第105夜 空间填充与终端优化(第2/4页)
或突破,最终结果似乎就明朗了。
很难相信这会花费这么长的时间,人们想知道为何不能在几天之内完成。挫折、低效、走入死胡同及偶尔的顿悟时刻组成了创造过程。似乎天然地有一个构思期,这是在所难免的。
一旦问题得到关注并得到解决,就会让人感到非常满足、非常兴奋。这是我们在阐释异速生长规模法则过程中的共同经历。
待尘埃落定,我们提出了一整套网络属性,它们被认为是自然选择过程的结果,在转变为数学运算时,它们便促进了1/4次幂规模法则的出现。
在对这些法则进行思考时,我们同时考量它们在城市、经济、公司中的可能类似法则或许会有所裨益,我们将在后文中更加详细地进行阐述。
空间填充。
空间填充背后的理念很简单,也很直观。粗略地说,它意味着网络的触角必须延伸至它所服务的整个系统的各个角落。
更加具体地说,无论网络的几何学和拓扑结构如何,它都必须服务生物体的所有生物子单元或子系统。
我们可以用一个更加熟悉的例子来理解:人体循环系统是一个经典的分级网络,心脏会向始于主动脉的多层次网络输送血液,经过规模不断缩小的血管到达最小的毛细血管,然后再通过网络系统返回至心脏。
空间填充就是指毛细血管作为终端单元或网络的末支,必须服务于人体内的每一个细胞,高效地为细胞供给足够的血液和氧气。
事实上,这一切只需要毛细血管距离细胞足够近,以使得足够的氧气能够高效地穿透毛细血管壁,并通过细胞的外膜。
极为类似的是,城市中的许多基础设施网络也是空间填充的,例如,天然气、水和电等公用事业网络的终端单元或终点都必须为构成城市的所有不同建筑物提供供给。
连接你的房屋与城市水路和电路的管道就像毛细血管,可以把你的房屋想象成细胞。
与此相似的是,公司的所有雇员都可以被看作终端单元,他们必须通过连接首席执行官与管理层的多重网络获得资源(如工资)和信息的供给。
终端单元的恒定性。
这意味着一个给定网络的终端单元,如我们刚刚讨论过的循环系统中的毛细血管,都有近似相同的尺寸和特点,无论生物体的体形多大。
终端单元是网络的重要组成部分,因为它们是能量和资源交换的传输点与分配点。其他例子还包括细胞内的线粒体、身体内的细胞、植物的叶柄(末枝)。
当个体从新生儿成长为成年人时,或者当不同体形大小的新物种进化时,终端单元不会重新改造,也不会重组或重新调节。
例如,所有哺乳动物的毛细血管都是相同的,无论是儿童、成年人、老鼠、大象还是鲸,尽管它们的体形各不相同,而且覆盖了巨大的体形范围。
终端单元的恒定性可以放在自然选择的节约天性的背景下来了解。
毛细血管、线粒体、细胞等是新物种的相应网络的“现成”基石,会相应地进行调节。
终端单元的恒定性构成了分类的特性。例如,所有的哺乳动物都有相同的毛细血管。这一类别中的不同物种,如大象、人和老鼠之间的区别就在于网络布局的大小。
从这个角度而言,分类之间的差别,即哺乳动物
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