推荐序二 链接：泽万物以生机

    周涛

    电子科技大学教授，互联网科学中心主任

    《链接》这本书是复杂网络最初四五年激动人心成果的一次总结。书中提到的很多发表不久的成果，都成了复杂网络研究的奠基之作：尽管节点倾向于在局部紧密连接，但少量“捷径”或者“弱连接”让真实网络变成了小世界[1]；网络在富者愈富的马太效应驱动下生长，使得总有少量的枢纽节点拥有远远大于平均数的链接[2]；枢纽节点的存在，使得网络同时具备面对噪音的健壮性和面对蓄意攻击的脆弱性[3]，也使得病毒可以在感染率很低的情况下长期存在[4]。

    如果把1998年视为复杂网络元年，那么十年前，复杂网络刚刚走过它的童年，我们依稀可以从它稚嫩的面容中辨认出它长大后可能的样子。从《链接》出版到现在的这十年，复杂网络度过了它的少年期，它疯狂地攫取和生长，短短十年就从统计物理学家的掌心玩偶变成了具有广泛影响力的交叉科学发展核心。那时候的生长是野蛮而没有章法的，一切关于纲领、路线、范畴、方法论的讨论都没有引起过真正的重视——问题和解决方案统治着最聪明的头脑。现在，复杂网络进入了它的青春期，尽管成长依然快速，但是它有时候也会慢下来，思考作为一门科学所应该具备的理论基础、方法体系和应用场景。

    网络科学研究的浪潮，主要应归功于1998年沃茨等人提出小世界网络的模型以及1999年巴拉巴西等人提出无尺度网络的模型。那时候，我正在成都七中读高中，每天下午准时出现在中国科学院成都分院旁边一条阴暗小路上阴暗的游戏厅里面。《链接》这本书的英文原版，是2003年出版的，那时我已经在中国科技大学待了两三年——辩论队里歌舞升平，脑子不见长，嘴皮子倒是锋利得无以复加。

    我第一篇学术论文就是2003年发表的，那时候在周佩玲老师的指导下已经多少知道了一些复杂性科学的概念，但是对于复杂网络还一无所知。前几天从湛庐文化拿到这本十周年纪念版，才突然意识到那些锣鼓震天，彩旗飘扬的日子已经过去十多年了。

    十年间，复杂网络研究的发展是有目共睹的。

    首先，研究者的视角发生了很大的变化。十年前的网络科学中最有吸引力的发现是从万维网到科学家合作网，从蛋白质相互作用网络到航空网络，形形色色、各不相同的网络表现出在统计规律上惊人的一致性。而如今，我们更注重发现不同类别网络独特的性质，也正是这些深入的测量分析以及从共性到个性，再从个性提取共性的思路，推动了复杂网络在不同应用领域的快速发展[5]。另外，我们不仅着眼于挖掘宏观统计规律本身，而且更关心重建从微观属性和驱动力到中观结构形成，再从中观结构组织到宏观规律涌现之间的桥梁[6]。

    其次，研究对象有了极大的扩充。十年前的研究主要集中在简单无向网络，而如今有向网络、含权网络、多部分网络、超网络、多维网络、多层网络等都是我们研究的对象。特别地，网络研究和真实的地理空间[7]与行为时间[8]产生了深入的联系，既拓展了我们研究的对象，也使得理论结果和实际应用之间的鸿沟被缩短。

    再次，我们对于结构和动力学关系的认识大大加深了。十年前，学者们刚刚开始关注网络结构对动力学的影响，主要的研究还集中在传播、渗流和同步方面，只有少量领先学者提出要关注更多的动力学以及动力学对结构的影响[9]。现在，我们有深入研究的动力学，除了传播、渗流和同步，还包括交通、博弈、级联、自旋玻璃等，这些研究揭示了不同动力学之间深刻的一致[10]和深刻的区别[11]。探讨动力学对于网络结构本身的影响，甚至从动力学的输出中重构网络的结构[12]，都变得可能。

    最后，我们开始尝试针对网络的预测和人工干预。人类大部分坚实科学分支的发展都需要经历从解释到预测，再到人工干预这三部曲，一切对于网络结构、演化和功能的认识是否正确，都需要预测来进行检验，进一步地，对网络进行人为干预是把理论研究转化为实际应用至关重要的一步。以预测[13]和推荐[14]为代表的网络信息挖掘和以控制[15]为代表的网络干预，极可能成为这一个十年复杂网络研究的重要突破点。

    作为一本科普著作，对于很多读者而言，《链接》里面包含了很多新颖的内容。但是对于复杂网络这个蓬勃发展的新兴学科方向，十年包含了它从出生到现在三分之二的时间，十年前的书就像侏罗纪里面的恐龙一样悠远，实在代表不了现在陆生动物的性状和形态，我们也很难从这本书中找到什么我们还不清楚的技术和方法。恐龙终究是灭绝了，但《链接》这本书的精神到现在丝毫没有褪色。它带给了我们一种整体的、关联的、系统论的审视世界的方式，使我们不仅仅将视野局限于孤立的单元。我相信，广泛存在的链接是从简单到复杂、从单一到多样、从平凡到璀璨的桥梁。如果要我用一句话总结《链接》的价值，我会选择：“链接：泽万物以生机”！

    需要特别一提的是，《链接》（十周年纪念版）的中文译者是沈华伟。华伟兄是微微有些严肃的帅哥，在中科院计算所的一大票人中，我和华伟、学旗、俊铭、国清、国强、苏琦合作很多，光是复杂网络方面的论文，和华伟兄合作的就有几篇。华伟兄是复杂网络研究领域的专家，他的博士论文获得了中国计算机学会的优秀博士论文奖——一个每年让成千上万计算机专业博士生垂涎三尺的崇高奖项。前些日子，他又“驾鹤西游”，到巴拉巴西的研究小组做博士后了。中国恐怕找不出几个比他更适合翻译这本书的学者了，我特别佩服湛庐文化能从万亿人中把他挖掘出来，恐怕也多少用到了网络分析和大数据的技术和理念。

    十年了，大家从这本书里面看到了涌动思想的前沿，我从这本书里面看到了远去青春的背影。

    祝福下一个十年！

    以为序。

    [1] D.J.Watts，S.H.Strogatz，Collective dynamics of‘small-world’networks，Nature 393（1998）440.

    [2] A.-L.Barabási，R.Albert，Emergence of Scaling in Random Networks，Science 286（1999）509.

    [3] R.Albert，H.Jeong，A.-L.Barabási，Error and attack tolerance of complex networks，Nature 406（2000）378.

    [4] R.Pastor-Satorras，A.Vespignani，Epidemic Spreading in Scale-Free Networks，PRL 86（2001）3200.

    [5] L.da F.Costa O.N.Oliveira Jr.，G.Travieso，F.A.Rodrigues，P.R.V.Boas，L.Antiqueira，M.P.Viana，L.E.C.Rocha，Analyzing and modeling real-world phenomena withcomplex networks：a survey of applications，Adv.Phys.60（2011）329.

    [6] S.Fortunato，Community detection in graphs，Phys.Rep.486（2010）75.

    [7] M.Barthélemy，Spatial networks，Phys.Rep.499（2011）1.

    [8] P.Holme，J.Saramäki，Temporal networks，Phys.Rep.519（2012）97.

    [9] M.E.J.Newman，The structure and function of networks，SIAM Rev.45（2003）167.

    [10] S.N.Dorogovtsev，A.V.Goltsev，J.F.F.Mendes，Critical phenomena in complex networks，Rev.Mod.Phys.80（2008）1275.

    [11] C.Castellano，R.Pastor-Satorras，Thresholds for Epidemic Spreading in Networks，PRL 105（2010）218701.

    [12] W.-X.Wang，R.Yang，Y.-C.Lai，V.Kovanis，C.Grebogi，Predicting Catastrophes in Nonlinear Dynamical Systems by Compressive Sensing，PRL 106（2011）154101.

    [13] L.Lü，T.Zhou，Link prediction in complex networks：A survey，Physica A 390（2011）1150.

    [14] L.Lü，M.Medo，C.H.Yeung，Y.-C.Zhang，Z.-K.Zhang，T.Zhou，Recommender Systems，Phys.Rep.519（2012）1.

    [15] Y.-Y.Liu，J.-J.Slotine，A.-L.Barabási，Controllability of complex networks，Nature 473（2011）167.