复杂网络中三元子结构的作用

随着互联网的发展和数据可用性的增加，在过去二十年中，网络科学领域已确立为独立的研究领域。随着来自计算机科学、数学和物理学的定量科学家致力于生物学、经济学、社会学、政治学等诸多领域的数据集，网络科学成为跨学科研究的范式。网络科学的主要目标之一是揭示拓扑图结构与网络功能之间的关系。证据表明，来自同一领域（即具有相似功能）的系统往往表现出相似的结构。然而，相似图结构是否自动意味着相同功能仍不明确。本论文旨在帮助弥合这一差距，同时特别关注三元结构的作用。在一般介绍网络科学主要概念后，回顾了致力于三元子结构相关性已有工作。对此类结构建模的一个主要挑战是并非所有三节点子图都能独立指定，因为节点对可能参与多个三元子图。为克服此障碍，提出了一种基于两两不相交三元构建块的新颖生成网络模型。进一步研究了三元组模体（triad motifs）——即出现频率显著高于随机期望的子图模式——在图上呈同质还是异质分布。最后，研究了三元子结构对作用于其节点上的动态过程演化的影响。观察到某些模体在系统动态上施加了清晰特征，即使嵌入在更大的网络结构中。