第三節(jié) 區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)關(guān)于廣義信用的網(wǎng)絡(luò)自動機(jī)

一、有限狀態(tài)自動機(jī)

自動機(jī)（automata）一般稱為有限狀態(tài)自動機(jī)（finite state automata）是一種由計(jì)算機(jī)科學(xué)和離散數(shù)學(xué)發(fā)展而來的抽象計(jì)算模型。^[4]這種模型描述了一系列具有有限個(gè)狀態(tài)的個(gè)體單元，個(gè)體單元之間以預(yù)先規(guī)定的規(guī)則相互作用，各自的狀態(tài)因這種規(guī)則而改變；這種互動和狀態(tài)改變根據(jù)一定規(guī)則在時(shí)間序列上依次展開。

例如，三單元有限狀態(tài)自動機(jī)的運(yùn)行規(guī)則如圖5-6和圖5-7所示，分別表示A和B之間的交互與結(jié)果、B和C的交互與結(jié)果。

A、B、C單元個(gè)體各自由一個(gè)狀態(tài)參數(shù)描述，A狀態(tài)是3，B是7，C是9。單元個(gè)體之間按A→B、B→C、C→A的順序依次相互作用，規(guī)則是兩個(gè)單元個(gè)體的狀態(tài)參數(shù)相互比較，如果相等，則無動作，否則大的減1、小的增1。在圖5-6中，開始時(shí)的狀態(tài)為左邊；單元A和B相比較，A小于B，則A加1變成4，B減1變成6；狀態(tài)更新為右邊。圖5-7表示下一個(gè)時(shí)刻，開始狀態(tài)為左邊；單元B和C相比較，B小于C，則B加1，C減1；狀態(tài)更新為右邊。

所謂有限狀態(tài)自動機(jī)，就是一套單元個(gè)體之間的互動規(guī)則及這種互動規(guī)則對各單元個(gè)體的狀態(tài)的影響規(guī)則。

二、網(wǎng)絡(luò)自動機(jī)

如果單元個(gè)體被鑲嵌在一個(gè)有特定連接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)上，那么這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接方式實(shí)際上規(guī)定了單元個(gè)體間誰與誰有互動，誰與誰沒有。例如，圖5-8描述了這樣的一個(gè)鑲嵌和互動關(guān)系規(guī)定，節(jié)點(diǎn)a和b、b和c、c和d都是直接的網(wǎng)絡(luò)連接，表示有直接的互相作用關(guān)系；而a和c、b和d、a和d都沒有直接的網(wǎng)絡(luò)連接，表示沒有直接的相互作用關(guān)系。

單元個(gè)體如此鑲嵌在特定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的有限狀態(tài)自動機(jī)，被稱為網(wǎng)絡(luò)自動機(jī)（Network Automata）。網(wǎng)絡(luò)自動機(jī)是一種網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)模型，廣泛用于對社會和經(jīng)濟(jì)組織、電力能源網(wǎng)絡(luò)、生物生態(tài)系統(tǒng)、生物體基因相互作用等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)行為的模擬研究。^[5]

事實(shí)上，基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)就是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)自動機(jī)。作為區(qū)塊鏈1.0的比特幣系統(tǒng)如圖5-9所示，節(jié)點(diǎn)a本來的狀態(tài)是擁有3元、節(jié)點(diǎn)b本來的狀態(tài)是擁有0元；執(zhí)行智能合約，a向b轉(zhuǎn)賬1元，結(jié)果是節(jié)點(diǎn)a的狀態(tài)變化為2元、節(jié)點(diǎn)b的狀態(tài)變化為1元。這樣的狀態(tài)變化過程前后歷史都被記錄在所有各節(jié)點(diǎn)各自的存儲器里的賬本上，通過某種特定的“共識機(jī)制”實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)記錄的同步刷新。

由第三章可知，上述賬本實(shí)際上是一種密碼學(xué)作保障的鏈?zhǔn)桨踩勺匪莸臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，共識機(jī)制實(shí)際上是某種對網(wǎng)絡(luò)上狀態(tài)或者記錄數(shù)據(jù)同步的算法。

三、作為網(wǎng)絡(luò)自動機(jī)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)和關(guān)于社會和經(jīng)濟(jì)組織行為的新觀點(diǎn)

自動機(jī)+鏈?zhǔn)劫~本+共識算法就是一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)了。而當(dāng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)從單純的幣、錢數(shù)量等價(jià)值權(quán)益擴(kuò)展到廣義信用（有形權(quán)益如貨幣，無形的如政治素質(zhì)、工作業(yè)績等屬性描述），再看社會和經(jīng)濟(jì)組織的日常運(yùn)作行為，就會獲得一系列新的觀點(diǎn)：

首先，任何社會和經(jīng)濟(jì)組織都可以描述成為個(gè)人或者子組織作為組織內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的相互聯(lián)系、相互作用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。例如，公務(wù)機(jī)關(guān)和企業(yè)的組織架構(gòu)就表明了權(quán)力自頂向下流動的關(guān)系。

其次，每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有一組廣義信用描述該節(jié)點(diǎn)的各種狀態(tài)，如成員個(gè)人或內(nèi)部小團(tuán)隊(duì)的政治素質(zhì)、工作業(yè)績、經(jīng)濟(jì)收入、福利等。

再次，節(jié)點(diǎn)的各狀態(tài)會因?yàn)榕c其他單一或多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生相互作用而被改變。例如，做好每項(xiàng)領(lǐng)導(dǎo)安排的工作并及時(shí)匯報(bào)將提升工作業(yè)績、領(lǐng)導(dǎo)提拔或給予獎勵則影響經(jīng)濟(jì)收入或職位等。

最后，節(jié)點(diǎn)因相互作用被改變了的狀態(tài)會因?yàn)榕c其他節(jié)點(diǎn)再次相互作用而將這種改變的影響轉(zhuǎn)移給其他節(jié)點(diǎn)。例如，由于工作業(yè)績良好被領(lǐng)導(dǎo)提升，該員工會更積極工作，并以這種更新的態(tài)度和行為模式再次影響改變自己的下屬和其他同僚。

可以看到，幾乎所有的社會和經(jīng)濟(jì)組織都可以在這樣的圖景下被描述和理解，即任何組織的總體行為都可以被抽象描述成組織內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的相互作用，以及相互作用后果在時(shí)間序列里的持續(xù)演化過程。

如圖5-10所示，A、B、C、D、E均為一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。其中，A與B、A與C、C與D、D與E定義了互動關(guān)系，這些互動關(guān)系分別用智能合約1、2、3描述。網(wǎng)絡(luò)中，各節(jié)點(diǎn)按照各智能合約已經(jīng)寫定的規(guī)則執(zhí)行交互行動，然后各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)得到改變。這些交互行動過程前后發(fā)生的變化全部記錄在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的賬本上。根據(jù)需求選擇（第三章描述的共識算法），決定一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為記賬人，全網(wǎng)絡(luò)全部節(jié)點(diǎn)的賬本都按照這個(gè)選定節(jié)點(diǎn)的賬本同步。再根據(jù)互動需求和智能合約展開新的一輪交互行動、各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)改變、再次記賬。

這樣的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)演化過程的描述，加上分布式的鏈?zhǔn)桨踩珨?shù)據(jù)記錄和分布式數(shù)據(jù)記錄在網(wǎng)絡(luò)上的同步機(jī)制即共識算法，就抓住了區(qū)塊鏈系統(tǒng)運(yùn)作的本質(zhì)，并超越了描述本身。

在這樣的圖景和模型框架內(nèi)，對于社會和經(jīng)濟(jì)組織行為的模擬和研究，實(shí)際上一直是以桑塔菲研究所為主力開創(chuàng)的復(fù)雜性科學(xué)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)學(xué)的基本研究范式。^[6]這樣的范式已經(jīng)在過去自然科學(xué)、工程學(xué)、社會科學(xué)等領(lǐng)域取得了豐碩的成果。

這種范式同樣是我們思考區(qū)塊鏈系統(tǒng)如何合適地在社會、經(jīng)濟(jì)各方面的創(chuàng)新應(yīng)用的有力武器。本書后續(xù)各章是關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)體系在各種場景視角下的應(yīng)用模式的探討，其中的一些創(chuàng)見是這種研究視角啟發(fā)之下的成果。