| 羊君 | 2017-11-02 08:45 |
你离任何一个陌生人 只有六个人的距离来源：蝌蚪五线谱如果我告诉你，你和马云之间其实只有6个人的距离，你可能会觉得  不过，我们的世界其实就是那么小！ 由英国莱斯特大学和比利时鲁汶大学进行的一项研究，研究了小世界网络是如何在所有类型的网络中自发形成的，包括神经网络和社交网络，从而引发了众所周知的“六度分隔”的现象。 许多系统都表现出了复杂的结构，其中最显著的就是小世界网络。它们出现在社会各界中，比如生态网络、蛋白质交互网络、哺乳动物的大脑网络，甚至是人造网络，如波士顿地铁和环球网。 于是研究人员便想要了解为什么这种结构能传播得如此广泛，仅仅是因为巧合，还是背后有共同的机制在推动它们的出现？ 最近，莱斯特大学和鲁汶大学的国际学者团队发表了一份科学报告，表明了这些显著而卓越的现象是通过网络扩散，即通过网络上的流量或信息传输，从而完成并维持该结构。 这项研究提出了一个方案用于解决长期困扰我们的问题：为什么我们周围的绝大多数网络中都存在一个特殊的结构——小世界网络。比如大脑、道路、电网基础设施。  小世界 图片来源：拍信 研究表明，当信息流在演化或进化系统中占据了重要地位时，这些结构就会自然而然地出现在系统中。 该研究的第一作者Nicholas Jarman博士说道：“几十年来，形成小世界网络的算法在科学界已经广为人知。1998年Watts和Strogatz 提出的WS模型就是一个很好的例子。但Watts-Strogatz算法并不是用来解决小世界网络如何自发组织形成的问题，而是致力于修改一个已经高度组织化的网络。” 曾在鲁汶大学领导这项研究的Cees van Leeuwen教授表示：“网络扩散引导着网络往复杂网络结构的方向演化。通过自适应的重新布线产生了这种现象：逐步适应结构创造了网络扩散的捷径，它的使用是密集的，并同时消除了未得到充分利用的连接。而扩散与自适应重布线的产品通常就是小世界结构。整体扩散速率控制着系统的适应性，使其在局部或全局连接模式产生倾向性，而后者为自适应重新布线提供了一种优先的连接机制。由此产生的小世界结构在分散和集中的模块化之间发生了相应的变化。而在关键的过渡阶段，网络结构是分层的，在模块性和中心性之间平衡——在人类大脑中也发现了这一种特征。” 来自莱斯特大学的Ivan Tyukin博士补充道：“网络图的扩散在保持系统处于稳态平衡的过程中起着至关重要的作用，这一点尤其有趣。在这里，我们能够证明这是扩散的过程，无论大小，只要我们能够监控网络的发展和它持续的演化过程，它都能产生小世界的网络配置，并在很长一段时间内保持在这个特殊的状态。” 莱斯特大学的应用数学教授Alexander Gorban表示：“在小世界网络中，大多数节点不是彼此的邻居，但大多数节点可以通过少数几个步骤就能够到达其它节点，比如最广为人知的最多通过六个人，你就能够认识任何一个陌生人的理论。这是在上个世纪中叶就在人类社会中发现并用数学描述了的。但这些网络是如何通过自然和社会进行发展的问题仍然没有得到解决。这项新研究使得该问题的答案逐渐清晰了起来。” |
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