复杂网络理论及应用.pdf-资料库

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用户画像不应脱离社会关系，谈复杂网络的关键技术和应用实践大家好,我来自天云大数据公司,我叫马敬涛,主要从事数据科学应用方面的工作。今天我给大家分享的主题是“复杂网络理论及应用”，希望本次分享的内容能给大家带来一些启发，如果内容中有说的不妥的地方也请大家多多包涵并给予指教，多谢！复杂网络概念及价值在开始之前，我先澄清一个概念，那就是“复杂网络”和“图”这两个概念的关系，这是我们在分析研究这个领域中所经常遇到的两个名词。从根源上来讲“复杂网络”和“图”描述是同一种事物，都是由“点”和连接“点”的边所组成的网络，都是研究“点”与“点”之间相互影响的“关联关系”，但侧重点不一样。

“图”是一种数学工具，在数学领域是一门独立的学科，源于十九世纪的著名“歌尼斯堡七桥问题”,并由此诞生的欧拉“图论”，欧拉是著名数学家和“图论”的创始人，他成功的运用“图”的方法解决了“歌尼斯堡七桥问题”。可以说，“图”或者“图论”是以网络作为研究对象和组织数据，对其进行分析并发现一些规律，提炼出数学算法，从把规律的研究变成可计算化的数学公式，因此，“图论”是侧重于学术理论的，“图论”的算法是普适性的，是数学家们关注的方向。 “复杂网络”源于“图论”，它的侧重点是面向于工程，是将“图论”的理论带入到现实的生活生产中，结合图算法理论、应用场景以及科学技术等方面能力，帮助我们去观察和理解真实的客观世界。随着大数据技术应用，“大规模复杂网络”或者称之为“大图”的应用能力已成为了现实，举个例子我们现在用的微信，可以构造出一张数亿节点和数十亿条边的复杂网络，节点代表一个人，边就代表人与人之间的朋友关系，微博、电信通话等领域同样如此。总之，只要是能够对客观世界抽象出网络的场景，都是复杂网络所要研究的领域。基本概念说完了，下面我们从“还原论”的角度开启“复杂网络”的里程。

我们都知道一个道理，那就是“化繁为简”，把一个复杂的事物或事情，进行拆解，变成多个简单的事物或组成物，通过分析这些简单的再去理解复杂的，这就是“还原论”，它是一套哲学思想，我们不能否认这套哲学思想的价值，这么多年的科学发展都是沿着这套屡试不爽的哲学理论不断前进着，它的贡献是值得歌颂的，而且以后也会继续存在着。但是，只有“还原论”还是不够的。

因为，自然界是一个复杂系统，并不是一个设计良好并只有一个答案的谜题，如果我们只是孤立的去看待一个事物本身并对其进行拆解研究，会发现，很多问题我们仍然没有得到很好的答案，比如，我们对生命的研究已经进入到了分子理论 —“基因理论”，也确实发现不少癌症的致病基因，但是，你能确定“一个有癌症基因的人真的会患癌症吗？”，答案是“不”，为什么呢？因为，我们在“还原论”的高速公路上撞上了“复杂性”。

我们所生活的世界，每一草、每一木，每一个人以及每一个事物都不是孤立存在，他们存在于自然界，并自组织成为一个良好、稳定且严格的架构，并且万事万物都是相互存在着联系，并相互影响着，我们看到的每一个现象的发生，都只是一个表象或者结果，个体的改变只是在行使着过程，最重要的更是其背后所蕴藏巨大的复杂性，庆幸的是，科学界已经发现了这个背后的严格架构，并将其抽象出网络的形态，我们见证一个正在酝酿的变革，网络将以前所未有的程度主宰这个新世纪。讲到这里，希望大家开始有所感悟，能够体会到“网络”这只无形的手，在操控着万事万物的发展变化。

“复杂网络”虽然发展时间不长，但这个概念不是随便说说的，著名的科学家钱学森先生，给出了复杂网络一个严格的定义：具有自组织、自相似、吸引子、小世界、无标度中部分或全部性质的网络称为复杂网络。复杂网络主要有以下几个特点：第1，结构复杂，不用解释太多，自然界就是复杂的，抽象出来的网络也是复杂的。第2，网络进化，世界在发展，代表它的网络也是在变化，网络中会不断地产生新的节点，也会产生新的关系，同样，也会在消失着一些节点和关系。今天我们是朋友，明天你们和他们也会成为朋友。第3，连接多样，连接边不是只代表一种类别的关系，只要能代表事物和事物之间关系的都可以描述成边，只要是属于我们所要研究范畴的。你和她是朋友关系，也可能还存在着同事关系。第4，动力学复杂性，它代表一种动态的特性，事物之间的影响是可以传播的，一个事物发生了改变，可能会影响与它有关联的其它事物的改变，并将这种改变传播出去，把这种传播变成可计算化，正是动力学所要研究的方向。

第5，多重复杂性结合，正是多种事物相互关联和互相影响，体现出它的变化复杂性和未知性，未来发展趋势，并非一个简单的线性公式所能解释的。第6，节点的多样性，和连接多样性一样，网络中的节点可以代表任何事物，只要是属于我们所要研究的范畴。复杂网络存在我们身边。复杂网络的研究领域非常广泛，小到一个公司内部同事之间的关联关系，大到一个社会所有人之间的关联关系，但是不变的一点就是，只有是能够抽象出由“节点”和“边”所连接的网络的，那就是复杂网络。接下来，我们聚焦一下，把复杂网络研究聚焦在人的身上。

不论我们做风险分析、还是做精准营销，很多分析研究都会具体体现在人，我们怎么看待一个人？大数据告诉我们，要做客户画像，具体描述每一个人的个性化特征，从而了解每一个人，并提供个性化的服务并采用一些措施。这些都没错，我们按照传统和现有的分析技术，可以相当详细的描述一个人，例如，我们可以收集客户的基本信息，包括“年龄”、“身高”、“性别”，以及我们还收集他的行为轨迹数据，例如，他的爱不爱看电影，爱看什么电影，什么时候会去看电影，他上不上网，上什么网络，看什么样的网页内容等等。但是，以上还只是在孤立的看待这个人本身，而忽视了一个重要因素，那就是他的社会关系，因为，每个人所产生的行动很大程度上会受周围人的影响，父母影响孩子，老板影响员工，作家影响读者，朋友影响朋友，其实我们想想，我们实际的生活中，所做的很多事情都在受到我们的朋友、同事、亲属以及领导的影响。我的志同道合的一个好朋友，在用Macbook笔记本电脑，如果我也需要买一台电脑，选择苹果的产品可能性就会很高。周围的同事都在努力工作，我懈怠可能性也不会很大。

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