李德毅在青岛全国会议的大会报告ppt课件

1、用科学义务带动网络科学研讨的尝试 如何选择网络科学研讨的载体二OO九年十月十六日李 德 毅.复杂网络研讨中假设干问题的反思Deyi LOct. 11 2021一年前我在北京大学的发言：.用科学义务带动网络科学研讨的尝试 如何选择网络科学研讨的载体二OO九年十月十六日李 德 毅.一 网络科学十年研讨思索.Ten Years History for NetSciWatts, Nature, 1998Barabsi, Science, 1999PhysicsNetworkPhysics. Albert Barabsi (1967- , Hungary)Rka

2、Albert(Ph.D. in 2001) Steven Strogatz(1959- , America)Duncan Watts(1971- , America)WS 小世界模型(1998)BA 无标度模型(1999)网络科学的兴起.A twenty-first century science If handled appropriately, data about Internet-based communication and interactivity could revolutionize our understanding of collective human behavior

3、. D J Watts, NATURE, 1 February 2007.I want to make sense out of this, how do I do it?.Node ActivityLocal EffectHeterogeneityPreferential Attachment in EvolutionChallenge : basic, but very hardHow to understand networks? . 网络科学不是研讨一切的网络，也不是纯拓扑学研讨，要反映节点主体性和异构性、局域影响性、拓扑不均匀性和随时间演化过程中的偏好依靠性的复杂网络，弄清网络拓扑、

4、节点和边的属性与网络动力学行为之间的关系。.Network Science and Engineering (NetSE) Research AgendaA Report of the Network Science and Engineering Council (V1.1)2021.9.NetSE Council In 2021, the Computing Community Consortium (CCC) in the Computing Research Association (CRA) charged the Network Science and Engineering (N

5、etSE) Council with developing a comprehensive research agenda that would support the development of a better Internet. .This report consists of Synthesis Chapter that describes in more detail the imperative, challenge, opportunity and elements of a research agenda to improve the Internet and deepen

6、our understanding of socio-technical networks and The reports of six Workshops in Overcoming Barriers to Disruptive Innovation in Networking; Theory of Networked Computing; Science of Network Design; Behavior, Computation and Networks in Human Subject Experimentation; Network Design and Engineering;

7、 and Network Design and Societal Values.Ellen W. ZeguraProfessor of Georgia Institute of Technology chair NetSE Council:Charlie Catlett, Argonne National LabsDavid Clark, MITMike Dahlin, University of Texas - AustinChip Elliott, BBN Technologies and GPO (ex-officio)Joan Feigenbaum, Yale UniversitySt

8、ephanie Forrest, University of New MexicoMike Kearns, University of PennsylvaniaEd Lazowska, University of WashingtonHelen Nissenbaum, New York UniversityLarry Peterson, Princeton UniversityJennifer Rexford, Princeton UniversityScott Shenker, UC Berkeley/ICSIJohn Wroclawski, USC/ISIEllen Zegura, Geo

9、rgia Institute of Technology.NetSE ProgramThe NetSE Council kicked off their effort in January 2021 with a meeting at NSF. US NSF CISE (Computer and Information Science and Engineering) has issued a new Cross-Directorate Solicitation which includes Network Science and Engineering (NetSE) as a cross-

10、cutting research program in August 2021.2021年9月美国发表的NetSE Research Agenda 对网络科学研讨现状的分析A key barrier to making near-term progress is the lack of adequate support for experimental research.The field of networking research began as an experimental discipline, and many fundamental networking insights ha

11、ve come from building and using prototype systems, as well as measuring existing systems.A key barrier to making long-term progress is the lack of a formal intellectual framework for understanding networking.2021年9月发表的NetSE Research Agenda 建议NSF资助网络实验设备和实验方法耐久研讨Funding agencies should rebuild the ex

12、perimental capabilities of networking researchers, through funding individual systems building efforts, providing adequate and persistent shared experimental infrastructure, and supporting research that leads to continued improvements in experimental methodology. Experimental work is expensive and l

13、ong-term. 网络科学研讨构成的新实际和新方法，用什么样的实体去证明其有效性？. 在实验室做科研不能做“观光实验，沿着他人设计好或者曾经发现的“风景道路走。本人所作的实验研讨，需求有本人的思想去思索、去发现，寻觅真正处理问题的方法。否那么，在实际里实验，很苦闷，很没有意思。 崔琦 2021年9月5日.载体：承载网络科学研讨常用的实体 生命科学中的各种网络 人类社会中的各种网络 基于互联网的各种网络 各种交通运输和通讯网络.网络科学研讨的难点：载体的选择 研讨什么特定的科学问题？ 被选择的载体的群众性？ 研讨效果的被认可性？ 如何简化载体的复杂要素？.根底研讨没有载体是不行的！选择载体经常

14、比确定科学问题更难！.二 用科学义务带动科学问题研讨.根底科学研讨的特点 根底科学问题的处理通常需求长久的研讨努力，甚至没有穷尽的时候 根底科学问题待处理的程度里程碑目的难以预先明确确定和准确量化 根底科学研讨具有根底性、前瞻性、探求性和交叉性. 众所周知，根底研讨和科学突破是运用研讨或者技术创新的先导。但另一方面，技术开展也可以成为科学研讨更为重要的源泉。在某些情况下科学存在于技术当中。当前，活泼的信息技术可以成为信息科学的先导，可以用科学义务带动科学问题的研讨。.用科学义务带动科学问题研讨的先例 南极科学调查 探月、绕月、驻月工程 NSFC提出的科学义务有明确的目的性！.的科学义务在正常的

15、环境下，规范的城市和城际公路上，从北京到天津/深圳，无人自主驾驶车，混迹在正常交通流中，表现出驾驶员的智能驾驶员的视听觉认知计算才干。.工程为什么可以列为艰苦方案？ 提高汽车电子的国产化才干 减少交通事故，改善民生 成果辐射到各种特种车尤其是残疾人用车，改善性能.科学义务不同于工程义务，更不同于工程建立，不要求直接为GDP作出奉献。.用科学义务带动根底研讨的益处 长期以来普遍以为根底研讨宜散不宜聚；而当前网络科学的综合性和多学科特点，又要求学科内部、学科之间、甚至跨学科的交叉，这是一个大科学的时代，要求能聚能散才行用科学义务带动科学问题研讨，可以有效改动难聚易散的现状.三 选择载体的指点思想.

16、有限目的一个特定载体，不能够反映网络科学的全部研讨内容，但所承载的科学问题应该是国际上很活泼的学术前沿当科学问题变卦时，载体有一定的可塑性载体可以反响国家的战略需求，有较好的普及性和被认可性.稳定支持 有较长期的网络科学研讨根底 有较好的科学实验环境和条件 稳定支持和长期资助.集成升华具有会聚网络科学研讨成果的便利性研讨成果可以很快地指点迫切需求处理的现实问题.跨越开展 目的明确，标志性程度明显，可显示，可比较 可以在全球网络科学研讨中表达中国的学术程度和形状.当前，什么样的科学义务既能满足国家战略急需，又能带动网络科学的研讨呢？.科学义务的可行性和必要性论证，成为带动网络科学研讨的前提。.四

17、 科学义务的选择和义务的方式化.科学义务：城市交通缩微模拟 对典型的城市区域、道路环境和特定时段，经过缩微模拟，阐明自主驾驶车的数量、分布、动力学行为和道路拥堵程度的关系，并论证成果的普遍性意义。. 不要求发现处理城市交通拥堵的一个万能数学公式，但缩微模拟研讨有助于不同人从不同角度去研讨处理城市交通问题。.为什么把城市交通缩微模拟作为网络科学研讨的载体？.以城市交通为载体的网络科学研讨有前期积累。 艰苦工程为缩微自主驾驶车的实现奠定了根底。 在处理城市交通拥堵问题上太多的杂音，没有找到其中最根本的科学问题。.北京市机动车数量增长图2021.10时间数量万辆3881002003002007.05

18、2003.081997.0219496年2年4年48年.“交通拥堵问题，根本上说不仅是一个科学问题，而是一个社会问题、经济问题、历史问题、文化问题，也可以说是土地利用问题、城市形状问题。.“中国乃至全球出现的城市交通拥堵姿态，是城市快速扩张过程中各种要素无序竞争、叠加的结果，是一个过渡的形状，城市还远没有进入到一个节约、生态、畅通的稳定态。.“城市交通的属性特征及其本身开展的内在规律，是全世界以为的科学之谜。.悖论：“交通整治，越治越堵拥堵添车扩路.悖论：“交通整治，越治越堵城区拥堵投资建路扩展都市圈人均日出行间隔添加.悖论：“交通整治，越治越堵交通拥堵打通微循环多修支路多修快车道和干道车辆添

19、加.悖论：“交通整治，越治越堵行车要方便步行难道路要改造车辆添加.悖论：“交通整治，越治越堵交通拥堵个体交通需求添加公交效力程度下降车辆添加.悖论：“交通整治，越治越堵交通口拥堵吸引交通流改立交拥堵交通口转移.悖论：“交通整治，越治越堵车辆数量多导致购买“第二辆车按尾号限行车辆数量更多.问题的方式化是本工程成败之关键！质疑： 城市交通拥堵问题难以处理是由于没有获得足够多的信息？.问题的方式化 忽略哪些次要要素？ 用最少的车辆种类模拟道路交通 用最主要的随机分布模拟驾驶行为的初始形状 把城市交通的地理边境减少为特定区域边境，把阵发性、频发性交通问题简化为研讨特定时段的交通重点研讨车辆之间的交互作用、群体行为与动力学性质.必需思索的根本面： 需求：机动车数量和驾驶行为 供应：城市车道长度等道路设备 调理：城市交通管理机制和控制程度 .并不是要素越多越好！可以忽略的要素是什么？城市地理位置和地形特点城市交通的气候环境城市功能定位和城市历史、文