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中国科学技术大学理论物理研究所复杂系统研究组 青年论坛时间：2010年3月23-24日地点：中国科大东区 近代物理系大楼 210报告厅报告日程3月23日上午：9.00-10.00 韩筱璞（博士生）：人类动力学研究10.30-11.30 姜罗罗（博士生）：演化博弈理论：合作涌现与自组织3月23日下午：2.30-4:00 荣智海（博士）：网络演化博弈研究进展4:30-5:30 杨涵新（博士生）：移动性对网络演化博弈的影响3月24日上午：9.00-10.30 周涛（教授，博士）：信息物理学导论11.00-11.40 刘润然（博士生）：演化博弈中个体的惰性对合作行为的影响3月24日下午：2:30-4:00 刘建国（博士）：复杂网络的结构、演化与动力学4:30-5:30 张海峰（博士生）：传染病动力学与个体行为的相互影响报告摘要韩筱璞：人类动力学研究对人类各种行为特性的研究是近年来复杂系统领域兴起的一个新的热点。这次报告将简单介绍一下这个领域的主要成果和研究方法，并对科大小组的研究工作和未来方向进行总结和展望。报告内容主要涉及人类时间统计特性、人类和动物空间运动统计特性、人类动力学典型模型和应用等方面。报告提纲：人类时间统计特性实证研究简介；主要模型分类（人类行为特性建模思路、任务队列理论、级联泊松过程和季节效应、其他类别模型） ； 人类和动物的空间运动特性（动物空间运动特性的实证与模型;人类空间运动特性的实证与模型）； 人类行为的动力学效应；社会系统实证研究简述；中科大研究小组工作简介； 人类动力学研究展望和若干具体问题的讨论姜罗罗：演化博弈理论：合作涌现与自组织通过研究石头-剪刀-布生态博弈，我们发现节律驱动的种群中出现非常有序的自组织结构靶波。对于不同规则初始条件，我们观察到单臂螺旋波、多臂螺旋波和同向-反向螺旋波对。 在社会人群博弈中，财富的不均匀性对个体合作行为产生深远影响。我们在囚徒困境博弈中定量研究了这一影响，发现适当的财富不均匀促进合作。 此外，我们还发现适当的个体迁移速度有利于合作的维持，并且在初始状态为背叛者的情况下，合作自发涌现呈现爆发态势。荣智海：网络演化博弈研究进展摘要：本报告将围绕囚徒困境、公共货物博弈、Braess悖论等博弈模型，在简要回顾网络演化博弈理论的发展历程基础上，重点介绍网络结构、个体行为多样性对合作演化行为的反馈作用机理，探讨潜在的调控个体自私行为的措施。 大纲：1.博弈模型(PD/SG/PGG)及规则( Replicator/Fermi/TFT/WSLS) 2.两人和多人网络演化博弈(重点介绍度分布、度相关性、三角聚类等结构特性的作用) 3.个体多样性对合作行为的作用(Fermi noise/teaching ability/time scale) 4.Braess悖论和机制设计。 5.如果时间允许，将介绍一些最近演化博弈实验方面的进展。杨涵新：移动性对网络演化博弈的影响在以往的博弈研究中，个体通常是静止不动的，每个个体和固定不变的邻居进行博弈。但是在实际中，个体有时候是可以移动的，这样一来，博弈的邻居就会不断地发生变化。我们将以囚徒困境博弈和循环捕食者模型为例，通过介绍前人的一些相关工作，来探讨移动在博弈中的作用。周涛：信息物理学导论介绍信息物理学的以下五个主要研究方向.1.数据挖掘与个性化推荐 在当今信息爆炸的时代，Internet 和WWW 都以指数形式在增长，各种各样的信息随时随地包围着我们，人们越来越难以在信息的海洋中找到自己感兴趣的信息。推荐系统是唯一有希望解决信息泛滥的手段。推荐问题本质上就是通过统计分析用户选择和评估产品的历史信息，猜测用户的喜好，并代替用户自动评估他从未看过的产品。借鉴统计物理的理论和方法，设计精确的个性化推荐算法，是本方向研究的中心。另外，如何对算法精确性和个性化程度进行评估，也是重要的研究课题。2Web中的用户行为分析定量研究web用户行为有助于进一步理解人类行为，并为更好地设计基于web的社区提供借鉴。这方面的研究主要包括四个方面，一是分析人们网上行为的时间特性，最近的研究发现用户回复电子邮件和浏览网页的回复时间和间隔时间都服从幂率分布，该发现有助于理解web访问量的统计特征；二是网络社区中的意见动力学，也就是观察一个意见，甚或一个谣言是如何在网络社区中传播或消散的，这对社会心理学相关研究和舆情监控有重大意义；三是如何通过对用户行为统计分析来判断和识别哪些用户是正常用户，哪些用户是希望通过网络社区获得不正当利益的欺骗者（spam）；四是定量研究信誉度在网络社区中扮演的重要角色，以及如何设计相关的策略使得提高用户对网站的黏合度。3. Internet与WWW的结构与演化机制计算机技术的迅猛发展把我们带进了信息时代，同时也给传统物理学的研究带来了新的机遇和挑战。Internet的体系结构直接决定了其可以提供的各种服务的质量，安全性和可靠性。WWW的超链接结构则极大影响了信息导航的质量。Internet具有怎样的拓扑结构？这样的结构能否承载越来越多的服务？随着用户和提供的服务种类的增多，网络流量的增加，网络是否还具有高度的可靠性和安全性？WWW的演化是会向着更易搜索更易导航的方向发展，还是相反？这些问题的解决都需要我们深入认识Internet和WWW的拓扑特征，以及其演化行为。相关的研究将在三个层次上展开。最底层是提出量化Internet和WWW网络结构的特征量以及如何精确获取其网络结构的抽样算法，中间层面是通过对静态和动态网络结构的分析，初步勾画出Internet和WWW的结构特性和演化规律，最终的目标是建立较精确的Internet和WWW的演化模型，并基于此进行预测，甚至调控。4Internet与WWW上的动力学行为研究本方向关注发生在互联网(Internet)和万维网(World Wide Web)上的动力学行为。一方面，大量的研究集中在对互联网流量和网页访问量的时间序列分析上，通过这种分析揭示深层次的动力学，或至少为动力学模型建立评价标准。另一方面，研究人员在真实的Internet和WWW网络或相应网络模型上研究病毒的传播动力学，信息包的交通动力学，故障的级联动力学等等，分析网络上病毒的爆炸性增长，网络交通的突发性拥塞，路由器故障造成级联反应等等。进一步地，在这些研究的基础上，可以设计有效地控制病毒传播，提高信息包交换效率的新策略。在这些研究中，很多物理理论，例如相变与临界性理论，渝渗理论等等，发挥了越来越重要的作用。5新一代互联网的结构与信息传输协议的可能改进前景研究这包括： 1.研究新一代多业务运营系统在固定逻辑结构下的双层有向加权网络模型构建。 2.新一代多业务运营系统上的最佳路由策略，以及流量负载均衡与网络结构关系研究。 3.新一代多业务运营系统同步能力，抗毁性与网络结构关系研究。 4.新一代多业务运营系统上的级联效应与网络结构之间的关系研究。刘润然：演化博弈中个体的惰性对合作行为的影响在以往的博弈研究中，没有充分考虑个体在改变个人策略时的惰性，即每个个体单纯依靠个人的收益来更新策略，而且策略更新的频率是一定的。但是在实际中，有人倾向于维持自己原有的策略，有人倾向于改变自己的策略。基于此，我们建立了一个新的模型并充分考虑了个体的惰性对合作行为的影响，主要发现有两点：（1），引入惰性可以提高合作频率。（2），引入惰性的多样性可以进一步提高合作频率。我们将通过对这些结果的解释和分析来说明惰性对合作行为的重要作用。刘建国：复杂网络的结构、演化与动力学提纲: 1,复杂网络研究现状思考。2,关于如何开展科研合作。3,演化模型的一些工作进展。4,网络动力学与应用工作的思考。摘要:利用科学知识图谱分析软件Citespace软件分析10年来复杂网络研究的发展轮廓，展示十年来哪些工作对于复杂网络的研究工作起到了非常重要的作用，哪些小组（或作者）起到了非常重要的作用。进一步，对当前复杂网络的研究前沿和其对应的基础知识进行细致介绍。希望借此报告，对于如何开展团队合作，当前复杂网络的应用研究提出一些建设性意见. 张海峰：传染病动力学与个体行为的相互影响用传统的数学方法或者利用复杂网路为载体研究传染病动力学虽然取得了很多结果和一定的应用，但是这些方法和结果往往从纯粹的动力学本身出发，没有考虑它与外界因素（个体行为、舆论、谣言、政府干预等）的相互影响。一种新的疾病的爆发往往会对人们的行为、态度产生影响，这些因素又反过来影响疾病的传播和控制疾病爆发的成败，两者之间相互影响。以接种疫苗为例，面对新的疾病，由于接种面临着一定的风险和代价，人们会估计疾病传播与疫苗接种的各自风险。如果接种的风险高或者认为被感染的可能性小人们就不愿意接种，这样放任自由的态度会引起疾病盛行，反过来又影响人们是否重新考虑接种的决定。此外，在面对接种问题时，人们往往处于一种博弈困境：当别人参加接种时，那么我被感染的可能性就大大降低（我接触的人他们都接种了），那么我就没有必要去参加接种。但是如果所有人都这么想，就会出现无人去接种之局面，反过来又加快疾病之传播，会引起新的一轮传染病爆发。又如，在资源有限的情况下，如果人们对疾病存在恐惧，会导致人们一窝蜂的购买和库存大量的药物。这样会导致商家哄抬物价，引起更大的恐惧和社会动乱。因此，目前兴起了一门新的学科：经济传染病学（Economic Epidemiology)。经济传染病学主要研究传染病与经济之间的交叉作用，从社会和个体的角度研究经济、态度、舆论、信息以及这些因素与传染病动力学之间的相互作用。经济传染病学的研究可以帮助决策部门当面临各种疫情时做出正确合理的应急反应。其中策略流行病学是经济流行病学中的一个重要分支，主要研究个体行为和疾病传播之间的相互关系。这方面的工作已经在国外引起了很多科学家的关