第1章 绪论

20世纪科学的发展揭示出某些简单系统会展现复杂行为，如混沌现象等。这是用迭代过程和微分方程描述的简单系统由于非线性关系展现出的复杂行为，这是复杂性的一种重要范式。另一方面，在21世纪初人们广泛观察到，大量复杂系统也可由某些简单规则自组织演化而形成，这可能是复杂性更重要的一种范式，而描述这种范式的关键工具之一就是网络。

20世纪90年代以来，以互联网为代表的信息技术的迅猛发展使人类社会大步迈入了网络时代，从互联网到万维网，从大型电力网络到全球交通网络，从生物体中的大脑到各种新陈代谢网络，从科研合作网络到各种经济、政治、社会关系网络等，可以说我们就生活在一个充满着各种各样的复杂网络的世界中。在自然界和人类社会中，个体总是和周围的环境紧密联系的，无论是否情愿，或多或少，个体总是时刻被环境影响，也不停地影响着环境。所以，对系统的分析不仅要分析个体自身的内容和特征，也必须关注其他个体对它的影响，采用整体的系统的分析方法。复杂网络可以用来描述从技术到生物直至社会各类开放复杂系统的骨架，而且是研究它们拓扑结构和动力学性质的有力工具。复杂网络研究为探讨复杂系统的性质提供了一个新的视角，它对探索复杂性具有一定的启发和借鉴意义。对现实世界中的系统研究需要放在复杂网络这个平台中，才能更准确地刻画其行为和功能特征。因此，对复杂网络的研究具有重大理论与实际意义，复杂网络已经逐渐成为当今科学研究的前沿和热点。本书主要将在复杂动力网络同步分析和控制等方面开展分析和研究。