方錦清

（中國(guó)原子能科學(xué)研究院，北京102413）

《2014年第十屆中國(guó)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)論壇》學(xué)術(shù)盛典［1］已于2014年4月9—11日在中國(guó)科學(xué)院北京基礎(chǔ)園區(qū)成功舉行。論壇的主題是“回顧過(guò)去，展望未來(lái)”，宗旨和目標(biāo)是：回顧過(guò)去，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)信心，面對(duì)挑戰(zhàn)，共聚智慧，團(tuán)結(jié)合作，動(dòng)員我國(guó)廣大科技工作者，快馬加鞭，攻堅(jiān)克難，勇攀高峰，再鑄輝煌。本次論壇實(shí)際參加的國(guó)內(nèi)外單位約80多家，總?cè)藬?shù)達(dá)到300人，圖1為開(kāi)幕式集體合影，這是繼第八屆論壇（500人）之后的又一次學(xué)術(shù)盛會(huì)。在論壇上，不僅回顧了中國(guó)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)論壇十年（2004—2014年）的發(fā)展歷程，而且廣泛交流了中國(guó)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)論壇十年的主要進(jìn)展和成果，展望未來(lái)面臨的挑戰(zhàn)性課題。十年來(lái)，論壇一向秉承的理念是：創(chuàng)辦獨(dú)具特色的中國(guó)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)論壇，堅(jiān)持的方針是：“青年主力，專(zhuān)家引領(lǐng)；專(zhuān)題為主，突出創(chuàng)新；雙百方針，開(kāi)拓進(jìn)取?！币岳钣灼?、李德毅和歐陽(yáng)頎等兩院院士為代表的一批知名專(zhuān)家教授、青年學(xué)者和高校師生蒞臨本屆論壇，他們發(fā)揮了重要作用。

圖1 第十屆中國(guó)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)論壇開(kāi)幕式集體合影Fig.1 The 10th China network science group photo after the opening ceremony

1 中國(guó)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的創(chuàng)新性進(jìn)展

1.1 獨(dú)特的超小世界網(wǎng)絡(luò)

為了實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、廣播網(wǎng)和電信網(wǎng)的“三網(wǎng)融合”的中國(guó)網(wǎng)絡(luò)夢(mèng)，以李幼平院士為首的中國(guó)工程院信息學(xué)部咨詢(xún)小組［2］提出由無(wú)線(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)實(shí)施D＜3的超小世界網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)圖2）。他們研究發(fā)現(xiàn)：引入“內(nèi)容自尋讀者”的主動(dòng)服務(wù)機(jī)制后，進(jìn)一步提出由無(wú)線(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)實(shí)施最小路徑半徑D＜3的超小世界網(wǎng)絡(luò)，這樣達(dá)到“無(wú)限網(wǎng)頁(yè)借《有限話(huà)題》與無(wú)限網(wǎng)民無(wú)縫對(duì)接”。這個(gè)創(chuàng)新科研成果將為中國(guó)政府實(shí)現(xiàn)營(yíng)造“國(guó)家公共文化服務(wù)體系”的泛在廣播、用好管好互聯(lián)網(wǎng)提供具有中國(guó)特色的超小世界網(wǎng)絡(luò)。

同時(shí)，李幼平還帶領(lǐng)東南大學(xué)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研究中心提出保障網(wǎng)絡(luò)安全可信的新思路和具體方案。他們提倡由無(wú)線(xiàn)技術(shù)主導(dǎo)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新，建立主次結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的雙結(jié)構(gòu)未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)（見(jiàn)表1），實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)頁(yè)自尋網(wǎng)民”的互聯(lián)網(wǎng)文化大數(shù)據(jù)共享新機(jī)制，這種新機(jī)制不但能大比例地分擔(dān)核心網(wǎng)的共享類(lèi)流量，而且有望從國(guó)家層面找到保證公共內(nèi)容安全的有效措施，解決“國(guó)家依法管理內(nèi)容”的世界性難題。

圖2 李幼平院士代表6位院士報(bào)告中國(guó)院士的網(wǎng)絡(luò)中國(guó)夢(mèng)Fig.2 Academician Li Youping on behalf of the six academicians reports network member of China the Chinese dream

表1 相異相成的雙節(jié)棍互聯(lián)網(wǎng)Tab.1 Phase non－synchronous into the dual structure of the internet

互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的安全性與可信性一直是全球共同關(guān)注的研究課題。對(duì)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容完全不管不控，會(huì)給社會(huì)帶來(lái)巨大的負(fù)面效應(yīng)。然而，追求完整意義的全管全控既無(wú)可能，也沒(méi)有必要。在雙結(jié)構(gòu)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中，國(guó)家可以用統(tǒng)一內(nèi)容標(biāo)簽格式通過(guò)衛(wèi)星分發(fā)內(nèi)容的哈希指紋。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)是一種難以施加攻擊的非開(kāi)放的物理信道，有了國(guó)家注冊(cè)機(jī)構(gòu)衛(wèi)星發(fā)放的哈希指紋，任何地點(diǎn)上的任何終端，都有可能在域名和路由均不可信的情況下，直接判斷公共內(nèi)容的真?zhèn)?，保護(hù)公共內(nèi)容的安全。雖然可以借助哈希指紋有效遏制內(nèi)容的虛假性，但仍然難以解決單項(xiàng)內(nèi)容片面性帶來(lái)的不可信問(wèn)題。李幼平受“不確定原理”的啟發(fā)，迸發(fā)靈感：要獲得可信的準(zhǔn)確結(jié)果，只能利用統(tǒng)計(jì)計(jì)算去關(guān)聯(lián)更多的獨(dú)立采樣；要解決可信問(wèn)題，就需要關(guān)聯(lián)大量網(wǎng)頁(yè)，并運(yùn)用錢(qián)學(xué)森、戴汝為兩位前輩提出的綜合集成理論。運(yùn)用該理論，把網(wǎng)絡(luò)看成是通過(guò)民主討論求索真理的“研討廳”，它不強(qiáng)調(diào)立即提供可信答案，而在專(zhuān)業(yè)人上疏理下，經(jīng)歷一段時(shí)間的開(kāi)放式研討，去獲取用戶(hù)認(rèn)可的合理答案。內(nèi)容存儲(chǔ)被視為一種積分環(huán)節(jié)，隨著更多網(wǎng)頁(yè)的加入，反映事物表象的非本質(zhì)信息將隨時(shí)間逐漸湮滅。依靠時(shí)空淀積“化片面為全面”的處理，形成保障網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容可信性的“厚積薄發(fā)”新思路。

1.2 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的指揮與協(xié)同機(jī)理

國(guó)防大學(xué)胡曉峰教授與他們團(tuán)隊(duì)［3］首次創(chuàng)新性研制成功《我國(guó)首個(gè)戰(zhàn)略戰(zhàn)役兵棋系統(tǒng)》，闡明了戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)是“體系的體系”，即“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。建模及其具體在戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用，涉及作戰(zhàn)體系、國(guó)家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施體系、社會(huì)群體體系等諸多不同的體系，以及連接它們的信息網(wǎng)絡(luò)體系，涉及物理域、信息域和認(rèn)知域等多個(gè)領(lǐng)域空間?？缬蜃鲬?zhàn)體系成為信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的主要研究對(duì)象，考察和研究作戰(zhàn)體系在多域空間的對(duì)抗是十分重要的。以信息為主導(dǎo)、以網(wǎng)絡(luò)為中心的信息化戰(zhàn)爭(zhēng)，使作戰(zhàn)體系內(nèi)部之間的關(guān)聯(lián)更緊密，相互作用更強(qiáng)，體系對(duì)抗整體性效果更為突出，這種以信息網(wǎng)絡(luò)為中心的聯(lián)合，比以往更加強(qiáng)調(diào)整體效能的發(fā)揮，“指揮”和“協(xié)同”成為影響作戰(zhàn)體系整體效能發(fā)揮的關(guān)鍵。信息時(shí)代的體系作戰(zhàn)無(wú)限放大了戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜性，對(duì)揭示戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜性和體系作戰(zhàn)規(guī)律的需求日益強(qiáng)烈。然而，傳統(tǒng)的以戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)踐和歷史總結(jié)為主的研究方法，在對(duì)作戰(zhàn)體系復(fù)雜性分析中正面臨三個(gè)挑戰(zhàn)：一是體系作戰(zhàn)的規(guī)模龐大，體系性質(zhì)不具可加性，僅僅分析局部不可能得到整體性結(jié)果，如何對(duì)其進(jìn)行整體性分析；二是作戰(zhàn)體系的組分之間交互復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化，具有自適應(yīng)、自組織、因果關(guān)系不明確、結(jié)果不唯一等性質(zhì)，如何反映其復(fù)雜性特點(diǎn)；三是體系對(duì)抗是由指揮員所主導(dǎo)的，其本質(zhì)是人與人之間的對(duì)抗，而人是有“自由意志”的，如何納入對(duì)人的因素分析。面對(duì)3個(gè)挑戰(zhàn)，僅靠“分解還原”認(rèn)識(shí)世界的方法顯然已難以揭示信息時(shí)代體系對(duì)抗的復(fù)雜性特點(diǎn)。

分析體系作戰(zhàn)過(guò)程中的指揮和協(xié)同效果關(guān)鍵是，對(duì)如下兩個(gè)問(wèn)題找到相應(yīng)的分析方法。一是如何對(duì)“體系的體系”——作戰(zhàn)體系進(jìn)行建模，建立起包括通信網(wǎng)、指控網(wǎng)、傳感網(wǎng)等不同網(wǎng)絡(luò)及其相互關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)模型；二是以何種角度對(duì)體系作戰(zhàn)中指揮和協(xié)同進(jìn)行評(píng)估，從作戰(zhàn)效能上講，就是作戰(zhàn)體系的協(xié)同效果如何度量，重點(diǎn)是如何對(duì)不同作戰(zhàn)行動(dòng)之間協(xié)調(diào)性進(jìn)行度量。為此，他們從復(fù)雜性科學(xué)視角，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)科學(xué)開(kāi)創(chuàng)的研究范式—基于數(shù)據(jù)的復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，以嶄新的視角和研究手段，對(duì)體系作戰(zhàn)中的指揮與協(xié)同效果進(jìn)行研究。一方面，采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模方法刻畫(huà)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)體系對(duì)抗的整體性及復(fù)雜性特點(diǎn)；另一方面，對(duì)有人參與的指揮對(duì)抗演習(xí)過(guò)程中生成的仿真大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找到影響作戰(zhàn)體系演化的要素之間的關(guān)系，甚至探尋更深層次的在人的指揮行為干預(yù)下的作戰(zhàn)體系演化原因。

通過(guò)深入分析了信息化條件下體系作戰(zhàn)的特點(diǎn)，他們采用超網(wǎng)絡(luò)建模的方法，描述了包含交戰(zhàn)網(wǎng)、信息網(wǎng)、指揮網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)的體系作戰(zhàn)超網(wǎng)絡(luò)模型，該模型既可支持單獨(dú)研究多域單層網(wǎng)絡(luò)的演化規(guī)律，也可根據(jù)超邊、作戰(zhàn)環(huán)來(lái)研究跨網(wǎng)、跨域的作戰(zhàn)過(guò)程。研究了利用體系作戰(zhàn)超網(wǎng)模型的超邊構(gòu)建，和提取指揮人員按照觀察、判斷、決策、行動(dòng)（OODA）的作戰(zhàn)環(huán)方法，并建立基本作戰(zhàn)環(huán)的作戰(zhàn)體系同步模型，該模型通過(guò)定義并分析作戰(zhàn)環(huán)的同步程度，來(lái)度量體系作戰(zhàn)的同步能力和體系作戰(zhàn)的協(xié)同效果。基于上述建模研究的成果，利用真實(shí)指揮員參加的聯(lián)合作戰(zhàn)體系對(duì)抗推演產(chǎn)生的仿真數(shù)據(jù)，進(jìn)行了體系作戰(zhàn)同步能力的實(shí)例分析，分析結(jié)果表明，3個(gè)階段的同步能力及演化特點(diǎn)，可以較好體現(xiàn)和解釋各階段所擔(dān)負(fù)的作戰(zhàn)任務(wù)及作戰(zhàn)特點(diǎn)，從而驗(yàn)證了他們所研究的建模方法及分析方法的合理性與可行性。

1.3 合成生物網(wǎng)絡(luò)工程

所謂合成生物學(xué)是指，人們將“基因”連接成網(wǎng)絡(luò)，讓細(xì)胞來(lái)完成設(shè)計(jì)人員設(shè)想的各種任務(wù)。該課題是生物物理、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)與工程、非線(xiàn)性科學(xué)等多學(xué)科交叉的一個(gè)嶄新方向。合成生物學(xué)與系統(tǒng)遺傳學(xué)在21世紀(jì)將帶來(lái)系統(tǒng)醫(yī)學(xué)與生物工業(yè)革命。

歐陽(yáng)頎院士［4］介紹了他們課題組的研究工作和實(shí)際案例，例如，基于生物功能模塊的邏輯電路設(shè)計(jì)，以及基于非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩種策略構(gòu)筑的具有預(yù)期功能的人造生物系統(tǒng)。最后分析了當(dāng)前合成生物學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究存在的問(wèn)題，并對(duì)于合成生物學(xué)發(fā)展的前景進(jìn)行了展望。他特別指出，合成生物學(xué)是一個(gè)多學(xué)科交叉才能夠有所突破且可能改變?nèi)祟?lèi)的生產(chǎn)和生活方式的科學(xué)領(lǐng)域，但當(dāng)前其研究還處于初始階段，需要研究者擯棄急功近利的雜念，潛心觀察和思考，才可能真正做出有意義的、原創(chuàng)性的科學(xué)成果。歐陽(yáng)頎結(jié)合他跨學(xué)科的學(xué)習(xí)和研究經(jīng)歷，特別強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究需要深入挖掘科學(xué)問(wèn)題，需要學(xué)科間的交叉融合來(lái)探索解決問(wèn)題之道，更需要長(zhǎng)期不懈的努力獲得科學(xué)上的新知并以知識(shí)創(chuàng)新推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。

1.4 探討大數(shù)據(jù)時(shí)代的認(rèn)知計(jì)算

中國(guó)工程院院士李德毅［5］分析了認(rèn)知究竟可不可以計(jì)算，并闡述了大數(shù)據(jù)時(shí)代、移動(dòng)時(shí)代，認(rèn)知計(jì)算應(yīng)該何去何從。人類(lèi)對(duì)認(rèn)知問(wèn)題不能全部完整統(tǒng)一的形式化，這是認(rèn)知科學(xué)要做的事。我們認(rèn)知計(jì)算可以讓成千上萬(wàn)的小眾，甚至千千萬(wàn)萬(wàn)在特定情況下的認(rèn)知可以局部形式化。那么，大數(shù)據(jù)時(shí)代的認(rèn)知計(jì)算是否正在逼近認(rèn)知科學(xué)呢？他認(rèn)為，以人為本的認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)了，大數(shù)據(jù)時(shí)代小世界網(wǎng)絡(luò)與認(rèn)知計(jì)算的實(shí)踐，正在倒逼認(rèn)知科學(xué)前行，包括兩個(gè)切入點(diǎn)：文字、文明和傳承以及人類(lèi)認(rèn)知度社會(huì)屬性。既然中國(guó)自動(dòng)駕駛汽車(chē)等已經(jīng)多次成功上路測(cè)試，未來(lái)人機(jī)交互的發(fā)展前景不可限量。至少成千上萬(wàn)甚至更多的特定情境下的認(rèn)知可以局部的形式化。大數(shù)據(jù)時(shí)代面臨認(rèn)知科學(xué)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的挑戰(zhàn)，它們之間的關(guān)系和應(yīng)用前景都值得進(jìn)一步探討。

1.5 關(guān)注復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的控制性與能觀性

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的可控性與能控性已經(jīng)成為近年國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的研究熱點(diǎn)。控制復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是研究復(fù)雜系統(tǒng)的最終目標(biāo)。目前，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制理論研究仍處于起步階段，有很多重要的有待解決的問(wèn)題。陳關(guān)榮、王文旭、汪秉宏、李翔等教授［6－8］就這個(gè)課題進(jìn)行了系統(tǒng)綜述，并介紹了國(guó)內(nèi)外的最新進(jìn)展、自己的研究成果和今后的發(fā)展方向。例如，中國(guó)學(xué)者在系統(tǒng)重構(gòu)和預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用結(jié)構(gòu)和嚴(yán)格可控性理論、切換控制理論、可控性分解和組合優(yōu)化等方法，研究節(jié)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)的耦合、單節(jié)點(diǎn)控制范圍和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制等問(wèn)題，并應(yīng)用于實(shí)際復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的控制。例如北京師范大學(xué)王文旭課題組于2013年9月12日，在《Nature Communications》上發(fā)表了題為“Exact controllability of complex network”的論文，他們通過(guò)結(jié)合控制論中的PBH可控性判別定理和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的理論和方法，提出了基于網(wǎng)絡(luò)鏈接矩陣特征值重?cái)?shù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格可控性判據(jù)。該方法極大地推廣了已有的可控性判別方法，適用于任何網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并能給出精確的可控性。該研究工作優(yōu)美地處理了網(wǎng)絡(luò)可控性問(wèn)題，它將會(huì)在系統(tǒng)科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)、生物系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、社會(huì)科學(xué)等廣泛的科研領(lǐng)域帶動(dòng)一系列的相關(guān)科學(xué)研究。該方法比Liu等人2011提出的結(jié)構(gòu)可控性方法有更大的適用范圍并且能夠給出更加精確的結(jié)果，而且在特殊條件下，嚴(yán)格可控性可以退化為結(jié)構(gòu)可控性，嚴(yán)格可控性判據(jù)有重要的理論價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

1.6 探索癌癥動(dòng)力學(xué)新理論

上海交通大學(xué)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究院敖平教授的課題組［9］主要研究領(lǐng)域涉及疾病有關(guān)的代謝過(guò)程，癌癥發(fā)生、發(fā)展的內(nèi)源性癌癥網(wǎng)絡(luò)等，敖平教授的研究集中于系統(tǒng)生物學(xué)中的計(jì)算方法和基礎(chǔ)理論框架的建立，主要包括噬菌體、遺傳開(kāi)關(guān)的穩(wěn)定性以及生物網(wǎng)絡(luò)中可靠性和穩(wěn)定性的隨機(jī)統(tǒng)計(jì)方法。他為首的課題組開(kāi)創(chuàng)了隨機(jī)動(dòng)力學(xué)方程組的特解方法，并利用這一方法的優(yōu)勢(shì)，第一次將Darwin－Wallace進(jìn)化動(dòng)力學(xué)融入了具備一致性和簡(jiǎn)明性特點(diǎn)的數(shù)學(xué)框架中，并以此澄清了R.A.Fisher的自然選擇基本理論與S.Wrights的適應(yīng)性理論之間的悖論。敖平教授的研究思想標(biāo)新立異，講述了物理中動(dòng)力學(xué)在生物中的切合應(yīng)用，他以癌癥為切入點(diǎn)，為一種癌癥建立內(nèi)源性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，加入其它組學(xué)數(shù)據(jù)和生物知識(shí)，能很好地去預(yù)測(cè)其它癌癥的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。這對(duì)于從事相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和研究有著重要的啟發(fā)作用。預(yù)計(jì)將產(chǎn)生新的理論框架，并已取得了一定進(jìn)展，具有應(yīng)用潛力。

1.7 網(wǎng)絡(luò)科學(xué)相關(guān)的動(dòng)態(tài)信息理論

信息理論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)都是網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的理論基礎(chǔ)之一。迄今主要有Shannon等人建立的統(tǒng)計(jì)信息理論，或簡(jiǎn)稱(chēng)Shannon信息理論。但是，這個(gè)理論是靜態(tài)的或平衡態(tài)的，與時(shí)空過(guò)程無(wú)關(guān)。物理學(xué)和數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史表明，靜態(tài)理論之后通?？倳?huì)出現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)態(tài)理論，實(shí)際上，信息過(guò)程如信息傳遞過(guò)程，它本身就是隨時(shí)空變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。近十年來(lái)，北京理工大學(xué)邢修三教授［10］將現(xiàn)有靜態(tài)統(tǒng)計(jì)信息理論拓展至動(dòng)態(tài)過(guò)程，建立了以表述動(dòng)態(tài)信息演化規(guī)律的動(dòng)態(tài)信息演化方程為核心的動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)信息理論。這次他報(bào)告了“從動(dòng)態(tài)信息理論到物理學(xué)規(guī)律的信息表述”，解答了幾個(gè)問(wèn)題：動(dòng)態(tài)信息演化方程是什么形式？如何建立？可否由它導(dǎo)出其它各主要結(jié)果？物理學(xué)規(guī)律，通常由物理方程表述，它們是否亦可由信息方程表述？若能，這些方程又是什么形式？信息流如何定量表述？它和力有何相似性和相關(guān)性？動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)退化和進(jìn)化可否統(tǒng)一由信息定量表述？如何表述？后3個(gè)問(wèn)題可以由動(dòng)態(tài)信息演化方程統(tǒng)一推導(dǎo)和解答?；诳砂褎?dòng)力學(xué)系統(tǒng)的態(tài)變量看成信息符號(hào)和動(dòng)態(tài)信息定義的結(jié)合，他推導(dǎo)出動(dòng)態(tài)信息演化方程。由這個(gè)演化方程可導(dǎo)出各有關(guān)主要結(jié)果、包括物理學(xué)規(guī)律的信息表述。這些結(jié)果將有助于理解和深入探索復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上時(shí)空動(dòng)態(tài)的信息傳輸過(guò)程。自然更涉及如何結(jié)合相互作用和相互關(guān)聯(lián)“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”的信息傳輸過(guò)程，已經(jīng)與網(wǎng)絡(luò)可控性和能觀性相關(guān)的問(wèn)題。其實(shí)，在信息論中面臨著一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在一個(gè)或多個(gè)源頭（信息源、污染源或干擾源等）時(shí)，能否通過(guò)有限的信息量來(lái)反推出信源的位置和演化特點(diǎn)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中存在一個(gè)相似問(wèn)題是：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模大到無(wú)法完全了解和掌握時(shí)，是否能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的能觀性來(lái)反推出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

1.8 重視和關(guān)注社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的研究

在大數(shù)據(jù)時(shí)代社會(huì)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外一大研究熱點(diǎn)，本次論壇關(guān)注多方面社會(huì)網(wǎng)絡(luò)課題研究［11－15］，例如：在線(xiàn)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論和若干關(guān)鍵技術(shù)研究，在線(xiàn)社會(huì)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的分析與挖掘，開(kāi)源社區(qū)中開(kāi)發(fā)者社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，國(guó)內(nèi)外交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)同決策的匹配方法，網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù)與空間數(shù)據(jù)挖掘，如何整合網(wǎng)上與網(wǎng)下研究，人類(lèi)行為動(dòng)力學(xué)和群體移動(dòng)的預(yù)測(cè)，全球海運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的演化結(jié)構(gòu)，基于對(duì)稱(chēng)二值矩陣分解模型的網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)探測(cè)算法，社交網(wǎng)絡(luò)主體的價(jià)值觀發(fā)現(xiàn)與挖掘，基于Twitter的時(shí)效網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間關(guān)聯(lián)人類(lèi)遷移率的在線(xiàn)和非在線(xiàn)的非馬爾可夫特性等。

巴西利亞大學(xué)計(jì)算機(jī)系李偉鋼副教授［14］研究了航空交通協(xié)同決策方法。協(xié)同決策（Collaborative Decision Making－CDM）是近十余年來(lái)在航空交通流量管理領(lǐng)域在理論研究、工程建設(shè)、信息支持和實(shí)時(shí)管制等方面發(fā)展起來(lái)的最新技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)用，集中體現(xiàn)了提高航空交通效率、保障航空管制安全、增加航空公司和機(jī)場(chǎng)管理者參與決策的先進(jìn)理念。報(bào)告綜述了歐美、中國(guó)和巴西等機(jī)場(chǎng)協(xié)同決策（CDM）的基本情況。重點(diǎn)介紹了Junior等應(yīng)用博弈論匹配方法開(kāi)發(fā)的DA－CDM模型。該項(xiàng)工作的核心在于修正經(jīng)典CDM模型的壓縮算法，提出延遲接受決策算法，用以解決包含航管機(jī)構(gòu)、航空公司和機(jī)場(chǎng)管理3個(gè)智能體共同參與的機(jī)場(chǎng)協(xié)同決策問(wèn)題。指出傳統(tǒng)協(xié)同決策局限于航管部門(mén)和航空公司參與的問(wèn)題，介紹新近引入機(jī)場(chǎng)管理者參與決策的解決方案，進(jìn)一步分析了基于博弈理論的匹配技術(shù)，以及建立三方面協(xié)同決策的匹配模型和延遲接受算法（Deferred Acceptance CDM）等最新研究進(jìn)展。由于地面延誤程序是一個(gè)受動(dòng)態(tài)在線(xiàn)控制屬性和時(shí)隙資源有限共同影響的復(fù)雜過(guò)程，因此，雙邊匹配市場(chǎng)機(jī)制在解決機(jī)場(chǎng)協(xié)同決策中航班時(shí)隙分配問(wèn)題中就顯示出良好的適用性。該模型同時(shí)也包括新的決策參與者，例如關(guān)注應(yīng)用了地面延誤程序并制定嚴(yán)格管制措施的機(jī)場(chǎng)管理者。

1.9 基于廣義外同步的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)識(shí)別

現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)往往是未知或部分未知的，因此如何從檢測(cè)到的節(jié)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)變量反演網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥R(shí)別問(wèn)題成為網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的一個(gè)重要課題，它具有廣泛的實(shí)際背景。由于難度大，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)識(shí)別成為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究中一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，近幾年引起了國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的關(guān)注。武漢大學(xué)陸君安課題組［8］七、八年前就開(kāi)展該課題的研究，在2007，2008年較早提出基于自適應(yīng)同步的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別模型和方法，提出了同時(shí)識(shí)別系統(tǒng)未知參數(shù)和未知的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自適應(yīng)方法，指出了分別與節(jié)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)和與耦合動(dòng)力學(xué)有關(guān)的兩簇函數(shù)組在同步流形上的線(xiàn)性無(wú)關(guān)性，是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別的必要條件。還提出同步阻礙拓?fù)渥R(shí)別的概念，成為研究網(wǎng)絡(luò)識(shí)別的一種共識(shí)。在算法上，他們還引入了優(yōu)化方法，提高識(shí)別效率且減少控制成本。他們提出的基于優(yōu)化控制的結(jié)構(gòu)識(shí)別僅需少量觀測(cè)值，對(duì)時(shí)變結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)亦有效，但要求網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化要慢于動(dòng)力學(xué)變化速度。另外，最近幾年他們還著重研究從實(shí)際數(shù)據(jù)（節(jié)點(diǎn)變量的時(shí)間序列）出發(fā)，基于格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)的拓?fù)渥R(shí)別方法，首次提出分段格蘭杰因果檢驗(yàn)技巧，并具體研究了系統(tǒng)噪聲及觀測(cè)噪聲強(qiáng)度、網(wǎng)絡(luò)的耦合強(qiáng)度及隱變量對(duì)識(shí)別效果的影響，使得方法更面向?qū)嶋H應(yīng)用。

目前基于自適應(yīng)同步的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)識(shí)別方法，都需要構(gòu)造與原始網(wǎng)絡(luò)完全外同步的輔助網(wǎng)絡(luò)。他們今年則提出了一種基于廣義外同步的結(jié)構(gòu)識(shí)別。這種方法只需構(gòu)建一個(gè)很一般形式的輔助網(wǎng)絡(luò)以及相應(yīng)的控制器，通過(guò)使輔助網(wǎng)絡(luò)與原始網(wǎng)絡(luò)達(dá)到廣義外同步，來(lái)識(shí)別原始網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該方法的最大優(yōu)勢(shì)在于，構(gòu)造的輔助網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)可以任意選取?？梢韵胍?jiàn)，當(dāng)原始網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)很復(fù)雜或者維數(shù)較高時(shí)，現(xiàn)在我們就可以構(gòu)造由簡(jiǎn)單節(jié)點(diǎn)（動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)單，維數(shù)低）組成的網(wǎng)絡(luò)來(lái)識(shí)別原始網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。這樣一來(lái)，相比于原先基于完全同步的結(jié)構(gòu)識(shí)別方法，現(xiàn)在方法更加簡(jiǎn)單實(shí)用，成本大大下降。

1.10 網(wǎng)絡(luò)科學(xué)對(duì)數(shù)學(xué)的挑戰(zhàn)

數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué)，其中數(shù)的研究又可以分為連續(xù)數(shù)學(xué)和離散數(shù)學(xué)。綜觀世界的文明史，人類(lèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到每一個(gè)階段，都會(huì)產(chǎn)生代表這階段的科學(xué)技術(shù)，并存在一種通用的學(xué)科表達(dá)語(yǔ)言，以客觀地描述人們所了解的一些發(fā)展規(guī)律。那么，當(dāng)今各類(lèi)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的復(fù)雜性需要什么樣的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)刻畫(huà)和描述？可以說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)科學(xué)是其中一種最有可能的選擇。十余年已過(guò)去，盡管網(wǎng)絡(luò)科學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用飛速發(fā)展，但理論本身的發(fā)展卻停滯不前，亟待突破。網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的數(shù)學(xué)挑戰(zhàn)問(wèn)題在哪里？易東云［17］認(rèn)為，作為網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的數(shù)學(xué)理論面臨4個(gè)方面的挑戰(zhàn)：一是針對(duì)復(fù)雜性數(shù)學(xué)描述的挑戰(zhàn)，需要研究系統(tǒng)復(fù)雜性新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔硎纠碚?，?fù)雜性涉及實(shí)際系統(tǒng)的高維屬性和關(guān)系存在的低維流形子空間，需要?jiǎng)?chuàng)新高維空間的子空間流形拓?fù)淅碚摵痛鷶?shù)幾何拓?fù)鋵W(xué)理論，并超越傳統(tǒng)圖論的方法去描述子空間多元關(guān)系；二是針對(duì)當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)規(guī)模動(dòng)則上千萬(wàn)億級(jí)的計(jì)算挑戰(zhàn)，需要研究大規(guī)模稀疏網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論，面對(duì)大規(guī)模稀疏網(wǎng)絡(luò)求解問(wèn)題，需要計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析以及優(yōu)化數(shù)學(xué)方法的創(chuàng)新，并利用高性能并行計(jì)算機(jī)高效實(shí)現(xiàn)；三是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的挑戰(zhàn)，需要研究大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)力學(xué)行為研究離不開(kāi)偏微分方程組分析和求解等數(shù)學(xué)理論新的發(fā)現(xiàn)；四是針對(duì)不同層次網(wǎng)絡(luò)混雜的問(wèn)題，也就是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，需要研究網(wǎng)絡(luò)融合的數(shù)學(xué)機(jī)理，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等各種網(wǎng)絡(luò)彼此交叉、滲透，形成網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，體現(xiàn)了信息域、社會(huì)域和物理域等多域交鏈和相互作用的結(jié)果，不但催生大量新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合機(jī)理提出挑戰(zhàn)。總之，系統(tǒng)越復(fù)雜，對(duì)數(shù)學(xué)理論工具的需求就越迫切，網(wǎng)絡(luò)科學(xué)研究必將極大牽引數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論的創(chuàng)新發(fā)展。

1.11 推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)跨學(xué)科探索

網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的跨學(xué)科探索，課題多樣，內(nèi)容豐富，國(guó)內(nèi)進(jìn)展喜人。例如，大數(shù)據(jù)與位置服務(wù)網(wǎng)絡(luò)［18］，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的爆發(fā)性同步［19］，對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步的深層次再認(rèn)識(shí)，超網(wǎng)絡(luò)模型的理論探索及其嚴(yán)格性問(wèn)題，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上動(dòng)態(tài)信息傳輸問(wèn)題，流行病傳播動(dòng)力學(xué)，意見(jiàn)動(dòng)力學(xué)的非馬爾可夫過(guò)程，相互依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)的滲流效應(yīng)，耦合偏微分系統(tǒng)的無(wú)限同步，基于弱邊異質(zhì)分布的傳播核心節(jié)點(diǎn)挖掘等。

此外，論壇有些報(bào)告結(jié)合網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的長(zhǎng)期研究成果和經(jīng)歷，暢談了個(gè)人的科研的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，諸如：《連接：我的網(wǎng)絡(luò)漫步》［20］和《評(píng)論巴拉巴西的兩部佳作及對(duì)若干問(wèn)題的沉思［21］》以及在《青年論壇》上交流在科研中遇到的問(wèn)題和今后的研究方向等，結(jié)合科研工作，暢談心得體會(huì)，富有針對(duì)性，給人以啟迪和思考。

2 網(wǎng)絡(luò)科學(xué)十大挑戰(zhàn)性課題

根據(jù)本屆論壇學(xué)術(shù)探討，本文總結(jié)出網(wǎng)絡(luò)科學(xué)領(lǐng)域的十大挑戰(zhàn)性問(wèn)題，作為今后進(jìn)一步探索的主要方向。

1）“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”（Network of Networks，NON）是當(dāng)前和今后網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的最重要前沿課題之一。最大的挑戰(zhàn)是，基于大數(shù)據(jù)如何尋找和創(chuàng)建其普適的統(tǒng)一的理論方法，并有效地應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)中錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)世界中。這是今后網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的一個(gè)最重要研究方向，它將為深入探索網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)開(kāi)啟一個(gè)新的發(fā)展里程?！熬W(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”，在系統(tǒng)科學(xué)和軍事領(lǐng)域常稱(chēng)“體系的體系”和“系統(tǒng)的系統(tǒng)”，它是大量現(xiàn)實(shí)世界網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜系統(tǒng)的抽象，也是真實(shí)反映。它們的特點(diǎn)表現(xiàn)在：網(wǎng)絡(luò)嵌套著網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)絡(luò)之間彼此存在不同形式的相互作用，“你中有我，我中有你”，比如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)本身可以是一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有“諸多特征”，即多層次、多維性、多級(jí)性、多屬性和多目標(biāo)等。實(shí)際上，NON基本上是具有自組織的各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的集成，也稱(chēng)為超網(wǎng)絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)、萬(wàn)維網(wǎng)、高科技網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、軍用網(wǎng)、全球和地區(qū)位置的衛(wèi)星體系、供應(yīng)鏈網(wǎng)等都是NON的一些典型實(shí)例。但是，迄今國(guó)內(nèi)外對(duì)于NON還缺乏公認(rèn)的定義和普適的理論方法?！按髷?shù)據(jù)時(shí)代”將為NON探索提供大好機(jī)遇。

2）如何探索NON系統(tǒng)的豐富多彩的動(dòng)力學(xué)涌現(xiàn)現(xiàn)象？包括完全同步、廣義同步、聚類(lèi)現(xiàn)象和群體行為的一致性等問(wèn)題，它們產(chǎn)生的多種物理機(jī)制是什么？尤其是怎么深入研究在中尺度意義下不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的同步以及廣義同步的全過(guò)程？進(jìn)而如何把大、中、小尺度的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一的研究？這是網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的另一個(gè)前沿方向。如上所述，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外有了一定研究進(jìn)展。例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)中尺度網(wǎng)絡(luò)的同步是從度大的區(qū)域開(kāi)始，并揭示了社團(tuán)結(jié)構(gòu)和同步時(shí)間尺度都與網(wǎng)絡(luò)的特征值譜有關(guān)，社團(tuán)網(wǎng)絡(luò)的同步過(guò)程表現(xiàn)為部分同步—聚類(lèi)同步—全局完全同步。但是如何進(jìn)一步揭開(kāi)、搞清楚不同類(lèi)型同步的全過(guò)程，將有助于網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)的識(shí)別及網(wǎng)絡(luò)中尺度相關(guān)的前沿課題的研究及其應(yīng)用工作。

3）在大數(shù)據(jù)時(shí)代，對(duì)于“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”的大數(shù)據(jù)如何開(kāi)展收集、挖掘、傳輸和可視化等一條龍?zhí)幚砑夹g(shù)？特別是，對(duì)于非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，如何尋找和提出有效的大數(shù)據(jù)挖掘和反挖掘的新方法從中挖掘新智慧和新知識(shí)？并能夠?qū)崿F(xiàn)完全開(kāi)源使用，以便盡快揭示NON的“廬山真面目”并獲得更廣泛應(yīng)用？這是基于空間網(wǎng)絡(luò)具有大數(shù)據(jù)、復(fù)雜性、異構(gòu)性、開(kāi)放性等特點(diǎn)，需要大力研發(fā)和突破空間網(wǎng)絡(luò)的信息支撐技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)快速智能的信息獲取、分析、傳輸、處理、分發(fā)和應(yīng)用，為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)化、信息化戰(zhàn)爭(zhēng)提供理論和技術(shù)支撐。

4）探索具有多層次復(fù)雜動(dòng)態(tài)時(shí)空網(wǎng)絡(luò)的分析方法及揭開(kāi)其時(shí)空演化特性。迄今國(guó)內(nèi)外已提出具有3層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的理論方法，包括網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性金字塔、多層次的高科技超網(wǎng)絡(luò)等。迄今理論體系還很不完善，尚缺乏多層次的統(tǒng)一的一般理論框架。該課題難點(diǎn)是同時(shí)研究時(shí)間－空間的演化特點(diǎn)和變化規(guī)律，這是網(wǎng)絡(luò)科學(xué)及其應(yīng)用的進(jìn)一步深入探索中必須面對(duì)的極其重要的前沿課題。

5）網(wǎng)絡(luò)科學(xué)研究要不斷深入，就需要對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體性能評(píng)估和刻畫(huà)，創(chuàng)新知識(shí)新方法，非常需要在解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的前沿課題中進(jìn)一步引入哪些新概念、新指標(biāo)和新方法。迄今國(guó)內(nèi)外已經(jīng)引入層次之間能量差、功能差、流量差、交叉度等，但是隨著研究的進(jìn)一步深入，這還不夠，更需要進(jìn)一步提出新概念及其指標(biāo)，才能在大數(shù)據(jù)下進(jìn)行深入分析、處理和計(jì)算，并能夠進(jìn)行可視化的一條龍?zhí)幚恚玫亟议_(kāi)NON的新的規(guī)律，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用。

6）怎么深入研究實(shí)際網(wǎng)絡(luò)普遍關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題？涉及的重要課題包括，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的魯棒性、脆弱性、抗毀度、級(jí)聯(lián)效應(yīng)及其產(chǎn)生機(jī)制和防范辦法，以便有效應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)空間安全及事故防范中。不僅互聯(lián)網(wǎng)和萬(wàn)維網(wǎng)，而且許多實(shí)際網(wǎng)絡(luò)，包括電力網(wǎng)絡(luò)、金融網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)等都廣泛存在上述問(wèn)題。需要關(guān)注現(xiàn)實(shí)世界網(wǎng)絡(luò)的安全性，以及防范網(wǎng)絡(luò)危機(jī)。現(xiàn)實(shí)世界網(wǎng)絡(luò)中究竟發(fā)生什么樣的復(fù)雜安全性過(guò)程及其產(chǎn)生機(jī)制？如何確保網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠運(yùn)行？如何預(yù)防黑客入侵，等等，這些正是國(guó)內(nèi)外現(xiàn)實(shí)中最實(shí)際的普遍關(guān)心的重要課題。

7）探索復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的可控性、能觀性及其新理論方法。正如網(wǎng)絡(luò)科學(xué)國(guó)際領(lǐng)軍人物在前面所指出的那樣，定量理解、預(yù)測(cè)和控制復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)家的使命，因?yàn)檫@是今后網(wǎng)絡(luò)科學(xué)應(yīng)用中必須面對(duì)和終級(jí)要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

8）如何面對(duì)國(guó)家《網(wǎng)絡(luò)空間》安全問(wèn)題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)？主要的挑戰(zhàn)表現(xiàn)在哪些方面？如何進(jìn)一步開(kāi)展和加強(qiáng)防御性和進(jìn)攻性“網(wǎng)絡(luò)武器”的研究？如何加強(qiáng)如何開(kāi)展下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工程的研究？21世紀(jì)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題成為最突出的全球性問(wèn)題之一，它不僅是一個(gè)純技術(shù)性問(wèn)題，而且是與社會(huì)、政治、軍事等緊密關(guān)聯(lián)的錯(cuò)綜復(fù)雜的綜合安全問(wèn)題。與各個(gè)國(guó)家及世界上每個(gè)人都息息相關(guān)。網(wǎng)絡(luò)空間是主權(quán)國(guó)家在陸、海、空、天之外的“第五空間”，網(wǎng)絡(luò)空間的出現(xiàn)，使國(guó)家安全涵蓋的空間從傳統(tǒng)的擴(kuò)大到了“信息邊疆”。迄今網(wǎng)絡(luò)空間的全面知識(shí)和新技術(shù)都非常缺乏，有的方面甚至還沒(méi)有。因此，針對(duì)空前錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)空間與NON，更需要基于大數(shù)據(jù)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)造新理論、新知識(shí)、新方法和新技術(shù)，揭開(kāi)網(wǎng)絡(luò)空間深層次的規(guī)律，為保障網(wǎng)絡(luò)空間的安全提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)。例如，開(kāi)展對(duì)離線(xiàn)攻擊技術(shù)和無(wú)線(xiàn)注入進(jìn)攻性“網(wǎng)武”技術(shù)等研究，以確保中國(guó)網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)雙全，網(wǎng)絡(luò)安全立于不敗之地。

9）社交網(wǎng)絡(luò)的研究是當(dāng)前和今后中網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的一大研究熱點(diǎn)，如何深入研究人類(lèi)行為及其動(dòng)力學(xué)特性？巴拉巴西在《爆發(fā)》一書(shū)里，提出“爆發(fā)，宇宙運(yùn)行的科學(xué)”，令人興奮的同時(shí)，令人質(zhì)疑的重要問(wèn)題是，“爆發(fā)”真的能夠成為“宇宙運(yùn)行的科學(xué)”？是否可以無(wú)限推廣“人類(lèi)行為93%是可以預(yù)測(cè)的”？怎么揭開(kāi)人類(lèi)行為背后隱藏的模式？還有待進(jìn)一步探索。混沌學(xué)已經(jīng)揭示了陣發(fā)混沌存在深層次的規(guī)律，而關(guān)鍵的問(wèn)題就在于：現(xiàn)代的科學(xué)與技術(shù)能否從不斷增加的海量數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)未來(lái)人類(lèi)的行為，怎么準(zhǔn)確地解開(kāi)“爆發(fā)”之謎。

10）今后有哪些必須針對(duì)的重大國(guó)家和國(guó)防領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)工程和應(yīng)用項(xiàng)目值得集中優(yōu)勢(shì)力量開(kāi)展研究？如何有效地開(kāi)展具有中國(guó)特色的軍民相結(jié)合的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的合作研究與應(yīng)用工作？國(guó)防大學(xué)胡曉峰教授集團(tuán)隊(duì)成功研制了中軍戰(zhàn)略戰(zhàn)役兵棋系統(tǒng)，這是網(wǎng)絡(luò)科學(xué)理論方法應(yīng)用于重大軍事網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)最典型實(shí)際應(yīng)用。正如胡曉峰教授所說(shuō)，“網(wǎng)絡(luò)科學(xué)為研究和分析戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜系統(tǒng)中各種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)傳輸動(dòng)力學(xué)、復(fù)雜體系對(duì)抗、大規(guī)模群體同步行為形成與演化等提供了有效手段，可以成為研究戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜系統(tǒng)的重要理論基礎(chǔ)。”同時(shí)，“要正確運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法，必須要對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜系統(tǒng)的基本特性有清晰的認(rèn)識(shí)，需要在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法中融入戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展系統(tǒng)的特有性質(zhì)。”今后應(yīng)該更多地開(kāi)發(fā)研制像兵棋系統(tǒng)那樣的重大國(guó)防網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目，以更多地服務(wù)于中國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)，從而實(shí)實(shí)在在造福人民。

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