美国国家计划情景1模拟核攻击 。 图片来源：DANE WEBSTER
5月的一个星期一上午11:15 ， 一辆看似普通的货车驶进了美国华盛顿市中心的第16街和K街交汇处 ， 就在白宫北边的几个街区 。 在里面 ， 自杀式炸弹袭击者打开了一个开关 。
当核弹爆炸后 ， 整个城市街区瞬间化为乌有 ， 方圆一英里内的建筑物全被摧毁 ， 数十万人在废墟中死亡或垂死挣扎 。 一种电磁脉冲使5公里内的手机发生爆炸 ， 整个城市的电网变暗 。 风把炸弹产生的蘑菇云变成了放射性尘埃 ， 并向东蔓延到马里兰州的郊区 。
路上很快就挤满了人 ， 有些人试图逃离 ， 但更多的人在寻找失踪的家庭成员或寻求医疗帮助 。
灾难模拟
【假如一枚原子弹落在华盛顿 科学家模拟核弹爆炸】当然 ， 这一切都是虚构的 ， 但却有着严肃的目的 。 这个被称为国家计划情景1（NPS1）的核攻击故事线起源于20世纪50年代 ， 是为美国国家安全官员和应急管理人员在面对真实事件之前测试他们的反应计划 。
60年后的今天 ， 官员仍在反思发生核灾难的后果 。 直到现在 ， 他们还没有固定的故事线和预测 ， 而是仅仅用计算机来“假设”一个完整的人工社会—— 一种基于主体的高级计算机模拟 。
今天的NPS1模型包括了对受炸弹影响地区的每栋建筑的数字模拟 ， 以及道路、电线、医院 ， 甚至是发射塔 。 该模型包括天气数据 ， 以模拟放射性尘埃流 。 这个场景是由大约73万名个体组成——从统计上看 ， 在年龄、性别和职业等因素上 ， 与受影响地区的真实人口完全相同 。 每个个体都是一个独立的子程序 ， 能通过切换多种行为模式 ， 以合理的人类方式响应其他个体和不断演变的灾难 。
这种模式的目的是避免用固定的方程式描述人类事务 。 事实上 ， 诸如金融崩溃或疾病传播等事件的影响从底层开始 ， 通过许多人的相互作用 ， 产生了现实世界的丰富和自发的事件 ， 而这很难模拟 。
而这种细节正是应急管理人员所需要的 ， 弗吉尼亚理工学院生物复杂性研究所所长、计算机科学家Christopher Barrett说 。 该研究所为政府开发了NPS1模型 。 例如 ， NPS1模型可以提醒管理者 ， 一个电源故障点X可能导致意外交通阻塞点Y ， 如果他们决定在凌晨部署移动发射塔恢复通信 ， NPS1可以告诉他们有多少平民涌向道路 。 “基于主体的模型是如何将所有这些部分整理出来 ， 并观察它们之间的相互作用 。 ”Barrett说 。
缺点是 ， 像NPS1这样的模型往往十分巨大 ， 迫使参与个体相对简单 。 “个体的复杂性和模拟的规模之间存在着根本性的权衡 。 ”国防高级研究项目局项目经理Jonathan Pfautz说 。
基于主体的模型
但是随着计算机越来越强大 ， 在经济、交通、公共卫生和城市规划等诸多领域 ， 越来越多的决策者正在认真对待基于主体的模型 。 “它们是最灵活、最详细的模型 。 ”佛罗里达大学流行病专家Ira Longini说 ， “这使得其在理解和指导政策方面是最有效的 。 ”
基于主体的建模至少可以追溯到20世纪40年代 ， 当时像图灵这样的计算机先驱们尝试了本地交互软件 ， 模拟物理学和生物学的复杂行为 。 但目前的发展浪潮是上世纪90年代中期才开始发展起来的 。
一个早期成功案例是由弗吉尼亚州乔治梅森大学经济学家Robert Axtell和纽约大学Joshua Epstein共同开发的“糖域” 。 因为他们的目标是在普通台式电脑上模拟社会现象 ， 于是将基于主体的模型简化：一组简单的主体 ， 在网格中移动以寻找“糖”—— 一种类似于食物的资源 ， 在某些地方很丰富 ， 而在其他地方则很少见 。 尽管很简单 ， 这个模型却产生了令人惊讶的复杂群体行为 ， 如迁徙、战斗和邻里隔离等 。
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