導語

本次讀書會圍繞統計物理、復雜網絡和生態養殖等問題展開，分享利用最小支配集（MDS）和BPD算法，尋找維持群體穩定運行的核心“骨干”，甚至將雞群社會關系視作一種“自旋玻璃”式復雜系統，去分析個體之間的動態博弈與群體失穩問題。

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

從復雜系統到《黃帝內經》，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，或許都需要跨學科的方式重新理解。

內容簡介

圍繞復雜網絡的最小支配集（MDS）與連通支配集（MCDS）優化，指出MDS可被局域統計物理模型精確預測，而MCDS因“連通性”全局約束難以被局域相互作用刻畫而產生顯著偏差，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計物理BPD算法，并結合核滲流理論與全域掐葉算法實現對最優基態能量的高精度預言；在MCDS上引入基于雞群觀測得到的“覆蓋+連通”涌現機制，構建能同時表達支配與連通雙約束的改進能量模型。通過兩年生態散養雞群的系統觀察提煉局部交互如何維持群體覆蓋與連通，將其轉化為優化策略：在局域能量函數中加入動態交互權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，并進一步用于網絡MCDS求解與雞群分布調控應用。

分享大綱

內容1 統計物理方法求解復雜網絡支配集問題：從MDS建模到MCDS拓展

• 內容1.1 MDS基本原理：最小支配集約束條件與網絡覆蓋目標

• 內容1.2 統計物理建模：復雜網絡優化問題向物理能量函數的映射

• 內容1.3 MCDS核心矛盾：連通性約束引發的求解難點與優化瓶頸

內容2 自旋玻璃理論應用于生態養雞系統研究：從個體交互到群體穩態預測

• 內容2.1 網絡結構構建：將雞群群居行為抽象為復雜網絡模型

• 內容2.2 能量函數刻畫：借助自旋玻璃框架量化雞群個體交互關系

• 內容2.3 配比優化預判：確定公母配比最優區間并識別應激與失穩風險

內容3 非平衡態耗散結構理論解析雞群生態系統：從開放系統到有序穩態

• 內容3.1 系統屬性判斷：生態養雞場作為開放型耗散結構系統的基本特征

• 內容3.2 熵流機制分析：系統內外熵值流動規律與雞群生長狀態的關聯關系

• 內容3.3 穩態維持路徑：通過物質、能量與信息交換支撐雞群整體有序演化

內容4 《黃帝內經》傳統思想融入養殖科研體系：從哲學理念到系統調控

• 內容4.1 天人合一理念：自然生態養殖邏輯與環境適應思想的內在契合

• 內容4.2 陰陽平衡學說：雞群系統動態熵平衡與群體穩定調控的對應關系

• 內容4.3 整體辨證思維：中醫系統觀與物理全域研究方法的融合路徑

內容5 多理論融合創新與養殖實際落地應用：從統一框架到實操方案

• 內容5.1 理論框架搭建：融合統計物理、耗散結構與傳統中醫思想形成綜合研究體系

• 內容5.2 種群結構調控：構建適配山地散養模式的雞群種群優化模型

• 內容5.3 實踐方案轉化：支撐高福利、標準化生態養殖模式的落地應用

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

• 統計物理BPD算法 Belief Propagation Decimation BPD

• 全局拓撲約束 Global Topological Constraint

• 自組織涌現 Self-organized Emergence

• 動態交互權重 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，現任新疆大學物理科學與技術學院副教授。2015年畢業于中國科學院理論物理研究所，獲理論物理博士學位，同年9月入職新疆大學開展教學與科研工作。

長期致力于統計物理與復雜系統領域研究，在《Journal of Statistical Mechanics》和《Journal of Statistical Physics》等統計物理權威國際期刊發表論文6篇，研究成果聚焦復雜網絡優化問題（如支配集、連通支配集）的統計物理建模，熟練運用自旋玻璃理論、和滲流理論等方法開展理論推導與算法優化。

近年將研究視角拓展至動物群體行為領域，通過觀察生態養雞過程中的群體自組織現象，探索從中提煉復雜系統的普適性規律與物理建模思想，力求實現物理理論與實際應用的跨學科融合，為復雜系統研究及生態養殖技術優化提供創新思路。

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：從自然涌現到人機共創」

集智俱樂部聯合北京師范大學系統科學學院韓戰鋼教授、暨南大學計算傳播研究中心趙甜芳副教授、新疆大學物理科學與技術學院玉素甫·艾比布拉副教授等學者，共同發起本次，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、如何被理解、以及如何被設計，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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