中國科技網訊 在一個複雜係統中
，如包含了2萬個互相聯係的基因的人類基因組，要想一次監控整個係統幾乎是不可能的。據物理學家組織網近日報道，來自美國東北大學
、麻ma省sheng理li工gong大da學xue等deng單dan位wei的de研yan究jiu人ren員yuan開kai發fa出chu一yi種zhong新xin算suan法fa，能neng識shi別bie出chu複fu雜za係xi統tong的de子zi單dan位wei或huo必bi要yao結jie點dian
，使shi監jian控kong大da型xing複fu雜za係xi統tong成cheng為wei可ke能neng。相xiang關guan論lun文wen發fa表biao在zai最zui近jin出chu版ban的de美mei國guo《國家科學院學報》上。
 
    複雜係統如生物基因組
、生化反應係統、社she會hui網wang絡luo等deng，由you許xu多duo互hu相xiang關guan聯lian的de子zi部bu分fen組zu成cheng


，其qi中zhong任ren何he一yi個ge部bu分fen有you了le變bian化hua，都dou會hui對dui其qi餘yu部bu分fen造zao成cheng影ying響xiang。因yin此ci要yao分fen析xi監jian控kong一yi個ge複fu雜za係xi統tong是shi極ji為wei困kun難nan的de。“複fu雜za係xi統tong的de本ben質zhi是shi連lian接jie


，各ge組zu成cheng部bu分fen之zhi間jian要yao憑ping借jie這zhe些xie連lian接jie，才cai能neng將jiang信xin息xi分fen布bu到dao整zheng個ge網wang絡luo。因yin此ci我wo們men不bu必bi監jian控kong每mei個ge部bu分fen，也ye能neng從cong整zheng體ti上shang把ba握wo整zheng個ge係xi統tong。”論文作者之一、東北大學生物學院和計算機與信息科學院物理學教授艾伯特-拉斯洛•巴拉巴斯說，他們設計的方法利用了複雜係統子單位間相互依賴的特性，可超越數量限製觀察係統的整體情況。
 
    利li用yong這zhe種zhong新xin算suan法fa
，研yan究jiu小xiao組zu首shou次ci確que定ding了le用yong以yi描miao述shu係xi統tong動dong態tai學xue的de所suo有you數shu學xue方fang程cheng，比bi如ru計ji算suan在zai一yi個ge生sheng化hua反fan應ying係xi統tong中zhong，外wai圍wei分fen子zi之zhi間jian較jiao小xiao的de反fan應ying對dui整zheng個ge係xi統tong最zui終zhong結jie果guo所suo產chan生sheng的de影ying響xiang。通tong過guo觀guan察cha每mei個ge反fan應ying對dui係xi統tong變bian量liang所suo造zao成cheng的de影ying響xiang，就jiu能neng繪hui製zhi出chu整zheng個ge係xi統tong的de曲qu線xian圖tu。連lian結jie點dian是shi構gou成cheng曲qu線xian圖tu的de基ji礎chu，每mei個ge點dian對dui理li解jie係xi統tong其qi他ta部bu分fen而er言yan都dou是shi不bu可ke缺que少shao的de。
 
    “令我們吃驚的是，在絕大部分例子中，必要結點也是充分條件。”東北大學複雜網絡研究中心副教授劉陽煜（音譯）說，隻要有了這些必要結點
，無需其他任何部分就能知道整個係統的全部情況。
 
    研究人員指出
，新方法將控製論、圖論和網絡科學結合在一起，將大型複雜係統簡化為一套必要的“傳感結點”。比bi如ru生sheng物wu的de新xin陳chen代dai謝xie係xi統tong，是shi由you上shang百bai分fen子zi和he上shang千qian生sheng化hua反fan應ying組zu成cheng的de集ji合he

，新xin算suan法fa能neng使shi識shi別bie其qi中zhong生sheng物wu標biao記ji的de過guo程cheng大da大da簡jian化hua。生sheng物wu標biao記ji是shi血xue液ye中zhong的de分fen子zi
，能neng幫bang醫yi生sheng辨bian別bie一yi個ge人ren是shi否fou健jian康kang。
 
    “目前的大部分生物標記幾乎都是隨機選擇的，隻是化學家和醫生發現它們管用而已。”巴拉巴斯說，“而我們的方法是可觀察的，為選擇生物標記提供了一條理性的途徑
，隻要我們知道所要監控的是什麼係統。”（記者 常麗君）