周日公开活动：大自然如何设计；新一期读书会：复杂网络与流动
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jake
Jul 12, 2013, 9:02:55 AM7/12/13
to swarm-...@googlegroups.com, swarmagents_ai, ci-entropy
时间:
- 07月21日 周日 15:00-18:00
地点: 北京 海淀区 北京 海淀区 海淀区学清路 768创意产业园B座 蕴味咖啡（公交“石板房”站，电话61199210）
费用: 20元(饮料费)
进入21世纪以来，人们逐渐认识到越来越多的复杂系统都可以抽象成点和线的数学——复杂网络。小世界、无标度、自相似、自组织……，这些耳熟能详的词汇充斥着大大小小的论文、书籍。然而，大自然是如何设计出各式各样的网络的呢？有没有普适的设计原理？
另一方面，河流网络、血管网络、城市街道、植物的经脉展现出了惊人的相似性，它们都是为了输运某种能量和物质而存在。很多研究已经表明，这些输运网络的确存在着某种“设计”目标。大自然或者遵循最小能量耗散原理，或者是最大流原理而塑造这些分叉输运轨道：流动会使得流动本身变得更加顺畅。
我们不禁要问：这种最优的设计原理是否也适用于更多的网络与流动呢？社交网络、投入产出网、国际贸易网、食物网、点击流网络是否也是大自然的最优设计的必然结果？本讲座并没有提供所有问题的答案，而是开启了一条偷窥上帝设计天书的门缝。
主要提纲：
一、网络——复杂系统的骨架
1、复杂网络历史一瞥
2、无标度与自相似
3、双曲空间中的网络生长
4、加速生长的几何图
二、流动中的自组织与最优化
1、流动输运网络
2、异速生长与Banavar模型
3、更多的最优化原理
三、未来的探索
主讲人：Jake，北京师范大学系统科学学院副教授，集智俱乐部创始人之一，个人主页：http://www.swarma.org/jake
P.S.本讲座是即将开展的新一期的集智俱乐部读书会：“复杂网络与流动读书会”的动员会（http://www.douban.com/event/19275152/），如果你觉得本次讲座并不尽兴，请到该读书会上进行深入地探讨。
另一方面，河流网络、血管网络、城市街道、植物的经脉展现出了惊人的相似性，它们都是为了输运某种能量和物质而存在。很多研究已经表明，这些输运网络的确存在着某种“设计”目标。大自然或者遵循最小能量耗散原理，或者是最大流原理而塑造这些分叉输运轨道：流动会使得流动本身变得更加顺畅。
我们不禁要问：这种最优的设计原理是否也适用于更多的网络与流动呢？社交网络、投入产出网、国际贸易网、食物网、点击流网络是否也是大自然的最优设计的必然结果？本讲座并没有提供所有问题的答案，而是开启了一条偷窥上帝设计天书的门缝。
主要提纲：
一、网络——复杂系统的骨架
1、复杂网络历史一瞥
2、无标度与自相似
3、双曲空间中的网络生长
4、加速生长的几何图
二、流动中的自组织与最优化
1、流动输运网络
2、异速生长与Banavar模型
3、更多的最优化原理
三、未来的探索
主讲人：Jake，北京师范大学系统科学学院副教授，集智俱乐部创始人之一，个人主页：http://www.swarma.org/jake
P.S.本讲座是即将开展的新一期的集智俱乐部读书会：“复杂网络与流动读书会”的动员会（http://www.douban.com/event/19275152/），如果你觉得本次讲座并不尽兴，请到该读书会上进行深入地探讨。
复杂网络与流动读书会
时间:
- 07月21日 周日 14:30-17:30
- 08月04日 周日 14:30-17:30
- 08月18日 周日 14:30-17:30
地点: 北京 海淀区 北京 海淀区 海淀区学清路 768创意产业园B座 蕴味咖啡（公交“石板房”站，电话61199210）
费用: 20元(饮料费)
目标：
关于复杂网络，特别是流量网络（加权有向网）的自组织原理的合作研究。希望通过本系列读书会能够合作产出若干篇能够发表在国际刊物上的论文。最终形成一本有关复杂流动通用规律的学术书籍。
缘起：
本人与计算士已经研究流量网络（加权有向网），包括食物网、国际贸易网、点击流网多年，但是大部分研究相对集中在刻画网络整体效率和鲁棒性这单一的层面。我感觉现在是时候进一步展开研究，开发出一条与传统的复杂网络（不考虑方向和权重）平行的研究线路——复杂流动的研究。因此，我们希望通过这次读书会招募一些靠谱的学者能够共同探索有关复杂网络与复杂流动之中的自组织规律。
我们期待下列两类人加入：
1、从事复杂网络、统计物理方面的研究人员；
2、对于复杂系统、复杂网络感兴趣的初学者、学生，愿意在我们的建议与帮助下从事相关科学研究工作(需要具备计算机编程基础)。
活动方式：
本读书会将采用读文章和科研共同进行的方法。通过前3次的活动，我们将确定一个科研小组的人选，之后大家分头完成自己的研究（包括算法的实现、实证研究、论文写作等环节），于是后面的读书会活动将主要是研究成果的交流与反馈。希望，能有3~6名核心成员加入构成我们的科研小组。
主题简介：
任何复杂系统都处在不断流动、演变的新陈代谢之中。吸入的能量或物质或信息通过系统内部的流量网络传遍全身，并最终排除体外。生态系统中的食物网、经济系统中的投入产出网、国际贸易网、互联网上的点击流网络（网页为节点、用户点击为流量边，网站本身作为新陈代谢主体，吸入人类的注意力流）、交通流网络都可以看作是这种广义的具有新陈代谢特征的流量网络。本读书会拟采用复杂网络的基本方法，探索这些广义新陈代谢系统、流系统中的普适规律。
读书会内容：
1、公开讲座：大自然如何设计？——探索网络、流动中的自组织规律
2、Review of Complex Network Studies ——回顾复杂网络的基本文献、基本概念，主要关注无标度网络和小世界性质
3、Flow networks -- Data, Patterns, Principles and Basic Tools —— 介绍有关流量网的基本数据，已有的规律和基本的描述探索工具（马尔科夫链、投入产出分析方法、生态流网络分析法、源-目标矩阵法）
4、Allometric scaling of flow networks, efficiency and robustness —— 介绍我们已有的工作，关于复杂流动网络的异速生长规律。
5、Community and hierarchy（回顾复杂网络中的社区结构的各种定义，讨论我们如何来定义流网络中的层次结构,这次为探索性质的讨论，我们需要凝结出一个能具体写文章的方向，具体做东西）
6、Distance, first passage time, and other flow statistics (这次主要讨论如何将复杂网络中的距离的概念平行移到流网络中，也可以直接形成写文章的方向）
7、Multiscale structure and Renormalization (以网络重正化为主要目标，讨论流网络重正化的意义与方法)
8、Network Growth （以双曲空间中的网络生长[5]这篇文章为主线，讨论网络生长中的实证与模型）
9、Directionality and objective function of network flows （讨论流网络一般的演化方向，如最大流或最大熵产生等）
参考文献：
[1] 张江：“流”的探索，http://www.swarmagents.cn/complex/complexsys/flow.htm （关于本研究方向的科普）
[2] Banavar et al.: Size and form in efficient transportation networks, Nature 399: 130-132, 1999 [http://www.swarmagents.cn/thesis/download.asp?address=doc%2Fjake%5F205%2Epdf&;type=1&id=206]
[3] Jiang Zhang,Liangpeng Guo: Scaling Behaviors of Weighted Food Webs as Energy Transportation Networks; Journal of Theoretical Biology 264 (2010) 760–770, [http://www.swarmagents.cn/thesis/doc/jake_285.pdf]
[4] Lingfei Wu,Jiang Zhang: The decentralized flow structure of clickstreams on the web; European Physics Journal B (2013) 86: 266, DOI: 10.1140/epjb/e2013-40132-2 [http://www.swarmagents.cn/thesis/download.asp?address=doc/jake_370.pdf&type=1&id=371]
[5] Pei-teng Shi,Jing-fei Luo,Peng-hao Wang, Jiang Zhang: Centralized Flow Structure of International Trade Networks for Different Products; International Conference on Management Science & Engineering, 2013.7 [http://www.swarmagents.cn/thesis/download.asp?address=doc/jake_369.pdf&type=1&id=370]
[6] Papadopoulos et al. Popularity versus similarity in growing networks, Nature 489, 537-540, 2012
[7] Dorogovtsev et al. Lectures on Complex Networks, Oxford University Press, 2010
[8] Albert and Barabasi: Statistical Mechanics of Complex Networks, Review of Morden Physics, 74, 47-540, 2002
[9] Song et al.: Self-similarity of complex networks, Nature 433, 392-395, 2005
[10] Newman: Communities, modules and large-scale structure in networks, Nature Physics 8, 25-31, 2012
关于复杂网络，特别是流量网络（加权有向网）的自组织原理的合作研究。希望通过本系列读书会能够合作产出若干篇能够发表在国际刊物上的论文。最终形成一本有关复杂流动通用规律的学术书籍。
缘起：
本人与计算士已经研究流量网络（加权有向网），包括食物网、国际贸易网、点击流网多年，但是大部分研究相对集中在刻画网络整体效率和鲁棒性这单一的层面。我感觉现在是时候进一步展开研究，开发出一条与传统的复杂网络（不考虑方向和权重）平行的研究线路——复杂流动的研究。因此，我们希望通过这次读书会招募一些靠谱的学者能够共同探索有关复杂网络与复杂流动之中的自组织规律。
我们期待下列两类人加入：
1、从事复杂网络、统计物理方面的研究人员；
2、对于复杂系统、复杂网络感兴趣的初学者、学生，愿意在我们的建议与帮助下从事相关科学研究工作(需要具备计算机编程基础)。
活动方式：
本读书会将采用读文章和科研共同进行的方法。通过前3次的活动，我们将确定一个科研小组的人选，之后大家分头完成自己的研究（包括算法的实现、实证研究、论文写作等环节），于是后面的读书会活动将主要是研究成果的交流与反馈。希望，能有3~6名核心成员加入构成我们的科研小组。
主题简介：
任何复杂系统都处在不断流动、演变的新陈代谢之中。吸入的能量或物质或信息通过系统内部的流量网络传遍全身，并最终排除体外。生态系统中的食物网、经济系统中的投入产出网、国际贸易网、互联网上的点击流网络（网页为节点、用户点击为流量边，网站本身作为新陈代谢主体，吸入人类的注意力流）、交通流网络都可以看作是这种广义的具有新陈代谢特征的流量网络。本读书会拟采用复杂网络的基本方法，探索这些广义新陈代谢系统、流系统中的普适规律。
读书会内容：
1、公开讲座：大自然如何设计？——探索网络、流动中的自组织规律
2、Review of Complex Network Studies ——回顾复杂网络的基本文献、基本概念，主要关注无标度网络和小世界性质
3、Flow networks -- Data, Patterns, Principles and Basic Tools —— 介绍有关流量网的基本数据，已有的规律和基本的描述探索工具（马尔科夫链、投入产出分析方法、生态流网络分析法、源-目标矩阵法）
4、Allometric scaling of flow networks, efficiency and robustness —— 介绍我们已有的工作，关于复杂流动网络的异速生长规律。
5、Community and hierarchy（回顾复杂网络中的社区结构的各种定义，讨论我们如何来定义流网络中的层次结构,这次为探索性质的讨论，我们需要凝结出一个能具体写文章的方向，具体做东西）
6、Distance, first passage time, and other flow statistics (这次主要讨论如何将复杂网络中的距离的概念平行移到流网络中，也可以直接形成写文章的方向）
7、Multiscale structure and Renormalization (以网络重正化为主要目标，讨论流网络重正化的意义与方法)
8、Network Growth （以双曲空间中的网络生长[5]这篇文章为主线，讨论网络生长中的实证与模型）
9、Directionality and objective function of network flows （讨论流网络一般的演化方向，如最大流或最大熵产生等）
参考文献：
[1] 张江：“流”的探索，http://www.swarmagents.cn/complex/complexsys/flow.htm （关于本研究方向的科普）
[2] Banavar et al.: Size and form in efficient transportation networks, Nature 399: 130-132, 1999 [http://www.swarmagents.cn/thesis/download.asp?address=doc%2Fjake%5F205%2Epdf&;type=1&id=206]
[3] Jiang Zhang,Liangpeng Guo: Scaling Behaviors of Weighted Food Webs as Energy Transportation Networks; Journal of Theoretical Biology 264 (2010) 760–770, [http://www.swarmagents.cn/thesis/doc/jake_285.pdf]
[4] Lingfei Wu,Jiang Zhang: The decentralized flow structure of clickstreams on the web; European Physics Journal B (2013) 86: 266, DOI: 10.1140/epjb/e2013-40132-2 [http://www.swarmagents.cn/thesis/download.asp?address=doc/jake_370.pdf&type=1&id=371]
[5] Pei-teng Shi,Jing-fei Luo,Peng-hao Wang, Jiang Zhang: Centralized Flow Structure of International Trade Networks for Different Products; International Conference on Management Science & Engineering, 2013.7 [http://www.swarmagents.cn/thesis/download.asp?address=doc/jake_369.pdf&type=1&id=370]
[6] Papadopoulos et al. Popularity versus similarity in growing networks, Nature 489, 537-540, 2012
[7] Dorogovtsev et al. Lectures on Complex Networks, Oxford University Press, 2010
[8] Albert and Barabasi: Statistical Mechanics of Complex Networks, Review of Morden Physics, 74, 47-540, 2002
[9] Song et al.: Self-similarity of complex networks, Nature 433, 392-395, 2005
[10] Newman: Communities, modules and large-scale structure in networks, Nature Physics 8, 25-31, 2012
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