什么是“波希米亚狂想曲”，“麦克白”，以及Facebook好友列表中的所有共同点？

发表在自然物理学的新研究采用的工具，从网络科学来解释复杂的通信网络如何能够有效地传达大量的信息到人的大脑。由克里斯托弗博士后琳，研究生阿里·卡恩和利亚帕帕多普洛斯和教授丹尼尔S.巴塞特进行的研究发现，不同类型的网络，包括那些在文学，音乐作品，以及社会关系的作品中，也有类似的底层结构使他们能够快速，高效地共享信息。

从技术上讲，一个网络是简单地连接，被称为边缘，不同的端点，称为节点之间的统计和图形表示。在文献中的块，例如，一个节点可以是一个词，并且当未来出现彼此它们的边缘可以连接字（“我的”，“国”，“对”，“一”，“马”）或当他们传达类似的想法或概念（“黄色”，“橙色”，“红色”）。

利用网络科学的研究之类的语言的优势，Lynn说，是，一旦关系在小范围界定，研究人员可以使用这些连接，使关于网络的结构推断在更大的规模。 “一旦你定义节点和边缘，可以放大缩小，并开始询问这是什么整个对象的外观的结构是怎样的，为什么它有特定的结构，”林恩说。

在小组的最新研究构建模型的大脑是如何处理复杂信息，研究人员开发出一种新的分析框架来确定它是在传达的信息多少信息网络传达，以及如何高效。 “为了计算通信的效率，你需要的人类如何接受信息的模式，”他说。

有了这个分析框架中，研究人员评估40真实世界的通信网络，看看有什么功能是用于传递信息的关键。他们看着英国文学作品，包括经典的莎士比亚和简·奥斯汀的“傲慢与偏见”，与音乐作品，如莫扎特的奏鸣曲11和女王一起“波西米亚狂想曲”。他们还研究了社会关系，包括在科学和Facebook好友连接合着者网络的网络。

看着这组不同的网络后，研究人员发现，在网络的大尺度结构是该网络的传达信息的能力是必不可少的。令人意外的是这个结构是多么相似的是在不同的网络中，网络是否在文学或旋律级数的一首音乐作品代表名词转换。

是什么让这些网络既高效的信息丰富是两个关键的网络功能被称为“社区”结构和“异质”结构之间的平衡。当节点聚集在一起和形成团簇，唤起有关概念发生群落结构。说的一句话“狗”可能会带来想到“球”，“飞盘”或“骨”为例。这样的社区结构有助于使网络更有效，因为一个人可以预见的词或想法可能来下什么。

但是，如果一个人能预测未来会发生什么，也不会有太多的信息传达，因为信息直接关系到惊喜。为了提供信息，网络必须同时具有良好连接和疏相连的节点的“非均相”混合物。以莎士比亚的作品作为一个例子。虽然“中”与“和”使用28,944和27317次，分别也有只发生一次12,493字的形式。 “在像，一个枢纽‘的，’你无法预料你在哪里约走了，”林恩说。 “事实证明，这些枢纽节点是产生surprisal或等效的信息非常重要。”

什么是迷人的，熊黛林都是异构的，社会结构之间的平衡是如何创建的网络，都是信息丰富而且易于理解的关键。 “人们已经研究了很长一段时间这两个结构，它们是两个网络科学的基本概念，”他说。 “这项研究给出了为什么一些这些网络是结构化会是这样的解释：因为他们正在努力地交流信息，这就是我认为最酷的部分是，”他说。

研究人员将通过扩展类型，他们评估的通信网络，以寻找跨越时间和其他语言和文化的作品之间的异同趋势目标继续这项工作。 “我们也特别感兴趣划定通信效率如何是关系到纠错，”巴塞特说。 “我们的初步研究结果表明，现实世界中的网络帮助人们为自己的错误自动更正”。

这项研究主要是由美国陆军研究办公室通过DCIST-W911NF-17-2-0181和由美国国家科学基金会通过了职业生涯补助，PHY-1554488的支持。

资源 University of Pennsylvania. "What do 'Bohemian Rhapsody,' 'Macbeth,' and a list of Facebook friends all have in common?." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200616135750.htm>.