[科普中国]-共识动力学

共识动力学（consensus dynamic）是结合系统科学及图论的研究领域，其中研究的主要问题之一就是在多智能体系统中的共识问题（agreement problem，consensus problem）。

简介多智能体系统是指利用多个互相影响的智能设备来达到共同目的的系统。智能设备会形成网络，交换资讯以达到共识，这类系统包括生理系统、基因网络、大型能源系统以及陆地、空中或太空中的车队或是机队。共识问题是非强制性的动力系统，透过互连的拓朴以及各设备的初始条件来控制。

其他的问题包括有集结问题、同步、集群控制、及编队控制。分布式约束推理是解决方案范例中的一种。1

共识机制由于加密货币多数采用去中心化的区块链设计，节点是各处分散且平行的，所以必须设计一套制度，来维护系统的运作顺序与公平性，统一区块链的版本，并奖励提供资源维护区块链的使用者，以及惩罚恶意的危害者。这样的制度，必须依赖某种方式来证明，是由谁取得了一个区块链的打包权（或称记账权），并且可以获取打包这一个区块的奖励；又或者是谁意图进行危害，就会获得一定的惩罚，这就是共识机制。1

多智能体系统一个多智能体系统（multi-agent system，缩写M.A.S.），是由一个在一个环境中交互的多个智能体组成的计算系统。多智能体系统也能被用在解决分离的智能体以及单层系统难以解决的问题。智能可以由一些方法，函数，过程，搜索算法或加强学习来实现。尽管存在相当大的重叠，然而一个多智能体系统并不总是一个基于智能体的模型（ABM）表现一致。ABM的目标是寻找遵循简单规则的智能体（这些智能体不需要体现出太强的“智慧”）集体行为的解释，通常在自然系统又或者解决具体的工程问题。ABM的术语经常在学术界被运用，而MAS的术语经常在工程技术中运用。多主体系统的研究课题可以给予一个合适的视角去观察网络贸易，灾害应对以及社会结构建模。

多智能体系统已经在各种实际领域应用。

由多智能体构成的智能分布式交通信号控制系统已经在城市复杂路网拥堵地区使用显著提高通行效率，降低等待时间，并减少尾气排放。2

动态系统动态系统（dynamical system）是数学上的一个概念。动态系统是一种固定的规则，它描述一个给定空间（如某个物理系统的状态空间）中所有点随时间的变化情况。例如描述钟摆晃动、管道中水的流动，或者湖中每年春季鱼类的数量，凡此等等的数学模型都是动态系统。

在动态系统中有所谓状态的概念，状态是一组可以被确定下来的实数。状态的微小变动对应这组实数的微小变动。这组实数也是一种流形的几何空间坐标。动态系统的演化规则是一组函数的固定规则，它描述未来状态如何依赖于当前状态的。这种规则是确定性的，即对于给定的时间间隔内，从现在的状态只能演化出一个未来的状态。

若只是在一系列不连续的时间点考察系统的状态，则这个动态系统为离散动态系统；若时间连续，就得到一个连续动态系统。如果系统以一种连续可微的方式依赖于时间，我们就称它为一个光滑动态系统。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所