文章来源：

Nature Physics（最新影响因子为：19.6，JCR Q1）

文章题目

Diversity of information pathways drives sparsity in real-world networks

文章地址：

https://www.nature.com/articles/s41567-023-02330-x

摘要：

复杂系统必须对外部扰动做出反应，同时在内部分配信息以协调各组成部分。虽然网络骨干有助于后者，但它们限制了各组成部分的单个自由度并减少了它们的集体动态范围。这篇文章展示了现实世界中的网络如何平衡响应多样性的损失与信息流的增益。作者将网络状态编码为密度矩阵，证明了这种权衡在数学上类似于物理系统中以热和功为特征的热力学效率，提供了一种变分原理可以宏观地解释在多个领域的数百个真实世界网络中观察到的稀疏性和经验尺度规律，无论是分析上还是数值上。结果表明，模块化、小世界性和异质性等拓扑特征的出现符合从中级到大型时间尺度信息交换和响应多样性之间的最大化权衡。本研究的结果表明，现实世界网络中一些最普遍的拓扑特征的出现可能源于热力学。

图1 响应多样性和信息传播

图2 拓扑特征对η的影响

图3 经验网络中的尺度

⁜ Nature Communications：DomiRank中心性

⁜ Phys. Rev. X速递：多层网络中的流行病传播

⁜ Nature Communications速递：真实网络的多维双曲嵌入方法

⁜ Nature Physics速递：物理性对网络结构的影响

⁜ Nature Physics速递：有向网络中聚类的几何描述

⁜ 具有内在可变性的动态忆阻器内的生成式复杂网络

⁜ Nature Physics综述：现实世界中的多层网络有更多不同之处

⁜ 文章速递：具有q指数度分布的随机网络

⁜ 文章速递：从聚集的局部信息对网络中有影响的节点进行排序

⁜ Nature Reviews Physics：四篇关于网络科学的研究亮点报道

END