分布网络中的全局优化、局部适应与生长的作用

高度优化的复杂传输网络在许多人工和自然系统中起关键作用，例如电网以及植物或动物维管系统。通常，相关的优化泛函是非凸的，并具有许多局部极值。一般而言，寻找全局或近全局最优是困难的。在生物系统中，认为自然选择缓慢引导网络趋向优化状态。然而，具有导管传导性局部正反馈规则的流动网络通用粗粒化模型通常陷入低效率的局部极小。本工作中，我们展示了底层组织的生长与网络发展动力学方程相耦合，如何能将系统驱动至显著改进的最优状态。该通用模型为生物中高度优化传输网络（如叶片和动物维管系统）的出现提供了令人惊讶的简单解释。