李明麗

在信息化與智能化時代，可以說每一個人的生活中都充斥著網(wǎng)絡的影子。隨著互聯(lián)網(wǎng)、交通網(wǎng)、電力網(wǎng)、物流網(wǎng)等人們賴以生存的網(wǎng)絡越來越錯綜復雜，有些問題卻一直回避不掉：這些復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)可不可靠？一個小故障會導致整個網(wǎng)絡系統(tǒng)崩潰嗎？在出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡怎樣才能保證正常運行？面對這些問題，對復雜網(wǎng)絡的抗毀性進行研究顯得十分重要和迫切。

北京師范大學自然科學高等研究院復雜系統(tǒng)國際科學中心教授吳俊堅持擇一事終一生的態(tài)度，長期從事復雜網(wǎng)絡與大數(shù)據(jù)分析研究，深耕復雜網(wǎng)絡抗毀性研究近20年，在領域內取得了突出的學術成績。他正在思考如何將復雜網(wǎng)絡抗毀性與普通人的生活結合起來，真正地為社會服務。

持之以恒

“Enjoy Work，Enjoy Life”（享受工作，享受生活）是吳俊團隊的微信群名稱，從這個名字不難看出這是一個崇尚快樂做科研的團隊。吳俊團隊所在的復雜系統(tǒng)國際科學中心才成立兩年多，中心成員的專業(yè)多種多樣，有系統(tǒng)科學、管理科學、生物學、數(shù)學、物理學、計算機等，是一個不折不扣的交叉學科中心。而這正是吳俊選擇北京師范大學珠海校區(qū)的一個重要原因，“因為我覺得我的背景、我的研究都比較適合一個學科交叉融合的平臺”。

在此之前，吳俊在國防科技大學待了整整18年，從一名在讀的研究生成長為教授、博士生導師，從軍事院校到地方高校，吳俊研究的重點始終沒有離開網(wǎng)絡抗毀性。

網(wǎng)絡抗毀性是什么？這或許會是大多數(shù)人在聽到這個名詞時的反應，它確實沒有那么被人熟知。網(wǎng)絡抗毀性研究最早起源于軍事領域，早期主要應用于通信網(wǎng)絡領域。通俗來說，網(wǎng)絡抗毀性指的是網(wǎng)絡在節(jié)點或邊失效后繼續(xù)維持功能的能力。但實際上，幾乎所有的網(wǎng)絡都存在抗毀性問題。比如在生態(tài)系統(tǒng)里面，物種之間有復雜的關聯(lián)關系，一個物種的滅絕會給整個生態(tài)系統(tǒng)帶來怎樣的影響，這都屬于網(wǎng)絡抗毀性研究的范疇。

吳俊

大多數(shù)情況下，人們面對的網(wǎng)絡都是“有益的”。比如，通信網(wǎng)絡、電力網(wǎng)絡、交通網(wǎng)絡、物流網(wǎng)絡等。對于這些有益的網(wǎng)絡，科研人員會通過優(yōu)化設計、協(xié)調控制、防御修復等各種手段來保障它們持續(xù)、穩(wěn)定、有效地運轉。但是，很多時候人們面對的網(wǎng)絡也可能是“有害的”。最典型的例子就是恐怖組織網(wǎng)絡和疾病傳播網(wǎng)絡?！拔覀円环矫嫦Ｍ軌蛱嵘杏镁W(wǎng)絡的抗毀性，另一方面我們還要找到辦法瓦解有害網(wǎng)絡的抗毀性?！痹趨强〉难壑校澜缟纤械木W(wǎng)絡都是他研究的對象，他懷著探索的心情，一點一點挖掘其中的奧秘。

自然連通度是吳俊創(chuàng)新性提出的一種評價網(wǎng)絡系統(tǒng)抗毀性的指標?！皞鹘y(tǒng)的度量指標計算復雜還不夠精確，我就一直想用一種新的指標取代它。”在當時，吳俊有同事是做網(wǎng)絡同步性研究的，他們有一個非常好的指標，通過計算網(wǎng)絡矩陣特征譜就可以知道網(wǎng)絡同步能力的強弱。吳俊深受啟發(fā)，但是一直不知道如何推廣到網(wǎng)絡抗毀性上使用，直到2006年的上半年，他去中國科學院計算技術研究所訪問學習，了解到了一個新的概念——節(jié)點的子圖中心性。

子圖中心性是衡量節(jié)點重要性的一個指標，節(jié)點關聯(lián)的閉途徑數(shù)目越多，也就是子圖中心性越大，該節(jié)點在網(wǎng)絡中就越重要。吳俊發(fā)現(xiàn)子圖中心性閉途徑的數(shù)目可以和網(wǎng)絡特征譜關聯(lián)起來，通過特征譜可以算出節(jié)點關聯(lián)的閉途徑數(shù)目，那能不能用閉途徑數(shù)目來衡量網(wǎng)絡抗毀性呢？答案是可以，吳俊從復雜網(wǎng)絡的內部結構屬性出發(fā)，通過計算網(wǎng)絡中不同長度閉途徑數(shù)目的加權和刻畫網(wǎng)絡中替代途徑的冗余性。吳俊將其稱為“自然連通度”，該指標可以從網(wǎng)絡鄰接矩陣的特征譜直接導出，在數(shù)學形式上表示為一種特殊形式的平均特征根，具有明確的物理意義和簡潔的數(shù)學形式，能客觀刻畫復雜網(wǎng)絡的抗毀性，目前已經(jīng)被國內外研究人員廣泛使用。

“這個指標我前前后后尋找了至少有3年的時間，去中國科學院計算所也是很偶然的一次機會，沒想到就是這樣找到了解決的辦法?！眳强≌J為，正是由于對自然連通度這一新指標的極大興趣，促使他不斷地堅持，隨時捕捉新的信息，享受尋找的過程，從而取得新的突破。

除了自然連通度外，吳俊的研究成果還有不少，比如他提出了基于信息偽裝的復雜網(wǎng)絡抗毀性增強方法，傳統(tǒng)提高網(wǎng)絡抗毀性的方法是從結構入手，增加網(wǎng)絡系統(tǒng)中邊或者點，但吳俊從信息的角度，對關鍵節(jié)點進行偽裝，讓關鍵節(jié)點不易被發(fā)現(xiàn)，從而提升網(wǎng)絡抗毀性。

又比如將鏈路預測方法引入不完全信息條件下復雜網(wǎng)絡的最優(yōu)瓦解問題，揭示了鏈路預測的“漫畫效應”。吳俊發(fā)現(xiàn)當網(wǎng)絡部分鏈接信息丟失后，通過鏈路預測可以有效提高網(wǎng)絡瓦解效果，而且當丟失信息比例不高時，基于鏈路預測的瓦解效果甚至比完全信息條件下的瓦解效果還要好。

2002年，吳俊在國防科技大學攻讀碩士學位時，復雜網(wǎng)絡抗毀性研究才剛剛興起，那時很多人看好復雜網(wǎng)絡抗毀性，但是慢慢地很多人都不再堅持研究這個方向，但吳俊一直堅持著。近20年的研究經(jīng)歷告訴他，做研究最忌諱“打一槍換一個地方”，“如果我是這樣的話，根本不可能做出這么多的成果”，正是因為過去20年一直沿著一個方向，從測度到優(yōu)化再到瓦解，一步一個腳印，吸收其他領域的新鮮思路，才有了如今的碩果累累。

寓教于樂

2020年，北京師范大學在珠海校區(qū)新增設立了系統(tǒng)科學與工程本科專業(yè)，這在吳俊看來是具有歷史意義的大事。吳俊介紹說，從全國范圍內來看，北京師范大學是系統(tǒng)科學領域比較領先的學校，但是相關領域的本科生培養(yǎng)一直比較欠缺。而去年北京師范大學珠海校區(qū)理科實驗班招收了18名系統(tǒng)科學與工程的本科生，這意味著他們將從本科開始培養(yǎng)具有復雜性思維的系統(tǒng)科學人才。為此，北京師范大學珠海校區(qū)配備了非常強大的師資力量，實行本科新生一對一導師制，每一個學生都有導師引導講解前沿的科研工作，讓他們盡早接觸系統(tǒng)科學的最新知識。

吳俊也非常重視人才培養(yǎng)，但他給出的方法卻有些與眾不同。他把網(wǎng)絡設計、網(wǎng)絡瓦解、網(wǎng)絡對抗做成了3款游戲，在微信小程序上就能玩，分別是：“系者生存”、“斬首行動”和“網(wǎng)弈大師”。這三款游戲都是鍛煉系統(tǒng)思維、博弈思維的科學策略游戲。“我們通過游戲的形式去培養(yǎng)人才，讓學生快速地了解網(wǎng)絡抗毀性是什么，在游戲的過程中學習知識?！眳强≌J為，科學研究一定是非常有趣的事情，他希望學生能通過這些游戲更好地體驗科學的樂趣。

“我知道很多人覺得探索科學的路很艱辛，要風雨之后才能見到彩虹，我不認同這樣的觀點，我覺得科學研究的過程，它本身就是一個很快樂的事情?！边@樣的理念讓吳俊希望他團隊里的所有學生和老師都能抱著快樂的態(tài)度去面對科研上的所有事情?！拔易隽诉@么多年研究，有了這么多成果，我覺得應該和更多的人分享，所以做游戲不僅是讓學生去學習，還能讓科研以外的人去了解網(wǎng)絡抗毀性。”

服務社會

“學以致用、研以致用”是吳俊一直以來堅持的工作理念，除了開發(fā)科學小游戲，吳俊還將團隊在群體決策領域的研究成果做成軟件工具，面向大眾免費使用?！啊破吩u審’是一款面向大眾的專業(yè)群體決策工具，它不僅可以投票還支持表決、評分和排名，可以在評審、評價、評選、評比、評估、選拔、選舉、競賽、測評、考評、考核、答辯等各類場景中使用。它運用的是我們團隊自主創(chuàng)新的魯棒集結算法，可以有效消除惡意評價、消極評價、不完全評價等異常數(shù)據(jù)的影響?！边@是吳俊2020年來到北京師范大學珠海校區(qū)后做的事情，讓不懂科研的人也能用到他們的模型和算法?！拔野l(fā)表的那些論文，如果沒有相應的工具，那就只是論文，只有把論文做成工具，才能真正讓更多的人使用?！?/p>

而身處于大灣區(qū)腹地——珠海，更是讓吳俊瞄準了數(shù)字經(jīng)濟領域。“因為珠海在大灣區(qū)，它有很廣闊的應用場景，我們就把網(wǎng)絡抗毀性應用到了數(shù)字經(jīng)濟領域的一些關鍵場景上?！痹诮裉欤胍私庖患也蛷d好不好吃、一部電影好不好看，人們都會習慣性地打開點評App，去了解別人的意見。很顯然在數(shù)字經(jīng)濟時代，群體智慧是很重要的，但是這里面也有一個很突出的問題：這些意見可靠嗎？大量刷單和惡意差評的出現(xiàn)讓在線點評系統(tǒng)失去了最初設計的初衷，為此吳俊將網(wǎng)絡抗毀性的思想引入到點評系統(tǒng)，對那些異常的評論數(shù)據(jù)進行處理。

“我們現(xiàn)在正在開發(fā)一個全新的在線點評系統(tǒng)，把網(wǎng)絡抗毀性的相關模型和方法，應用到數(shù)字經(jīng)濟時代的在線點評系統(tǒng)，排除異常數(shù)據(jù)的干擾，使用戶的體驗更好，真正地為更多的大眾服務?！背嗽诰€點評系統(tǒng)以外，吳俊還把網(wǎng)絡抗毀性的相關模型和算法，擴展到了文玩藝術品的拍賣上。他和團隊推出的“估拍”新概念拍賣平臺將有效遏制傳統(tǒng)拍賣中“托兒”的出現(xiàn)，確保交易的公平、公正，維護消費者的利益，為破解非標準商品交易難題提供新的思路和途徑。

追求意義

在吳俊的經(jīng)歷里，那些在國防科技大學的時光留下了濃墨重彩的一筆。“我之前求學工作的大部分時間都是在國防科技大學度過的，這個學校最大的特點就是所有的人心中都有明確的目標：我是為什么服務的，要解決什么問題？我在國防科大求學工作這么多年來的最大收獲，就是做任何事情，都要想到能解決什么需求，能作哪些貢獻。”吳俊很清楚地認識到，哪怕研究的東西沒有經(jīng)濟效益，哪怕不能發(fā)表論文，但只要它是有意義的，它是能夠作貢獻的，是可以為國家和社會服務的，那就可以堅持做下去。

吳?。ㄗ笕┖蛯W生在全國復雜網(wǎng)絡大會上的合影

而在英國帝國理工大學的求學經(jīng)歷，則告訴了吳俊要想長久地堅持一個方向，需要選擇一些有意思的事情。“你研究的事情，比如你寫出來的論文或者你做的實驗，你都覺得不好玩，不能感動自己的話，那么你做的研究，你寫的論文一定是沒人看的，一定是沒有用的，一定是沒有什么意義的?！?/p>

這些在求學過程中的收獲，至今仍在影響著吳俊。他現(xiàn)在所做的研究都是他覺得有意思、有意義的研究，即使他可能10年都沒有在領域內發(fā)表過一篇論文，但是他仍舊會堅持研究下去。“就像我們前面說的自然連通度一樣，這個東西我覺得特別有意思、特別有價值，所以說雖然那么多年我沒有找到答案，但是我沒有放棄，我覺得我肯定可以把它研究出來?！眳强〉谋砬閹Я诵┬σ?，眼神堅定地說。

如今來到北京師范大學珠海校區(qū)快兩年的吳俊，迎來了更加開放包容的環(huán)境，他又有了新的感悟?！皥F隊的大家長狄增如教授非常開放包容，你想研究什么，他都會很鼓勵，想方設法地給你提供意見，不會給你束縛，不會給你干擾，所以我在團隊里都是很開心、很快樂的一個狀態(tài)，大家一起快樂地做研究，非常放松?！?/p>

雖然吳俊推崇“享受過程、快樂科研”的理念，但他的研究卻從來不馬虎，不放過一絲一毫的偏差，追求極致的嚴謹。未來，吳俊希望能將網(wǎng)絡抗毀性研究與社會需求深度融合，探尋研究更多的可能性，開發(fā)相應的實用工具，讓網(wǎng)絡抗毀性更好地與普通人的生活結合在一起，解決更多的實際問題，在萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡時代，大展身手，開創(chuàng)一片新天地。