借款科学理论

化学是化学理论的支撑200年。学科的理论基础和数学模型解释化学过程并允许化学家进行预测分子系统将如何表现。但近年来,寻找灵感和预测能力,社会和政治科学已经开始借从物理科学概念模型非常不同的现象。共享的理论框架是一个令人兴奋的新举措对于一些从两边的科学/社会科学,而另一些则更持怀疑态度。模型开发描述物理世界真的可以解释和预测人们如何和经济工作吗?那反过来呢?

熵和生态经济学

发达国家早在1980年代,生态经济学获得了牵引在小和热情的社区的经济学家。他们的领域是基于这个想法,就像物理世界,熵的经济体系必须遵守法律。这个概念来自罗马尼亚的美国经济学家Nicholas Georgescu-Roegen出版熵定律和经济过程1971年。¹它仍然是相对主流经济学的边际。它本身实际上创造了一种动力,一个临界质量,”蒂姆•杰克逊表示中心主任的理解可持续的繁荣在英国萨里大学的。

热力学熵的概念是由德国物理学家鲁道夫·克劳修斯在1865年,从工作上热引擎的效率。他得出结论,在能源转换、工作能力或“质量”的能量总是降级,即熵的增加,现在被称为热力学第二定律。化学家,熵是往往等同于“障碍”,归因于不同的分子的数量安排在一个给定的系统。总熵增加的因素之一,表明反应的自发的方向。

最终,存储的能量耗尽

杰克逊解释说,Georgescu-Roegen使用熵也源于工作的这位比利时化学家,Ilya Prigogine,谁赢得了1977年诺贝尔化学奖,他的作品在远离热力学平衡。众所周知的“布鲁塞尔学派”,Prigogine解释复杂的出现顺序(如生活)通过高质量的能源的可用性,必须伴随着周边系统的障碍。

生态经济学使用这些想法来解释什么是经济学,是不可能的。Georgescu-Roegen相信经济过程是热力学第二定律。每一个工业过程不可逆转地改变了地球的资源(能量和物质)产品但也总是浪费,如二氧化碳。将热力学的后果,最终存储的能量耗尽,”杰克逊说。

结论是,经济增长不能无限,与“熵悲观主义”一词被创造了。这催生了一种以发展经济学的内在逻辑是不恰当的一个有限的星球上是由热力学定律,”杰克逊说。一些在该领域进一步类比,对工业过程执行的(火用)成本分析,以评估他们对当前的自然环境的影响。(火用)的定义是可用的能量转换从一个能源工作。

许多经济学家拒绝这个用热力学,称之为伪科学。”在传统经济学并不是一个很好的理解熵,”杰克逊说。有很多的信心,可以分离物理和物质的东西从经济的东西。”他们认为,地球并不代表的孤立系统熵的概念最初定义或这是热力学不可能使用这种方式。杰克逊反驳了这一点。尽管太阳提供可再生能源,需要捕获和集中有用,这一过程本身需要的资源和手段任何经济系统必须存在的范围内太阳能产业。

需要保护地球的资源似乎是一个常识的问题,不需要热力学。但科学理论的重量是许多学科的渴望。的知识由物理学、生物学和化学被认为更权威,更坚固,更有说服力和强大,”斯蒂芬•Kellert解释哈姆莱明尼苏达大学的科学哲学家,他写了很多文章discipline-hopping理论。²的[]借款知识、想法、概念、技术和术语,你获得的光环,这些领域的地位和声望,”他说。

造型的观点和政治变革

索赔在科学理论的另一个领域是信仰动力学——理解的观点变化和传播在政治或社会争论。日益增长的领域socio-physics是这些进程使用统计力学模型。的父亲,哔叽Galam,现在是基础的巴黎政治研究学院在法国但开始研究该地区作为一个物理的学生。他发现社会科学奇怪不感兴趣创造理论与预测能力。我越来越相信,我们需要开发一种新的方法来解决社会系统的物理学家,“Galam说。

理论Galam和其他人借是伊辛模型,在1920年代开发的模型铁磁性。伊辛模型是物理学家命名的恩斯特伊辛模型在晶格原子之间的相互作用,每个都有自己的自旋,在两个州,和相关的磁偶极矩。每次旋转邻近原子的自旋相互作用,大力推动结合最近的邻国和整个系统向有序磁性驱动状态。但高于临界温度时,热影响导致自旋涨落和摧毁这个顺序。

美国物理学家丹尼尔·斯坦从纽约大学解释了为什么造型的政治观点如何改变feromagnetism相似之处。“什么是感兴趣的不仅仅是[人]本身的性质也[人]之间的交互,这是统计力学的由来,因为它是所有关于[在]单个粒子的相互作用和自旋。所以每个原子影响邻近的原子,人类影响他人在他们的网络,成为他们的朋友,家人,专家或媒体数据。

2016年8月,他建议特朗普能赢得11月大选

社会心理学家Mirta Galesic来自新墨西哥州的圣菲研究所,我们正在与斯坦模型相互作用如何在社交网络使人们改变他们的意见——比如左翼或右翼的候选人投票,或信仰等问题上接种疫苗和转基因食品。³他们用伊辛模型的一种形式,与人的意见表示为向上或向下旋转,改变符合他们的耦合周围“旋转”——代表网络的意见与他们接触的人。他们的模型还可以包括一个人最初的政治倾向等元素。随机场的伊辛模型每个粒子都可以有不同的内部的磁场,在我们的案例中是一个类比为所有你的信仰和价值观,“Galesic说。

在主流社会心理学这种工作很大程度上被忽视,但是Galesic说典型的反应是说这个没有任何意义,人比物理和粒子更加复杂。一个区别是网络形成的类型。在统计力学模型,一个使用一个网络像欧几里得格,”斯坦说这并不代表人们的网络是如何组织的。有一些模型,可以更好地模拟社会互动,如小世界网络,创建集群和导致陌生人被密切相关(想想“六度分离”的概念)。

Galam利用他的模型来解释和预测意想不到的政治成果如Brexit和特朗普。至关重要的是他的模型能够预测转折点——伊辛模型中,这将导致从铁磁相变无序状态;在舆论动态,从一个选举结果到另一个地方。这些临界点解释为什么有少数人可以把多数地位。2016年8月,他建议特朗普可能赢得11月大选,视图不支持的分析师或投票。⁴

Galam考虑根深蒂固的“顽固”的比例的选民不会改变他们的意见但是谁能够影响他人。他还提出了他所谓的隐藏的偏见和解释说,当人们不确定的选择将影响符合他们无意识的偏见(他说,这就解释了转向特朗普和Brexit)。其结果是,他的模型可以预测一个视图的临界点最终能够占据主导地位。在某些场景中,一个位置的初始支持只有17%可以改变舆论公开辩论,最终赢得多数席位。⁵

使用模型的物理科学似乎带来新的理解的社会和政治体系的一些基本特征。澳门万博公司“我的工作是令人不安的,它摇[我们]关于民主辩论和投票,线性理论的Galam说。赢得一场公开辩论或选举显然可以实现不通过说服大多数人,但通过增加的一侧根深蒂固的选民比例会影响他人。

化学博弈论

达雷尔Velegol,宾夕法尼亚州立大学的一位化学工程师开始思考重新设计科学理论作为一个学生。在政治科学作业为什么美国人不投票,Velegol记得诬陷他的论点的欧姆定律。节(教授)上写道“好”,我一直在考虑这件事。作为一个学术Velegol将他的注意力转向他所说的有争议的决策——使用博弈论的解决问题。他设计了一个全新的框架,他称之为“化学游戏理论”(CGT)。“我来看与化学和化学工程类比,我提出可以解释事情更好一点,”他说。

如果模型没有解释数据,模型可能是非理性的

传统的博弈论问题是囚徒困境。两个犯罪团伙成员被逮捕和监禁,每个单独囚禁起来。如果两个囚犯保持沉默只能起诉较小,但检察官提供每个囚犯辩诉交易——如果他们背叛其他囚犯将获得轻判。犯人必须决定是否背叛伴侣,或保持沉默,希望其他犯人做了同样的事情,但运行的风险被自己背叛了。

传统博弈论指出,最好的解决方案总是背叛你的死党。但事实上,这不会发生。理论组学生实验表明,他们选择这个方案只有50%的时间。经济学家通常只是说人们非理性行为。也许因为我的化学工程,我想好了,如果模型基本上从不解释数据,也许模型是非理性的,Velegol说。

使用化学博弈论他想出了一个模型真正的决策行为。⁶他的模型框架的决策过程是一系列化学反应的能源竞争反应计算为每个潜在的决定或反应产物。吉布斯”,就是我们的朋友。他告诉我们如何解决这些化学反应热力学,Velegol说。我们可以开始考虑它就像化学反应器。他使用的能源平衡的反应的吉布斯自由能从热力学角度来看,发现所有可能的结果,然后制定出最低的场景总吉布斯自由能找到每个潜在的反应或决定的分数。这给你玩家的策略的比例可能多的产品,而不是专注于只有一个解决方案。

模型还可以解释现实世界因素,如球员的偏见和态度——例如,你解决囚徒困境可能不同,如果其他囚犯属于你的家人。Velegol使用初始浓度站在预先存在的偏见,可能会让一个比另一个更可能的决定。

化学游戏理论仍然是一个假说,Velegol说它需要更多的测试,但目前为止它已经能够复制囚徒困境的结果。使用化学作为一个类比似乎提供一个模型复杂,不同反应的人类。但随着Velegol说,比较预测和一些真正的实验来测试假设;“我们在这方面还有很长的路要走”。

超过一个隐喻?

所有这些例子用科学理论来解释不同的现象,但这是一个多丰富多彩的隐喻吗?有一线之隔使用模型作为框架来组织知识和解释这也,“Galesic说。Galam对此表示赞同:“关键不是物理理论直接映射到社会问题,”他说。但类比,因为两个系统代表集体现象出现在当地的粒子之间的相互作用——人民和他们的网络舆论之间的物理和动力学。

Kellert说我们不应该低估一个隐喻的力量。科学的历史向我们表明,隐喻实际上是非常强大…隐喻还可以从根本上重新思考你的领域。虽然一直抵制滥用科学概念,由著名的缩影骗局从纽约大学物理学家艾伦·索在1996年。他提交了一份恶搞量子引力文化研究杂志》上,文章正式发表。非常讨厌看到人们非常基本的理解用隐喻的方式运行野生不是特别的,但这并不总是这样,”Kellert说。

我有点怀疑关于普遍的见解

在生态经济学,杰克逊说熵的概念应该是采取不一样的比喻,但一个物理现实。浪费我们可以看到创建从经济活动是熵法的结果。它的更多的经验,我认为,比理论上不一定成立。

Velegol说他的工作一开始纯粹的隐喻,但现在他已经开始看到它更多的东西。你开始看到共同语言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的描述信息,甚至超出了原子和分子…我们开始这个纯粹的隐喻,但我们认为它可以扩展,谁知道它会。

来自物理科学理论模型是否可以提供普遍的洞察所有字段是一个悬而未决的问题。我有点怀疑关于普遍见解或宏大的多学科综合性,有时工作,有时不“Kellert说。“我们不能排除它,”他补充道。

许多人对此持怀疑态度或完全不屑一顾

工作在这些借来的理论确信他们可以为社会提供真正的价值。Velegol希望利用化学博弈论探讨典型的“公地悲剧”问题,在个人代理根据自己的自身利益的行为违反公共利益。他们的想法是在1833年创造的一个新词,用以描述公共牧场退化。“当然现在最大的一个是气候变化,“Velegol说。“我们想要探索这个问题,看看是否有创造性的解决方案。”他也在考虑创新和企业如何决定未来产品的方向。如果他的工作可以使决策2%更好,他说,这仍然会产生很大的影响。

同时Galam希望sociophysics将提高我们对政治的理解。我认为有一天我们将能够预测在稳固的基础上一些合作现象,如选举或一个社会运动,几个星期或几个月。的甚至可能提供早期预警的方法增加在极端或边缘的看法是危险的蔓延到更广泛的人群。

“物理科学是有趣的宝库和强大的概念、技术和方法,“Kellert说。其他学科已经注意到,借这些学说是能够产生真正的见解。许多人对此持怀疑态度或完全不屑一顾,Velegol说,但另一方面,你会发现许多人深感好奇的想法。你有这个群化学家和经济学家,物理学家和生态学家认为这是重要的和积极主动的工作。”

瑞秋巴西是一个基于科学作家在伦敦,英国