我们说,所有生物和自然环境的有机结合,形成了自然界。而这种不停拆分的方法解释不了各个部分之间的有机结合。人们终于承认,我们对于复杂事物的认知还有很严重的欠缺,需要其他理论来加以解释。而这个理论,就是关于复杂网络的理论。因为复杂网络的提出,人们终于摆脱了原有理论的束缚,开始了对复杂事物的真正探索。
为什么我们要重温《链接》这部作品呢?因为它是复杂网络研究的一个起点,不仅扭转了人们过去对复杂事物的研究方向,而且对后来的影响还特别深远。我们站在今天人工智能和大数据时代的背景下审视它,会发现如今很多大家习以为常的观点是那时刚刚建立起来的,对于当时的人具有很强的颠覆性,很多理论在此后一再得到验证,直到今天对我们还有很大的启发。可以说,这本书奠定了人们对复杂网络的认识基础,而网络科学这些年的发展,都和《链接》这本书有着千丝万缕的联系。重温《链接》,就是带你一起回顾网络的发展:它是怎么形成的,它长什么样子,它又是怎么进化的。这本书会教你用网络的视角去看待自然界、人类社会乃至整个世界。
在《链接》这本书里,作者揭示了复杂网络的起源——从随机网络到无尺度网络。复杂性蕴含于万物之间的链接,我们看到在网络中,表面的无序和深层的有序共存。网络普遍具有先发优势、适者生存、健壮和脆弱并存的特点,枢纽节点和层级结构在各种网络中广泛地存在。这些复杂网络的规律,正是我们今天高效利用大数据,进而发展人工智能的一把钥匙。
这本书的作者艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西,你可能并没有听说过,但是在当今的科学界,他可以说是一位巨星。科学界里有一个衡量科学家牛不牛的指数,叫h指数。什么意思呢?就是说如果你有50篇论文,每一篇都被别人引用过至少50次,那你的h指数就是50;类似的,如果你有70篇都被人引用过至少70次,h指数就是70。被引用的篇数和次数同步增多,说明这个人论文的影响力越大,他在学术圈的地位就越高。
h指数能比较准确地反映一个科学家的学术成就。我们说几个数字大家就明白了:美国大学里的物理学家想要成为副教授,h指数要达到10到12,正教授要达到18左右。最近20年得过诺贝尔奖的物理学家,他们h指数的平均值是41。我们中国人都很熟悉的霍金,他的h指数是62。而《链接》这本书的作者巴拉巴西,他的h指数是多少呢?达到了惊人的97。他的论文被引用过的总次数,更是有10万次之多。可以说是一位大神级的人物。
《黑天鹅》的作者,纳西姆?塔勒布是这么评价他的:“世界上只有少数几个人,能够一眼洞见经验现实背后的深刻意义,巴拉巴西就是其中之一。”也正因为他在复杂网络研究方面的卓越贡献,他是诺贝尔物理学奖获奖呼声最高的一位候选者。
介绍完这本书的基本情况和作者概况,那么下面,我就来为你详细讲述书中的内容。这本书主要讲述了三个重点内容:第一个重点,是复杂网络的起源,人们对复杂网络的认识从随机网络过渡到无尺度网络模型。链接无处不在,无序和有序共存;第二个重点,是复杂网络的共有特点:包括先发优势、适者生存、健壮性与脆弱性并存,枢纽节点和层级结构在各种网络中广泛地存在;第三个重点,是我们站在今天的角度怎么看待复杂网络的发展变化,和它永恒不变的内核。为什么说复杂网络是树根,大数据是树干,人工智能是树叶?
第一部分
在过去,人们认为网络都是随机形成的,把这些网络都叫作随机网络。比方说一场酒会有100个人,他们一开始互不相识,是孤立的100个节点,但是当酒会结束的时候,这100人已经形成了一个复杂网络。每个人都会认识几个人,但是从进门到出门,每个人都不知道自己会认识谁,会认识几个人,所有节点之间的链接都是不确定的。这就是一个随机网络的形成过程。作者指出,这种随机网络的形成速度可以非常快,门槛也非常低。在这个例子里,只要每个人认识至少一个人,不出半个小时,这100个人就能全部链接起来。
在现实生活中,我们每个人都认识不止一个人,所以我们之间的链接就更加紧密了。由此产生了一个非常著名的理论,叫作六度分隔。你和这世界上任何一个人之间,最多通过6个人就能搭上关系。即便你想认识美国总统也是如此。用随机网络来解释,如果每个人认识100个人,那么通过6个中间人,我能搭上关系的人理论上有多少呢?1万亿人,是地球人口的140倍。这就是随机网络的力量。可以说,链接无处不在。你从任何一个网页出发,平均只需要19次点击,就能跳转到另外任何一个网页。自然界里也是一样,在食物链网络中,任何两个物种之间的平均间隔只有2个物种。因此六度分隔和类似的现象,在生活中确实非常常见。
在随机网络的基础上,作者进一步提出了“枢纽节点”这一概念和无尺度网络模型。什么是枢纽节点?就是在一个网络中比其他节点拥有更多链接的节点,在人类社会中,枢纽节点就是那些社交面非常广、朋友非常多的人。
现实生活中的网络不是像随机网络那样均匀分布的:比如一场酒会下来,有的人新认识了百八十人,有的人只认识了两三个人。再比如有些善于交际的人,微信好友有几千人,有些爷爷奶奶的微信好友只有家里的几口人。一个网络的结构,主要是枢纽节点在支配和起作用。我们人类社会