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《多者异也》五十年：追随安德森的脚步( 三 )


ManlioDeDomenico与OriolArtime：系统的系统

ManlioDeDomenico是帕多瓦大学的复杂性科学家和物理学教授 。 他研究复杂网络的统计物理和非线性动力学 ， 特别关注系统体系、信息动力学和几何学 ， 以及生物物理、社会生态和社会技术系统中结构和动力学之间相互作用产生的功能行为 。

OriolArtime是意大利布鲁诺·凯斯勒基金会的博士后研究员 。 他研究统计物理和复杂系统的交叉学科 ， 从相变等经典问题到网络科学的现代应用 。 他热衷于创新性的跨学科挑战 ， 并在可能的情况下 ， 寻求将他的研究方向指向这些方向 。
许多涌现现象是通过相互作用网络维持的 。 例如 ， 聚焦于生物物理现象 ， 我们有来自人类组织的生物分子相互作用 ， 或来自人类组织中电化学神经连接模式 。 然而 ， 一般来说 ， 这些网络并不是孤立运行的：它们通过结构或功能上的相互依赖相互耦合 ， 并且在多个交互环境中组织 ， 也称为层（layers） 。 这些层可以包括空间、时间、信息或其组合的链接 。
将视角从单一网络转换到多层网络分析 ， 可以发现在无相互作用系统中没有观察到大量新涌现的物理现象 ， 这与安德森的“多者异也”范式密切相关 。 一个典型的例子与多层网络的鲁棒性有关：单个节点的故障可以触发级联故障 ， 这些故障通过多层系统之间的相互依存关系传播 ， 导致系统范围内的突然崩溃 ， 这极难预测 。 另一个例子涉及相互交织的传播过程和亚临界点的出现 ， 将过程临界性质之间不相互依赖的区域 ， 和临界性质相互依赖的区域分开[9
。
生物物理系统的多层次性 ， 推动我们对生物功能的理解远超出传统还原论假设 ， 我们对发病机制的认识远远超出了导致疾病的孟德尔式简单单基因突变：在分子水平上 ， 生命和疾病是依赖于高度相互关联、多层次和多尺度相互作用的涌现现象 ， 未来几年将在网络医学、系统生物学和系统医学领域有令人振奋的研究 。
Kwang-IlGoh：新奇点

Kwang-ilGoh是韩国大学物理学教授 ， 对复杂网络的统计物理感兴趣 。 沿着从无标度网络和多层网络到高阶网络的主要路线 ， 他的主要研究重点是使用简单的物理模型和动力学过程 ， 在复杂网络系统中发现和应用新奇点及其物理含义 。
当现代复杂网络理论开始萌芽时 ， 我很幸运地开始了统计物理学的职业生涯 。 从早期开始 ， 我经常被问到这样一个问题：“作为物理学家 ， 为什么要关心网络？”我从菲尔·安德森（PhilAnderson）等巨人的教训中得到了最好的回答 。 用安德森的话说 ， 复杂网络理论的一个关键格言是 ， 当大量自由度通过非平凡但有组织的网络进行交互时 ， 可能会涌现出新的和不可预见的集体现象 。
网络模式呈现了复杂性的另一个方面 ， 在此基础上可以进一步进行多体物理的研究 。 网络上的许多体物理通常可以使用平均场方法求解 ， 这在物理学中提供了罕见的例子 ， 可以将平均场解与现实进行比较 。 此外 ， 在最吸引人的情况下 ， 由此产生的平均场理论具有其他系统中没有的奇异性 。 无标度网络上的零流行病阈值（即使在感染率为零的限制下 ， 流行病也可以在无标度网络上传播）等现象的理论根源 ， 在于非平凡网络模式所带来的新奇异性 。 包括多层网络和最近的高阶网络在内的发展遵循了这一传统 ， 即分类出新出现的奇异点 。 我想知道安德森是否预见到了这一切 ， 当他提到“……关于玻璃和其他无定形相的原理是个仍然令人着迷的问题 ， 这可能揭示出更复杂的行为类型” ， 但在网络科学方面 ， 我一直感到 ， 并将继续感到 ， 我一直在追随安德森的脚步 。
参考文献：
1.AndersonP.W.Moreisdifferent.Science177393–396(1972).
2.DarwinC.OntheOriginofSpeciesbyMeansofNaturalSelectionorthePreservationofFavouredRacesintheStruggleforLife(JohnMurray1859).
3.MarshallS.M.etal.Identifyingmoleculesasbiosignatureswithassemblytheoryandmass
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【《多者异也》五十年：追随安德森的脚步】4.PringleR.M.&TarnitaC.E.Spatialself-organizationofecosystems:integratingmultiplemechanismsofregular-patternformation.Annu.Rev.Entomol.62359–377(2017).
5.SundaramM.etal.Rainfallneighborsandforaging:thedynamicsofapopulationofredharvesterantcolonies1988–2019.Ecol.Monogr.92e1503(2022).
6.WatsonJ.P.AtermitemoundinanIronAgeburialgroundinRhodesia.J.Ecol.55663–669(1967).
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