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揭示复杂性:从经典分形到复杂网络

已有 8425 次阅读 2010-9-25 11:21 |个人分类:未分类|系统分类:论文交流| 复杂网络, 复杂性, 分形, 拓扑结构

 

复杂网络是当前学术界广泛关注的一个热点。人们研究复杂网络目的是通过利用复杂网络这一有力工具来研究探索复杂性问题。复杂性问题的研究方法总结起来主要有分子动力学、混沌、分形、复杂网络等。那么,这些复杂性科学的研究方法之间有什么联系呢最近,我和一位大三的本科生高曙阳同学,及其他合作者在《Journal of Physics A发表了一篇文章。论文以Koch雪花分形为例,系统地研究了如何从分形得到复杂网络,并详细计算了该网络几乎所有的结构性质。接下来的一段是所发表文章的中文摘要,供同行参考,并欢迎大家多提宝贵意见。

摘要Koch系列分形是最有趣的分形之一,而复杂网络的研究则是当今学术界关注的一个核心课题。受Koch分形的启发,本文提出了一种映射技术,把Koch分形映射成一个类网络,称之为Koch网络。这类网络整合了大部分现实网络系统的一些关键属性:度分布指数在23之间、簇系数高、网络直径和平均路径长度小、具有度有相关性,等等。此外,文章还精确计算出了该类网络的生成树,生成森林和生成的连通子图的精确数目。所有这些特性都是根据我们所提出的Koch网络的生成算法而得到的。Koch网络的表示方法可以用于研究一些相关现实世界系统的复杂性。全文见附件一。

Koch分形只是众多著名规则分形的一种,关于复杂网络与其它经典分形如阿波罗分形垫、谢尔宾斯基分形垫的关系我们组也做过大量的工作,详见我们发表在《复杂系统与复杂性科学》上的综述性文章,全文见附件二。

我们的工作不但说明了如何由经典的分形产生小世界无标度网络,揭示了分形与复杂网络的关系;反过来由经典分形产生的复杂网络也能促进对分形的深入研究。

 Koch 网络

 确定性网络综述



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