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复杂网络中信号传播响应的渐近估计

  复杂系统中出现包括涌现在内的各类动力学演化现象不仅受到网络拓扑结构的影响,亦与节点间相互耦合动力学机制密切相关。基于一般复杂系统的模型架构,将复杂网络拓扑结构与网络中动力学信号时空传播联系起来,并通过渐近估计解析提取出拓扑结构于预测局域响应中的作用,尤其是借助于标度理论,在未知系统全貌的情况下阐释这一作用,是复杂系统与复杂网络领域根本性的科学问题。纪鹏团队研究发现:虽然使用适当的渐近估计形式可有效地预测复杂系统中的局域响应时间,但如果估计形式精确度不高,则可能在具有典型拓扑结构的复杂系统中产生预测偏差甚至导致错误的预测。研究通过理论计算,在标度中引入了准确系数算式,显著提高了局域响应时间的预测精度,这也为解读包括脑网络在内的复杂网络的特性提供了可靠的理论依据(Nat Phy,2020,16:1082-1083)。