導(dǎo)語

本次讀書會圍繞統(tǒng)計物理、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和生態(tài)養(yǎng)殖等問題展開，分享利用最小支配集（MDS）和BPD算法，尋找維持群體穩(wěn)定運行的核心“骨干”，甚至將雞群社會關(guān)系視作一種“自旋玻璃”式復(fù)雜系統(tǒng)，去分析個體之間的動態(tài)博弈與群體失穩(wěn)問題。

更有意思的是，讀書會還討論了“負熵”視角下的綠色養(yǎng)殖——生命系統(tǒng)并不是簡單追求高產(chǎn)，而是在持續(xù)輸入負熵的過程中維持有序狀態(tài)。這種思路，也讓農(nóng)業(yè)、健康與群體智能之間產(chǎn)生了新的連接。

從復(fù)雜系統(tǒng)到《黃帝內(nèi)經(jīng)》，從運動重塑大腦到生命秩序重建，這次分享最大的感受就是：未來很多問題，或許都需要跨學(xué)科的方式重新理解。

內(nèi)容簡介

圍繞復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的最小支配集（MDS）與連通支配集（MCDS）優(yōu)化，指出MDS可被局域統(tǒng)計物理模型精確預(yù)測，而MCDS因“連通性”全局約束難以被局域相互作用刻畫而產(chǎn)生顯著偏差，并提出用動物群體自組織機制為突破口來彌合這一沖突。在MDS上采用自旋玻璃框架的統(tǒng)計物理BPD算法，并結(jié)合核滲流理論與全域掐葉算法實現(xiàn)對最優(yōu)基態(tài)能量的高精度預(yù)言；在MCDS上引入基于雞群觀測得到的“覆蓋+連通”涌現(xiàn)機制，構(gòu)建能同時表達支配與連通雙約束的改進能量模型。通過兩年生態(tài)散養(yǎng)雞群的系統(tǒng)觀察提煉局部交互如何維持群體覆蓋與連通，將其轉(zhuǎn)化為優(yōu)化策略：在局域能量函數(shù)中加入動態(tài)交互權(quán)重與群體連通性懲罰項，從而以局部可計算的形式逼近全局連通約束，并進一步用于網(wǎng)絡(luò)MCDS求解與雞群分布調(diào)控應(yīng)用。

分享大綱

內(nèi)容1 統(tǒng)計物理方法求解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)支配集問題：從MDS建模到MCDS拓展

• 內(nèi)容1.1 MDS基本原理：最小支配集約束條件與網(wǎng)絡(luò)覆蓋目標

• 內(nèi)容1.2 統(tǒng)計物理建模：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題向物理能量函數(shù)的映射

• 內(nèi)容1.3 MCDS核心矛盾：連通性約束引發(fā)的求解難點與優(yōu)化瓶頸

內(nèi)容2 自旋玻璃理論應(yīng)用于生態(tài)養(yǎng)雞系統(tǒng)研究：從個體交互到群體穩(wěn)態(tài)預(yù)測

• 內(nèi)容2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建：將雞群群居行為抽象為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型

• 內(nèi)容2.2 能量函數(shù)刻畫：借助自旋玻璃框架量化雞群個體交互關(guān)系

• 內(nèi)容2.3 配比優(yōu)化預(yù)判：確定公母配比最優(yōu)區(qū)間并識別應(yīng)激與失穩(wěn)風(fēng)險

內(nèi)容3 非平衡態(tài)耗散結(jié)構(gòu)理論解析雞群生態(tài)系統(tǒng)：從開放系統(tǒng)到有序穩(wěn)態(tài)

• 內(nèi)容3.1 系統(tǒng)屬性判斷：生態(tài)養(yǎng)雞場作為開放型耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本特征

• 內(nèi)容3.2 熵流機制分析：系統(tǒng)內(nèi)外熵值流動規(guī)律與雞群生長狀態(tài)的關(guān)聯(lián)關(guān)系

• 內(nèi)容3.3 穩(wěn)態(tài)維持路徑：通過物質(zhì)、能量與信息交換支撐雞群整體有序演化

內(nèi)容4 《黃帝內(nèi)經(jīng)》傳統(tǒng)思想融入養(yǎng)殖科研體系：從哲學(xué)理念到系統(tǒng)調(diào)控

• 內(nèi)容4.1 天人合一理念：自然生態(tài)養(yǎng)殖邏輯與環(huán)境適應(yīng)思想的內(nèi)在契合

• 內(nèi)容4.2 陰陽平衡學(xué)說：雞群系統(tǒng)動態(tài)熵平衡與群體穩(wěn)定調(diào)控的對應(yīng)關(guān)系

• 內(nèi)容4.3 整體辨證思維：中醫(yī)系統(tǒng)觀與物理全域研究方法的融合路徑

內(nèi)容5 多理論融合創(chuàng)新與養(yǎng)殖實際落地應(yīng)用：從統(tǒng)一框架到實操方案

• 內(nèi)容5.1 理論框架搭建：融合統(tǒng)計物理、耗散結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)中醫(yī)思想形成綜合研究體系

• 內(nèi)容5.2 種群結(jié)構(gòu)調(diào)控：構(gòu)建適配山地散養(yǎng)模式的雞群種群優(yōu)化模型

• 內(nèi)容5.3 實踐方案轉(zhuǎn)化：支撐高福利、標準化生態(tài)養(yǎng)殖模式的落地應(yīng)用

核心概念

• 最小支配集MDS Minimum Dominating Set MDS

• 連通支配集MCDS Minimum Connected Dominating Set MCDS

• 自旋玻璃理論 Spin Glass Theory

• 統(tǒng)計物理BPD算法 Belief Propagation Decimation BPD

• 全局拓撲約束 Global Topological Constraint

• 自組織涌現(xiàn) Self-organized Emergence

• 動態(tài)交互權(quán)重 Dynamic Interaction Weights

• 連通性懲罰項 Connectivity Penalty Term

主講人介紹

主講人：玉素甫艾比布拉，現(xiàn)任新疆大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授。2015年畢業(yè)于中國科學(xué)院理論物理研究所，獲理論物理博士學(xué)位，同年9月入職新疆大學(xué)開展教學(xué)與科研工作。

長期致力于統(tǒng)計物理與復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域研究，在《Journal of Statistical Mechanics》和《Journal of Statistical Physics》等統(tǒng)計物理權(quán)威國際期刊發(fā)表論文6篇，研究成果聚焦復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題（如支配集、連通支配集）的統(tǒng)計物理建模，熟練運用自旋玻璃理論、和滲流理論等方法開展理論推導(dǎo)與算法優(yōu)化。

近年將研究視角拓展至動物群體行為領(lǐng)域，通過觀察生態(tài)養(yǎng)雞過程中的群體自組織現(xiàn)象，探索從中提煉復(fù)雜系統(tǒng)的普適性規(guī)律與物理建模思想，力求實現(xiàn)物理理論與實際應(yīng)用的跨學(xué)科融合，為復(fù)雜系統(tǒng)研究及生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)優(yōu)化提供創(chuàng)新思路。

參考文獻

1. Zhao J-H, Habibulla Y and Zhou H-J 2015 Statistical mechanics of the minimum dominating set problem J.

2. Habibulla Y 2017 Minimal dominating set problem studied by simulated annealing and cavity method: analytics and population dynamics J. Stat. Mech. 2017 103402

3. Habibulla Y, Zhou H J. Minimum connected dominating set and backbone of a random graph[J]. Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment, 2024, 2024(6): 063402.

4. Cavagna A, Cimarelli A, Giardina I, et al. Scale-free correlations in starling flocks[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2010, 107(26): 11865-11870.

報名讀書會：

「群體智能：從自然涌現(xiàn)到人機共創(chuàng)」

集智俱樂部聯(lián)合北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院韓戰(zhàn)鋼教授、暨南大學(xué)計算傳播研究中心趙甜芳副教授、新疆大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院玉素甫·艾比布拉副教授等學(xué)者，共同發(fā)起本次，嘗試用一條普適的線索，把自然界的鳥群蟻群、人類社會的集群行為、以及人工智能時代的多智能體與群智優(yōu)化，放在同一張地圖上重新理解。讀書會自2026年1月24日開始，安排在每周六下午 14:00–16:00，歡迎所有對群體智能如何涌現(xiàn)、如何被理解、以及如何被設(shè)計，感興趣的朋友一起加入：帶著問題來，帶著更有趣的問題去。

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