黄金城网站登录首页在许多系统中看到的相互作用的复杂模式, 从社交网络到人类大脑, 是理解它们行为的关键,费德里科·巴蒂斯顿说, 黄金城官网网络与数据科学系助理教授.
Battiston的最新研究着眼于病毒如何在人群中传播:“了解单个个体的年龄属性, 疾病, 性别等因素不足以理解并可能预测大流行的演变. 更重要的信息是通过对种群中联系的准确描述来提供的.”
有很强的社会网络分析和图论基础, 在过去的20年里,网络科学已经成为一门定义明确的学科, 从生态学到神经科学都有直接应用. 然而,对复杂系统的研究只专注于二元(简单的实体对)之间的相互作用. 然而,最近这种方法显示出了它的局限性. Battiston解释道:“人类的互动并不局限于成对的,而是经常在大的群体中发生。. “想想线上和线下的互动, 三个或更多的人经常同时联系在一起. 考虑这些高阶相互作用对于理解一个群体的集体行为是非常重要的. 例如, 黄金城网站登录首页可能无法通过简单地模仿邻居来适应像戴口罩这样的社会规范, 但如果黄金城网站登录首页是一个更大的群体的一部分,而且有一个巩固的多数人在推动这一点,黄金城网站登录首页可能会感到社会压力.”
在这种和类似缺点的驱使下,Battiston带领一个团队(1)发表了一篇新论文 物理的报告, “超越两两互动的网络:结构与动力学.“这篇文章强调了摆脱还原论的重要性,而是专注于理解单位-个人之间关系的整体架构, 神经元, 生态物种等等,而不是它们的具体特征. “接受复杂性对于解释黄金城网站登录首页在现实世界中目睹的事情是必要的,Battiston坚持说 . “如果单位之间的相互作用对理解新兴模式和集体行为如此重要, 黄金城网站登录首页在描述它们时需要准确. 成对的相互作用肯定不足以捕捉大自然是如何运作的.”
“在许多社会和生物系统中,研究高阶系统似乎特别有前途, 黄金城网站登录首页知道——或者黄金城网站登录首页强烈怀疑——元素之间的相互作用是由其他元素介导或调节的,乔瓦尼·佩特里补充道, 他是ISI基金会的研究员,也是这篇论文的合著者. “一个很突出的问题, 然而, 黄金城网站登录首页如何衡量这些相互作用的存在和强度?”
回顾的第一部分着眼于理解如何具有高阶交互的网络可以建模, 以及如何衡量这些群体互动的相关性. 第二部分研究了高阶交互的存在如何改变许多现实世界系统的新兴模式和动态. “高阶互动无处不在,并不局限于社会传染过程,Battiston强调道. “它们决定了有多少实体——例如大脑中的神经元——可以同步. 另外, 它们也影响生态系统, 多个物种相互作用形成复杂的物种, 通常是微妙的平衡.”
有800篇参考文献,近100页的篇幅, Battiston和他的合著者的报告是迄今为止复杂性科学领域最大、最全面的论文, 并将成为许多网络科学家在未来几年的有用资源.
1) Federico Battiston (黄金城官网); Giulia Cencetti (Fondazione Bruno Kessler); Iacopo Iacopini (Queen Mary University of London / University College London); Vito Latora (Queen Mary University London / Universita di Catania / The Alan Turing Institute / Complexity Science Hub Vienna); Maxime Lucas (Aix-Marseille University); Alice Patania (Indiana University Bloomington); Jean-Gabriel Young (University of Michigan); Giovanni Petri (ISI Global Science Foundation)