导语 新冠肺炎（COVID-19）疫情，已经形成了全球大流行态势，在应对疫情过程中，各种流行病模型为政策制定起到重要参考作用。模型关乎民众的生死与健康，但模型本身仍然有巨大的不确定性以及与现实情况的差距。最新一期Science期刊，采访了来自不同国家的多位建模专家，强调了模型设计的重要作用，讨论流行病模型中的争议问题，并呼吁在模型中引入社会经济因素。 论文题目： With COVID-19, modeling takes on l...
导语 诺贝尔物理学奖得主、著名凝聚态物理学家菲利普·安德森（Philip W. Anderson）于美国时间 3 月 29 日逝世，享年 96 岁（1923.12.13-2020.03.29）。 菲利普·安德森是凝聚态物理学的主要奠基人，致力于推动复杂性科学与跨学科研究，是圣塔菲研究所的发起人之一。他于1972年在Science发表了题为“More is Different”的论文，通过介绍在各个尺度的物理系统都普遍存在的“对称性”和对称性破缺，对“还原论”思...
导语 1998年，一篇名为“小世界网络的集体动力学”（Collective dynamics of ‘small-world’ networks）的文章发表于 Nature，首次提出“小世界网络”的数学模型，并引起了来自社会科学、信息科学和自然科学等领域对这一模型的关注和应用。目前，该论文已经有超过 42000 次的引用量。本文是对这篇经典论文的简要介绍。 原文主要从数学上定义了小世界网络，对模型的全局性质和局部性质进行定量分析，并将其特征与现实生...
导语 2020年3月11日，世界卫生组织宣布新冠肺炎（COVID-19）已构成全球性流行病，世界各国纷纷向中国学习，寻求中国方案。 中国之所以能取得这次疫情防控的阶段性胜利，离不开社区防控与出行限制政策的有效实施与人们的积极配合。然而，世界上还有另外一种声音，人们追求自由，认为强制的社区隔离与出行限制有悖人权。如何让人们认识到隔离与限制措施的重要性？如何让政府稳健有效把控隔离与限制的力度？又如何让世界范...
导语 随着现代科技的发展，人类逐渐摆脱了“交通基本靠走”的处境，学术界对交通出行的研究也日渐丰富。近日，来自北京交通大学的博士生刘二见和他的导师闫小勇教授对不同时空尺度下的出行规律给出了统一的解释，这一研究发表在了Scientific Reports上。 论文题目： A universal opportunity model for human mobility 论文地址： https://www.nature.com/articles/s41598-020-61...
导语 意识是一个十分重要而复杂的问题，近年来，意识科学和意识心理学取得了许多重要的实质性研究成果。本文通过研究裂脑人实验、自由意志等实验，带你入门并展望这一研究领域。 如果你希望入门或深入研究复杂系统、人工智能、计算社会科学等跨学科前沿领域，请登录集智斑图网站，这里有丰富的探索路径： https://pattern.swarma.org/ 本文首发于集智斑图： https://pattern.swarma.org/path?id=13 ...
导语 黏菌是群体智能的代表：个体是单细胞，但菌落的繁殖移动却像是有智慧，可以找到食物之间的最短路径。在最近的一篇论文中，黏菌的群体智能被进一步开发——研究者参考黏菌生长设计出新算法，竟然能够高质量地模拟宇宙演化过程，并构建出可信的星系间暗物质网络。
绘制宇宙网的黏菌算法 根据广为接受的大爆炸理论，在大爆炸之后，弥漫在宇宙中的物质逐渐形成了星系，星云等天体。这些天体之间也就存在...
导语 社会对个体某种行为的赞扬与否定这一行为称为社会强化效应，在信息传播中也起到了重要作用，这意味着信息传播的概率是会变化的。疾病传播也有类似效应。近期发表在Nature Physics上的一篇论文，提出了一个复杂传播模型，并建议针对网络上的信息疾病传播研究，应当优先使用复杂模型，而非SIR等简单模型。 如何对信息传播的过程建模？最初的选择是源于传染病的模型，例如经典的 SIR 模型，在此模型内将人群分...
导语 尽管大数据的收集越来越容易，但随着从微观到宏观的尺度（scale）变化，系统行为会发生非线性的变化，这让模型构建、行为预测困难重重。如何跨越系统的尺度变化，挖掘出对系统行为真正起到影响的重要信息，是复杂系统研究成败的关键。 美国新英格兰复杂系统研究所（New England Complex Systems Institute, NECSI）的 Yaneer Bar-Yam（创始人及所长）在 2016 年撰写了这篇综述，梳理了重整化群、临界相变、复杂度...
导语 自1900年以来，至少发生了30起厄尔尼诺事件。近日，来自波茨坦气候影响研究所的孟君和樊京芳博士，北京师范大学陈晓松教授以及合作者，提出了一种基于熵理论的方法来预测厄尔尼诺事件的强度。对于刚刚到来的2020年，基于下文中提出的 System Sample Entropy 的方法，论文作者预测厄尔尼诺将有很大概率会在本年下半年再次发生，并发展为一个中等强度甚至高强度的厄尔尼诺事件。本文是作者对这篇 PNAS 论文的解读。 ...
导语 针对武汉封城究竟有没有为全世界争取到了抗疫一个月窗口期这一讨论，美国东北大学等机构的研究者在权威期刊 Science 上发表新论文，对此给出了看似有些矛盾的解答：对于控制中国疫情，封城来得有些迟，而对于国际间传播，仅禁止和中国的航班效果有限。 这究竟是怎么回事，读懂这篇不长的论文，普通读者会惊叹复杂网络能够进行预测的范围有多广，对于有志于科研的读者更可以从中学到教科书级的数字可视化技巧。 ...
导语 近十年来网络科学蓬勃发展，Nature 系列期刊上发表了近百篇以网络为主题的论文。我们针对为这些论文做了分类，编译了论文摘要，并做简单评价，以展现网络科学的发展的脉络。本篇整理的 21 篇论文涉及生态、进化、大脑、社交等，主要关注网络的层级和结构。
1.生态学网络中的多层结构 原题：The multilayer nature of ecological networks 类型：Perspective 时间：2017 年 5 月 23 日 ...
导语 人类文化与生物种群演化速度哪个更快？答案也许出乎意料：它们几乎是同速。2 月在 Nature Human Behaviour 发表的一篇论文揭示，文化和生物进化的过程和模式具有深度统一性。研究者通过使用时间序列分析法，得出大部分演化由某种稳定力或方向力在推动，并分别在一定程度上调节着不同性状的演化速率。通过文化选择，很多人工文化品的特征演变可以由“最优转移模型”来解释，而该模型又基于人类审美偏好中已知的种种心理偏...
导语 每年的今天（3月3日）是世界野生动植物日，今年的主题是“维护地球所有生命”，包括维护构成生物多样性的所有野生动植物物种。在生态学中，我们通常就用生物多样性来描述自然界多样性的程度。生物多样性有多种层面的价值，其中经济价值是较容易量化的一种，经济价值能够直接地指导环保政策的权衡和制定。关于生物多样性和其经济价值的关系，Science Advance 2月的一篇综述论文详细的讨论了这个话题。 论文题目： ...
导语 网络科学著名学者梅森·波特近期在一篇综述中，介绍了时序网络、网络动力学过程、自适应网络和高阶网络这四个2020年网络科学的研究热点。本文将对这篇综述做简介，并推荐部分相关论文。 网络科学日新月异，在新的一年中，有哪些最新的研究方向？曾获网络科学大会ER奖的加州大学洛杉矶分校数学教授Mason A. Porter，近期在 arxiv.org 提交了一篇综述论文 Nonlinearity + Networks: A 2020 Vision，指出了未来复杂网络研...
