西北大學的物理學家發現,將變異或混亂納入複雜系統(如電力網和生態系統)中,可能會出人意料地提高其穩定性。 這項研究挑戰了長期以來認為均質性始終是系統可靠性的最佳選擇的假設。
這項研究於9月17日在《科學》雜誌上發表,詳細介紹了研究人員開發的數學框架,以確定何時變異可以提高網絡穩定性。 他們的發現表明,包括工程技術和自然網絡在內的系統,當其組件或連接不相同時,可以變得更具彈性。 這與先前的假設相反,即零件之間的相似行為會導致更可靠的性能。
西北大學的Adilson Motter領導了這項工作,他解釋說,以前的研究表明「網絡節點的混亂(也稱為異質性、不規則性或不對稱性)的案例越來越多,實際上可以提高穩定性和期望的行為」。 Motter 指出電力網、超材料和腦部計算方面的例子。 「但我們不知道這種影響有多普遍,或者哪些系統可以從中受益」,他說。
研究人員還創建了一個網站,允許用戶通過調整參數和觀察網絡組件的交互來視覺化地探索該框架。 該發現可能幫助工程師設計更具彈性的技術,並解釋為什麼自然系統很少表現出完美的均質性。 這項工作表明,仔細地在系統中引入差異可能是有利的。
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