百年清华

胡锦涛在全国科学技术大会上指出“进入21世纪，世界新科技革命发展的势头更加迅猛，正孕育着新的重大突破”。在我国建设主自创新型国家的历史时期，世纪之交诞生的一门新的交叉科学——网络科学及其广泛应用是当前国内外最广泛交叉的重要的前沿科学之一，它与下一代互联网等高新科技的日益融合，正是当今和未来整个科技、国民经济发展和社会进步的巨大推动力之一。

作为我国网络科学研究最早的推动者、组织者和研究者之一，方锦清以其敏锐的科研触角，用勤勉和智慧不断地奏响复杂网络科学理论的创新乐章，成为该领域有重大创新成果和相当资望的科学家，他担任中国工业与应用数学复杂系统与复杂网络专业委员会副主席。在科学网上，由他建立和维护的“复杂网络论坛圈”也是风生水起、热闹非凡，正在吸引着越来越多的国内外网友，成为业界进行网络科学知识传播、学术思想交流与不同学科广泛交叉的一个崭新平台。

方锦清校友（清华大学1964届工物）在2010年“第六届全国网络科学论坛”上作总结报告

“2010年虎年，吉祥高照，我国网络科学迎来开门红，我们中国人已经分别在三个国际高端期刊Science, Physics Review Letter和 Nature上出现原创性论文和新闻评论。我认为，他们的成功有三大特点：①他们都是年轻人，富有创新精神；②他们都是探索网络科学新的生长点和前沿课题；③他们都直接参与了国际课题的合作。我们“复杂网络论坛圈”向这些年轻有为的佼佼者表示热烈的祝贺！希望他们：戒骄戒躁，再接再厉，乘虎气冲天的东风，继续攀登网络科学新高峰！为我国和世界科学作出更大的贡献！”这段话是方锦清博客里的一则简短评论。方锦清是一个忙碌的人，除了组织一些论坛会议活动外，正在科学网“复杂网络论坛圈”里发起以“复杂网络观察”为主题的博文大赛（2月26日至5月26日）活动，他以身作则，抛砖引玉，写出三篇“我的科学憧憬之一…”“我的科学憧憬之二…”“我的科学憧憬之三…”博文，迄今累计被阅读超过1800多次，且时有他的短评。去年在讨论“科学（Science）”网络科学发展十年的专辑时，他一共发表了“十评”。对我国复杂网络科学事业的发展可谓是尽心尽力，这对一个年愈古稀的人来说，的确是难能可贵——尤其是这种新兴交叉前沿的学科研究。

潜心专研 结出复杂网络科学领域硕果累累

凭借着其非凡的智慧和勇于突破创新的精神，方锦清孜孜不倦、勤思奋进，在复杂网络科学领域取得了卓越成果。

他负责主持的国家科研重点科研项目已经结出了丰硕科研成果，其主要表现在：深刻地揭示网络科学中非线性网络的动力学复杂性的基本特征，不同类型复杂网络的拓扑结构特征、网络动态特性和功能之间若干定性关系和定量规律，从理论上加深理解复杂网络的群聚、传输、同步、传播和博弈等一系列过程、特点及其控制方法，并且这些理论方法已经应用于若干典型的实际网络，包括互联网、加速器的束流传输网络、社会与经济网和高科技网等。专家评述指出：整个研究成果取得了突出进展，具有12个科学原创性和特色。与方教授直接密切相关的主要成果表现在：提出和建立了网络科学的统一混合理论框架体系，包括三部曲模型，构建、描述和总结了七大层次的网络模型金字塔，提出了一类广义Farey组织的新网络及其金字塔，发现了网络的复杂性-简单性与多样性-普适性之间的相互转变关系；揭示复杂网络的拓扑结构特征与网络的动态特性之间的关系；提出了复杂混沌网络的多目标分区控制及小世界和无标度拓扑下束流输运网络的束晕-混沌同步与控制方法；发现了高科技网的四个层次及其拓扑特性，开展了社会网络的实证研究；把宏观网络推进到微观网络模型，探索了复杂网络的非平衡统计方法。

《多层次的高科技网络的研究进展》

《多层次的高科技网络的研究进展》一文只是方锦清在该领域众多的研究成果之一。该文观点新颖、科学，具有科学的原创性。

高新技术是对人类社会的发展进步具有重大影响的前沿科学技术，它能大大带动各行业的技术的进步和发展。从世界各国高科技的发展来看，高科技并非一个单项技术，而是科学、技术、工程最前沿的新技术群，只有实现了产业化并形成产业规模效益，才能达到发展生产力、促进社会文明、增强国家经济和国防实力。正由于高科技是与高技术产业连结在一起的，因此它又是科学、技术、生产一体化体系，同样受到市场的调节和推动。2007年起我国高科技产业已经跃居世界第二位，对我国经济高速发展发挥重大作用。中国第一个国家级高新技术产业开发区—北京中关村高科技园（简称Z-Park），是我国最大规模的“科学城”，是我国高科技网络的第一层次和全国高科技网络园区的核心，28年来Z-Park成绩斐然，就经济增长速度而言，它在世界一流园区中已处于领先地位,在我国发挥了开路先锋和示范的作用，在它的巨大影响下，全国已经有形成了北京中关村、上海市张江、苏州国际科技园、深圳、杨凌农业等53个科技园，并且建立了清华大学、北京大学、天津大学等62个大学科技园，园区在不断壮大中。但是我国整个高新科技园的发展与美国硅谷还有一定的差距。因此，如何运用复杂网络理论及其分析方法,定性和定量地分析高新科技社会网络的的特性、产生机制及其应用问题，探索我国高科技网络发展的特点和规律，寻找“中国硅谷”的发展之路，具有重大意义。

方锦清小组基于网络科学的观点、理论和方法，把高科技企业作为节点，应用它们各自的经济指标（主要属性）来共同衡量（测度）和反映它们之间关系的程度，构建了高新科技网络。据悉，这是国内应用网络科学观点和方法对高科技网络进行的首次研究。研究发现：高科技网络至少具有四个层次结构：第一层次是我国Z-Park高科技网络，第二层次是全国高新园区（包括高校科技园）企业网络，第三层次是全国高技术产业网络和第四层次是世界高科技网。他们从多层次探讨了高新科技发展的机制、特征和规律。

如何利用该研究结果指导高科技发展是值得注意的一个问题。人们需要善于学会把上述网络特性理论结果应用到实际高新技术网络中去。例如，不论什么类型和层次的高新科技网络都一种共同的特性，那就是无标度特性，这个特性是一把“双刃箭”，一是对意外故障却具有惊人的鲁棒性，即抗攻击能力强；另一是面对协同式攻击则很脆弱。必须善于把握“双刃箭”，扬长避短，为了避免网络因遭受攻击或意外事故导致的大规模破坏（崩溃）, 最有效的办法就是保护好网络中节点度最大和次大度的一些少数“中心”节点，全国高科技园就是保护特大型和次大型的高新科技企业及其高端产业群，这对于稳定和加速整个高新科技的稳健发展具有举足轻重的作用。

因此，继续深入探索不同层次的全球高科技网络和我国高新企业网络的全面特性及其关系，并应用于加快我国高科技产业的稳健发展，任重而道远，是具有长远的战略意义的一项重大课题。

网络科学对国防和社会发展的重大意义

方锦清说，在世纪之交，由于复杂网络研究的突破性新发现具有普遍意义。网络无处不在，触手可及，近十年来国内外掀起了复杂网络科学与技术的研究与应用的热潮。网络科学与技术的研究很快与自然科学、社会科学及技术工程等众多科学融合在一起，迅速遍及各个领域，诸如：因特网，万维网、电力网、交通网、通信网、生物网络、社会网络、生态网、环境网、食物链网、高科技网等。从自然到社会，网络已经成为人们生活和工作中密不可分的一部分。如何抓住实际复杂网络的关键性质，揭开复杂网络的奥秘以造福人类，已经成为网络科学国内外研究的一个核心问题。

“网络中心战”（Network-centric warfare，NCW）是美国国防部提出来的，其基本思想是通过全球信息网格，把各分散的作战要素通过全球信息栅格实现网络化，共享战场态势感知，协调统一行动，将信息优势转变为行动优势充分发挥整体作战效能。美国防部报告指出：“网络中心作战可能是美国政府历史上最复杂的任务,可与第二次世界大战及对前苏联的冷战相比,是长期、困难、高费用和高风险的任务。”“这一任务岂止是非常复杂, 所需的知识甚至还不存在。这类似当年美国的曼哈顿‘原子弹工程’、‘阿波罗’登月工程, 需要长期的、动员全国力量的创新”。按照计划，整个美军的网络战部队将于2030年左右全面组建完毕，届时，它将担负起网络攻防任务，确保美军在未来战争中拥有全面的信息优势。（见方锦清博客《我的科学憧憬之二》）欧洲和澳大利亚都紧跟其后，我国决不能等闲视之！

方教授小组同样在国内领先探索与国防相关的核科技领域的若干重要复杂网络，包括：与网络作战中心有关的核能武器网络，束流传输网络及其束晕-混沌控制，核反应连续渗流演化网络，全球核电站网络，化学反应网络，核辐射监测与反核恐怖网络等。

方锦清认为，当前，世界各国所面临的气候变化、节能减排、生态环境保护、粮食安全、疾病防治等需要共同解决的一系列重大问题，从网络科学观出发，数字地球是一个庞大的多层次的时空复杂网络，开展这个重大综合课题将为深化数字地球研究提供新思路和新方法，并对数字地球提出了更加紧迫的和全面的需求。联合世界上主要国家开展数字地球网络的研究与应用可能为世界可持续发展提供的新平台，成为人类文明进步的崭新载体，将促进全球经济建设与社会发展的新可持续的增长（详见其博客《我的科学憧憬之三：问数字地球巨复杂网络，谁主沉浮？》一文）。

摘自《迈向世界的中国科技（下）》，中国科学技术出版社2010年出版