复杂网络入门读物

Love The Way You Lie 2022-08-14 04:54 209阅读 0赞

综合类专著中目前最全面的当属Newman的《网络引论》\[1\]，最简洁的则是Dorogovtsev的《复杂网络讲义》\[2\]。2006年普林斯顿大学出过一本三巨头的专著，名字也很大气，叫做《网络结构与动力学》\[3\]，但是不要有太高期望，因为这只是早期经典文献的一个汇编。Watts以前写过两本书，一本叫《六度》\[4\]，一本叫《小世界》\[5\]，Barabási写过一本名为《连接》\[6\]的小书，这些都可以看作半专著和半科普的著作，里面除了一些基本的概念方法和结论外，更重要的是可以了解领域开创者创新灵感的来源以及这个领域在学术和文化史中的位置。汪小帆、李翔和陈关荣2006年的专著《复杂网络理论及其应用》\[7\]，是目前最全面的中文专著。2009年何大韧、刘宗华和汪秉宏推出合著《复杂系统与复杂网络》\[8\]，其中复杂网络是重点，这本书物理味道要浓一些。郭雷和许晓鸣还主编过一本《复杂网络》\[9\]，其中每一章都是国内有声望的学者撰写的专题，值得一阅。本书撰写过程中得悉汪小帆等人还将为本系列丛书撰写中英文教材各一部，值得期待。  
早期Newman\[10\]和Hayes\[11,12\]给出过关于小世界网络研究的短综述，更短的一篇由Strogatz完成\[13\]，对于推广复杂网络的研究，起到了很大的作用。Albert和Barabási给出了一篇像是教科书的综述\[14\]，他们讨论的重点是演化的无标度网络。更为详尽的关于网络演化模型的综述是由Dorogovtsev和Mendes给出的\[15\]，在这篇文章中，他们用超过100页的篇幅穷举了在此之前几乎所有关于演化网络的结论，包括相当详细的实验与分析的过程。2003年Newman的综述堪称精品\[16\]，漂亮的组织结构和独到的视角，使你在阅读时会忘掉是在读一篇学术文献，后面所附的四百多篇参考文献，足以填饱任何人的肚子。汪小帆和陈关荣在IEEE期刊上的一篇短综述\[17\]，非常适合作为入门读物，一个完全不谙此道的人都可以通过一个下午的阅读对复杂网络的研究概貌有所了解。目前为止最详尽的综述当属Boccaletti等人2006年的作品\[18\]，这篇综述在动力学上花了更多笔墨，基本上可以当作一本专著来读。中文综述首推吴金闪和狄增如2004年在《物理学进展》上的长文\[19\]，估计影响了很多国内早期从事复杂网络研究的学生学者。方锦清等人后来在《物理学进展》上连续撰写了两篇百页篇幅的长综述\[20,21\]，是目前覆盖面最广最完整的中文综述。陈关荣在《力学进展》上总结了复杂网络较近期的一些研究进展和存在的问题\[22\]。朱涵等人\[23\]和周涛等人\[24\]在《物理》上发表了两篇科普性质的短综述，文章生动风趣，可以做为入门读物。其中前文强调了复杂网络建模，后文强调了复杂网络上的动力学行为，各有侧重。  
随着复杂网络研究的蓬勃发展，其所涉及的研究对象，理论方法，现象结论等等越来越多，因此近期的一些专著和综述主要强调复杂网络研究的一个或若干特定主题。Pastor-Satorras和Vespignani\[25\]的专著集中讨论了互联网的结构和功能，Caldarelli\[26\]专注于无标度网络的实证、建模和功能特征，Barrat等人\[27\]则集中讨论了复杂网路上具有代表性的动力学行为，特别强调了传播动力学，史定华\[28\]详细介绍和比较分析了各种求解网络度分布的理论和方法。针对网络中特定动力学的综述覆盖了同步动力学\[29-32\]、传播动力学\[33-35\]、交通动力学\[36-38\]、演化博弈\[39-42\]等等方面，另外还有一些和网络科学有密切亲缘关系的方向，包括链路预测\[43,44\]、信息推荐\[45-47\]和社会动力学\[48\]等等。还有专门的综述讨论网络的时间结构\[49\]、空间结构\[50,51\]、社团结构\[52-54\]、模块结构\[55\]等等，以及具有普适意义的网络测度指标\[56\]、统计物理方法论\[57,58\]、网络应用\[59\]等等。还有一些综述针对特定类型的网络，譬如航空网络\[60\]、电力网络\[61\]、社会网络\[62,63\]、生物网络\[64\]等等。  
\[1\] M. E. J. Newman, Networks: An Introduction, Oxford University Press, 2010.  
\[2\] S. N. Dorogovtsev, Lectures on Complex Networks, Oxford University Press, 2010.  
\[3\] M. E. J. Newman, A.-L. Barabási, D. J. Watts, The structure and dynamics of networks, Princeton University Press, 2006.  
\[4\] D. J. Watts, Six degrees: The science of a connected age, WW Norton &. Company, 2003.  
\[5\] D. J. Watts, Small worlds: the dynamics of networks between order and randomness, Princeton University Press, 2006.  
\[6\] A.-L. Barabási, Linked: How Everything Is Connected to Everything Else and What It Means for, Penguin Group, 2002.  
\[7\] 汪小帆, 李翔, 陈关荣, 复杂网络理论及其应用, 清华大学出版社, 2006.  
\[8\] 何大韧, 刘宗华, 汪秉宏, 复杂系统与复杂网络, 高等教育出版社, 2009.  
\[9\] 郭雷, 许晓鸣, 复杂网络, 上海科技教育出版社, 2006.  
\[10\] M. E. J. Newman, Models of the Small World, J. Stat. Phys. 101 (2000) 819-841.  
\[11\] B. Hayes, Graph Theory in Practice: Part I, American Scientist 88 (2000) 9-13.  
\[12\] B. Hayes, Graph Theory in Practice: Part II, American Scientist 88 (2000) 104-109.  
\[13\] S. H. Strogatz, Exploring Complex Networks, Nature 410 (2001) 268-276.  
\[14\] R. Albert, A.-L. Barabáási, Statisrical Mechanics of Complex Networks, Rev. Mod. Phys. 74 (2002) 47-97.  
\[15\] S. N. Dorogovtsev, J. F. F. Mendes, Evolution of networks, Adv. Phys. 51 (2002) 1079-1187.  
\[16\] M. E. J. Newman, The Structure and Function of Complex Networks, SIAM Rev. 45 (2003) 167-256.  
\[17\] X.-F. Wang, G.-R. Chen, Complex Networks: Small-world, Scale-free and Beyond, IEEE Circuits and Systems Magazine 3 (2003) 6-20.  
\[18\] S. Boccaletti, V. Latora, Y. Moreno, M. Chavez, D.-U. Huang, Complex networks: Structure and dynamics, Phys. Rep. 424 (2006) 175-308.  
\[19\] 吴金闪, 狄增如, 从统计物理学看复杂网络研究, 物理学进展 24 (2004) 18-46.  
\[20\] 方锦清, 汪小帆, 郑志刚, 毕桥, 狄增如, 李翔, 一门崭新的交叉科学: 网络科学(上), 物理学进展 27 (2007) 239-343.  
\[21\] 方锦清, 汪小帆, 郑志刚, 李翔, 狄增如, 毕桥, 一门崭新的交叉科学: 网络科学(下), 物理学进展 28 (2008) 361-448.  
\[22\] 陈关荣, 复杂网络及其新近研究进展简介, 力学进展 38 (2008) 653-662.  
\[23\] 朱涵, 王欣然, 朱建阳, 网络建筑学, 物理 32 (2003) 364-369.  
\[24\] 周涛, 柏文洁, 汪秉宏, 刘之景, 严钢, 复杂网络研究概论, 物理 34 (2005) 31-36.  
\[25\] R. Pastor-Satorras, A. Vespignani, Evolution and structure of the Internet: A statistical physics approach, Cambridge University Press, 2007.  
\[26\] G. Caldarelli, Scale-Free Networks: Complex webs in nature and technology, Oxford University Press, 2007.  
\[27\] A. Barrat, M. Barthélemy, A. Vespignani, Dynamical processes on complex networks, Cambridge University Press, 2008.  
\[28\] 史定华, 网络度分布理论, 高等教育出版社, 2011.  
\[29\] 赵明, 汪秉宏, 蒋品群, 周涛, 复杂网络上动力系统同步的研究进展, 物理学进展 25 (2005) 273-295.  
\[30\] 赵明, 周涛, 陈关荣, 汪秉宏, 复杂网络上动力系统同步的研究进展II –如何提高网络的同步能力, 物理学进展 28 (2008) 22-34.  
\[31\] M. Zhao, T. Zhou, G.-R. Chen, B.-H. Wang, Enhancing the network synchronizability, Front. Phys. China 2 (2007) 460-468.  
\[32\] A. Arenas, A. Díza-Guilera, J. Kurths, Y. Moreno, C. Zhou, Synchronization in complex networks, Phys. Rep. 469 (2008) 93-153.  
\[33\] 周涛, 傅忠谦, 牛永伟, 王达, 曾燕, 汪秉宏, 周佩玲, 复杂网络上传播动力学研究综述, 自然科学进展 15 (2005) 513-518.  
\[34\] T. Zhou, Z.-Q. Fu, B.-H. Wang, Epidemic dynamics on complex networks, Prog. Natl. Sci. 16 (2006) 452-457.  
\[35\] S. Funk, M. Salathé, V. A. A. Jansen, Modelling the influence of human behaviour on the spread of infectious diseases: a review, J. R. Soc. Interface 7 (2010) 1247-1256.  
\[36\] B. Tadić, G. J. Rodgers, S. Thurner, Transport on Complex Networks: Flow, Jamming and Optimization, Int. J. Bifurca. &. Chaos 17 (2007) 2363-2385.  
\[37\] B.-H. Wang, T. Zhou, Traffic flow and efficient routing on scale-free networks: A survey, J. Korean Phys. Soc. 50 (2007) 134-141.  
\[38\] S. Chen, W. Huang, C. Cattani, G. Altieri, Traffic Dynamics on Complex Networks: A Survey, Mathematical Problems in Engineering (2012) 732698.  
\[39\] M. A. Nowak, Five Rules for the Evolution of Cooperation, Science 314 (2006) 1560-1563.  
\[40\] G. Szabó, G. Fáth, Evolutionary games on graphs, Phys. Rep. 446 (2007) 97-216.  
\[41\] M. Perc, A. Szolnoki, Coevolutionary games–A minireview, Biosystems 99 (2010) 109-125.  
\[42\] 吴枝喜, 荣智海, 王文旭, 复杂网络上的博弈, 力学进展 38 (2008) 794-804.  
\[43\] 吕琳媛, 复杂网络链路预测, 电子科技大学学报 39 (2010) 651-661.  
\[44\] L. Lü, T. Zhou, Link Prediction in Complex Networks: A Survey, Physica A 390 (2011) 1150-1170.  
\[45\] 刘建国, 周涛, 汪秉宏, 个性化推荐系统的研究进展, 自然科学进展 19 (2009) 1-15.  
\[46\] 汪秉宏, 周涛, 刘建国, 推荐系统、信息挖掘及基于互联网的信息物理研究, 复杂系统与复杂性科学 7(2-3) (2010) 46-49.  
\[47\] L. Lü, M. Medo, C. H. Yeung, Y.-C. Zhang, Z.-K. Zhang, T. Zhou, Recommender Systems, Phys. Rep. (to be published).  
\[48\] C. Castellano, S. Fortunato, V. Loreto, Statistical physics of social dynamics, Rev. Mod. Phys. 81 (2009) 591-646.  
\[49\] P. Holme, J. Saramäki, Temporal Networks, Phys. Rep. (to be published).  
\[50\] 黎勇, 胡延庆, 张晶, 狄增如, 空间网络综述, 复杂网络与复杂性科学 7(2-3) (2010) 145-164.  
\[51\] M. Barthélemy, Spatial Networks, Phys. Rep. 499 (2011) 1-101.  
\[52\] S. Fortunato, Community detection in graphs, Phys. Rep. 486 (2010) 75-174.  
\[53\] M. E. J. Newman, Communities, modules and large-scale structure in networks, Nature Physics 8 (2011) 25-31.  
\[54\] 汪小帆, 刘亚冰, 复杂网络中的社团结构算法综述, 电子科技大学学报 38 (2009) 537-543.  
\[55\] U. Alon, Network motifs: theory and experimental approaches, Nat. Rev. Gene. 8 (2007) 450-461.  
\[56\] L. da F. Costa, F. A. Rodrigues, G. Travieso, P. R. V. Boas, Characterization of complex networks: A survey of measurements, Adv. Phys. 56 (2007) 167-242.  
\[57\] S. N. Dorogovtsev, A. V. Goltsev, J. F. F. Mendes, Critical phenomena in complex networks, Rev. Mod. Phys. 80 (2008) 1275-1335.  
\[58\] 何大韧, 刘宗华, 汪秉宏, 复杂网络研究的一些统计物理方法及其背景, 力学进展 38 (2008) 692-701.  
\[59\] L. da F. Costa, O. N. Oliveira Jr, G. Travieso, F. A. Rodrigues, P. R. V. Boas, L. Antiqueira, M. P. Viana, L. E. C. Rocha, Analyzing and modeling real-world phenomena with complex networks: a survey of applications, Adv. Phys. 60 (2011) 329-412.  
\[60\] 刘宏鲲, 周涛, 航空网络综述, 自然科学进展 18 (2008) 601-608.  
\[61\] 柏文洁, 汪秉宏, 周涛, 从复杂网络的观点看大停电事故, 复杂系统与复杂性科学 2(3) (2005) 29-37.  
\[62\] S. P. Borgatti, A. J. Mehra, D. J. Brass, G. Labianca, Network Analysis in the Social Sciences, Science 323 (2009) 892-895.  
\[63\] 周涛, 汪秉宏, 韩筱璞, 尚明生, 社会网络分析及其在舆情和疫情防控中的应用, 系统工程学报 25 (2010) 742-754.  
\[64\] A.-L. Barabási, Z. N. Oltvai, Network Biology: Understanding the Cell’s Functional Organization, Nature Reviews Genetics 5 (2004) 101-113.  
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