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发信人: foxpp (贪玩又自由的风筝), 信区: other
标  题: 电路是个小世界 (zz)
发信站: 听涛站 (2001年11月03日09:40:31 星期六), 站内信件

转载自：http://www.scienceworm.com

2001-11-1：电路是个小世界

    运气使许多电子系统自动避免故障

    西班牙的物理学家说，尽管没意识到，工程师们已经造出了能防
止故障的电子线路。

    巴塞罗那的Politecnica Catalunya大学的Ricard Sole和他的合
作者研究了从一台由笨重的电阻、电容和二级管组成的老电视，到现
代的由几千个元件组成的微芯片数字电路。

    他们发现许多这种电路是“小世界”网络。它们有足够多的捷径
仅用几步就从一个元件移动到另一个，而且，它们的节点(连线交汇处
),更可能是比较近的节点才连在一起。归功于这两个性质，这个网络
比随机连接的网络更耐冲击。

    许多系统是“小世界”网络，包括Internet,动力线路网络或是电
影明星的小圈子。事实上，这个世界上的每个人都同其他的任何人有
联系，除非它们之间有6维的分离，这是一个经常被重复的，但很难证
明的公理。也许，同样的事实应用到电子电路上应该不会引起惊讶。

    然而，电子设备的一些特性使得这个结论使得这个结论一点也不
显然，Sole和他的同事指出。“小世界”网络通常有许多节点仅有几
个连接，有一些节点有许多连接。在电子电路中，一个元件有许多连
接是不现实的。而且，它们在电路板上的2维布置要求大多数连接要短
，长的连接是很少见的。

    更大的电路倾向于显示出“小世界”连接性质。研究者说，这是
因为大的电路通常由高度集成的小电路组成。在这些子电路之间只有
少数连接，这使得它们成为一个“小世界”的结构。

    “小世界”网络对缺陷具有高度的抵抗性。切断几个连接几乎不
起什么作用。电子工程师有时会偶然发现这个现象。

    然而，当有单个元件损坏时，一些电路仍然非常容易出错。这对
于宇宙卫星的电路特别有害，电路被宇宙射线和其他粒子轰击，单个
元件很可能被损坏。

    大脑经常被当作一个自动防止损坏的电子电路的完美范例，生物
神经网络看上去也是“小世界”网络。但是它们不是电子器件的理想
模型。它们的鲁棒性源自每个节点大量的连接，再加上自发的重新组
织以对付损伤的能力。

Nature science update,
Edited by bard@SMTH


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