北大社会网络课程第一讲

1、社会网络研究概览INTRODUCTION TO SOCIAL NETWORK ANALYSIS张伦城市大学互联网挖掘实验室中国科学院大学 新闻传播学系22018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院课程内容安排社会网络研究简介 社会网络研究简介 社会网络拓扑机构社会网络主要理论 强关系与弱关系 平衡理论 同质性趋向 社会资本 三元闭包社会网络研究前沿 在线社群构建与信息传播 在线表达社会网络分析软件介绍 NodeXL Pajek (Optional)32018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院参考书目42018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传

2、播学院学习要求 理解为重，不需背记！ 阅读：经典文献与前沿文献 Be Open Minded 打破学科界限，感受并理解该领域跨学科发展趋势52018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院本讲内容 本讲提纲 什么是社会网络研究？ 社会网络研究简史 社会网络拓扑结构(Network Typology) 图论的基本概念 对网络拓扑结构特征的计算 学习目标熟记各类网络术语（英文名称 &中文名称）Terminology!理解并能够计算简单的网络结构特征理解网络研究发展趋势62018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院什么是社会网络研究？第一部分72018/10/1社会网

3、络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院2018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院81977年，Wayne Zachary在人类学研究期刊上发表的工作2018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院91977年，Wayne Zachary在人类学研究期刊上发表的工作102018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院The Structure of Romantic and Sexual Relationship at “Jefferson High School”112018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Happiness

4、 clusters in the Framingham social network. Graphs show largest component of friends, spouses, and siblings at exam 6 (centred on year 1996, showing 1181 individuals) and exam 7 (year 2000, showing 1020 individuals).Each node represents one person (circles are female, squares are male). Lines betwee

5、n nodes indicate relationship (black for siblings, red for friends and spouses). Node colour denotes mean happiness of ego and all directly connected (distance 1) alters, with blue shades indicating least happy and yellow shades indicating most happy (shades of green are intermediate)Fowler, J. H.,

6、& Christakis, N. A. (2008). Dynamic spread of happiness in a large social network: longitudinalanalysis over 20 years in the Framingham Heart Study. Bmj, 337, a2338.122018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院社会网络研究的特点 社会网络研究特点 源自于联系社会行动者的关系基础之上的结构性思想 以系统的经验数据为基础 重视关系图形的绘制 对图形的依赖 依赖于数学或统计模型的使用 网络拓扑结构的计算 P*模型，E

7、RGM模型，etc.132018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院社会网络研究简史第二部分142018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Jacob L. Moreno 社会计量学Sociometry quantitative method for measuring social relationships （v.s 社会计算） “基于实验技术，运用定量方法获得资料，探 究群体的进化与组织及其群体内个体的位置”。 谁将生存？ 对团体成员亲疏关系的定量测定技术与方法 愿意跟谁一起去看电影？愿意同谁一起工作？ 明确提出了“网络”的概念 通过学生间社会关系，研

8、究赫德森学校女生间辍学蔓延的现象OnlineVersion of the Book/docs/WSS/wss%20index/wss%20index.html152018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院社会计量学的计算模型 Lazarsfeld 在假定随机选择的前提下，Lazarsfeld计算出了任一特定的个体被其 他特定的任一个体选择的概率 该文章发表在Menero创办的社会计量学期刊中 该模型是社会网络研究“概率分析的起源”162018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院William Warner 澳洲：在Mu

9、rngin人中进行人类学田野调研，收集其亲属关系模式和血统规则。 （1927） “扬基城研究（1941）”：对社会分层的研究，采集个体间的互动： “在整个调查中，我们使用了在两个或更多个体之间发生的互动的概念和这些互动发生于其中的社会人际关系的概念。所研究的明显的、外在的个体行为，无论是口头的或是身体的，还是发生在个体心智中的“精神状态或心理情况”都被我们理解为“互相决定和互相影响的一个产物”以详细而精确的方式所研究的问题，构成了极其复杂和高度精致的扬基城社会，正像个体的直接和间接互动构成了群体的生物单位一样。”图：科层制组织的“重叠小圈子”的理想模型172018/10/1社会网络研究概览第一

10、讲北京大学新闻与传播学院Davis, A., Gardner, B. B., & Mary R. Gardner. (1969)Deep south 不同社会阶级的成员都把自己与他人的互动限定在大致相同的社会阶级范围内。18名白人妇女聚会的二分网络数据男性的“小圈子”成员身份182018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院William Whyte 对波士顿北区一个意裔美国人帮派的民族志研究 通过观察市民之间的互动模式， 来详细描述社区的社会结构 提供了社会结构的全面描述192018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Group Dynamics（群体动力学

11、） Kurt Lewin 心理学家：哪些外部环境因素影响到个体行为的决定 研究机构： 群体动力学研究中心(MIT，后迁至密歇根大学) 群体网络实验室(MIT) 研究领域： 领导权(Lippitt & French, 1948) 群体凝聚力 (Back, 1950; Thibaut, 1950) 群体生产能力(French, 1950) 群体资格对其成员的影响效果(Schachter, 1951) 合作和竞争 (Deutsch, 1949) 群体内关系 (Lippit & Radke, 1946) 群体内部的交往和传递(Festinger, Schachter & Back, 1950) etc

12、202018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Loomis. C & Katz. L Loomis: 农村社会学家 利用社群图工具研究乡村社会 Sociometry, 12(1/3), 144-157. Katz：数理统计学家 在社会网络模型化过程中发挥了重要作用 （Forsyth & Katz, 1946; Katz, 1947; Katz & Powell, 1955, Bhargava & Katz,1963) “在Katz领导下的小组提出了一系列重要的、以概率为基础的新的形式化模型推广了社会计量学研究。”图：San JUAN SLR 地区的邻里往来关系Sources

13、: Loomis, C. P., & Powell, R. M. (1949). Sociometric analysis of class status in rural Costa Rica-A peasant community compared with an hacienda community.212018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Levi-Strauss: The Elementary Structures ofKinship “The search for the underlying patterns of thought in all forms

14、 of human activity” How people organized their families “所有的婚姻都建立在某种形式的交换的基础上。这种交换产生了联盟。而联盟 在保证局部单位与整个群体之间的整合方面是至关重要的”222018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Torsten Hagerstrand：信息在物理空间的传递 追踪瑞典一个乡村地区1840-1940年的居民生活，获得了超过10,000人的生活和迁徙模式。 研究假设：“一个人在传递信息的时候，更倾向于把信息传递给与自己地理位置距离接近的人” 数据：该地区夫妻婚前居住地之间的距离数据 结论：随着新

15、郎和新娘的原住址之间距离的增加，二人结婚的可能性也减小。 对于信息传递的模拟：在每个时间点，每个既定的新事物的接受者都要把该新事物传递给作为目标的另一个人。该目标是随机选出来的，但根据二人所在的地理距离赋予一定的权重。232018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Lazarsfeld & Merton (1954) Lazarsfeld, P. F., & Merton, R. K. (1954). Friendship as a social process: A substantive and methodological analysis. Freedom and c

16、ontrol in modern society, 18(1), 18-66. 培养学生，准备进行社会网络的前沿研究 药物信息在医生之间的传播（Coleman, Katz & Menzel, 1957） Coleman, J., Katz, E., & Menzel, H. (1957). The diffusion of an innovation among physicians.Sociometry, 20(4), 253-270. “同质性”概念 成为结构性思想的核心 “哥伦比亚学者的研究通过一系列新的实质性发现，表现了结构研究的重要性。进一步说，哥伦比亚学者的研究是首次严格的社会学研

17、究，它为该领域大量的 后续研究提供了模型。Lincoln Freeman” 网络数据的结构化：图、矩阵 构建数学模型 结构化研究的意义： “这项研究例示了一种方法论路径，我们认为这种方法论将在下一个时代的社会研究 中扮演更重要的角色，也就是说，这种方法论将把社会关系和社会结构作为统计分析 的单位。”（ Coleman, Katz & Menzel, 1957 ）242018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Everett Rogers 用社会计量学的方法对创新事物的传播进行了研究 受到Lazarsfeld关于“意见领袖”研究的影响，Rogers认为，“农业技术观念常常从人际

18、资源渠道传递到创新者和早期 接受者，再从他们传递到大多数后来者和反映迟钝的人。” Rogers在密歇根州立大学的传播学系工作，其学生有： Gorge Barnett， James Danowski，Richard Farace， Perter Monge， Linnan，William Richards252018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Alfred Brown：社会学和自然科学融合的早期预见者 A Natural Science of Society （1957） “关于社会的自然科学” “关系计算”：“只要关系分析是可能的，或者说可以区分并刻画出系统，那么一种

19、自然科学就是可能的。” Social Anthropologist262018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Stanley Milgram“小世界”实验 Milgram, S. (1967). The small world problem. Psychology today, 2(1), 60-67. 几百名“初始者”，要求每人通过转发争取让一个指定的人收到； 向每个初始者提供了目标收信人的姓名、地址、职业等个人信息； 规定：参与者只能将信件直接发给能叫出名字的熟人，并请他继续转发。因此，如果一个参与者不认识目标收信人，则他不能直接将信寄给他； 结果，约三分之一的信件

20、经过平均六次转发到达了目标。272018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院社会网络分析早期创始人影响关系图是什么因素造成了这种影响关系？研究者所在机构？研究者工作单位的变迁？研究者提出的理论/方法本身？研究者所在学科？通过OSN研究社会网络结构洞社会资本的网络结构人力资本中的社会资本经济行为与社会结构社会关系的组织关系强度小 世 界 系统性实验结构平衡与人际关系三元闭包小世界结构平衡同质性292018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院重提小世界Watts, D. J., & Strogatz, S. H. (1998). Collective dynam

21、ics of Small-world Networks. Nature, 393(6684), 440-442.302018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院无标度网络与择优连接原则 Preferential Attachment Scale-Free Degree Distribution: Power law312018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院InterdisciplinaryScienceSocial ScienceEmphasizeRegularityVarianceConclusionOverall PictureConditiona

22、l Individual BehaviorsResearch ObjectivePredict thingsInterpret (阐释) ThingsResearch OutcomeRulesSocial MeaningMethodSimulation/ProgramingStatistics/Observation/ Lab Experiments322018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Lets Shake Up the Social SciencesThe social sciences have stagnated. They offer essentially

23、 the same set of academic departments and disciplines that they have for nearly 100 years: economics, anthropology This is not only boring but also counterproductive, constraining engagement with the scientific cutting edge and stifling the creation of new and useful knowledge. Such inertia reflects

24、 an unnecessary insecurity and conservatism, and helps explain why the social sciences dont enjoy the same prestige as the natural sciences.Interdisciplinary efforts are generating practical insights about fundamental problems like chronic illness, energy conservation, pandemic disease, intergenerat

25、ional poverty and market panics. For example, a better understanding of the structure and function of human social networks is helping us understand which individuals within social systems have an outsize impact when it comes to the spread of germs or the spread of ideas.It is time to create new soc

26、ial science departments that reflect the breadth and complexity of the problems we face as well as the novelty of 21st-century science.Biosocial science, network science, neuroeconomics, behavioral genetics and computational social science.Nicholas A. Christakis, a physician and sociologist at Yale

27、University, is a co- director of the Yale Institute for Network Science.332018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院为何“社会网络研究”能够发展为“网络科学”？ 数学在这一研究领域处于核心地位。数学的精确性使得社会网络分析具有一定的优势 多位核心人物具有数学、物理学背景 数学： E.g., Paul Lazarsfeld, Steven Strogatz, Tom Snijders, Stanley Wasserman, etc. 物理学：Duncan Watts, John Boyd，Mark Ne

28、wman, etc. 计算机程序的开发，使得社会网络分析标准化（UCINET，etc） 组织与会议 Barry Wellman: INSNA SUNBELT 期刊 Lincoln Freeman: Social Networks 社会化媒体的出现 。342018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院网络拓扑结构第三部分352018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Why Graph？ Provides a vocabulary which can be used to label and denote many social structural prope

29、rties. Gives us mathematical operations and ideas with which many of these properties can be quantified and measured Graphical v.s. Numerical Idiosyncratic v.s. Nomothetic Concrete v.s. Abstract (“Context Free”) Observation v.s. Conceptualization Gives us the ability to prove theorems about graphs a

30、nd representations of socialstructure. Social Network: as a model of a social system consisting of a set of actors and the ties between them.362018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Graph A graph is a model for a social network with an undirected dichotomous relation; that is, a tie is either present or abs

31、ent between each pair of actors. Nodes (Vertices/Points):actors Lines (Edges/Arcs): ties between actors A graph consists of two sets of information a set of nodes, N = n1, n2, . . . ,ng a set of lines, L = l1,l2,ll) Undirected: lk=(ni,nj)=(nj,ni)372018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Example382018/10/1社会网

32、络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Sub-graphRepresentativeness: Is the Subgraph representative of the population network?Network Sampling: Breadth First Sampling (BFS), Depth First Sampling (DFS), Random Sampling, etc.392018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Dyad & Triads Dyads a pair of actors and the possible tie between

33、 them, is a (node-generated) subgraph consisting of a pair of nodes and the possible line between the nodes. Triads a sub-graph consisting of three nodes and the possible lines among them.402018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Nodal Degree The degree of a node Denoted by d(ni) the number of lines that are

34、 incident with it Equivalently, the degree of a node is the number of nodes adjacent to it mean nodal degree a statistic that reports the average degree of the nodes in the graph 学术界论文合作“度”最高的人是谁？2018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院41Paul Erdos422018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Density of Graphs and Subgra

35、phs Algorithm The density of a graph goes from 0, if there are no lines (i.e., Edges) present (L = 0), to 1, if all possible lines are present432018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Inclass Exercise： Calculating the meandegree and density of the network N. Node = 16 N. Edge = 20442018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻

36、与传播学院Reachability: Walks, Trail, & Paths Whether it is possible to reach some node ni from another node nj? If possible, how many ways it can be done? Which of these ways is optimal? Walks and Paths: calculate the distance between two nodes. Walks a sequence of nodes and lines, starting and ending w

37、ith nodes, in which each node is incident with the lines following and preceding it in the sequence. Not all nodes are involved; Some nodes were used more than once. The most general kind of sequence of adjacent nodes, since here are no restrictions on which nodes and lines may be included.452018/10

38、/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Walks, Trail, & Paths Trail a walk in which all of the lines are distinct, though some node(s) may be included more than once. Path a walk in which all nodes and all lines are distinct. E.g., a path through a communication network means no actor is informed more than once. Th

39、e length of a path is the number of lines in it462018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Geodesic, Distance, & Diameter Geodesic A shortest path between two nodes. If there is more than one shortest path between a pair of nodes, then there are two (or more) geodesics between the pair. Distance Measurement of

40、 Geodesic The geodesic distance or simply the distance between two nodes is defined as the length of a geodesic between them. The distance between two nodes is the length of any shortest path between them Distance must be calculated in connected graphs. Used to calculate Centrality!472018/10/1北京大学互联

41、网社会学工作坊“H7N9/” 信息传播路径 (Zhang & Xu, 2015)482018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Diameter of the graph The diameter of a connected graph is the length of the largest geodesic between any pair of nodes Range: 1, g-1 1 (if the graph is complete) If a graph is not connected, its diameter is infinite (or undefi

42、ned) since the geodesic distance between one or more pairs of nodes in a disconnected graph is infinite.492018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Component Connected If there is a path between every pair of nodes in the graph In a connected graph, all pairs of nodes are reachable. Components The nodes in a d

43、isconnected graph may be partitioned into two or more subsets in which there are no paths between the nodes in different subsets. The connected subgraphs in a graph are called components. A component of a graph is a maximal connected subgraph.502018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院 在社会网络中，是否存在且仅存在一个超大连通分量

44、（Component）？ 是？为什么？ 否？为什么？2018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院51522018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Connectivity of Graphs: Node Cutpoint A node, nj, is a cutpoint if the number of components in the graph that contains nj is fewer than the number of components in the subgraph that results from deleting ni f

45、rom the graph. Cutset: a set of nodes. If a set of nodes is necessary to maintain the connectedness of a graph, these nodes are referred to as a cutset. If the set is of size k, then it is called a k-node cut.532018/10/1社会网络研究概览第一讲北京大学新闻与传播学院Connectivity of Graphs: Edge Bridge A bridge is a line that is critical to the connectedness of the graph. A bridge is a line such that the graph containing the line has fewer components than the subgraph that is obtained after the line is removed (nodes incident with the line remain in the subgraph).542018/10/1社会网络研究概览第一讲北京