迅速发展的复杂网络研究与面临的挑战科学网—博客.pdfVIP

　自 然 杂 志 　27 卷 5 期 专题综述 　 迅速发展的复杂网络研究与面临的挑战 方锦清 研究员 ,博士生导师 ,中国原子能科学研究院 ,北京 1024 13 ( ) ( 国家 自然科学基金复杂网络重点项 目资助项 目 No . 7043 1002 和 国家 自然科学基金面上资助项 目 No s. 7037 1068 和 。 关键词 　小世界 　无标度 　超家族 　各种网络模型 　挑战性课题 　　近年来复杂网络的小世界效应 、无标度特性和超家族的发现 ,大大地激起了国内外研究复杂网络的热潮 。本文 简介了若干研究进展 ,讨论了当前整个复杂网络研究面临的挑战性问题 。 　　网络充满了整个自然界和社会 ,从最大的互联网和 技带来的巨大好处和快乐的同时 ,科学家也一直在寻找 万维网 , 到生命体的新陈代谢和社会网 ,我们就生活在 应对新挑战的办法 ,探索如何利用高科技的成果进一步 一个充满着各种各样的复杂网络的世界中,人类生活因 推动复杂网络的基础研究 ,试图解开复杂系统的“庐山 此发生了翻天覆地的变化 。简单地说 ,如果把一个个体 真面 目”。1998 年 以来 , 科学家终于冲破了从 20 世纪 看成是地球上的一点的话 ,那么网络就像是把这些点穿 60 年代开始占据了 40 年之久的随机网络理论的禁锢 , 起来的连线和点构成的系统 , 比如 ,计算机网络由路由 取得了突破性进展 ,复杂网络的一个个谜团开始露出端 器连成 ,而万维网由网页组成 。人在网络 ,情传天涯 ,整 倪 。尤其是最先引人关注的二项重要的发现 : 小世界效 [ 1 ] [2 ] 个世界真正变成了一个地球村 。电力网由电站 、通信网 应 和无标度特性 。由此在全世界科技界激起了千重 由通信线路等抽象为由一个个网络上结点的连线 ,通过 浪 ,掀起了复杂网络研究的空前热潮[ 318 ] 。 不同连接方式组成的规模庞大的复杂网络 。实际网络 的各个结点各式各样 ,可以是社会的、经济的、技术的、 1 小世界效应 ———海内存知已,天涯若 物理的、军事的、交通的、生命的。大脑就是由轴突相连 结的神经细胞网络 ,而细胞又是由生化反应相连结的分 比邻 子网络 ,社会人际网络是由友情 、家庭和职业关系彼此 　　复杂网络的重要发现之一是小世界效应或称小世 连结而成的。科技领域弥漫了各种复杂网 ,如各种交通 界现象 。历史上 , 最早发现这个现象源于 1967 年美国 运输网、电视通信网、科学家合作网、演员合作网、各种 社会学家 Milgram 提出一个大胆的假设 :所谓“六度分 语言文字网。网络无处不在 , 不胜枚举 。值得注意的 [ 10 ] 离概念” , 迄今这个理论 尚未被严格证明。1998 年 是 ,近年来国内外发生的一系列重大网络事件 ,使人更 Wat t s 和 St rogatz 在复杂网络研究中,重新发现并拓广 加感到复杂网络在社会经济生活中发挥着不可估量的 ( ) 了小世界效应 ,其论文发表在英国《自然》N at ure 杂志 作用 。令人难忘的是 , 2000 年 5 月 4 日, “爱虫”病毒在 上[ 1 ] ,这才引起了全世界的广泛兴趣和关注[ 1018 ] 。究竟 互联网上大肆传播 ,一天之内造成全球经济损失十多亿 什么是“六度分离概念”或