本书立足于用网络科学思维理解复杂社会的运行规律,将理论和应用相结合，阐述了网络科学这一新兴交叉学科的基本概念、基本理论和研究方法。全书共14章，可以分为两个部分:第一部分为第1—10章,介绍网络科学的基础理论和知识，包括网络科学概述、网络的数学基础、网络的拓扑结构和性质、网络节点测度分析、网络参数分析、网络算法基础、矩阵算法和图划分、随机网络模型、小世界网络模型以及无标度网络模型;第二部分为第11—14章，介绍网络科学与其他学科的交叉研究成果，包括网络动力学、网络博弈、网络同步以及网络控制。每章均附有一定数量的思考题，帮助读者巩固章节内容。

本书可作为研究生和高年级本科生网络科学课程的教学参考书，也可供自然科学、工程技术科学和社会科学领域的研究人员参考使用。

前辅文
第1章 网络科学概述
  1.1 网络科学初步
   1.1.1 哥尼斯堡七桥问题
   1.1.2 六度分隔现象
   1.1.3 小世界现象
   1.1.4 马太效应
  1.2 实际生活中的网络
   1.2.1 因特网网络
   1.2.2 电力网络
   1.2.3 万维网网络
   1.2.4 社会网络
  1.3 网络科学
   1.3.1 网络科学的学科意义
   1.3.2 网络科学的未来发展方向
  思考题
  参考文献
第2章 网络的数学基础
  2.1 网络的图形式
   2.1.1 无权无向图
   2.1.2 加权有向图
   2.1.3 加权无向图
   2.1.4 无权有向图
  2.2 图的代数形式
   2.2.1 邻接矩阵
   2.2.2 拉普拉斯矩阵
   2.2.3 邻接表
   2.2.4 三元组
  2.3 图的类型
   2.3.1 树
   2.3.2 平面图
   2.3.3 超图
   2.3.4 二分图
  2.4 图的特征
   2.4.1 度
   2.4.2 路径
   2.4.3 分支
   2.4.4 独立路径
   2.4.5 割集
   2.4.6 连通度
  思考题
  参考文献
第3章 网络的拓扑结构和性质
  3.1 复杂网络的连通性
   3.1.1 无向网络中的巨片
   3.1.2 有向网络的蝴蝶结结构
  3.2 网络的度分布
   3.2.1 度分布的定义
   3.2.2 常见网络的度分布
  3.3 网络的平均路径长度和直径
   3.3.1 无权无向网络的平均路径长度和直径
   3.3.2 加权有向网络的路径长度
  3.4 聚类系数
   3.4.1 局部聚类系数
   3.4.2 全局聚类系数
   3.4.3 加权网络的聚类系数
  思考题
  参考文献
第4章 网络节点测度分析
  4.1 度中心性
  4.2 特征向量中心性
   4.2.1 特征向量中心性定义
   4.2.2 有向网络的特征向量中心性
  4.3 Katz中心性
   4.3.1 Katz中心性定义
   4.3.2 Katz中心性计算
  4.4 PageRank中心性
   4.4.1 PageRank中心性定义
   4.4.2 PageRank中心性计算
   4.4.3 修正的PageRank算法
  4.5 权威性和核心节点：HITS算法
   4.5.1 权威中心性和核心中心性定义
   4.5.2 HITS算法
  4.6 接近度中心性
   4.6.1 接近度中心性定义
   4.6.2 调和接近度中心性
  4.7 介数中心性
  思考题
  参考文献
第5章 网络参数分析
  5.1 节点群组
   5.1.1 团、丛和核
   5.1.2 分支和k-分支
  5.2 传递性
   5.2.1 传递性的表示
   5.2.2 局部聚类和冗余
  5.3 相互性
  5.4 有符号边和结构平衡
  5.5 相似性
   5.5.1 余弦相似性
   5.5.2 皮尔逊相关系数
   5.5.3 结构等价的其他测度
   5.5.4 规则等价
   5.5.5 相似性与链路预测
  思考题
  参考文献
第6章 网络算法基础
  6.1 运行时间和计算复杂度
  6.2 网络数据的存储形式
   6.2.1 邻接矩阵
   6.2.2 邻接表
  6.3 度和度分布计算方法
   6.3.1 度和度分布
   6.3.2 度的累积分布计算方法
   6.3.3 节点度的相关系数计算方法
  6.4 聚类系数计算方法
  6.5 广度优先搜索算法和最短路径算法
   6.5.1 广度优先搜索算法
   6.5.2 基于广度优先搜索的最短路径算法
   6.5.3 加权网络的最短路径算法
  6.6 最大流和最小割集算法
   6.6.1 最大流最小割定理
   6.6.2 基于增广路径的最大流算法
  思考题
  参考文献
第7章 矩阵算法和图划分
  7.1 特征向量中心性和主特征向量
   7.1.1 特征向量中心性
   7.1.2 主特征值和特征向量算法
   7.1.3 其他特征值和特征向量算法
   7.1.4 矩阵特征值和特征向量算法
  7.2 图划分
   7.2.1 图划分问题
   7.2.2 KernighanLin算法
   7.2.3 谱划分算法
  7.3 社团发现
   7.3.1 社团发现问题介绍
   7.3.2 简单模块度最大化算法
   7.3.3 谱模块度最大化算法
   7.3.4 两个以上群组的社团划分
   7.3.5 其他模块度最大化算法
   7.3.6 其他社团划分算法
  思考题
  参考文献
第8章 随机网络模型
  8.1 随机网络模型简介
   8.1.1 随机网络的描述
   8.1.2 随机网络的生成
  8.2 随机网络的拓扑特征
   8.2.1 随机网络的边数分布
   8.2.2 随机网络的度分布
   8.2.3 随机网络的聚类系数
   8.2.4 随机网络的平均路径长度
   8.2.5 随机网络的演化与巨片的涌现
   8.2.6 随机网络与实际网络的对比
  8.3 具有任意度分布的广义随机图
   8.3.1 配置模型的生成
   8.3.2 配置模型的余平均度
   8.3.3 配置模型的余度分布
   8.3.4 配置模型的聚类系数
  8.4 零模型和随机重连算法
   8.4.1 随机化网络和零模型
   8.4.2 零模型的属性分析
   8.4.3 随机化重连算法
  思考题
  参考文献
第9章 小世界网络模型
  9.1 小世界网络模型简介
   9.1.1 小世界网络模型描述
   9.1.2 小世界网络模型生成
  9.2 小世界网络拓扑特征
   9.2.1 度分布
   9.2.2 聚类系数
   9.2.3 平均路径长度
  9.3 Kleinberg模型与可搜索性
   9.3.1 Kleinberg模型
   9.3.2 最优网络结构
   9.3.3 Kleinberg模型的理论分析
  9.4 层次树结构网络模型与可搜索性
   9.4.1 层次树结构网络模型
   9.4.2 电子邮件网络验证
  9.5 小世界网络模型的应用
   9.5.1 社会学应用
   9.5.2 地球科学应用
   9.5.3 计算应用
   9.5.4 大脑中的小世界网络
  思考题
  参考文献
第10章 无标度网络模型
  10.1 BA无标度网络模型
   10.1.1 BA网络模型描述
   10.1.2 BA网络模型生成
  10.2 无标度网络拓扑特征
   10.2.1 幂律分布
   10.2.2 平均路径长度
   10.2.3 聚类系数
   10.2.4 特征谱
   10.2.5 网络熵
  10.3 Price模型
   10.3.1 模型描述
   10.3.2 幂指数可调的入度分布
   10.3.3 幂指数可调的无向无标度网络
   10.3.4 优先连接机制的计算机实现
   10.3.5 节点复制模型
  10.4 无标度网络推广模型
   10.4.1 适应度模型
   10.4.2 局域世界演化网络模型
  10.5 鲁棒性与脆弱性
  思考题
  参考文献
第11章 网络动力学
  11.1 网络动力学系统
   11.1.1 动力系统
   11.1.2 单变量网络动力系统
   11.1.3 多变量网络动力系统
  11.2 常见的动力学过程
   11.2.1 随机游走
   11.2.2 惰性随机游走
   11.2.3 自避行走
   11.2.4 游客漫步
  11.3 流行病传播
   11.3.1 流行病传播的基本模型
   11.3.2 均匀网络中的流行病传播分析
   11.3.3 非均匀网络中的流行病传播分析
  11.4 信息传播
   11.4.1 知识传播模型
   11.4.2 舆论传播模型
  11.5 复杂网络在动力学领域的应用
   11.5.1 诺如病毒传播
   11.5.2 谣言传播
  思考题
  参考文献
第12章 网络博弈
  12.1 博弈论概述
   12.1.1 博弈论基本概念及其发展历史
   12.1.2 博弈的分类
  12.2 演化博弈理论
   12.2.1 演化博弈简介
   12.2.2 网络演化博弈概述
   12.2.3 博弈模型
  12.3 复杂网络上的多人演化博弈
   12.3.1 多人演化博弈模型
   12.3.2 规则网络上的多人演化博弈
   12.3.3 小世界网络上的多人演化博弈
   12.3.4 无标度网络上的多人演化博弈
  12.4 复杂网络上的博弈应用
  思考题
  参考文献
第13章 网络同步
  13.1 混沌与同步态
   13.1.1 混沌及混沌模型
   13.1.2 同步的定义
   13.1.3 同步的判定
  13.2 全局同步与分群同步
   13.2.1 全局同步与分群同步定义
   13.2.2 复杂动态网络同步的稳定性分析
  13.3 多层网络的同步
   13.3.1 多层网络的全局同步
   13.3.2 多层网络同步的稳定性分析
  13.4 复杂网络同步的应用
   13.4.1 电力网络
   13.4.2 神经网络
  思考题
  参考文献
第14章 网络控制
  14.1 控制理论基础
   14.1.1 线性时不变系统
   14.1.2 系统可控性与可观性
   14.1.3 控制系统
  14.2 复杂网络可控性
   14.2.1 结构控制理论
   14.2.2 最少输入问题
   14.2.3 边动态与可控性
   14.2.4 节点自动态与可控性
   14.2.5 控制能量
   14.2.6 控制轨迹
  14.3 复杂网络可观性
   14.3.1 最少观测器问题
   14.3.2 观测器设计
  思考题
  参考文献