數學能告訴我們關於技術在城市傳播的什麼？ - 彭博社

Shutterstock社會學家們研究社會網絡已經有大約50年，試圖理解人們如何相互連接，以及新思想和工具如何在他們之間傳播。儘管我們對這些網絡的理解正在迅速發展，“現在，”來自英國的研究員Nick McCullen説，“物理學家和數學家們也開始參與這個遊戲，使用他們的計算機模型。”而這對我們一些最大的物理網絡——城市——的潛在影響相當引人注目。

彭博社城市實驗室貝爾法斯特的中央車站為北愛爾蘭的公共交通創造了新時代芝加哥應該考慮所有解決預算危機的方案，普利茲克説消除美國道路死亡的月球計劃AOC提議設立300億美元的社會住房管理局麥卡倫和他的同事們一直在嘗試通過數學模型來描述節能技術如何在社區中傳播，希望城市政策制定者有一天能夠利用這種複雜的數學來找出如何讓你（以及你的朋友和你朋友的朋友）在屋頂上安裝太陽能電池板或改造那個透風的閣樓。

全球範圍內，城市負責70%的碳排放。在許多城市地區，約30%的排放來自住宅部門。如果數學模型能夠幫助城市理解能源技術如何傳播——這與iPad如何普及是一個稍微不同的問題——那麼這將是對環境和新興的複雜性科學的雙重勝利。

“目前，”巴斯大學建築與土木工程系的講師麥卡倫説，“我們正處於這些模型的概念驗證階段，試圖展示它們能夠提供關於現實世界的有用信息，能夠提供有用的決策工具。”

要感染一種疾病，你只需要一次接觸。對於技術，有時你需要一點説服。麥卡倫和他的同事們構建的模型，概述在一篇 論文中，最近發表在 SIAM應用動力系統期刊*，*部分基於我們對其他想法（如健康創新）如何通過社交接觸傳播的理解。

“這些想法中的一些來自健康領域，要感染一種疾病，你只需要一次接觸，”麥卡倫説。“對於技術，有時你需要一點説服。可能需要你的一些朋友——一半的朋友——擁有某種技術，才能讓你相信它對你有用。”

在研究人員構建的模型中，每個個體被表示為網絡中的一個節點。人們基於三個因素來決定是否採用新技術：個人偏好（這種天氣化是否能為我省錢或強化我的環保觀點？）、同伴影響（我的很多朋友也使用這種技術嗎？）和社會規範（似乎每個人都在使用它嗎？）。

“例如，”合作者凱瑟琳·貝爾談到這種最後的效果，“如果你所在社區的每個人突然都有太陽能電池板，而且你能看到他們有，那就像是‘跟上鄰居’的效果。”

不過，許多環境技術對他人並不可見（智能手機顯然無處不在，但高效的熱水器卻不是）。人們也不太可能在推特上談論他們的能源使用（或缺乏使用），就像他們可能通過社交媒體分享關於筆記本電腦或手機的信息一樣。“人們不會在線上開始熱衷於談論他們的閣樓絕緣，”麥卡倫説，“因為這聽起來並不酷。”

這意味着這種技術的傳播可能特別依賴於面對面的互動（而且你面對面網絡中的節點遠少於在線網絡）。對於像太陽能電池板這樣的可見技術，在線社交網絡的影響力也可能不如你在街區中認識的人（以及你能看到他們房子的人）。去年發佈的其他研究強化了這一觀點：事實證明，在一個郵政編碼中，太陽能電池板的採用率越高，那裏的其他人也越可能採用它們。

“我們發現的一件事是，實際上是一些地方的聯繫很重要，”貝爾説。“如果你是朋友的朋友，並且有聚集現象，那就有幫助。”

這個整個數學練習的重點不是預測任何個別家庭可能對新技術做出的決定，而是模擬整個複雜網絡中的人們行為。通過更多關於人們如何談論能源使用的真實數據（顯然，這方面的數據並不多），這些模型可以變得更加準確。在他們的幫助下，城市官員可以測試政策干預措施——推薦朋友計劃、返利、特定的營銷活動——以尋找最有效鼓勵技術傳播的策略。

“地方當局通常根本不使用數學計算建模來研究決策，”麥卡倫説。“這是我們第一次與他們互動。”但我們喜歡這種奇特合作的聲音：數學家和物理學家與市政廳合作，利用技術傳播的科學。

頂部圖片：施雅麗/Shutterstock