Albert-laszlo Barabasi

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簡介

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巴拉巴西·阿爾伯特·拉斯洛

出生日期及地點:1967年3月30日(52歲)羅馬尼亞哈爾格塔

居住地:波士頓、馬薩諸塞州,美國

國籍:羅馬尼亞、匈牙利、美國

母校:布加勒斯特大學(BS)、EötvösLorándUniversity(MS)、波士頓大學(PhD)

成就:職業物理學家

擅長領域:以網絡理論研究而著稱、無標度網絡的概念、巴拉巴西-阿爾伯特模型的提議

Albert-laszlo Barabasi(出生於1967年3月30日)是羅馬尼亞裔匈牙利裔美國物理學家,以其在網絡理論研究方面的工作而聞名。

他在1999年引入了無標度網絡的概念,並提出了Barabási-Albert模型來解釋其在自然,技術和社會系統中的廣泛出現,從蜂窩電話到萬維網或在線社區。他是網絡科學學會的創始主席,並贊助自2006年以來每年舉行的旗艦NetSci會議。

具體介紹

艾伯特-拉斯洛•巴拉巴西(Albert-Laszlo Barabasi)是全球複雜網絡研究權威,無標度網絡的創立者。美國物理學會院士,匈牙利科學院院士,歐洲科學院會員,美國東北大學(Northeastern University)教授,網絡科學研究中心的創始人、主任,同時任職於哈佛大學媒體學院醫學系(Department of Medicine at Harvard Medical School )、布萊根婦女醫院錢寧網絡科學部(Brigham and Women Hospital in the Channing Division of Network Science),並擔任丹那·法伯癌症研究所癌症系統生物學中心(Center for Cancer Systems Biology at Dana Farber Cancer Institute)的研究員。 艾伯特-拉斯洛•巴拉巴西1967年3月30日出生在羅馬尼亞哈爾吉他縣Carța(Carța, Harghita County, Romania)的一個匈牙利族家庭,其父拉斯洛·巴拉巴西(László Barabási)是一位歷史學家、博物館館長兼作家;而他的母親(Katalin Keresztes)教授文學(literature),後來在一家兒童劇院(children's theater)擔任主管。他在高中階段專修科學和數學,在十年級,他曾經贏得過當地物理奧林匹克競賽獎。1986年至1989年間,他在羅馬尼亞首都布加勒斯特大學(University of Bucharest)學習物理和工程;在此期間,他開始進行混沌理論(chaos theory)研究,並發表了3篇論文。1989年,巴拉巴西(Barabási)和他父親一起移民到匈牙利。1991年,他在匈牙利首都布達佩斯的厄特沃什·羅蘭大學(Eötvös Loránd University in Budapest)Tamás Vicsek教授指導下,獲得了碩士學位,在獲得碩士學位之前,艾伯特-拉斯洛•巴拉巴西已經被列入美國波士頓大學(Boston University)的物理學招收計劃, 1994年艾伯特-拉斯洛•巴拉巴西在波士頓大學尤金·斯坦利(H. Eugene Stanley)教授指導下,獲得博士學位。博士畢業後,在IBM托馬斯·沃森研究中心(IBM Thomas J. Watson Research Center)進行過為期一年的博士後研究,1995年艾伯特-拉斯洛•巴拉巴西加入了美國聖母大學(University of Notre Dame)。2000年,32歲的艾伯特-拉斯洛•巴拉巴西被任命為物理學的埃米爾·霍夫曼(Emil T. Hofman)教授,成為最年輕的教授。2004年,他創建了複雜網絡研究中心。2005~2006年任哈佛大學黛娜·法伯癌症研究所(Dana Farber Cancer Institute)客座教授(Visiting Professor at Harvard University)。2007年秋, 艾伯特-拉斯洛•巴拉巴西離開聖母大學,成為美國東北大學(Northeastern University)特聘教授,兼網絡科學中心主任,同時任職於美國哈佛醫學院醫學系(Department of Medicine at Harvard Medical School)。艾伯特-拉斯洛•巴拉巴西具有匈牙利、羅馬尼亞和美國三國國籍。

工作經歷

1989~1991年,在匈牙利首都布達佩斯(Budapest)匈牙利科學院技術物理研究所(Research Institutefor Technical Physics, Hungarian Academy of Sciences)任助理研究員;

1991~1992年,在美國波士頓大學(Boston University)任助教(Teaching Assistant);

1992~1994年,在美國波士頓大學任助研(Research Assistant);

1994~1995年,在IBM公司華生研究中心(T. J. Watson Research Center)物理科學部任博士後研究人員(Postdoctoral Associate);

1995~1999年,在美國聖母大學(University of Notre Dame)任助理教授(Assistant Professor);

2000年在匈牙利布達佩斯高等研究所(Collegium Budapest—Institute of Advanced Studies)任高級研究員(Senior Fellow);

1999~2000年,在聖母大學(University of Notre Dame)任副教授(Associate Professor);

2000~2007年,在聖母大學任教授(Emil T. Hofman Professor);

2004~2007年,在聖母大學任複雜網絡研究中心主任(Center for Complex Network Research, University of Notre Dame, Director);

2005~2006年,在美國哈佛大學(Harvard University), 黛娜·法伯癌症研究所(Dana Farber Cancer Institute)客座教授(Visiting Professor);

2005年以來,任聖母大學計算機科學與工程兼職教授(University of Notre Dame, Adjunct Professor of Computer Science and Engineering);

2007年以來,任美國東北大學著名大學教授(Northeastern University, Distinguished University Professor);

2007年以來,任美國東北大學複雜網絡研究中心主任(Center for Complex Network Research, Northeastern University, Director);

2007年以來,在美國哈佛大學黛娜·法伯癌症研究所癌症系統生物學中心(Center for Cancer Systems Biology, Dana Farber Cancer Institute, Harvard University)兼職。

研究項目

腦網絡

這個大腦項目利用網絡科學中的概念和工具來理解物種間連接組的結構原理和功能含義,從模型生物秀麗隱桿線蟲的神經系統到小鼠再到人類。大腦本質上是多尺度的,可以概念化為每個級別的網絡。從單個神經元的神經元和突觸到宏觀腦區域的整合。神經影像技術的最新快速發展和大量的協作正在推動各種高質量數據的爆炸式增長,這需要創新的方法來理解和組合。我們旨在梳理並解釋隨機性和有序性在神經連接的複雜幾何圖形和模式中的作用,

Foodome

Foodome項目是一個大型研究項目的一部分,該項目致力於開發一種系統方法來分析導致冠心病(CHD)的生活方式因素。我們的實驗室旨在開發工具和計算/測量框架,以準確檢測飲食與冠心病之間的關係。

醫院網絡

今天最重要的問題之一是大規模提高醫療質量。我們已經開始以數百萬患者就診的形式查看來自加利福尼亞的行政醫療數據。我們的目標是了解醫療質量如何通過醫院網絡的網絡屬性出現,以及任何一個醫院節點對系統的連鎖反應。

網絡動力學與控制

我們正在進行許多研究,這些研究開發了數學和理論模型來理解複雜的自組織系統的內部控制機制。因為網絡結構將這些“驅動程序節點”的影響傳播到網絡的較遠部分,所以可以通過對較少數量的節點採取控制操作來控制大型網絡的行為。這些發現對於設計,破壞或促進系統功能(包括物理系統(例如,氣候變化和生境的適應力),技術系統和生物系統)具有重大意義。

網絡醫學與生物網絡

網絡醫學和生物網絡項目背後的基本原理是,疾病表型通過潛在生物學成分之間相互作用的網絡特性從基因型中出現。最好將這些表型概念化為擾動對細胞中生物網絡疾病模塊的後果,無論是在節點水平(疾病基因)還是在鏈接水平(疾病edgotypes)。我們整合了患者特異性基因表達和蛋白質相互作用數據,以闡明從帕金森氏病到哮喘再到心臟病的確切條件。通過對藥物-疾病關聯和藥物-靶標關聯數據的進一步分析,我們研究了相關藥物的治療效果和不良效果。

成功科學

成功科學計劃的目標是開發措施,模型和預測,以提供可行的信息,以定量評估從科學到體育和軟件開發等各種競爭環境下的成功。我們的工作受到以下假設的推動:如果我們不將成功看作是一種個體現象,而是將其視為一種集體現象,那麼就可以在很大程度上預見成功。為了使科研成果,運動員或軟件產品取得成功,僅憑新穎性,基本性或高性能是不夠的-社區必須同意它值得表揚和跟蹤。我們的目的是通過分析職業道路,個人和團隊績效的演變以及影響的動態,來理解控制社區影響的基本模式.

成就

巴拉巴西一直是網絡科學和複雜系統統計物理學發展的主要貢獻者。他最大的角色是發現無標度網絡概念。他報告了1999年和同年WWW的無標度性質,在與RékaAlbert的科學論文中,他提出了Barabási-Albert模型,並預測增長和優惠依戀(preferential attachment )是無標度出現的共同原因。真實網絡中的財產。根據對巴拉巴西的一本書的評論,優惠依戀(preferential attachment)可以描述如下:

“巴拉巴西已經發現,構成(WWW)網絡的網站具有某些數學屬性。這些屬性出現的條件是三方面的。首先是網絡必須要擴展,增長。這一增長的前提非常這是很重要的,因為出現了隨之而來的想法,它不斷發展和適應,這種情況在萬維網上明顯存在;第二是優先連接的條件,即節點(網站)希望將自己鏈接到集線器(網站)之間的聯繫最多。第三個條件是所謂的競爭適應性,以網絡術語表示其吸引率。”

他隨後證明,無標度特性出現在生物系統中,即代謝網絡和蛋白質-蛋白質相互作用網絡中。在2001年與RékaAlbert和Hawoong Jeong的論文中,他展示了無標度網絡的致命弱點,表明此類網絡對於隨機故障很健壯,但對攻擊卻很脆弱。這項作品在他的暢銷書《普通讀者》中有介紹。

巴拉巴西(Barabási)對網絡生物學和網絡醫學的貢獻包括引入疾病,疾病網絡的概念,展示疾病如何通過共享基因相互聯繫,並率先使用大型患者數據探索疾病合并症,並將其與分子網絡數據聯繫起來。

他在人類動力學方面的工作導致發現了人類活動模式中事件間時間的胖尾性質,並提出了Barabási模型,該模型表明排隊模型能夠解釋人類活動的突發性。他的書《爆炸》涵蓋了這個主題。

他在網絡控制和可觀察性方面的工作為網絡科學帶來了控制理論的工具。它詢問如何識別可以控制複雜網絡的節點,就像汽車通過三個控制點(方向盤,油門踏板和制動器)進行控制一樣。通過在動態控制問題和匹配理論之間建立精確的映射關係,他開發了用於識別系統控制節點的工具。相同的映射允許確定觀察者,這些觀察者的狀態允許其重構整個系統的狀態。

出版作品

網絡醫學:人類疾病和治療學中的複雜系統

哈佛大學研究生2017 年 1 月 1 日

大數據,基因組學和基於網絡的分析的定量方法相結合,以前所未有的方式推動了醫學領域的發展。網絡醫學引入了這個快速發展的醫學研究領域,有望徹底改變人類疾病的診斷和治療。權威專家的文章強調了網絡醫學中基於團隊的方法的必要性,這本權威的著作為讀者提供了最新的綜合進展情況和仍然存在的挑戰。

長期以來,醫學研究人員一直在尋找引起疾病的單個分子缺陷,目的是開發出治療這種疾病的銀彈療法。但是,這種範例忽略了人類疾病固有的複雜性,並常常導致治療不足或充滿不良副作用。網絡醫學不是試圖將疾病的發病機制轉變為簡化論模型,而是擁抱對疾病的多種影響的複雜性,並依賴於許多不同類型的網絡:從蛋白質相互作用的細胞分子水平到生物學中基因表達的相關研究樣本。作者提供了一種了解複雜疾病的系統方法,同時解釋了網絡醫學的獨特功能,包括現代基因組學技術的應用,

通過開發能夠全面評估遺傳變異,細胞代謝和蛋白質功能的技術,網絡醫學正在開拓新的視野,以發現原因並確定疾病的治癒方法。

網絡科學

劍橋大學出版社2016 年 1 月 1 日

網絡無處不在,從互聯網到社會網絡,再到決定我們生物生存的遺傳網絡。這本開創性的教科書以全彩插圖,涵蓋了從物理學到計算機科學,工程學,經濟學和社會科學的廣泛主題,向跨學科的讀者介紹了網絡科學。從六個分離度的起源到解釋為什麼網絡對隨機故障具有魯棒性,作者探討了埃博拉病毒和H1N1等病毒如何傳播,以及為什麼我們的朋友比我們更多。通過大量實際示例,此創新設計的教科書在本科和研究生級別的材料之間進行了清晰的劃分。數學公式和推導包含在“高級主題”部分中,允許在各種級別上使用。廣泛的在線資源,包括用於網絡分析的電影和軟件,使它成為對網絡科學感興趣的人的多方面伴侶。

爆炸:從您的電子郵件到血腥十字軍,我們所做的一切背後的隱藏模式

達頓 2010 年 1 月 1 日

我們可以科學地預測我們的未來嗎?這一直困擾着科學家數千年的謎團。現在,Albert-laszlo Barabasi(屢獲殊榮的《睡眠者》連載作者)解釋了數字時代如何產生大量的,以前不可用的數據集,證明了人類活動的日常模式不是隨機的,而是“爆發性的”。我們在短暫的活動中奮鬥奮戰,然後一無所有。

Bursts引人注目地說明了16世紀的特蘭西瓦尼亞血腥的中世紀十字軍東征和FBI追捕的當代藝術家的現代故事,它揭示了我們比我們想像的要容易得多。


網絡的結構和動力學

普林斯頓大學出版社2006 年 1 月 1 日

從互聯網到友誼,疾病傳播甚至恐怖主義等網絡,網絡的概念和現實已經滲透到現代社會中。但是網絡到底是什麼?有哪些不同類型的網絡?他們為什麼有趣,他們能告訴我們什麼?近年來,來自數學,物理學,計算機科學,社會學和生物學等各個領域的科學家一直在追求這些問題並建立新的“網絡科學”。本書首次彙集了代表這些學科研究的開創性文章。對於這一快速增長的領域的關鍵研究而言,這是理想的資料手冊。

鏈接:網絡新科學

英仙座2002 年 1 月 1 日

在1980年代,詹姆斯·格里克(James Gleick)的《混沌》將世界引入了複雜性。現在,Albert-laszlo Barabasi的《鏈接》揭示了下一個重大科學飛躍:網絡研究。長期以來,我們一直懷疑我們生活在一個小世界中,那裡的所有事物都與其他事物聯繫在一起。確實,網絡無處不在-從人腦到互聯網,再到經濟再到我們的朋友群。事實證明,這些聯繫不是隨機的。所有網絡都有基本秩序,並遵循簡單的法律。了解這些網絡的結構和行為將幫助我們做一些令人驚奇的事情,從設計公司的最佳組織到在疾病蔓延之前阻止疾病爆發。在Linked中,Albert-laszlo Barabasi追蹤了這一迅速發展的科學的發展,並將我們介紹給了從事這項開拓性工作的科學家。這些“新製圖師”正在繪製各種科學學科中的網絡圖,證明社交網絡,公司和單元比它們之間的相似性更大,並且為我們周圍的互聯世界提供了重要的新見解。巴拉巴西說,這種知識可以揭示互聯網的健壯性,時尚和病毒的傳播,甚至民主的未來。鏈接意味着大開眼界的旅行,挑戰您走出簡化主義的框框,跨學科走。這是通過下一個科學革命:網絡新科學,通過鏈接來探索鏈接的邀請。並為我們周圍的互聯世界提供重要的新見解。巴拉巴西說,這種知識可以揭示互聯網的健壯性,時尚和病毒的傳播,甚至民主的未來。鏈接意味着大開眼界的旅行,挑戰您走出簡化主義的框框,跨學科走。這是通過下一個科學革命:網絡新科學,通過鏈接來探索鏈接的邀請。並為我們周圍的互聯世界提供重要的新見解。巴拉巴西說,這種知識可以揭示互聯網的健壯性,時尚和病毒的傳播,甚至民主的未來。鏈接意味着大開眼界的旅行,挑戰您走出簡化主義的框框,跨學科走。這是通過下一個科學革命:網絡新科學,通過鏈接來探索鏈接的邀請。

異質外延半導體薄膜的形貌和組成演變

材料研究會2000 年 1 月 1 日

應變對異質外延半導體薄膜的形態和組成具有巨大影響。在應變島形成以及由異質外延應力引起的形態和組成不穩定性方面的最新進展,導致了新的理論和實驗進展,以及用於各種光電應用的有前途的材料。這本書彙集了研究小組,探討了該領域的重要進展和重大新聞。本書圍繞機制而非材料展開,因此介紹了不同半導體系統(包括SiGe,III-V,氮化物或II-VI半導體)中的論文。還討論了有關形態和組成不均勻性的生長,表徵和建模的問題,以及基於這些自髮結構的設備。主題包括:表面動力學-原子過程;在有圖案的高折射率和鄰近基底上生長;量子點和線;相互擴散和隔離;能帶結構,電子特性和器件;形態和微觀結構;和氮化物

表面生長的分形概念

劍橋大學出版社1995 年 1 月 1 日

分形和表面是現代物理學研究最廣泛的兩個領域。實際上,自然界中的大多數表面都是分形的。在這本書中,博士。巴拉巴西(Barabási)和斯坦利(Stanley)解釋了如何能成功地使用分形來描述和預測表面生長的形態。作者首先介紹了基本的增長模型以及用於開發它們的原理。接下來,他們演示如何使用模型來回答有關表面粗糙度的特定問題。在本書的第二部分中,他們詳細討論了兩類現象:多孔介質中的流體流動和分子束外延(MBE)。在每種情況下,作者均會回顧模型和分析方法,並提出實驗結果。這本書是首次嘗試將分形和曲面的主題結合在一起,它將吸引凝聚態物理和統計力學領域的高級本科生和研究生。由於MBE的技術重要性,它也將引起從事工業和研究的科學家特別是材料科學家的興趣

其他作品

•Barabási, Albert-László, The Formula: The Universal Laws of Success(公式:成功的普遍定律), November 6, 2018; ISBN 0-316-50549-8 (hardcover)

•Barabási, Albert-László and Réka Albert, "Emergence of scaling in random networks"(隨機網絡中縮放的出現), Science, 286:509–512, October 15, 1999

•Barabási, Albert-László and Zoltán Oltvai, "Network Biology"(“網絡生物學”),Nature Reviews Genetics5, 101–113 (2004)

•Réka Albert, Hawoong Jeong & Barabási, Albert-László (1999). "The Diameter of the WWW"(WWW的直徑).Nature.401(6749): 130–31. arXiv:cond-mat/9907038. Bibcode:1999Natur.401..130A.doi:10.1038/43601.

•Y.-Y. Liu, J.-J. Slotine, A.-L. Barabási, "Controllability of complex networks"(複雜網絡的可控性),Nature 473, 167–173 (2011)

•Y.-Y. Liu, J.-J. Slotine, A.-L. Barabási, "Observability of complex systems"(複雜系統的可觀察性),Proceedings of the National Academy of Sciences 110, 1–6 (2013)

•Baruch Barzel and A.-L. Barabási, "Universality in Network Dynamics"(網絡動力學的通用性),Nature Physics 9, 673–681 (2013)

•Baruch Barzel and A.-L. Barabási, "Network link prediction by global silencing of indirect correlations"(通過間接相關的全局沉默來預測網絡鏈接),Nature Biotechnology 31, 720–725 (2013)

•B. Barzel Y.-Y. Liu and A.-L. Barabási, "Constructing minimal models for complex system dynamics"(為複雜的系統動力學構造最小模型),Nature Communications 6, 7186 (2015)


榮譽與獲獎情況

主要獎項

巴拉巴西是美國物理學會的會員。2005年,他因在計算機科學與技術方面的傑出成就而獲得了匈牙利約翰·馮·諾伊曼計算機學會頒發的約翰·馮·諾依曼計算機學會FEBS年度系統生物學獎。

2004年,他當選為匈牙利科學院外部成員。2007年,他被選入歐洲學術協會。

2008年,他獲得了“日本C&C獎”,以“鼓勵網絡創新研究並發現無標度屬性是各種現實世界複雜網絡的共同特徵” 和國家科學院的Cozzarelli獎(美國)

在2011年6月在拉格朗日獎CRT基金會授予巴拉巴西,並於2011年11月,他被授予榮譽學位榮譽博士馬德里技術大學。在2017年,他因“為現代網絡科學奠定了基礎”而獲得了複雜系統協會的高級科學獎。在2018年,巴拉巴西憑藉其第382位Dies Natalis獲得了烏得勒支大學的榮譽博士學位。

2019年5月的匈牙利科學院在波爾約獎授予巴拉巴西先生

具體獎項

獲1990~1991年匈牙利共和國獎學金(Republican Fellowship of the Republic of Hungary);

獲1990~1991年匈牙利布達佩斯切爾基金會獎學金(Fellowship of Cel Foundation, Budapest, Hungary);

1991年獲德國科隆大學歐共體TEMPUS獎學金(TEMPUS Fellowship, European Community, University of Köln);

1991年獲索羅斯基金會出版與遷移資助(Soros Foundation Publication and Mobility Grant);

1997年獲NSF CAREER獎(NSF CAREER Award);

1998年獲美國ONR青年研究者獎(ONR Young Investigator Award);

1999年獲聖母大學理學院著名學者講師稱號(Distinguished Scholar Lecturer, College of Science, University of Notre Dame);

2000年在華盛頓配置峰會的主題發言人(Keynote Speaker, Collocation Summit, Washington D. C.);

2001年獲匈牙利最佳物理學論文尼伏獎(Nivo Prize for the best physics article, Fizikai Szemle (Hungary));

2002年聖母大學校長獎(Presidential Award, University of Notre Dame);

2002年當選ComPlexUs和Fractals編委會成員(Editorial Board, ComPlexUs and Fractals);

2002年獲ISI物理學快速突破論文獎(ISI: Fast Breaking Paper in Physics,詳見Reviews of Modern Physics, 2002, 76: 69.);

2002年獲ISI高引論文獎(ISI: Highly Cited, 詳見Nature, 2000,407: 651);

2002年美國舊金山(San Francisco)生物技術合資企業主講人(Keynote Speaker, Biotechnology Ventures);

2003年美國亞特蘭大第四屆喬治亞理工學院生物信息學國際會議主講人(Keynote Speaker, 4TH Georgia Tech International Conference inBioinformatics, Atlanta);

2003年當選美國物理學會會員(Fellow of the American Physical Society);

2003年當選《互聯網數學》編委會成員(Editorial Board of Internet Mathematics);

2004年受聘於約翰·霍普金斯醫學院巴頓·蔡爾茲講師(Barton Childs Lecture, Johns Hopkins Medical Institutions);

2004年瑞士聯邦理工學院BioADIT 2004主講人(Keynote Speaker, BioADIT 2004, Swiss Federal Institute ofTechnology, Lausanne, Switzerland);

2004年當選匈牙利科學院院士(Member of the Hungarian Academy of Sciences);

2005年被授予系統生物學FEBS周年紀念獎(FEBS Anniversary Prize for Systems Biology);

2006年獲得匈牙利約翰·馮·諾伊曼計算機協會授予約翰·馮·諾伊曼勳章(John von Neumann Medal by the John von Neumann Computer Society from Hungary)和計算機科學獎(Awardfor Computer Science),獲獎原因是因為在計算機相關科學與技術領域的傑出成就;

2006年獲聖母大學Media Legend獎(Media Legend Award, University of Notre Dame);

2007年當選為歐洲科學院(Academia Europaea)院士;

2008年獲得NEC C&C基金會的C&C獎(C&C Prize from the NEC C&C Foundation);

2009年美國物理學會(APS)將其推選為傑出評審員(Outstanding Referee),同年獲得美國科學院(US National Academies of Sciences)Cozzarelli獎(2009 Cozzarelli Prize);

2011年,因為其對複雜系統的貢獻,CTR基金會授予拉格朗日獎(Lagrange Prize-CRT Foundation);同年被西班牙馬德里理工大學(Universidad Politécnica de Madrid)授予榮譽博士學位(Doctor Honoris Causa);併當選為美國科學促進會(物理學)(AAAS:Physics)會員。

2013年當選為美國麻省科學院院士(Fellow of theMassachusetts Academy of Sciences),2014年因為對網絡科學的貢獻,被匈牙利企業家與僱主協會(Hungarian Association of Entrepreneurs and Employers)授予Prima Primissima獎(Prima Primissima Award)

相關鏈接

1、維基百科: [1]

2、巴拉巴西專業網站: [2]

3、Linked:[3]

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