选修课 复杂性思维与系统管理 专题三 复杂性思维范式.pdf

专题三： 复杂网络与复杂性思维范式 基本内容 一、复杂网络与思维方法 复杂网络现象与基本概念 复杂网络基本理论与思维方法 二、复杂性思维：一种新的范式 Where the complex networks lies in the map of complexity science 制图：Brian Castellani “机器”隐喻 “生命”隐喻 “生态”隐喻 一、复杂网络：现象、概念与理论简介 （一）复杂网络经验现象 （二）复杂网络科学基本概念 （三）复杂网络基本理论与思维方法 网络是对系统的一种抽象 • 系统：相互作用的多元素的复合体——贝塔朗菲 （1 ）系统是由要素组成的； （2 ）系统的各要素之间存在着特定的关系； （3）系统的结构使它成为一个有特定功能的整体； （4 ）功能是在系统与外部环境的相互作用中表现出来的。 要素 节点 认知对象 系统 网络 关系 连接 复杂系统 网络思维： 由许多不同要素和各种关系组成 把研究对象放在它所在的各种关系网 络中进行考察，因此，除了研究实体要素以 外，更重要的是研究要素之间的各种关系、 NETWORK 以及这些关系共同构成的网络的一般特性。 复杂网络 一、复杂网络世界的经验现象 社会网络 节点: 个体，家庭 …… 连接: 社会关系 (亲戚/工作/朋友 ……) 生物网络食物链网，神经网，新陈代谢网，基因网等 新陈代谢网 节点: 化学物质(酶 作用物) 连接: 生物－化学反 应 信息网络 WWW ，专利使用，计算机共享等 通信网络 节点: 电脑, 路由器, 卫星 连接: 电话线, 电视 电缆, 电磁波 What a complex network: Internet (ISPs) K.C.Claffy What a complex network: Protein-protein interactions map H. Jeong Johan Bollen et al. Clickstream Data Yields High-Resolution Maps of Science Intricate maps of science ：a visual representation of the relationships between the sciences 资料来源：/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0004803 我们生活在一个网络世界！ 我们如何认识和把握网络世界？ 几个基本概念 度 D （degree ）与度分布（degree distribution ） • 度：朋友的个数 kv lv l E • 度分布：一个任意选择的节点恰好有k条边的概率，也等于网络中度数为k的结点的个数占网络 结点总个数