美国科学家用计算机模拟来揭示进化的架构

??美国芝加哥大学的科学家们在8月份的《Nature Physics》上发表文章，声称根据他们的计算机模拟结果，遍布于各种生物网络的架构比选择式的设计更具有进化的优势，可以使生物更快地发展和产生新功能。

??科学家们在生活中各个地方找到这种网络架构。这种架构本来是用来研究酵母、蠕虫、果蝇和病毒等的蛋白质间相互作用的。但是同样的架构也可以在各种社会网络，甚至电脑网络中找到，比如万维网。

??这项工作突出了一个支配复杂网络进化的组织学规律，有助于改进工程系统的设计。文章的作者为研究生Panos Oikonomou、Philippe Cluzel和助理教授Philippe Cluzel。

??这种组织学规律被科学家们称为“自由尺度设计”。这种设计的图表类似航空公司的线路图。上面有大量飞机飞进飞出的中心型机场，但是也有线路很少的机场，两者之间还存在各种尺度的机场。

??Oikonomou和Cluzel开始这项研究的目的是为了找出网络的设计能否能够具有进化的优势。他们建立了一个达尔文计算机模拟程序，来比较这个自由尺度的网络设计和另一个网络元件间有近似相等连接数的随机设计的进化性能。在他们的这个数字世界具有随机的突变和自然选择作用在它的数字人口上。然后他们比较这两种网络那个能够先演化出完成新任务的能力。

??结果是，自由尺度网络的数字人口演化得迅速而平稳，而随机网络的演化得很缓慢，且其中伴随着一连串的有益随机事件而出现冲刺。Cluzel说：“它们遵循着完全不同的进化路径。”

??Cluzel下一步打算在细菌上作实验来测试他们用模拟发现的组织规律。

??他们的工作目标本来是为了更好的理解生物进化，但是社会学和经济学的网络也表现出自由尺度的架构。Cluzel说：“这些网络可以是人，可以是分子，可以是你想要的任何东西。”

??在工程学领域，Oikonomou和Cluzel的发现显示出，使用自由尺度架构的设计相比随即网络设计应该能够制作出更好的电子设备。

??Cluzel说：“许多人造神经网络方面的工程师们使用一个阵列的强大计算机程序。问题是在执行任务功能前，常常需要在确定要改变网络中的哪个连接上花费大量时间。”

??Oikonomou最后说：“如果你开始用一个自由尺度的架构，你也许会发现更快更好的答案。”

??刘乐译自：physorg.com (责任编辑：泉水)

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