網路分析軟體 社會網路分析 七橋問題

2021-10-12 09:51:35 字數 3193 閱讀 1697

2023年4月15日萊昂哈德·尤拉(leonhard euler)出生於瑞士巴塞爾謹以此文,紀念偉大的數學家尤拉誕辰314周年

近一二十年,社會網路分析作為一種專門的研究方法,在社會學、政治學、心理學及人類學等領域得到了廣泛應用,典型如恐怖組織的網路分析(aparna basu,2005)、社會資本與社會網中的個人(nan lin,karen cook,ronalds. burt,2001)等。

社會網路分析的數學基礎是圖論,而談到圖論,就不得不提到尤拉大神。今天就從尤拉大神解決的「哥尼斯堡七橋問題」出發,熟悉一些圖論和社會網路分析的重要概念。

回望尤拉

圖:瑞士法郎上的尤拉

尤拉在數學上的成就包羅永珍,在數學的許多分支中都能見到以尤拉命名的術語名詞,尤其是在數學分析方面。可以毫不誇張地說,如果認為是萊布尼茨、牛頓使微積分誕生,那麼就是尤拉讓微積分長大**。他甚至被同時代的人譽為,「分析的化身」。

在尤拉眾多優秀的學術成果中,有一項與今天的話題密切相關,那就是「哥尼斯堡七橋問題」的解決,開創了數學上新的分支——圖論和幾何拓撲——的研究。

七橋問題

哥尼斯堡是一座城市,這座城市中有七座橋(如下圖左)。問題是這樣表述的:是否可能從這四塊陸地中任一塊出發,恰好通過每座橋一次,再回到起點?也就是如何實現「一筆畫」的問題。尤拉在解決該問題時,將「陸地」與「橋」之間的關係簡化為「點」與「線」的關係,如下圖右。

圖:七橋的位置及尤拉的思路

現在我們把這種「一筆畫」稱為「尤拉迴路」。在尤拉簡化了的幾何圖形中,稱某一點相連線的線的數目為該「結點」的「度」,該點的度為奇數則為「奇點」,度為偶數則為「偶點」。經過尤拉的研究,在乙個連通圖中,形成「尤拉迴路」的充要條件是:奇點的數目不是0 個就是2 個(要想一筆畫成,必須中間點均是偶點,也就是有來路必有另一條去路;奇點只可能在兩端,因此任何圖能一筆畫成,奇點要麼沒有要麼在兩端)。

在「結點」、「度」以及「連通圖」等概念基礎上,學界逐步建立起「圖論」的研究;而尤拉在解決該問題時,忽略點與點之間的地理距離,只考慮點與點之間位置關係的做法和思路,則催生了「幾何拓撲」的研究。在社會網路分析中,這些「結點」可以看作乙個乙個的「行動者」。

有向圖和鄰接矩陣

細心的讀者可能會思考這樣乙個問題,在「七橋問題」中,我們沒有規定從一點到另一點的方向。我們把這種沒有規定線條方向的圖叫做「無向圖」,而規定了方向的圖叫做「有向圖」。

無論是有向圖還是無向圖,我們都可以建立該圖的「鄰接矩陣」,就是在ucinet軟體操作中讀入的excel資料。所謂兩個點的「鄰接」,就是這兩點之間有線條連線。先說無向圖,如a點與b點有線相連,則表現在鄰接矩陣中的值就為1,否則就為0;而在無向圖中,要一行一行的看,例如上一期「技術貼」**現的作業題,8號行動者有線條指向1號(其值為1),而1號行動者沒有指向8號的線條(其值為0),其鄰接矩陣如下:

網路密度和中心度

「密度」反映的是社會網路關係的密切程度,密度越大,表明網路成員之間的關係越密切。體現在數學計算上,指圖中實際存在的線條佔所有可能線條的比例。

中心度是分析行動者在社會網路中的中心性位置的概念,反映的是行動者在社會網路結構中的位置或優勢的差異。或者這樣說,有的行動者處於社會網路的中心位置(例如「明星圖」中的n1點),而有的行動者處於社會網路的邊緣(例如「明星圖」中的其它點);

圖:「明星圖」

社會網路中心度的分析又分為「地方中心度(local centrality)」和「總體中心度(global centrality)」;「地方中心度」反映的是乙個行動者在網路中的主導位置情況,分為絕對值和相對值,絕對值以「結點度」計算,相對值則以「結點度與連線總數的比」計算;「總體中心度」反映的是各結點之間的密切程度,以「各結點間的最短距離」計算。

例如,對下面示例網路進行中心度分析,結果如下:

圖:示例網路圖

從中可以看出,a,b,c的地方中心度相等,但其總體中心度不等,即b在整個網路中更處於中心地位。在中心度的概念的基礎上,社會網路分析發展出了「權力」和「聲望」的概念。

子群

在社會網路分析中,某些關係密切的子群是研究的重要內容。因為構成社會網路的基本元素就是行動者及其群體。在社會網路分析中,各種團聚性的子群的概念包括「團夥」、「n-團夥」、「n-宗派」、「k-叢」等等。

參考文獻

[1]林聚任,社會網路分析:理論、方法與應用,北京:北京師範大學出版社,2010.

[2] aparna basu,social network analysis of terrorist organizations inindia,2005.

[3] nan lin,karen cook,ronald s. burt,social capital:theory and research,n.y.,aldine de gruyter,proceedings of international command & controlresearch & technology symposium,2001.

[4] john scott,social network analysis:a handbook,london,sagepublications,2000,p. 84.

社會網路分析

有一句格言 不在於你知道什麼,而在於你認識誰?社會網路分析,英文social network analysis。社會網路分析已經成為重要的研究思想,涉及了多個學科和研究領域,例如 資料探勘領域 知識管理 資料視覺化 統計分析 社會資本 小世界理論 資訊傳播等。社會網路分析是研究一組行動者的關係的研究...

社會化網路分析

首先構建詞的共現矩陣,做成詞共現網路,參考 地球物理學部分術語共現圖 接下來分析該網路 節點中心性是指網路中每個詞在網路中處於什麼地位。中心勢反映整個詞網中各個節點的差異性程度。由於計算方法的不同,節點中心度分為點度中心度,中間中心度和接近中心度。網路的中心勢也分為點度中心勢 中間中心勢和接近中心勢...

社會網路分析入門書目導讀

由於社會網路分析的龐大,汗牛充棟來形容一點都不過分,所以,按照大眾讀者 社會科學類研究者 excel類讀者 開發者四類進行區分。再補充部分複雜性入門經典之作 心理學特色讀物。典型讀者 產品經理 對社會網路感興趣的人。典型讀者 只會用spss的社會科學類碩博。並且不需要使用社會網路分析軟體分析社會網資...