DeGroot 在 1974 年提出了一个观点动态模型,并指出在一个群组内的 k 个用户在 某个未知参数上的主观概率分布可以达成一致。
模型描述如下:有一个包含 k 个用户的社交网络小组,每个人都将基于自己不同的 背景和不同等级的专业知识对某个未知参数θ的持不同的主观意见。假定这 k 个用户在 观测到其他用户的对参数的主观意见分布之后,会汇集他们的意见,并对意见进行加权 组合,更新自身对于参数θ的主观意见分布。小组中的用户均以同样的方式循环往复地 更新自己对于参数θ的主观意见,直到所有用户的意见达成一致。
将小组用户i 对参数θ的主观意见记作
F
i
,
i
∈
1
,
2
,
…
,
k
F_i,i \in {1,2,…,k}
Fi,i∈1,2,…,k,则小组中所有用户的主观 意见为一个列向量
F
=
[
F
1
,
F
2
,
…
,
F
k
]
T
F = [F_1,F_2,…,F_k]^T
F=[F1,F2,…,Fk]T。记
p
i
j
(
i
=
1
,
…
,
k
;
j
=
1
,
…
,
k
)
p_{ij}(i=1,…,k; j = 1,…,k)
pij(i=1,…,k;j=1,…,k)为用户i 在更新意见过程中对用户 j 的信任权重,假定用户i 对小组成员(包括自己)的信任权重总和为 1,那 么有
∑
j
=
1
k
p
i
j
=
1
,
0
≤
p
i
j
≤
1
\sum_{j=1}^k p_{ij} = 1, 0\leq p_{ij} \leq 1
∑j=1kpij=1,0≤pij≤1。将用户的初始意见记作
F
i
(
0
)
F_i^{(0)}
Fi(0) ,则当用户i 进行第一次意见更新的时候,其主观意见会由
F
i
(
0
)
F_i^{(0)}
Fi(0) 转向
F
i
(
1
)
=
∑
j
=
1
k
p
i
j
F
j
(
0
)
F_i^{(1)}=\sum_{j=1}^kp_{ij}F_j^{(0)}
Fi(1)=∑j=1kpijFj(0) 。将小组用户的信任因子
p
i
j
(
i
=
1
,
…
,
k
;
j
=
1
,
…
,
k
)
p_{ij}(i=1,…,k;j=1,…,k)
pij(i=1,…,k;j=1,…,k)写成一个随机矩阵
P
∈
R
k
×
k
P\in R^{k\times k}
P∈Rk×k,其 第 i 行 j 列元素即为
p
i
j
p_{ij}
pij,且行和为 1。于是小组用户由初始意见
F
i
(
0
)
F_i^{(0)}
Fi(0)转向下一阶段的过程写作矩阵表达式为:
F
(
1
)
=
P
F
(
0
)
,
∑
j
=
1
k
p
i
j
=
1
,
0
<
p
i
j
<
1
F^{(1)} = PF^{(0)},\sum_{j=1}^k p_{ij} = 1,0<p_{ij}<1
F(1)=PF(0),j=1∑kpij=1,0<pij<1
小组用户循环往复进行 n 次意见更新的过程可以被写作:
F
(
n
)
=
P
F
(
n
−
1
)
=
P
2
F
(
n
−
2
)
…
=
P
n
F
(
0
)
,
n
=
1
,
2
,
…
,
∞
F^{(n)} = PF^{(n-1)}=P^2F^{(n-2)}… = P^nF^{(0)}, n=1,2,…,\infty
F(n)=PF(n−1)=P2F(n−2)…=PnF(0),n=1,2,…,∞
可以看出当且仅当存在一个数
F
∗
F^*
F∗使得
lim
F
i
(
n
)
=
F
∗
,
i
=
1
,
2
,
…
,
k
\lim F_i^{(n)} = F^*,i=1,2,…,k
limFi(n)=F∗,i=1,2,…,k时,即小组中每个用户对于参数θ的意见完全相同时,则代表小组用户达到了共识。由 于矩阵 P 是一个
k
×
k
k\times k
k×k的行和为 1 的随机矩阵,可以将其看作包含 k 个状态的马尔科夫链的一步状态转移矩阵。若记该马尔科夫链的平稳分布为
Π
=
[
Π
1
,
…
,
Π
i
,
…
,
Π
k
]
\Pi = [\Pi_1,…,\Pi_i,…,\Pi_k]
Π=[Π1,…,Πi,…,Πk]则当小组用户达到共识时,
F
∗
=
lim
F
i
(
n
)
=
Π
1
F
i
(
0
)
+
Π
2
F
2
(
0
)
+
…
+
Π
k
F
k
(
0
)
=
Π
F
(
0
)
F^*= \lim F_i^{(n)} = \Pi_1F_i^{(0)}+\Pi_2F_2^{(0)}+…+\Pi_kF_k^{(0)} = \Pi F^{(0)}
F∗=limFi(n)=Π1Fi(0)+Π2F2(0)+…+ΠkFk(0)=ΠF(0)
因此 DeGroot 指出小组用户对参数θ达到共识的充分条件是该马尔科夫链是不可约且非周期的。