流网络中渗流景观的结构效率

以全局输运过程为特征的复杂网络依赖于从输入节点到输出节点和边的有向路径的存在，这些路径组织成具有特征的连通分量。在渗流理论框架内分析此类跨越网络的结构，特别是连接核心与外围之间通信的边界面所起的关键作用，使我们得以阐明真实与理论流网络的结构特性，并定义在结构与功能相互作用下表征其效率的标准与量。具体而言，可以判定一个最优流网络应呈现“毛球”状，以最小化瓶颈效应及对故障的敏感性。此外，对两个受截然不同的动力学并在截然不同的时间尺度上塑造的真实网络——自治系统层面的互联网客户-提供商关系集以及秀丽隐杆线虫的神经系统——的深入分析表明，尽管生物进化选择了接近最优布局的结构，市场竞争却未必趋向于对客户最高效的架构。