美国芝加哥大学的科学家们在8月份的《自然·物理学》（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“自由尺度”架构比随机选择的设计更具进化优势，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发现了这种网络架构。这种架构原本用于研究酵母、蠕虫、果蝇和病毒等生物的蛋白质相互作用网络，但同样的架构也出现在各种社会网络甚至电脑网络中，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，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设计是否能够具有进化优势。他们建立了一个达尔文计算机模拟程序，来比较自由尺度网络设计与另一种网络元件间连接数近似相等的随机设计的进化性能。在他们的数字世界中，随机突变和自然选择作用于数字种群，然后他们比较这两种网络哪一种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种群演化得迅速而平稳，而随机网络的演化很缓慢，且伴随着一连串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进行实验，以测试他们通过模拟发现的组织规律。

他们的工作目标本来是为了更好地理解生物进化，但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的发现表明，使用自由尺度架构的设计相比随机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。”

（编译自physorg.com）