复杂网络理论入门：历史、概念与应用

复杂网络理论-绪论-同济大学 复杂网络理论是近年来备受关注的领域，它主要研究各种现实世界中的网络结构，如水利网、航海网到现代社会的信息网、通信网等，这些网络展现出的复杂性和相互作用引发了广泛的学术兴趣。该理论的发展可以分为三个主要时期： 1. 规则网络理论阶段（早期）：这一阶段起始于20世纪70至80年代，随着非线性科学和复杂性问题研究的兴起，图论和拓扑学的应用数学工具为规则网络提供了坚实的理论基础。规则网络理论强调网络结构的明确规则和模式，通过数学模型分析网络的性质。 2. 复杂网络理论发展阶段：进入90年代，人类生活日益被各种复杂网络包围，比如社交网络、经济网络等。这一时期的研究开始关注网络的演化规律和动力学特性，以及如何从网络角度来理解和解决现实世界中的问题，如Google的PageRank算法就是这一阶段复杂网络理论应用的标志性成果。 3. 当代复杂网络科学：21世纪，随着生命科学、信息技术和全球化的发展，复杂网络现象愈发显著，包括疾病传播、金融危机、城市拥堵等。复杂网络科学不仅探讨网络的定性特征，还寻求定量规律，推动了不同学科间的交叉研究，对科学和社会进步产生了深远影响。 同济大学电子信息与工程学院的博士生课程——《复杂网络理论及应用》由赵晓群教授担任主讲，他强调了复杂网络研究的重要性，如网络对揭示网络拓扑结构、探索网络动力学和挖掘潜在应用价值的作用。课程教材推荐《复杂网络基础理论》一书，由郭世泽和陆泽明编著，科学出版社出版。通过学习，学生将能够理解网络科学的历史背景，掌握基本的图论概念，以及复杂网络的研究内容和方法，从而为解决实际问题提供理论支持。 在本章绪论中，作者列举了一系列日常生活中的例子，展示了复杂网络理论在各个领域的应用潜力，从计算机病毒传播到生物系统的运行机制，再到人类社会的行为模式。这些例子突显了复杂网络研究对于理解世界的革命性意义，以及对科学研究和社会发展的重要作用。因此，学习和研究复杂网络理论不仅是理论探究，更是解决现实世界问题的关键工具。