王震：信息網路和數據技術的「偵查員」| 「35歲以下科技創新35人」中國榜單專欄

自 1999 年起，《麻省理工科技評論》每年都會推出「35歲以下創新35人」（Innovators Under 35）榜單，旨在於全球範圍內評選出被認為最有才華、最具創新精神，以及最有可能改變世界的 35 位年輕技術創新者或企業家，共分為發明家、創業家、遠見者、人文關懷者及先鋒者五類。

2017 年，該全球權威榜單正式推出中國區評選，並已公布並首屆評選結果。現在，《麻省理工科技評論》正式開設「35歲以下創新35人」中國榜單專欄，以人物報道的形式幫助中文讀者了解這些來自中國的新生代科技力量。

王震·遠見者

信息網路和數據技術的「偵查員」

獲獎年份：2017年

年齡：31 歲

職位：西北工業大學教授

獲獎原因：探索了群體行為動力學及其在網路工程中的應用，為如互聯網、交通網、生物網等在內的各種複雜網路的穩定性分析與控制提供了有力的理論工具和全新視角。

信息網路是網路和數據科學中的一個概念，是對複雜系統的抽象。一個典型的信息網路由許多節點與節點之間的連邊組成，其中節點用來代表系統中不同的個體，而連邊則代表個體間的關係，承載了信息的傳遞和更新。

在我們的生活中，信息網路無處不在，例如，大腦中的神經系統就可以理解成一個由數以萬計的神經細胞連接而成的信息網路，同樣的，電力系統、社會系統、城市系統也可以理解成相應的信息網路。

藉助信息網路，模糊的世界得以被精準量化，並變得可以預測，就像是創造了一個上帝視角：在一個信息網路中，不同的元素（能量、信息或物質）會在其中「流動」，當它們有序流動時，整個網路運行順暢，而一旦「流動」出現異常，整個網路就會出現不同程度的故障。而對於王震教授來說，他正在從事的網路和數據科學研究就是思考網路、不同元素及其流動狀態與問題之間的關係。

他曾注意到，傳統的方法往往假設信息網路是單一的，然而，越來越多的現實網路通過節點的不同耦合關係，呈現出相互關聯、相互依賴等特徵。例如，當某個網路發生故障時（如電網某些變電站停電），必然會影響相關網路（如互聯網）的正常運行。

因此，圍繞多層耦合網路 ( Multilayer Networks ) 的結構和動態性能，王震提出了網路層之間信息傳遞和反饋的特徵耦合機制，並研究了多層耦合網路的魯棒性和性能優化。

拿一個日常生活場景舉例，根據不同機場航班量，他構建了由核層、橋層和外圍層構成的多層耦合中國航空網, 研究了不同（主要是根據節點度和節點流量）級聯效應對網路整體魯棒性的影響，這為航班流量控制提供了新的視角。在之後的進一步研究中，他通過 PSO 演算法提出了能夠緩解流量擁塞和提高運載能力的智能優化方案。

在對多層耦合網路結構特性研究的基礎上，王震還繼續探索了多層耦合網路的群體行為動力學及其在網路工程中的應用，特別是在群體行為決策和傳播免疫保護方面。他構建了行為動力學和信息動力學（如謠言、病毒傳播）的閉合反饋環路（每個網路層支撐一個動態過程），為信息安全、預防信息泄露提供了重要的技術支持。

王震教授以上的研究成果均發表在 Phys. Rep(IF>20)、PNAS(美國科學院院刊)、 Science Advances(Science 子刊)、Phys. Life Rev. (IF>13)、美國物理學會評論、IEEE 彙刊等國際知名學術期刊上，並被 Science、Nature News、LiveScience、Science Daily、科學網、科學通報等國內外知名學術媒體廣泛報道，也被美國科學院院士、歐洲科學院院士、AAAS Fellow、APS Fellow、IEEE Fellow、SIAM Fellow、AMS Fellow 等國際知名學者在 Nature、Science、PNAS 等國際知名雜誌正面評價。

圖 | 王震

事實上，隨著近幾年關於信息網路理論及其應用研究的不斷深入，已經有大量相關文章刊登在《Science》、《Nature》等國際一流學術刊物上。這其實也釋放著一個信號：作為一個新興科學，曾經被認為是冷門的信息網路正在成為科技界的研究熱點。

而在王震看來，其研究項目中最重要的創新要素也當屬學科的交叉與融合。由於其學科交叉性和複雜性的特點，信息網路的研究涉及了眾多學科的知識和理論基礎，尤其是系統科學、統計物理、數學、計算機與信息科學等。

他對我們介紹道，「這個新興學科當初發起的原因就是為了解釋物理空間、信息空間和人類社會中複雜系統所面臨的各種科技問題、社會問題甚至軍事問題。我們要將網路和數據與物理、信息、生物等學科進行交叉融合，否則網路和數據科學的研究就會成為無米之炊、無源之水」。

現在，王震教授的研究成果已經被用於解決部分地區的交通擁堵問題、航空交通優化問題、網路對抗問題和政府大數據。但是，隨著網路時代的到來，包括如互聯網、交通網、生物網等在內的各種信息網路的穩定性分析與控制仍然存在許多挑戰，這些網路的穩定運行也對人類社會至關重要。

在應對這些問題上，無論是網路科學研究本身還是將網路科學與大數據結合，都蘊含著極大的科研價值和應用價值。王震教授認為，「隨著研究的進一步深入，我相信網路和數據科學一定會為世界帶來更多的改變」。

下一步，他將繼續擴大自己的國際化研究團隊，提高現有的科學研究水平，並將自己的科學研究與實際應用結合，為民生、國防事業貢獻自己的力量。