至少需多少人牽線,你才能聯繫上秦始皇?

現實中,當有人想認識另外某個人時,他可委託中間人來牽線。

但一個人可能還不夠,因爲他不能直接聯繫上目標人,所以需要兩個甚至更多的人才行。

當兩人之間通過這種“朋友的朋友的朋友”形式的關係鏈接起來後,他們倆就算聯繫上了。

一個人爲了聯繫上他的目標人,需要若干中間人,將兩端的人和中間人看作節點,這些節點之間的連線數量的最小值,可以作爲定量描述兩個人之間的距離的量,即社會距離( social distance )。

例如,當兩個人不需要中間人時,他們的社會距離爲1;而當他們最少需要3箇中間人才能聯繫上時,他們的社會距離爲4。顯然,社會距離等於中間人數量加1。

不同的人之間的社會距離不同,所以社會距離是一個隨機數,它的統計平均值叫做社會平均距離(average social distance),用D表示。

那麼,一般情況下,社會平均距離是多少呢?

1

社會距離公式

我們把人抽象爲一個個點,認識的人之間用線連起來,這樣一來,社會中的所有人就構成一個社會關係網絡,在數學上,它就是一個隨機網絡。

根據Watts-Strogatz模型,隨機網絡中兩個節點之間的平均路徑長度 (average path length) 由下式決定

其中, 爲網絡的節點總數, 爲所有節點所擁有的直連節點數的平均值。

沒錯,上式可直接用到社會關係網絡上,此時 就是社會總人數, 就是所有人直接認識的人的數目的平均值, 而 就是社會平均距離 。

你可能有點疑惑——爲什麼能這樣計算呢? 其實很好理解,下面來說明。

設A處在由 個人構成的社會網絡中,他現在 想認識X。

A本人認識 個人,而這 個人中,每個人又認識 個人,假設這 個人認識的所有人中,只有A本人是重複的,則 每個人給A帶來 個新認識的人,考慮到 ,可近似爲 。

所以,從A開始每增加一箇中間人,就使A認識的人數約增加爲原來的 倍。當經歷 箇中間人時,A認識的人數約爲 ,若

就確保A認識社會網絡中任何人,需跨過的社會距離爲 根據對數關係 這正好是 Watts-Strogatz模型的結果。

舉個例子,假設現在一個國家有3億人,平均每個人認識30個人,那麼該國家中,任何兩人之間的社會平均距離爲 所以,在這個擁有3億人的國家裡,平均來講,任何人只需要通過大約5箇中間人,便可以聯繫上任何一個人,如下圖所示。注意,爲了簡化,圖中很多人與人之間連線沒有畫出。

2

六度分離理論

第一次世界大戰之後,隨着交通和信息的手段的發展,人際交往變得更爲便捷。儘管個人之間的距離很大,但人類實際的社會距離大大縮小。 1929年,匈牙利作家Frigyes Karinthy在他的著作中提出一個設想:世界上任何兩個人,最多可以通過五個熟人建立聯繫。

這就是六度分離(six degrees of separation)理論的最初來源。

1967年,哈佛大學心理學教授Stanley Milgram根據這個概念做過一次實驗,嘗試證明平均只需要6步就可以聯繫任何兩個互不相識的人。 1990年,美國作家 John Guare 在他的戲劇《六度分離》中再次使用了這一想法。

自此,該概念不斷出現在電影電視、遊戲和文學中,成爲一種流行的概念。例如2006年,美國電視劇《六度空間》講述了六個紐約人的生活,他們沒有意識到自己正在影響彼此並逐漸相遇。

值得指出的是,六度分隔並不是說任何兩人之間的聯繫都必須經過6步才能達到,而是說,在任何兩位素不相識的人之間,通過一定的聯繫方式,總能夠產生必然聯繫或關係;並且,從統計上講,平均只需要6步就能達到。

那麼,若考慮全世界的人構成的社會網絡,要建立任意兩人之間的聯繫,6步真的夠嗎?

隨着社會的發展,人認識的人越來越多,若保守地假設每個人平均認識100個人(實際上遠不止這個數,例如260是一個常見的估計值),則1006就是一萬億,即使再消除節點的重複,也遠超出世界人口總數。

實際上,根據最新數據,2024年全世界人口總數約爲82億,按照前面的公式計算 得平均社會距離爲5,所以只需要4箇中間人,你就可以與世界上任何一個人聯繫起來!

是不是有點難以置信?其實,當你在大腦裡仔細搜索一下會發現,那些遙不可及的人,你與他的確只需要很少的幾個人就能聯繫上。這個世界遠比你想象的要小得多!

舉個例子,本人有幸認識一位國內知名的物理學教授,他曾開玩笑說他是“波恩門下走狗”。原來他的博士導師是著名物理學家馬克斯·玻恩的學生,所以,他與波恩的社會距離只有2。而本人,因爲他的緣故,與波恩的社會距離也就3而已,手動滑稽。

藉助互聯網,人們廣泛開展了針對六度分離理論的研究。

2006年,微軟研究人員利用2.4億用戶的300億次通訊研究發現,48%的用戶在6次內可聯繫起來,而78%的用戶在7次內可產生關聯。

2011年,Facebook基於 7.21 用戶的數據分析,得到的平均社會距離爲4.74。 之後的2016年,他們再次基於 15.9億用戶的信息研究,發現該值下降爲4.57。說明平均社會距離具有下降趨勢。

受到六度分離理論的影響,很多領域也產生了類似的概念。

例如網頁的分離度,直接鏈接的網頁的分離度是1,通過中間頁面點擊N次抵達的網頁之間的分離度是N。 2013 年,匈牙利物理學家Barabási發現,網頁的平均分離度爲19。

科研羣體中,有個概念叫合作距離,若兩人曾在同一篇文章中署名,他們的合作距離爲1。

保羅·埃爾德什(1913-1996)

著名的流浪數學家保羅·埃爾德什(Paul Erdős ,1913-1996)是迄今最高產的數學家,他一生髮表超過1500篇論文,他的合作者超過500人。爲了紀念他,數學家習慣把某個人與他的合作距離稱爲埃爾德什數。

例如,數學家陶哲軒的埃爾德什數爲1。據統計,菲爾茲獎獲得者的埃爾德什數的中位數爲3,可見埃爾德什還是有較大影響力的。

3

你與秦始皇之間有多遠?

關於社會距離的知識,科普得差不多了,現在回到本文的題目——如果你想與秦始皇聯繫上,最少需要多少箇中間人牽線?

這個問題看起來超出了社會距離的範疇。雖然文獻沒有明確說,例如六度分離理論並沒有提到時間的限制問題。但直覺上,社會距離描述的應該是處於同一個時代的人之間的距離,對於歷史上的人物,這個分析方法不合適。

我們來驗證一下。

首先我們可以估算,從秦始皇登基的公元前221年到現在約2245年,在這期間共有帝王約288位,平均壽命約爲41歲。假設有中間人按此壽命一個個接力,到現在 至少要2245/41 ≈55人才夠。換句話說,你要聯繫上秦始皇,中間人不少於55個。

要知道,普通人的壽命比帝王短很多,所以55這個數偏小,實際上你可能需要更多人才能聯繫上他。

好,現在再根據社會關係公式來計算。

簡單點考慮: 就 考慮從秦朝到現在,中國歷史上累計出生的總人數。至於 ,雖然不同時代,社會關係由疏變密, 值會變大,但可粗略的估計一個平均值。

根據查詢,大約有1200億人曾經出生在地球上。中國作爲大國,歷代佔比都是第一,據查,漢朝佔比37%,唐朝佔比36%,宋朝佔比40%,明朝35%,清朝佔比32%,現在佔比18%,取平均數33%。由此估計中國歷史上出生過的人大約爲400億。

值的當前值大約爲260,歷史平均值很難估計,沒有文獻能給出。考慮到這個值隨着年代而增加,過去應該小很多,就取50試試吧,利用上面的公式計算得 完了完了,竟然才大約6度的間隔,這顯然是不可能的!

實際上,上式的分子約等於10.6,無論 取多少,都遠小於55這個本來就被低估的值。

由此可見,本文的問題——你和秦始皇之間至少要多少人才能聯繫起來?無法根據上述社會關係理論和方法估算。

那怎麼辦?看來只能請歷史愛好者來完成了!

好吧,讓我們翻開那些浩如煙海的史料,看看秦始皇一生見過誰,他見過的的那些人又見過誰,一直這樣下來,直到聯繫上你。把所有可能的路徑都列出來,再從這裡面找出最短距離,就大功告成了!

從秦始皇開始,有網友給出了一些較好的線路,例如——

秦始皇見過他的侍醫夏無且,而夏無且認識大學者董仲舒,董仲舒又認識太史公司馬遷,而司馬遷的女兒是西漢大臣楊惲的母親,楊惲認識漢宣帝,漢宣帝認識他的兒媳王政君,王政君認識班婕妤,班婕妤的弟弟叫班稚。班稚的兒子叫班彪,班彪的兒子叫班昭,班昭的一個學生叫馬融,馬融的一個學生叫鄭玄,鄭玄的一個學生叫郗慮,郗慮的手下有個叫華歆的,華歆認識司馬懿。

經過15箇中間人,司馬懿就認識秦始皇了。後面留給有興趣的接着往下找。當然,你可以反着來,從你開始出發,這樣應該更容易一點。

什麼?你不是歷史愛好者?你完成不了?

這也難怪!要知道,要找到最短路徑纔算數。但顯然,完成這個任務極具挑戰性。甚至在某種程度上,可能是一個無解的問題!我們只能根據先有史料,儘可能地去接近真實的路徑。

參考資料

來源:物含妙理

編輯:小咕咕

轉載內容僅代表作者觀點

不代表中科院物理所立場

如需轉載請聯繫原公衆號

掃碼進入“科學與中國”小程序,可觀看以院士科普視頻爲代表的優秀科普視頻,第一時間獲取中國科學院公衆科學日、科學節等科普活動報名信息。

1.2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.