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你和任何一个陌生人之间间隔不会超过6个人

科普小知识2022-08-07 22:26:54
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让科学告诉你为什么世界如此之小!

英国莱斯特大学和比利时鲁汶大学开展的一项研究研究了小世界网络是如何在包括神经网络和社交网络在内的所有类型的网络中自发形成的,从而引发了众所周知的“六度分离”现象。

许多系统表现出复杂的结构,其中最突出的是小世界网络。它们出现在社会的各个领域,如生态网络、蛋白质相互作用网络、哺乳动物大脑网络,甚至是人工网络,如波士顿地铁和万维网。

因此,研究人员想知道为什么这种结构能够如此广泛地传播,仅仅是因为巧合,或者它们背后有一个共同的机制?

最近,莱斯特大学和鲁汶大学的国际学术团队发表了一份科学报告,表明这些显著和突出的现象正在通过网络传播,即通过网络上的流量或信息传输,从而完善和维护了这一结构。

这项研究提出了一个长期存在的问题的解决方案:为什么我们周围的大多数网络都有一个特殊的结构——小世界网络。如万维网、大脑、道路、电网基础设施。

你和任何一个陌生人之间间隔不会超过6个人

小世界(照片来源:照片信)

研究表明,当信息流在进化或进化系统中占据重要地位时,这些结构自然会出现在系统中。

该研究的主要作者尼古拉斯·贾曼博士说:“几十年来,形成小世界网络的算法在科学界广为人知。瓦特和斯特罗加茨在1998年提出的WS模型就是一个很好的例子。然而,沃茨-斯特罗加兹算法并没有用来解决小世界网络如何自发组织的问题,而是致力于修改一个已经高度组织的网络。”

领导鲁汶大学研究的塞斯·范·勒文教授说:“网络扩散引导网络进化为复杂的网络结构。这种现象通过自适应重新布线发生:渐进的自适应结构为网络扩散创造了捷径,它的使用是密集的,同时它消除了未充分利用的连接。扩散和适应性重新布线的产物通常是小的世界结构。总体扩散速率控制系统的适应性,使其倾向于局部或全局连接模式,这为自适应重新布线提供了优先连接机制。由此产生的小世界结构在分散和集中的模块化之间经历了相应的变化。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保持平衡——这也是人脑的一个特征。”

莱斯特大学的伊万·图金博士补充道:“网络图的扩散在保持系统稳态平衡方面起着至关重要的作用,这一点尤其有趣。在这里,我们可以证明这是一个扩散过程。无论大小,只要我们能监控网络的发展及其不断进化的过程,它就能生成一个小世界的网络配置,并长时间保持这种特殊状态。”

莱斯特大学应用数学教授亚历山大·戈班(Alexander Gorban)说:“在一个小世界网络中,大多数节点彼此并不相邻,但大多数节点可以在几步之内到达其他节点。例如,最广为人知的理论是,你可以通过多达六个人了解任何陌生人的理论。这是在上世纪中叶在人类社会中发现的,并用数学方法描述。然而,这些网络如何通过自然和社会发展的问题仍然没有得到解决。这项新的研究逐渐澄清了这个问题的答案。”

校对:李同信

蝌蚪工作人员编辑了神经科学杂志,并授权重印