多层网络中观点与疾病动力学的相互作用：不连续相变与非单调共识时间

观点形成与疾病传播是复杂网络上研究最多的动力学过程之一。在现实社会中，这两个过程预期会相互依赖并相互影响。然而，由于大多数研究将二者分开处理，关于观点动力学对疾病动力学的影响以及反之亦然的影响，目前知之甚少。在本工作中，我们研究了用于观点形成的选民模型动力学与用于疾病传播的接触过程动力学之间的交织，研究对象为通过社会与接触两类连接进行交互的智能体群体。这两种相互作用的动力学发生在网络的两层上，通过两个网络中均存在的比例为 $q$ 的连边进行耦合。智能体更新其状态的概率取决于交互伙伴的观点与疾病状态。我们发现，观点动力学对疾病传播的性质具有显著影响。其中最重要的是，在接触过程中观察到的从健康相到地方病相的平滑（连续）相变，在双层系统中变为突变（不连续）相变。因此，忽视社会动力学对流行病传播的影响可能导致对传播真实量级的错误估计。此外，当耦合 $q$ 超过阈值时，还发现了地方病相-健康相的不连续相变。进一步地，我们表明疾病动力学延迟了观点共识的达成，导致在模型参数的大范围内，共识时间随 $q$ 呈非单调变化。平均场方法表明，观点与疾病的耦合动力学可以近似地描述为与接触过程解耦的选民模型动力学，并具有有效的观点与疾病传播概率。