一门崭新的交叉科学: 网络科学

一门崭新的交叉科学: 网络科学


发布日期: 1970-01-01 更新日期: 2015-02-04 编辑:giser 浏览次数: 3687

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摘要: 自然界和人类社会中广泛存在着复杂系统, 而复杂系统正好可通过各种各样的复杂网络来描述。事实上, 复杂网络的研究极大地促进对复杂系统的研究和发展,已经成为当今复杂系统或复杂性科学研究中最受关注和最具挑战性的科学前沿课题之一, 本文综述的网络科学正是与众多学科和领...

自然界和人类社会中广泛存在着复杂系统, 而复杂系统正好可通过各种各样的复杂网络来描述。事实上, 复杂网络的研究极大地促进对复杂系统的研究和发展,已经成为当今复杂系统或复杂性科学研究中最受关注和最具挑战性的科学前沿课题之一, 本文综述的网络科学正是与众多学科和领域广泛交叉的一门新兴科学,它的诞生既适应了现代网络信息时代的需要, 又符合21 世纪复杂性科学研究的大趋势, 正如被誉为当今爱因斯坦的20 世纪伟大的思想家、物理学家史蒂芬.霍金在世纪之交时所预言的: 21 世纪将是复杂性的世纪, 21 世纪6年多来世界科学的发展越来越证实这个的科学预言。科学历史证明,任何科学的新发现和突破都离不开时代背景和科学环境。

20 世纪90 年代以来, 由于计算机、互联网和高科技等科学技术的迅猛发展, 不断完善的各种数据库, 比以往任何时候人们能够更容易快捷地获取所需的各种信息和资源, 促使人类加速跨进了网络信息时代, 人类生活和科学研究因此发生了巨大的历史性的变化,复杂网络已经成为信息时代生活中不可或缺的一部分和发挥着主导的作用。与此同时, 各领域的科学家积极合作和充分利用人类已有的科学知识和高科技的成果,从理论和实证上深入探索网络科学的庐山真面目, 推进各种复杂网络的广泛应用, 这已经成为该领域研究和发展的强大推动力。 正是在世纪之交, 1998~ 1999 年, 科学家冲破了长期的传统图论, 特别是随机图论的局限性束缚, 在复杂网络的研究中取得了突破性进展, 其主要里程碑的标志是二项重要的发现: 小世界网络和无标度网络。大有"忽如一夜春风来, 千树万树梨花开", 激起了国内外复杂网络的研究热潮。

最近, 无标度网络的先驱和发现者之一,美国圣母( Not re Dame ) 大学物理系的BarabÇsi 教授正是因为他在无标度网络等方面的开创性贡献而荣获了2006年美国计算机学会为与计算机相关的杰出科学技术成就而颁发的von Neumann( 冯. 纽曼) 计算金奖( Comput ing Medal) ,该奖从1976 年设立至今才颁发给三位杰出科学家, 可见这个奖对于复杂网络的新发现与计算机相关科学有多么密切关系和极端重要性,这象征着复杂网络研究真正进入了一个新时代, 由此诞生了一门崭新的交叉科学: 网络科学。无疑,它与数学、物理科学、复杂性科学、非线性科学、计算机与信息科学、生物科学、系统科学、社会科学等众多学科广泛交叉,引起了国内外不同学科对网络科学的高度重视和普遍参与, 它不仅将为人们提供了认识真实世界的复杂性的全新的科学知识和视角,而且将成为改造客观世界的新的方法论和有力武器。目前, 它已成为一门国内外最热门科学之一。

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