[共享]复杂网络研究概述

摘自吴彤等的论文

近年来，学界关于复杂网络的研究正方兴未艾。特别是, 国际上有两项开创性工作掀起了一股不小的研究复杂网络的热潮。一是1998 年Watts 和Strogatz在Nature杂志上发表文章，引入了小世界(Small-World) 网络模型，以描述从完全规则网络到完全随机网络的转变。小世界网络既具有与规则网络类似的聚类特性, 又具有与随机网络类似的较小的平均路径长度。(Watts ＆ Strogatz,p.440-442)二是1999 年Barabasi 和Albert 在Science上发表文章指出，许多实际的复杂网络的连接度分布具有幂律形式。由于幂律分布没有明显的特征长度, 该类网络又被称为无标度(Scale-Free) 网络。（Barabasi & Albert,p.509-512）而后科学家们又研究了各种复杂网络的各种特性。(Strogatz，p.268-276)  国内学界也已经注意到了这种趋势，并且也开始展开研究。(吴金闪、狄增如,第18-46页）加入复杂网络研究的学者主要来自图论、统计物理学、计算机网络研究、生态学、社会学以及经济学等领域，研究所涉及的网络主要有：生命科学领域的各种网络（如细胞网络、蛋白质－蛋白质作用网络、蛋白质折叠网络、神经网络、生态网络）、Internet/WWW网络、社会网络，包括流行性疾病的传播网络、科学家合作网络、人类性关系网络、语言学网络，等等；所使用的主要方法是数学上的图论、物理学中的统计物理学方法和社会网络分析方法。

无标度网络的特性

• 很多复杂系统拥有共同的重要特性:大部分节点只有少数几个连结，而某些节点却拥有与其他节点的大量连结。这些具有大量连结的节点称为“集散节点”，所拥有的连结可能高达数百、数千甚至数百万。由此看来，这一特性似乎能说明网络是无标度的。
• 无标度网络具有某些重要特性。例如它们都可以承受意外的故障，但面对协同式攻击却很脆弱。
• 了解这些特性，可能导致许多领域出现新的应用。例如，电脑科学家可能据此设计出更有效的策略，以保护因特网免受电脑病毒的侵害。

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