前言

2025年6月17日，伊朗導(dǎo)彈擊中以色列海法煉油廠輸油管道。消息剛出，布倫特原油價(jià)格在倫敦交易所10分鐘內(nèi)暴漲5%。這根被炸毀的管道，僅供以色列本國(guó)使用，全球石油供應(yīng)并未實(shí)質(zhì)減少。為何市場(chǎng)反應(yīng)如此劇烈？這場(chǎng)“局部爆炸”何以引發(fā)“全球震顫”？這并非恐慌，而是復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)出的真實(shí)信號(hào)。就像高度拉緊的蜘蛛網(wǎng)，一絲振動(dòng)便可能牽動(dòng)全局。全球能源網(wǎng)絡(luò)，早已不是冗余、穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施，而是一張?jiān)凇靶蕢赫ァ敝兄饾u失去緩沖能力的復(fù)雜系統(tǒng)——正處于臨界脆弱的邊緣（詳情請(qǐng)見(jiàn)集智俱樂(lè)部論文解讀《千鈞一發(fā)：在聯(lián)系日益密切的世界中重新審視臨界脆弱性》）。

趙思怡 | 作者

樊瑛 | 審校

一、崩潰邊緣：被效率吞噬的安全墊

全球能源系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)代表煉油廠、油田、管道和港口，邊代表運(yùn)輸線路和信息鏈路。高效運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，安全緩沖卻被不斷壓縮：

• 庫(kù)存緩沖的消失2010年，全球原油庫(kù)存可保障60天供應(yīng)，而如今僅剩38天（國(guó)際能源署數(shù)據(jù)）。這相當(dāng)于一條鏈路的冗余被大量削減，就像一張無(wú)數(shù)節(jié)點(diǎn)和連接構(gòu)成的巨大網(wǎng)格，少了必要的備用節(jié)點(diǎn)，任何關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)失效，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)急劇上升。這意味著系統(tǒng)一旦受擾，無(wú)法快速吸收與重構(gòu)路徑。

• 單一依賴加劇風(fēng)險(xiǎn)歐洲42%的柴油依賴中東供應(yīng)，像是網(wǎng)絡(luò)中一條單向高負(fù)荷邊，稍有阻斷便可能令下游節(jié)點(diǎn)癱瘓。以色列關(guān)閉利維坦氣田時(shí)，歐洲75%的天然氣庫(kù)存緩沖瞬間告急，價(jià)格暴漲，顯示出網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和連接分布的不均衡導(dǎo)致系統(tǒng)脆弱。

• 關(guān)鍵咽喉的擁堵霍爾木茲海峽僅34公里寬，承擔(dān)全球34%海運(yùn)石油運(yùn)輸量，成為網(wǎng)絡(luò)中“超級(jí)節(jié)點(diǎn)”和“超級(jí)邊”，任何擁堵都對(duì)全局產(chǎn)生放大效應(yīng)。6月17日印度與挪威油輪相撞12小時(shí)，導(dǎo)致運(yùn)費(fèi)指數(shù)暴漲18%，是網(wǎng)絡(luò)中單點(diǎn)故障導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能下降的經(jīng)典體現(xiàn)。

圖1：國(guó)際油價(jià)變化和以伊沖突時(shí)間線關(guān)聯(lián)走勢(shì) | 圖片來(lái)源：鋼聯(lián)能化

蝴蝶效應(yīng)：小擾動(dòng)引發(fā)全球震蕩

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特征是“連鎖反應(yīng)”與“涌現(xiàn)現(xiàn)象”——小的局部變化可能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播，產(chǎn)生遠(yuǎn)超預(yù)期的系統(tǒng)級(jí)影響，戰(zhàn)爭(zhēng)如同投入齒輪的砂礫，在精密咬合的能源網(wǎng)絡(luò)中引發(fā)海嘯：

• 煉油廠的瘋狂賭局柴油裂解價(jià)差（煉油利潤(rùn)）從戰(zhàn)前19美元/桶飆升至28美元，創(chuàng)十年峰值。美國(guó)煉廠將96%的產(chǎn)能壓注柴油生產(chǎn)，導(dǎo)致汽油供應(yīng)銳減——如同面包店只做蛋糕卻停售面包。這類似于網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)被過(guò)度強(qiáng)化，犧牲了整體的多樣性與適應(yīng)性，增加系統(tǒng)對(duì)突發(fā)事件的敏感度。

• 運(yùn)輸繞行帶來(lái)的連鎖波動(dòng)30%液化天然氣船繞行非洲好望角，航程增加5500海里（相當(dāng)于北京飛悉尼的距離）。當(dāng)這些船多耗15天抵達(dá)亞洲時(shí)，到岸價(jià)已暴漲22%（達(dá)14美元/MMBtu）。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，路徑的冗長(zhǎng)和負(fù)荷變化會(huì)顯著增加傳播時(shí)間和系統(tǒng)能耗，導(dǎo)致局部負(fù)荷激增，甚至出現(xiàn)“瓶頸效應(yīng)”。

• 數(shù)字攻擊的暗涌伊朗對(duì)以色列電網(wǎng)的攻擊導(dǎo)致海法煉油廠斷電3小時(shí)。全球TOP20油氣企業(yè)每月遭受1200次定向網(wǎng)絡(luò)攻擊（網(wǎng)絡(luò)安全公司Cybereason數(shù)據(jù)），令物理和信息網(wǎng)絡(luò)深度耦合的能源系統(tǒng)承受“雙重沖擊”。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的“脆弱共生體”使得攻擊不僅影響單一節(jié)點(diǎn)，還可能觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)級(jí)故障。

圖2：由外部因素（如氣候，停電）導(dǎo)致鐵路交通系統(tǒng)，并在大范圍擴(kuò)散的例子（詳情請(qǐng)見(jiàn)集智俱樂(lè)部論文解讀《千鈞一發(fā)：在聯(lián)系日益密切的世界中重新審視臨界脆弱性》）。

霍爾木茲：全球經(jīng)濟(jì)的生死閥門

霍爾木茲海峽這條比紐約曼哈頓島還窄的水道，此刻成了世界能源的脈搏監(jiān)測(cè)儀：

空間死穴

伊"霍爾木茲-2"導(dǎo)彈覆蓋整條航道

關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)完全暴露在打擊半徑內(nèi)

時(shí)間炸彈

油輪戰(zhàn)爭(zhēng)險(xiǎn)保費(fèi)從0.1%飆至0.5%

風(fēng)險(xiǎn)傳導(dǎo)速度超越原油流動(dòng)

價(jià)格引爆點(diǎn)

10%通航下降觸發(fā)125美元油價(jià)

系統(tǒng)存在非線性突變閾值

情緒病毒

軍演消息讓油價(jià)秒漲2.3美元

心理擾動(dòng)已成獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)源

摩根士丹利模擬顯示：若該海峽通行效率下降10%，油價(jià)將火箭般沖破125美元——相當(dāng)于全球每日多支付54億美元"戰(zhàn)爭(zhēng)稅"——節(jié)點(diǎn)權(quán)重越大，系統(tǒng)整體風(fēng)險(xiǎn)越高。

圖3：全球船運(yùn)網(wǎng)絡(luò) | 圖片來(lái)源：Flowingdata。

效率的詛咒與網(wǎng)絡(luò)思維的救贖

當(dāng)前危機(jī)背后，藏著殘酷的系統(tǒng)科學(xué)真相：

• 效率的代價(jià)：高風(fēng)險(xiǎn)走鋼絲83%原油貿(mào)易依賴海運(yùn)，68%流量集中于六大咽喉要道。過(guò)度集中與優(yōu)化帶來(lái)了效率提升，卻使得系統(tǒng)“走鋼絲”——一旦斷裂，后果慘重。

• 庫(kù)存與價(jià)格波動(dòng)的反比關(guān)系每減少1天庫(kù)存，油價(jià)波動(dòng)率增加0.38%，過(guò)去15年庫(kù)存下降22天，意味著系統(tǒng)抗沖擊能力削弱37%。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的冗余節(jié)點(diǎn)減少，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性大幅下降。

• 連接帶來(lái)的隱患當(dāng)油輪導(dǎo)航系統(tǒng)被電子干擾、交易算法因新聞標(biāo)題瘋狂下單時(shí)，物理與數(shù)字世界已結(jié)成"脆弱共生體"。6月17日霍爾木茲撞船事故，疑因GPS信號(hào)受戰(zhàn)爭(zhēng)干擾，加劇系統(tǒng)不確定性。

能源網(wǎng)絡(luò)的無(wú)聲悲鳴

布倫特原油單日10.8%的漲幅，柴油裂解價(jià)差47%的飆升，這些數(shù)字不是簡(jiǎn)單的戰(zhàn)爭(zhēng)溢價(jià)，而是復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)出的痛苦呻吟。正如PNAS研究揭示的：全球能源網(wǎng)絡(luò)在追求極致效率的過(guò)程中，已將自己鎖在臨界脆弱性的牢籠中——每次優(yōu)化都在為崩潰積蓄能量。

戰(zhàn)火終會(huì)平息，但系統(tǒng)自帶的"脆弱基因"不會(huì)消失。當(dāng)下次危機(jī)來(lái)臨時(shí)，震顫的或許不止是油價(jià)曲線，而是整個(gè)現(xiàn)代文明的能源根基。

系統(tǒng)科學(xué)視角：戰(zhàn)爭(zhēng)只是火星，真正爆炸的是我們構(gòu)建的復(fù)雜系統(tǒng)

在傳統(tǒng)敘事中，人們通常將油價(jià)劇烈波動(dòng)歸因于“戰(zhàn)爭(zhēng)”這種單一事件。然而，系統(tǒng)科學(xué)強(qiáng)調(diào)：事件只是表象，結(jié)構(gòu)與機(jī)制才是真正的變量。

系統(tǒng)科學(xué)指導(dǎo)下核心視角轉(zhuǎn)變：

誰(shuí)引發(fā)的沖突？——系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中是否存在高集中度或單點(diǎn)依賴？

為什么油價(jià)跳漲？——系統(tǒng)反饋機(jī)制是否缺乏緩沖，是否存在“正反饋環(huán)”？

怎么調(diào)配能源？——系統(tǒng)是否具備足夠的結(jié)構(gòu)冗余、動(dòng)態(tài)彈性與異質(zhì)路徑？

能源系統(tǒng)就是一個(gè)“多層次耦合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”，它既包括：

• 物理網(wǎng)絡(luò)（如管道、油輪、港口）

• 信息網(wǎng)絡(luò)（如市場(chǎng)交易、預(yù)期管理、新聞傳播）

• 控制網(wǎng)絡(luò)（如國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備、貿(mào)易路線選擇）

• 虛擬系統(tǒng)（如算法交易模型、能源衍生品定價(jià)機(jī)制）

系統(tǒng)的反饋機(jī)制（Feedback Loops）：

油價(jià)上漲 → 投資者恐慌加倉(cāng) → 價(jià)格進(jìn)一步上漲 → 儲(chǔ)油方惜售 → 實(shí)際供應(yīng)進(jìn)一步減少 ?正反饋環(huán)，導(dǎo)致市場(chǎng)自我強(qiáng)化，遠(yuǎn)超初始擾動(dòng)影響（即所謂“系統(tǒng)回響”）

能源系統(tǒng)的涌現(xiàn)（Emergence）現(xiàn)象：

局部反應(yīng)疊加成為宏觀異常（如戰(zhàn)爭(zhēng)未打到歐洲，歐洲天然氣價(jià)格暴漲）；新價(jià)格、供需結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)策略等不是人為規(guī)劃，而是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下自發(fā)“涌現(xiàn)”的新穩(wěn)定狀態(tài)。

系統(tǒng)科學(xué)并非悲觀主義，它提供的是“看見(jiàn)復(fù)雜 → 馴服復(fù)雜”的方法論。可行的系統(tǒng)級(jí)治理方向包括：

1. 提高系統(tǒng)異質(zhì)性與冗余：不要所有能源依賴同一咽喉要道，推動(dòng)供應(yīng)來(lái)源與路徑多樣化

2. 構(gòu)建緩沖層：包括庫(kù)存提升、區(qū)域能源互助協(xié)定、本地化微型能源網(wǎng)等

3. 嵌入自適應(yīng)調(diào)控機(jī)制：構(gòu)建能實(shí)時(shí)調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)策略與價(jià)格機(jī)制，利用 ABM（多主體建模）模擬政策干預(yù)結(jié)果

4. 部署系統(tǒng)級(jí)模擬平臺(tái)：在國(guó)家層級(jí)部署“能源系統(tǒng)數(shù)字孿生體”，實(shí)現(xiàn)快速預(yù)測(cè)與結(jié)構(gòu)性調(diào)整策略推演

系統(tǒng)科學(xué)前沿第四課：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及其應(yīng)用

我們生活在網(wǎng)絡(luò)之中，卻常常不自知。互聯(lián)網(wǎng)、社交平臺(tái)、神經(jīng)連接、物流系統(tǒng)……這些看似天差地別的系統(tǒng)背后，都有一個(gè)共同的數(shù)學(xué)本質(zhì)：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。在大數(shù)據(jù)與萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，擁有網(wǎng)絡(luò)思維，洞悉連接結(jié)構(gòu)，是理解現(xiàn)實(shí)世界的關(guān)鍵能力之一。

在本課程為系統(tǒng)科學(xué)核心課程，樊瑛教授將為大家講解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本理論與典型模型，結(jié)合現(xiàn)實(shí)案例，探討網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如何塑造傳播、控制、協(xié)同與涌現(xiàn)行為，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)思維與分析能力，

課程大綱

1. 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概念：節(jié)點(diǎn)、邊、度分布、小世界、無(wú)標(biāo)度等核心術(shù)語(yǔ)

2. 典型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型：ER隨機(jī)圖、BA無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)等

3. 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)過(guò)程：信息傳播、病毒擴(kuò)散、同步

4. 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用：社會(huì)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域案例

5. 交流討論

專業(yè)術(shù)語(yǔ)

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)、邊、度分布、無(wú)標(biāo)度、小世界效應(yīng)、冪律、信息擴(kuò)散、同步機(jī)制、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)熵、系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)

課程信息

課程主題：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及其應(yīng)用

課程時(shí)間：7月11日（周五）晚19:30-21:30

課程形式：騰訊會(huì)議（會(huì)議信息見(jiàn)群內(nèi)通知）；集智學(xué)園網(wǎng)站錄播（3個(gè)工作日內(nèi)上線）

課程主講人：

樊瑛，北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。現(xiàn)擔(dān)任中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)系統(tǒng)理論專委會(huì)主任、常務(wù)理事；中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)生態(tài)環(huán)境復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)同治理專業(yè)委員會(huì)副主任委員；中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與復(fù)雜系統(tǒng)專委會(huì)委員；中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)社會(huì)計(jì)算與智能專委會(huì)委員等。研究方向?yàn)閺?fù)雜系統(tǒng)理論及其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，特別是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究，主持或參與多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，發(fā)表多篇有影響力論文。曾獲得2009年度教育部新世紀(jì)人才。在中國(guó)大學(xué)慕課網(wǎng)開(kāi)設(shè)《復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析》課程多輪次。

課程適用對(duì)象

1. 理工科高年級(jí)學(xué)生/研究生：系統(tǒng)性掌握復(fù)雜系統(tǒng)研究工具（多主體建模、網(wǎng)絡(luò)分析）

2. 跨學(xué)科研究者：汲取生物學(xué)、社會(huì)科學(xué)與AI的交叉靈感

3. 產(chǎn)業(yè)從業(yè)者：用系統(tǒng)思維解決業(yè)務(wù)中的非線性問(wèn)題（如用戶增長(zhǎng)、供應(yīng)鏈優(yōu)化）

報(bào)名須知

1. 課程形式：騰訊會(huì)議直播，集智學(xué)園網(wǎng)站錄播。

2. 課程周期：2025年6月20日-2025年8月22日，每周五晚19：30-21：30點(diǎn)進(jìn)行。

3. 課程定價(jià)：599元

https://campus.swarma.org/course/5518?from=wechat，可開(kāi)發(fā)票

付費(fèi)流程

1. 掃碼付費(fèi)；

2. 課程頁(yè)面添加學(xué)員登記表，添加助教微信入群；

3. 課程可開(kāi)發(fā)票。