多样俱乐部：复杂网络的整合核心

复杂系统可以被表示并分析为一个网络，其中节点代表网络的单元，边代表这些单元之间的连接。例如，脑网络将神经元表示为节点，神经元之间的轴突表示为边。在许多网络中，一些节点拥有不成比例的大量边。这些节点彼此之间也有许多边，被称为富俱乐部。在许多不同的网络中，该俱乐部的节点被假定为支撑全局网络整合。然而，另一组节点可能展现出对全局网络整合更有利的连接结构。在此，在无数不同的生物和人造网络中，我们发现了多样俱乐部——一组边在网络中多样化分布的节点。多样俱乐部比富俱乐部在更大程度上展现出与整合网络功能一致的性质——这些节点相互连接更紧密，且它们的边对于高效的全局整合更为关键。此外，我们提出了一个生成式演化网络模型，该模型产生具有多样俱乐部但没有富俱乐部的网络，从而证明这两个俱乐部可能通过不同的选择压力演化而来。鉴于我们分析的各种不同网络——秀丽隐杆线虫、猕猴脑、人脑、美国电网和全球空中交通——多样俱乐部似乎普遍存在于复杂网络中。这些结果保证了在所有复杂系统中对两类关键节点俱乐部的区分和分析。