導語

為了能夠深入理解人類世背景下地球系統各要素之間復雜的相互作用與演化機制，并為人類應對未來的地球系統科學重大挑戰提供一套科學的認知框架，集智俱樂部聯合清華大學講席教授陳德亮、北京師范大學教授樊京芳、東莞理工學院特聘副研究員陳愛芳、南開大學副教授戴啟立老師和愛爾蘭都柏林大學博士生班嶄共同發起，將組織大家從新的研究范式出發梳理相關文獻，并深入研讀其中涉及的理論與模型。

從2025年3月4日開始，每周二晚上19:00-21:00，讀書會將以線上形式進行，持續時間預計8-10周。讀書會詳情及參與方式見后文。

簡介

我們生活的世界正面臨著氣候變化、極端天氣以及其他自然和人為災害等全球性挑戰。將氣候復雜系統建模為復雜網絡進行研究，促進了我們對極端天氣事件的理解的同時，氣候作為典型的復雜系統也幫助研究人員不斷完善復雜網絡理論。本次分享高建喜教授將他在介紹在網絡科學和復雜系統領域開展的工作，內容主要涉及 ：1）介紹降維方法，該方法可識別多維復雜系統的自然控制和狀態參數，幫助推導出有效的一維動態，從而準確預測系統的恢復力; 2）為臨界點預測和網絡恢復開發了新的降維方法； 3）介紹上述降維方法在政治、人類流動、醫療、氣候等不同復雜系統的應用前景； 4）最后，嘗試使用降維方法來理解深度神經網絡的性能，并使用 Al 預測復雜系統的臨界點。

大綱

1. 一種可預測復雜系統恢復力的降維方法 2. 一種可用于臨界點預測和網絡恢復的降維方法 3. 網絡韌性的在不同復雜系統中的應用潛力 4. 基于AI預測復雜系統中的臨界點

關鍵術語

• 復雜網絡

• 網絡韌性

• 降維

• 臨界點預測

主講人介紹

高建喜，倫斯勒理工學院副教授。研究領域為網絡科學，尤其專注于網絡的韌性、穩健性以及控制問題。他的研究旨在利用網絡理論、控制理論、統計物理和運籌學等方法來理解、預測，并最終控制復雜系統中的韌性與級聯故障。此外，他還致力于網絡科學與人工智能的交叉研究，涵蓋“面向人工智能的網絡科學”以及“用于網絡科學的人工智能”等方向。

報名參與

直播信息
2025年5月13日20:00-22:00

報名加入社群（可開發票）

斑圖鏈接：https://pattern.swarma.org/study_group_issue/903

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參考文獻

Ding, Yanna, Jianxi Gao, and Malik Magdon-Ismail. "Efficient parameter inference in networked dynamical systems via steady states: A surrogate objective function approach integrating mean-field and nonlinear least squares." Physical Review E 109.3 (2024): 034301.

Li, Daqing, et al. "Design of robust networks via reinforcement learning prompt the emergence of multilayer backbones." (2024).

Wu, Tao, et al. "Predicting multiple observations in complex systems through low-dimensional embeddings." Nature Communications 15.1 (2024): 2242.

Liu, Chang, et al. "Deep learning resilience inference for complex networked systems." Nature Communications 15.1 (2024): 9203.

Jiang, Chunheng, et al. "Network properties determine neural network performance." Nature Communications 15.1 (2024): 5718.

Ding, Yanna, et al. "Predicting Time Series of Networked Dynamical Systems without Knowing Topology." arXiv preprint arXiv:2412.18734 (2024).

Liu, Xueming, et al. "Network resilience." Physics Reports 971 (2022): 1-108.

Ma, Cheng, et al. "Generalized dimension reduction approach for heterogeneous networked systems with time-delay." arXiv preprint arXiv:2308.11666 (2023).

地球系統科學讀書會

世界氣象組織《2023年全球氣候狀況》報告確認2023年是有觀測記錄以來最暖的一年。氣候變化正在以高溫、干旱、洪水、野火和沙塵暴等極端天氣的形式吸引人們的廣泛關注。世界經濟論壇《2024全球風險報告》將氣候變化作為首要值得關注的風險。地球作為一個多要素、非線性的開放復雜系統，要素間相互作用關系復雜，往往牽一發而動全身。在人類活動深刻影響下，我們該如何理解并有效應對正在面臨的氣候變化以及其帶來的社會經濟等一系列議題，實現人類與地球的可持續發展？

為了能夠深入理解人類世背景下地球系統各要素之間復雜的相互作用與演化機制，并為人類應對未來的地球系統科學重大挑戰提供一套科學的認知框架，集智俱樂部聯合清華大學講席教授陳德亮、北京師范大學教授樊京芳、東莞理工學院特聘副研究員陳愛芳、南開大學副教授戴啟立老師和愛爾蘭都柏林大學博士生班嶄共同發起，將組織大家從新的研究范式出發梳理相關文獻，并深入研讀其中涉及的理論與模型。

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