导语   人口如何迁徙？病毒怎样传播？交通为何拥堵？为群体移动建立合适的模型是解决这一系列问题的关键。传统的引力模型、辐射模型等已有良好效果，而在近期发表在Nature Communication的一项工作中，研究者提出了“矢量场模型”，基于从社交网络中捕获的通勤数据，用“场”来描述人群在不同位置的移动方向和流量。新模型取得良好的效果，开拓了群体移动问题的研究思路。   人类行为的复杂性是当今复杂系统研究的热点之一...

导语 针对复杂网络的分析方法琳琅满目，然而对于网络科学初学者，或者涉及网络的跨学科研究者而言，要快速理解大量相关概念和方法颇有困难。在发表于arxiv.org的一篇预印本论文中，作者以生物学中的各类为例，提供了9个入门网络数据分析的技巧，帮助初学者避免常见的陷阱。   从分子到生态系统层面，生物系统通常可以被表示成一系列相互作用的实体。近期在数据采集技术上（例如：高通量的检测和记录）取得的大量进展提供了一...

导语 大城市的扩张规律和增长动力，是城市科学的主要议题。芝加哥大学 Luis Bettencourt 等人曾研究发现城市人口规模与诸多社会经济指标之间的幂律增长关系，即城市标度律（scaling law，又称城市的规模法则）。2019年9月，Bettencourt 等人发表一项最新研究，使用287个中国城市、超过20年的数据，验证了中国城市发展遵从普遍的规模法则，这也为中国城镇化进程提供进一步的规律参照。   论文题目： Growth and developme...

 

导语 “学习”是一个宽泛的概念，而今年来人工智能和认知科学的一系列工作，正在尝试将学习过程量化。在一篇论文中，研究者发现对于计算机系统和生物大脑，可能存在普遍共性——学习内容的训练精度接近85%时，学习速度达到最优。   作者：十三维 编辑：张爽   目录       1.“恰到好处”——学习的迷思     2.计算最优学习率     3.模拟验证：感知机模型     4.模拟验证：类生物神经网络    ...

导语 8月Science Advances的一篇研究文章，用深度学习验证了一个进化模型（蝴蝶翅膀的趋同演化，是最古老的自然选择模型之一），有了人工智能的帮助，我们可以量化生物的多样性，这意味着我们对自然的研究又多了一条新道路。   缤纷袖蝶飞无数 慧眼AI识拟态   拟态，是生物演化过程中的一种现象。指一个生物为了捕食或者避免被捕食等目的，演化出另一个物种的性状，从而迷惑猎物、迷惑捕食者。   单就避免被捕食的防...

 

导读 交通拥堵问题是制约城市发展的核心问题之一，而统计物理为研究城市复杂系统提供了有力工具。物理学家马克·布坎南撰文介绍了今年7月发表在Plos One的一项研究，发现了公共交通便利性和私家车出行直接的简单线性规律。 得益于最新的城市大数据采集技术，这个模型在全球25个大都市的数据中获得了验证，这启发城市管理者如何改善公共交通布局，提高公共交通效率。   统计物理学：认识非线性的城市系统   目前世...

导读： 信息爆炸时代，注意力是个人最稀缺的资源。从获取信息的角度，多久刷一次朋友圈比较合理呢？问题很复杂，近期一项研究中，研究者把社交媒体的使用问题，简化成了一个数学最优化问题，并给出了如何“高效”刷朋友圈的一个建议：每次刷朋友圈，都请把新信息看完。   看过标题，点进本文，你预期从这篇文章中学到什么了？如果你要的是像42这样明确的回答，那你肯定会失望的。不如你改变期待，看看为何数学模型无法对这个...

导语 由于供给链网络容易受到社会和自然的负面冲击， 从而影响经济和社会的复原力和可持续性。在2019年8月 Nature 的子刊 Nature Sustainability 上发布的一篇论文中，研究者通过对自然灾害影响的分析，针对企业级供给链网络，提出了影响冲击在网络上传播的三个因素。   论文题目： Firm-level propagation of shocks through supply-chain networks 论文地址： https://www.nature.com/articles/s41893-019-0351-...

导语 传统上对城市的研究主要从社会学、经济学等领域入手。而随着系统科学的发展和大数据技术的进展，研究者和决策者都可以获得大量的数据作为理论研究与规划建设的依据。 在2019年8月arxiv.org发布了一篇预印本综述论文中，研究者用分形几何学解释城市中的规模法则（scaling law）。本文通过解读这篇论文，介绍城市中的分形网络，并探讨城市标度律的成因。   城市的分形维度与幂律法则问题   城市或许是现代人类最伟...

 

导语 关于大脑功能性分离与整合的平衡是如何出现的，学界始终未有定论。在今年7月份发表在Physical Review Letters的一项工作中，科学家们将焦点聚集在大脑结构和动力学两个方面的协同作用，揭示了大脑功能性分离与整合产生的新机理：大脑网络结构的层次连接特性和动力学的自组织临界态，共同作用，使得脑功能多样性趋于最大化。   论文题目： Hierarchical Connectome Modes and Critical State Jointly Maximi...