复杂网络研究现状.pdf

复杂网络研究 复杂网络研究 ——现状与前瞻 ——现状与前瞻 狄增如 狄增如 北京师范大学管理学院系统科学系 北京师范大学管理学院系统科学系 北京师范大学复杂性研究中心 北京师范大学复杂性研究中心 北京大学2007.11 北京大学2007.11 关于复杂性 关于复杂性  我们所关心的问题：  我们所关心的问题： – 大量个体（更典型的是具有适应性的主 – 大量个体（更典型的是具有适应性的主 体）所组成的复杂系统，在没有中心控 体）所组成的复杂系统，在没有中心控 制、非完全信息、仅仅存在局域相互作用 制、非完全信息、仅仅存在局域相互作用 的条件下，通过个体之间的非线性相互作 的条件下，通过个体之间的非线性相互作 用，可以在宏观层次上涌现出一定的结构 用，可以在宏观层次上涌现出一定的结构 和功能。 和功能。 相互作用与复杂性 相互作用与复杂性 晶格 全局相互作用 Internet 扩散 平均场 ? 为什么研究复杂网络？ • 复杂系统不能够用分析的方法去研究， 必须考虑个体之间的关联和作用； • 理解复杂系统的行为应该从理解系统相互 作用网络的拓扑结构开始； • 网络拓扑结构的信息是构建系统模型、研 究系统性质和功能的基础。 为什么研究复杂网络？  复杂网络是构成复杂系统的基本框架（ backbone ），  复杂网络是构成复杂系统的基本框架（ backbone ）， 每一个复杂系统都可以看作是单元或个体之间的相互作 每一个复杂系统都可以看作是单元或个体之间的相互作 用网络； 用网络；  复杂网络在刻画复杂性方面的重要性是由于结构和功能  复杂网络在刻画复杂性方面的重要性是由于结构和功能 之间是相互影响的。 之间是相互影响的。 复杂网络是研究复杂系统的一种角度和 方法，它关注系统中个体相互关联的作用的 拓扑结构，是理解复杂系统性质和功能的基 础。 技术网络 技术网络 WWW 因特网 电力网 社会网络 社会网络 朋友关系网 科学引文网 演员网 性关系网 科学家合著网 交通运输网络 交通运输网络 航空网 城市公共交通网 道路交通网 生物网络 生物网络 生态网络 蛋白质相互作用网络 神经网络 基因网络 新陈代谢网络 生命金字塔 生命金字塔 不同领域的复杂网络 不同领域的复杂网络  社会网：演员合作网，友谊网，姻亲关系  社会网：演员合作网，友谊网，姻亲关系 网，科研