推荐序一 链接，大数据之钥

程学旗

中科院计算所所长助理

中科院网络数据科学与技术重点实验室主任

著于世纪之初的《链接》一书，展现了世界万物之间泛在的关联关系，揭示了社会、信息、生物、技术、经济等各种复杂系统的网络化存在。书中，巴拉巴西教授着重以网络思维来刻画和解析了复杂系统的链接特性和相关的普适性规律。如今，十余年过去了，人类可获取和待处理的数据规模、数据增长速度和数据复杂性经历了大幅度提升，社会进入了“大数据”时代。一方面，大数据为我们认识自然界和人类社会自身提供了前所未有的机遇；另一方面，技术上所面临的挑战需要我们从本质上发现和总结大数据计算与大数据科学的基本规则与理论体系。在这样的背景下，一起重温《链接》一书，领略科学家们在网络科学伊始对链接泛在性、数据复杂性、规律普适性的认识和思考，对我们在大数据时代抓住机遇、迎接挑战将大有裨益。

复杂性引领《链接》。从随机宇宙到无尺度小世界，记录着人类对复杂性认识的进步。复杂性蕴含于万物之间的关联关系中，体现为无序和有序的共存，反映在无处不在的无尺度和幂律上。链接既是刻画复杂性的方式，又是认识复杂性的途径。大数据的复杂性，同样体现为数据之间的复杂关联，正是这种复杂关联使得数据复杂性随着数据规模非线性增长。因此，认识数据复杂性最终需要回到理解和掌握数据之间的复杂关联关系上。正如《链接》书中所言：在沿着还原论这条路飞奔时，我们撞上了复杂性这堵墙。网络让世界变得不同，链接是人类认识复杂性的脚手架。

普适性贯穿《链接》。规律的普适性是科学发展孜孜追求的目标，从亚里士多德到伽利略，从哥白尼、开普勒到牛顿，从普朗克到爱因斯坦，正是普适性引领科学一点点拨开复杂性的面纱，一步步揭示复杂性背后简单而深刻的规律。各个领域形形色色的网络，呈现出共有的无尺度、小世界和高聚团性；富者愈富和适者生存的简单法则，支配着各个领域网络的生长和演化；从微观尺度的基因网络到宏观尺度的经济网络，无不蕴含着枢纽节点和层级结构。探求普适性规律，小处着手、大处普适，对于我们应对和处理规模不断增长的大数据世界具有重要的借鉴和指导意义。

计算蕴含于《链接》。自然界和人类社会不仅仅是一个静态的客观存在，更是一个具有自我计算能力的动态系统。蛋白质能够快速地完成转录、鸟群能够高速有序地飞行和有效地觅食、通过互联网的通信而自动完成的寄生计算，这些无不在启示我们自然界固有的计算模式。从计算的视角来看，计算是对复杂性所蕴含规律的一种实现，高效的计算需要找到有效而简单的规律。每一种计算都体现着一种规律，简单而深刻的规律对应着高效而简洁的计算。寻找数据复杂性背后的固有规律，是我们有效处理和利用大数据的钥匙，大数据时代的计算亟需探索大数据复杂性的普适规律。

温故而知新，《链接》一书将带我们回顾人类对复杂性的探索历程，领会网络思维的启迪，探寻数据复杂性的普适规律，为大数据时代的计算找回那把迷失的钥匙。