集智俱乐部 11月10日 19:13

聚焦网络瓦解：从高阶结构到智能优化

集智俱乐部联合多位专家学者发起「复杂网络瓦解读书会」，深入探讨网络结构、算法模型与应用场景。本次读书会将重点解析网络在高阶结构层面的失稳机理与边层面的集体脆弱性，重点关注爆炸式脆弱性、高阶结构瓦解以及基于簇渗流的边瓦解算法。旨在通过最小化移除成本，实现对复杂系统的最大破坏，并为网络防护、谣言控制等提供理论支撑。活动将从“结构—机制—功能”多层次视角，揭示网络脆弱性的内在联系，为复杂系统提供新的分析框架。

🌐 **网络瓦解研究新视角：** 传统网络瓦解侧重于削弱“连通性”，即通过移除关键节点或边使网络分崩离析。而当前研究正拓展至“结构—机制—功能”的多层次综合问题，强调网络稳健性不仅取决于连接本身，更隐藏于其背后的高阶结构与集体行为机制。

💥 **爆炸式脆弱性与高阶结构瓦解：** 读书会关注网络在高阶结构层面的失稳机理，探讨“爆炸式脆弱性”现象，即网络在特定条件下可能发生突发的、非线性的瓦解。同时，将深入研究如何有效瓦解网络的高阶结构，揭示从连通性破坏到高阶结构崩解的内在联系。

🧩 **基于簇渗流的边瓦解算法：** 针对网络边层面的集体脆弱性，将介绍一种基于簇渗流（cluster percolation）的网络边瓦解算法。该算法旨在通过选取最小的节点或边集合，并按特定顺序移除，以最快速度降低网络最大连通片规模，实现高效的网络瓦解。

🚀 **智能演化与应用发展：** 本次读书会不仅探讨网络瓦解的理论前沿，也关注其在现实约束下的智能演化与应用发展。研究成果可为通信、电力、交通等基础设施防护，以及谣言控制、疾病传播抑制等领域提供理论指导和方法路径。

2025-11-10 14:30 上海

2025年11月11日（周二）晚上19:30-21:30直播

导语

集智俱乐部联合北京师范大学教授吴俊、国防科技大学副研究员谭索怡、北京化工大学副教授谷伟伟、中国科学技术大学博士后范天龙、国防科技大学在读博士卿枫共同发起「复杂网络瓦解读书会」，跨越网络结构、算法模型与应用场景的视角，探索复杂网络瓦解的前沿进展。重点探讨不同算法与优化框架如何帮助我们认识网络的脆弱性，并在现实约束下推动网络系统的智能演化与应用发展。

网络瓦解研究旨在通过最小化节点或边的移除成本，实现对复杂系统连通性与功能的最大破坏。作为网络科学的重要分支，它不仅关乎通信、电力、交通等基础设施的防护与攻击策略，也为谣言控制、疾病传播抑制以及犯罪组织打击提供了理论支撑。传统研究多聚焦于“连通性”的削弱，即通过关键节点或边的移除使网络分崩离析。然而，随着复杂网络研究的深入，人们逐渐认识到，真正决定系统稳健性的并非仅是连接本身，而是隐藏于其背后的高阶结构与集体行为机制。由此，网络瓦解的内涵正从“点—边—连通性”的范式，拓展为“结构—机制—功能”的多层次综合问题。

分享简介

本次读书会以“高阶网络的瓦解”为主题，聚焦网络在高阶结构层面的失稳机理与边层面的集体脆弱性。报告将从簇渗流模型与高阶结构瓦解两条思路出发，探讨网络如何在结构层级与动态机制上实现低成本、高效率的瓦解。讨论将涵盖从连通性破坏到高阶结构崩解的理论拓展，揭示爆炸式脆弱性、集体渗流行为以及高阶结构定向破坏之间的内在联系，旨在为复杂系统的脆弱性刻画与可控瓦解提供新的分析框架与方法路径。

核心关注问题

本次分享包含两个内容：

1.网络的爆炸式脆弱性和网络高阶结构瓦解

2.一种基于簇渗流的网络边瓦解算法

在这两个内容中，我们将探讨：

1.什么是网络高阶结构瓦解?

2.如何有效瓦解网络高阶结构?

3.如何选取一组最小的节点或边集合，使得移除该集合后的网络分解成亚连接分支？

4.按照哪种顺序移除这组节点或边集合，使得网络的最大连通片规模下降最快？

核心概念

#网络瓦解#网络爆炸式脆弱性#高阶结构 # 网络渗流

分享大纲

网络的爆炸式脆弱性和网络高阶结构瓦解-彭鹏

概念背景

a.研究背景

b.问题定义

c.概念内涵

研究结果

a.网络的爆炸式脆弱性

b.网络高阶结构瓦解

未来方向

a.理论方法

b.应用领域

一种基于簇渗流的网络边拆解算法-郑鹏

研究背景

a.网络渗流

b.网络瓦解

c.渗流在网络瓦解中的应用

d.其他启发式拆解算法

研究进展

a算法原理

b.实验结果

主讲人介绍

范天龙，博士，中国科学技术大学网络空间安全学院博士后，瑞士弗里堡大学（University of Fribourg）物理学博士毕业。主持及参与各类研究项目十余项，在Communications Physics、Reliability Engineering & System Safety、Chaos, Solitons & Fractals、New Journal of Physics、SCIENCE CHINA Information Sciences等领域内知名期刊上发表学术论文20余篇。

彭鹏，香港浸会大学在读博士。研究方向为网络拆解、网络渗流、网络动力学与结构。

郑鹏，中国科学技术大学在读博士，师从吕琳媛教授。研究方向为网络渗流、网络瓦解。

参与方式

参与时间

2025年11月4日（周二）晚上19:30-21:30（固定时间，记得关注获取每周分享信息～）

报名加入社群交流

https://pattern.swarma.org/study_group/70?from=wechat

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领域必读文献

[1] Peng, P., Fan, T., Ren, X.-L. & Lü, L. Unveiling explosive vulnerability of networks through edge collective behavior. Reliability Engineering & System Safety 266, 111741 (2026).

[2] Peng, P., Fan, T. & Lü, L. Network Higher-Order Structure Dismantling. Entropy 26, 248 (2024).

[3] Morone, F. & Makse, H. A. Influence maximization in complex networks through optimal percolation. Nature 524, 65–68 (2015).

[4] Mugisha, S. & Zhou, H.-J. Identifying optimal targets of network attack by belief propagation. Phys. Rev. E 94, 012305 (2016).

[5] Achlioptas, D., D’souza, R.M., Spencer, J.: Explosive percolation in random networks. science 323(5920), 1453–1455 (2009)

[6] Nagler, J., Levina, A., Timme, M.: Impact of single links in competitive percolation. Nature Physics 7(3), 265–270 (2011)

[7] Clusella, P., Grassberger, P., P´erez-Reche, F.J., Politi, A.: Immunization and targeted destruction of networks using explosive percolation. Physical review letters 117(20), 208301 (2016)

[8] Xiao-Long Ren, Niels Gleinig, Dirk Helbing, and Nino Antulov-Fantulin. Generalized network dismantling. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(14):6554–6559, 2019.

复杂网络瓦解读书会

从复杂网络的构建到智能优化的演化，理解网络的鲁棒性与瓦解机制始终是一个深刻的挑战。更值得深思的是，网络的结构和算法设计如何决定了网络在遭遇局部攻击时的脆弱性，及其整体瓦解的速度与范围。动态演化过程中的节点和边的变化，也会影响系统如何在瓦解中保持部分功能，或如何适应新的结构。因此，网络瓦解研究聚焦于一个核心问题：在不同类型的网络结构（如高阶网络、空间网络、时序网络）中，局部的破坏如何引发整体功能的丧失？在面对网络的异质性和约束条件下，不同的优化算法如何有效识别并摧毁关键节点与连接，从而最大化网络的瓦解效应，进而影响系统的整体稳定性与韧性？

详情请见：复杂网络瓦解读书会启动：从结构脆弱性到智能优化前沿

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