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复杂网络在我们的生活中无处不在。代表性的例子包括:互联网、社会网络、生物网络、电子商务网络、电力网络、大规模的工程系统。众所周知,互联网是技术创新和社会发展的强大引擎。2013年到2025年间,互联网在中国GDP增长中的贡献可望达到7%~22%。网络科学与工程面临着一些基本的挑战,如理解各种大规模网络的复杂性、开发新的架构和探讨新的底物、发展新的应用和新的经济。无论如何,我们希望构建一个更加方便、可预测、可靠和安全的复杂网络。
传统上人们通过图论来研究复杂网络。1960年,Erdös 和Rényi 提出了著名的ER随机图模型,该模型统治了网络科学研究大约40年。近十多年来,由于大数据及超级计算能力的发展,使得人们不得不重新思考传统的ER随机图模型,这促成了网络科学两个重要的科学发现:1998年,Watts 和Strogatz 发现了小世界现象;1999年,Barabási 和Albert 提出了无尺度网络。2009年,美国国家科学基金会发布了网络科学与工程研究议程。同年,美国《科学》杂志发表了复杂系统与网络的专辑。2013年2月,国务院8号文件将未来网络列入国家重大科技基础设施建设中长期规划。2015年5月,国家自然科学基金委召开了以未来智能互联网为主题的第137期双清论坛。2015年初,美国国防部将基于社交网络的人类行为的计算模型研究列入未来重点关注的六大颠覆性基础研究领域之一。
经过近二十年的快速发展,网络科学与工程取得了重要进展,其重要的基本科学问题如下:i) 研究网络化计算的理论;ii) 研究网络结构的理论基础,实现复杂网络的严谨分析和系统设计的方法;iii) 研究实现网络化系统各类协议的新的设计方法,用于一些跨层次控制的应用;iv) 开发和推广一种通用的数学语言,用来拓宽和加深在工程与科学中所进行的网络研究之间的关联。
为了推动网络科学与工程的发展,《中国科学:技术科学》英文版(SCIENCE CHINA Technological Sciences)邀请了国内网络科学与工程领域的著名学者,共同探讨该领域的重要进展及未来发展的方向,2016年第1期出版“Network Science and Engineering”专题。
网络科学与工程的发展一方面要始终坚持面向国家重大战略需求,如智能互联网络、物联网、智能电网、位置服务网等;另一方面要始终坚持面向国际学术前沿,如网络科学与工程的核心科学问题等。希望这个专题能有力推动网络科学与工程的发展。
专题全文下载链接如下,敬请关注:
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