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契胡左
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1 提名国家自然科学奖项目公示项目名称提名单位动态信息系统的原理研究与新计算模式设计教育部提名单位意见 : 我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料, 确认全部材料真实有效, 相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求按照要求, 我单位和项目完成单位都已对该项目的拟提名情况进行了公示, 目前无异议该项目针对国际学术界极具挑战性的核心科学问题和先进信息技术创新的核心需求, 开展对动态信息系统复杂机理及其高效运行原理的研究系统性的揭示了动态信息系统行为模式特性, 建立了调控系统复杂性的新原理, 进而针对网络信息的快速传播与全局突发涌现, 以及科学大数据准确高效分析等关键问题, 建立了系列新计算模式该项目发现了动态系统复杂性机理并建立调控逼近方法, 发现了网络信息系统中的扩散与渗流机理并建立信息快速传播与全局涌现的新计算模式 ; 发现了一类科学大数据的扩散机理并建立其高效高精度分析方法项目相关论文发表在国际知名权威期刊上,8 篇代表性论文 SCI 他引 800 余次,WOS 他引 900 余次成果得到数十位欧美院士的正面评价和广泛引用成果在 AMS-02 项目得到成功应用, 丁肇中先生认为对 AMS 的成功作出了决定性的贡献成果获 2013 年教育部自然科学一等奖和 2015 年何梁何利科技进步奖, 并受到美国 NASA 表彰对照国家自然科学奖授奖条件, 提名该项目申报 2018 年度国家自然科学奖二等奖

2 项目简介 : 复杂信息系统是现代信息前沿科学和高端技术应用的直接载体, 如大数据处理云计算社会化 Web 应用等动态演化是所有现代信息系统的共有特征并直接导致了系统的复杂性行为对动态信息系统复杂机理及其高效运行原理的研究, 不仅是极具挑战性的核心科学问题, 同时也是创新信息技术关键的理论基础本项目认为, 动态信息系统的复杂行为本质上是由系统内外部关键因素间的非线性随机关联关系在动态演化的过程中导致的经典的以静态线性和确定性研究手段来近似模拟分析复杂信息系统的方法, 无法对动态复杂行为进行精确高效描述, 迫切需要发展面向复杂动态信息系统的新理论与新计算模式项目在国家 973 计划国防科工局重大专项和自然科学基金重大项目等多项基金的资助下, 针对信息传播网络和系统级科学大数据处理两类典型动态信息系统, 经过二十年来的攻关, 揭示了上述系统行为模式特性, 建立了调控系统复杂性的新原理, 进而针对网络信息的快速传播与全局突发涌现, 以及科学大数据准确高效分析等关键问题, 建立了系列新计算模式, 得到了国际学术界的高度评价发现动态系统复杂性机理并建立调控逼近方法 : 从系统的行为特征和结构特征两个角度, 建立了一类复杂系统的有限逼近调控方法 : 针对复杂系统均具有无穷多非游荡轨道的特性, 从扩散等演化角度证明了一类典型系统的复杂度可由有限基本周期轨道严格代数表出 ; 给出了复杂系统的有限多级逼近道路解决了如何用简单系统逐步逼近复杂系统的途径发现网络信息系统中的扩散与渗流机理并建立信息快速传播与全局涌现的新计算模式 : 提出了基于扩散原理的信息快速传播的量化分析方法 : 建立了真实网络超级传播子的基于局部信息的快速发现方法发现了基于渗流原理的信息全局突发涌现相变原理 : 建立了信息全局突发涌现的非连续相变数学方法以及参数可调多巨大连通分支的生成机制为研究信息快速传播与全局涌现提供了有效的方法与新计算模式发现一类科学大数据的解耦重建与扩散机理并由此建立其高效高精度分析方法 : 创立了 AMS 大数据耦合筛选方法, 实现了动态多源异质探测数据的耦合, 完成了核心算法和超高效自动实现技术, 在已分析的 1100 多亿宇宙事件中确定了 1000 多万电子和正电子 ; 在数据重建和分析模拟方面, 依据已验证的电子和正电子在空间中稀疏均匀分布特性, 建立了扩散型小概率事件重建和模拟方法, 精度达到万分之一为系统级科学大数据所蕴含的科学机理的构建提供了关键准则项目相关论文 85 篇,SCI 他引 1173 次, WOS 他引 1419 次, 其中 8 篇代表性论文 SCI 他引 800 余次,WOS 他引 900 余次成果得到欧美数十位院士的正面评价和引用, 例如 MIT 科技评论以超级传播子的新兴科学为题对我们的工作进行了长篇专题报道, 称北航的学者们完成了真实网络世界中超级传播子研究的首个工作 ; 欧洲科学院院士 J.Kurths 等称相关工作迅速成为巨大学术兴趣点, 开辟了一条理解真实传播的

3 新道路等 ; 法国国家科研中心 M.Boudaud 等人认为数据分析达到了空前的精度丁肇中先生认为数据分析为 AMS 的成功作出了决定性的贡献本项目获 2013 年教育部自然科学一等奖, 其中第一完成人获 2015 年度何梁何利科技进步奖, 并受美国 NASA 表彰

4 客观评价 : 项目相关论文 85 篇,SCI 他引 1173 次, WOS 他引 1419 次, 其中 8 篇代表性论文 SCI 他引 800 余次,WOS 他引 900 余次成果得到欧美数十位院士的正面评价和引用, 例如 MIT 科技评论以超级传播子的新兴科学为题对我们的工作进行长篇报道称北航的学者们完成了真实网络世界中超级传播子研究的首个工作 ; 欧洲科学院院士 J.Kurths 等称相关工作迅速成为巨大学术兴趣点, 开辟了一条理解真实传播的新道路等 ; 法国国家科研中心 M.Boudaud 等人认为数据分析达到了空前的精度丁肇中先生认为数据分析为 AMS 的成功作出了决定性的贡献, 并因此受到美国 NASA 表彰本项目获 2013 年教育部自然科学一等奖, 其中第一完成人获 2015 年度何梁何利科技进步奖

5 代表性论文专著目录 : 第序号论文专著名称 / 刊名 / 作者影响因子年卷页码 (xx 年 xx 卷 xx 页 ) 通讯作发表时间者 ( 含共年月日同 ) 一作者 ( 含共 SC I 他引次数他引总次数是否国内完成同 ) Characterization of the Lorentz attractor by unstable periodic orbits. Nonlinearity. Franceschini, Valter, Claudio Giberti, and Zhiming Zheng. Searching for superspreaders of information in real-world social media. Scientific Reports. Sen Pei, Lev Muchnik, Jose S., Jr. Andrade, Zhiming Zheng, Hernan A Makse. Explosive percolation with multiple giant components. Physical Review Letters. Wei Chen, D'Souza R M 年 6 卷 2 期页 2014 年 4 卷文献号 : 页 2011 年 106 卷 11 期文献号 : 郑志明 Herna n A Makse 陈巍郑志明裴森陈巍否是是 4 First Result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: 年 110 卷 14 期文献号 : 郑志明郑志明否

6 5 6 7 Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of GeV. Physical Review Letters. M. Aguilar,,Zhiming Zheng etal. Complexity of software trustworthiness and its dynamical statistical analysis methods. Science in China Series F: Information Sciences. Zhiming Zheng, Shilong Ma, Wei Li, Xin Jiang, Wei Wei, Lili Ma, Shaoting Tang. How to enhance the dynamic range of excitatory-inhibit ory excitable networks. Physical Review E. Sen Pei, ShaotingTang, ShuYan, Shijin Jiang, Xiao Zhang, Zhiming Zheng Phase transitions in supercritical explosive percolation. Physical Review E. Wei Chen, Jan Nagler, Xueqi Cheng, Xiaolong Jin, Huiwei Shen, Zhiming Zheng, Raissa M. D'souza 年 52 卷 9 期页 2012 年 86 卷 2 期文献号 : 年 87 卷 5 期文献号 : 郑志明裴森陈巍郑志明郑志明陈巍是是是

7 8 High Statistics Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of GeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station. Physical Review Letters. L. Accardo,,Zhiming Zheng et al 年 113 卷 12 期文献号 : 郑志明郑志明否

8 主要完成人情况 : 1. 郑志明, 排名 1, 院士, 工作单位 : 北京航空航天大学, 完成单位 : 北京航空航天大学, 是该项目的负责人, 对发现点均有重要贡献, 负责本项目的总体设计与规划研究方向和内容的确定关键学术难点的分析以及对全部重要科学发现的理论阐释等, 是代表性论文 1-2 及 4-8 的作者和主要完成人在发现点 1 中提出了动态系统复杂性机理并建立调控逼近方法 ; 在发现点 2 中建立了信息快速传播与全局涌现的新计算模式框架 ; 在发现点 3 中提出了科学大数据的扩散机理并设计了其高效高精度分析方法, 投入工作量达 90% 2. 姜鑫, 排名 2, 副教授, 工作单位 : 北京航空航天大学, 完成单位 : 北京航空航天大学, 是该项目主要完成人, 对发现点 1 2 均有重要贡献, 协助本项目的总体设计与规划研究方向和内容具体实施, 提出并实现了复杂软件系统可信复杂性的动力学统计分析方法和一类信息快速传播的高效新算法, 投入工作量达 80% 3. 唐绍婷, 排名 3, 副教授, 工作单位 : 北京航空航天大学, 完成单位 : 北京航空航天大学, 是该项目主要完成人, 对发现点 1 2 有重要贡献, 协助本项目的总体设计与规划研究方向和内容具体实施, 建立了可激发网络信息传播方程, 提高了可激发网络中信息动态传播范围 ; 发现了大规模耦合网络中的爆炸式同步现象并给出严格证明, 投入工作量达 80% 4. 单宝松, 排名 4, 副教授, 工作单位 : 北京航空航天大学, 完成单位 : 北京航空航天大学, 是该项目主要完成人, 对发现点 1 3 有重要贡献, 具体体现在数据高速稳定传输数据重建以及模拟和分析的相关系统软件的开发, 并负责 AMS-02 的数据处理分析平台的建设和维护, 投入工作量达 80% 5. 陈巍, 排名 5, 副教授, 工作单位 : 北京航空航天大学, 完成单位 : 北京大学, 是该项目主要完成人, 对发现点 1 2 有重要贡献, 发现了一类发生不连续渗流相变普适系统的多重巨大连通分支现象, 并揭示了该现象与不连续相变的关联性, 从而进一步加深了不连续渗流相变形成机理的认识, 投入工作量达 80%

9 完成人合作关系说明 : 本项目动态信息系统的原理研究与新计算模式设计是项目组 5 位完成人之间紧密合作的原创性科研成果该 5 位完成人工作单位均为北京航空航天大学, 长期合作, 共同承担或参与了 973 国家基础研究发展计划国家自然科学基金重大项目国防科工局重大专项等合作关系如下 : 年开始, 第二三完成人姜鑫唐绍婷在郑志明教授指导下攻读博士学位毕业后留校任教, 在郑志明教授课题组继续进行本项目的研究, 协助本项目的总体设计与规划研究方向和内容具体实施, 是代表性论著 5 6 的共同作者年开始, 第四完成人单宝松, 毕业于北京航空航天大学计算机科学与技术学院, 毕业后留校, 长期参与郑志明教授 AMS-02 科技平台建设项目, 具体体现在数据高速稳定传输数据重建以及模拟和分析的相关系统软件的开发, 并负责 AMS-02 的数据处理分析平台的建设和维护, 是代表性论著 4 8 的共同作者年开始, 第五完成人陈巍在郑志明教授指导下于北京大学攻读博士学位后入职北京航空航天大学, 在郑志明教授课题组继续进行本项目的研究, 是代表性论著 7 的共同作者完成人合作关系情况汇总表序号合作方式合作者合作时间合作成果证明材料备注 1 论文合著郑志明姜鑫唐绍婷 2009 年 Complexity of software trustworthiness and its dynamical statistical analysis methods 代表性论著 5 2 论文合著郑志明唐绍婷 2012 年 How to enhance the dynamic range of excitatory-inhibitory excitable networks 代表性论著 6 3 论文合著郑志明单宝松 2014 年 First Result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of GeV. 代表性论著 4

10 4 论文合著郑志明单宝松 2014 年 High Statistics Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of GeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station. 代表性论著 8 5 论文合著郑志明陈巍 2013 年 Phase transitions in supercritical explosive percolation. 代表性论著 7

11 知情同意证明 :

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untitled 2007 Scientific and Technical Documents Publishing House 5998 1 1 2 4 3 6 4 7 5 2006 9 6 2006 179 7 349 = = = 100 = = = 2001 2000 1999 1998 1997 1996 2001 4 12 10 10 6 7 86 (%) 4.65 18.6 30.2