復雜網(wǎng)絡的奠基之作——《鏈接》

《鏈接》

在看這本書時捷泞,腦海中總是浮現(xiàn)起《失控》的影子,同時寿谴,總是需要提醒自己锁右,這是一本十幾年前寫就的書,否則你可能會產(chǎn)生這是近幾年暢銷書的錯覺讶泰。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ——題記

這本書的封面上赫然寫著“全球復雜網(wǎng)絡研究權(quán)威巴拉巴西經(jīng)典作品咏瑟、復雜網(wǎng)絡奠基之作、社交網(wǎng)絡入門之作”痪署,或許這些是營銷廣告語码泞,但是它的確不負這幾個形容短語。


作者開篇就明確本書討論的中心:網(wǎng)絡狼犯。過去人們認識世界的方式傾向于還原論余寥,“人們曾經(jīng)拆卸過宇宙,卻不知道該如何將它再拼起來”悯森。拼不起來的原因在于宋舷,人們既沒有一本地圖可以按圖索驥,對拆解之后的各部分的具體關(guān)系也一知半解瓢姻。黑客MafiaBoy和基督教保羅的例子祝蝠,說明從古至今,單個個體都可以對整個網(wǎng)絡產(chǎn)生巨大的影響幻碱,他們的背后存在則是負載網(wǎng)絡绎狭。當還原論遇上復雜性時,作者拋出問題:誰在支配網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)與演化收班?下一個大變革是什么坟岔?

首先,復雜網(wǎng)絡是如何起源的摔桦。

而這就要先從圖論說起社付,歐拉的圖論證明體現(xiàn)了圖或者網(wǎng)絡的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)是理解我們周圍復雜世界的關(guān)鍵承疲。拓撲結(jié)構(gòu)的微小變化,即使只影響少數(shù)幾個節(jié)點或邊鸥咖,也能打開隱藏的大門燕鸽,讓新的可能涌現(xiàn)出來。而兩個數(shù)學家——保羅·埃爾得什和阿爾弗雷德·萊利提出了“隨機網(wǎng)絡”模型:

網(wǎng)絡是通過隨機連接節(jié)點搭建起來的啼辣,在這個網(wǎng)絡中啊研,鏈接是完全隨機放置的,所有節(jié)點有相等的機會獲得鏈接鸥拧,只要網(wǎng)絡足夠大党远,幾乎所有節(jié)點擁有的鏈接數(shù)都基本相同。因此富弦,隨機網(wǎng)絡是一個高度平等的網(wǎng)絡沟娱。

然而,這個模型將復雜性與隨機性混為一談腕柜,大多人還是相信济似,我們并不是生活在一個隨機的世界中,背后一定有些復雜的規(guī)律或者理論在指導盏缤。隨著理論的發(fā)展砰蠢,作家卡林希在他的作品中提及我們?nèi)缃袷熘摹傲确指簟崩碚摚@個理論甚至一度被譽為是社交網(wǎng)絡的理論起源唉铜。而哈佛大學教授斯坦利·米爾格拉姆將此理論重新發(fā)掘台舱,并轉(zhuǎn)變成了一個關(guān)于人類聯(lián)通性的著名的開創(chuàng)性研究:我們都生活在一個小世界里,而且這并不是人類社會所獨有的打毛。作者團隊就發(fā)現(xiàn)柿赊,萬維網(wǎng)其實是“十九度分隔”的小世界。

上文中提到的“小世界”是指一種特殊的復雜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)幻枉,在這種網(wǎng)絡中碰声,大部分節(jié)點彼此并不相連,但節(jié)點之間經(jīng)過少數(shù)幾步就可以到達熬甫∫忍簦“小世界”有個“聚團性”的特點:

聚團性是指在網(wǎng)絡中,同一個頂點的鄰點之間有更大的概率有邊鏈接的現(xiàn)象椿肩。

用人話來說瞻颂,就是我們的朋友之間往往也是朋友,是不是很熟悉郑象,想沒想起前兩年特別流行的“強關(guān)系和弱關(guān)系”理論贡这?沒錯,葛蘭托韋特在《弱關(guān)系的優(yōu)勢》論文中厂榛,提出了弱關(guān)系理論盖矫,這個理論背后的世界丽惭,跟我們前面提到的隨機世界就完全不一樣。而“聚團”并不僅僅發(fā)生在社交網(wǎng)絡中辈双,這是由瓦茨和斯托加茨首先發(fā)現(xiàn)责掏,他們同時還提出了一個新的模型,把聚團現(xiàn)象和隨機模型結(jié)合在一起湃望。新模型展示了高度的聚團性换衬,但是在該模型中,小世界不存在了证芭,成為一個大世界瞳浦,節(jié)點之間的距離非常遠。

就這樣檩帐,復雜網(wǎng)絡的研究開始有模有樣了术幔。從圖論、到完全隨機理論湃密、再到小世界弱關(guān)系、最后到達聚團模型四敞,人們終于開始認識到泛源,網(wǎng)絡后面的復雜性。然而忿危,至此為止达箍,模型描述的都是高度平等的社會。

其次铺厨,復雜網(wǎng)絡的本質(zhì)缎玫。

作者在梳理完復雜網(wǎng)絡的早期研究軌跡后,繼續(xù)深入問解滓,那么到底是什么復雜網(wǎng)絡的關(guān)鍵要素赃磨?答案是樞紐節(jié)點。樞紐節(jié)點是指網(wǎng)絡中少數(shù)連接度非常高的節(jié)點洼裤。在存在樞紐節(jié)點的網(wǎng)絡中邻辉,網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)由樞紐節(jié)點支配,從而使網(wǎng)絡呈現(xiàn)出小世界特性腮鞍。樞紐節(jié)點不僅僅出現(xiàn)在萬維網(wǎng)值骇,它在許多真實的網(wǎng)絡中都出現(xiàn)了,是復雜互聯(lián)世界中的普適組件移国。而這個的存在吱瘩,需要徹底推翻隨機世界觀,重新思考網(wǎng)絡迹缀。

而樞紐節(jié)點是如何形成的使碾?產(chǎn)生的機制是什么蜜徽?它們?nèi)绾畏植迹窟@里首先需要提及“冪律”和“無尺度網(wǎng)絡”部逮。冪律分布是一條沒有峰娜汁,且不斷遞減的曲線,它最突出的特征是大量微小事件和少數(shù)非常重大的事件并存兄朋。它所對應的是“鐘型曲線”掐禁,兩種分布在尾部存在重要的定性差異。鐘型曲線尾部衰減速度比冪律分布快很多颅和,它的尾部沒有樞紐節(jié)點傅事。

網(wǎng)絡中的節(jié)點是以冪律的形式分布的,因而在連續(xù)的層級中峡扩,無法找到一個能夠代表所有節(jié)點特性的節(jié)點蹭越,在這些網(wǎng)絡中不存在固定尺度(尺度可以簡單理解為從一個節(jié)點到另一個節(jié)點之間的距離)。因而教届,“無尺度網(wǎng)絡”就這么出來了响鹃,這也是復雜網(wǎng)絡的本質(zhì):

遵循冪律分布的網(wǎng)絡,在這個網(wǎng)絡中大多數(shù)節(jié)點只有很少的那個鏈接案训,他們通過少數(shù)幾個高度連接的樞紐節(jié)點聯(lián)系在一起买置。在形狀上,無尺度網(wǎng)絡很像航空交通系統(tǒng)强霎,很多小機場通過少數(shù)幾個主要的交通樞紐連接在一起忿项。

冪律是復雜網(wǎng)絡背后的規(guī)律,它預示著每個無尺度網(wǎng)絡中都有一些大的樞紐節(jié)點城舞,它們從根本上確定了網(wǎng)絡的拓撲轩触。而影響樞紐節(jié)點形成的機制,則是生長機制和偏好連接家夺,它們共同表明復雜網(wǎng)絡中的先發(fā)優(yōu)勢和強者愈強規(guī)律脱柱。每個網(wǎng)絡都是從一個小的核開始,通過添加新的節(jié)點而增長秦踪。然后這些新的節(jié)點在決定連向哪里時褐捻,會傾向選擇那些擁有更多鏈接的節(jié)點。無尺度模型將生長機制和偏好連接在一起椅邓,首次解釋了真實網(wǎng)絡中觀測到的無尺度冪律柠逞。

然而,下一個問題是景馁,后來者如何居上板壮?又有一個新的概念提出:適應度模型。它在無尺度模型的基礎上引入了競爭因素合住。在無尺度模型中绰精,節(jié)點的吸引能力僅僅由它的鏈接數(shù)量決定撒璧,但在競爭環(huán)境下,適應度也發(fā)揮作用笨使,具有更高適應度的節(jié)點更經(jīng)常被連接卿樱,先發(fā)者不一定是最后的勝者,適應度主導一切硫椰,制造和打破樞紐節(jié)點繁调。

節(jié)點永遠在為鏈接競爭,因為鏈接在互聯(lián)的世界里代表生存靶草。然而即使是這樣的網(wǎng)絡也存在著健壯性與脆弱性并存的情況蹄胰。雖然無尺度網(wǎng)絡面對故障時并不脆弱,因為故障更多的影響小節(jié)點奕翔,但面對攻擊時裕寨,因為樞紐節(jié)點更容易被攻擊,使得網(wǎng)絡具有脆弱性派继。而且宾袜,往往有時候并不用攻擊樞紐節(jié)點,只要攻擊合適的節(jié)點驾窟,帶來的級連故障也是能有毀滅性的災難试和。

最后,復雜網(wǎng)絡的影響纫普。

最后一部分占據(jù)了很大的篇幅,作者從萬維網(wǎng)的病毒傳播好渠、人類社會的創(chuàng)新傳播昨稼、經(jīng)濟學、社會和政治拳锚、生命與DNA假栓、網(wǎng)絡營銷等各個角度講解復雜網(wǎng)絡研究的重大意義,同時作者對自己的無尺度模型進一步進行反思和完善霍掺,本書的最后提出模塊化及社區(qū)概念匾荆,作者說這可能是對無尺度模型的一個挑戰(zhàn),但是也許也是一個補充杆烁。


《鏈接》全名是《鏈接——商業(yè)牙丽、科學與生活的新思維》,由美國學者艾伯塔—拉斯洛·巴拉巴西于2003年寫就兔魂。這是個很有意思的標題烤芦。解讀標題就能非常清楚的理出本書的脈絡。

本書的主標題表達出了本書的主題析校,即整個社會方方面面的互相聯(lián)系构罗,這種聯(lián)系就是所有存在之間的“鏈接”铜涉;而它的副標題分為兩部分:商業(yè)、科學與生活遂唧。作者在書中寫道:

這些法則可以描述各種各樣非常不同的系統(tǒng)芙代,如語言網(wǎng)絡、細胞內(nèi)蛋白質(zhì)間的鏈接盖彭、人和人之間的性關(guān)系纹烹、計算機芯片的布線圖、細胞的新陳代謝谬泌、互聯(lián)網(wǎng)滔韵、好萊塢網(wǎng)絡、萬維網(wǎng)掌实、科學家之間的共同署名關(guān)系陪蜻、經(jīng)濟系統(tǒng)背后的精巧的合作網(wǎng)絡,舉不勝舉贱鼻。

副標題的第二部分是“新思維”宴卖。新思維則是一種范式變革,而這種進行思維轉(zhuǎn)變邻悬,以及作者由表及里症昏、不斷提出問題-解決問題的思路,也是本書帶來的最實在的震撼父丰。從最初的隨機世界觀到后來對復雜性的深度挖掘肝谭,作者不斷提出問題,整個過程中蛾扇,我們也看到了合適的問題對于研究進程的推動是多么的巨大攘烛。

如果說《失控》是凱文·凱利帶著我們在經(jīng)濟學、生物學镀首、心理學坟漱、社會學、物理學更哄、數(shù)學等等學科里轉(zhuǎn)了一圈芋齿,讓我們自行在浩瀚的例子中總結(jié)出他的分布式社會模型和變自生變的發(fā)展趨勢(《大千世界中的新生物學——讀<失控>》),那么《鏈接》就是巴拉巴西讓我們跟著他的腦回路成翩,一縷縷的幫我們梳理過去觅捆、現(xiàn)在和未來。

如題記所言捕传,這是本2003年寫就的書惠拭。也許你不了解互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史,但是98年99年那些世紀之交的年份,現(xiàn)在所說的BAT三家剛剛成立职辅,Google網(wǎng)站剛剛啟用棒呛,那個時候互聯(lián)網(wǎng)開始興起。在沒有浩瀚的互聯(lián)網(wǎng)之前域携,科學家想要探討社會網(wǎng)絡背后的復雜性簇秒,非常艱難。只有互聯(lián)網(wǎng)能夠讓他們第一次接觸到巨大的復雜網(wǎng)絡內(nèi)部結(jié)構(gòu)秀鞭,從而通過機器算法趋观,發(fā)現(xiàn)冪律的存在,并且一步步的擴展到周邊網(wǎng)絡锋边,最終發(fā)現(xiàn)了復雜網(wǎng)絡的本質(zhì)皱坛,實現(xiàn)了范式變革的第一步。

其實在看本書的最后時豆巨,作者提了98年的金融危機剩辟,認為是大家不了解復雜網(wǎng)絡,因此在發(fā)現(xiàn)以及應對危機時往扔,沒有找好合適的樞紐節(jié)點和操作思路贩猎,最終導致嚴重的級連故障。不知道他在看到后來更嚴重的次貸危機時萍膛,又是怎樣的一種感想吭服。此外,作者還提及一家以六度分隔為理論基礎的商業(yè)網(wǎng)站倒閉蝗罗,那個時候是2003年艇棕,而偉大的facebook是在書寫成后的一年,也就是2004年成立串塑,而且后來居上欠肾,憑著優(yōu)秀的適應度。這個如果作者再版本書拟赊,是不是會成為一個優(yōu)秀的例子呢?

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