链接:网络新科学 Linked: The New Science of Networks

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《Linked: The New Science of Networks》封面


内容简介

《链接》是《爆发》的作者,艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási的成名之作,同时也是复杂网络的奠基之作,社交网络的入门之作。艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási之前,随机网络理论一直主导者我们的网络思维,是艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási第一个证明了,我们不是生活在随机世界里,真实网络是无标度的。


艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási在书中追溯了网络的数学起源,分析了社会学家在此基础上得出的研究成果,最后提出自己的观点:我们周围的复杂网络,从鸡尾酒会、恐怖组织、细胞网络、跨国公司到万维网,等等,所有这些网络都不是随机的,都可以用同一个稳健而普适的架构来刻画。这一发现为我们的网络研究提供了一个全新的视角。


从鸡尾酒会到恐怖分子的巢穴,从远古的细菌到国际组织——所有这一切各自都是一种网络,都是一个令人惊讶的科学革新的一部分。21世纪初,有科学家发现,网络具有深层的秩序,依据简单而强有力的规则运行。这一领域的知识帮助我们了解时尚、病毒等的传播机制,了解生态系统的稳健性,以及经济体系的脆弱性——甚至是民主的未来。


虽然《链接》写于十年前,但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。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。重温《链接》一书,领略科学家们在网络科学伊始对链接泛在性、数据复杂性、规律普适性的认识和思考,对我们在大数据时代抓住机遇、迎接挑战将大有裨益。


一位致力于研究“链接和节点”的科学家将首次带领我们领略网络革新的内幕。在本书中,作者生动地讲述了相互联系的系统的历史:从瑞士数学家莱奥哈尔德·欧拉18世纪末对图论的开创性研究,至生物学家基于对细胞网络的了解而展开的治疗癌症药物的研究等。


本书叙事生动,充满真知灼见,链接一书可以被视为复杂网络的基石,大数据时代的开端。它使我们认识了许多现代社会的“制图师”,这些人正在多个科学领域研究绘制网络地图,在超级计算机的帮助下,他们正一步步揭示出社会关系网络、企业和细胞等拥有的相似性其实超出了它们之间的差异。他们的发现为我们提供了了解自己周围相互连接的世界的重要的新视角。

基本信息

《链接》


书名:《链接》

副标题:网络新科学

作者:艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási

译者:徐彬

英文书名:Linked: The New Science of Networks

页数:327

出版社:湖南科技出版社

ISBN:9787535748584

所属领域:复杂网络、网络科学、复杂系统




作者介绍

艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási

艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西



  • 全球复杂网络研究权威,“无标度网络”的创立者。美国物理学会院士,匈牙利科学院院士,欧洲科学院院士。
  • 美国东北大学教授,网络科学研究中心创始人、主任,同时任职于哈佛大学媒体学院医学系,并担任丹那-法伯癌症研究所癌症系统生物学中心研究员。
  • 畅销书《巴拉巴西成功定律 The Formula: The Universal Laws of Success》和《爆发 Bursts: The Hidden Pattern Behind Everything We Do》作者,全球复杂网络研究第一人,全球复杂网络研究权威,
  • 美国物理学会院士,匈牙利科学院院士,欧洲科学院院士。




内容目录

  • 第1章 导言
  • 第2章 随机宇宙
  • 第3章 六度分隔
  • 第4章 小世界
  • 第5章 中心节点和连接者
  • 第6章 80/20规则
  • 第7章 富者愈富
  • 第8章 爱因斯坦的遗产
  • 第9章 阿基里斯的脚踵
  • 第10章 病毒与时尚
  • 第11章 互联网的觉醒
  • 第12章 破碎的万维网
  • 第13章 生命地图
  • 第14章 网络经济
  • 第15章 没有蜘蛛织网的网络
  • 注释
  • 译后记

原文摘录

“这里的奥妙当然就是不去遍历所有的链接 。我们使用一些线索信息来选择合适的链接 。譬如 ,在寻找有关毕加索的信息时 ,如果网页上有三个可供选择的链接 ,我们会倾向于选择关于现代艺术的链接 ,而不是选择有关某个著名摔跤手或者青蛙王子的爱情故事的链接 。通过解读链接的含义 ,我们无需检查 1 9度之内的所有网页 ,通过少数几次点击便能找到所需的网页 。这个方法看似是最高效的 ,然而 ,使用该方法几乎总是无法找到最短的路径 。为了寻找与毕加索相关的信息 ,我们解读链接时会略过摔跤手的个人主页 。然而 ,摔跤手很可能为了平衡其硬汉形象 ,在其个人主页上放一个链接指向有关毕加索的网页 。实际上 ,大多数人在寻找毕加索的信息时都会忽略指向摔跤手网页的链接 ,因此会选择更长的路径 。相比之下 ,电脑没有个人品位和偏好 ,摔跤手 、现代艺术和青蛙王子的爱情故事对其而言没有分别 ,它会逐一检查所有链接 。不考虑网页的内容 ,而是检查所有可能的路径 ,因此 ,电脑最终总能找出最短的路径 。”

——— 引自章节:第一部分 复杂网络的起源


“自然界中,节点的平均链接数经常大大超过阈值1。据社会学家估计,每个人认识的人数在200到500之间。每个神经元平均和几十个其他神经元相连,有的神经元则和数千个神经元相连。每个公司通常和数百家供应商和客户公司有链接,一些大公司会有多达上百万个链接。在我们体内,大多数分子参与的化学反应远不止1个,像水这样的分子参与了数百个。因此,真实网络不仅是连通的,而且远远超过了保持连通所需的阈值1。随即网络理论告诉我们,当节点的平均链接数增加到超过临界值1时,游离在巨大节点簇之外的节点数成指数下降。也就是说,添加的链接数越多,越难找到保持孤立的节点。自然界不会冒险停留在阈值附近,而是远超过了阈值。如此一来,我们身边的网络不再只是一些孤立的小网络,它们的链接非常稠密,没有人游离在网络之外,每个节点皆可到达。这就解释了,为什么根本没有人能够完全游离在社会之外,为什么我们体内的所有分子融在同一个复杂的细胞网络中,为什么传教士保罗的教谕能够达到他没有见过的人那里,为什么Mafiaboy能够成为报纸头条。答案是:沿着网络中的链接,个体的行为很容易就会影响到数百万人。”

——— 引自第二十八页

重点摘要

本书主要阐述了几个理论,如随机网络六度分隔小世界网络中心节点理论无标度网络。而这些理论也正是网络科学主要的研究思路,艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási从巨人歌利亚起讲述的网络世界内的现象与观点。


比如随机网络(PERT),也称计划评审技术,是一种反映多种随机因素的网络技术。与传统的网络技术不同,随机网络技术模型中的节点、箭线和流量均带有一定程度上的不确定性,不仅反映活动的各种定量参数,如时间、费用、资源消耗、效益、亏损等是随机变量,而且组成网络图的各项活动也可以是随机的,按一定的概率发生或不发生,并且允许多个原节点或自多个汇节点的网络循环回路存在。解释一些随机现象对我们世界的影响我们该如何决定我们的行为与任务。


再如六度分隔理论,我们可通俗地阐述为:“你和任何一个陌生人之间所间隔的人不会超过六个,也就是说,最多通过六个人你就能够认识任何一个陌生人。”这样引人入胜的描述,能让我们对网络科学有更直观的印象,邓肯·沃茨 Duncan J Watts也在书六度分隔:一个相互连接的时代的科学 Six Degrees:The Science of a Connected Age进一步阐释这个理论。探索经济行为,政治模型,与我们社会的链接,本书的重点也在用网络科学的概念链接我们的生活。


小世界网络也是本书的重点概念,小世界网络中往往会包含团(cliques)以及临近团(near-cliques)——此处的“团”,指的是内部几乎任意两个节点之间都存在连接的子网络。这遵循高集聚系数的定义属性。其次,大多数节点对之间,都至少存在一条短路径。这遵循平均最短路径较小的定义属性。许多其他属性,通常也会与小世界网络有所关联。通常情况下,网络中会存在很多的中心(hub)——它们是具有很高连接数的节点(即高度(Degree)节点)。这些中心扮演了公共连接的角色,缩短了其他边之间的短路径长度。通过对比,航空航班的小世界网络,都体现出了较短的平均路径长度(例如,在任意两个城市之间飞行,你通常可能只需要乘坐三程或更少的航班数),因为很多航线都可以通过枢纽城市进行中转。这一属性的分析,通常要考虑网络中,具有相同入度的节点的比例(网络的度的分布)。网络具有较多中心(hub),意味着度值较大的节点占比会更高,因此,在这种网络的度分布中,高度值分布更高,即俗称的厚尾分布(fat-tailed distribution)。具有不同拓扑结构的图,只要满足上述两个定义,就可以被定义为小世界网络。且在社会科学、地球科学、计算科学、大脑科学中有实际应用。


无标度网络是一种度分布(即对复杂网络中节点度数的总体描述)服从或者接近幂律分布的复杂网络。艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási提出了一种他们称之为“偏好依附”的生成机制,用来解释幂律分布,这基本上和普赖斯提出的机制相同。这种机制的解析解(也与普莱斯的相似)由Dorogovtsev,Mendes和Samukhin于2000年提出,Krapivsky,Redner和Leyvraz 等人也同时独立提出。后来由数学家BélaBollobás严格证明。 然而这种机制所生成的网络只是无标度网络这个大类中的特殊子集,许多其他机制自此也陆续被发现。无标度网络的历史还存有一部分争议。在实证层面上,许多网络的无标度性被质疑。如Faloutsos三兄弟认为互联网是基于Traceroute数据而具有幂律度分布的,然而他们指出这是由router引发的三层错觉,实则是体现为高度节点的ASes 双层结构。尽管许多真实世界的网络被认为是无标度的,然而其证明却往往因为愈发严格的数据分析技术而显得不够充分。由此,许多网络的无标度性还在科学社群中被讨论着。

部分书评

摘自豆瓣网友:师北宸

《链接:网络新科学》是本好书,书里证实了KK在《失控》里提到的很多想法。作者通过实验证明了互联网和社会关系网络、细胞内的蛋白质链接、人与人之间的性关系、细胞内新陈代谢网络等网络一样,是一种符合幂律分布的网络——作者称之为「无尺度网络」。


从基地组织到哥伦比亚的毒枭,都是自组织的无尺度网络。它们都不是等级森严的军事组织,但这是现今世界上最具有进攻性的组织。


同样是无尺度网络,但与社会网络和蛋白质网络等网络不同的是,万维网和食物链类似,具有方向性:A网页到B网页的链接,只能从A链到B,而无法从B链到A。


因为方向性的缘故,根据网络中各节点和链接的性质,可以将互联网划分为四个大陆。这四个大陆分别为:IN大陆,中央大陆,OUT大陆和孤岛。一般来说,四个大陆大约是四等分的,也就是说,大约有一半的内容我们几乎无法访问得到——因为没有链接指向IN大陆和孤岛。


未来的企业组织形式也应该从中央管理式的树状结构转向平面式的网状结构,由于研究、开发、销售、市场、物流都变得越来越专门、独立,要想生存,就必须依赖同盟和伙伴,企业内部和企业之间的关系将逐渐发展成无尺度网络,越早适应网络化运作,则越容易取得成功。


无尺度网络的特点:增长——富者愈富,中心节点更容易获得更多链接,这也是为什么人脉好的人往往更容易获得更多人脉,艾滋病蔓延后很难阻挡其传播;优先——越早进入越有优势。


按照作者巴拉巴西的说法,我大概能画出中国互联网大陆图:整个中国互联网是一个大的信息孤岛,岛周围是一大堵墙。墙内:商业网站都不链出OUT大陆,全在自己站内互链;企业网站和政府网站是IN大陆和信息孤岛;独立博客都是IN大陆和OUT大陆。当然了,后两种网站在地图上就两个点。


摘自王成军:遭遇巨人歌利亚——读《链接:网络新科学》

FBI在千禧年逮捕了一个加拿大少年黑客,他用不起眼的电脑当“弹弓”,打败了信息时代的巨人“歌利亚”,使一些网站因不断收到“好的,我听见了”而瘫痪;基督教的成功归功于一个保守而虔诚的犹太人:保罗。保罗最初反对基督教,后来却变为一个虔诚的基督徒。因为他对神学的熟悉和对社会网络的控制能力,基督教开始广为传播。保罗和黑客少年成功的关键隐藏在网络的结构和运行的拓扑结构中,也隐藏在他们操作网络的能力上。魔鬼就隐藏在“结构”之中,然而关于网络社会的研究长久以来被既有的科学框架的简化论所束缚。图或网络具有自身的属性,这种属性隐藏在它们自身的结构中,可以限制或增强我们使用网络的能力。尤其是在我们尚无法把握各种复杂网络的结构之前,理解网络结构就成了认识周围复杂世界的关键。


《链接:网络新科学》一书作者艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西 Albert-László Barabási是美国圣母院大学教授,致力于对于复杂网络的研究:找到下一场科学革命——网络新科学的奥秘。巴拉巴西和阿尔伯特、郑浩雄一起在1998年开始了对网络的研究,一年后在《科学》上发表了关于无标度网络的论文,掀起网络科学研究的新浪潮。诚如两千年前希腊哲学家引导我们“认识你自己”一样,《链接》一书引导我们认识世界的网络结构。


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