什么是无标度网络?
研究人员还发现,一些社交网络也是无尺度的。例如,美国波士顿大学和瑞典斯德哥尔摩大学科学家的相同研究表明,瑞典人的性关系网络也遵循幂律:虽然大多数人一生只有几个性伴侣,但少数人(分布节点)的性伴侣多达数百个。德国基尔大学的Bornholdt领导的一项研究表明,通过电子邮件连接的人际网络也可能是无尺度的。图斯顿大学的雷德纳证实,科学论文之间的引用关系所连接的网络也遵循幂律。密歇根大学安娜堡分校的纽曼研究了一些学科中医生之间的合作网络,包括物理学和计算机科学。他发现这些网络也是无标度的,这也证实了我们对数学家和神经科学家的研究。(有意思的是,在数学领域,鄂尔多斯本人就是最大的分发节点之一,他写了1400多篇论文,其中* * *的合著者不下500人。)
无标度网络也出现在商业领域。斯坦福大学的W·鲍威尔、加州大学的R·怀特、欧文、亚利桑那大学的W·科普特和密歇根大学的史密斯都研究过美国生物技术产业联盟网络的形成。发现有特定的分销节点:如Gerlzyme、凯龙星和基因泰克等公司。与其他公司相比,合作关系的数量不成比例。意大利研究人员对此类网络进行了更深入的研究。利用意大利锡耶纳大学“制药工业数据库”提供的数据(目前包括约20100份由7200多个组织签署的R&D协议),研究人员发现,Powell等人发现的分销节点实际上属于一个无标度网络。
甚至好莱坞演员网络也是无尺度的。这个网络因“六度凯文·贝肯”游戏而出名。游戏玩家试图通过联合主演的电影将特定的演员与凯文·贝肯联系起来。定量分析表明,这个网络也是由一些配送节点主导的。具体来说,大多数演员只与其他少数人建立联系,而少数演员有成千上万的联系,包括Rod。
史泰格和唐纳德
愉悦.顺便说一句,凯文·贝肯本人在演员联系名单中仅排在第876位。
回到正题,生物龙头城市也出现了无标度网络。与西北大学细胞生物学家奥尔特瓦伊一起,我们发现在古生菌、细菌和真核生物三个生物领域的43种不同生物中存在无标度的细胞代谢网络结构。在这些网络中,细胞通过分解复杂分子来燃烧食物和释放能量。每一个特定的分子都是一个节点,节点之间的连接是一个生化反应。我们发现大部分分子只参与一两个反应,但有少数分子(聚集和分布节点)会参与大部分反应,比如水和三磷酸腺苷。
我们还发现细胞中蛋白质的相互作用网络也是无标度的。在这个网络中,如果两种蛋白质能相互反应,就被认为是相互“链接”的。当我们研究酵母这种最简单的真核细胞时,我们发现在其成千上万的蛋白质中存在一种无标度网络拓扑结构:大多数蛋白质只与一两种其他蛋白质相互作用,但几个蛋白质分子可以与大量其他蛋白质结合。我们还在另一种简单的细菌幽门螺杆菌中发现了类似的蛋白质相互作用网络,这种细菌与酵母有很大不同。
实际上。科学家研究的网络越多,他们发现的无标度结构就越多。这些发现提出了一个重要的问题:为什么本质上不同的系统,如细胞和互联网,具有相同的结构并遵守相同的定律?这些不同的网络不仅是无标度的,而且有一个有趣的相似性:由于某些未知的原因,幂律中kn项的n值通常在2到3之间。