編輯推薦
復雜網絡研究巨擘,無尺度網絡創立者,H-指數高達96的論文狂人,諾貝爾奬大熱人選,趕超《黑天鵝》的驚世之作《爆發》的作者艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西經典力作
中科院計算所所長助理、中國科學院網絡數據科學與技術重點實驗室主任程學旗,電子科技大學教授、互聯網科學中心主任周濤專文推薦。
巴拉巴西博士後,中科院計算所副研究員瀋華偉打造巨擘版本。
湛廬文化齣品
內容簡介
《鏈接:商業、科學與生活的新思維(10周年紀念版)》帶給瞭我們一種整體的、關聯的、係統論的審視世界的方式,使我們不僅僅將視野局限於孤立的單元。廣泛存在的鏈接是從簡單到復雜、從單一到多樣、從平凡到璀璨的橋梁。重溫《鏈接》一書,領略科學傢們在網絡科學伊始對鏈接泛在性、數據復雜性、規律普適性的認識和思考,對我們在大數據時代抓住機遇、迎接挑戰將大有裨益。《鏈接:商業、科學與生活的新思維(10周年紀念版)》可以被視為復雜網絡的基石,大數據時代的開端。
作者簡介
(美)艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西, 全球復雜網絡研究權威,“無尺度網絡”創立者。美國物理學會榮譽會員,匈牙利科學院外籍院士,歐洲科學院院士。
美國東北大學教授,網絡科學研究中心創始人兼主任,同時任職於哈佛大學醫學院醫學係,並擔任丹那-法伯癌癥研究所癌癥係統生物學中心研究員。
提齣無尺度網絡模型,2006年因此榮獲匈牙利計算機學會頒發的馮?諾依曼金質奬章;2008年獲得美國國傢科學院頒發的Cozzarelli奬章;2011年又榮獲拉格朗日奬。
復雜網絡界被引述最多的科學傢。論文被引用總次數接近10萬次,H-指數高達96。
世界著名科技雜誌《科技新時代》(Popular Science)對他贊譽有加:“他可以控製世界”
內頁插圖
精彩書評
重溫《鏈接》一書,領略科學傢們在網絡科學伊始對鏈接泛在性、數據復雜性、規律普適性的認識和思考,對我們在大數據時代抓住機遇、迎接挑戰將大有裨益。
——程學旗 中科院計算所所長助理 中國科學院網絡數據科學與技術重點實驗室主任
雖然《鏈接》寫於十年前,但這本書的精神到現在絲毫沒有褪色。它帶給瞭我們一種整體的、關聯的、係統論的審視世界的方式,使我們不僅僅將視野局限於孤立的單元。我相信,廣泛存在的鏈接是從簡單到復雜、從單一到多樣、從平凡到璀璨的橋梁。
——周濤 電子科技大學教授,互聯網科學中心主任
《鏈接》自由地穿梭於多個科學領域之間,展現瞭復雜網絡這一新領域快速發展的新景象。巴拉巴西不僅創立瞭一門新理論,還能夠用非技術語言清晰地描述深層的數學觀點,這一點難能可貴。閱讀此書,猶如品味一場智慧的饕餮盛宴。
——馬剋·格蘭諾維特 斯坦福大學社會學教授,弱連接理論奠基之作《找工作》作者
在《鏈接》中,巴拉巴西嚮大傢展示瞭復雜網絡如何在空間展開,在《爆發》中,巴拉巴西又剖析瞭復雜網絡如何在時間中展開。
——剋萊·捨基 互聯網革命偉大的思考者,暢銷書《人人時代》《認知盈餘》作者
巴拉巴西是這個世界上少數幾個能夠洞悉經驗現實背後深意的人之一。
——納西姆·塔勒布 紐約大學理工學院教授
目錄
推薦序一鏈接,大數據之鑰
程學旗
中科院計算所所長助理
中科院網絡數據科學與技術重點實驗室主任
推薦序二鏈接:澤萬物以生機
周濤
電子科技大學教授
互聯網科學中心主任
第1鏈 網絡讓世界變得不同
讓雅虎網站癱瘓的少年黑客
誰在支配網絡的結構與演化
當還原論撞上復雜性
探尋下一個大變革
第一部分 復雜網絡的起源
第2鏈 隨機宇宙
歐拉的圖論與哥尼斯堡七橋問題
網絡構造,理解復雜世界的關鍵
隻需30分鍾,一個無形社會網絡的形成
世界是隨機的嗎
尋找復雜網絡背後的秩序
第3鏈 六度分隔
《鏈》與六度分隔的最早錶述
任意兩個網頁之間平均相隔19次點擊
對數讓大網絡縮小瞭
六度,社會間隔的上限
“小世界”,網絡的普遍性質
第4鏈小世界
格蘭諾維特與“弱關係的優勢”
趨同與聚團
高度聚團的代價,消失的小世界
拋棄隨機世界觀
第二部分 復雜網絡的本質
第5鏈樞紐節點和連接者
樞紐節點,顛覆“平等網絡空間”
貝肯數與埃爾德什數
平均沒有意義,多少不是關鍵
重新思考網絡
第6鏈 冪律
帕纍托與80/20定律
冪律,復雜網絡背後的規律
有序如何從無序中湧現
從“隨機”灌木叢到“自組織”舞颱
冪律無處不在
第7鏈 富者愈富
冪律為什麼會齣現
生長機製,先發先至
偏好連接,讓強者愈強
生長機製和偏好連接,支配真實網絡的兩大定律
不斷完善的無尺度網絡理論
第8鏈 愛因斯坦的饋贈
為什麼雅虎選擇瞭榖歌
新星效應打破先發先至
適應度主導一切
“適者愈富”與“勝者通吃”
節點永遠在為鏈接而競爭
第9鏈 阿喀琉斯之踵
美國西部大停電與互聯導緻的脆弱性
有效的攻擊:攻擊樞紐節點
丟失樞紐節點,網絡變成碎片
健壯性與脆弱性並存
將對網絡的認識轉化為實踐
第三部分 復雜網絡的影響
第10鏈 病毒和時尚
互聯網,讓一夜成名的夢想變為現實
意見領袖的力量
無尺度拓撲,病毒得以傳播和存活的基礎
優先治療樞紐節點,優先對付“毒王”
社會網絡的變化影響傳播與擴散規律
第11鏈 覺醒中的互聯網
保羅·巴蘭與最優的抗擊打係統
將互不兼容的機器連起來——互聯網的誕生
人類創造的互聯網有瞭自己的生命
互聯網中的“權力製衡”
寄生計算,讓所有的計算機都為你工作
第12鏈 分裂的萬維網
萬維網的結構影響一切最多不一定最好萬維網上的四塊“大陸”代碼與架構不斷擴大的互聯網黑洞
第13鏈 生命的地圖
尋找“躁鬱癥”基因的競賽
破譯人類基因組,打造生命之書
細胞網絡的無尺度拓撲,少數分子參與多數反應
個性化藥物瞄準問題細胞
網絡思維引發生物學大變革
第14鏈 網絡新經濟
AOL吞並時代華納
公司網絡,從樹形結構到網狀結構
復雜董事網絡中的完美“內部人士”
市場,帶權有嚮網絡
商業模式的轉變,互聯網帶來的真正財富
第15鏈 一張沒有蜘蛛的網
網絡研究的冒險之旅網絡理論,描述互聯互通世界的新語言開啓復雜性科學的世紀
後記 復雜網絡的未來 299
一場範式變革應對多任務模塊化,補上無尺度網絡缺失的一鏈何時纔能馴服復雜性
注釋
譯者後記
精彩書摘
連接者,擁有大量鏈接的節點
《紐約客》特約撰稿人馬爾科姆·格拉德威爾(MalcolmGladwell)在他的著作《引爆點》(TheTippingPoint)中,介紹瞭一種測試人們社交程度的簡單方法。
他給齣瞭一個包含248個姓氏的列錶——這些姓氏選自曼哈頓電話黃頁,然後請被試對照該姓氏列錶給自己打分,每認識一個姓氏齣現在該列錶中的人得一分,可以重復計分。假如列錶中有一個姓氏是瓊斯,而被試認識三個姓瓊斯的人,就可以得三分。格拉德威爾對曼哈頓城市學院的大學生們進行瞭測試。這些學生大多20歲齣頭,都是近幾年纔搬到曼哈頓的,他們的平均得分為21分。換句話說,他們一般認識21個姓氏齣現在格拉德威爾姓氏列錶中的人。格拉德威爾在以白種人為主且受過高等教育的人群中隨機選齣一組人,又進行瞭一次測試,他們的平均得分為39分,幾乎是大學生得分的兩倍。這個結果並不令人意外,反倒是被試得分的分布範圍之廣引起瞭格拉德威爾的注意。在大學生測試中,得分分布在2到95之間,而在另一個測試中,最低分是9分,而最高分為118分。即使是有著相似年齡、相似教育程度、相似收入的高度同質化人群,得分的變化也很大:最低分為16分,最高分則達到108分。格拉德威爾共計測試瞭大約400人,在每個測試組中都觀測到瞭少數高得分者。最終,他得齣瞭這樣一個結論:“在各行各業中都有一小群特彆善於交際的人,他們是社會中的連接者。”
連接者是社會網絡中極其重要的元素,他們引領潮流趨勢、促成重要交易、傳播流行時尚並幫助推廣餐館。他們是社會的連綫,於輕描淡寫間把不同種族、不同教育水平、不同社會背景的人聯係在一起。當格拉德威爾發現連接者時,他認為自己找到瞭一種人類獨有的特質。但事實上,他在無意間發現瞭一個重要現象。在《引爆點》一書齣版之前,這一現象就一直睏擾著我的研究小組。
連接者是擁有大量鏈接的節點,他們廣泛存在於包括經濟係統、細胞等在內的多種復雜係統中,是大多數網絡的根本特質之一。連接者激發瞭許多領域的科學傢的興趣,包括生物學、計算機科學和生態學。連接者現象的發現顛覆瞭我們對網絡的所有認識,讓我們重新迴到瞭起點。聚團現象暴露瞭埃爾德什—萊利隨機世界觀的第一個裂隙。前一章探討的瓦茨—斯托加茨模型挽救瞭隨機世界觀,使朋友圈現象和六度分隔現象在網絡中和諧共處。現在,連接者現象發起瞭對這兩個模型的最後一擊。要解釋這些高度連接的節點,我們必須徹底拋棄隨機世界觀。
樞紐節點,顛覆“平等網絡空間”
在網絡空間,人們享有極大的言論自由。有些人受其睏擾,有些人熱衷於它,而網頁內容確實難以審查。網頁內容一旦發布,便有數以億計的人可以看到。這種無與倫比的言論發錶方式,配閤低廉的發布成本,使萬維網成為瞭民主論壇的終極形式。在這裏,每個人的聲音被聽到的機會都是均等的,至少政客律師和商業雜誌是這樣認為的。如果萬維網是隨機網絡,那這些觀點都是對的,可惜它不是。我們的萬維網項目得齣瞭一個有趣的發現:萬維網並非民主、公平和平等的,萬維網的拓撲使我們僅能看到十億計文檔中很少的一部分。
在萬維網上,你的觀點是否可以發布不再是關鍵問題。實際上,所有觀點都可以發布,而且一旦發布,就立刻能被全世界任何一個有條件上網的人看到。現在的問題是,當你把信息發布在萬維網上後,它能否在數十億文檔中引起彆人的關注。
要想被讀到,先得被看到。無論是對小說作者還是科學傢而言,這都是至理名言。在萬維網上,網頁的可見度可以用導入鏈接數刻畫。擁有的導入鏈接越多,你的網頁越有可能被看到。如果萬維網中的每一個網頁都有鏈接指嚮你的網頁,那麼,所有人都能在很短的時間內知道你在萬維網上說瞭什麼。但是,一個網頁平均隻擁有大約5到7個鏈接,每個鏈接指嚮數十億網頁中的一個。因此,一個網頁將鏈接指嚮你的網頁的可能性接近於零。
上述結論完全適用於我的主頁:www.nd.edu/~alb。根據遠景公司(AltaVista)的調查結果,全世界大約有40個網頁有鏈接指嚮我的主頁。坦率地講,鑒於我主頁涉及領域極其狹窄,40個鏈接已經很多瞭。但是,全世界有大約十億個網頁可供選擇,因此,你能發現我的網頁的可能性僅有十億分之四十。這也就是說,如果你在萬維網上隨機瀏覽,瀏覽每個頁麵隻花費短短10秒鍾,你也需要不分晝夜地瀏覽八年,纔能碰到一個指嚮我主頁的鏈接。
每個人都有著不同的興趣、價值觀、信仰和品味,這種多樣性反映在我們網頁的鏈接上。這些鏈接可以指嚮非洲部落藝術,也可以指嚮電子商務門戶。因為有十億多個節點可供選擇,所以網絡鏈接模式看上去相當隨機。鏈接的隨機性意味著,埃爾德什—萊利模型主宰著網絡的鏈接模式。由於埃爾德什—萊利理論保證瞭所有節點彼此相似,每一個節點擁有的導入鏈接數目大緻相同,所以隨機萬維網將是平等主義的最終載體。
然而,我們的發現推翻瞭隨機萬維網這一預言。我們的網頁采集機器人發迴的網絡地圖證實瞭萬維網拓撲中的高度不均勻。我們研究瞭聖母大學的325000個網頁,僅擁有3個導入鏈接的網頁有270000個,占總網頁數的82%。但是,有大約42個網頁被超過1000個其他網頁指嚮,它們擁有的導入鏈接數超過瞭1000!隨後,我們對由2.03億個網頁組成的樣本進行觀察,發現瞭更嚴重的不均勻:多達90%的網頁隻有不到10個導入鏈接,同時,有3個網頁被近100萬個其他網頁引用!
萬維網上的上述現象和人類社會類似。人類社會中,少數連接者的朋友之多超乎尋常;萬維網中,少數連接數非常高的節點主導著萬維網的結構,它們被稱為樞紐節點。雅虎或亞馬遜這樣的樞紐節點的可見度非常之高,無論在哪裏,我們都能看到指嚮這些節點的鏈接。但在萬維網中,還有很多不受歡迎或者很少被注意到的節點,它們通過少數樞紐節點連在一起。
樞紐節點的存在,顛覆瞭“平等網絡空間”的烏托邦幻想。我們確實有權利把任何東西放到萬維網上,但是會有人注意到嗎?如果萬維網是一個隨機網絡,我們被看到和聽到的機會應該是相等的。從群體的角度來看,我們以某種方式創建樞紐節點,每個人都與其建立鏈接。不管你處於萬維網中的什麼位置,都能很容易地找到這些樞紐節點。和樞紐節點相比,萬維網的其他部分是不可見的。齣於實用目的,隻被一個或兩個網絡鏈接的網頁是不存在的,它們幾乎不可能被找到。在搜索整個萬維網尋找熱門站點時,搜索引擎對這些鏈接數非常少的節點同樣視而不見。
……
前言/序言
【推薦序】
鏈接,大數據之鑰
程學旗
中科院計算所所長助理
中科院網絡數據科學與技術重點實驗室主任
著於世紀之初的《鏈接》一書,展現瞭世界萬物之間泛在的關聯關係,揭示瞭社會、信息、生物、技術、經濟等各種復雜係統的網絡化存在。書中,巴拉巴西教授著重以網絡思維來刻畫和解析瞭復雜係統的鏈接特性和相關的普適性規律。如今,十餘年過去瞭,人類可獲取和待處理的數據規模、數據增長速度和數據復雜性經曆瞭大幅度提升,社會進入瞭“大數據”時代。一方麵,大數據為我們認識自然界和人類社會自身提供瞭前所未有的機遇;另一方麵,技術上所麵臨的挑戰需要我們從本質上發現和總結大數據計算與大數據科學的基本規則與理論體係。在這樣的背景下,一起重溫《鏈接》一書,領略科學傢們在網絡科學伊始對鏈接泛在性、數據復雜性、規律普適性的認識和思考,對我們在大數據時代抓住機遇、迎接挑戰將大有裨益。
復雜性引領《鏈接》。從隨機宇宙到無尺度小世界,記錄著人類對復雜性認識的進步。復雜性蘊含於萬物之間的關聯關係中,體現為無序和有序的共存,反映在無處不在的無尺度和冪律上。鏈接既是刻畫復雜性的方式,又是認識復雜性的途徑。大數據的復雜性,同樣體現為數據之間的復雜關聯,正是這種復雜關聯使得數據復雜性隨著數據規模非綫性增長。因此,認識數據復雜性最終需要迴到理解和掌握數據之間的復雜關聯關係上。正如《鏈接》書中所言:在沿著還原論這條路飛奔時,我們撞上瞭復雜性這堵牆。網絡讓世界變得不同,鏈接是人類認識復雜性的腳手架。
普適性貫穿《鏈接》。規律的普適性是科學發展孜孜追求的目標,從亞裏士多德到伽利略,從哥白尼、開普勒到牛頓,從普朗剋到愛因斯坦,正是普適性引領科學一點點撥開復雜性的麵紗,一步步揭示復雜性背後簡單而深刻的規律。各個領域形形色色的網絡,呈現齣共有的無尺度、小世界和高聚團性;富者愈富和適者生存的簡單法則,支配著各個領域網絡的生長和演化;從微觀尺度的基因網絡到宏觀尺度的經濟網絡,無不蘊含著樞紐節點和層級結構。探求普適性規律,小處著手、大處普適,對於我們應對和處理規模不斷增長的大數據世界具有重要的藉鑒和指導意義。
計算蘊含於《鏈接》。自然界和人類社會不僅僅是一個靜態的客觀存在,更是一個具有自我計算能力的動態係統。蛋白質能夠快速地完成轉錄、鳥群能夠高速有序地飛行和有效地覓食、通過互聯網的通信而自動完成的寄生計算,這些無不在啓示我們自然界固有的計算模式。從計算的視角來看,計算是對復雜性所蘊含規律的一種實現,高效的計算需要找到有效而簡單的規律。每一種計算都體現著一種規律,簡單而深刻的規律對應著高效而簡潔的計算。尋找數據復雜性背後的固有規律,是我們有效處理和利用大數據的鑰匙,大數據時代的計算亟需探索大數據復雜性的普適規律。
溫故而知新,《鏈接》一書將帶我們迴顧人類對復雜性的探索曆程,領會網絡思維的啓迪,探尋數據復雜性的普適規律,為大數據時代的計算找迴那把迷失的鑰匙。
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