网络塑造了知识系统，就像知识系统可能反过来通过社交网络引发与该知识有关的认知共同体一样。此种自组织过程的结果是一个新知识系统与实践此系统的认知共同体一起出现，这可以被称为（滥用一下库恩提出的概念）“范式”，在实践者与实践相统一的那个意义上。不应将新范式理解为库恩最初相信的那种意义，即由某个具有聪明才智的科学家引发的突然的、非结构化的格式塔转换的产物，而应将其理解为一个旷日持久的知识重组，通常是一个共同体的努力。借助网络分析，我们可以更详细地追踪此类重组过程的认知维度和社会维度。

广义相对论的基本思想和数学方程是在20世纪初随着爱因斯坦的工作而出现的。新理论的建立本身就是知识重组过程的结果，不仅是爱因斯坦，还有一小部分合作者和竞争者都参与其中。然而，在1915年爱因斯坦发表广义相对论的场方程时，它还不成其为前面所定义的那种范式。广义相对论似乎最终建立了自己的认知共同体。这是如何发生的？合理的解释包括：新的观测技术使天文学的突破性发现成为可能，从而刺激了复兴；或者，这是二战后物理学界经费充足造成的物理学普遍繁荣的涓滴效应，当时物理学界极大地受益于军事经费。

然而，经过仔细审视，这个故事——在与亚历山大·布鲁姆和罗伯托·拉利的合作研究后——实际上更加复杂，我们最好从认知网络的角度来理解它，而不是从那种解释的角度，即将知识的社会维度还原为认知维度，或将认知维度还原为社会或物质维度。在这个例子中，社交网络的节点既是研究广义相对论各个方面或相关领域的科学家，又是支持该领域研究并决定其方向的机构。相关符号学网络的节点则是充当知识传播工具的外部表征，例如文章、书籍、预刊本以及行动者之间的函件。其中包括活跃于该研究领域的科学家对所采用的方法和工具进行的整理，也包括知识生产的物质手段，如天文台或计算机。语义学网络则包括广义相对论的概念以及物理学、数学和天文学中的相关知识领域。

为理解这种情况最终是如何改变的，我们必须考虑“由分散却不断增长的行动者组成的社交网络”，“广义相对论最初的智力资源所形成的连接薄弱的语义学网络”，以及“分散在不同地点的出版物组成的符号学网络”三者之间的相互作用。这种相互作用发生在一个由战后政治和经济条件形成的迅速变化的知识经济中。由于物理学在第二次世界大战中的基本作用以及其在冷战期间全球军备竞赛中的重要性，物理学家的人数激增——这导致物理学领域的博士后项目呈指数级增长。与此同时，长期且流动的博士后阶段成为职业生涯中的正常阶段。在1950年代，一些研究中心出现了，它们主要致力于与广义相对论有关的各种研究项目。长期的博士后阶段这一新传统使知识可以更快地从一个中心传播到另一个中心，并且——尽管程度更低——从一个学科传统传播到另一个传统。许多年轻科学家先后在3个或4个中心工作，并带来了他们自己的知识资源。同时，他们仍然与其他机构的观点和研究概念保持联系。

乍看之下，网络分析似乎只是用复杂的语言对人们所熟知的历史过程进行了重新表述。但实际上，它可以通过丰富的历史数据、对历史数据的解释以及对数据之间关系的数学分析来验证广泛概括的全球历史，并将这一概括与基于“繁重”历史背景描述的精确微观历史相结合。