【大紀元1月10日訊】 在互聯网持續繁榮的時代，人們很自然會從生物的角度來考慮它：互聯网是作為一個由計算机构成的逐漸繁榮的生態系統，還是奔騰芯片驅動下正在蔓生的大腦？但無論你怎樣運用比喻來描繪它，都很難回避一個奇怪的想法：一個天外來客降臨到地球上，從此科學家們又面臨著新的東西要探索和理解。
据財經雜志報道，許多文章如泉涌一般，都是關于細察了這個人造的网絡，并得出了令人惊訝的結論：互聯网可能是根据自然造物一樣的規則來設計的。細胞中的分子网絡，生態系統中的物种网絡，以及社會組織中人的网絡可能是如互聯网一樣的織布机編織成的。
印第安那州圣母大學的一位醫生，Albertlaszlo Barabasi 說，“我們正在逐漸理解复雜性的建构原理”， 他所在的研究小組近來發表了關于《比較像互聯网和細胞內維持生命的化學反應組成的新陳代謝网絡》的論文。這些网絡和其他复雜系統之間的相似性是這樣顯著，他說“好象是同一個人設計了它們”。
巴塞羅那卡塔林那理工大學的Ricard V. Sol和Jose M. Montoya博士近來通過研究淡水湖、河口以及叢林這三种生態系統的計算机模型，發現它們屬于相同的類型。這兩位學者都是复雜系統研究小組的理論生物學家。同時在新墨西哥的圣達菲學院兼職的Sol博士說，這些結果說明自然界确實有某些普遍适用的組織原則，這些原則可能是最終允許我們构建出复雜系統的一個通用原理。
過去，科學家們將网絡視為隨机排在一起的，這种排列因此產生了一個節點几乎有同樣數量連接的同質网絡。Barabasi博士說，我們的工作說明，真正的网絡實際上遠遠不是隨机的，网絡呈現出出乎意料的秩序和普遍性。
當許多网絡聚在一起，它們好象是自行組織的，這樣大多數節點几乎沒有連接，同時較少數量的被叫做集線器的節點有許多連接。這种形式被許多科學家描述為一個冪法則。要計算一個節點有某一數量連接的概率，你可以在那個數字上加冪，如2或者3，然后再反過來。
例如，假設你有包含100000個節點的网絡，网絡遵守2次冪法則。為了找到有多少節點有3個連接，你可以將3平方，得到9，然后再反過來。因此這些節點的1/9，或者大約11111，將有三個連接。多少節點有100個連接？將100平方，然后反過來：這些節點的1/10000，就是10個節點有這种連接。隨著連接的增多，概率迅速地下降。
這种結构可能有助于解釋為什么從新陳代謝到生態系統，再到互聯网的网絡，它們通常非常穩定而且很有彈性，但卻對偶然的崩潰反應靈敏。由于大多數節點（分子、种類、計算机服務器）被稀疏的連接起來，所以依靠他們的几乎沒有：一部分被除去后，這個网絡還會存在。但是，如果僅僅除去密集連接的節點中的几個，整個系統就會崩潰。
并不是每一個人都相信普遍法則就在身邊。波士頓大學的物理學家最近發表的一篇論文發現，許多不同的网絡是偏离冪法則的，這就意味著更复雜的內容。但即使這樣，研究仍然發現了隱藏的規則，它們比科學家長期用于网絡分析的隨机類型更加有趣。
重要的一點是，网絡不同于我們所熟悉的模型系統，一名圣達菲學院的數學家Mark Newman 說到，這意味著所有我們以前的理論不得不被推翻。
也就是在最近几年，計算机的力量足夠收集和分析這樣复雜系統的數据。1998年在一篇廣泛發表的論文中，哥倫比亞大學的一名社會學家Duncan Watts 博士，与Steven Strogatz博士，康奈爾大學的應用數學家，共同發現了許多网絡呈現出所謂的小社會現象，這在John Guare 的戲劇《六度分离》中為大家所熟知。
就像任何兩個人都能夠被至多六個熟人的鏈條聯系起來，在一個小社會的网絡中，任何節點經過几個跳躍也可到達任何其他的節點。這兩個科學家發現在以下几乎相同的三個网絡中隱藏的規律，組成昆虫簡單神經系統的神經元网，美國西部電力供應的電站网絡，以及電影中一起出現的演員陣容。
這個現象已經被一個网站普及，這個网站在弗吉尼亞大學計算机科學系，名字是貝肯神喻， 它計算出一個演員与影星KEVIN BACON 有多近。PATRICK STEWART 与BACON 隔了兩層，他在《埃及王子》中与STEVE MARTIN 共戲，而STEVE MARTIN 与BACON 在《NOVOCAINE》中共戲。
最近BARABASI博士与研究生REKA ALBERT、博士后HAWOONG JEONG，共同發現互聯网是一個小社會，這個現象也同樣被加利福尼亞XEROX PALO ALTO研究中心的兩名研究者，BERNARDO A HUBERMAN 与他的學生LADA A ADAMIC注意到了。在网上，任何兩個地址或文檔只隔著几個鼠標點擊。
這兩個團隊還發現，网絡也是根据冪法則建构的，由几個緊密連接的集線器以及數量穩定增加的松散聯系的節點組成，這個事實也被其他研究小組注意到。
在去年秋季的一篇科學論文中，BARABASI博士和ALBERT 女士的步伐更近快，他們認為許多网絡可能都是以這种方式組織的。在科學出版物關于計算机芯片和网絡連接的引用以及關于小社會的論點中，WATTS 博士和STROGATZ博士也得出類似的結論。
問題是這种秩序是怎樣產生的。在同樣的論文中，BARABASI小組提出一個“由丰富到更丰富”的效應：當新節點被加諸一個网絡，他們往往与已經存在的節點組成連接。新生演員更可能与知名演員共戲。新科學論文更可能引用著名論文。根据他們的模型，結果是一個冪法則的分布。
再近來目睹這個類型就是在《自然》雜志的10月5號一期上，BARABASI博士与他的團隊和西北大學醫學院病理學系的兩個成員，研究了新陳代謝以及活細胞中的化學反應网絡的形成。小分子被連接以形成大分子，反過來大分子再分解成小分子。但是盡管這些网絡是复雜的，他們好象也是遵守一個冪法則。在目前提交給《理論生物學》雜志的一篇文章中，SOL博士与MONTOYA博士在他們研究的生態系統中發現了相似的形式。
所有這些网絡是极有活力的，丟掉了多數的混亂，但是對有預謀的攻擊卻是脆弱的。BARABASI博士說，對多數節點隨便的一個打擊是不會毀坏网絡的，但是蓄謀的攻擊就能夠毀坏。
同這個新理論一樣有建議性的是，其他科學家逐漸發現畫面不可能是這樣簡單。在《國家科學學術先驅》10月號的一篇文章中，LUIS A NUNES AMARAL博士与他在波士頓大學的同事分析了許多网絡，包括為BARABASI 小組研究的一些网絡。网絡列表包括國際机場系統的集線器和扶梯棍，兩個由摩門教徒和三年級學生組成的小友誼网絡。他們推論盡管一些网絡遵守冪法則，但在許多其他网絡的這种形式是歪曲的或不存在的。
研究提出，分歧出現是因為增加新節點并不總是很容易：有更多成績的演員會吸引越來越多的合作者，直到他們老得不能再演戲。机場一天只能承載這么多的新航班。由于這樣的复雜性，网絡可能會處在极端無序和极端有序之間的某處。
研究者是樂觀的，他們對仍在初期的規律的細節進行分類。WATTS說，比任何特殊研究更重要的是，科學家們最終有計算机這個依靠來研究實際网絡，而不是預測理想的网絡。
實際上，不是要証明一切都是冪法則，他說，而是要通過數据開始為复雜网絡建模。
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