Santa Fe Institute
聖塔非研究所論文區
只公開中文翻譯與中文說明；每篇附上 SFI、DOI 或 PDF 原文連結。摘要 在完美和不完美資訊條件下研究了重複囚徒困境博弈中策略的協同演化。玩家需要以有限自動機的形式提交策略才能參與遊戲。透過應用電腦科學中遺傳演算法研究的最新進展，得出了明確的環境和選擇過程。利用這個框架，研究了不完全資訊對合作發展和策略選擇的影響。對出現的策略進行分類並分析其性能。分析結果表明，資訊條件導致不斷變化的策略環境之間出現顯著差異。此外，他們認為通用方法可能具有更廣泛…
論文庫
5392 篇重複囚徒困境中自動機的協同演化
摘要 在完美和不完美資訊條件下研究了重複囚徒困境博弈中策略的協同演化。玩家需要以有限自動機的形式提交策略才能參與遊戲。透過應用電腦科學中遺傳演算法研究的最新進展，得出了明確的環境和選擇過程。利用這個框架，研究了不完全資訊對合作發展和策略選擇的影響。對出現的策略進行分類並分析其性能。分析結果表明，資訊條件導致不斷變化的策略環境之間出現顯著差異。此外，他們認為通用方法可能具有更廣泛…
溝通、可計算性和共同興趣遊戲
摘要 本文發展了單次典範遊戲中的賽前溝通理論。該理論建立在玩家是圖靈機或某些等效計算設備的假設之上。遊戲前階段的無限無成本通信在傳達有關遊戲第二階段玩家行為的信息方面的有效性正是通過將玩家視為計算設備這一事實而成為可能的。訊息揭示了有關玩家一般推理、資訊處理能力和習慣的信息，從而揭示了他們在遊戲第二階段的行動。本文提出的傳播理論被證明可以解決任何共同利益博弈中的協調問題（均衡選…
經濟動態中的非線性
摘要 在本文中，我調查了最近對非線性經濟動力學的各種貢獻。簡要研究了動態平衡的一些理論模型，以指出可能導致內生振盪和混亂的各種經濟因素。然後，我繼續說明一類為檢測實驗時間序列中的非線性現象而設計的統計方法。我首先說明這類測試背後的基本直覺，然後再報告一些與其漸近分佈特性相關的嚴格結果。本文總結了一些關於在經濟時間序列研究中使用正李雅普諾夫指數的猜想，更一般地說，關於該經濟學領域…
電腦化交易者的雙重拍賣市場
摘要 本文提供了 1990 年 3 月在聖塔菲學院舉行的電腦化雙重拍賣錦標賽的背景和動機。
分類器系統的動態行為
摘要 分類器系統越來越多地應用於經濟現象的分析。這些應用包括自適應學習模型、人工經濟的創建以及經濟網絡的發展。描述了一種用於研究分類器系統動態行為的方法。此方法很有用，因為目前缺乏描述分類器系統各個組件之間相互作用的分析結果。在分類器系統和等效動態系統（布林網路）之間定義映射。此映射提供了一種透過觀察布林網路的動態行為來理解和預測分類器系統行為的方法。本文報告了該方法產生的初步…
自然語言文本的互資訊函數
摘要 互資訊函數 $M(d)$ 是用來偵測符號序列中相關性的量，應用於自然語言文字。對於一些正在分析的英語和德語文本，字母序列和字母類型序列的 $M(d)$ 在較短距離處表現出近似的逆冪律函數，指數接近 3。 $M(d)$ 的衰減太快，無法導致 $1/f$ 功率譜。由於無限尺寸效應，相同的逆冪律函數是否延伸到短距離之外還沒有定論。也包括有關正式語言和自然語言中其他縮放現象的各種…
「矽谷」區位集群：收益遞增何時意味著壟斷？
摘要 有時有人認為，收益遞增的存在意味著多種可能的產品或技術中的一種產品或技術必須主宰市場。本文在工業區位的背景下探討了這個論點。它建立了一個產業區位模型，在該模型中，企業在區域之間進行選擇會受到集聚經濟的吸引，因為這些區域中存在其他企業，並且由於企業異質性且以隨機順序進入該行業，因此出現了「歷史偶然」。它提出這樣的問題：集聚經濟何時會導致「矽谷」──一個壟斷產業的單一主導地區…
經濟環境中的遺傳演算法學習
摘要 本文研究了經濟主體使用遺傳演算法來了解其環境並了解其目標函數的模型。透過電腦模擬分析，本文的主要結果是：對於競爭性企業必須在觀察市場上單一商品的價格之前做出生產決策的模型，演算法收斂到的價格和數量的值對應於理性預期均衡。所有企業對於生產和銷售量的信念都趨於一致，如果市場價格已知，該值就等於最優數量。對於貨幣存量恆定的重疊世代模型（其中，主體決定在其生命的第一階段消費多少單…
演算法化學：功能自組織模型
摘要 我們推測，自適應系統的特徵是自引用循環，其中組合物件編碼作用於這些物件的函數。提出了該循環的模型。它使用簡單而強大的遞歸語言將字串映射到以符號方式操作字串的演算法中。演算法（即函數）之間的交互作用可以在語言中以自然的方式定義。研究了在各種條件下相互作用的固定大小的函數集合的行為。 「功能氣體」或「圖靈氣體」演化出相當複雜的合作相互作用模式。觀察到這種模式在擾動的影響下進行…
崎嶇地形上的進化行走
摘要 免疫反應過程中抗體分子的快速演化使免疫系統能夠有效地應對幾乎無限種的挑戰。为了研究这种反应，我们开发并分析了生物系统中分子进化的理论。分子可以表示為 $N$ 個「字母」序列，每個字母都選自大小為 $a$ 的「字母表」；對於蛋白質分子，字母表由二十個氨基酸組成，而對於核酸，字母表由四個鹼基對組成。这些$a^N$可能性一起形成了一个序列空间$S$。我們假設可以為 $S$ 中的…
蛋白質 演化 of Rugged 景觀s
摘要 我們分析了蛋白質演化的數學模型，其中演化過程被視為在隨機適應度景觀上爬山。在研究此類景觀的結構時，我們注意到存在大量局部最優，並且我們計算突變變化的時間和數量，直到蛋白質陷入局部最優。這種爬山過程可能是抗體分子透過體細胞超突變演化的基礎。
免疫 網絡 Theory
摘要 獨特型網絡的理論發展是由 Jerne (1974a) 所發起的。在一篇評論中，Jerne (1974b) 試圖將網路提案以數學術語表達。在詳細描述傑恩和更現代的努力之前，值得記住傑恩對這項努力所說的話。 「雖然這項任務對免疫學家來說是一個挑戰，但我懷疑有些人寧願放棄這種雄心勃勃的、目前不切實際的練習，以思考他們所謂的真正的實驗事實。對於這些人，我要回答說，只要免疫反應的定…
聯結主義的羅塞塔石碑
摘要 連接主義一詞通常應用於神經網路。然而，還有許多其他模型在數學上相似，包括分類器系統、免疫網絡、自催化化學反應網絡等。鑑於這種相似性，擴大聯結主義一詞是適當的。我將聯結主義模型定義為具有兩個屬性的動態系統：（1）在任何給定時間變數之間的交互作用都明確地限制在有限的連結清單中。 (2) 連接是流動的，因為它們的連接強度和/或模式會隨著時間而改變。本文回顧了上面列出的四個例子，…
人工生命：即將到來的演化
摘要 在五十到一百年內，可能會出現一類新的生物體。這些生物體將是人造的，因為它們最初是由人類設計的。然而，它們會繁殖，並會進化成不同於最初形態的東西。根據任何合理的定義，他們都將是「活著的」。這些有機體將以與當代生物有機體根本不同的方式進化，因為它們的繁殖將至少部分受到意識控制，從而賦予其拉馬克成分。因此，進化變化的速度將會非常快。人造生命的出現將是人類出現以來最重大的歷史事件…
非局域量子資訊的最優檢測
摘要 兩個量子系統在不同地點製備相同。觀察者的任務是確定他們的狀態。一個簡單的例子表明，一對馮諾依曼類型的正交投影不如在兩個量子系統之間交替的一系列非正交機率算子測量有效。然而，我們能夠設計的最有效的一組“本地”操作無法在兩個系統上一起執行單一的“非本地”測量。
模仿人類學習的學習演算法
摘要 本文探討了校準學習演算法以匹配人類代理在一般多選擇環境中學習的方式和速率的想法。它開發了一種參數化隨機學習演算法，分析其動態，並根據心理學實驗的人類學習數據校準其參數。由此產生的校準演算法似乎在很大程度上複製了人類的學習行為。因此，它可以用來用代表「實際」人類行為的「校準代理」來取代適當的新古典模型中理想化的、完全理性的代理。本文討論了使用該演算法在正常形式階段博弈和更一…
混沌邊緣的共同演化：耦合適應度景觀、平衡狀態與共同演化雪崩
摘要 我們引入了一個更廣泛的框架來研究基於崎嶇健身景觀的 NK 類統計模型的共同演化的各個方面。在這些模型中，基因型中每個 $N$ 基因的適應度貢獻上位取決於 $K$ 個其他基因。增加上位交互作用增加了健身景觀的崎嶇多峰特徵。在最低層次上，協同演化被認為是景觀的耦合，這樣一個玩家的適應性動作就會改變其直接夥伴的景觀。在這些模型中，我們能夠調整景觀的崎嶇程度、任意兩個景觀的相互耦…
聖塔菲研究所「邁向永續人類社會之路」會議發言摘要
摘要 1990 年 5 月 21 日至 23 日，聖達菲研究所在聖達菲召開了一次會議，目的是進一步確定塑造和維持現代人類社會的極其複雜的系統的各個組成部分並對其重要性進行排序。會議由喬治·A·考恩 (George A. Cowan) 和默里·蓋爾曼 (Murray Gell Mann) 共同主持。 SFI 正在考慮一項正在進行的研究計劃，該計劃旨在探討在下世紀實現可持續人類社會…
反鐵磁費米液體理論在YBa2 Cu3 O6.63核磁共振實驗的應用
摘要 YBa$ 2$Cu$ 3$O$ {6.63}$ 材料的核磁共振實驗為 A. Millis、H. Monien 和 D. Pines 提出的自旋 自旋相關函數的反鐵磁費米液體模型提供了重要的測試。我們表明，他們的理論提供了與 Takakawa 等人的 NMR 實驗的定量擬合，參數由實驗確定。關於 Cu(2)、O(2,3) 核以及 Alloul 等人的研究。在 YBa$ 2$…
反鐵磁費米液體理論在La1.85 Sr0.15 CuO4核磁共振實驗的應用
摘要 Kitaoka 等人對 La$ {1.85}$Sr$ {0.15}$CuO$ 4$ 進行的 NMR 實驗。和今井等人。使用 Millis、Monein 和 Pines 的現象學反鐵磁費米理論進行了分析，並將結果與先前為 YBa$ 2$Cu$ 2$O$ 7$ 和 YBa$ 2$Cu$ 3$O$ {6.63}$ 獲得的結果進行了比較。單組分模型具有與先前發現的 YBa$ 2$…
大小和連接性作為發展中的免疫網絡的新興屬性
摘要 新生兒生命期間免疫系統的發育涉及不同克隆之間的強烈選擇過程。免疫系統在遺傳上能夠產生比實際庫中表現的更多樣化的淋巴細胞受體。透過模型，我們研究了免疫網路在生命早期進行功能選擇的假設。我們開發了一個模型網絡，其中可能有數百個 B 細胞克隆在刺激後增殖並產生抗體。刺激被視為透過受體交聯發生，並透過對數鐘形劑量反應函數進行建模。透過分泌遊離抗體，如果 B 細胞克隆的受體形狀互補…
無分區的博弈論及其在推測與共識中的應用
摘要 決策論和博弈論得到擴展，允許資訊處理錯誤。然後，無論所有行動（意見）都是常識，還是可能不是常識，這種擴展理論都可以用來重新審視市場投機和共識。資訊處理的五個公理被證明對於推測和共識特別重要。它們被稱為非妄想、知道你知道、嵌套、平衡和積極平衡。我們證明，每個智能體資訊處理錯誤不被欺騙是必要且充分的，並且（1）平衡，以便智能體不能同意不同意見，（2）積極平衡，以便他們在投機時…
果蠅分割：預模式層次結構的超級電腦模擬
摘要 在三個空間座標和時間中模擬反應擴散系統的兩層次結構中的自發預模式形成，模擬間隙基因和初級配對規則基因表現。該模型基於第二類圖靈系統的思想，其中一個預模式為後續反應擴散系統產生位置相關的速率常數。母體基因被認為負責從前端和後端建立梯度，其中之一需要穩定雙週期預模式，該雙週期預模式建議作為間隙基因讀出的基礎。由此產生的雙週期模式反過來又穩定了層次結構中的下一個預模式，該預模式…
隨機語法：生物、神經和社會科學中功能整合和轉換的一類新模型
摘要 在研究複雜系統的適應能力時出現的普遍問題在於理解整合這些系統的「功能」和「動態」秩序。大腸桿菌「了解」它的世界。大量的分子訊號在細菌與其環境（包括其他微生物和高等生物）之間傳遞。進入細菌的訊號被利用到其新陳代謝和內部轉化，這樣，通常情況下，細胞就能維持自身、複製並將其有組織的過程傳遞到歷史中。同樣，大腸桿菌菌落也會整合其行為。穩定生態系統的有機體形成一種功能，而每個有機體…
永續發展世界的願景
摘要 1990 年 5 月在新墨西哥州聖達菲舉行的關於「永續世界」計畫主題的會議上的介紹性演講。這次會議是一系列致力於探討聖塔菲研究所、世界資源研究所、布魯金斯學會、J.D. 和 C.T. 是否以及如何實現永續發展的系列會議之一。麥克阿瑟基金會以及世界各地的其他組織和個人可以為更好地理解人類面臨的核心和最複雜的問題做出貢獻，即實現這個星球上的可持續存在。
自催化反應網絡的突變
摘要 引入了一類描述催化和模板誘導的複製和突變的動力學方程式。這個 ODE 最一般的形式被分成兩個向量場，一個複製場和一個突變場。突變場被認為是複製方程式的擾動。擾動展開式是突變參數中的泰勒級數。一階、二階和更高階貢獻是透過傳統的 Raleigh Schrödiger 方法計算的。根據流動拓樸預測集中空間的物理有意義部分的邊界上的休息點和極限環位置的定性變化。拓樸分析的結果總結…
朗之萬方程式的新穎微擾展開
摘要 我們討論隨機驅動系統 $dx/dt = W(x) + f(t)$，其中 $f(t)$ 是高斯隨機函數或攪拌力，$ = 2 $\delta$(t t')$，$W(x)$ 的形式為 $gx^{1+2\delta}$。參數 $\delta$ 是方程式非線性的度量。我們展示如何得到 $\delta$ 中冪級數形式的相關函數 $ f$。我們在 $\delta$ 展開式中獲得了三個項…
互資訊函數與相關函數
摘要 本文研究了互資訊在符號序列中的一種應用：互資訊函數$M(d)$。此函數與較常用的相關函數$1(d)$進行比較。 $M(d)$ 和 $1(d)$ 之間的精確關係是針對二元序列得出的。對於具有兩個以上符號的序列，不存在這種一般關係；特別是，$1(d)=0$ 可能會也可能不會導致 $M(d) = 0$。針對三元序列研究了由一定距離分隔的符號之間的這種線性但非一般的獨立性。還包括…
馬可夫鍊和正規語言的複雜性和熵之間的關係
摘要 透過使用兩個半無限塊之間的互資訊作為複雜性的度量，分析確定了一步二狀態馬可夫鏈以及幾種常規語言的複雜性和度量熵之間的關係。類似的過程應該適用於具有短程相關性的其他序列。也討論了塊熵向極限直線的收斂速度；如果收斂速度太慢，則從有限尺寸數值計算的複雜度可能與在無限尺寸限制下導出的複雜度有很大不同。
獨特型網路中的在地化記憶
摘要 本文研究了透過刺激獨特型網絡交互作用維持免疫記憶的條件。這篇論文的靈感來自 (De Boer & Hogeweg, 1989b, Bull Math. Biol. 51, 381 408.) 的工作，該工作聲稱由於網絡內的滲透，獨特型記憶是不可能的。在這裡，我們使用先前的模型和允許分析的更簡單的模型（Weisbuch, 1990, J. Theor. Biol. 143,…
免疫系統一維與二維形狀空間模型中的圖案形成
摘要 我們使用形狀空間形式主義來分析免疫網路的大規模模型。在這種形式中，假設 B 細胞上的免疫球蛋白受體可以透過其獨特的部分或獨特型來表徵，這些獨特的部分或獨特型具有可以在小的有限維度的空間中表示的形狀。假定兩個受體僅當其獨特型態的形狀互補時才會相互作用。我們透過使用歐幾裡得度量來對此進行建模，並假設只要形狀在空間 空間中的座標具有相反的符號，它們就會相互作用。交互作用的範圍由…
道瓊每日價格缺少 1/f 譜
摘要 計算每日道瓊斯平均指數的功率譜（原始系列和去趨勢系列）。光譜的形式為 1/f omega，其中 omega 接近 2 而非 1。也研究了介於指數函數和冪律函數之間的每日價格變化的分佈。根據一定的標準，這結果顯示股市活動可能不屬於「關鍵」。
元胞自動機規則空間中的轉移現象
摘要 我們根據各種統計測量定義了元胞自動機（CA）行為的幾個定性類別，並描述了所有元胞自動機的空間是如何組織的。當元胞自動機的規則表中的條目發生變化時，定性行為可能會發生突然變化。這些突變具有平滑動力系統中的分岔特徵，或統計力學系統中的相變特徵。最複雜的 CA 規則表現出二階轉換的許多特徵。
格子上的經濟生活：一些博弈論結果
摘要 本文明確地認識到地方結構對經濟體系全球特性的重要性。它模擬了代理與附近代理有很強的連接，但與遠處的代理有弱連接的情況。我們透過關注晶格上存在的代理的博弈論相互作用來分析這些情況。我們推導出不同類型的納許均衡可以存在的條件，並找出這些均衡的結構。
膨脹修正系統：空間 1/f 譜模型
摘要 本文提出，當兩個過程相互競爭時，一個過程傾向於產生長程相關性，而另一個過程則傾向於破壞長程相關性，限制物件由許多長度尺度組成。特別是，它可能具有冪律相關函數和空間 1/f 譜。這種競爭性開放動態過程的基本特徵是由「膨脹 修改系統」模型捕獲的，該模型首先在參考文獻中提出。 [24]。這裡討論了系統的許多詳細屬性，包括數值屬性和分析屬性。也討論了所提出的冪律相關函數機制對星系…
透過複製和突變生成非平凡的長程相關性和 1/f 譜
摘要 本文的目標是從產生核酸序列的動態過程的知識中理解核酸序列的統計特徵。一方面，透過具有複製和突變的簡單序列操作動力學產生的限制序列的互資訊函數被數值計算（有時是解析計算）。結果表明，延伸或複製可以輕鬆產生長程相關性。這些長程相關性可能會因不同序列操作模型中不同程度的突變而被破壞。另一方面，確定了幾種人類核酸序列的互資訊函數。據觀察，內含子序列（非編碼序列）往往比外顯子序列（…
演化動力學可以解釋實驗中的搭便車行為嗎？
摘要 搭便車實驗產生了許多反常的結果，這些結果無法用公共財的標準納許均衡模型來解釋。本文在演化博弈論的脈絡下研究了這些實驗。該方法透過自適應學習演算法對代理的決策過程進行建模。此演算法「加強」表現相對較好的策略，「削弱」表現相對較差的策略。此模型產生的預測與實驗產生的預測驚人相似。因此，演化博弈論可能提供一種方法來理解對公共物品貢獻的異常觀察。
自適應人工智慧代理的拍賣
摘要 儘管關於拍賣的理論文獻非常活躍，但人們對真實拍賣中競標者的實際行為知之甚少。部分原因是科學家無法觀察投標者的價值觀或策略。當透過實驗導出數值時，受試者通常無法制定納許均衡出價。本文沒有使用人類受試者，而是透過使用自適應學習的人工智慧代理來檢查代理學習投標策略的能力。我們研究第一價格共同價值拍賣，以及具有附屬和獨立私人價值的第一和第二價格拍賣。我們發現人工智慧和人類之間有許…
場論中所使用的一些變分策略的比較
摘要 最近，兩種變分策略已應用於量子場論的標準和線性增量展開。這些策略都提高了擴展的準確性，具有這樣的屬性：對於大 $N$ 的 $N$ 自相互作用場，透過變分策略改進的最低階 $\delta$ 擴展給出了精確的大 $N$ 結果。在本文中，我們在超對稱量子力學的背景下研究了改進的 delta 展開式在 $\delta$ 中以大階計算時的數值精度，並將其與大 $N$ 展開式的精度進…
簡單的技術交易規則和股票報酬的隨機特性
摘要 本文利用很長的數據系列（1897 年至 1986 年的道瓊斯指數）測試了兩種最簡單、最受歡迎的交易規則——移動平均線和交易區間突破。透過使用引導技術，標準統計分析得以擴展。總的來說，我們的結果為所探索的技術策略提供了強有力的支持。從買入（賣出）訊號獲得的報酬與三種流行的零模型不一致：隨機遊走、AR(1) 和 GARCH M。始終如一，買進訊號比賣出訊號產生更高的報酬。此外…
非局域元胞自動機現象學
摘要 具有非局部连接的动力系统在经济和生物系统中具有潜在的应用。本文研究非局部元胞自动机的动力学。特别是，所有二态三输入非局部元胞自动机都是根据从随机初始配置和随机布线开始的动态行为进行分类的。使用平均场参数化来研究规则空间，这比之前使用的“lambda 参数化”有所改进。引入了“鲁棒”通用计算的概念，涉及系统在初始条件随机设置的情况下进行通用计算的能力。有人認為，由於非本地連…
摘要 討論了通常用於從資料序列重建吸引子的嵌入方法的數學公式
摘要 討論了通常用於從資料序列重建吸引子的嵌入方法的數學公式。嵌入定理是基於 H. Whitney 和 F. Takens 之前的工作，是針對歐幾里德空間 $R^k$ 的緊子集 $A$ 建立的。如果$n$是大於$A$的盒子計數維度兩倍的整數，則從普遍意義上來說，從$R^k$到$R^n$的幾乎每個映射都是$A$上的一對一，而且是$A$中包含的平滑流形上的嵌入。如果 $A$ 是典型…
從事件相關的多電極腦電圖資料重建吸引子
摘要 我們結合了 Karhuuen Loeve 分解和非線性動力系統理論的方法來描述來自植入兔子嗅球表面的 88 個電極陣列的訊號的時空混沌。我們提出了幾種新方法來分析和量化不規則時間序列數組中複雜性的空間和時間模式。
非線性科學統計推斷的一些理論：擴展版本
摘要 本文展示如何估計標準誤差，以測量激發自由度的數量（相關維度）、資訊創建率的測量（柯爾莫哥洛夫熵的代理）以及不穩定性的測量。這些措施是由非線性科學和混沌理論所推動的。主要的分析方法是混合過程U統計量的中心極限理論。本文朝著非線性科學和混沌理論中的形式假設檢定邁出了一步。
鄰近基因的局部交互作用所產生的對崎嶇景觀的適應
摘要 適應度景觀是透過基本元胞自動機 (CA) 的 20 次迭代創建表型來構建的，其中基因型確定 CA 的初始狀態，並在迭代到確定適應度的指定目標字串後 CA 的按位一致性。景觀根據生成景觀的 CA 規則的規則類別（Li Packard 分類）以及景觀本身的幾個全域度量進行分類。遺傳演算法（GA）模擬了對這些景觀的適應。由 3 類（局部混沌）CA 規則產生的景觀具有非常罕見的局…
元胞自動機的吸引子盆地肖像
摘要 局部時空結構，例如領域和介入的位錯，主導著廣泛的元胞自動機（CA）行為。對於這種空間擴展的動力學，引入規則域、鄰近區域和吸引子作為組織原則來識別吸引子、盆地和分離的離散類似物：用於對耗散連續狀態動力系統進行分類的結構。我們描述了非線性基本 CA 規則 18 的吸引子盆地肖像，其全局動態很大程度上由單一規則吸引域決定。後者的盆地根據與粒子湮滅相關的子盆地和門戶結構進行了分析…
動態外部性、多重均衡與成長
摘要 在本文中，我考慮了具有生產和單一商品的 OLG 模型。我表明，在這樣的環境中，如果整體技術屬於通常的規模收益不變類型，則人均收入的無限增長是不可能的。這並不是因為長期資本存量生產力不足，而是因為世代收入分配不當，導致年輕儲戶無力購買現有資本存量。
論理性信念的結構與多樣性
摘要 期望和機率信念的形成在順序均衡和其他動態均衡的形成中發揮了核心作用。經濟學或博弈論中「理性」預期的具體說明要求代理人擁有有關經濟或博弈的基本結構的非凡資訊和知識。通常很難想像代理人是如何擁有這些資訊和知識的。最近對這個問題的回應是製定動態學習過程，旨在展示智能體在製定信念時如何學習他們所知道的內容。問題是這項研究並沒有解決最初的問題。在沒有對最近的努力結果進行全面調查的情…
個體行為穩定次優性的實驗
摘要 在我們最近的幾個實驗中（Herrnstein、Prelec 和 Vaughan，1986），受試者所做的選擇支持這樣一種觀點，即選擇有時或總是受到不一定最大化效用的原則的支配，因為受試者自己會計算其效用。換句話說，他們的行為是非理性的，而且他們的非理性似乎是系統性的、有動機的，而不僅僅是粗心或錯誤的行為。
非線性薛丁格方程的變分逼近
摘要 我們分析研究非線性薛丁格方程族 (NLSE) $i\partial\psi / \partial t + \partial^2\phi / \partial x^2 + g\mid {\overline \psi}\psi \mid^{\kappa} \psi =0$ 非線性參數 $\kappa$ 的任意變值，使用基於擾動策略的兩種不同影響力的變化波動式 兩種不同能量(D…
雜訊存在下的狀態空間重建
摘要 塔肯斯定理表明，在沒有雜訊的情況下，可以從標量時間序列重建多維狀態空間。然而，該定理對於重建良好狀態空間的實際考慮幾乎沒有提供指導。我們擴展了 Takens 的處理方法，應用統計方法來納入觀測雜訊和估計誤差的影響。我們定義合併觀測雜訊和估計誤差的影響。我們定義了“失真矩陣”，它與給定一系列噪聲測量的狀態的條件協方差成正比，以及“噪聲放大”，它與理想模型的均方根時間序列預測…
隨機文字呈現類似齊普夫定律的詞頻分佈
摘要 結果表明，隨機生成文本的詞頻分佈與在英語等自然語言中觀察到的齊普夫定律非常相似。單字的出現頻率幾乎是其等級的逆冪律函數，而該逆冪律的指數非常接近1，這很大程度上是由於單字長度到其等級的變換，將指數函數延伸為冪律函數。
賭博問題和隨機賽局的近似定理
摘要 如果支付函數是乘積空間 $X\times X \times \ldots$ 的閉子集 $C$（開子集 0）的指示符，則具有可數狀態空間 $X$ 和有限動作集的兩人零和隨機博弈已知具有值 $V(C) (V(0))$。此處顯示，如果支付函數是 $X \times X \times \ldots$ 的 Borel 子集 $E$ 的指標，則遊戲具有價值，當且僅當對於每個 $\ep…
The 聖塔菲研究所
摘要 聖達菲研究所致力於研究複雜系統，包括它們與它們背後的簡單定律的關係，但強調複雜系統本身的行為。我們的工作涉及數學家、電腦科學家、物理學家、化學家、分子生物學家、免疫學家、演化生物學家、生態學家、心理學家、經濟學家、人類學家、考古學家、語言學家和歷史學家等的合作！
複雜性科學與“秩序的起源”
摘要 一門新的科學，複雜性科學，正在誕生。這門科學大膽地承諾在即將到來的世紀改變生物科學和社會科學。我自己的書《秩序的起源：進化中的自組織與選擇》（1）最多只是這轉變中的一個部分。我對馬喬裡·格林在科學哲學會議上組織一次討論「起源」的會議感到非常榮幸，同樣高興迪克·布里安、鮑勃·理查森和羅布·佩奇閱讀了手稿並進行了仔細的思考。在本文中，我將描述這本書的特點，但更重要的是，將其置…
生物發生演化模型中自催化網路的功能自組織
摘要 我們提出了考夫曼提出並由法默、考夫曼和帕卡德開始的自催化化學反應網絡研究的延續。自催化反應網絡被定義為聚合物之間的一組可逆連接反應。所有反應均由至少一種聚合物催化，該聚合物也作為反應物參與網絡中。此模型的動機是生命起源問題，特別是從無生命（自然發生）到生命（生物發生）的轉變。這種轉變被建模為來自自發生成的分子世界的聚合物的自組織。我們對該模型進行了一些重大擴展，包括對與網…
資訊壓縮與資訊傳染
摘要 對於潛在購買者來說，新產品可能會帶來相當大的不確定性。當幾種新產品幾乎同時上市時，這種不確定性所帶來的問題會變得更加複雜，這些新產品都是為相同的通用目的而設計的。潛在購買者可以透過詢問以前的購買者對他們購買和隨後使用的產品的體驗來增加有關競爭產品的公開資訊。這將資訊回饋引入產品爭奪市場份額的過程中。本文透過一個模型探討了這種回饋在確定這一過程中出現的市場結構方面可能產生的…
遺傳演算法在 Walsh 多項式上的表現：一些異常結果及其解釋
摘要 在本文中，我們討論了 Tanese 報告的一些看似異常的結果，涉及遺傳演算法 (GA) 在沃爾什多項式子類上的表現。 Tanese 發現 GA 對這些函數的最佳化效果很差，將單一大群體劃分為多個較小的獨立群體似乎可以提高效能，而爬山法在最佳化這些函數方面優於 GA 的原始形式和分區形式。我們從實驗和理論上重新審視這些結果，並提出和評估一些解釋。此外，我們還研究了衡量遺傳演…
輸入輸出系統建模的動力系統方法
摘要 在實際應用的推動下，我們將自主動力系統非線性建模的理論結果推廣到輸入輸出系統。假設驅動系統的輸入以及輸出都被觀察到。假設將輸入與輸出耦合的基本動態是確定性的。我們給出了輸入輸出系統的混沌定義，並發展了狀態空間重建和建模的理論架構。研究發現，自主確定性系統的大多數結果都可以推廣到經過一些修改的輸入輸出系統，即使輸入是隨機的。
非線性 Forecasting, 混沌 and 統計學
摘要 許多自然和實驗時間序列是由相干的低維動力學和隨機的高維度動力學相結合生成的。一個著名的例子是太陽黑子時間序列。在本文的第一部分中，使用非線性預測演算法來嘗試識別非週期時間序列中的不規則性有多少是由於低維混沌而不是高維度噪音造成的。該演算法應用於透過耦合二極體、流體湍流和火焰動力學實驗產生的時間序列，並與維度計算進行比較。本文的第二部分回顧了有關此類預測演算法在存在噪音的情…
經濟理論中的人工自適應代理
摘要 經濟分析在很大程度上迴避了經濟主體在面對一個永遠新穎且不斷發展的世界時如何做出選擇的問題。因此，從技術創新到遊戲中的策略學習等領域都存在著經濟學非常感興趣的突出問題。儘管這些問題很重要，但情況確實如此，因為標準工具和正式模型不適用於回答此類問題。然而，基於電腦的建模技術以及稱為機器學習的人工智慧子學科的最新進展提供了新的可能性。人工自適應代理（AAA）可以被定義，並且可以…
非編碼 DNA 序列中的長程相關性與部分 1/f 譜
摘要 互資訊函數是符號序列相關函數的替代方法，並且針對主要包含內含子片段（不編碼蛋白質的片段）的人類 DNA 序列計算「符號譜」。觀察到該序列的互資訊函數衰減非常緩慢，且相關長度極長（至少800個鹼基）。序列在極低頻率下的符號譜可以用 $1/f^\alpha$ 來近似，其中 $f$ 是頻率，$\alpha$ 的範圍是 0.5 到 0.85。這表明序列中重複模式的存在是觀察到的長…
f2n 場論中的拓樸扭結：變分法
摘要 $\delta$ 展開式和線性 $\delta$ 展開式是分析擾動技術，使人們能夠找到非線性問題的近似解析解。這些擴展，加上新的變分策略的增強，通常已經可以產生出色的結果。我們在本文中使用這些技術研究了標量場論中的靜態扭結 $V[\phi ] = {1 \over 2m^2 \phi^2 + g\phi^{2n}}$。我們發現兩種方法中的最低階變分近似與精確答案之間非常一…
混沌 and 確定性的 versus 隨機 非線性 Modeling
摘要 引入了一種探索性技術，用於研究非週期時間序列中的不規則性有多少是由於低維混沌動力學（而不是隨機或高維動力學）造成的。非線性模型是用可變平滑參數建構的，該參數在一個極端定義非線性確定性模型，在另一個極端定義線性隨機模型。作為平滑參數函數的短期預測的準確性揭示了生成時間序列的潛在動態的許多資訊。該技術應用於各種實驗和自然發生的時間序列數據，並將結果與維度計算進行比較。
重組動力學和適應度景觀
摘要 研究了在不同的主基因選擇條件下選擇性中性重組修飾劑的演化。在有限群體中進行模擬研究，其中表型是根據二十個基因的基因型相加計算的。適應度被視為表型的函數，我們表明，當函數非常鋸齒狀時，低重組具有很強的優勢。當函數平滑並且屬於破壞性選擇類型時，在有限群體和非常大的群體中都可能有利於高重組。在兩個基因座破壞性選擇的確定性數值研究中，顯示重組的演化取決於所選基因座的初始頻率、選擇…
斯卡查德圖分析中不存在白血球介素 2 時 p55-p75 異二聚體的證據
摘要 白血球介素 2 (IL 2) 的高親和力受體由至少兩條鏈組成，一條以低親和力結合 IL 2 的 p55 鏈，一條以中等親和力結合的 p75 鏈。對於高親和力受體 配體複合物的形成，提出了兩種分子機制：親和力轉換模型提出，高親和力受體是透過逐步結合形成的，其中IL 2首先與p55鏈結合，所得複合物然後與p75鏈結合形成高親和力三元複合物。在預先形成的異二聚體模型中，p55 …
外匯技術交易規則與製度轉變
摘要 本文使用受技術交易規則啟發的方法對幾個不同的外匯系列進行了測試。基於移動平均線的規則被用作外匯匯率流程的規格測試。模擬了政權轉變和持續趨勢的幾種模型，並將其與實際系列的結果進行了比較。結果表明，這些簡單的模型無法捕捉所研究系列的某些方面。最後，檢驗交易規則結果的經濟意義。將交易規則的報酬分佈與無風險資產的報酬率和美國股市的報酬率進行比較。
內生非凸狀態轉移規則與週期性政策
摘要 我們在本文中表明，當一個人遵守或違法的微觀決策受到其他潛在違法者態度的影響時，宏觀違法率的動態路徑通常是非凸的。我們也表明，由於這種非凸性，固定執法政策可能以振盪政策為主，這一結果為執法機構短暫的熱情提供了可能的理由。上述結果的進一步意義是，在時間平穩設定下對最優執行的傳統討論（先驗地排除週期性政策）可能會產生誤導。
遺傳演算法的皇家之路：適應度景觀和 GA 性能
摘要 遺傳演算法 (GA) 在許多人工生命系統中發揮著重要作用，但人們通常很少詳細了解 GA 為何會這樣做，也很少有理論基礎來描述導致 GA 成功表現的適應度景觀類型。在本文中，我們提出了解決這些問題的策略。我們的策略包括定義一組與 GA 特別相關的適應度景觀“特徵”，並透過實驗研究這些特徵的各種配置如何影響 GA 在多個維度上的表現。在本文中，我們非正式地描述了一組最初提出的…
緩慢複製的愛滋病毒株的免疫逃脫機制
摘要 HIV 株在 T4 細胞中複製的能力差異很大。在愛滋病毒感染的早期和晚期階段觀察到快速複製的菌株，而緩慢複製的菌株歸因於這些菌株逃避免疫反應的能力。然而，這些菌株如何能夠在數年的時間內避免被免疫反應消除尚未得到解釋。最近的實驗表明，HIV 可能選擇性地從受感染的巨噬細胞轉移到對 HIV 抗原具有特異性的 T4 細胞。因此，HIV 可能會優先感染產生保護性免疫反應所必需的 …
免疫網絡的最新方法
摘要 Jerne (1974) 提出免疫系統具有重要的網路特徵，在許多方面與神經網路相似。本文概述了作者及其同事最近在免疫網絡分析方面採取的一些方法。由於篇幅限制，其他方法被省略，特別是 Coutinho、Stewart 和 Varela 的方法（Stewart 和 Varela，1991；Varela 和 Coutinho，1991）。
質粒拷貝數控制：準穩態假設的案例研究
摘要 Perelson 和 Brendel (1989) 基於 J. Tomizawa 及其同事的實驗提出了控制質粒拷貝數的動力學模型。本文證明了這些模型分析中提出的準穩態假設（QSSA）是合理的，從而提供了 QSSA 如何為生物動力學分析提供強大而可靠的工具的範例。
是什麼讓遺傳演算法的問題變得困難？一些異常結果及其解釋
摘要 對於遺傳演算法 (GA) 來說，是什麼讓問題變得簡單或困難？先前關於這個問題的許多工作都研究了 GA 性能與給定適應度函數（當它表示為「沃爾什多項式」時）的結構之間的關係。貝思克、戈德堡等人的工作對這段關係產生了一定的理論結果。在本文中，我們回顧了這些理論結果，然後討論了 Tanese 報告的一些看似異常的實驗結果，這些結果涉及 GA 在 Walsh 多項式子類上的性能，…
慣例的演變
摘要 考慮一個 $n$ 人的遊戲，該遊戲由不同的代理重複玩。在每個時期，$n$ 玩家是從大量有限的人群中隨機抽取的。每個玩家都會根據其他玩家過去所做的事情的資訊樣本來選擇最佳策略。抽樣定義了一個隨機過程，對於包括協調博弈和共同興趣博弈在內的一大類博弈，該隨機過程幾乎肯定會收斂到純策略納許均衡。這種平衡可以被解釋為「傳統」的遊戲方式。此外，如果玩家有時會進行嘗試或犯錯，那麼社會偶…
混沌與政治：非線性動力學在社會政治議題中的應用
摘要 我們討論了我們對固有非線性現象的理解的最新進展在多大程度上對使用數學模型分析環境和社會政治問題提出了挑戰。特別是，我們證明，即使存在精確定義的數學模型，許多非線性系統中存在的「確定性混沌」也會對我們預測行為的能力造成根本限制。另一方面，混沌理論的結果可以為短期預測提供更準確的方法，即使對於表現完全隨機的系統也是如此。混沌也提供了一種複雜的時間演化的新範式，它具有有限的成長…
語意和熱力學
摘要 從給定資料推斷模型會導致表示形式的許多不同變化。大多數都是微妙的，被忽視是有利的。儘管如此，任何此類變更都會影響生成模型的語義內容，並最終影響其實用性。模型的語義結構決定了它的元素對於建構和使用它的觀察者意味著什麼。為了理解大規模熱力學系統本身如何承擔建模任務並從句法演化出語義，本文提出了一種基於計算理論的非線性過程建模的建設性方法。它從儀器的微觀層面和單獨的測量進展到建…
發現非線性空間系統中的相干結構
摘要 基本計算和動力系統理論的綜合導致了一種發現空間系統中的相干結構和量化模式複雜性的建設性方法。這裡回顧的基本技術是根據簡單的非線性空間系統產生的時間和空間資料序列來建立機率自動機。這樣，給定模式的不可預測性和結構分別是透過從模式資料重構的「機器」的熵率和複雜性來測量。輔助說明顯示分析如何給出與空間系統相關的高維狀態空間結構的全局視圖，特別是相干結構相互作用的幾何形狀。不過，…
知識和意義…混亂和複雜
摘要 模型有什麼用？以下的文章主要從教育學的角度討論測量的語意以及觀察者可以將過程結構的知識運用到何處。為了以盡可能具體的方式做到這一點，它首先回顧了從隨機和混沌過程的時間序列重建機率有限自動機。它研究觀察者對過程狀態的了解的收斂性；假設該過程位於該模型類別中，並且觀察者也使用該模型類別進行內部表示。相位和鎖相的傳統概念已擴展到週期性行為之外，包括確定性混沌過程。然後，根據觀察…
城市的發展
摘要 最近的經濟成長理論，包括 Romer (1986)、Porter (1989) 和 Jacobs (1969)，都強調了技術外溢在促進成長中的作用。由於這種知識溢出在人與人之間的交流更加廣泛的城市中尤其有效，因此不同城市的產業成長數據使我們能夠檢驗其中的一些理論。利用 1956 年至 1987 年間美國 170 個城市大型工業成長的新數據，我們發現地方競爭和城市多樣性（而…
動態簽名
摘要 我們描述了使用動態系統的時間序列資料輸出來確定有關相流形的資訊的正在進行的工作。純粹根據觀測機率密度的估計，原則上可以決定流形的維數和屬數。我們還展示了實驗證據，表明我們的方法可能對分形吸引子有用，這些分形吸引子具有接近整數的維度，並且可以很好地近似於平滑對象，例如具有邊界或分支流形的平滑流形。我們的方法不使用嵌入，並且不需要維度知識或時間延遲或投影的選擇。
大型公司指數中的交易成本與相關性
摘要 本文提出的結果表明，大公司指數的波動性與自相關之間存在反比關係。有證據表明，指數自相關也與交易量水準有關。然後對各個公司進行測試，結果顯示這種現像很大程度上來自公司間的相關性。然後模擬具有交易成本的簡單模型，看看它們是否可以複製這種現象。
隨機催化反應網絡
摘要 我們研究的網路是複製器（或 Lotka Volterra）方程式的推廣。他們對一組物件類型的動態進行建模，這些物件類型的二元交互作用決定了交互產品的特定類型。我們表明，系統總是將其維度減少到包含所有成員的生產路徑的子集。網路方程式可以在集體層面上根據兩種基本的互動模式進行重寫：複製集和集合之間的循環轉換路徑。儘管該系統包含表現出非常複雜的動力學的眾所周知的情況，但隨機生成…
魷魚軸突反應中的確定性預測與混沌
摘要 我們對明顯複雜的魷魚軸突對週期性刺激的反應建立了確定性預測模型。結果提供了證據，表明響應是混沌的（因此部分是可預測的），並且意味著即使在沒有顯式模型的情況下，也可以識別其他類型的噪音資料中的確定性混沌。
免疫學中的數學方法
摘要 免疫系統是一個由分佈在我們體內的細胞和分子組成的複雜系統，可以為我們提供對病原生物的基本防禦。與神經系統一樣，免疫系統執行模式識別任務，學習並保留其所對抗的抗原的記憶。在本章中，我簡要介紹了免疫系統的生物學，並總結了數學在理解其運作方面的一些用途。
道瓊指數持續上漲的成交量
摘要 本文記錄了大型公司指數的股票收益持久性與交易量之間的新關係。先前關於體積和持久性之間負相關的結果被重複，但發現了第二個效應。持久性與目前體積的變化率直接相關。此外，這種效應對正面結果的影響似乎比對負面回報的影響要強得多。開發並測試了一種自舉技術，該技術可以匹配交易量、回報和波動性之間許多已知的交叉依賴關係。這用於測試之前的結果。最後，使用技術交易規則樣式規格測試來測試旨在…
麥克斯韋妖、整流器和第二定律：Smoluchowski 活板門的電腦模擬
摘要 受 1912 年 Smoluchowski 想法的啟發，我們對麥克斯韋妖的自動化版本進行了數值模擬。兩個等體積的毒氣室透過一個被活板門覆蓋的開口連接。活板門可以向左打開，但不能向右打開，旨在糾正兩個室之間自然發生的密度波動。我們的結果證實，雖然當外部手段施加大的密度差時，活板門起到整流器的作用，但當它單獨放置時，它無法從分子的熱運動中提取有用的功。
免疫網絡的生長與補充
摘要 新生兒生命期間免疫系統的發育涉及不同克隆之間的強烈選擇過程。我們研究了這樣的假設：免疫網路在生命早期就進行了所有的選擇。庫選擇至少有兩個過程：克隆擴增和骨髓克隆招募。因為這兩個過程都發生在幾天的時間尺度上，所以我們認為這兩個過程都必須建模。在先前透過數值積分研究的微分方程模型（De Boer & Perelson，1991）中，克隆擴張和招募都存在，但由於計算資源的限制，…
CD4+ T 細胞的 HIV 感染動態
摘要 HIV 感染有許多令人費解的定量特徵。成人感染愛滋病和發病之間平均有近十年的時間間隔。儘管 T 細胞通常會在體內快速補充，但相當少的 T 細胞感染會導致大量 CD4$^+$ 細胞耗竭。 （只有十分之一的 $10^4$ 或 $10^5$ CD4$^+$ T 細胞處於主動感染狀態，只有十分之一到 1000 個處於潛伏感染狀態）。在這裡，我們檢查了先前開發的 HIV 與 CD4…
樣本內檢定與泛化誤差的聯繫
摘要 本文證明，僅使用「先驗」推理不可能證明訓練集的再現與訓練集的泛化誤差之間的相關性。因此，在現實世界中使用任何將假設函數擬合到訓練集的泛化器（例如，反向傳播的使用）都隱含地基於對物理宇宙的假設。本文展示如何用兩個向量之間的非歐幾里德內積來表達這個假設，一個向量代表物理宇宙，另一個向量代表泛化器。在得出這一結果的過程中，發展了一種用於解決機器學習問題的新穎形式主義。這種新的形…
RNA二級結構統計
摘要 RNA序列的大集合被折疊成具有最小自由能的二級結構。使用四種核苷酸字母表：兩個二進位字母表，AU和GC，生物物理AUGC和合成GCXK字母表。它們定義了鹼基配對規則，並根據其物理性質定義了鹼基對相互作用的強度。這裡提供的所有數量很大程度上取決於所選的特定字母表。 RNA 二級結構分為結構元件，例如堆疊、環、接頭和自由端。這些元素的統計屬性是針對不同的鍊長度計算的，最高可達…
電腦化雙重拍賣市場中交易自動機的行為
摘要 本文報告了 1990 年 3 月開始在聖達菲研究所舉行的一系列錦標賽的結果，其中電腦程式在簡化的同步雙向拍賣市場中扮演買家和賣家的角色。我們表明，儘管交易過程具有分散性，且交易者的供需資訊不完整，但異質電腦程式集合的交易價格軌跡通常會收斂到競爭均衡，從而導致分配效率接近 100%。我們也表明，非常簡單的交易策略在這些市場中表現非常有效且穩健。簡單的經驗法則能夠勝過更複雜的…
三個簡單的實驗遊戲
摘要 下面顯示了十多年來用來說明賽局理論一些基本面向的三個遊戲。它們被標記為遊戲 1(a) 和 (b) 以及遊戲 2，並包含說明。
討價還價的進化模型
摘要 經典討價還價理論預測，當兩個代理人就如何分配固定蛋糕進行討價還價時，他們的份額將反映他們對協議的替代方案和對風險的厭惡。然而，在實踐中，理性的討價還價者常常依賴統一的慣例，例如劃分五五十。我們提出了一個動力學模型來解釋這個現象。其基本想法是，討價還價者的預期是由過去的討價還價決定的。這種對先例的依賴創造了一個積極的回饋循環，最終將期望推向固定的劃分，然後成為「慣例」解決方…
短程自旋玻璃的精確基態、低溫膨脹和有序參數分佈
摘要 提出了一種計算任意維度的短程離散自旋晶格模型的完整基態集的新方法。描述了一種變體，它顯示任何給定能量的全套狀態，從而允許對小尺寸晶格進行低溫計算，不受平衡問題的阻礙。此方法用於計算晶格尺寸最大為 $4^3$ 的三維最近鄰 $\pm J$ 伊辛自旋玻璃在溫度 $T=0$ 下的有序參數分佈。對於類 Ising 模型，基本方法的尺度為 $V2^{V/L}$，其中 $V$ 是晶格…
關於貝葉斯最優泛化器的實現
摘要 平均泛化誤差通常是針對給定的泛化器和給定的訓練集進行估計，然後與同一訓練集上的基準「貝葉斯最優」泛化器的平均泛化誤差進行比較。我們在本文中註意到，貝葉斯最優猜測本身就是一個與平均泛化誤差相關但不同的平均值。然後我們認為，如果一個人純粹對如何進行貝葉斯最優猜測感興趣，那麼最好的策略就是直接專注於定義貝葉斯最優猜測的平均值。貝葉斯最優猜測，然後盡可能準確地估計平均值。我們提出…
「統計力學」監督學習架構與PAC的關係
摘要 本文使用作者最近設計的一種總體監督學習形式來明確展示統計力學監督學習框架與 PAC 之間的密切聯繫。更準確地說，本文表明，從形式主義的角度來看，「窮舉學習」統計力學場景（涉及「吉布斯學習演算法」）和 PAC 的基礎定義中除了其中一個定義之外，其他所有定義都是相同的。兩個框架之間的這種密切關係可以透過多種方式體現出來，例如，兩個框架都匯出涉及 $(1 E)^m$ 的泛化錯誤…
使用進化神經網路進行常規語言推理
摘要 常規語言推理是使用不斷進化的循環神經網路來研究的，該神經網路的大小可能會因突變而改變。透過一些例子研究了測驗問題的資訊理論性質與學習難度之間的關係。
元胞自動機的瞬態行為規則 110
摘要 對一維二態三輸入元胞自動機規則 110（最簡單的「混沌邊緣」元胞自動機之一）的瞬態行為進行了數值研究。模擬表明，平均瞬態時間 $T {ave}$ 隨著系統大小 $N 代數增加，T {ave} \sim N^\alpha$，其中 $\alpha \approx 1.08$，並且傳播物體（滑翔機）的密度隨時間衰減到 $n {gl} \sim}
貝葉斯推理中「證據」和「奧卡姆因素」的嚴格考察
摘要 本文首先回顧了貝葉斯「證據」過程背後的推理，該過程用於設定歸納推理所涉及的機率分佈中的參數。本文進而證明該證據程序是錯誤的。更準確地說，本文證明了證據程序中的假設「並沒有」像所聲稱的那樣「讓數據決定分佈」。相反，這些假設只是用新分佈隱式取代包含自由參數的原始分佈，而新分佈的參數都不是自由的。例如，如 MacKay [1991] 在神經網路中所使用的，證據過程是一種使用訓練…
詳盡學習的嚴格調查
摘要 回顧了貝葉斯形式主義的擴展版本。我們使用這種形式主義來研究「窮舉學習」場景，該場景首先由 Schwartz 等人提出。這個場景可能是最簡單的監督學習場景。它與 Haussler 等人最近研究的無噪音「吉布斯學習」場景相同，也可以被視為 Tishby 等人工作的零溫度極限。這裡證明了施瓦茲等人的分析中所引用的關鍵「自我復仇」假設。並不適用於窮舉學習的最簡單的、非平凡的實現。…
實用狀態空間重建的分析方法
摘要 我們研究從時間序列重建狀態空間的三種標準方法：延遲、導數和主成分。我們在小視窗寬度的限制下導出了主成分分析的封閉形式解。該解決方案解釋了延遲、導數和主成分之間的關係，顯示了奇異譜如何隨維度和延遲時間縮放，並解釋了為什麼特徵向量類似於勒讓德多項式。最重要的是，該解決方案使我們能夠得出選擇良好視窗寬度的指南。與先前的建議不同，該指南基於首要原則和簡單的數量。我們認為離散勒讓德…
機器中的幽靈：無序元胞自動機網路的吸引場盆地
摘要 局部一維元胞自動機（CA）的「吸引場盆地」在「元胞自動機的全局動力學」中提出[1]。本文將研究擴展到「無序 CA 網路」（隨機連線/混合規則），這是一類非常通用的離散動力系統，其中局部 CA 形成一個特殊的子集。提出了一種「通用」直接逆向演算法，用於產生無序 CA 網路的任何全域狀態的「原像」。計算速度比詳盡的測試快許多數量級。這允許建構“瞬態樹”或“分支、吸引力盆地”或…
經濟學中的自組織臨界性與波動
摘要 總體經濟活動頻繁且大幅的波動可能是由不同經濟部門的許多小的獨立擾動造成的。不需要外源災難性力量來製造大型災難性事件。這種行為在大型互動經濟的「玩具」模型中得到了證明。該模型自組織到臨界狀態，其中經濟活動的波動由穩定的帕累托利維分佈給出。
將確定性退火重塑為約束優化
摘要 現在有幾種基於平均場理論近似於基礎統計力學公式的平行模擬演算法，用於尋找困難的組合最佳化問題（例如旅行商（TSP））的近似解。這些方法也應用於語音和視覺處理以及自適應學習和聚類演算法等領域。然而，它們都存在一個重大缺點，即需要外部強加的「退火」時間表，類似於模擬退火中使用的時間表。我在本文中表明，任何給定的「確定性」（或「平均場論」）退火演算法都可以以極其自然的方式與約束…
免疫網路行為一：從靜止狀態到極限循環振盪
摘要 我們開發了兩個 B 細胞克隆之間獨特型相互作用的模型。該模型考慮了 B 細胞增殖、B 細胞成熟、抗體產生、抗體 抗體複合物的形成和隨後的消除，以及抗體在脾臟和血液之間的再循環。在這裡，我們透過穩定性和分岔分析來研究每個過程如何影響模型的行為。經過適當的無量綱化後，模型由八個常微分方程式和許多參數組成。我們從實驗來源估計參數。使用利用兩個克隆之間相互作用的成對對稱性的坐標系…
戰略市場博弈中平穩馬可夫均衡的構建
摘要 本文聚焦於一類無限範圍隨機策略市場賽局的基本數學分析。因為存在一個連續的主體，每個主體對價格沒有影響，所以分析接近競爭均衡。然而，值得注意的是，我們提出了一個定義明確的流程模型，對法定貨幣發揮積極作用。所考慮的均衡解更準確地描述為類型對稱非合作均衡，它與競爭均衡一致。
免疫網路行為二：從振盪到混沌與靜止狀態
摘要 先前在免疫網絡模型中報告了兩種類型的行為。僅涉及 B 細胞的簡單模型的典型行為是涉及多個穩態的穩態行為。有限振幅擾動可能會導致模型在不同平衡之間切換。更現實的模型（涉及 B 細胞和抗體）的典型行為由自主振盪和/或混沌組成。雖然靜止行為導致對獨特型記憶的容易解釋，但振盪行為導致對獨特型記憶的容易解釋，振盪行為似乎與在未免疫動物中獲得的實驗數據更加一致。在這裡，我們研究了兩個…
用遺傳演算法尋找多樣化的合作群體
摘要 在典型的應用中，「遺傳演算法」（GA）處理潛在問題解決方案的群體，以演化出指定「最佳化」解決方案的單一群體成員。大多數 GA 分析都集中在這些最佳化應用上。在其他應用中（特別是「學習分類器系統」和某些連結學習系統），遺傳演算法會搜尋共同執行計算任務的「合作」結構群體。本文對此類遺傳演算法問題進行了分析。該分析考慮了一個簡化的基於遺傳學的機器學習系統：免疫系統模型。在這個模…
利用基因編程進化加勒比海安樂蜥蜴的食物覓食策略
摘要 本文描述了最近開發的遺傳編程範式，該範式透過基因培育一批電腦程式來解決問題。然後，本文逐步展示如何將基因編程應用於生物學中的行為生態學問題，特別是為加勒比「安樂蜥蜴」蜥蜴尋找最佳食物覓食策略的問題的兩個版本。需要對蜥蜴的自適應行為進行模擬，以評估為蜥蜴考慮的每種可能的自適應控制策略。遺傳編程產生的覓食策略接近已知解的一個版本的數學解，並且似乎是該問題的第二版本的解的合理近…
基本過程的穩態通量-通量相關函數
摘要 我們為由主方程式控制的基本過程系統提供了通量 通量相關函數的簡單推導。給出了通量 通量相關函數的譜密度的一個特別簡單的表達式，該表達式在計算上被證明是有用的。透過幾個與膜電流雜訊相關的例子來說明一般公式。討論了這些公式與Frehland 得到的公式之間的關係。
互利共生的出現：微分模型在腔腸動物-藻類關聯的應用
摘要 基於服從方程組的族群動力學方法使我們能夠為腔腸動物 藻類共生體等情況建立互利共生的出現條件。該模型的一個中心假設是，宿主生物體能夠透過一些分子識別機制區分不同的入侵生物體，並優先拒絕「利己主義者」而不是「真正的共生體」。較大的拒絕率差異使得互利共生的出現。族群動態的不同吸引子對應於互利共生的出現、「利己」物種的優勢或許多物種的共存。
邁向更強的建置模組假設：相對建構模組適應性對 GA 效能的影響
摘要 「構建塊」假設指出，當短的、低階的、高度擬合的模式重新組合形成更高度擬合的高階模式時，遺傳演算法就能很好地工作。透過組合構建塊來產生更適合和更適合的部分解決方案的能力被認為是 GA 搜尋能力的主要來源，但 GA 研究界目前缺乏對 GA 搜尋的典型演化過程中模式處理實際如何發生的精確和定量描述。另一個懸而未決的問題是更詳細地描述交叉將成為有效操作者的健身景觀類型。在本文中，…
T 細胞庫的開發：克隆大小分佈
摘要 $T$ 淋巴細胞庫的開發和維護決定了哪些抗原將引發免疫反應，涉及一個複雜的學習過程，涉及內部迭代和外部（環境）因素。這種動態與數千個幾乎相同的競爭物種的動態沒有什麼不同。本文研究了克隆（物種）種群的分佈、其產生方式以及維持方式。
所有高斯測度的線性病態問題都被求解
摘要 本文的目的是讓技術文獻中出現的一系列相當令人驚訝的結果引起更廣泛讀者的注意。我們在這裡非正式地描述結果；下面將給出精確的定義和結果。我們的主題是數位計算機上不適定問題的解決方案。這樣的問題最多只能近似解決。如果我們可以計算任何正 $\epsilon$ 的 $\epsilon$ 近似值，我們就說這個問題是「可解的」；如果我們不能計算 $\epsilon$ 近似值，即使對於任…
空間選舉中的自適應政黨
摘要 我們發展了一個兩黨空間選舉模型，該模型在三個方面與標準模型不同：政黨關於選民偏好的信息僅限於民意調查，政黨可以是謀求公職的，也可以是意識形態的；並且各方都不是完美的優化器，即，它們被建模為有限理性的自適應參與者。我們採用電腦搜尋演算法對各方的適應性行為進行建模，並顯示三種不同的搜尋演算法會產生相似的結果。我們的研究結果表明，空間投票模型的收斂對於各方智力的變化是穩健的。我…
經典重力中的辮子
摘要 在 $2+1$ 維度中移動的點質量在時空中繪製出辮子。如果它們在成對電位的影響下移動，可能有哪些辮子類型？透過從所需拓撲的虛構路徑開始，並透過最小化作用來「放鬆」它們，我們探索了 $V \propto r^a$ 形式的勢的辮子類型，從 $\alpha < 2$（所有辮子類型都出現）到 $\alpha = 2$（系統可積）。我們也討論了動力學和演算法的對稱性和穩定性問題。我…
橫向概括
摘要 在傳統的監督學習中，人們尋找「垂直」模式，將輸入直接連接到輸出。相反，人們可以搜尋「水平」模式，這種模式「跨越」學習集，將學習集的一部分與另一部分連接起來。做到這一點的一種方法是在將學習問題輸入到傳統的泛化器（如反向傳播）之前對其進行預處理。這種預處理技術已經針對輸入空間是一維的情況得到了最充分的解決。在這種情況下，尋找水平模式的「預處理」就是非線性時間序列分析的嵌入過程…
穩態與分代遺傳演算法：時間複雜度與收斂特性的比較
摘要 遺傳演算法 (GA) 代表了一類強大的搜尋和最佳化技術，其開發類似於遺傳定律和自然選擇。最佳解決方案可以根據某些適應性標準不斷發展，而內部機制則很大程度上保留為黑盒子。對於穩態遺傳演算法，旨在尋找一般遞歸關係的努力失敗了，從而模糊了先前與其他基於代際複製的首選遺傳演算法的比較。對於使用穩態複製的二元遺傳演算法，在三個試驗案例中以封閉形式找到了新的遞歸關係：（1）恆定的平均…
物質的自編程和原生物組織的演化
摘要 我们提出了一类新颖的形式动力系统，称为自编程或构造性系统。我们相信这些系统形成了益生元和原生物系统中功能自组织的自然模型。我们将使用计算机作为“试管”来跟踪这些系统的动态，特别是研究它们的新兴功能特性。在這種情況下，使用電腦作為模擬實驗室基於兩個基本假設：（i）物理系統（特別是生命系統）的邏輯，例如動力學和功能組織可以用數學來描述，因此可以獨立於承載這些動力學的分子硬體進…
全域元胞自動機映射的遞歸定義
摘要 提出了一種全域元胞自動機映射的遞歸定義方法。此方法基於全域元胞自動機映射的圖形表示。對於給定的元胞自動機規則，遞歸演算法定義了全域元胞自動機映射隨著格點數量的增加而變化。全域元胞自動機映射的晶格尺寸不變性的證明是從精確遞歸定義的近似導出的。遞歸定義用於計算可達狀態集的分形維數，以及無限格上元胞自動機的固定點集的分形維數。
論經濟中的學習與適應
摘要 經濟學中假設的標準理論模式是演繹的——它假設人類主體透過邏輯過程從給定問題中完整、一致和明確的前提中得出結論。這在簡單問題中效果很好，但它會超出“問題複雜性邊界”，即超出人類計算能力或不能依賴演繹理性的假設成立。論文利用心理學中的已知知識來論證，超越這個問題的複雜性邊界，人類仍然可以很好地進行推理，但使用的是「歸納」而不是演繹。也就是說，在困難或複雜的決策問題中，人類會從…
RNA 多結構景觀
摘要 詳細研究了透過配分函數演算法（McCaskill，1990）獲得的 RNA 折疊景觀的統計特性。作為漢明距離函數的自由能對相關性被用作景觀崎嶇程度的測量。配分函數的計算包含有關作為溫度函數的整個二級結構係綜的信息，並且與傳統的最小自由能方法相比，為所有熱力學興趣量打開了大門。引入了結構係綜的度量距離，並計算了結構本身層級的配對相關性。正如基於最穩定的二級結構預測的景觀一樣…
演化, 生態學, and 最佳化 of Digital 有機體s
摘要 數位生物是基於有機生命的電腦隱喻而合成的，其中CPU時間是「能量」資源，記憶體是「物質」資源。記憶體被組織成資訊「遺傳」模式，利用 CPU 時間進行自我複製。突變產生新的形式，隨著不同「基因型」競爭 CPU 時間和記憶體空間，進化透過自然選擇進行。此外，也出現了利用其他「生物」獲取資訊或能量資源的新基因型。數位生物體是自我複製的電腦程序，但它們無法逃脫，因為它們以其獨特的…
B 細胞體細胞超突變：最佳對照治療
摘要 脊椎動物免疫系統透過在次級淋巴組織中形成的生髮中心發生的體細胞超突變過程，產生針對外部抗原的高親和力抗體。在這些生髮中心增殖的 B 細胞在編碼其免疫球蛋白分子可變區的基因中經歷隨機突變，隨後被選擇與抗原高親和力結合。這些生髮中心反應僅持續約兩週，但在此期間通常會產生多個點突變，導致親和力增加十到一百或更多。我們試圖透過將親和力成熟問題轉化為最佳化問題來理解這種非凡的有效性…
研究一類非線性薛丁格方程式自聚焦的變分法
摘要 我們討論將狄拉克變分原理應用於一類非線性薛丁格方程式：$i{\partial\Psi \over \partial t} + \nabla^2\Psi + g\mid \Psi^\ast\Psi\mid^\kappa \Psi =0$，在 $d$ 空間維度上，對於任意非線性參數 $\$高斯試驗變分波函數用於獲取有關有限時間內爆炸的定性信息，作為 $d$ 和 $\kappa…
透過生髮中心 B 細胞循環折返優化親和力成熟
摘要 透過 B 細胞免疫球蛋白 (Ig) V 區基因的體細胞超突變實現親和力成熟 [1] 是一種非常有效的突變和選擇過程，透過此過程可產生高親和力抗體。在過去幾年中，其在對外來抗原的免疫反應中的基本作用已變得越來越清楚[2 8]。這個過程的解剖位點是生髮中心（GC）。我們對它們的結構和生髮中心反應 (GCR) 動力學的了解已大大增加 [9 13]，但親和力成熟的令人印象深刻的效…
應用分子演化
摘要 過去幾年發展的克隆技術使我們能夠產生大量新的 DNA、RNA、勝肽、多肽和蛋白質序列。其影響範圍從基礎科學——「序列空間」中結構、催化和配體結合能力的分佈（Smith，1970）到實用——新藥、疫苗、催化劑、配體、DNA調控元件、核酶、生物感測器，甚至自我複製生化系統的產生。這些新機會的實際使用依賴於在極大量的完全隨機序列或部分設計和部分隨機序列中進行選擇或篩選的方法。
讓人工生命發揮作用
摘要 透過基因培育電腦程式的能力是一種相對較新的解決問題的方法。並行處理的最新進展提供了有效執行此類計算的平台。在本文中，我們描述了一種基因優化的人工生命體。這項工作的目標是培育大量人造生物體，它們可以移動損壞的點陣圖影像並糾正發現的任何錯誤。我們將證明基因優化的生命形式可以糾正某些形式錯誤的大多數情況。此外，我們將證明生物體的溝通能力可以提高生物體的適應性。為了有效地執行此任…
社會性昆蟲的群體智慧與文化群體模式的出現
摘要 本文重点研究社会性昆虫群体的组织（行为差异、活动的时空模式、集体决策……）与群体行为所造成的环境结构之间存在的相互因果关系。这构成了探索不同类型现象的基础：如何在没有任何集中组织者的情况下实现集体任务分配，如何在群体层面上出现集体表征，而在个体层面上没有任何象征性表征；如何在没有蓝图的情况下集体构建复杂的架构。为了描述这些集体行为，其中通过简单的本地代理之间以及与其本地附…
人工世界和經濟學
摘要 在本文中，我描述了一類稱為人工世界 (AW) 的模型，旨在深入了解稱為緊急分層組織 (EHO) 的過程。我認為許多經濟現像似乎都體現了 EHO，因此經濟學家可能有興趣研究這個過程，並利用 AW 來實現這一點。然而，在 AW 成為社會可接受的研究工具之前，必須克服一些巨大的推理困難。本文的架構如下：第 1 節簡要介紹了 EHO。第 2 節介紹 AW 及其一些隨之而來的推理問…
免疫原性腫瘤的非線性動力學：參數估計與全局分岔分析
摘要 我們提出了細胞毒性 T 淋巴細胞對免疫原性腫瘤生長反應的數學模型。此模型顯示了許多體內可見的現象，包括腫瘤生長的免疫刺激、腫瘤的「潛行」以及腫瘤「休眠狀態」的形成。此模型用於描述小鼠脾臟中 B 淋巴瘤 BCL$ 1$ 的生長和消退動力學。透過將模型與實驗數據進行比較，得出描述無法在體內測量的過程的參數的數值估計。計算局部和全域分岔以獲得參數的實際值。對於大量參數，我們預測…
耗散經典系統中的幾何相移
摘要 由貝裡發起的對絕熱定理的重新分析導致了意想不到的優雅幾何相移的發現，許多作者已經擴大了範圍。最近，耗散經典動力系統。我回顧了這項工作，重點是所有幾何相移實例背後的基本特徵。
這就是生活？ -是的，不，也許
摘要 與許多物理學家和其他頑固的唯物主義者所珍視的信念相反，生命不僅僅是物質。生命與非生命的差別在於物質的組織方式。本文認為，透過放棄絕對的牛頓生命觀，回歸亞里斯多德的因果範疇概念，我們開闢了新的途徑來理解地球生命形式、機器中的人工生命和可能的外星生命類型之間的相互聯繫。
RNA 折疊和組合景觀
摘要 在本文中，我們將多核苷酸（RNA）序列的摺疊視為一個圖譜，該圖譜為每個序列分配了鹼基配對的最小自由能模式，稱為二級結構。僅考慮自由能會導致序列空間上的能量景觀。考慮到結構會產生不太可視化的非標量“景觀”，其中序列空間被映射到離散“形狀”的空間。我們透過計算自相關函數以及能量和結構距離的分佈（作為序列空間中距離的函數）來研究兩種類型景觀的統計特徵。 RNA折疊的特徵是與序列…
Alpha、證據和熵先驗
摘要 首先，正確的熵先驗是透過 alpha 的邊緣化計算出來的。接下來是對「證據」近似的改進的討論。令人驚訝的是，用於恢復著名的“Susie”圖像的近似似乎可能存在問題。
用於時間序列分析的大規模平行架構和演算法
摘要 隨著大規模平行運算的最新發展，極大的處理能力和記憶體容量可用於分析複雜的資料集。與此同時，這些數據集的複雜性和規模一直在增加。預計這兩種趨勢在可預見的未來將持續下去。本文將概述用於分析時間序列資料的大規模平行架構和演算法。將描述解決該問題的兩種不同方法：計算方法和基於記憶體的方法。
什麼時候位能對於結構預測來說夠準確？蛋白質折疊隨機雜聚物模型的理論與應用
摘要 嘗試預測分子結構時，通常會嘗試最小化一組結構上的某些潛在功能。為了創建潛在函數和最小化這些潛在函數的演算法，人們付出了很多努力。本文提出了解決一個補充問題的形式主義：預測分子結構的位能函數的準確性要求是什麼？此形式主義應用於蛋白質結構勢的簡單模型。此計算結果表明，對於典型蛋白質的高精度預測（$\sim 1$ 埃均方根偏差），單體 單體交互作用能量必須精確到百分之五到十五之…
第二定律、計算和記憶體的時間 (A) 對稱性
摘要 記憶是一種將訊息從一個時刻轉移到另一個時刻的系統。照片型記憶體的工作原理是利用狀態空間流的崩潰來「初始化」記憶體。蘭道爾原理告訴我們，無論坍縮是從過去進行到未來，還是反之亦然，這種流的坍縮一側的熵一定更大。因此，第二定律意味著崩潰只能從過去到未來進行。這確立了經驗觀察的邏輯必然性，即照片式記憶只能告訴我們過去，而不能告訴我們未來。與此類系統相比，電腦類型的記憶體不需要初始…
大量代理商的策略市場博弈的一些動態
摘要 本文旨在將對大型策略市場博弈的靜態或均衡特性的博弈論研究與對一些非常簡單的動力學的研究結合起來，這些動力學研究仍然足以顯示兩種相關博弈之間的差異，其中一種博弈使用法定貨幣，但沒有借貸，另一種博弈同時發生借貸和交易。銀行準備金的作用與瞬態動態相關且敏感。
免疫系統基因庫合作的演變
摘要 免疫系統是一個分散式、高度並行的資訊處理系統。我們引入了免疫系統的抽像模型，並評估其執行模式識別任務的能力。這裡的實驗表明，模擬進化是組織免疫系統遺傳物質的充分機制。還表明，即使適應度函數是隨機的並且採樣噪聲非常高，也可以誘導免疫系統的組織。免疫系統的各個組成部分必須協同工作來識別體內的外來元素，我們將這項任務等同於執行分散式計算。這表明分散式計算系統的軟體可以透過自適應…
摘要 免疫網絡的體內功能尚未解決
摘要 免疫網絡的體內功能尚未解決。在這裡，我們使用電腦模擬模型來檢查網路如何產生針對外來抗原的免疫反應。
可通用計算的區間和實線光滑映射
摘要 我們建構兩類映射：單位間隔的一次可微映射，可以模擬序列上的各種操作，包括元胞自動機、廣義移位和圖靈機；以及模擬圖靈機的 $R$ 解析圖。這將平滑動力系統在計算上通用的維數從 2 [1] 降低到 1。
免疫系統基因庫二級組織的演化
摘要 免疫系統的二元模型用於研究演化對抗體分子遺傳編碼的影響。我們報告的實驗表明，由遺傳演算法模擬的免疫系統基因的演化可以誘導高度的遺傳組織，即使這種組織不是適應度函數明確要求的。這種二級組織與個體的「真實適應度」相關，與「樣本適應度」相反，「採樣適應度」是用於驅動演化過程的明確適應度測量。
政黨和選舉格局
摘要 我們研究了具有適應性政黨的兩黨民主選舉中選民偏好與政黨政綱組成之間的關係。在這個模型中，政黨依選舉環境本地調整政綱。選舉格局由選民的偏好和反對黨的政綱決定。我們發現，無論選民的偏好如何，適應性政黨都傾向於採用溫和的平台。我們探索如何透過改變選民偏好的分佈來改變景觀的崎嶇程度。更強硬的態度會削弱政黨回應選民偏好的能力。換句話說，地形的崎嶇程度會影響各方的反應能力。
獨立部門衝擊引起的總體波動：生產和庫存動態模型中的自組織臨界性
摘要 解釋觀察到的經濟總量的不穩定性是經濟理論長期存在的難題。生產速度變化的許多可能原因很容易給出，例如家庭對生產商品的期望消費時間的隨機變化，或生產成本的隨機變化。但很難理解為什麼整個經濟中同步的那些因素應該有很大的變化——為什麼大多數家庭應該在同一時間減少消費，或者為什麼大多數公司應該發現這是一個特別合適的同時生產的時機。相反，似乎更有可能認為經濟不同部分的需求或生產成本的…
Scorpius X-1 的準週期振盪與低頻噪音作為瞬態混沌：滴水的扶手？
摘要 我們提供的證據表明，許多吸積源的準週期振盪（QPO）和低頻雜訊（LFN）特徵是同一物理過程的不同面向。我們分析了 Sco X 1 的長時間、高時間解析度 EXOSAT 觀測。 X 射線光度在從毫秒到小時的時間尺度上隨機變化。這種變異性的本質——透過功率譜分析和新的小波技術「尺度圖」來量化——與滴水扶手吸積模型非常吻合，這是一個表現出「瞬態混沌」的簡單動力系統。在此模型中，…
關於神經網路中證據的使用
摘要 貝葉斯「證據」近似與廣義最大似然密切相關，最近被用來確定訓練神經網路的噪音和權重懲罰項。本文表明，執行精確計算比建立證據近似要簡單得多。此外，與該近似值不同的是，不必為每個新資料集重新計算確切的結果。它也不需要運行複雜的數位計算機程式碼（確切的結果是封閉形式）。此外，事實證明，對於神經網路來說，證據程序的 MAP 估計是「整體上」的近似誤差。精確分析的另一個優點是，它不會…
聖塔菲藝術市場
摘要 本研究的實證工作是在 1992 年 1 月至 5 月期間完成的，當時作者居住在聖達菲的聖達菲研究所。 The information presented here is based on extensive interviews by Martin and Julie Shubik of dealers, artists, museum staff, administra…
使用學習集的分區來組合泛化器
摘要 對於任何現實世界的泛化問題，總是有許多泛化器可以應用於這個問題。本章討論一些處理多種可能的泛化器的演算法技術。所有這些技術都依賴將提供的學習集分為兩個、多個不同的時間。討論的第一種技術是交叉驗證，這是一種贏家通吃的策略（基於泛化器在學習集分區上的行為，它從候選泛化器集中選擇一個泛化器，並告訴您使用該泛化器）。討論的第二種技術，也是本章重點討論的技術，是交叉驗證的擴展，稱為…
經濟中的隨機性之路：經濟與金融中的突現非線性與混沌
摘要 這篇論文：（1）給出了為什麼非線性科學和混沌研究在經濟學和金融學中的重要性的一般性論證。 (2) 提出了非線性時間序列分析的隨機非線性的兩個定義（IID 線性和 MDS 線性），並論證了它們作為組織概念的有用性，不僅可以用於討論時間序列計量經濟學中的非線性測試，還可以用於構建一類新型結構性資產定價模型。 (3) 展示如何使用交互作用粒子系統理論的想法來建構結構性資產定價模…
關於避免過度擬合作為偏差
摘要 在監督式學習中，人們普遍認為，懲罰複雜函數有助於避免函數對資料的“過度擬合”，從而提高泛化能力。人們也普遍認為，交叉驗證是選擇將函數擬合到資料的演算法的有效方法。在最近的一篇論文中，Schaffer (1993) 提出了反駁這些說法的實驗證據。本文對謝弗的這些論點進行了正式分析。這證明他的論點是有效的，儘管他的一些實驗必須謹慎解釋。
由於增殖和分化之間的競爭而導致的獨特型網絡中的記憶
摘要 提出了一種模型，該模型採用單獨的劑量依賴性反應函數來促進獨特型相互作用的 B 細胞克隆的增殖和分化。對於每個克隆，都會考慮增殖 B 細胞、非增殖 B 細胞和遊離抗體的群體動態。定義有效的反應函數，其中包含固定點處增殖和分化的總影響，以便能夠進行精確分析。本文對記憶狀態的分析僅限於二物種系統。針對不同場反應函數（例如線性、飽和度、對數鐘函數）的各種組合，建立了具有擴展的…
二維地圖上的一般可興奮動力學
摘要 本文介紹了一個簡單的二維圖，展示了可興奮系統中報告的幾個通用屬性。使用相平面方法分析類似神經元件的基本動力學。在參數空間的小區域中研究從非自治到自治以及從週期性解到混沌解的分岔。使用耦合映射晶格的分佈式可興奮網路的基本實現在具有最近鄰耦合的一維和二維媒體中進行了說明。
實值、連續時間計算機：模擬計算模型，第一部分
摘要 我們發展了一個實數遞歸函數系統，類似自然數的經典遞歸理論。事實證明，該系統包含許多傳統意義上無法計算的集合和函數。這些函數可以由在連續時間內在連續狀態下運行的理想化計算機來計算；然而，這台計算機被證明是非常非物理的。更仔細地觀察，我們發現我們可以根據這些函數遠離物理可計算性的理想化或無限極限的數量對它們進行分層。我們得出的結論是，在某種意義上，有限維模擬計算比數位計算更強…
重組的一些優點和缺點
摘要 重組，包括染色體分離，將有性物種的不同成員攜帶的遺傳物質重組在一起。這種遺傳混合將一個基因座的等位基因的進化命運與鄰近基因座的等位基因的命運分開，並且可以增加群體內發現的遺傳變異的數量。然而，在此過程中，重組分離了有利的基因組合，正是這些基因組合使父母能夠生存和繁殖。在有重組的情況下，族群對環境的適應是否更快，也就是說，重組是否加速了演化過程，關鍵取決於過程的建模方式。正…
重新檢視混沌的邊緣：進化元胞自動機來執行計算
摘要 我們展示了與 Packard [23] 進行的實驗類似的實驗結果，其中使用遺傳演算法來進化細胞自動機 (CA) 以執行特定的計算任務。 Packard 檢查了進化 CA 規則的頻率作為 Langton 的 $\lambda$ 參數的函數 [16]，並將他的實驗結果解釋為為以下兩個假設提供了證據：（1）能夠執行複雜計算的 CA 規則最有可能在「臨界」$\lambda$ 值附…
元胞自動機的湍流模式基礎
摘要 元胞自動機 (CA) 產生的不可預測的模式可以根據湍流、正熵率模式進行分解。由此產生的過濾模式揭示了 CA 動態和資訊處理能力中的重要結構組織。我們透過分析具有兩個不同複雜度和熵的不變混沌域的二元範圍 2 元胞自動機來說明分解技術。一旦被識別，這些域就會被視為組織 CA 的狀態空間並主導其演化。從域的結構開始，我們展示瞭如何建構一個執行非線性空間濾波的有限狀態換能器，從而…
界面的演化：三個基因座之間重組的減少
摘要 沿著染色體的交叉事件不是獨立發生的，而是影響附近其他事件的機率。附近交叉事件之間最常見的交互作用是抑制性的：交叉事件往往會降低附近其他此類事件的機率，稱為正幹擾。儘管很少發生，但交叉事件可能會增加附近事件的機率，稱為負面乾擾。在本文中，我們使用數值方法來研究三個基因座之間的干擾在第四個選擇性中性基因座的遺傳控制下將如何演化。我們首先討論幹擾對三個基因座之間的總體重組率的影…
混沌時間序列分析：使用資訊理論泛函進行辨識和量化
摘要 我們提出了一種分析實驗時間序列的技術，該技術可以檢測數據動態中的非線性，並識別和量化潛在的混沌動力學。它基於對冗餘的評估，資訊理論泛函具有線性過程的特殊形式，另一方面，當從混沌資料估計時，它們具有反映正資訊生產率的特定屬性。此比率透過公制（柯爾莫哥洛夫 西奈）熵來測量，可以直接從冗餘中估計。
從有效的自非自判別角度預測T細胞受體與抗體結合區的大小
摘要 抗體與抗原或T細胞受體與主要組織相容性複合體 勝肽複合物的結合要求兩種結構的部分具有可以彼此緊密接近的互補形狀。我們在這裡解決的問題是兩個結構上的互補區域應該有多大。相互作用的區域必然具有大致相同的大小。為了估計最佳受體結合區域的大小（接觸殘基的數量），我們假設在演化過程中，免疫系統已經呈現出大量隨機出現在常見病原體上的外來分子（它必須識別這些外來分子）和較小的隨機自身抗…
免疫系統應該要多多元？
摘要 我們開發了一種基於機率的模型，為免疫系統中淋巴細胞庫的巨大多樣性提供了新的解釋。考慮到由於潛在的自身反應而預期會產生耐受性的部分病毒庫，我們計算了 $P E$，即病原體逃脫免疫系統識別的機率。顯然，$P E$ 越低，多樣性就應該越大。我們的新穎結果是，多樣性和 $P E$ 之間關係的主要因素是由自身抗原的數量形成的。因此，我們的模型表明，多樣性反映的是免疫系統需要避免與其…
免疫系統對 HIV 反應的模型：AZT 治療研究
摘要 我們使用數學模型來描述免疫系統與人類免疫缺乏病毒 (HIV) 的相互作用。我們的模型包括 T 淋巴細胞和巨噬細胞，這些細胞可以被病毒感染。使用我們的模型，我們比較了在疾病進展的不同階段給予 AZT 治療的療效，以便預測何時應該開始治療。
迴響的出現
摘要 我們許多最令人不安的長期問題——貿易平衡、永續性、愛滋病、遺傳缺陷、心理健康、電腦病毒——都集中在某些極其複雜的系統上。引發這些問題的系統——經濟、生態、免疫系統、胚胎、神經系統、電腦網路——似乎與問題一樣多樣化。然而，儘管表面上看，這些系統確實具有顯著的特徵，以至於我們在聖達菲研究所將它們歸為一個類別，稱它們為「複雜自適應系統（CAS）」。這不僅僅是術語。它標誌著我們的…
逆爬山、遺傳演算法與忙碌海狸問題
摘要 本文介紹了一種稱為「反向爬山」的新分析工具，並示範如何使用它來評估遺傳演算法的性能。使用反向爬山，人們可以計算出爬山到達景觀中某個點的準確機率。由此，可以計算出透過爬山找到該點之前的預期評估次數。這個數字可以與遺傳演算法完成的平均評估次數進行比較。這個過程以「忙碌海狸問題」來說明，這是一個本身就具有理論重要性的有趣問題。乍一看，遺傳演算法在僅檢查了空間的極小部分後似乎在該…
來自北美西南部的新聞：混亂邊緣的史前史
摘要 回顧了北美西南部莫戈隆北部和阿納薩齊地區史前研究的最新進展，重點是公元前。 1150 時期，試圖確定關鍵的實證結果和初步的解釋方向。
創造的意義
摘要 如果人工生命（“ALife”）领域取得成功，我们将被迫面对一些原本可以避免的困难的道德和哲学问题。创造新生命形式以及摧毁现有生命形式的能力将使我们承担更大的责任。此外，由於電腦的性質和我們對它們的控制，電腦模擬環境中生命系統的存在將帶來一些新的和不尋常的道德問題。本文的目的是激发我们将来可能被迫直接面对的一些问题；本文不会试图解决这些问题。作者希望鼓勵人們思考參與 ALi…
不要漂白混亂的數據
摘要 時間序列訊號分析的常見第一步是對資料進行數位濾波以消除線性相關性。殘差資料是光譜白色的（它被「漂白」），但原則上保留了原始時間序列的非線性結構。眾所周知，簡單的線性自相關可能會在估計非線性不變量（例如分形維數和李亞普諾夫指數）的演算法中產生虛假結果。理論上，漂白資料可以避免這些陷阱。但在實踐中，漂白掩蓋了低維度混沌過程的潛在確定性結構。這似乎是混沌本身的一個屬性，因為非混…
多個選定基因座之間重組的演化：廣義還原原理
摘要 研究了在活力選擇下控制任意數量基因之間的重組模式的新等位基因入侵的條件。重組圖案可以包括幹擾。如果新等位基因的適當平均邊緣適應度大於其引入之前的平均適應度，則新等位基因會增加。在弱加法上位選擇下，這種條件涉及成對重組率相對於引入修飾劑之前的變化的加權平均值。這裡的權重是上位選擇分量的正函數。特別是，修飾等位基因即使增加了某些基因座對之間的重組也可能成功，只要整體平均效果是…
不可逆系統的逃逸問題
摘要 噪音引起的亞穩態逃脫問題出現在物理、化學、生物學、系統工程和其他領域。當系統的基本動態服從詳細的平衡時，這個問題就很好理解了。當這個假設失敗時，經典躍遷率理論的許多結果就不再適用，並且不存在計算平均逃逸時間等基本量的弱噪聲漸進性的通用方法。在本文中，我們提出了一種用於分析各種隨機擾動連續時間非線性動力系統的弱噪音極限的通用技術。我們將涉及求解偏微分方程的原始問題簡化為僅需…
摘要 我們回顧了估計觀測過程的統計波動的熱力學
摘要 我們回顧了估計觀測過程的統計波動的熱力學。由於任何統計分析都涉及模型類的選擇（無論是明確的還是隱含的），我們證明了仔細選擇的好處。對於三個類別中的每一類，根據四個樣本過程產生的資料流重建特定模型。然後，使用每個估計模型的熱力學結構來估計觀測系統的典型行為和偏差幅度。然後將它們與已知的波動特性進行比較。這裡提倡的分析類型使用估計的模型類信息，從模擬數據中恢復這些過程的正確統…
The 認知 R演化?
摘要 正如相對論和量子力學的發展成為二十世紀科學的決定性事件一樣，新興的認知科學領域也常被吹捧為對下個世紀科學中心未來的一瞥。在本文中，我們檢驗了這個主張，詢問所謂的認知「革命」是否確實是革命性的，或者從科學上講只是曇花一現。作為這個問題的視角，本文著眼於人工智慧的主張和成就，以及當前流行的人工智慧領域工作者的研究議程。該論文最後對未來一兩年「認知革命」可能採取的方向進行了一些…
RNA 熔解動力學統計
摘要 我們提出並研究了 RNA 二級結構熔化的簡單動力學模型的行為，假設這些結構是已知的。然後將此模型用作圖譜，將結構相關的解鏈（或重折疊）總體速率常數分配給序列。這在固定長度的序列空間上產生了反應速率或活化能的「景觀」。我們研究這些活化能的分佈和相關結構。
觀察的複雜性與觀察的複雜性
摘要 測量過程所引入的失真可能會對觀察者推斷其環境結構的能力產生嚴重影響。幾個例子說明了經典確定性過程中無限複雜性和不可約不確定性的出現。在這個過程中，我們回顧了複雜性的幾個概念和通用解決方案（分層機器重構）的方法。
遺傳演算法何時會超越爬山演算法？
摘要 在本文中，我們回顧了一些先前發表的實驗結果，其中簡單的爬山演算法——隨機突變爬山（RMHC）——在簡單的「Royal Road」函數上顯著優於遺傳演算法。我們首先對 RMHC 進行分析，然後對「理想化」遺傳演算法 (IGA) 進行分析，該演算法明顯比 RMHC 快。我們分離出允許這種加速的 IGA 特徵，並討論如何將這些特徵合併到真實的 GA 和適應度景觀中，使 GA 更…
生物學家網路資源指南
摘要 最近，每周大约有 300,000 篇文章通过 Usenet 在全世界传播（Anonymous 1993）。該流量包括每天約 40 兆位元組的公告、問題和答案、建議和程序代碼、參考資料、激烈的辯論以及各種格式的數據。現在網路上有近百萬台註冊計算機，因此有數以千萬計的用戶；據估計，有 700 萬人在 65,000 台承載 Usenet 的計算機上擁有帳戶，近 200 萬人至少…
群體、相變和集體智慧；以及群體和其他空間擴展的複雜系統的非平衡統計場論
摘要 （論文 1）提出了大量局部作用生物體集體行為的空間擴展模型，其中生物體在空間中的局部細胞之間概率性地移動，但權重取決於局部形態發生物質或形態發生素。形態發生素又會受到生物體通過的影響。形態發生素的演化以及相應的生物體流動構成了群體的集體行為。這些模型具有各種類型的相變和自組織特性，這些特性由雜訊等級和其他參數控制。然後將模型應用於螞蟻在格子上移動的具體情況。螞蟻的局部行為…
在不斷變化的混沌環境中的預測與適應
摘要 我們描述了正在進行的電腦模擬自適應預測代理響應不斷變化的混沌環境以及相互之間的工作。我們的模擬旨在量化適應並揭示複雜自適應系統的簡單可計算模型的共同適應。我們首先考慮暴露在混亂環境中的單一智能體建模、控制和預測該環境的未來狀態的能力。然後，我們引入第二個代理，它試圖對混沌環境和第一個代理進行建模和控制，從而修改該代理可以識別模式和進行控制的程度。兩個預測代理人之間的競爭可…
相關景觀上的線性算子
摘要 在這篇文章中，我們考慮了一類「平均算子」對各向同性適應度景觀的影響。導出了平均景觀相關函數的明確表達式。建立了透過隨機能量模型的迭代平滑獲得的一類新的可調節崎嶇景觀。某些景觀（其中包括謝林頓 柯克帕特里克模型）的相關結構在此處考慮的所有平均算子的作用下保持不變。
動力學、運算與「混沌邊緣」：重新審視
摘要 在本文中，我們回顧了先前的工作並提出了有關動力系統理論與計算之間關係的新工作。我們特別回顧了 Langton [22] 和 Packard [29] 關於元胞自動機（CA）動態行為和運算能力之間關係的工作。我們展示了與[29]中描述的實驗類似的實驗結果，該實驗被引用作為以下假設的證據：能夠執行複雜計算的規則最有可能在 CA 的有序和混沌行為機制（“混沌邊緣”）之間的相變中…
莫戈隆·馬諾斯 (Mogollon Manos)，Metates 和農業依賴性：坑村，公元 200-1000 年
摘要 玉米加工工具形態屬性的比較分析用於估計史前莫戈隆坑坑居民對農業依賴的相對差異。西元200年 650/700年是生存穩定時期。從西元650 700年左右開始，對玉米農業的依賴開始增加。到西元 1000 年，莫戈隆人每台研磨機生產的玉米比西元 650/700 年至少多了 20%。玉米新品種（具有更大的玉米棒、更大的籽粒和更高的產量）的引進或本地開發加劇了農業依賴性的增加。最後…
合作發展中的自身利益計算：北部阿納薩齊人的社會政治發展與風險
摘要 在過去 15 年的西南考古學中，可以看出一個明顯的趨勢，那就是人們越來越認識到，在任何特定時間，人口、生產和組織策略都可能變化很大，即使是在相對較小的區域內；這些策略可能會快速變化，而且變化的方式很難通過某些線性流程模型來預測；並且這些變化所隱含的權宜行為可能比之前所承認的要多（例如，1999）。這種認識也許是正常科學過程的一部分，正常科學首先強調理解時間和空間中最明顯的…
理論家努力應對複雜系統
摘要 標題與馮卡門 (von Karman, 1940) 的經典論文《工程師解決非線性問題》相呼應（他絕非「純粹」的工程師！）。自從卡門寫作以來的半個世紀裡已經取得了許多成就。然而，仍有大量工作要做，非線性問題在可預見的未來將成為人們關注的焦點。然而，在過去的幾年裡，重點發生了微妙的轉變。在許多情況下，非線性問題已成為複雜系統研究的一部分。目前這篇半流行的文章描述了理論家如何看…
與高度對稱圖相關的隨機遊走和正交函數
摘要 研究了與頂點傳遞圖和此類圖上的隨機遊走相關的正交函數的關係。我們使用這種關係來描述頂點傳遞圖上定義的各向同性隨機場上沿隨機遊走的指數衰減自相關函數。結果應用於簡單的旋轉玻璃模型。
缺乏細節平衡的系統中聚焦和焦散對退出現象的影響
摘要 我們研究了當粒子逃離穩定固定點的吸引力域時受到弱雜訊影響的粒子所遵循的軌跡。如果缺乏詳細的平衡，則沿著最可能的退出路徑可能會出現“焦點”，從而導致對稱性的破壞（如果存在）。出口軌跡分叉，出口位置分佈可能變得「傾斜」（非高斯）。平均逃逸時間的弱噪音漸進受到強烈影響。我們的方法擴展到研究不對稱的隨機模型中的偏斜出口位置分佈。
估計有限樣本集的機率分佈函數；第二部分：互資訊、卡方、協方差和其他統計的貝葉斯估計量
摘要 本文是關於從機率分佈的有限樣本集估計機率分佈函數的問題的系列文章中的第二篇。在第一篇論文中，介紹了機率分佈函數的貝葉斯估計量，討論了貝葉斯估計量的最優性質，推導了香農熵的貝葉斯估計量和頻率計數估計量並進行了圖形對比。在本文中，透過推導統計和資訊理論中其他幾個感興趣的函數的貝葉斯估計量，擴展了第一篇論文的分析。這些函數是互資訊（的冪），用於獨立性、方差、協方差和平均值檢定的…
估計有限樣本集的機率分佈函數；第一部分：貝葉斯估計量和香農熵
摘要 本文是關於從機率分佈的有限樣本集估計機率分佈函數問題的兩篇論文中的第一篇。本文提出了這個問題的貝葉斯分析，討論了貝葉斯估計量的最優性質，並作為形式主義的一個例子，導出了香農熵函數矩的貝葉斯估計量的封閉形式表達式。給出了將貝葉斯估計器與香農熵的頻率計數估計器進行比較的數值結果。
從序列到形狀再回傳：RNA 二級結構的案例研究
摘要 RNA 折疊被視為將二級結構分配給序列的圖譜。在固定鍊長度下，序列的數量遠遠超過結構的數量。結構的頻率高度不均勻：我們發現常見的結構相對較少，而罕見的結構則有許多。使用逆折疊演算法，我們表明共享相同結構的序列在序列空間上隨機分佈。所有常見的結構都可以透過許多遠小於鍊長的突變從任意序列存取。進化優化只需搜尋所有序列的一小部分即可找到合適的目標結構，因此很難錯過它。序列空間由…
RNA二級結構的快速摺疊與比較
摘要 提出了用於計算和比較 RNA 二級結構的計算機代碼，即“維也納 RNA 包”，該代碼基於動態編程演算法，旨在預測具有最小自由能的結構以及計算平衡配分函數和鹼基配對機率。引入了一種針對 RNA 反向折疊問題的有效啟發式方法。此外，我們還提供了緊湊且高效的程序，用於基於樹編輯和比對來比較 RNA 二級結構。所有電腦程式碼均以“ANSI C”編寫。它們包括在具有分散式記憶體的平…
複製方程式建模的免疫網絡
摘要 為了評估獨特型網路在免疫系統運作中的作用，已經制定了許多數學模型。在這裡，我們檢查一類 B 細胞模型，其中細胞增殖由非負、單峰、對稱響應函數 $f(h)$ 控制，其中字段 $h$ 總結了網絡對單一克隆的影響。我們證明，透過轉換為相對濃度，B 細胞網絡方程式可以轉化為與複製器方程式非常相似的形式。然後我們證明，當網路中的克隆總數守恆時，網路的動態可以用複製器方程式的動態表示…
愛滋病幹擾病毒治療缺陷模型：DIV 生存條件
摘要 已提出使用乾擾 HIV 1 複製的基因工程缺陷幹擾病毒 (DIV) 來治療 HIV 1 感染和愛滋病。建議的干擾病毒旨在重複感染 HIV 1 感染的細胞，其攜帶的核酶可切割 HIV 1 RNA 中編碼病毒包膜蛋白的保守區域。因此，HIV 1感染細胞的DIV感染應減少或消除這些細胞的病毒產生。這種治療策略的成功將取決於 DIV 和 HIV 1 的細胞間相互作用，以及體內 H…
Th1/Th2 交叉調節
摘要 我們提出並分析了調節性細胞激素幹擾素 $\gamma$ (IFN $\gamma$) 和白細胞介素 10 (IL 10) 在免疫反應期間交叉調節 Th1 和 Th2 輔助細胞亞群的模型。 Th1細胞分泌的IFN $\gamma$可以抑制Th2細胞的增生。 Inerleukin 10 由 Th2 细胞分泌，抑制 Th1 细胞产生细胞因子。我們的模型基於這些特性，顯示反應預計…
人工智慧的方法
摘要 人工智慧（AI）領域的目標是開發能夠在複雜環境中像人類一樣感知、推理、溝通和行動的機器，甚至可能比人類更好。儘管該領域已經生產了一些具有這些能力基礎的實用機器，但人們普遍認為最終目標仍然遙遠。正因如此，關於人工智慧的最佳方法是什麼，存在著許多討論和爭論——最好的方法是為實現最終目標奠定核心基礎，最好的方法是產生實際有用的短期結果。因此，在過去三十五年左右的時間裡出現了許多…
時間序列的未來
摘要 在整個科學研究中，測量的時間序列是表徵觀測系統和預測其未來行為的基礎。許多新技術（例如狀態空間重建和神經網路）有望提供解決這些非常古老的問題的傳統方法所無法提供的見解。然而，在實踐中，這些新技術的應用受到其結果的不可靠性以及難以將其性能與成熟演算法的性能聯繫起來的阻礙。本章報導了聖達菲研究所舉辦的一場競賽，來自一系列相關學科的參與者將各種時間序列分析工具應用於一小組常見資…
德國基礎研究的前景與發展領域
摘要 基礎研究不再只限於象牙塔，也不再只限於少數有興趣的人。用於基礎研究的資金是巨大的。德國國家科學基金會（DFG）的年度預算超過 15 億德國馬克（10 億美元）。對 Max Planck Gesellschaft (MPG) 的支持處於同一水平（12 億德國馬克）。德國聯邦科學技術部 (BMFT) 用於基礎研究的支出超過 35 億德國馬克，相當於其年度預算的 40% 左右（…
摘要 本文探討了「共同知識」在互動知識論和博弈論中的意義，特別強調推測、賭博、求同存異和協調
摘要 本文探討了「共同知識」在互動知識論和博弈論中的意義，特別強調推測、賭博、求同存異和協調。也分析了近似常識的意思。近似常識以三種方式定義：作為知識的知識...知識的知識，迭代$N$次；作為$p$ 常識；以及弱的$p$ 常識。最後，當主體具有有限理性時，我們將檢驗常識的意義。
T 細胞疫苗接種模型的逆向工程
摘要 建構了一類最小模型，可以展示與預防和治療自體免疫疾病的 T 細胞接種相關的幾種顯著現象。該模型由兩個群體大小的微分方程、效應器 $E$（導致疾病）和相互作用的調節器群體 $R$ 組成。在這些模型中，正常狀態、疫苗接種和疾病是透過微分方程的穩定穩態來確定。因此，模型可以適應多種發現，例如疫苗接種或疾病的誘導，這取決於效應接種物的大小。疾病的自發性獲得和自發性治癒等特徵要求擴…
協調貝葉斯分析和非貝葉斯分析
摘要 本文試圖透過更廣泛的形式主義來協調貝葉斯和非貝葉斯的統計推論方法。特別是，本文試圖表明，當人們擴展傳統的貝葉斯分析以區分真相與對真相的猜測時，人們會獲得更廣闊的視角，從而允許包含非貝葉斯形式主義。除此之外，這一觀點表明，儘管非貝葉斯技術存在缺陷，但它們也有可能表現良好。
「適者生存」：邁向生物組織理論
摘要 進化論的形式結構是基於等位基因、個體和群體的動態。因此，該理論必須假設這些實體先前存在。這個存在問題在近一個世紀前就已被認識到，當時 DeVries（1904）指出，「自然選擇可以解釋適者生存，但不能解釋適者的到來。」存在問題的核心是確定生物組織在個體發育和系統發育中如何產生。我們基於化學的兩個抽象概念發展了一種最小的生物組織理論。該理論是使用$\lambda$ 演算來表…
純粹線性的通用計算現場計算機
摘要 根據 MacLennan (1987) 的定義，現場電腦是一個（空間）連續極限神經網路。本文研究了其動力學也是連續極限的現場計算機，由純線性積分微分方程控制。此類系統既可以作為研究神經網路的手段，也可以作為認知處理的模式。正如本文所證明的，此類系統在計算上是通用的。用於從純線性系統獲得這種普遍非線性行為的「技巧」與非線性宏觀物理從薛丁格方程式的純線性微觀物理產生的方式非常…
致穆雷蓋爾曼 (Murray Gell-Mann) 的備忘錄：關於：史前西南部複雜性的併發症
摘要 （摘自給默里·蓋爾曼的備忘錄）親愛的默里：您會記得，在喬治·古默曼和您組織的聖達菲研究所（SFI）會議上，我是受委託寫一篇關於“西南史前史的歷史進程”的論文的小組成員。 This mandate was, I fear, confusing.考古學家並不總是清楚歷史學家在做什麼，作為美索不達米亞歷史文明的學生，「沒有文字就沒有歷史」這句格言似乎沒有問題。一些考古學家稱自己…
模型免疫網路的容量
摘要 透過數值模擬計算和測試模型免疫網路的容量，即可以接種疫苗的不同抗原的數量，而不會失去任何記憶。我們也調查了因抗原過多而導致的記憶喪失和疫苗接種失敗的情況。計算是針對兩種不同的增殖策略進行的，一種意味著所有抗原特異性克隆，第二種則更加節儉。
自適應代理的合理性
摘要 經濟學中的新古典模型著重於完美理性主體互動時所產生的均衡。這種方法為經濟學研究打開了強大的數學工具的大門，例如不動點定理和相關技術，而我們目前對經濟過程的大部分理解都是這種數學的直接結果。儘管取得了這些進步，但實際的經濟過程仍然表現出完美理性模型未預見的複雜性。對當代經濟動態的理解取決於對非均衡過程的理解，例如創新、新興組織、基於部分知識的投機和預期引起的變化等等。換句話…
如果「磁帶播放兩次」會保存什麼？
摘要 我們開發了一種抽象化學，在基於 lambda 演算的建模平台中實現，並認為以下特徵是這種特定化學抽象的通用特徵，因此如果“磁帶運行兩次”，預計會重新出現：（i）自我複制對象的超循環出現，（ii）如果自我複製受到抑制，自我維護就會出現，以及（iii）自我維護一旦建立，可以合併成更高的自我維護。
超越數位自然主義
摘要 人工生命的成功取決於它是否有助於解決生物學的概念問題。生物學可以被視為組織轉變的科學。然而，生物學缺乏組織理論。我們以此作為人工生命必須應對的挑戰的例子。
關於奧卡姆剃刀的貝葉斯「奧卡姆因素」論證
摘要 本文討論了涉及奧卡姆因素的貝葉斯第一原理「證明」奧卡姆剃刀的一些問題。儘管如果模型能夠表達許多函數，則模型的後驗確實會由於奧卡姆因素而減少，但這種現像不一定與奧卡姆剃刀有任何關係。本文透過（i）對奧卡姆因素效應暗示奧卡姆剃刀的論點進行「反證法」來證明這一點； (ii) 提出另一種貝葉斯方法，該方法明確不會導致奧卡姆剃刀效應；最後（iii）通過將奧卡姆因素論證視為奧卡姆剃刀…
關鍵計算、相變與分層學習
摘要 對動力系統中混沌的各種途徑的研究表明，在混沌開始時會發生大量的計算。乍一看，這並不奇怪，因為統計力學將這些視為具有無限時間相關性的相變。用計算術語來說，處於臨界狀態的過程，就像這裡考慮的混沌開始時的過程一樣，具有無限的記憶。然而，儲存容量只是資訊處理的一部分。可用的非線性運算集以及記憶體的組織方式是資訊處理和複雜性定量測量的更重要的決定因素。例如，有一個普遍的理論表明複雜…
標籤（標籤）對社交互動的影響
摘要 與聖塔菲研究所的許多研究人員一樣，我在過去幾年中將大部分時間投入複雜自適應系統的研究中。以經濟、生態系統、免疫系統和中樞神經系統為代表的這些系統儘管存在明顯差異，但都有很多共同點。它們都涉及大量不同的、互動的代理，這些代理在互動時學習，並且在所有情況下，它們都會引起人們高度關注的緊急聚合行為。因為，複雜的自適應系統首先是「社會」系統，如果我們能夠制定管理此類系統動態的一般…
複雜自適應系統的創新：一些數學草圖
摘要 在二十世紀，創新對資本、勞動力和生產力的所在地產生了革命性的影響——我們只需看看飛機或電腦所產生的變化就可以說服自己這一點。儘管創新具有影響力，人們普遍認為創新將在二十一世紀的經濟中發揮更大的作用，但我們對其機制和後果的理論理解充其量仍然是零碎的。部分問題在於，創新產生了永恆的新穎性，而這正是均衡的對立面。當創新成為主要因素時，均衡趨勢就會一再受挫。因此，我們一些最強大的…
遺傳演算法和人工生命
摘要 遺傳演算法是演化的計算模型，在許多人工生命模型中發揮核心作用。我們回顧了遺傳演算法在人工生命中的研究歷史和當前範圍，並使用遺傳演算法來研究學習和演化如何相互作用以及對生態系統、免疫系統、認知系統和社會系統進行建模的範例。我們也概述了遺傳演算法在人工生命研究中的一些懸而未決的問題和未來方向。
進化元胞自動機來執行計算：機制與障礙
摘要 我們展示了實驗結果，其中使用遺傳演算法來進化細胞自動機（CA）以執行特定的計算任務——一維密度分類。我們詳細研究了 GA 在該任務中產生行為的演化機制以及 GA 面臨的障礙。特別是，我們確定了四個“創新時代”，其中 GA 發現了解決問題的新 CA 策略，描述了這些策略如何在 CA 規則表中實施，並確定了其發現背後的 GA 機制。這些時代的特點是 GA 打破了任務的對稱性。…
景觀的複雜最佳化問題和生物聚合物結構
摘要 複製分析、類病毒和 RNA 病毒中 RNA 分子的演化可以被視為「適應」環境的適應過程。因此，演化的動態與底層景觀的結構緊密相關。景觀的全局特徵可以透過統計量測來描述，例如最優數量、行走長度和相關函數。此類景觀上準種的演化表現出三種動態狀態，取決於複製保真度：在「本地化閾值」之上，族群以（局部）最優值為中心。在定位和「分散閾值」之間，群體仍然以共識序列為中心，但會隨時間而…
作為世界反映的感知認知普遍性
摘要 支配宇宙的原則的普遍性、不變性和優雅性可以反映在該宇宙中進化的心靈原則中——前提是心靈原則是根據適合表示生物學上重要的物體及其屬性的抽象空間來製定的。 （1）物體的「位置」和「運動」在由三維空間的歐幾里德群和每個物體的對稱群共同確定的六維流形中表示為點和連接測地路徑時，以幾何上最充分和最簡單的方式保存了它們的「形狀」。 （2）當表示為三維向量空間中的點時，物體的「顏色」達…
On the 演化 of 複雜性
摘要 人們通常理所當然地認為，隨著系統隨著時間的推移而發展，它們往往會變得更加複雜。但人們對可能導致演化有利於隨著時間的推移而增加複雜性的機制知之甚少。本文提出了三種隨著系統發展而複雜性趨於增加的方法。在共同演化系統中，它可能會透過「物種」多樣性的增加而增長：在某些情況下，新物種可能會提供更多的生態位，從而以穩定的螺旋式上升召喚更多的新物種。在單一系統中，它可能會隨著結構複雜性…
新政治行為體出現的典範
摘要 新的政治行為體如何從較小的政治行為體的聚集中產生？本文所提出的仿真模型提供了一個答案。從最廣泛的角度來看，這項工作可以被視為透過「自下而上」過程來研究新興組織的一部分。在這種「自下而上」的過程中，小單元根據本地定義的規則進行交互，其結果是系統的新興屬性，例如形成新的組織層級。因此，本工作是複雜自適應系統「Santa Fe」方法的典型（Stein，1989；Fontana，…
突變對自催化反應網絡的影響
摘要 研究了一類特殊的常微分方程（ODE），描述了催化、模板誘導和錯誤的複製。 ODE 可以分為負責正確複製的複製器部分和負責所有錯誤複製過程的突變項。所有物種的集合被分為具有催化活性的“可行”物種和包含所有其他物種的錯誤尾部。忽略可行物種之間的相互突變和錯誤尾部的回流可以對自催化網絡進行廣泛的分析。如果突變率夠小，則擾動方法是可行的，顯示突變總體上簡化了動力系統的定性行為。特…
使用冗餘測試非線性：定量和定性方面
摘要 基於資訊理論泛函（冗餘、線性和非線性形式）描述了一種測試時間序列非線性的方法，該方法允許對仔細資料的動態特性進行定性評估，或在結合替代資料技術後進行定量評估。分析了線性和非線性水平上定量和定性測試的相互作用，並證明了這種組合方法針對虛假非線性檢測的穩健性。
摘要 本報告涉及一系列稱為 Echo 模型的複雜自適應系統模型的實現
摘要 本報告涉及一系列稱為 Echo 模型的複雜自適應系統模型的實現。在下文中，您將看到： Echo 簡介；有關如何取得、安裝和運行 Echo 系統的資訊； Echo圖形介面的描述；以及有關運行 Echo 的資訊。
合作：進化機器中的幽靈
摘要 新達爾文主義和競爭問題。新達爾文進化論可以用公式「適應=變異+遺傳+選擇」來簡潔地描述。這裡的「變異」是指每個生物體都有其父母遺傳給它的不同的遺傳特徵，而「遺傳」是指這些遺傳特徵可以遺傳給生物體自己的後代。自從孟德爾關於基因遺傳的開創性工作以來，演化生物學界對這兩個過程幾乎沒有爭議。但神秘的「選擇」過程卻並非如此，大自然會偏愛某些人而忽略其他人。
（反）穩定點和擴展系統的動力學
摘要 探討了穩定（零梯度）點和元胞自動機動力學之間的關係。穩定點的數量和性質都在一定程度上影響規則的複雜性類別和穩定性，以及滑翔機等時空結構的存在。
鎖相振盪器陣列的雜訊脆弱性
摘要 研究了雜訊對一組$N$全域耦合振盪器同相的影響；這些離散時間圖與約瑟夫森結振盪器串聯陣列的連續時間運動方程式相關。我們研究了大 $N$ 限制下吸引盆的幾何特性，以及該幾何形狀對系統擺脫相踢模式的平均時間的影響。我們的主要結果是，即使$N\rightarrow\infty$，吸引子盆也保持有限半徑的盒形“核心”，並且大$N$陣列的同相吸引子比異相吸引子更不容易受到噪聲影響。
遺傳編程中進化性的演變
摘要 「進化性」的概念——一個群體產生比現有的更適合的變體的能力——是在應用於遺傳演算法時發展起來的。對遺傳程式設計動力學的理論分析預測了一種新穎的、新興的選擇現象的存在：可進化性的演化。這是由於程式內程式碼區塊的激增而產生的，這些程式碼區塊在添加到程式中時更有可能提高適應性。然後選擇可以塑造進化程序表示方式的變化方面。我們分析了程式內程式碼擴散的模型來說明這種效果。數學和概念…
透過選擇性基因組生長演化出更好的表徵
摘要 選擇如何表示遺傳演算法 (GA) 的搜尋空間對於 GA 的效能至關重要。表示通常是手工設計的，並在 GA 運行期間固定。這裡描述了一種新方法，其中表示（即基因）的自由度逐漸增加。新基因的表型效應是從不同功能效應的空間中隨機抽取的。只保留那些最初增加適應性的基因。在基因組建構過程中這種選擇所產生的基因型 表現型圖譜可以實現更好的適應。 NK 景觀模型說明了這種效果。由此產生…
論學習的演變
摘要 學習常被認為是一種使個體能夠在其一生中適應環境變化的機制（Levins，1968；Stephens，1991）。這些研究通常以「絕對固定性論證」為出發點。也就是說，在絕對固定的環境中，個體應該形成一種遺傳上固定的行為模式（假設一些成本與學習有關）。另一方面，在絕對不可預測的環境中，環境的過去和現在狀態無法提供有關未來的信息，因此沒有什麼可學習的，並且假設計算有一定成本，也…
小型自催化反應網絡的動力學 II：複製、突變和催化
摘要 突变被引入自催化反应网络中。所得的微分方程式既不是複製器類型，也不能直接轉換為線性方程式。討論了低維動力系統的範例 $n= 2、3$ 和 $4$ 並提供了完整的定性分析。從具有頻率獨立複製率的簡單複製突變動力學已知的錯誤閾值也出現在這裡。閾值在這裡顯示為類似於一階相變的超臨界或亞臨界分岔，而不是協作轉變或高階相變。
基因編程構建模組假說的令人不安的方面
摘要 在本文中，我們嚴格製定了遺傳編程（GP）的模式定理。這涉及定義模式、模式順序、定義長度以及考慮可變長度和 GP 表示的非同源性質。 GP 模式定理和 GP 構建塊的相關概念用於構建一個可測試的假設說明，說明 GP 如何透過分層組合構建塊進行搜尋。由於構建塊需要具有一致的高於平均水平的適應度和緊湊性，並且由於 GP 模式定理中表示緊湊性的術語是隨機變量，因此所提出的 GP …
風景模型
摘要 在進化計算領域，「景觀」一詞的使用正在迅速增加，但在許多情況下，它的定義仍然很差（如果有的話）。之所以會出現這種情況，可能是因為每個人都立即掌握了圖像，並且不會提出那些不太令人回味的術語所提出的問題。本文提出了一個足夠通用的景觀模型，足以涵蓋電腦科學家所謂的搜尋的大部分內容，儘管該模型不限於領域或觀點。它與採用某種形式交叉的演算法尤其相關，因此與遺傳演算法和演化計算家族的…
波動環境中的個體適應行為模型
摘要 研究使用未來環境的條件機率和有關過去環境的資訊的個別行為策略。環境是隨機的和馬可夫的。個體利用可用的資訊為下一個環境狀態做準備，以提高其適應性。適應性取決於實際環境與個人準備的環境之間的差異。研究了每個環境時期個體的適應度的加法和乘法組合。找到了一種半最優策略，考慮到個體可用的環境資訊的深度，該策略可以最大化個體的適應度。模型中可以包括隨機變化的個體對環境參數的感知的適應…
The 演化 of 湧現的 計算
摘要 一個簡單的演化過程可以發現分散空間擴展系統中緊急資訊處理的複雜方法。一種用於分析嵌入在模式形成系統中的基於粒子的邏輯的新技術闡明了由此產生的緊急計算的機制。了解全局協調計算如何在進化中出現對於科學理解自然資訊處理和設計新形式的平行計算系統都很重要。
去中心化經濟中的自組織市場
摘要 分散貿易模式是透過生產某種商品的公司和反覆希望購買該商品的消費者來模擬的。消費者“貨比三家”，而企業則可以透過發送訊息訊號和提供良好的服務來吸引潛在客戶的注意。我們結合使用遺傳演算法和分類器系統，將每個個體單獨建模為「機器」。研究的問題是：這些個體代理人在多大程度上創造了交易機會？有關這些機會的資訊如何在經濟中傳播？這些機會在多大程度上被放棄了？換句話說，自組織市場是如何…
有什麼新鮮事嗎？考慮出現
摘要 這篇簡短的文章回顧了一種定義並檢測非線性過程中複雜性出現的方法。 It is, in fact, a synopsis of Reference [1] that leaves out the technical details in an attempt to clarify the motivations behind the approach.解決的核心難題是，當我…
摘要 進化如何在由僅限於局部互動的簡單組件組成的系統中產生複雜的緊急計算
摘要 進化如何在由僅限於局部互動的簡單組件組成的系統中產生複雜的緊急計算？為了模擬這樣的過程，我們使用遺傳演算法（GA）來進化細胞自動機，執行需要全域協調資訊處理的計算任務。在大多數運行中，演化出一類相對簡單的策略，但在運行的子集上，發現了許多相當複雜的策略。我們從時空中「粒子」執行的資訊處理角度分析了這些策略背後的湧現邏輯，並詳細描述了這些策略的 GA 演化的世代進程。我們的…
湧現計算：計算動力學與歸納法
摘要 定義結構和檢測自然界複雜性的出現本質上是主觀的，但也是必不可少的科學活動。儘管存在困難，但可以根據模型建立觀察者如何從測量推斷非線性過程中嵌入的計算能力來分析這些問題。觀察者對環境中什麼是有序的、什麼是隨機的以及什麼是複雜的概念直接取決於其計算資源：原始測量數據量、內存量以及可用於估計和推理的時間。然而，環境中結構的發現更關鍵和微妙地取決於這些資源的組織方式。這個範例可能…
逆向投資者和波動性聚類
摘要 我們引入了由交互自適應代理系統產生的經濟時間序列中波動性聚類的新起源。每個代理都被分配了固定預測變數集合的隨機子集。在每個時間步，每個代理都會根據分配的預測變數產生一個動作。有些代理人是逆向投資者，即他們的行為與預測者建議的自然行為不一致。表現不佳的代理將被替換。在每個時間步，訊號值僅由代理對時間序列的當前歷史記錄的累積動作產生。我們從數字上觀察到，在剔除表現不佳者所引發…
歸納推理、有限理性與條形問題
摘要 本文利用現代心理學認為，身為人類，在複雜或不明確的經濟決策環境中，我們使用的不是演繹推理，而是歸納推理。也就是說，在這種情況下，我們會提出各種可行的假設或心智模型，根據最可信的假設或心理模型採取行動，如果假設不再有效，則用新的假設替換它們。歸納推理導致了一個豐富的心理世界，在這個世界中，一個主體的假設或心智模型在由其他主體的假設或心智模型形成的環境中相互競爭生存——一個既…
使用多個同時測量的變數產生時間序列的替代數據
摘要 我們提出了用於產生代理資料的相位隨機傅立葉變換演算法的多元時間序列的擴展。此類替代資料集不僅必須模擬原始資料集中每個變數的自相關性，還必須模擬所有變數之間的互相關性。此方法既適用於模擬範例（洛倫茲方程式的三個分量），也適用於來自多通道腦電圖的資料。 PACS 編號：05.45+b、02.50.SK、02.70.Lq、87.80.+s
論量子計算的速度
摘要 費曼和馬戈盧斯已經證明，一個封閉的、局部相互作用的量子系統能夠執行確定性計算。費曼的系統以串列方式進行計算。馬戈盧斯能夠擴展費曼的想法，以獲得元胞自動機的量子描述，即平行計算的模型。在這篇文章中，建立了一種新型的量子計算速度限制。得出兩台計算機的平均速度（“每秒指令數”）的上限。人們期望元胞自動機的計算速度與其單元的數量 $k$ 成正比。然而，在這種情況下，平均速度的…
RNA二級結構的組合學
摘要 多核苷酸的二級結構可以被視為一類平面頂點標記圖。我們建構遞歸公式，枚舉這些圖的各種子類別以及某些結構元素（子圖）。推導出一階漸近，並計算和討論它們對鹼基配對邏輯的依賴性。
涉及污染的經濟選擇的動態
摘要 涉及污染的經濟選擇，就像涉及公共資源的經濟選擇一樣，與行為者之間合作的出現有關。由於污染在空間中傳播，經濟選擇的時間動態與污染的空間動態耦合在一起。我們從 Arthur 和 Lane (1993) 提出的描述訊息傳染的代理內部表徵的簡單描述開始。本文中進行的模擬使我們能夠討論代理同意為無污染設備支付的最高價格，作為代理的污染、資訊傳播和記憶特性的函數。我們也描述了選擇、市…
一維元胞自動機的複雜性：滑翔機、吸引力盆和 Z 參數
摘要 離散動力系統變化模式的複雜性是什麼意思？複雜的一維 CA 規則支持交互週期性配置的出現——滑翔機、滑翔機槍和由交互子滑翔機組成的「複合」滑翔機——在週期性背景的靜止狀態下演化。本文基於許多範例研究了一維 CA 中的滑翔機及其相互作用。複雜規則的吸引場盆地通常由少數具有長瞬態（相互作用滑翔機）的盆地組成，這些盆地植根於短吸引子週期（非相互作用滑翔機，或無滑翔機的背景）。對於…
接住棒球：運用神經網路的強化學習視角
摘要 在棒球擊球手擊出飛球後不久，外野手必須決定是向前還是向後跑去接球。判斷飛球是一項艱鉅的任務，尤其是當守場員位於球軌跡平面時。文獻中存在幾種替代假設，這些假設識別了守場員可用的不同感知特徵，這些特徵可以提供關於球著陸點位置的有用線索。最近的一項實驗心理學研究表明，為了攔截球，守場員必須跑動，使得 $\tan\phi$ 相對於時間的二重導數接近於零 $d^2(\tan\phi…
針對 I-O 函數而非權重的貝葉斯反向傳播
摘要 反向傳播的傳統貝葉斯論證是它找到 MAP 權重向量。如本文所示，要找出 MAP i o 函數，必須在反向傳播上新增一項修正項。該術語偏向於具有較小描述長度的 i o 函數，並且特別支持（某些類型）特徵選擇、修剪和權重共享。這可以被視為支持這些技術的先驗論點。
使用構建塊函數研究遺傳編程的構建塊假設
摘要 本文提出了建構塊函數，即定義了高適應度的顯式模式的函數（簡稱 BB 函數），這對於研究遺傳編程（GP）搜尋的特徵非常有用。我們認為透過對這些函數進行實驗可以回答的一個猜想是，當發現主要部分解時，GP 是否能夠使它們的數量增加，並且 GP 交叉能夠將它們組合成越來越大的子解並最終找到解？這些功能還應該提供對 GP 交叉和 GP 基因型增長作用的更詳細方面的見解。
使用分層可變長度表示的程序搜尋：遺傳編程、模擬退火和爬山
摘要 本文透過證明可以使用不同的搜尋策略和與其互補的運算子來獲得解決方案，強調了層次可變長度表示對於程式歸納的一般價值。它對遺傳編程 (GP) 與模擬退火 (SA) 和隨機迭代爬山 (SIHC) 進行了比較。所有三種搜尋演算法都採用分層可變長度表示來表示最近因 GP 範式而受到關注的程式 [K 92]。我們試驗了三個 GP 交叉算子和一個為 SA 和 SIHC 開發的新的分層可…
高效率的電腦形態發生：圖解演示
摘要 本文說明人工形態發生可以是一種計算高效率的技術。人工形態發生可以將圖語法發展成模組化人工神經網路（ANN），由更簡單的子網路組合而成。遺傳演算法用於演化編碼語法，為簡化的六足機器人生成人工神經網路。遺傳演算法可以自動將問題分解為子問題，產生用於解決子問題的子人工神經網絡，並實例化該子人工神經網絡的副本以構建解決問題的更高級別的人工神經網絡。我們用描述形態發生並說明人工神經…
為什麼要平衡？關於某些矩陣博弈的非合作均衡的註解
摘要 幾年前，勞埃德‧沙普利 (Lloyd Shapley) 提出，表 1 所示的 3 x 3 矩陣賽局具有獨特的混合策略非合作均衡，其產生的收益比任何一個參與者透過公開先行所期望獲得的收益都要差。表 1 中的遊戲有一個獨特的混合策略 NE，每個玩家的策略為 (1/3, 1/3, 1/3)，預期收益為 1/3 4 + 1/3 5 = 3，如果一個玩家先移動，他可以預期 4，而另…
稀疏自催化網路的持久性
摘要 催化網絡的一些全局動力學特性，特別是持久性，與表示微分方程的有向圖密切相關。可以證明，對於每個具有哈密頓電路的有向圖，都可以選擇速率常數，以使系統是永久的。另一方面，人們可以找到圖的屬性，例如可還原性或端點的存在，這些屬性與持久性不相容。
具有相互作用主體的經濟體
摘要 本文討論的經濟模型中，主體之間直接相互作用，而不是像標準一般均衡模型那樣透過價格體系。這表明微觀和宏觀行為之間的關係與標準模型中的關係有很大不同，並且可能出現的聚合現像很豐富。考慮的模型包括具有全局交互的模型，其中所有智能體都可以相互交互，以及智能體只能與其直接鄰居交互的模型。靜態模型和動態模型都被考慮，後者包括演化經濟模型類別。
計算機中的自我與非自我歧視
摘要 保護電腦系統的問題一般可以被視為學習區分「自我」和「他人」的問題。我們描述了一種基於免疫系統中 T 細胞生成的變化檢測方法。數學分析揭示了系統的計算成本，初步實驗說明如何將此方法應用於電腦病毒問題。
愛因斯坦和外面的世界
摘要 註：這是七場講座中第二講的草稿，總標題為：“心智與世界：從牛頓、愛因斯坦和達爾文到心智原理”，羅傑·N·謝潑德 (Roger N. Shepard) 於 1994 年 10 月和 11 月在哈佛大學舉行的威廉·詹姆斯·詹姆斯講座中發表。
牛頓與感知的世界
摘要 註：這是七場講座中第一場講座的草稿，總標題為：“心智與世界：從牛頓、愛因斯坦和達爾文到心智原理”，羅傑·N·謝潑德 (Roger N. Shepard) 於 1994 年 10 月和 11 月在哈佛大學舉行的威廉·詹姆斯中發表。
不斷發展的科學基礎
摘要 世界是一個動態的地方，科學基礎上發生的許多演化活動都是為了回應理解自然界動態過程的願望。這些變化都是技術性的，需要仔細檢查我們的資訊來源及其可能的相互關係，並探索可應用於所有科學工作的新的統一概念。這是一個很大的主題，本文僅給出其中一些初步變化的結構輪廓，試圖闡明「理解」動態系統的各種方法之間的關係。更具體地說，該方法將是一個「自下而上」的組織，從產生科學資訊的最基本操作…
科學中的簡單和複雜模型
摘要 簡單模型可以勝過複雜模型的主張是在一般系統理論基礎上進行研究的。在對術語「簡單」、「複雜」和「執行」在系統術語中的含義進行了深入討論之後，結論是該主張「可能」是正確的。
隨機化學
摘要 利用高多樣性分子庫進行藥物發現現在正成為核心重要且正在發展的技術（Ballivet 和 Kauffman 1986、1989、1990、Geysen 等人 1987）。在過去的十年中，人們的努力主要集中在兩種方法上：第一種是“遺傳”，基於 DNA、RNA 和肽或多肽的高多樣性文庫的生成，通過合成或多或少隨機的 DNA 或 RNA 克隆到表達載體中，例如相顯示文庫（Scot…
混亂邊緣的交通
摘要 我們使用人類駕駛行為的非常簡單的描述來模擬交通。封閉系統中最大車輛流量的狀態顯示出近臨界行為，因此行程時間的可預測性急劇下降。由於先進交通管理系統（ATMS）傾向於將交通系統的大部分部分推向最大流量狀態，因此我們認為，整個交通系統將被推向更接近臨界點，從而使預測變得更加困難。簡化交通網絡的模擬支持了我們的論點。
透過劃分來協調共同演化問題的解決
摘要 在許多設定中都會出現具有許多相互衝突的約束的系統最佳化。常見的最佳化過程旨在提高整個系統的效能。我們證明，協同演化問題解決（將系統劃分為子系統，每個子系統都進行自私優化）可以提高集體湧現屬性的效能。最優劃分的系統通常處於從有序到混亂的過渡階段。
不斷進化的多細胞人工生命
摘要 在本文中，我們描述了許多實驗，其中多細胞進化的想法應用於人工生態中的數位生物。個體有機體是共享記憶體虛擬計算機中的平行程序，其中自然選擇的進化被證明會導致並行性水平的提高。
用於表徵複雜時間序列的粗粒度熵率
摘要 提出了一種基於資訊理論泛函（冗餘）的時間序列來估計粗粒度熵率（CER）的方法。 CER 是規律性和可預測性的相對度量，對於動力系統產生的數據，它們與 Kolmogorov Sinai 熵相關。然而，所研究資料的確定性動態起源並不是使用 CER 的必要條件，因為熵率也可以為隨機過程定義。 CER 對資料動態變化的敏感度是透過確定性、混沌和隨機過程產生的數值產生的時間序列來測…
價值與資訊（麥克斯韋妖的利潤最大化策略）
摘要 拉格朗日未定乘數方法在物理學和經濟學的應用顯示這兩個學科之間存在一些相似之處。透過利用 E. T. Jaynes 在資訊理論方面的工作，熱力學中長期存在的麥克斯韋妖問題可以轉化為資訊和能量是雙重概念的約束優化問題。溫度作為訊息的能量價格出現。這種解決麥克斯韋妖問題的方法突顯了布里奇曼討論的經濟特徵。它還表明，在任何受昂貴資訊約束的最佳化問題中都應該存在溫度（或資訊價格）的…
太空投票下自適應各方的動態
摘要 我們探討了空間投票下兩方競爭模型的動態。各政黨可以根據選民偏好和反對派平台所施加的投票梯度，「逐步」調整其平台。該模型的重點是由這些條件形成的動態系統；特別是，我們研究了瞬態路徑的特徵和不斷發展的平台的收斂點。我們發現，在機率投票的簡單空間模型中，無論各方的初始平台如何，平台最終都會收斂到一個獨特的、全局穩定的均衡，與選民偏好立場的強度加權平均值相符。即使我們允許簡單的跨…
透過大規模平行計算機上的系統資料探索進行非線性時間序列預測
摘要 在本文中，我們描述了大規模平行處理（MPP）在時間序列分析問題的應用。時間序列問題涉及數字序列（例如，股票市場的每日收盤價、腦電波活動的腦電圖模式，或如本文所討論的一組運動方程式的時間值）。通常感興趣的問題是僅使用過去的值來預測序列中的某些未來值。利用 MPP 超級電腦的強大功能，我們描述了快速有效地對時間序列問題進行探索性資料分析的技術。
時間不對稱波動足以運行相關棘輪
摘要 最近許多試圖了解生物系統中能量轉換的廣泛原理的嘗試都集中在相關棘輪上，即從時間上相關的波動中提取功的系統[1,2,3,4,5,6]。相關棘輪是類似麥克斯韋惡魔的“資訊引擎”，它透過使用系統資訊來“選擇”那些有助於引擎運行的波動來提取功[7]。此資訊只有在惡魔與浴不平衡的情況下才能取得[8]，可用於調整現有的能量，但在熱浴中則無法取得。像這樣的過程，在非平衡浴中儲存的能量以…
天氣記錄中的非線性測試
摘要 使用冗餘和替代數據技術，對大氣表面壓力、溫度和 500 hPa 等壓水平的位勢高度的每日記錄進行了非線性測試，這是確定性混沌的必要條件。雖然溫度和位勢高度的時間序列與相應的等譜線性隨機過程難以區分，但在壓力記錄的動態中檢測到顯著的非線性分量；然而，沒有明顯的低維混沌的具體特徵。
湧現、自組織與社會互動：社會系統中的喚醒依賴結構
摘要 在過去的幾十年裡，基於模擬的複雜系統理論研究重新激發了人們對新興現象的科學和哲學興趣。在演化生物學和認知科學等領域，模擬過程中獲得的計算結果揭示了自然系統如何運作的驚喜，通常是透過揭示系統組織以前未被識別的特徵。理論上出乎意料的是，這種模式可以被理解為「自下而上」出現的（Seidenberg 1993；Casti 1994，154ff）。也就是說，它們是根據主持系統元素互…
具有局部哈密頓量的量子圖靈機
摘要 通用的、確定性的圖靈機可以實現為封閉的、局部相互作用的量子晶格系統。因此，關於僅具有局域相互作用的量子系統的長期動力學的許多問題是無法判定的。此外，如果計算在本文描述的量子機上執行，則每個圖靈可計算函數都是任意可並行的。
摘要 在本文中，针对自复制并行计算模型描述了进化与熵之间的关系
摘要 在本文中，针对自复制并行计算模型描述了进化与熵之间的关系。正如最近所表明的 [5]，某些类型的并行计算的性能可以通过类似于自然选择进化的过程来提高。本文討論的工作探討了演化在平行程序群體中操縱指令序列熵的過程，以努力發現並行性的更有效用途。
單倍體和二倍體重組的演化
摘要 在群體遺傳理論中，大多數重組演化的分析和數值研究都集中在二倍體遺傳學。然而，在遺傳演算法 (GA) 的基礎和應用研究中，位串通常被視為單倍體基因型。本文將單倍體重組修飾因子的演化動力學分析結果與二倍體的結果進行了比較。新的分析工作解決了等位基因的進化問題，該等位基因控制著兩個受定向選擇的基因座之間的重組率。結果表明，單倍體和二倍體中重組修飾因子的命運以複雜的方式由基因座之…
晶格聚合物自動機
摘要 我們提出了一種新型的分子動力學和自組裝模擬，即晶格聚合物自動機（LPA）。在 LPA 中，包括電磁力在內的所有相互作用都被分解並透過傳播粒子「光子」進行交流。單體 單體鍵力、分子排除體積力、較長範圍的分子間力、聚合物 溶劑交互作用都可以用傳播粒子來建模。 LPA 方法與標準方法、蒙特卡羅格子方法和分子動力學模擬有顯著不同。一方面，LPA 比蒙特卡羅方法更真實，因為它產生單…
神經活動波和神經元的相對不應狀態
摘要 速度為 10 至 90 公分/秒的神經活動波已被來自海馬切片的微電極和電極網格記錄下來（Miles 等人，1988 年，Novak 和 Wheeler 1989），而來自皮質表面的速度為 20 至 30 公分/秒（Rosenbluth 和 Cannon 1942）。這些波有多種形式，例如行波（Haglund et al. 1992，Petsche and Sterc 19…
景觀的規範逼近
摘要 相關函數是（適應度）景觀的重要特徵。我們使用景觀的傅立葉展開式來表徵高度對稱圖上所有可能的自相關函數的集合，以及此類圖上的各向同性隨機場。然後提出了一種規範近似程序，允許用具有相同相關結構的統計模型取代經驗景觀。該過程利用基本景觀來滿足亥姆霍茲方程式的模擬。我們展示了隨機能量模型、考夫曼 NK 模型、旅行商問題和 RNA 自由能景觀的一些應用。
摘要 我喜歡透過選定的特定例子來了解科學
摘要 我喜歡透過選定的特定例子來了解科學。然後考慮黏性不可壓縮流體流過圓柱體的（二維）流動，或等效地「流過圓」。如果我們想像流體是無界的，則該問題由單一無量綱參數來表徵，即雷諾數 $Re$，它是無限大處的流體速度 $U$ 乘以圓柱體半徑 $R$ 除以流體黏度 $\nu$。想像一系列問題，$Re$ 的固定值逐漸升高。對於略大於 10 的 $Re$，在圓柱體附近會形成薄薄的“邊界層…
模型和格言
摘要 我們都知道，偉大的富有想像力的文學可以在許多不同的層面上閱讀——莎士比亞可以同時創作扣人心弦的情節、敏感的人物刻畫、都鐸王朝的宣傳，以及對命運和社會責任的哲學反思。我將對我們在聖達菲生產的科學模型提出類似的主張。我的基本訊息是，雖然這些模型主要針對某個特定的經驗世界（可能是物理、化學、生物、社會或經濟），但在另一個層面上，它們可以帶來關於「其他」經驗世界的新見解，包括我們…
癲癇腦電圖中低維度混沌的證據
摘要 替代資料方法的變體應用於癲癇發作患者的腦電圖 (EEG) 記錄的單一時間序列。時間序列是尖峰和波複合體的近週期性模式。替代資料集是透過打亂各個尖峰和波週期而產生的，並且對應於原假設，即原始資料的周期間變異性不存在確定性結構。使用自相關、相關維度和李亞普諾夫指數的估計值作為判別統計量，可以正式和非正式地評估連續尖峰和波模式之間動態相關性的證據。
正常人類腦電圖的非線性：循環與隨機性，而非混沌
摘要 使用識別非線性和混沌的方法分析了五名健康志願者的兩小時警覺性和睡眠腦電圖記錄，該方法將冗餘 線性冗餘方法與替代數據技術相結合。然而，腦電圖中檢測到了非線性成分，這與低維混沌的假設不一致。提出了一種使用將非線性確定性振盪與隨機性合併的過程的解釋。考慮到這些結果，對定量腦電圖分析中基於維度和相關混沌的演算法的使用進行了批判性討論。
可再生資源枯竭的簡單模型
摘要 一個簡單的微分方程系統描述了可再生資源的動態，透過柯布 道格拉斯生產函數與資源收穫投資的資本耦合。該系統可以模擬在開放條件下運作的漁業。資本超支導致資源嚴重耗竭。我們研究生物和經濟機制對資源消耗幅度的影響，例如資源承載能力的存在、價格的作用以及勞動力最低消費的可能性。我們定義了一個脆弱性的概念，它將資源枯竭與動態變數與均衡的初始距離連結起來。本文推導了適用於生物經濟系統微…
摘要 提出了一種識別時間序列非線性和混沌的方法
摘要 提出了一種識別時間序列非線性和混沌的方法。使用結合冗餘和替代數據技術的程序來測試非線性。在對所研究的數據的非線性特徵進行積極識別之後，由於邊際冗餘與生成數據的動力系統的柯爾莫哥洛夫 西奈熵有直接關係，可以透過邊際冗餘方法來評估潛在混沌動力學的可能存在。
荷蘭皇家道路功能描述
摘要 本說明包含對 John Holland 的 Royal Road 函數的描述，該函數於 1993 年 7 月在第五屆國際遺傳演算法會議上提出，並於 1993 年 8 月發佈到 Internet 遺傳演算法郵件列表中 [2]。
兩種難度衡量標準
摘要 本文討論了在離散域上定義的函數的難度測量，並演示了形式化難度概念如何提高我們對經濟現象的理解。本文的主要目的有四個：為在幾個離散變數上定義的函數引入兩種難度度量，利用這些度量來解釋搜尋演算法的效能，將這些度量與現有的難度度量進行對比，最後，（初步）將這些度量應用於經濟問題，即企業的組織結構。我們選擇這個應用程式是因為它固有的困難，並且還沒有證明它可以使用標準技術處理。儘管…
群體模擬系統與基於個體的建模
摘要 Swarm 是一個模擬環境，可促進涉及大量代理在動態環境中行為和互動的模擬的開發和實驗。不同學科的研究人員進行的許多電腦模擬都基於非常相似的計算基礎。這些研究人員經常投入大量精力來開發支援他們的模擬的基本平台。 Swarm 模擬系統的原型是為了提供建構這些模擬的通用工具而開發的。 Swarm 系統提供了一個框架，讓人們只編寫描述其特定問題細節的程式碼，然後輕鬆存取使用者介…
使用 Echo 建模複雜的自適應系統
摘要 複雜自適應系統 (CAS) 由許多相互作用和適應的組件組成。 Echo 是一種計算 CAS 模型，其中不斷進化的智能體位於資源有限的環境中。 Echo 中物種概念的不同觀點與相對物種豐度的生物實驗進行了比較，特別是與普雷斯頓的「規範」對數常態分佈進行比較。
受時間依賴性突變影響的群體的建模和優化
摘要 很明顯，許多生物體具有根據環境條件調節其突變率的能力。因此，尋找最佳突變率的問題必須替換為尋找最佳突變方案的問題。我們表明，這項任務無法用標準的人口動態模型來完成。然後，我們為經歷時間依賴性突變的族群開發了一個「混合」模型，該模型將族群成長視為確定性的，但將新變異體首次出現的時間視為隨機的。我們證明混合模型與蒙特卡羅模擬非常吻合。從這個模型中，我們得到了一個確定性近似，即…
建立描述 T 細胞增殖的一般功能
摘要 我們提出了一個新函數來描述 T 細胞對抗原呈現細胞上的勝肽作出反應的增殖率。該模型透過允許 T 細胞真正的最大增殖率來改進我們的早期模型。這是透過簡單地改變變數來實現的，顯著放寬了傳統準穩態假設的條件。我們的新模型與先前的模型具有相同的“生態”特性。因此，模型中的自然競爭允許在抗原持續刺激的情況下調節 T 細胞群的大小。一個重要特徵是競爭性排除識別具有不同親和力的相同勝肽…
部分相關景觀上的蛋白質演化
摘要 我們將崎嶇地形上的早期蛋白質演化模型（Macken, C.A., & Perelson, A.S., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 6191 [1989]）擴展到地形表現出不同程度的相關性（即平滑度）的情況。相關性是透過假設蛋白質由一組獨立的區塊或結構域組成，並且一個區塊中的突變影響該區塊單獨對蛋白質整體適應性的貢獻而引入的。我們研究此類景…
科學的第二次變形初探
摘要 大約在 1570 年至 1790 年期間，科學的第一次變形將科學的運作基礎（主要是亞里斯多德時代的遺產）轉變為現代形式。這些新基礎包括 (1) 物理實驗的使用和 (2) 涉及微分方程的數學模型的使用。這種轉變很大程度上歸功於布拉赫、開普勒、伽利略、牛頓、萊布尼茨、歐拉和拉格朗日。這些操作方法伴隨著幾種哲學態度和信念的發展。一種態度（一種隱含的但有效的心態）源於對實驗和數學…
HIV-1 感染中血漿病毒粒子和 CD4 淋巴細胞的快速週轉
摘要 迄今為止，在 HIV 1 發病機制的觀察性研究中，病毒量增加已被證明與 CD4 淋巴細胞耗竭和疾病進展相關 [1 9]。然而，關於體內病毒和 CD4 淋巴細胞更新動力學的資訊相對較少。在這項介入性研究中，我們對 20 名感染患者施用了 HIV 1 蛋白酶抑制劑 ABT 538 [10,11]，以擾亂病毒產生和清除之間的平衡。對血漿病毒血症和 CD4 淋巴細胞計數的後續變化…
不斷演化的全域同步元胞自動機
摘要 演化過程如何與去中心化的分散式系統相互作用，以產生全球協調的行為？使用遺傳演算法（GA）來進化細胞自動機（CA），我們證明了自發性同步的演化（一種緊急協調）利用了底層介質形成嵌入粒子的潛力。這些粒子（通常是同步區域之間的相位缺陷）是透過進化過程設計的，以解決全局相位中的挫折。我們詳細描述了 GA 發現的典型解決方案，根據嵌入粒子及其相互作用描述了所發現的同步演算法。我們也…
訓練外集誤差和學習演算法之間的先驗區別
摘要 本文使用訓練外集（OTS）誤差來研究學習演算法之間的無假設關係。寬鬆地說，對於任何兩個演算法 A 和 B，對於零一損失等損失函數，A 的預期 OTS 誤差低於 B 的目標（或目標的先驗）數量相同，反之亦然。特別是，如果 A 是交叉驗證且 B 是「反交叉驗證」（選擇具有最大交叉驗證誤差的泛化器），則情況如此。另一方面，對於零一以外的損失函數（例如二次損失），演算法之間存在先…
選擇與行動
摘要 在本文中，我們認為理性選擇（RC）為經濟行為理論提供了不充分的基礎。在足夠廣泛地定義 RC 以涵蓋大部分有限理性文獻以及新古典最佳化理論之後，我們提出了反對 RC 的三個主要論點。第一個是認知：經濟參與者是他們所做工作的專家，而專業知識背後的認知過程與 RC 不一致，無論是描述性的、規定性的還是積極的。第二個論點始於這樣的觀察：經濟行為是在主體之間的關係中並透過主體之間的…
RNA的演化動力學和中性理論
摘要 了解基因型和表型之間的關係對於理解演化動力學至關重要。 RNA 是一個極為簡單但極具啟發性的案例：基因型（序列）和表型（結構）是單一分子的不同面向。鑑於 RNA 序列在體外成功進化以優化複製率 [1, 2] 或執行識別 [3, 4] 以及催化任務 [5 8]，通用 RNA 折疊特性對選擇動態的影響值得關注。我們研究了一組複製和突變 RNA 序列的電腦模型，這些序列受到二級…
遺傳 演算法s and 啟發式 Search
摘要 遺傳演算法（GA）和啟發式搜尋在結構上是相似的。考慮 GA 中的適應度函數與 AI 的啟發式函數之間的關係，可以證明對應的強度及其實際後果。透過檢查適應度函數近似 AI 理想的程度，定義了 GA 搜尋難度的測量並將其應用於先前研究的問題。該測量在預測 GA 表現方面的成功 (1) 說明了從啟發式搜尋的角度看待演化搜尋的潛在優勢，(2) 似乎是回答 GA 社群中許多研究主題…
適應度距離相關性作為遺傳演算法問題難度的量測
摘要 引入了搜尋難度的衡量標準「適應距離相關性」（FDC），並研究了其作為遺傳演算法（GA）性能預測因子的能力。這種相關性的符號和大小可用於預測 GA 在全局最大值已知的許多問題上的表現。 FDC可以用來正確地將簡單的欺騙性問題和簡單和困難的非欺騙性問題分類為困難，它可以用來指示格雷編碼何時會比二進制編碼更好，當應用於範圍廣泛的明顯難度的問題時，它會產生預期的答案，並且它也與在…
交叉、宏突變和基於群體的搜索
摘要 遺傳演算法（GA）維護一個個體群體，其明確目的是透過當代個體之間的資訊交流來提高表現。這是透過使用交叉算子在遺傳演算法中實現的。如果交叉對於這種交換不是一種有用的方法，那麼平均而言，遺傳演算法的性能不應比各種不基於群體的簡單演算法更好。提出了一種測試交叉對於特定問題的有用性的簡單方法。這使得可以識別交叉顯然有用但實際上產生的收益僅等於（或小於）通過宏突變且無種群獲得的收益…
一位操作員，一種景觀
摘要 在進化計算領域，「景觀」一詞的使用正在迅速增加，但在許多情況下，它的定義仍然很差（如果有的話）。之所以會出現這種情況，可能是因為每個人都立即掌握了圖像，並且不會提出那些不太令人回味的術語所提出的問題。本文提出了新景觀模型的重要結果。該模型足夠通用，可以涵蓋電腦科學家所謂的搜尋的大部分內容，儘管它不限於領域或觀點。結果是搜尋演算法的「單算子、單景觀」視圖，這對於透過使用多個…
貝葉斯對證據程序有何看法
摘要 設定超參數的「證據」過程本質上與 ML II 和廣義最大似然的技術相同。然而，與那些舊技術不同的是，證據程序已被證明（並使用）為分層貝葉斯計算的近似值。我們用幾個例子來探討這個理由的有效性。然後，對於許多不同的量，我們得出證據程序的答案與分層貝葉斯答案之間差異的上限和（通常很大）下限。我們也涉及諸如證據程序和最大似然之間的密切關係，以及透過不設定超參數值的「第一原理」論證…
優化隨機和多重適應度函數
摘要 當適應度函數產生的值具有隨機成分時，如何最佳化它？如何同時優化多個健身標準？這些問題對於實驗環境中進化計算的許多應用都很重要。提出這些問題的解決方案，並討論它們出現的情況，例如建模和遺傳編程。也提供了控制理論的詳細數值範例。在此過程中，我們發現基於群體的搜尋演算法非常適合此類問題。
用於程式發現的混合交叉搜尋技術
摘要 在本文中，我們解決了遺傳編程定義的程序發現問題。我們有兩個主要成果：首先，透過將分層交叉算子與兩種傳統的單點搜尋演算法（模擬退火和隨機迭代爬山）結合，我們用比遺傳程式設計更少的適應度評估和更大的成功機率解決了一些問題。其次，我們將遺傳編程與少數個體以固定的世代間隔進行爬山的簡單方案相結合，成功地增強了遺傳編程。新的爬山組件有兩種產生候選解決方案的選項：突變或交叉。當它使用…
搜尋沒有免費午餐定理
摘要 我們證明，當對所有可能的成本函數進行平均時，所有搜尋成本函數極端值的演算法的效能完全相同。特別是，如果演算法 A 在某些成本函數上優於演算法 B，那麼寬鬆地說，一定存在與 B 優於 A 的許多其他函數一樣的情況。從這裡開始，我們分析了搜尋問題的許多其他先驗特徵，例如其幾何形狀和資訊理論方面。這種分析使我們能夠得出用於評估特定搜尋演算法效能的數學基準。我們還研究了搜尋問題的…
技術進化和適應性組織
摘要 生物變化很大程度上是一個適應性演化的故事。適應生物體在其內部組織和與環境的相互作用中都面臨著相互衝突的限制。這些相互衝突的限制通常意味著找到「最佳解決方案」非常困難，並且在可能性空間中存在許多替代的局部最優折衷解決方案。大約六十年來，生物學家將這種適應性演化描述為在崎嶇、多峰、多山的「健身景觀」上跨越基因型空間尋找「健身高峰」。
摘要 自組織臨界性（以下簡稱 SOC）描述了大量多樣的現象學資料和理論工作
摘要 自組織臨界性（以下簡稱 SOC）描述了大量多樣的現象學資料和理論工作。與許多此類包羅萬象的術語一樣，其當前的含義已經遠遠超出了該術語最初可能具有的任何精確含義。本章將嘗試闡明 SOC 背後的基本概念，描述一些相關的實驗和理論發現，並指出未來可能的研究方向。我將選擇採用的功能重點是對自然界中廣泛的模式形成類別的理解和描述。 SOC 的最初動機來自於遞歸數學。迭代地圖產生了迷…
神經網路和其他機器學習演算法在 DNA 序列分析中的應用
摘要 在本文中，我們報告了簡單神經網路和簡單機器學習方法在 DNA 序列分析中的兩個問題的應用的初步定量結果。我們考慮的兩個問題是：（1）確定原核和真核生物DNA序列片段是否被翻譯成蛋白質。據報導，原核 DNA（大腸桿菌）的準確度為 99.4%，真核生物 DNA（已知在肝臟中表達的「智人」基因）的準確度為 98.4%。 (2)確定含有二核苷酸「AG」或「GT」的真核生物DNA序…
利用神經網路和資訊理論確定真核蛋白質編碼區
摘要 我們先前的工作將神經網路技術應用於區分取自內含子「與」外顯子的開放閱讀框（ORF）序列的問題。此方法計算指定長度的 ORF 中的密碼子頻率，然後使用 DNA 片段的密碼子頻率表示來訓練神經網路（本質上是具有 S 形或「軟階躍函數」輸出的感知器）來執行這種區分。訓練後，網路被應用於不相交的「預測」資料集以評估準確性。我們先前的工作得出的準確率為 98.4%，超過了當時文獻中…
使用神經網路和統計方法預測蛋白質二級結構
摘要 比較了神經網路方法和貝葉斯統計方法，用於預測給定蛋白質一級序列的蛋白質二級結構。貝葉斯方法做出了非物理假設，即蛋白質中每個位置出現氨基酸的機率與其他位置出現的氨基酸無關。然而，我們發現貝葉斯方法的預測準確性僅略低於迄今為止所使用的最複雜方法的準確性。我們介紹了神經網路方法與貝葉斯統計方法的關係，並表明，原則上，神經方法提供了相當大的能力，儘管顯然它對於這個問題並不是特別有…
摘要 我們報告了聖達菲研究所的持續研究項目，該項目將複雜系統方法應用於計算分子生物學
摘要 我們報告了聖達菲研究所的持續研究項目，該項目將複雜系統方法應用於計算分子生物學。這裡強調兩個面向：（1）使用共同演化的自適應神經網路來確定可預測的蛋白質結構分類，以及（2）使用資訊理論來闡明蛋白質的結構和功能。介紹了這兩個主題的當前研究狀況的“快照”，代表了聖達菲研究所遺傳數據和序列分析項目中兩個主要研究方向的現狀。
HIV-1 V3 環突變的協變：資訊理論分析
摘要 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 包膜蛋白的 V3 環是一個高度可變的區域，在功能和免疫學上都很重要。我們使用了一種稱為互資訊（共變的測量）的資訊理論量，利用 V3 區的可用胺基酸序列來量化環中突變之間的依賴性。某些位點對，包括序列上的非連續位點，不具有獨立突變，但透過相互資訊測量顯示出相當大的、統計上顯著的共變突變。這種相互依賴性可能會對站點之間的結構或功能關係產…
用於確定蛋白質特異性和結合位點多重比對的神經網絡
摘要 我們使用特異性的定量定義來開發神經網絡，用於識別未對齊 DNA 片段集合中的常見蛋白質結合位點。我們證明了當採用結合能和基因組的簡單模型時，最大化比對位點資訊內容的方法的等效性。網路方法包含了這些簡單的模型，並且能夠處理更複雜的模型。這是使用大腸桿菌基因組的馬可夫模型和近似配分函數的取樣方法來證明的。吉布斯抽樣的變體有助於避免局部最小值。
用於模型選擇的噪音敏感度特徵
摘要 我們提出了一種計算學習演算法的「噪音敏感度特徵」的方法，該方法基於對訓練資料的各個部分的類別的輸出進行加擾。此簽章可用於指示分類器的複雜性和資料的複雜性之間的良好（或不良）匹配，從而提高分類演算法的預測準確性。使用雜訊敏感度簽章與避免過度訓練的其他方案明顯不同，例如僅使用部分訓練資料的交叉驗證，或不具有資料自適應能力的各種懲罰函數。噪音敏感性簽名方法使用所有訓練數據，並且…
使用不良訓練資料進行更好的預測
摘要 我們展示瞭如何隨機擾亂訓練資料各個部分的類別的輸出來提高分類演算法的預測準確性。我們提出了一種計算學習演算法「噪音敏感度特徵」的方法，該方法基於對輸出類別的加擾。此簽章可用於指示分類器的複雜性和資料的複雜性之間的良好匹配。使用雜訊敏感度簽章與避免過度訓練的其他方案明顯不同，例如僅使用部分訓練資料的交叉驗證，或不具有資料自適應能力的各種懲罰函數。噪音敏感性簽名方法使用所有訓…
使用自適應網路定義高度可預測的蛋白質二級結構類別
摘要 我們提出了一種自適應神經網路方法，可以確定「新」的蛋白質二級結構類別，與傳統的分類相比，這些蛋白質二級結構從局部胺基酸序列中可預測性明顯更高。從一級序列準確預測傳統二級結構類別、α螺旋、β鍊和捲曲長期以來一直是計算分子生物學中的一個重要問題，具有許多影響，包括多序列比對、蛋白質功能重要區域的預測以及從一級序列預測三級結構。這裡介紹的演算法使用自適應網路同時檢查序列和結構資…
吉布斯和貝葉斯最優泛化器的訓練外誤差
摘要 在本文中，我們分析了貝葉斯最優和吉布斯學習演算法的平均訓練集外行為。我們透過利用「細化」的概念來做到這一點，它涉及機率分佈之間的關係。對於非均勻採樣分佈，兩種學習演算法的預期訓練集外誤差可能會隨著訓練集大小的增加而增加。然而，我們在本文中表明，對於均勻採樣和任一演算法，預期誤差是訓練集大小的非增函數。對於均勻取樣分佈，我們也描述了貝葉斯最優演算法的預期誤差保持恆定的先驗特…
SSC 的平行非神經觸發追蹤器
摘要 超導超級對撞機（SSC）是一個有望開啟極高能粒子物理學前景的重大計畫。當SSC運行時，數據將以驚人的速度產生。目前估計，從提議的矽探測器系統中輸出的原始數據的速度為 2.5 x 10^{16}$ 位元/秒。顯然，儲存所有事件以供以後離線處理是完全不切實際的。觸發器的層次結構僅在滿足日益具體的標準的事件上觸發，計劃從大量資訊中剔除有趣的事件。每個事件都由一系列孤立的「撞擊」…
擔保貸款的策略市場博弈
摘要 我們在市場經濟模型中研究策略性、競爭性博弈的平穩馬可夫均衡，其中包括一種非耐用商品、法定貨幣、透過中央銀行或貨幣市場的借貸以及一系列代理。這些人使用法定貨幣來抵銷其商品禀賦的隨機波動，不允許借入超過其償還能力的資金（擔保貸款），並最大化商品消費的預期折現效用。他們的整體最優行動動態地決定每個時期的借貸價格和/或利率。在均衡狀態下，禀賦和財富水準的隨機波動相互抵消，價格和利…
邁向風景理論
摘要 自 Sewall Wright 的開創性論文 [145] 以來，進化適應優化動態背後的適應度景觀概念已被證明是演化理論中最強大的概念之一。這個想法隱含的是排列在抽象度量空間中的基因型集合，每個基因型與可以透過單一突變達到的其他基因型相鄰，以及分配給每個基因型的值。這種結構絕不限於生物演化。無序系統的哈密頓量，例如自旋玻璃 [14, 88]，和組合最佳化問題的成本函數 [5…
約瑟夫森結中非平衡漲落所引起的現象
摘要 我們表明，某種類型的非平衡電流波動可以在超導隧道結中產生“淨”電壓。這是由波動引起的跨結超導有序參數相位差淨變化率的結果。針對平均電壓導出了各種精確表達式，並在某些限制下以及透過數值模擬進行了明確評估。這些現像是由於電流雜訊的光譜特性的不對稱性所造成的，這應該是自然界中非平衡波動的一個相當普遍的特徵。
群體如何建構認知地圖
摘要 群居昆蟲透過信息素的鋪設和追蹤過程來建構常規交通的路徑和網路。這些模式構成了腦科學中所謂的認知圖。主要差異在於昆蟲將空間記憶寫入環境中，而哺乳類的認知圖則位於大腦內部。這種類比不僅僅是一種詩意的意象，而且可以透過與海馬體認知圖建構相關的神經過程的直接比較來進一步證明其合理性。我們透過分析和數值模擬研究了一系列類昆蟲媒介中軌跡和網絡的形成。這些代理以簡單的方式相互作用，這是…
球狀星團核心振盪的混沌
摘要 我們開發了具有普遍適用性的技術，用於搜尋非均勻採樣時間序列資料中的低維混沌行為。這是透過對一個具體例子的分析來完成的，即。球狀星團演化中塌縮後的核心振盪。使用福克 普朗克模型的模擬數據（包括三體相互作用中形成的雙星的能量輸入），我們提供了導致低維混沌吸引子的分叉序列的證據。我們展示了在三個維度上重建的吸引子的狀態空間肖像，並計算每個維度的相關維度。對於 $N s 1.5 …
更快評估金融衍生性商品
摘要 高維積分通常用蒙特卡羅演算法求解，儘管理論表明低差異演算法有時更優越。我們報告了數值測試，比較了金融衍生性商品評估中的低差異演算法和蒙特卡羅演算法。測試是在抵押貸款債務 (CMO) 上進行的，其公式為 10 個維度高達 360 的積分的計算。我們測試了兩種低差異演算法（Sobol 和 Halton）和兩種隨機演算法（經典蒙特卡羅和與對立變數結合的蒙特卡羅）。我們得出的結論…
人口結構、適應面以及平衡變化過程中的聯繫
摘要 賴特首先提出了這樣的想法：隨機遺傳漂變和經典的群體行為選擇可能以某種方式結合起來，使種群能夠在複雜的適應性表面中找到最高峰。他的理論假設族群規模龐大但結構合理，其中交配在空間上是局部的。如果基因流夠低，且亞群（群）夠小，它們將受到遺傳漂變的影響。遙遠的群落獨立漂移，允許對適應性表面進行許多獨立的搜尋。一個已經轉移到更高高峰的部落可以透過移民，導致其餘的部落轉移到更高的高峰…
通往隨機性的理性途徑
摘要 我們引入了自適應理性均衡（A.R.E.）的概念，其中主體的決策是基於對內生變數未來值的預測，而內生變數的實際值則由均衡決定。預測變數是從有限集合中選擇的。每個預測變數都是過去觀察結果的函數，並附有公開的績效衡量標準。代理使用離散選擇模型，並根據效能度量對預測器做出理性選擇。這導致預測變數選擇的動態性與內生變數的動態性耦合。當至少有一個「穩定」預測變數（例如，理性或長記憶預…
文化的趨同與穩定：局部趨同與全球兩極化
摘要 儘管存在趨同的趨勢，但個人和群體之間在信念、態度、行為以及所謂「文化」的許多其他方面仍然存在差異。所提出的模型將文化表示為一組特徵，每個特徵都有一組替代特徵。演員被安排在固定地點。基本前提是，演員與鄰居越相似，演員就越有可能採用鄰居的特徵之一。與先前一次只處理一種文化特徵的社會影響或文化變革模型不同，所提出的模型考慮了不同文化特徵之間的相互作用。該模型說明了局部趨同如何在…
記憶的出現：遠離平衡的分類
摘要 大腦是一個極為複雜的動力系統。記憶、學習、意志和意識等認知功能似乎是從稀疏連接到複雜網路的數十億個神經元的活動中出現的高級屬性。網路到底是什麼原因導致這種情況發生呢？我認為湧現的基本水平是網路對其可能的分散式活化模式空間進行分類的能力。狀態空間不僅僅按吸引子分類。分類也發生在遠離平衡的情況下，在導致吸引子週期的長瞬態中，為混沌動力學發揮了作用。網路將其狀態空間自組織成“吸…
遺傳算子的層次交叉與機率圖
摘要 討論了簡單交叉模型的時間演化。該模型的變體在相空間中具有改進的探索行為，是作為標準單點和多點交叉操作的子集而導出的。該模型在平坦健身情況下進行了解析求解。數值模擬比較了不同遺傳算子的相空間探索方式。在非平坦適應度景觀的情況下，演化方程式的數值解指出了估計早熟收斂的方法。
「科學知識」沒有可證明的限制
摘要 J. F. Traub 和 H. Wozniakowski 在一篇關於無法精確解決但可以用平均意義計算的問題的文章中提出了一個挑戰：“我們認為現在是加大賭注並嘗試證明存在無法回答的科學問題的時候了。換句話說，我們希望建立一個物理哥德爾定理。”出於這個想法，在聖達菲研究所（1994 年 5 月 24 日舉辦了一個 F.主持，題為「科學知識的限制」。這次研討會的參與者包括生物…
模擬理論的要素
摘要 人工生命和更廣泛的複雜系統領域沒有統一的理論框架，儘管這些領域的大多數理論工作都是基於模擬。這主要是由於經典數學框架的代表性能力不足以描述具有複雜內部狀態的相互作用對象的離散動力系統。與微分方程的計算或數值分析不同，模擬沒有完善的概念和數學基礎。模擬是建模和計算的一種有爭議的獨特結合。然而，模擬也有資格作為系統表示的一個單獨種類，具有自己的動機、特徵和意義。這項工作概述了…
連線和金融網路關閉
摘要 連接性是網路中連接數量的度量。這裡適用於因機構間違約而導致的金融網絡關閉。自 1797 年弗朗西斯·巴林爵士提出“太大而不能倒”、“最後貸款人”和“系統性風險”等“最後貸款人”概念以來，量化方法的必要性就被掩蓋了。隨著場外機構間合約市場的增加，尤其是銀行間外匯市場的增加，人們對因違約而解除付款的後果的興趣也隨之增加。迄今為止，已經發表了一篇關於支付系統違約影響的論文，該論…
蒂伯特模型中政治體制的比較
摘要 在本文中，我們建構了Tiebout競賽的計算模型。我們表明，蒂布特競爭是強制效率的結果，使得制度安排變得不重要，這一觀點並不排除政治制度在對公民進行分類的能力方面可能存在差異的可能性。特別是，在單一地點表現不佳的機構，在有多個地點時可能表現更好，因為它們可以改善排序。我們證明，模擬退火（一種離散非線性搜尋演算法）的見解可以解釋這種改進。
當優化不是最佳：聚合和資訊傳播
摘要 在資訊傳播的背景下，代理在兩個競爭產品之間順序進行選擇，並根據從先前採用者樣本中獲得的資訊做出決策。每個產品獲得的市場份額不僅取決於產品之間性能的真實差異，還取決於每個代理商抽樣的先前採用者的數量以及代理商使用樣本資訊來指導其產品選擇的方式。我們重點介紹這些依賴項的一些令人驚訝的功能。首先，代理程式作為貝葉斯優化器並不是社會最優的。事實上，我們表明，簡單的經驗法則總是會導…
應用分子演化的搜尋策略
摘要 藥物發現的新方法是基於 DNA、RNA、勝肽或小分子的高多樣性文庫的生成。在此類庫中搜尋有用的分子是高維度分子適應性景觀的最佳化問題。我們利用類似旋轉玻璃的模型（NK 模型）來分析基於池化、突變、重組和選擇性爬山的搜尋策略。我們的結果表明，在大多數分子景觀中，合併後進行重組和/或爬山可以找到比單獨合併更好的候選分子。我們的結果指出了評估分子適應性景觀結構並改進當前模型的新…
帶有噪音健身測量的自適應步行
摘要 自適應行走是一種用於搜尋可能解決方案的空間（例如不同分子的空間）的最佳化技術。目標是找到空間（分子）中某個屬性（通常稱為「適合度」）最佳或接近最佳的點，例如其與給定受體結合的能力。自適應行走是一種強大的技術，因為它能夠並行搜尋空間的許多部分。然而，測量中的錯誤將導致自適應行走的錯誤。較高適應度的突變分子可以被忽略，或較低適應度的突變體可以接受。為了檢查測量誤差對自適應…
破碎的遍歷性和崎嶇景觀的幾何形狀
摘要 我們研究了特定隨機遊走模型中破壞遍歷性（BE）的性質和機制，該模型對應於一維和高維隨機勢表面上的擴散。使用嚴格的結果和非嚴格的方法，我們確認了標準 BE 圖的幾個方面，並表明其他方面適用於一維，但需要在更高維度進行修改。後面這些方麵包括這樣的概念：在固定溫度下，限制勢壘隨時間呈對數增加，「組件」必然是取決於觀測時間尺度的狀態空間的有界區域，並且系統不斷地重新訪問先前遍歷的…
多主體動力學中的集群波動性
摘要 大型分散式多代理系統的特點是大量代理試圖在不可預測的環境中存取有限的資源。這些系統中的代理程式不斷地切換策略，以便伺機發現其效用的改進。我們分析了策略切換引起的均衡波動，並發現了一種新現象的存在。它由打破固定點的突然爆發的活動組成，並且是由於與整體穩定性一致的有效隨機遊走所致。這種聚集性波動之後是放鬆到固定點，但策略組合與之前不同。對於智能體探索策略以尋求局部改進的系統來…
風景的衡量標準
摘要 健身景觀的結構仍然是一個不明確的概念。本文介紹了一種統計適應度景觀分析，可用於多種適應度景觀。該分析的結果是一個統計模型，連同一些表示該模型的解釋和預測價值的統計數據，可以作為景觀結構的衡量標準。該分析基於稱為 Box Jenkins 方法的統計時間序列分析，該方法除其他外，還估計由景觀上隨機行走生成的時間序列適應度值的自相關性。根據這些估計，可以得出景觀長度的相關性。
演化ary 演算法s, 適應度景觀s and Search
摘要 開發了一種適合考慮演化和其他搜尋演算法的新適應度景觀模型，並研究了其後果。回答“什麼是景觀？”、“景觀有用嗎？”和“是什麼讓景觀難以搜尋？”提供。此模型使得為採用多個算子的演算法建構景觀成為可能，包括作用於或產生多個個體的算子。它也結合了算子轉換機率。採用該模型的後果包括使用多個運算符進行搜尋的演算法的「一個運算符，一個景觀」視圖。對交叉景觀和爬山演算法的研究說明了交叉在…
是什麼讓優化問題變得困難？
摘要 我們解決了這樣一個問題：「無論使用何種演算法，某些類別的組合最佳化問題本質上是否比其他問題更難，或只能相對於特定演算法來評估難度？」我們為特定最佳化演算法提供特定最佳化問題的難度衡量。然後，我們提出兩個與演算法無關的量，它們使用此度量來為我們的問題提供答案。在第一個中，我們對當前最佳化問題的所有可能演算法的硬度進行平均。我們證明，根據這個量，優化問題之間沒有區別，從這個意…
透過非平衡動力學聚焦控制電壓依賴性生物分子
摘要 我們表明，透過應用正確類型的外部電壓波動，電壓敏感大分子可以很大機率聚焦到所需的動力學亞狀態。作為說明，我們考慮由二分電壓波動驅動的 Shaker $K^+$ 通道的八狀態模型。該技術可能為電壓敏感離子通道動力學的研究提供強大的新工具。
培育競爭策略
摘要 我們對不對稱競爭的策略影響感興趣。先前的工作（Carpenter、Cooper、Hanssens & Midgley [CCHM] 1988）估計了「無競爭反應」和「最適競爭反應」極端情況下非對稱市場份額模型的納許均衡價格和廣告支出。然而，在這兩種競爭場景中製定行銷計劃都存在三個重要的限制。首先，這種「靜態」的單期策略無法深入了解主要製造商和零售商在一段時間內採取的行動。…
組合最佳化中的臨界性和平行性
摘要 我們證明了組合最佳化問題中相變的存在。對於許多這樣的問題，隨著局部搜尋演算法的並行化，解決方案的品質首先會提高，然後急劇下降，不比隨機搜尋好。這種轉變可以使用有限尺寸縮放（一種借用統計物理學的技術）成功地表徵。我們展示了一系列廣義自旋玻璃模型和旅行商問題的結果。我們確定臨界指數，研究噪音的影響，並討論相變存在的條件。
不斷發展的資訊處理組織
摘要 資訊處理資源的組織是經濟、組織和計算理論的中心問題。 Radner (1992) 和其他人最近的工作發展了一個簡單的理論框架和一些關於此類系統行為的有用的正式數學結果。在這裡，我們遵循一種互補的計算方法，使我們能夠探討有關協調的影響和組織面臨的各種外生條件的問題。我們發現組織表現出“自由秩序”，也就是說，給定一個簡單的結構框架和一套標準操作程序，即使是隨機生成的組織也意味…
多價配體與細胞的結合：細胞和受體密度的影響
摘要 我們研究多價配體與細胞表面受體的平衡結合特性。與大多數先前的研究（假設配體濃度遠大於受體濃度）相反，我們在廣泛但生理相關的範圍內檢查了細胞密度和每個細胞的受體數量（即受體濃度）對結合特性的影響。在「過量受體狀態」中，受體濃度的體積遠大於配體濃度，配體在盡可能多的位點結合，這由交聯親和常數和配體的化合價決定。因此配體往往在許多位點結合。在「過量配體狀態」中，配體濃度遠大於受…
物理學家免疫學
摘要 免疫系统是一个由细胞和分子组成的复杂系统，可以为我们提供针对病原生物的基本防御。与神经系统一样，免疫系统执行模式识别任务，学习并保留其所对抗的抗原的记忆。免疫系统包含超过 $10^7$ 的不同细胞克隆，它们通过细胞间接触和分子分泌进行交流。執行學習和記憶等複雜任務涉及免疫系統大量組件之間的協作，因此人們對使用統計物理學的方法和概念感興趣。此外，免疫反应随时间发展，其时间演…
具有翻譯功能的自催化網絡
摘要 我們考慮自催化反應網絡的動力學，其中複製和催化作用通過翻譯步驟分開。我們發現這種系統的行為與二階複製子方程式密切相關，該方程式描述了自催化反應網絡的動力學，其中複製子也充當催化劑。事實上，定性動力學似乎幾乎完全由複製步驟的二階反應速率來描述。對於兩個物種，我們恢復了複製方程式的定性動力學。然而，較大的網路顯示出一些偏差。與複製方程式情況相反，由三個相互作用的物種組成的超循…
CSTR 和恆定組織中的自催化複製
摘要 連續攪拌釜反應器中自催化複製物質網路的動力學可以透過小通量率限制下的複製方程式來描述。
估計可預測性：冗餘和替代資料方法
摘要 提出了一種基於資訊理論泛函冗餘和代理資料技術的時間序列理論可預測性估計方法。為所選模型和預測範圍設計的冗餘以位數評估模型輸入（例如，序列的滯後版本）和模型輸出（即，由模型輸入的預測範圍滯後的序列）之間的資訊量。然而，該值受到冗餘估計的方法和精度的影響，因此它（a）通過最大可能的冗餘（由所使用的精度給出）進行歸一化，以及（b）與從兩種類型的替代數據獲得的冗餘進行比較，以獲得…
組合圖譜的通用屬性：RNA 二級結構的中性網絡
摘要 隨機圖論用於模擬 RNA 分子序列和二級結構之間的關係。折疊成相同結構的序列形成中性網絡，如果中性最近鄰的比例超過閾值，則中性網絡滲透序列空間。任意兩種不同結構的網路幾乎相互接觸，並且折疊成幾乎所有「公共」結構的序列都可以在序列空間中任意位置的小球中找到。將隨機圖論的結果與折疊大樣本 RNA 序列所獲得的數據進行比較。差異可以透過 RNA 分子結構來解釋。
完整 HIV-1 RNA 中的鹼基配對機率
摘要 我們使用 McCaskill 引入的配分函數方法計算了全長 HIV 1 基因組二級結構的鹼基對機率分佈（McCaskill 1990）。透過分析鹼基對機率的完整分佈而不是有限數量的二級結構，我們獲得了有關 HIV 1 二級結構的更完整和可靠的資訊。我們引入了將機率分佈中的信息壓縮為序列中每個核苷酸一個值的方法。使用這些方法，我們將二級結構表示為鹼基對機率的加權平均值，並且…
鄰裡回饋、內生分層與所得不平等
摘要 本文探討了內生鄰裡形成與鄰裡內正向回饋效應交互作用的經濟體中橫斷面所得分配的演變。在我們研究的經濟體中，成年人的經濟成功取決於一個人成長所在社區的家庭特徵。這些回饋有兩種形式。首先，社區的稅基影響後代的教育投入程度。其次，教育投資相對於後代收入的生產力受到社區收入分配的影響，反映了榜樣或勞動市場連結效應等因素。內生分層（定義為具有相似收入的家庭選擇形成共同社區的傾向）的條…
社會複雜適應性系統：夏威夷的一些例子
摘要 過去十年發展的複雜自適應系統理論被應用於古代夏威夷政體的演變。複雜自適應系統 (CAS) 由許多獨立的部分或「代理」組成，這些部分或「代理」不斷進行非線性相互作用。 CAS 的複雜性從遵循簡單局部規則的代理互動中異質地顯現出來。夏威夷政體等社會文化 CAS 的演變是由等級制和異質制的相互作用產生的；非線性變化和有序穩定性；以及自組織、適應和機會。
金屬電子理論的「標準模型」有多大用處？
摘要 在二十世紀的前幾十年，隨著相對論和量子力學的發現，我們對物理世界的看法發生瞭如此徹底的顛覆，這使得許多外行、物理學史學家、甚至物理學家認為，此後的一切都只是結果的結果。依照這種觀點，不可能出現像毛主席那樣的「不斷革命」。我非常不同意這個觀點。我將美國體育格言作為我的座右銘：「一切都還沒結束，一切才算結束。」當然，基本粒子標準模型的概念結構，及其隱藏的對稱性和對稱性破缺、漸…
金屬新物理：沒有費米液體的費米表面
摘要 大約 40 年來，幾乎所有金屬中的電子現像都可以用通用理論框架來解釋，人們可以將其稱為重正化自由粒子理論、費米液體理論或“AGD”，以有關該主題的最著名的書籍命名。幾年前我得出的結論是，在許多最有趣的案例中，這個理論基本上是失敗的。在其歷史的前 20 年，直到 70 年代中期，它為我們提供了很好的服務；但隨後，當我們開始關注最有趣（或最異常）的案例時，越來越多有關我們主題…
健身景觀的隨機場模型
摘要 在許多情況下，透過分配大量隨機參數來獲得適應度景觀作為隨機場的特定實例。這種類型的模型通常可以透過其協方差矩陣來很好地表徵。我們根據傅立葉級數展開來表徵有限圖上的各向同性隨機場，並研究隨機場模型的協方差矩陣與從該隨機場建構的各個景觀的相關結構之間的關係。我們的形式主義建議透過具有相同相關結構的隨機場模型來近似具有已知自相關函數的景觀。
檢測多元時間序列中的非線性
摘要 我們提出了對非線性測試的多個同時測量變數的時間序列的擴展，它將冗餘線性冗餘方法與替代資料技術結合。對於多個變量，可以定義各種類型的冗餘，以便測試變數（群組）之間的特定依賴結構。使用多元替代資料檢定多元線性隨機過程的原假設。使用線性冗餘是為了避免由於不完美的替代項而導致的虛假結果。使用兩種類型的數值產生的多元序列（線性和非線性）以及來自氣象學和生理學的實驗多元資料來展示該方…
偏析畸變和異宿循環
摘要 分離扭曲者是擾亂雜合基因型減數分裂分離的遺傳元件。因此，這種效應通常被稱為減數分裂驅動。驅動染色體會摧毀它的伴侶，前提是後者不能抵抗「殺手」。減數分裂驅動系統的動態行為通常由不同基因位點的幾個等位基因的相互作用決定。相應的基因是“超級自私的”，因為它們強迫自己在種群中傳播，卻沒有對攜帶它們的生物體的健康做出積極貢獻。在這項工作中，我們僅考慮具有兩個或三個基因座、一兩個「殺…
適應度景觀的正則逼近
摘要 我們提出了一種將適應度景觀近似為「基本」景觀的疊加的方法。給定相關景觀的相關函數，我們表明可以計算 P 元交互作用的貢獻相對幅度。我們展示了 RNA 自由能景觀的應用。
景觀及其相關函數
摘要 適應度景觀是分子演化中的重要概念。物理學和組合優化中景觀的許多重要例子，廣泛用作分子進化和適應模擬中的模型景觀，都是“基本的”，即它們是圖拉普拉斯算子的本徵函數（最多可達加性常數）。結果表明，基本景觀的特徵在於它們的相關函數。相關函數又由底層配置空間的幾何形狀和基本景觀的最近鄰相關性唯一確定。這裡研究兩種類型的相關函數：沿著景觀上的隨機遊走採樣的時間序列的相關性以及相對於…
調整模擬模型：案例研究與結果
摘要 本文提出了一個過程的概念和方法，我們稱之為「計算模型的對齊」或簡稱「對接」。需要對齊來確定兩個模型是否可以產生相同的結果，這反過來又是關鍵實驗和測試一個模型是否可以包含另一個模型的基礎。我們使用阿克塞爾羅德建立的文化傳播模型作為目標來說明我們的概念和方法。為了進行比較，我們使用 Epstein 和 Axtell 開發的 Sugarscape 模型。這兩種模型在許多方面都有…
時間不對稱波動足以進行生物能量轉換
摘要 最近許多試圖了解生物系統中能量轉換的廣泛原理的嘗試都集中在相關棘輪上，即從時間相關的波動中提取功的系統[1 6]。相關棘輪是類似麥克斯韋惡魔的“資訊引擎”，它透過使用系統資訊來“選擇”那些有助於引擎運行的波動來提取功[8]。此資訊只有在惡魔與浴不平衡時才能獲得[9]，可用於調整現有的能量，但在熱浴中則無法取得。像這樣的過程，在非平衡浴中儲存的能量以增加熵為代價轉化為功，被…
關於偏差加方差
摘要 本文提出了對熟悉的二次損失偏差加方差公式的貝葉斯「修正」。然後討論監督學習的其他一些特定於損失函數的方面。最後提出了適用於對數損失的偏差加方差公式的版本。
群體模型中的模式形成與功能
摘要 我們探索了一類被稱為群體的簡化模型，其靈感來自社會性昆蟲的集體行為。我們對模型進行了平均場穩定性分析和數值模擬。模型中二階相變附近出現了幾種有趣的行為類型，包括穩定交通流線的形成以及記憶體重構和引導。除了提供對某些類別的生物行為的理解之外，這些模型還與物理科學中的許多模式形成過程具有普遍的相似性。
Non-Abelian 細胞自動機
摘要 我們證明了各種各樣的非線性元胞自動機可以寫成線性元胞自動機的“半直積”，並且這些 CA 可以在並行時間 ${\cal O}(\log^2t)$ 內進行預測。此類別包括任何 CA，其規則在寫為代數時是可解群。我們還表明，透過對換向器水平的歸納，可以在並行時間 ${\cal O}(\log t)$ 中預測基於冪零群的 CA。
非線性 時間序列, 複雜性 Theory, and Finance
摘要 本文描述了金融領域近期一系列工作的統計方面，這些工作與「非線性」、「長期依賴性」、「肥尾」、「混沌理論」和「複雜性理論」相關。我們將提供相當長的介紹，以便為讀者提供路線圖，我們將標明詳細討論每個問題的章節標題，或者如果本文未涉及該問題，則提供參考文獻。在開始之前，讓我們簡要概述一下將在本文中發揮作用的一些近期「流行」主題。布魯塞爾學派、斯圖加特學派、聖達菲研究所等複雜性理…
摘要 模擬未來 $t$ 時間步長的元胞自動機 (CA) 需要 $t^2$ 序列計算步驟或 $t$ 平行計
摘要 模擬未來 $t$ 時間步長的元胞自動機 (CA) 需要 $t^2$ 序列計算步驟或 $t$ 平行計算步驟。然而，某些基於阿貝爾群的 CA（例如加法 mod 2）被稱為線性，因為它們遵循疊加原理。這使得它們可以在序列時間 ${\cal O} (t)[1]$ 或平行時間 ${\cal O} (\log t)$ 中有效地進行預測。在本文中，我們透過研究具有各種代數結構的 CA …
求解費曼量子計算機的薛丁格方程
摘要 費曼已經證明，一個封閉的、局部相互作用的量子系統能夠執行確定性計算。對於此類計算機的兩個有限尺寸版本，薛丁格方程式透過解析求解。推導出計算機根據測量產生最終結果的機率。
實數遞歸理論與連續時間計算
摘要 我們定義了實數上的遞歸函數的情況，類似於自然數上的經典遞歸函數，對應於連續時間運行的概念模擬計算機。事實證明，這個類別非常大，並且包含許多傳統意義上無法計算的函數。我們根據尋零運算子 $\mu$ 的使用次數將此類函數分層為層次結構。最低層是微分代數的連續函數，可由香農的通用模擬計算機計算。在更高的層次上，功能變得越來越不連續和複雜。我們將這種$\mu$ 層次結構與經典遞歸…
元胞自動機塊變換的代數性質
摘要 透過將多個站點組合在一起，一個元胞自動機可以轉換為另一個具有更多狀態和更小的鄰域的元胞自動機；如果鄰域只有兩個站點，我們可以將生成的 CA 規則視為二元運算。我們證明，如果阻塞規則滿足廣泛代數類的恆等式，那麼底層規則必須具有本質上相同的結構，並且必須僅依賴其最左邊和最右邊的輸入；粗略地說，塊的變換不能將非線性規則變成線性規則。
複雜系統中的模型錯誤指定測試、模型建置和可預測性
摘要 在本文中，我們表明，透過使用簡單變數的函數（例如時間滯後）作為複雜時間序列的重建空間中的方向可以實現顯著的優勢。首先，我們表明，當候選模型用作重建空間中的方向之一時，可以建立更敏感的模型規格測試。這自然會導致基於條件機率構建的錯誤指定測試，即使其他強大的方法（例如應用於殘差序列的 BDS 測試）失敗，也可以揭示錯誤指定的模型。其次，我們表明，透過使用資訊標準來確定與重建空…
p-自旋模型的局部最小值
摘要 報告了 $p$ = 3、4、5 和 6 的 $p$ 自旋哈密頓量的局部最優數量的數值估計。這些數據可以透過哈密頓量的「相關長度」的簡單估計來解釋。
摘要 大腦是一台極為複雜的生物計算機，由高度專業化的神經元和神經迴路組成
摘要 大腦是一台極為複雜的生物計算機，由高度專業化的神經元和神經迴路組成。這些神經元在大腦的許多區域（即使不是全部）都以高精度互連。這種精確度或「特異性」是如何實現的？還有許多觀察表明，也存在相當大的「可塑性」。這是如何運作的？在脊椎動物眼腦連接的發育和再生以及靈長類動物皮膚腦連接的發育和再生中都發現了特異性和可塑性。
生物分子形狀和代數結構
摘要 生物大分子（RNA、DNA 和蛋白質）的形狀可以透過抽象代數結構來表示，只要選擇適當的粗分辨率即可。這些抽象結構，例如部分有序集和置換群，可用於推導生物分子形狀之間的新度量距離，並證明關於序列結構關係的令人驚訝的定理。
透過詳盡枚舉分析 RNA 序列結構圖
摘要 RNA序列和二級結構之間的全局關係被理解為從序列空間到形狀空間的映射。這些映射是透過對鍊長度高達 30 的所有 GC 和 AU 序列進行詳盡折疊來研究的。 「嘗試」技術用於經濟資料儲存和資訊快速檢索。計算出的結構數據透過詳盡的枚舉進行評估，並用作測試由數學模型和基於統計方法的抽樣得出的分析結果的精確參考。研究了RNA序列到二級結構映射的幾個新概念，其中包括「神經網路」的結…
透過中性演化探索表型空間
摘要 RNA二級結構摺疊演算法預測具有相同二級結構的RNA序列連接網路的存在。基於 RNA 序列和 RNA 二級結構之間映射的適應度景觀因此有許多中性路徑。在這些健身景觀上的中性行走可以到達幾乎無限數量的二級結構，這些結構是中性路徑的單點突變。這顯示中性演化探索表型空間並且可以發揮適應作用。
遺傳功能分析
摘要 孟德爾很幸運地提出了遺傳決定論的具體理論，因為他選擇了甜豌豆的性狀，這些性狀的基礎上既不是多基因的，也不是緊密相關的，並且可以訪問他可以完全控制環境的大型數據集。也許他所寫的幾個特徵並沒有產生如此好的整數比率並在早期就被排除在考慮之外，這也許並不奇怪。如果他用的是犀牛而不是甜豌豆，遺傳學的科學可能會有一個完全不同的起點，因為他將無法獲得足夠大或可控的數據集來使他對隱性和顯…
論具有有限尺寸時鐘的量子計算機的速度
摘要 在先前的工作中，已經詳細研究了具有無限大小時鐘的本地耦合量子計算機的速度。結果之一是費曼量子計算機和馬戈魯斯元胞自動機以恆定速率計算。我們證明，對於具有有限尺寸時鐘的計算機來說，這不再是正確的，並且我們將認為有限尺寸時鐘更適合所考慮的計算機。此外，我們給出了似乎適合有限尺寸計算機的計算速度的替代定義。
確定兩個資料集是否來自同一分佈
摘要 本文提出了卡方檢定的兩種貝葉斯替代方法，用於確定一對分類資料集是否是從相同的基礎分佈產生的。然後討論了柯爾莫哥洛夫 斯米爾諾夫檢驗的此類替代方法，該檢定通常在資料集由實數組成時使用。
重新考慮引進的夏威夷鳥類：自組織臨界性的證據？
摘要 在上個世紀，許多鳥類被引入夏威夷群島。數據表明，島嶼群落的物種數量達到一定數量，超過該數量就會發生雪崩。根據 Bak 等人的自組織臨界系統概念，繪製滅絕事件大小的分佈圖近似於冪律。不同物種的引入和滅絕之間的時間長度也表現出冪律縮放。這些結果表明，生態群落的特徵不是明確的平衡，而是對擾動最低限度穩定的詳細平衡，以至於物種的引入可能引發滅絕級聯。
並行計算機上的 RNA 折疊
摘要 二級結構預測是 RNA 序列分析的標準工具。 RNA 二級結構的預測本質上是非局部的。這使得長序列（超過 4000 個核苷酸）的分析在當今的工作站上變得不可行。超立方型平行計算機的二級結構預測演算法的實現可以有效地計算完整 RNA 病毒基因組的結構，例如 HIV 1 和其他慢病毒。
漢明色譜法
摘要 多核苷酸序列隨機文庫的合成已成為生物技術的標準程序；與聚合酶鍊式反應 (PCR) [1] 等擴增方法相結合，可以進行選擇實驗，在其中篩選大量序列以獲得所需的功能。如果所需的函數可用於設計選擇約束，則可以將這些基本技術結合到優雅的體外實驗中，該實驗包括選擇和放大所選函數的交替循環。
Bootstrap 與機率論不一致
摘要 本文證明，對於沒有先驗機率分佈的情況，對於某個固定大小的所有伯努利試驗，引導 (BS) 分佈是否等於預測分佈。然後證明，在任何先驗情況下，BS 都不會給出與所有規模試驗的預測分佈相同的前兩個時刻。最後調查 BS 是否能夠得到正確的變異數。
自我複製 RNA 的混沌相互作用
摘要 給出了描述複製生物分子的複雜動力學的一般高階微分方程組。導出了導致拓樸等效系統的一般複製系統的對稱關係和座標變換。在維度 $n=3$ 的 Lotka Volterra 方程式中觀察到的三個混沌吸引子代表一個相同混沌狀態的三個橫截面。此外，廣義三維 Lotak Volterra 模型中的分形環面已「連結」到混沌吸引子之一。在等效的四維催化複製網絡中研究了奇怪的吸引子。分形環…
演化動力學 and 最佳化
摘要 我們將 RNA 序列的摺疊視為一張圖譜，為每個序列分配鹼基配對模式，稱為二級結構。這些原像可以建構為隨機圖（即「與結構相關的中性網絡」）。透過將二級結構解釋為生物訊息，我們可以製定所謂的「形狀錯誤閾值」作為 Eigen 等人的擴展。單峰景觀中誤差閾值的概念 [5]。類似於 Derrida 和 Peliti [3] 對於平坦景觀的方法，我們研究神經網路上人口的空間分佈。一方…
容錯和容錯
摘要 大腦眾多顯著的特性之一就是它的容錯能力。在許多情況下，即使大量腦細胞或組織的損失也不會完全廢除大腦功能，這種特性被稱為「優雅退化」。因此，幾乎從神經網路誕生之初就開始研究建構容錯和容錯神經網路的問題也就不足為奇了。
元胞自動機的計算力學：一個例子
摘要 我們闡述並擴展了計算力學技術，以解釋基本一維元胞自動機規則 54 的時空行為中出現的結構。識別了 CA 的主導正則域，並建立了域過濾器來定位域中的缺陷並對其進行分類。識別了初級粒子並研究了一系列粒子間相互作用。推導了過濾後的時空行為的確定性運動方程式。建立越來越複雜的過濾器是為了有效收集粒子統計數據並識別更高級別的缺陷、粒子相互作用和二級域。我們定義了時空行為凝聚成僅由域…
社會互動的離散選擇 I：理論
摘要 本文分析了個體效用表現出社會互動效應時的整體行為結果。我們研究個人選擇的廣義邏輯模型，其中包含反映個人在非合作決策環境中遵循他人行為的願望的術語。大數定律就是在這樣的環境中產生的。當社會互動超過特定門檻時，這些模型中的多重均衡就會存在，相當於平均選擇行為存在多種自洽。也研究了這些多重平衡的局部穩定性。社會規劃者決定個人選擇集的經濟屬性。此外，該模型也被證明非常適合解釋許多…
RNA 自由能景觀的近似縮放特性
摘要 RNA 自由能景觀透過「時間序列」進行分析，這些「時間序列」是從僅限於偏移集的隨機遊走中獲得的。功率譜、跳躍大小分佈的縮放以及用不同尺度長度測量的曲線長度的縮放被用來描述這些「時間序列」的結構。儘管它們在構造上是靜止的，但我們發現它們的「局部」行為與 AR(1) 和自仿射過程一致。僅限於偏移集的隨機遊走（即，每個步驟的適應度值超過特定閾值的限制）表現出與自由隨機遊走基本相…
管理碎片化景觀：宏觀方法
摘要 人們普遍認為棲息地破碎化是造成生物多樣性喪失的主要原因。在破碎的景觀中，維持棲息地的連結性是保護規劃中的重要考量。在本文中，我們開發了在多個尺度上量化棲息地連通性的方法，並根據棲息地斑塊對連結性的貢獻分配保護優先順序。透過將棲息地馬賽克表示為數學“圖”，我們表明滲濾理論可用於根據經驗景觀資料量化多個尺度的連通性。我們的結果表明，景觀的連通性高度依賴於尺度，在特徵距離處表現…
組織的慣例和其他重複行動模式：當代研究問題
摘要 本工作文件報告了 1995 年 8 月 10 日至 13 日在新墨西哥州聖達菲研究所舉行的為期四天的研討會期間討論的主要內容。該研討會致力於探討當前組織慣例和相關概念研究的困難和前景。
市場組織
摘要 在標準經濟理論中，買家的需求和賣家的供給是透過“看不見的機制”（亞當·斯密的“看不見的手”，瓦爾拉斯的tâtonnement）來匹配的。這種簡化背後的主要想法是，供給和需求在初步階段進行調整，直到達到均衡價格。然後執行出清市場的交易。在現實市場中，價格調整和買賣雙方的配對涉及大量的資訊交換。以往的經驗對於合作夥伴的選擇和接受交易的決定也很重要。所涉及的動態過程可以用認知科…
遠見、複雜性和策略
摘要 什麼是策略？這個問題的答案應該取決於預見範圍：戰略家認為他能預見多遠、多少。當公司世界的結構正在經歷一連串的快速變化，並且對代理人和工件的身份的解釋具有模糊性時，我們說遠見範圍是複雜的。我們認為，面對複雜的遠見視野，策略應該包括一系列持續的實踐，這些實踐解釋和建構構成公司行為的世界的關係。我們的討論重點是兩種相互交織的策略實踐。第一個是認知：一家公司透過假設誰生活在那裡並…
複雜性和同質性
摘要 考慮圖 1 中的兩個物件。哪個比較複雜？物件 A 可能看起來更複雜，因為它包含更多部分。或者 A 可能看起來更簡單，因為它的各個部分大小相同且彼此不相連，而 B 的大小不同且相互嵌套。另一方面，A 中的部件排列可能看起來更複雜，因為它不太規則，更難以預測，而 B 中的部件沿著物件的中線整齊地排列。這裡的問題是複雜性有不同的意義。這兩個物件都很複雜，但意義不同。
貓視網膜中的平行錐體雙極至 On-β 神經節細胞路徑：空間反應、空間混疊與空間方差
摘要 了解視網膜的一個重要問題是尋找不同細胞途徑的候選功能角色及其解剖學和生理學的細節。我們考慮了貓視網膜中三個主要錐體 $\Longrightarrow$ 錐體雙極細胞 $\Longrightarrow$ on $\beta$ 神經節細胞路徑的各種空間特性及其解剖細節的可能作用。這些通路中的視錐雙極細胞具有不同的形態，並且在收斂、發散、密度和突觸權重方面存在適度差異；目前尚不…
國家空間多樣化的動態
摘要 十九世紀中後期，美洲向西傳播。在我們這個世紀，大規模移民的故事已經在無數民謠和小說中被講述和重述。在現今的經典西部片中，長長的馬車蜿蜒穿過草原，駛向夕陽的場景就是這一幕的縮影。那個時期的人口普查數據證實了這個故事的人口面向：美國人的平均位置——可以說是國家的重點——向西轉移。然而，數據也顯示，在佔據該國中部三分之一地區的兩條寬闊地帶，即中西部各州和山區各州，向東遷移的人口…
後生動物的複雜性和演化：有趨勢嗎？
摘要 演化過程中複雜性增加的觀點已被廣泛接受，但最著名的證據卻非常印象主義。在本文中，我提出了一個理解複雜性的方案，為客觀測量提供了概念基礎。該方案還表明複雜性是涵蓋四種獨立類型的複合術語。對於每種類型，我描述了一些已設計的措施，並審查了最大值和平均值趨勢的證據。在整個後生動物中，有充分的證據表明早期顯生宙的趨勢，而且僅在一種複雜性中。對於其他每種類型，已經記錄了一些趨勢，但僅…
外部極限：尋找科學中的“不可知”
摘要 一、科學中的邏輯障礙 對於任何相信人類思維回答自然和人類事務問題的能力是無限的這一觀點的人來說，遊覽二十世紀的科學必定是一次相當令人沮喪的經歷。本世紀許多最深刻、最詳細的科學成果都是關於什麼「不能」做、什麼「不能」知道的陳述。這類最著名的限制性結果可能是哥德爾不完全定理，它告訴我們，沒有任何演繹推理系統能夠回答有關可以使用系統語言表述的數字的所有問題。簡言之，每一個夠強大…
考夫曼 N-k 模型的 NP 完整性，一個可調節的穩健適應度景觀
摘要 「適應度景觀」的概念是一個形象化的術語，表示有限圖的頂點到實數的映射，已經出現在包括進化論在內的多個領域。一個特別簡單的適應度景觀的兩個質量相似的版本的計算複雜度存在很大差異。在一個版本中，問題是「全域最優值是否大於給定值 ${\cal V}$？」透過提出實際計算最優值的有效演算法，證明該問題可以在多項式時間內完成。其他版本景觀的相應問題顯示為 ${\cal NP}$ 已…
圖二分問題中的局部最小值
摘要 我們報告了圖二分問題景觀中局部最小值數量的數值模擬，並根據景觀的相關長度提供了解釋。
HIV-1 體內動態：病毒粒子清除率、受感染細胞壽命和病毒生成時間
摘要 使用新的數學模型分析從 5 名感染 HIV 1 蛋白酶抑制劑後收集的詳細病毒量數據，估計有效感染細胞的平均壽命為 $2.2$ 天（$t {1/2}=1.6$ 天），血漿病毒顆粒的平均壽命為 $0.3$ 天（$t {1/2}=0.24$ 天）。 HIV 1 的平均總產量為每天 10.3 美元\乘以 10^9$ 病毒體，這大大高於先前的最低估計值。我們的結果還表明，HIV 1…
關於標點符號句號的問號
摘要 在最近的出版物（Bergman 等，1995）中，我們使用了 NK 適應景觀模型的二倍體版本（Kauffman 和 Levin 1987；Kaufman 1989）來研究賴特進化平衡理論的性質（賴特 1977 年綜述）。 NK 模型是一種相對簡單的方法，可將大多數早期分析（主要集中在具有兩個峰值的適應度表面）擴展到多個適應度峰值的情況。適應度景觀的崎嶇程度由參數 K 控制…
複雜模擬模型的主動非線性測試 (ANT)
摘要 模擬模型在關鍵科學、政策和管理問題的分析中變得越來越普遍。此類模型提供了一種分析具有大參數空間和非線性相互作用特徵的複雜系統的方法。不幸的是，這些相同的特徵使得使用傳統測試技術來理解此類模型變得極為困難。在這裡，我們展示瞭如何透過簡單、自動、非線性搜尋演算法來測試模型的結構和穩健性，該演算法旨在主動「打破」模型的含義。使用這裡開發的主動非線性測試（ANT），人們可以輕鬆地…
在史前西南部創造另類文化歷史：考古學中基於主體的建模
摘要 研討會的目的是討論和演示人工社會的建模，並提出其擴展我們對史前西南部知識的潛力。我們的努力是人類學家幾代人提出的關於文化和文化如何演變的更大問題的一部分。對人類社會變遷和文化演化的傳統研究透過史前和組織類型的分類得出了許多關於變化軌蹟的有用概括。然而，越來越明顯的是，有四個基本問題阻礙了一種強大的、統一的理論的發展，以理解人類社會規範、行為和製度在長期內的變化。
關於 2 臂高斯老虎機和優化
摘要 我們探索具有高斯收益的雙臂老虎機作為最佳化的理論模型。我們從貝葉斯角度闡述問題，並為 1 次拉動和 2 次拉動提供最佳策略。我們提出了參數空間區域，其中貪婪策略被證明是最佳的。我們也將貪婪策略和最優策略與基於遺傳演算法的策略進行了比較。在此過程中，我們修正了文獻中先前關於高斯強盜問題以及針對該問題的遺傳演算法的假設最適性的錯誤。最後，我們提供了一個分析上簡單的老虎機模型，…
計算未來的不完備性定理
摘要 本文證明，對於任何物理系統，我們無法建立一台能夠將該系統的狀態規格作為輸入，然後在該狀態實際發生之前正確預測其未來狀態的電腦。廣泛地說，這意味著人們無法建造一台可以保證「處理資訊比宇宙更快」的實體電腦。即使人們將注意力限制在預測有限的、純經典的、服從非混沌動力學的系統的狀態，即使人們使用無限快、無限密集的計算機，這個結果仍然成立。
時間和金錢
摘要 一般均衡是永恆的，沒有外部貨幣，價格體係是零階同質的。一些有限範圍的策略市場博弈模型被考慮以法定貨幣作為資產的初始發行。對於任意有限範圍，解是時間相關的。在無限的視野中，隨著最初發行的法定貨幣作為流動資本處於完全靜止狀態，時間消失，價格水平被確定。
論現實與模型
摘要 我討論四個世界之間的關係：現實、數學模型、電腦模擬和計算模型。介紹了圖靈機和實數模型這兩種計算模型的優缺點。然後討論了求解數學模型的內在困難（透過其計算複雜性來衡量）。在結論部分，我將考慮蛋白質折疊的例子，並應用我們所學到的知識來提出我們當前知識狀況不一致的一些可能原因。
物理：向複雜性敞開大門
摘要 在一般大眾，甚至是來自不相關領域的科學家的心目中，物理學主要與極端聯繫在一起：大爆炸和巨額資金；宇宙和亞核尺度；最稀有形式的物質，例如單個被捕獲的原子；或者通過極其精確的測量來探測暗物質、質子衰變、中微子質量等現象，而這些現像很可能根本不存在。
被動學習有限自動機
摘要 我們提供了一種透過被動觀察有限自動機行為來推斷有限自動機結構的方法綜述。我們考慮確定性自動機和機率自動機（類似於隱馬可夫模型）。雖然精確地解決一般問題在計算上是困難的，但我們將考慮啟發式演算法，以及易於處理的特殊情況。我們考慮的大多數演算法都是基於建立一棵樹的思想，該樹對我們見過的所有範例進行編碼，然後合併等效節點以產生（接近）最小自動機。
匿名內源性交互作用的識別
摘要 在社會互動的理論研究中，我們假設一個過程並試圖推論隱含的結果。在推理研究中，我們面臨一個逆邏輯問題。鑑於對結果的觀察和維持的假設，我們試圖推斷產生觀察結果的實際過程。縱觀社會科學的現代發展，對社會互動過程的實證推理問題的分析遠遠落後於我們對這些過程進行理論化的意願和能力。這種不對稱是不幸的。如果我們不問這些替代現實如何在經驗上區分，那麼假設替代現實的理論研究最終是毫無結果…
演算法獨立性和 RNA 二級結構預測
摘要 系統地研究了基於不同折疊標準（最小自由能（mfe）、動力學折疊（kin）、最大匹配（mm））和不同參數集預測RNA二級結構的演算法。使用兩種鹼基配對字母表：二元 GC 和自然四字母 AUGC 字母表。計算的結構和自由能很大程度上取決於演算法和參數集。統計特性，例如鹼基對的平均數、堆疊的平均數、平均環大小等，對參數集甚至演算法的選擇較不敏感。 RNA二級結構的一些特徵，如結…
生化組織、代謝途徑與演化理論
摘要 生物發生和演化是從初級代謝的代謝圖的普遍性和次級代謝的系統發育特異性的角度來看待的。這種分析是在普遍祖先透過化學反應的分層網絡進化的背景下發展起來的。
粒子跳躍模型與交通流理論
摘要 本文展示了粒子跳躍模型如何適應交通流理論的背景，也就是說，它展示了源自納維 斯托克斯方程式的流體動力學交通流模型與粒子跳躍模型之間的聯繫。在某些情況下，這些聯繫是準確的並且早已建立，但從未在流量理論的背景下被看待。在其他情況下，交通擁堵集群的關鍵行為可以與偏微分方程中的不穩定性進行比較。最後，它展示了所有這些如何導致交通擁堵動態的一致圖景。因此，本文開始建立全面的「動態」…
交易結構的演變
摘要 本文透過研究關於具有相互作用的主體的經濟文獻中的兩個相關線索來回顧貿易結構的演變：一是假設主體之間相互作用的特定拓撲的工作，二是讓隨機機制確定該拓撲的工作。這篇論文回顧了各向同性環境中的互動式離散選擇模型，並提出了在某些程式化的各向異性環境中的擴展，這對經濟學家來說特別有趣。特別是，循環互動模式凸顯了貨幣和信用的作用；樹型設定描述了瓦爾拉斯相互作用。論文提出，隨機拓樸互動…
複雜環境下的資產價格行為
摘要 本文首先調查了資產報酬中出現的經驗模式。主要模式如下。 (i) 樣本外的報酬很難預測。相關維數較大且不穩定；即，回報是由「複雜」過程產生的。 (ii) 交易量的去趨勢化非常持久；即，自相關函數為正，並且隨著滯後長度的增加而緩慢減少。 (iii) 報酬的波動性也非常持久，波動性的自相關函數與去趨勢交易量的自相關函數非常相似。 (iv) 去趨勢交易量和波動率同時高度相關。 (…
人口遊戲
摘要 在大多數經濟學家看來，總體經濟活動是許多追求不同利益的小型經濟主體相互作用的結果。對某些人來說，這說法是個規範性命題。它立即讓人想起亞當·斯密著名的「看不見的手」比喻，它表達了市場作為資源配置工具的規範優越性。但即使在那些對市場優越性持更為謹慎看法的經濟學家中，方法論個人主義以及對個人主體首要地位的強調也對總體經濟現象的研究產生了巨大影響。例如，它導致宏觀經濟學中那些缺乏…
經濟如何在空間中組織自身：新經濟地理學綜述
摘要 正如矽谷的例子所表明的那樣，位置的經濟分析——經濟的地理——是經濟學的一個子領域，典型的複雜性流行語在其中應用得最為明顯和引人注目。不言而喻，空間經濟是一個具有路徑依賴特徵的自組織系統。在這個領域中，個人決策的相互作用會在總體層面上產生意想不到的緊急行為；它的動態景觀通常是崎嶇不平的，空間經濟的演變通常涉及“間斷平衡”，其中驅動變量的逐漸變化導致最終行為偶爾發生不連續的變…
個體學習與社會學習：波動環境中的演化分析
摘要 提出了社會和個體學習的單倍體無性遺傳模型。一種基因型的動物，個別學習者（IL），在當前環境中表現最佳，並且除了由於學習錯誤導致的固定成本外，在該環境中具有最佳適應度。另一種基因型的動物是社會學習者（SL），每隻動物都會複製上一代的隨機個體。然而，社會學習者的表型取決於它所模仿的對象。如果它複製了 IL 或行為正確的 SL，則它具有「正確」的表型，SLC。否則，它的行為是適…
經驗蛋白質勢的神經網路表示
摘要 最近，人們對推導和應用基於知識的、經驗的蛋白質潛在功能產生了極大的興趣。這些經驗勢源自於相互作用的、空間相鄰殘基的統計數據，如可以從已知蛋白質晶體結構的資料庫中獲得的。在本文中，我們利用神經網路從判別函數的角度重新定義經驗勢函數。這種方法概括了先前的工作，其中在已知蛋白質結構的資料庫上使用簡單的頻率計數統計。這種概括使我們能夠避免嚴格成對互動的限制。現在，我們不再用頻率計…
收益遞增與商業的兩個世界
摘要 我們對市場和企業運作方式的理解是一個多世紀前由少數歐洲經濟學家——英國的阿爾弗雷德·馬歇爾和他在歐洲大陸的一些同時代人傳授給我們的。這種理解完全基於收益遞減的假設：在市場上取得領先的產品或公司最終會遇到限制，從而達到價格和市場份額的可預測均衡。該理論粗略地適用於馬歇爾時代的批量加工、煙囪經濟。它在今天的經濟學教科書中仍然盛行。但在本世紀，西方經濟穩步持續地經歷了從大宗材料…
文化演化簡史：階段、主體與修補
摘要 文化系統演化的研究在過去的一個世紀中經歷了一系列的變化。文化演化的研究真正開始於十九世紀兩位最重要的人類學家的著作：劉易斯·亨利·摩根（Lewis Henry Morgan，1877）和愛德華·B·泰勒（Edward B. Tylor，1871、1881）。摩根和泰勒都認識到，世界各地許多不同文化中都存在廣泛的相似模式，並開發了並行類型學來對這些跨文化模式進行分類。摩根和…
具有中間體的自催化網絡 I：不可逆反應
摘要 考慮一類基於模板依賴性複製和特異性催化的自催化反應網絡。簡單複製動力學的三分子「基本步驟」被分解為兩個連續的不可逆反應。對極端情況、公共資源競爭和超循環式合作回饋進行了詳細分析。儘管擴展網路的動態通常類似於相應的複製器動態，但存在顯著差異。最值得注意的是，合作模型中的內部不動點對於任意數量的物種來說是漸近穩定的，而簡單的複製動力學預測了四個物種和更少物種的漸近穩定固定點以…
演化中的複雜性是如何產生的？
摘要 生物學中的信息具有與化學和物理學中的信息不同的性質。它以編碼形式出現，並以與資訊科技和電腦科學密切相關的方式進行處理。生物資訊本質上儲存在基因型中，並透過遺傳而不是直接透過表觀遺傳過程傳遞給後代。細胞代謝可以直接解釋為訊息處理。資訊與複雜性密切相關：越複雜的事物需要更多的資訊來建構和操作。對生物現象的任何全面理解都需要用進化論來解釋，正如 Theodosius Dobzh…
隨機結構中的映射
摘要 隨機結構中的映射是在廣義超立方體 $Q{n \over \alpha}$ 的頂點上定義的。隨機結構由（i）隨機接觸圖和（ii）施加在隨機接觸圖的相鄰頂點上的關係族組成。隨機接觸圖的頂點集合是頂點$V \in Q{n \over \alpha}, {P 1,...,P n}$的所有座標的集合。隨機接觸圖的邊是兩個隨機圖的邊集的並集。第一個是 $2m$ 個頂點 ${P {i …
各向同性與亞穩態：重新檢視 XY 哈密頓量的景觀
摘要 局部最優的數量是景觀的一個重要特徵。它似乎取決於景觀的成對相關性及其與統計各向同性的偏差。我們使用田中和愛德華的 XY 哈密頓量作為例子來研究堅固性、亞穩態和各向同性之間的關係。
動態辨識器：模擬電腦的即時語言識別
摘要 繼波拉克之後，我們考慮了一個可以即時識別各種語言的模擬電腦模型。我們透過組合迭代映射將輸入單字編碼為 ${\bf R}^d$ 中的點，然後將不等式應用於結果點以測試語言中的成員資格。每類地圖和不等式，例如具有有理係數的二次函數，都能夠識別特定類別的語言；例如，線性和二次映射可以同時具有堆疊式和佇列式記憶體。我們使用相當於 Vapnik Chervonenkis 維數的方法…
不完美的集體安全與軍備競賽動態：為什麼一點點合作就能產生很大的影響
摘要 本文使用簡單的數學模型來探討安全制度與軍備競賽動態之間的關係。主要焦點是被稱為集體安全的製度，該制度受到廣泛關注。然而，很少有人關注數學，而且據我所知，其中都不涉及動力系統。因此，本文的目的之一是在動態系統背景下將集體安全形式化，這將使我們能夠得出一些意想不到的結果。當然，這種形式化需要對集體安全進行嚴格的定義。也就是說：想像三個國家 $x$、$y$ 和 $z$。 「完美…
基因-文化協同演化理論
摘要 考古記錄中出現的石器大約是在兩百五十萬年前。這項觀察的意義不僅在於「能人」和後來的原始人類物種有能力製造石器技術，而且還在於這些技能代代相傳。因此，這些簡單的文物代表了文化的最早證據。事實上，各種脊椎動物社會學習的比較證據表明，文化傳播幾乎肯定早於「能人」相當長的時間。然而，動物的社會學習很少穩定到足以支持資訊從一代累積到下一代的傳統。考古記錄證明了這樣一個事實：至少在過…
有害突變、可變上位交互作用和重組的演化
摘要 在本文中，我們研究了在反覆出現有害突變的情況下允許重組增加的條件。我們關注 Feldman 等人首先研究的三基因座模型。 (1980)，它遵循修飾基因座的動力學，該修飾基因座改變兩個受有害突變影響的基因座之間的重組率。儘管費爾德曼等人。 (1980)指出，如果存在遞減上位性，則可能有利於增加重組，我們表明，只有在選擇的基因座之間存在協同位性時，增加重組率的等位基因才能入侵…
重組演化的群體遺傳學觀點
摘要 最適性論證和修正理論被視為演化重組研究的典範。最適性標準（例如平均適應度最大化）可能與根據修飾基因座重組演化開發的模型的結果一致。然而，修正模型表明，平衡平均適應度在重組率的演化過程中可能會降低，並且並不總是最大化。因此，最優性論證並不能成功預測重組率增加或減少的條件。修飾模型的結果表明，當群體最初接近連鎖不平衡的多態性平衡時，通常傾向於降低重組率。當群體受到定向選擇或有…
物件的屏障：從動態系統到有界組織
摘要 自我維持的自然系統包括全球氣候系統、所有生物、許多認知過程以及人類社會制度的多樣性。建構自我維護的人工系統的能力將是非常理想的。然而，奇怪的是，不存在易於識別的科學傳統來試圖理解哪些類別的此類系統是可能的或發現實現它們所需的條件。鑑於這種系統自然而然地普遍存在，以及自我維護作為設計特徵的可取性，任何建立這種傳統的可靠方法都值得認真關注。我們最近開發並實施了一個解決該問題的…
一種有效估計Bagging泛化誤差的方法
摘要 在裝袋[Bre94a]中，人們使用訓練集[Efr79，ET93]的引導複製來嘗試提高學習演算法的效能。透過交叉驗證來估計測試集上產生的泛化誤差的計算要求通常令人望而卻步；對於留一法交叉驗證，需要以 $mv$ 次的順序訓練底層演算法，其中 $m$ 是訓練集的大小，$v$ 是重複次數。本文提出了幾種利用偏差 方差分解 [GBD92、Wol96] 來估計袋裝學習演算法的泛化誤差…
一維和二維的閉式解析圖可以模擬圖靈機
摘要 我們展示了由有限數量的三角項組成的封閉式解析函數可以模擬圖靈機，在一維或在兩個或多個維度上即時呈指數減速。
從資訊軟體到資訊戰
摘要 在 1986 年的第一次會議上，電腦科學與技術委員會、國家研究委員會確定了六個關鍵的國家問題。我討論了這六個問題在 1986 年出現的情況，以及它們在我 1996 年的視角下的表現。 1986 年，我不想再提出第七個關鍵問題。從八十年代中期開始，我注意到我們的資訊基礎設施容易受到電子或物理攻擊的各種方式。我沒有公開表達這種擔憂，因為我擔心這弊大於利。現在我們的脆弱性受到了…
金融衍生性商品確定性定價的新結果
摘要 蒙特卡羅模擬廣泛用於對複雜的金融工具進行定價。最近的理論結果和廣泛的計算機測試表明，確定性方法在速度和置信度方面可能要優越得多。在本文中，我們在抵押貸款債務 (CMO) 上測試了 Tezuka 提出的廣義 Faure 方法。這需要360度維度的整合。我們得出的結論是，確定性方法大幅擊敗了蒙特卡羅方法。在我們測試過的確定性方法中，廣義 Faure 方法是首選方法。例如，對於…
博弈論模型中的演化動力學
摘要 討論了許多基於帶有噪音的迭代囚徒困境的進化模型。演化行為的不同面向透過（i）透過改變遊戲的複雜性（迭代遊戲、錯誤、誤解、收益矩陣的選擇）、（ii）透過引入空間維度和（iii）透過修改策略空間和策略的表示來說明。其中一種變體涉及有限迭代博弈，它具有僅背叛策略的獨特納許均衡，並且表明當添加空間維度時，演化通常會避免這種狀態。策略的有限自動機表示也被重新審視，一個模型顯示了囚徒…
群體模擬系統：用於建構多代理模擬的工具包
摘要 Swarm 是一個用於模擬複雜自適應系統的多智能體軟體平台。在 Swarm 系統中，模擬的基本單位是“群”，即執行一系列操作的代理的集合。 Swarm 支援分層建模方法，代理可以由嵌套結構中的其他代理群組成。 Swarm 提供物件導向的可重複使用元件庫，用於建立模型並分析、顯示和控制這些模型上的實驗。 Swarm 目前提供完整、免費原始碼形式的測試版。它需要 GNU C …
科學的第二次變形：第二種觀點
摘要 本文是「A First Look at the Second Metamorphosis of Science」（SFI 工作論文 95 01 001 和 CCSR 報告，貝克曼研究所）的延伸，部分基於 1995 年 7 月 21 日在奧地利拉克森堡國際應用系統分析研究所 (IIASA) 所做的講座「科學的第二次變形」。大綱： 1. 引言：科學的三個組成部分：(I) 科學…
動盪的風景：對話
摘要 1996 年 6 月 29 日至 1997 年 1 月 4 日，舊金山探索博物館（著名的科學、藝術和人類感知博物館）展出了「動盪的景觀：塑造我們世界的自然力量」。這個具有里程碑意義的展覽由美國國家科學基金會資助，展出的作品利用自然的力量來捕捉和揭示複雜且看似混亂的自然過程——漩渦、旋轉的沙塵暴、侵蝕的懸崖、雪崩、龍捲風。
使用統計力學評估 RNA 折疊的可靠性
摘要 我們分析了古細菌、細菌、葉綠體、粒線體和真核生物的 16S 和 16S 樣以及 23S 和 23S 樣核醣體 RNA 的鹼基對機率分佈，正如 RNA 折疊分配函數方法所預測的那樣 (McCaskill, 1990)。透過將鹼基配對機率分佈與比較序列分析（比較結構）預測的結構進行比較，對RNA折疊的可靠性進行定量分析。我們區分了兩個與 RNA 最小自由能結構的可靠性相關的因…
重組空間的代數理論
摘要 針對重組引起的構型空間結構提出了一種新的數學表示，我們稱之為「P結構」。它由物件對到搜尋空間中所有物件的冪集的映射組成。此映射將可從親代「基因型」獲得的所有重組基因型的集合分配給每對親代「基因型」。結果表明，這種結構允許將健身景觀傅立葉分解為「基本景觀」的疊加。這種分解類似於突變空間上適應度景觀的傅立葉分解。基本景觀是作為為 P 結構定義的拉普拉斯算子的本徵函數而獲得的。…
景觀與分子演化
摘要 RNA 分子的體外演化被視覺化為健身景觀上的爬山過程，可以從分子特性和功能推導出來。優化過程是由序列到結構映射的高度冗餘決定的：序列比結構多得多，並且折疊成相同結構的序列（幾乎）隨機分佈在序列空間中。這種冗餘的兩個結果對於演化很重要：形狀空間被序列空間中的小連接區域覆蓋以及擴展中性網路的存在。這兩個結果共同解釋了大自然如何透過反覆試驗快速有效地找到複雜優化問題的解決方案，…
滅絕：壞基因還是弱混沌？
摘要 生命滅絕和多樣化的動態並不是一個由隨機輸入驅動的簡單隨機過程。眾所周知，生物相互作用在人群對物理因素的反應中發揮著非常重要的作用。儘管如此，目前尚不清楚生態規模與宏觀演化規模之間的關係。在本文中，我們建議這兩個層級至少在某種程度上是解耦的。使用大規模演化的簡單模型，我們展示了$n$種生態系如何演化到產生各種規模滅絕的臨界狀態。這種狀態涉及存在高度不可預測性的情況。整體宏觀…
淋巴組織中 HIV-1 感染的定量影像分析
摘要 開發了一種定量技術來確定淋巴組織 (LT) 中兩個重要細胞區室中的 HIV 1 病毒負荷。影像分析和原位雜交相結合表明，在感染的症狀前階段，濾泡樹突狀細胞表面的病毒粒子中存在每克LT病毒RNA約10^8$拷貝的大池，以及具有20至200個病毒RNA拷貝的感染細胞10^3$至10^5$（每克）的較小池。發現這些細胞中病毒RNA的濃度遠低於培養中有效感染的細胞，這與免疫或其他…
計算政治經濟學
摘要 在本文中，我們討論了自適應計算建模技術在政治經濟學領域的使用。引言考慮了計算方法的優點。本文的大部分內容描述了兩種計算模型：選舉競爭的空間模型和蒂博特模型。在本文的最後，我們討論了這些新技術的未來。
簡單一維自旋系統的統計複雜性
摘要 我們提出了由具有有限範圍相互作用的一維自旋系統產生的空間結構的兩個互補測量的精確結果。第一個是過量熵，測量配置中儲存的表觀空間記憶。第二個是統計複雜性，衡量最佳預測配置中的自旋值鏈所需的記憶體量。這些統計數據捕捉了不同的屬性，並且與現有的熱力學定量不同。
有限資訊交易背後的馬可夫過程
摘要 Gode 和 Sunder (93) 表明，代理人在雙重拍賣中隨機出價和出售（每個代理人都被限制不賠錢）將榨取市場上幾乎 100% 的剩餘。交易過程進一步收斂於競爭均衡。由於代理人的最佳化能力有限，戈德和桑德的結果回應了均衡理論假設經濟代理人超人能力的批評。然而，Gode Sunder 結果是針對部分平衡模型的。因此，在評估其結果的重要性時，有必要詢問代理是否可以擴展到具…
自然理性
摘要 我們提出了一種對經濟系統進行建模的方法，其中結果局部取決於主體對其他主體所做的預測。我們開發了群體遊戲，其中每個代理商自適應地搜尋其環境的良好模型。我們證明，此類系統可以表現出持久的動力學、低複雜性狀態和高複雜性狀態之間的循環振盪以及其他複雜但內生的現象。我們建議將這些「適應性理性」主體視為理性預期的自然延伸，適用於相互一致性不切實際的情況。我們討論我們的工作與有限理性、…
集體誘導計算
摘要 許多自然系統作為社會昆蟲，共同執行複雜的計算。在這些群體中，大量個體以本地方式進行交流，並向最近的鄰居發送訊息。有趣的是，對這些社會的一般觀察表明，個體的計算能力相當有限，這表明在集體內部觀察到的複雜動態是由元素之間的相互作用引起的，並且不是在個體層面上定義的。在本文中，我們使用全局耦合映射（GCM）作為分散式系統的通用理論模型，並使用 Crutchfield 的統計複雜…
經濟景觀中的在地登山
摘要 利潤最大化是困難的。經驗豐富、經驗豐富的管理者對於哪種行動最有可能為特定公司實現利潤最大化存在分歧。另一方面，利潤最大化的經濟模型一般來說很簡單。訓練有素的經濟學家可以輕易地辨別出最大化公司目標函數的行動。全域最大值是唯一且可實現的，因為目標函數被設計為具有此屬性。本文削弱了可分析處理的目標函數的假設。我提出了一種利潤最大化模型，在該模型中，利潤本質上是最大化的。用林德布…
酒吧問題中的混合策略均衡和自適應動力學
摘要 本文著重於一種 N 人協調遊戲，Brian Arthur 稱之為「酒吧問題」。我們研究了混合策略均衡，發現存在一種獨特的純混合策略均衡，其中所有玩家都採用非退化混合策略。我們也研究了一些簡單的動力學，透過進行一些初步的數值實驗，這些動力學可能會使系統進化到平衡。結果表明，在通常的初始條件下，系統將收斂到唯一的混合策略均衡。
多數投票元胞自動機、Ising 動力學和 P 完備性
摘要 我們研究元胞自動機，其中每個站點的狀態由其鄰近站點的多數投票決定。對於一組有限的初始條件，這些等效於零度溫度下伊辛模型的單自旋翻轉動力學中的非零機率躍遷。我們證明，在三個或更多維度上，這些系統可以模擬 AND 和 OR 閘的布林電路，因此是 P 完備的。也就是說，預測未來的狀態 $t$ 時間步長至少與串行電腦上需要多項式時間的任何其他問題一樣困難。因此，除非在電腦科學中廣…
重新檢視神經元集合模型中的隨機共振
摘要 考慮了最近提出的兩種感覺訊息神經元編碼機制，涉及非週期性時變輸入的隨機共振效應。使用理論論證和數值模擬表明，用於所謂的非週期隨機共振（ASR）場景的相關測量的噪聲增加的非單調行為並不依賴於雙穩態和可激發系統中隨機共振典型的協同效應。相反，訊號緩慢變化的 ASR 更恰當地解釋為雜訊的線性化。因此，在沒有調諧的情況下多神經元隨機共振中「共振曲線」的加寬也可以透過這種線性化來解…
管理變革和利基產品的成功
摘要 本文提出了一個公司準備向消費者偏好隨時間變化且無法直接觀察的市場推出產品的模型。市場研究用於確定生產什麼類型的產品。員工根據市場研究資料所做的決策具有有限理性；因此，組織結構在決策分析中扮演關鍵角色。分析了組織結構和隨機環境的互動對利潤的影響。特別關注利基吸引力產品和大眾吸引力產品的組織規模和獲利能力的選擇。
社會經濟行為的統計力學方法
摘要 本文提供了一個統一的架構來解釋經濟學文獻中出現的各種交互作用模型。取自統計力學文獻的形式化顯示涵蓋了許多社會經濟現象，從非婚生到總產出到犯罪。該框架與離散選擇的計量經濟模型有著密切的關係，因此具有使交互模型可估計的潛力。提出了統計力學在社會經濟問題中的許多新應用。
企業家：自信的代理人打破自我確認平衡
摘要 該計畫的目的是開發一個模型來比較和對比企業家的幾種相互競爭的經濟觀點。問題在於那些被冠以「企業家」稱號的代理人與社會其他人的不同之處以及這些差異所導致的結果。根據最近的博弈論研究，企業家的一個自然定義出現了：那些使社會其他人遠離源自於錯誤信念的自我肯定行為的人。我們希望探討實現這種變革的條件，並將其與創業活動的傳統經濟觀點進行比較。此模型中的代理人在嘗試從觀察資料中了解其…
摘要 「調查」最普遍的目標是探討是否可能存在一些普遍規律來管理某一類非平衡系統——即自主主體的共同演化自
摘要 「調查」最普遍的目標是探討是否可能存在一些普遍規律來管理某一類非平衡系統——即自主主體的共同演化自我建構群體。第一講討論了“適應度景觀”的一般特徵，即共同進化過程，其中一個“代理”的適應性運動改變了其夥伴的適應度景觀，並試圖表明內生的共同進化過程允許“代理”，每個“代理”適應自己自私的“適應度”，調整其適應度景觀的耦合和堅固性，從而使整個系統達到特定的自組織臨界狀態。第二…
反覆囚徒困境中互動與學習的定位
摘要 重複囚徒困境中合作的演變取決於博弈的條件。一系列電腦模擬的結果表明，遊戲中合作遊戲的出現受到互動和學習本地化的強烈影響。學習的在地化促進了相互合作，而互動的在地化卻對其產生了模糊的影響。此外，學習的在地化似乎會促進系統中的不平衡行為。
隨機迭代囚徒困境中的均衡選擇
摘要 最近的大量著作認為，從根本意義上講，科學正在達到極限。這項工作的基本主張是雙重的。首先，有人認為，對於許多研究領域，特別是物理學、化學和生物學，科學提供了本質上準確的自然觀。進化論、相對論和量子力學理論被視為科學成功的主要例子。這些成功的自然理論的進一步進展將是這些現有廣泛理論的衍生。其次，有人認為，在科學探究無法取得巨大經驗成功的領域，根本進步是不可能的。不可驗證性的發…
科學的限制還是認識論的限制？
摘要 最近的大量著作認為，從根本意義上講，科學正在達到極限。這項工作的基本主張是雙重的。首先，有人認為，對於許多研究領域，特別是物理學、化學和生物學，科學提供了本質上準確的自然觀。進化論、相對論和量子力學理論被視為科學成功的主要例子。這些成功的自然理論的進一步進展將是這些現有廣泛理論的衍生。其次，有人認為，在科學探究無法取得巨大經驗成功的領域，根本進步是不可能的。不可驗證性的發…
晶格分子自動機 (LMA)：結構分子動力學的物理化學模擬系統
摘要 分子自組裝在生化系統中經常遇到，產生具有明確功能的高階結構。然而，這些過程背後的驅動力尚不清楚。 「晶格分子自動機」（LMA）是一種計算工具，適用於模擬大規模分子系統中的自組織過程。本文介紹了在離散場、元胞自動機環境中發展分子動力學和自組裝所需的基本計算概念：分子物件被編碼為六角晶格上的資料結構。傳播力粒子與動能和位能項一起，定義了相對於指定的分子動力學和力場屬性具有最小…
熵驅動的分子自組裝過程的模擬與動力學
摘要 分子自組裝經常被發現可以在生化系統中產生更高階的功能結構。其中一個例子是脂質在水溶液中自組裝形成膜、膠束和囊泡，另一個例子是細胞骨架的動態形成和重排。這些過程通常由局部短程力驅動，因此，動力學僅基於局部相互作用。在本文中，我們介紹了一種基於元胞自動機的模擬，即晶格分子自動機，其中代表不同分子實體（如水、親水性和疏水性單體）的資料結構共享六邊形二維晶格上的局部傳播力資訊。此…
高階緊急結構的生成
摘要 在複雜系統（特別是自組織系統）的研究中，出現了湧現和高階結構的概念。 [1,2] 中給出了研究它們的框架，其中超結構的概念以直觀和形式的意義出現。但事實證明，在這些系統的形式化中，從第一原理產生更高階的湧現是相當困難的。第一個問題當然是就什麼是高階結構達成一致。眾所周知，二階結構相對容易出現，問題是如何在沒有外界幹擾的情況下進行三階結構。本文的目的是根據[19]和[12]…
網路流量作為一種自組織的關鍵現象
摘要 本文概述了解決大型城市交通系統中的複雜性問題和現實工程問題的方法。在此背景下，我們討論設計高效且可控的大都市交通系統的基本問題。
關於仿真和動態層次結構的註釋
摘要 本文總結了與形式動力系統中產生高階湧現結構相關的一些問題，以及能夠產生高階結構的動力系統的一些形式屬性。
進化元胞自動機中的嵌入粒子計算
摘要 在我們的工作中，我們正在研究遺傳演算法（GA）如何進化細胞自動機（CA）來執行需要全局協調的計算。 「進化細胞自動機」框架是研究進化（自然或計算）如何創建執行緊急計算的系統的理想化手段，其中簡單計算的動作，其中具有局部信息和通信的簡單組件的動作引起協調的全局信息處理。
簡單技能生態的出現：經濟組織的超循環方法
摘要 Buss (1987) 以及 Fontana 和 Buss (1994) 有力地指出，生物學的遺傳學和達爾文進化論的現代綜合取得了令人印象深刻的進步，其代價是忽略了一個關鍵的中間步驟——有機體（或者更一般地說，組織）的存在。遺傳等位基因的分佈是由這些等位基因的表型「攜帶者」的選擇壓力決定的。但表型本身的存在從未被解釋。正如豐塔納和巴斯自己所說：「基於等位基因、個體和群體動…
有限族群在演化搜尋中引發亞穩定性
摘要 我們引入了一種分析模型，該模型根據適應度分佈空間中的流來預測簡單演化演算法的動態。在無限總體的限制下，運動方程式以封閉形式導出。我們展示了有限的人口如何導致停滯期——「健身時期」——以及快速跳躍——「創新」。此分析透過流的亞穩態固定點識別曆元，並給出曆元適應度水平、持續時間和群體分佈的準確預測。
透過不穩定極限環的逃逸率的振盪行為
摘要 假設二維動力系統有一個穩定的吸引子，該吸引子被不穩定的極限環包圍。如果系統受到白噪音的加性擾動，則通過極限環的逃逸率將隨著雜訊強度呈指數下降。這種緩慢振盪因素的存在是由於系統的非平衡勢在極限環上是不可微的。我們指出了隨機共振模型的弱噪音極限的含義。
元胞自動機計算：綜述
摘要 簡介 元胞自動機 (CA) 是分散的、空間擴展的系統，由大量具有局部連接性的簡單相同組件組成。此類系統有潛力以高度的效率和穩健性執行複雜的計算，以及對自然界中複雜系統的行為進行建模。由於這些原因，CA 和相關架構在自然科學、數學和計算機科學領域中得到了廣泛的研究。它們已被用作物理和生物現象的模型，例如流體流動、星系形成、地震和生物模式形成。它們被認為是可以證明形式屬性的數…
具有許多代理商的股票市場中的價格變化
摘要 股票價格發生巨大變化的頻率足以引起人們對現有模型的懷疑，這些模型都無法解釋非高斯統計數據。我們建構了股票市場的簡單模型，並認為巨大的變化可能是由於群體效應，即代理人互相模仿的行為。不同時間尺度上的變化可以以系統化的方式相互關聯，類似於 Mandelbrot 提出的描述真實市場指數的 Levy 穩定分佈。在最簡單、最不切實際的情況下，透過映射到擴散和湮滅粒子的模型來導出變化…
同步CA景觀的結構
摘要 在許多複雜的系統控制情況下，需要尋找解決方案或替代方案。搜尋解決方案可以透過健身景觀的搜尋來建模。了解底層景觀的結構有助於解釋或預測其上實際海洋的各個方面，從而控制生活在景觀上的系統。本文介紹了表徵適應度景觀結構的結果，該結構是透過搜尋元胞自動機而產生的，元胞自動機是複雜系統的簡單數學模型，可以執行某些重要的計算任務（全域同步）。事實證明，這個景觀的結構與迄今為止所看到的…
含糊不清的治療
摘要 經濟學長期以來一直將決策與優化聯繫在一起。決策者從已知的選擇集 C 中選擇一個動作。所選的動作最大化已知的實值目標函數 $F(\cdot) : C R$。最佳化假設有足夠的知識 $C$ 和 $f(\cdot)$ 來決定最佳操作。假設決策者知道$C$，但不知道$f(\cdot)$。他只知道 F$ 中的 $f(\cdot) \，其中 $F$ 是將 $C$ 映射到 $R$ 的一…
未知與不可知
摘要 我提出有關科學中未知和不可知的問題。我還簡要地討論了 1996 年新聞中經常出現的兩個主題，這兩個主題可能會與我的主題錯誤地混淆。首先是約翰‧霍根所寫的《科學的終點》一書，其次是對《科學戰爭》編輯們的大騙局。
大規模交通模擬
摘要 大規模微觀（即基於車輛的）交通模擬至少在兩個應用領域對計算速度提出了很高的要求：（i）即時交通預測，以及（ii）長期規劃應用（其中需要在微觀模擬和個人行為的模擬規劃之間重複「循環」）。作為粗略數字，洛杉磯等地區（約 100 萬旅客）的即時模擬將需要遠高於每秒 100 萬次「粒子」（=車輛）更新的計算速度。本文回顧如何在不同的專案中解決這個問題，以及這些方法如何依賴特定問題…
隨機結構的演化
摘要 在本文中，我們使用粗粒度水平來研究分子的結構和動力學之間的關係，在粗粒度水平上我們將分子結構視為「隨機結構」。隨機結構由 (i) 一個（隨機）接觸圖和 (ii) 施加在其相鄰頂點上的關係族組成。接觸圖的頂點集只是序列的所有索引的集合，其邊是透過在兩個隨機化過程中（從所有可能的鍵的集合中）挑選二級和三級鍵來獲得的。與邊緣相關的對應關係分別被視為二級鹼基配對規則和三級交互作用…
數學 and 計算 Challenges in 族群 生物學 and 生態系統 Science
摘要 解決生物學問題的數學和計算方法在不久前還屬於邊緣活動，現在被認為提供了一些最強大的工具來了解自然、指導實證工作並提供綜合和分析框架 (1,2)。在生物學的某些領域，例如分子生物學，其出現是最近但引人注目的，例如作為核酸序列分析或大分子結構分析的輔助手段。相較之下，在群體生物學中，數學方法和經驗方法之間的結合已有一個世紀的歷史，具有豐富的傳統和它所提供的見解。例如，統計和隨…
貨幣經濟的預期多樣性
摘要 我們研究了世代重疊的貨幣經濟，其中主體的預期取決於對未來物價水準的向後預測。我們使用離散選擇理論來模擬智能體如何根據過去的預測誤差選擇預測變數。讓可用預測變數的數量趨於無窮大，我們就得到了系統的「大類型限制」。採用大類型限制極大地減少了自由參數的數量，同時保持了期望的多樣性，我們認為這對於建立合理的基於學習的模型是必要的。此模型的動態受到「選擇強度」的強烈影響，而「選擇強…
HIV 感染的目標細胞限制模型和免疫控制模型：比較
摘要 我們開發了 HIV 1 感染臨床潛伏期的各種數學模型，假設 HIV 1 感染受到 HIV 可以感染的細胞的可用性或特定的抗 HIV 細胞免疫反應的限制。前一種模型我們稱為「目標細胞限制」。透過相平面分析比較模型，我們發現它們都屬於捕食者 被捕食者模型類別。在目標細胞限制模型中，病毒是捕食者，以目標細胞獵物為食，而在免疫控制模型中，病毒是由免疫反應捕食者控制的獵物。因為這兩…
凝膠電泳的 Repton 模型
摘要 我們討論 DNA 瓊脂糖凝膠電泳的雷普頓模型。我們回顧了先前的解析和數值結果，提出了一種用於模型有效模擬的新數值演算法，並提出了模型解析解的新方法。
中性景觀的光譜表示
摘要 生態景觀的模式通常是不同尺度下不同過程運作的結果。景觀生態學中引入了中性景觀模型，以區分簡單隨機過程結果的模式與更複雜生態過程產生的模式。最近的研究使用了日益複雜的中性模型，其中納入了傳染和對隨機模式的其他約束，以及使用中性景觀作為空間模擬模型的輸入。在這裡，我考慮一個基於光譜變換的通用數學框架，該框架以光譜基函數集表示所有中性景觀模型。考慮分形和多重分形模型，以及具有多…
當中心細胞回收回中心母細胞時，體細胞突變導致有效的親和力成熟
摘要 儘管大多數突變都是有害的，但體細胞突變和生髮中心 (GC) 內的選擇之間的相互作用會導致高親和力記憶 B 細胞的快速生成。具有大量突變的高親和力 B 細胞是如何在 GC 中產生和保存的，在其高峰期僅含有數千個細胞，一直令人費解。我們開發了一種 GC 內的體細胞突變和 B 細胞擴增模型來解決這個難題。我們表明，抗原選擇的中心細胞經常回收回中心母細胞可以導致有效的親和力成熟。…
單股 RNA 不同功能類別之間核苷酸鹼基組成的整體相似性
摘要 單股 RNA (ssRNA) 的不同功能類別的數量以及代表它們的序列數量非常多，而且還在持續增加中。在演化背景下組織這些數據至關重要，但傳統的比較序列分析需要識別同源位點。這阻止了不具有位點間序列相似性的不同功能類別的序列之間的比較分析。單一演化譜系內的分析也限制了演化推論，因為共同的祖先混淆了歷史上與生物物理原因所強加的分子結構和功能的特性。在這裡，我們對 ssRNA …
集體行動的結構與策略：社交網絡中的溝通與協調
摘要 本文考慮了對集體行動的結構性和策略性影響。只有當參與的總人數至少達到她的閾值時，團體中的每個人才願意參與；人們使用社交網絡來交流他們的閾值。結果包括： 派系形成的共同知識對於集體行動來說是足夠的，並且在某種意義上是必要的； 「叛亂分子」（強烈傾向於集體行動的人們）的分散可能有利於集體行動，但過多的分散可能是壞事；經典的「跟風」模型誇大了集體行動的脆弱性。
大型系統中的相干雜訊、尺度不變性與間歇性
摘要 我們引入了一類新的模型，其中大量「代理」在外部施加的相干雜訊的影響下組織起來。該模型顯示了重組事件，其規模分佈在幾十年內都嚴格遵循冪律，即使在代理彼此不相互作用的情況下也是如此。此外，系統還顯示「餘震」事件，其中大擾動之後有時會發生一系列其他擾動，這些擾動按照 $t^ 1$ 定律分佈。我們也發現系統中代理的壽命具有冪律分佈。我們使用動力學的近似分析處理來解釋所有這些結果，…
模型生態系中的社區大會
摘要 環境和生物因素調節物種豐度和生態群落的組成。然而，由於觀測的限制和歷史影響，很難證明自然界中社區集會的原理。數值模擬可用於評估假設的機制是否產生自然群落中看到的模式。大多數多物種群落模型都假設族群中所有個體都有類似的行為。在這裡，我們描述了一個基於主體的多物種群落模型，其中各個主體之間的相互作用受到達爾文選擇（Holland 的 Echo 模型）的影響。為了評估模型對進化…
單股 RNA 鹼基組成的適應性演化趨同的證據
摘要 與蛋白質一樣，單股 RNA (ssRNA) 會經歷分子內摺疊，形成複雜的構象，進而決定其代謝功能。我們從 ssRNA 和人工核酶的七個功能類別的系統發育代表性樣本中編制了核苷酸組成數據，除了 G+C 含量外，還表示為 G+A 和 G+U。與已知在生物體內部和生物體之間存在差異的 G+C 含量不同，G+A 和 G+U 含量在與序列相似性和功能無關的 ssRNA 之間受到顯著…
人工股票市場內生預期下的資產定價
摘要 我們提出了一種基於異質代理的資產定價理論，這些代理不斷地調整他們的期望以適應這些期望共同創造的市場。我們利用聖達菲人工股票市場透過計算探索了這一理論的含義。我們認為，資產市場具有遞歸性質，因為主體的預期是基於他們對其他主體預期的預期而形成的，這排除了透過演繹手段形成預期。相反，交易者不斷假設——不斷地探索——預期模型，根據表現最好的模型進行買入或賣出，並根據它們的表現確認…
蛋白質空間中的中性網絡：基於知識的平均力勢的計算研究
摘要 背景：蛋白質空間是透過利用基於知識的平均力勢的逆折疊程序來探索的。結果：電腦模擬表明，折疊成共同形狀的胺基酸序列均勻分佈，形成跨越整個序列空間的擴展滲透網絡。結論：所有檢查的蛋白質結構上都存在很長的中性路徑，顯示存在滲透蛋白質空間的中性網絡。對於一些但不是全部限制氨基酸字母表獲得了相同的定性結果。在這方面，蛋白質的序列結構圖似乎與核酸的情況非常相似。
應用分子演化的模型與搜尋策略
摘要 在短短幾年內，分子多樣性技術徹底改變了研究受體結合、共有序列、遺傳調控機制以及生物化學和化學中許多其他問題的藥物設計和實驗方法。由於可以使用的配體庫龐大且技術快速，應用分子演化方法（例如 SELEX 和噬菌體展示）變得特別流行。這些方法取得了巨大成功，但迄今為止為它們開發的理論工作相當有限。這些方法的成功並非微不足道：正在搜尋的大量序列、單一物種的低濃度以及技術固有的噪音…
同步CA景觀的相關性分析
摘要 相關分析將應用於由一維元胞自動機的同步任務所產生的適應度景觀的子空間。這產生了一個隨機模型，可用來表徵這些子空間的相關結構。結果表明，兩個子空間都可以透過 AR(2) 模型來表徵，無論是點突變還是交叉。
具有非關聯閘的電路和表達式
摘要 我們考慮其閘在非關聯代數（例如擬群或迴圈）中執行乘法的電路和表達式。我們定義一類稱為多交換代數，由阿貝爾群的迭代准直積形成。我們證明擬群可以表達任意布林函數當且僅當它不是多交換函數時，在這種情況下它的「表達式求值」和「電路值」問題分別是 NC1 完全和 P 完全。對於一般代數來說，情況並非如此，我們給出一個反例。我們證明，如果代數的 TC0 既是多交換的又具有可解的乘法半…
計算自創生：原始演算法
摘要 本報告對最初由 Varela、Maturana 和 Uribe (1974) 提出的用於（計算）實現自創生的演算法進行了詳細回顧和重新介紹。該評論是從尋求重新實現該演算法的人的角度出發的。它源自於一個正在進行的項目，旨在使用 Swarm 模擬系統開發此類重新實現。這種重新實現的動機首先是批判性地重新審視該模型化學產生的現象學，其次將其用作內部一致性和清晰度的基礎；然後單獨…
SCL：群體中的人工化學
摘要 本報告介紹了 SCL (v0.04) 系統。這是使用 Swarm 模擬系統的人工化學的實作。這種化學性質在定性上是基於 Varela、Muturana 和 Uribe (1974) 首次描述的系統。這涉及三種不同的化學物質：底物、催化劑和鏈接，即 SCL。它的設計目的是產生簡單的自創生組織現象。瓦雷拉等人。包括其原始模型的詳細演算法說明；然而，正如 McMullin (1…
生產、貿易和貨幣的馬可夫模型：理論和人工生命模擬
摘要 本文概括了清瀧 賴特貿易模型，將交易週期視為有限博弈，因此納許定理可用於證明均衡的存在；將經濟視為馬可夫過程，則可使用遍歷定理來證明具有理想性質的均衡的存在（例如，其中存在貨幣）。馬可夫貿易模型還允許我們增加經濟的複雜性，而無需增加模型屬性分析的相應複雜性。該論文還提供了馬可夫經濟的人工生命模擬，顯示貨幣均衡是動態穩定的，不需要代理人進行高水準的學習或資訊處理。
北威州高速公路網基於路徑的模擬中的個體適應
摘要 透過給予個體駕駛員意圖，即他們想去哪裡的想法，交通模擬變得更加真實。這個想法的一種可能的實現是為每個駕駛員提供一條精確的預先計算的路徑，即該駕駛員想要遵循的一系列道路。本文展示了在現實的道路網路中，如何使用重複模擬，以便駕駛員能夠探索不同的路徑，以及擁塞位置或整個網路等宏觀量如何因此而變化。
從交叉反應記憶模型的免疫數據中導出形狀空間參數
摘要 當免疫系統被一種病原體菌株啟動並受到一種相關但不同菌株的攻擊時，就會發生交叉反應記憶反應。交叉反應的大部分性質是由針對初級抗原產生並與次級抗原交叉反應的記憶細胞的數量和分佈決定的。對抗原具有高於閾值親和力的 B 細胞位於形狀空間區域，我們稱之為「刺激球」。在交叉反應反應中，初級和次級抗原的刺激球的交叉點包含交叉反應 B 細胞，因此決定了抗原之間交叉反應的程度。我們推導了不…
關於資訊和充分性
摘要 任何兩個有限測度之間的資訊偏差不能透過任何統計運算（馬可夫態射）來增加。當且僅當態射足以滿足這兩個測度時，它才是不變的。
大規模滅絕的模型
摘要 近年來，許多作者提出，宏觀演化過程可能會產生自組織的臨界現象，這可能對生態系統的動態產生重大影響。特別是，有人認為，大規模滅絕可能是透過純粹的生物機制引起的，這是所謂的共同演化雪崩的結果。在本文中，我們首先探討了支持這一結論的經驗證據。此資料中心主要圍繞著滅絕事件和其他數量的大小分佈中冪律函數形式的存在。然後，我們提出了一種新的大規模滅絕數學模型，該模型不依賴共同演化效應…
黃病毒基因組 3'-非編碼區的二級結構：鹼基配對機率的比較分析
摘要 將完整鹼基配對機率矩陣的預測應用於黃病毒基因組的 3' 非編碼區 (NCR)。這種方法不僅可以識別明確的二級結構元素，還可以識別具有高結構靈活性的區域。黄病毒，其中许多是重要的人类病原体，具有共同的基因组组织，但在功能上重要的 3' NCR 中表现出显着程度的 RNA 序列多样性。我們證明了所有黃病毒共有的二級結構的存在以及反映已建立的分類方案的屬內病毒組的特徵結構特徵。…
標籤介導的伴侶選擇對不斷演化的群體在重複囚徒困境中的影響
摘要 描述了玩 IPD 的代理的標籤介導的伙伴選擇的簡單模型。代理策略表示為 $(i,q,q)$ 三元組，如 [Nowak 和 May，1992] 所示。標籤表示為 $[0,1]$ 中的任意實數，標籤選擇偏向於具有相似標籤的代理。每個代理商在每一世代中都會扮演其他代理商的一小部分樣本。這些遊戲的累積收益被演化演算法用作適應性度量，該演算法創建了下一代智能體。結果表明，即使是簡單…
重新發現計算自創生
摘要 本文總結了新電腦模型（人工化學）的一些初步實證結果，該模型表現出自創生組織的自發性出現和持續存在。該模型基於 Varela、Maturana 和 Uribe 最初提出的系統。在進行這種重新實現時，我們發現，Varela 等人的原始描述中沒有記錄的額外相互作用（基於鏈的鍵抑制）對於實現自創生現象至關重要。只有在仔細檢查原始模型早期版本的（未發布的）原始程式碼後，才重新發現了…
非線性和混沌測試的單盲受控競爭
摘要 人們對測試經濟數據的非線性或混沌性越來越感興趣，但現有結果引起了許多爭議。本文探討了這些經驗困難的原因。我們設計並運行了單盲受控競賽，其中包括五個備受推崇的非線性或混沌測試，以及十個模擬資料系列。資料產生機制包括線性過程、混沌遞歸和非混沌隨機過程；實驗中包括大樣本和小樣本。該資料系列由競賽經理以單盲方式產生，並透過電子郵件發送給實驗參與者，不帶任何識別資訊。每個這樣的參與…
進化可塑性會進化嗎？
摘要 在受精卵的多細胞生物體發育過程中，亞生物體組織的各個層面都會發生大量的表觀遺傳交互作用。這提出了一種可能性，即表觀遺傳相互作用系統可以在最低水平上補償或「緩衝」作為突變而發生的一些變化，從而穩定突變的表型。這種假設現像被稱為「表觀遺傳穩定性」。它的潛在重要性源自於這樣一個事實：具有遺傳基礎的表型變異是演化的重要先決條件。因此，表觀遺傳穩定性的變化可能會深刻影響可達到的演化…
論出現與解釋
摘要 湧現是一種普遍現象，可以用非常普遍的數學方式來定義。這對於研究複雜系統（這裡定義為超結構）的科學合理解釋很有用。要求是在總體框架內考慮觀察機制。定義了湧現的兩個概念，並討論了這些概念的具體例子。
晶格上的穩定性與複雜性：基於個體的食物網模型中的物種共存
摘要 食物網穩定性的理論研究通常沒有將空間視為影響物種共存的偶然因素。在這裡，我考慮了空間異質性對基於個體的食物網模型穩定性的重要性。各個個體在細胞網格上擴散並根據一組機率相互作用係數相互作用。模擬在均勻和非均勻晶格上進行。此模型有兩種模式：（1）具有全局相互作用的平均場模式，以及（2）物種在局部鄰域內相互作用的空間局部模式。在不同的模擬中比較了不同網絡連接、相互作用強度和晶格…
完整基因組中基因家族大小分佈的冪律：生物學解釋
摘要 我們比較了五種細菌（「大腸桿菌」、「流感嗜血桿菌」、「生殖支原體」、「肺炎支原體」和「集胞藻 PCC6803」）、一種古細菌（「賈納斯基甲烷球菌」）、一種真核生物（「釀酒酵母」）、牛痘病毒和噬菌體 T4。基因家族的大小與其頻率的關係顯示出冪律分佈，隨著基因組中基因數量的增加，該分佈往往變得更平坦（具有更大的指數）。冪律分佈通常會以具有邊界約束的乘法隨機過程的極限分佈出現。…
具有假結的 RNA 結構
摘要 核酸的二級結構是一類特別有趣的接觸結構。許多重要的 RNA 分子含有假結，二級結構的定義明確排除了這些假結。我們在這裡提出了包含「非嵌套」偽結的二級結構的概括。我們也根據交圖的色數來衡量更一般接觸結構的複雜度。我們證明，沒有嵌套偽結的 RNA 結構形成了一類特殊的平面圖。它們的數量和導出的上限，顯示不同結構比序列少。
對動態現象的科學理解：分析/遞歸/整體關係
摘要 「科學理解」的概念是一種非常受限制的知識形式，需要一些技術和經驗上的共識，並滿足邏輯限制。儘管有這些限制，與動態過程相關的科學知識仍然包含著極其豐富的相互聯繫，涉及不同的形式和理解水平。這種動態知識的多種形式目前在很大程度上未被認識到，將透過最近的具體技術範例來證明。從這些例子可以看出，所發現的理解（關係）都具有整體性特徵。此外，它們的整體品質在每種情況下都是獨一無二的—…
量子理論與不可逆性
摘要 標準量子理論在數學上與不可逆宏觀理論不相容。提出了另一種不可逆量子理論，它也提供了測量作為物理過程的解釋。它基於這樣的假設：物理世界受單一演化（波傳播）的支配，中間夾雜著隨機不連續性（粒子交互作用）。粒子的時間、空間和同一性是疊加的，而相互作用的類型和數量是混合的。
關於不可逆輻射過程
摘要 對導致熱輻射的不可逆輻射過程的詳細計算表明，每次吸收和發射光子時都會局部產生熵，這為不可逆量子理論提供了強有力的支持。
二維圖案的複雜性
摘要 在元胞自動機和迭代地圖等動態系統中，查看系統產生的「語言」或符號序列集通常很有用。有一些完善的分類方案，例如喬姆斯基層次結構，我們可以用它來衡量這些序列集的複雜性，從而衡量產生它們的系統的複雜性。在本文中，我們研究二維或更多維模式的複雜性層次結構的前幾個層次。我們證明了 $d=1$ 中等價的「常規語言」或「本地規則」的幾個定義導致了 $d\geq 2$ 中不同的類別。我們…
凝膠電泳 Repton 模型的擴散常數
摘要 雷普頓模型是 DNA 在電泳過程中透過凝膠擴散的「蠕動」運動的簡單模型。在本文中，我們表明該模型可以映射到由兩種類型的粒子組成的系統，這些粒子具有在一維晶格上擴散的硬球相互作用。使用這種映射，我們為模型製定了一種有效的蒙特卡羅演算法，該演算法使我們能夠模擬比先前研究的系統規模大兩倍以上的系統。我們的結果證實了先前為模型提出的縮放假設。我們也展示瞭如何使用模型的粒子版本來建…
複雜的適應與重組空間的結構
摘要 根據達爾文進化論，適應是自發性的遺傳變異和自然選擇的結果。過程的數學模型可以被視為描述代數結構的動力學，而代數結構又由產生遺傳變異（突變和/或重組）的過程定義。複雜自適應系統理論表明，突變和重組引起的代數結構的性質對於理解動力學比微分方程本身更重要。這激發了進化模型數學分析的新方向，其中突變和重組引起的代數特性是人們感興趣的中心。在本文中，我們總結了重組空間代數性質的一些…
量子宇宙學中時間問題的可能解決方案
摘要 我們認為，在經典和量子重力理論中，構型空間和希爾伯特空間可能無法透過任何有限過程來建構。如果是這樣的話，那麼量子宇宙學中的「時間問題」可能是一個偽問題，因為時間從理論中消失的論點依賴於宇宙中任何有限生命都無法實現的構造。我們提出了量子宇宙學理論的另一種表述，其中只需要預測任何給定狀態的振幅即可演化為有限數量的可能的後繼狀態。當宇宙從任何初始狀態演化時，系統的可訪問狀態空間…
使用微觀模擬回饋來適應達拉斯的真實交通狀況
摘要 本文提出了一種用於交通模擬的日常重路由鬆弛方法。從為路線設定的初始計劃開始，執行基於路線的微觀模擬。微觀模擬的結果輸入到重新路由器中，重新路由器會重新路由所有行程的一定比例。這種方法使得微觀模擬中的流量模式更加合理。此外，結果表明，本文描述的方法會導致解的強烈振盪。
達拉斯/沃斯堡地區簡化微觀模擬的經驗
摘要 我們描述了一個用於城市交通微觀模擬的簡單框架。達拉斯的中型摘錄用於檢查交通流模擬和簡單交叉口模型的元胞自動機方法的不同模擬保真度水平。我們指出了基本運動規則的顆粒結構所產生的問題。
經典自旋系統的新蒙特卡羅演算法
摘要 我們描述了許多最近開發的簇翻轉演算法，用於在臨界溫度附近有效地模擬經典自旋模型。其中包括 Wolff、Swendsen 和 Wang 以及 Niedmereyer 的演算法，以及有限聚類演算法、Kandel 和同事的多重網格方法以及入侵聚類演算法。我們描述了這些演算法在 Ising、Potts 和連續自旋模型中的應用。
生物學中異速生長法則起源的一般模型
摘要 異速生長比例關係，包括代謝率的 3/4$ 冪定律，這是所有生物體的特徵，源自於描述基本物質如何透過分支管的空間填充分形網絡運輸的通用模型。此模型假設能量耗散最小化，且終端管不隨車身尺寸變化。它提供了哺乳動物循環系統比例關係的完整分析，與數據非常一致。更一般地說，該模型預測脊椎動物心血管和呼吸系統、植物血管系統、昆蟲氣管和其他分佈網絡的結構和功能特性。
基因型與表現型：RNA 玩具世界的冒險
摘要 演化創造了動物世界的複雜性，破解演化的語言是理解自然的關鍵。透過將演化動力學視為三個不太複雜的過程的疊加來簡化：族群動態、族群支持動態和基因型 表現型映射。實驗室分析中分子的演化為這三種現象的定量分析提供了一個足夠簡單的系統。 RNA 二級結構等結構的粗粒度概念被用作模型表型。它們為全面分析整個分子演化複雜性提供了一個極佳的工具。從 RNA 基因型到二級結構的映射是高度冗…
晶格氣體預測是 P 完全的
摘要 我們證明，在有限時間內預測 HPP 或 FHP III 晶格氣體相當於計算任意布林電路的輸出，因此是 P 完整的：也就是說，它與串行計算機在多項式時間內解決的任何其他問題一樣困難。人們普遍認為計算機科學中存在固有的順序問題，而平行處理並不能顯著加速這些問題。除非這是錯誤的，否則即使使用高度並行處理，也不可能比顯式模擬更快地預測晶格氣體。更精確地說，我們無法在平行計算時間 …
禦路遺傳演算法的統計動力學
摘要 亞穩態是一種普遍現象。許多自然和人工的演化過程都會在行為的停滯期和短暫的快速變化期之間交替。在本文中，開發了一種簡單遺傳演算法（GA）動力學的分析模型，該模型確定了導致演化動力學亞穩態的一般機制。遺傳演算法的族群動態是用適應度分佈空間中的流來描述的。透過適應度分佈空間的軌跡是在無限群體的限制下以封閉形式導出的。然後，我們展示了有限族群如何在有限族群規模的「itness e…
自組織 in 社會 Insects
摘要 自組織最初是在物理和化學背景下引入的，用於描述微觀過程如何在非平衡系統中產生宏觀結構。最近的研究將這一概念擴展到動物行為學，顯示它提供了對動物，特別是社會性昆蟲中各種集體現象的簡明描述。這種描述並不依賴個體的複雜性來解釋在群體層次上出現的複雜時空特徵，而是假設簡單個體之間的相互作用可以產生高度結構化的集體行為。
科學理論選擇的形式模型
摘要 自從費耶阿本德和庫恩的經典著作以來，社會因素在科學事業中的作用一直是科學哲學和科學史的主要關注點。特別是，諸如對聲望的渴望或遵守公認觀念的壓力等社會因素的存在，被視為質疑科學是否自然地朝著越來越準確地接近現實的方向發展的理由。在本文中，我們提出了一個結合了私人和社會影響的理論選擇的正式模型。我們提供了社會因素與理論選擇相互作用的表徵。我們的結果表明，社會因素對科學進步的影…
白蟻巢穴中柱子、牆壁和皇家房間的出現
摘要 白蟻巢穴中柱子出現的簡單模型（Deneubourg，1977）經過修改，包含了幾個打破原始模型同質性的附加特徵：（1）沿著給定方向驅動信息素分子的對流氣流，（2）特定方向上個體的淨通量，（3）明確定義的自我維護信息素軌跡，以及（4）代表白蟻存在影響的信息素模板。結果表明，在某些條件下，柱子會轉變為牆壁或畫廊或房間，而這種轉變可能不是由白蟻行為的任何變化所驅動的。由於個體層…
兄弟姊妹交配的基因-文化協同演化模型
摘要 我們提出了人類兄弟姊妹交配的基因 文化共同演化模型。研究表明，只要近交抑制足夠高，文化（而不是先天）對擇偶偏好的決定可能會進化。在這種共同演化平衡中，由於文化壓力，兄弟姊妹交配被避免。
長期進化、短期進化與群體遺傳理論
摘要 本文旨在協調定量演化理論中兩種最廣泛使用的方法：精確的群體遺傳分析和純粹的表型分析，通常用群體博弈論或演化穩定策略（ESS）來表示。為此，我們引入長期和短期演化之間的二分法。後者是大多數群體遺傳理論的領域，而前者提供了將群體遺傳學與群體博弈論聯繫起來的範式。從長期演化的角度討論了系統中多位點遺傳中 ESS 的收斂。
沒有死亡的生命是P-完整的
摘要 我們證明，如果二維或更多維度的元胞自動機支持不斷增長的“梯子”，這些“梯子”可以相互轉動或阻擋，那麼它就可以表達任意布爾電路。那麼，在有限時間內預測 CA 的問題就變成了 P 完全問題，有限配置是否增長到無窮大的問題就變成了 P 困難問題，並且具有周期性背景的初始條件的長期行為是不可判定的。此類包括「沒有死亡的生命」規則，其中，如果恰好有三個相鄰單元處於打開狀態，則單元將…
有偏見的真核基因調控規則顯示基因組行為接近混亂的邊緣
摘要 控制真核基因活動的控制規則似乎強烈偏向大量的「疏導」輸入。具有觀察到的偏差的網絡集合預測細胞處於轉錄狀態空間中收斂流的有序狀態，固定或關閉的基因的滲透子網絡和閃爍基因的孤立島，擾動後基因活性變化級聯的近冪律分佈，以及基因數量和細胞類型數量之間的平方根關係。
摘要 使用退火近似來分析固定入度的布林邏輯函數（「考夫曼網路」）的隨機連接網路
摘要 使用退火近似來分析固定入度的布林邏輯函數（「考夫曼網路」）的隨機連接網路。雖然這些網路最初是作為遺傳調控網絡的模型，但透過將它們視為複雜類型的自旋系統而獲得的結論和觀察結果超出了遺傳學的範圍，並且在某些複雜動力系統的建構和控制中具有應用。初步結果顯示了包含偏差和冗餘的網路的特性。
駕馭非線性環境：混沌環境中決策的實驗研究
摘要 越來越多的證據表明，集體行為，例如社會選擇、價格動態和策略行為，與非線性動態相關，因此具有潛在的不穩定和複雜行為。本文介紹了實驗結果，受試者被置於非線性遊戲環境中，並有可能獲得最佳反應的混沌動力學。我們探索非線性環境中會出現什麼行為，玩家如何在這個複雜的環境中做出選擇，以及什麼策略最成功。我們在玩家的選擇中發現了各種各樣的動態遊戲，從新興的領導者 追隨者平衡到「混亂」的動…
推進社會科學中的模擬藝術
摘要 與歸納和演繹相比，推動社會科學中模擬技術的發展需要認識到模擬作為第三種科學研究方式的獨特價值。本文提供了進行模擬研究的建議，重點在於模擬模型的程式設計、分析結果以及與他人分享結果。特別強調複製他人的模擬，並舉例說明複製過程中涉及的程序和困難。最後，提出了建立模擬社會科學家社群的建議。
健身距離相關性分析：一個啟發性的反例
摘要 適應度距離相關性 (FDC) 作為一種匯總統計數據提供，在預測全局優化遺傳演算法的性能方面取得了明顯的成功。在這裡，我們檢查了基於漢明距離的 FDC 的反例，以了解它揭示了 GA 的工作原理。反例是適合全域最佳化的「GA easy」適應度函數，但它顯示適應度和距全局最優的漢明距離之間沒有關係。適應度是一個函數，隨著位元串上 0 和 1 之間切換的次數而下降。測試函數是“G…
不平等的成員資格理論：思想與意義
摘要 過去十年，經濟學界對不平等問題重新產生了興趣。這種興趣增加的來源很容易辨別。首先，橫斷面薪資不平等的加劇以及市中心貧窮的明顯棘手，使與不平等相關的問題成為公共政策辯論的首要問題。其次，經濟理論的進步提供了新的方法來正式分析經濟參與者的異質群體的屬性，反過來又允許對不平等的許多方面進行嚴格的建模。在本文中，我認為經濟學領域最近的一系列實證和理論進展綜合起來代表了關於不平等本…
不斷發展的平行計算
摘要 進化被應用於平行數位計算機程式的開發。此環境是包含一組平行電腦程式的共享記憶體虛擬電腦。儘管數位計算機是一個與地球生態截然不同的環境，但演化已被證明在數位環境中有效發揮作用，並顯著提高了並行性。
遊戲動態：整體穩定性與個體學習規則
摘要 遊戲中的學習研究包括兩條研究路線：（1）解釋當玩家使用歸納推理時遊戲類別的整體穩定性；（2）解釋實際玩家使用的學習規則。我們透過考慮策略空間分區的穩定性和學習規則來混合方法，其中分區結構的變化意味著遊戲穩定性特徵的變化。我們展示了一組三人遊戲的實驗結果，發現：（1）穩定性是混合策略均衡特徵的函數，（2）由於不同的學習規則意味著不同的穩定性特徵，我們可以憑經驗區分兩類重要的…
關於經濟推理如何促進科學研究的思考
摘要 在本文中，我討論了科學文獻的哲學和社會學中的一系列問題，經濟學風格的推理可能有助於闡明這些問題。我的討論是基於一種特定的觀點，這是現代經濟理論的核心。而且，通常情況下，一個更好的術語可以被稱為社會經濟建模的選擇理論方法。
複雜性：哲學家的反思
摘要 有時人們認為哲學家對那些思考複雜系統科學的人沒什麼幫助。然而，有兩個哲學思想對於考慮複雜性的定義似乎至關重要。第一个是“本体论”和“认识论”之间的区别，其中人们认识到现实提供的限制与我们对现实的知识提供的限制之间的差异。第二个涉及心灵哲学中关于“非还原唯物主义”的争论，其中哲学家发现了一种方法来捍卫对涌现现象的非还原解释，即使它们在物质上依赖于较低层次的因果关系。在我的論…
規模經濟與市佔率不穩定的計算模型
摘要 複製動力學和電腦模擬技術用於建立簡化形式的模型，該模型探索規模（非）經濟動態中體現的公司成本和市場份額之間的負回饋和正回饋過程。在重現規模收益遞減（唯一均衡）和規模收益遞增（多重均衡）的標準均衡結果後，引入了更動態的規模收益公式，其中規模影響的不是成本方向，而是成本降低率。在這裡我們發現，負回饋不會產生市場份額的自我糾正穩定力量，而是會產生不穩定和動盪。透過結合公司成本函…
空間基礎設施的自組織
摘要 本文討論了自組織現象（例如基礎設施的出現和自組織臨界性）在空間經濟中的作用。對一些理論模型進行了討論和回顧。討論了簡單元胞自動機形式的電腦模型，類似於遊戲「生命」和謝林的分離模型。結果表明，在規模收益遞增和運輸成本遞增的框架中，最適性和穩健性之間存在權衡。經濟體系往往朝著利潤更高的大型工廠的方向發展，但很容易受到運輸成本的外部衝擊。
極端主義資助、中間派選民和候選人分歧
摘要 在帶有機率投票的一維兩個候選人空間競爭的選舉框架中，特殊利益團體向候選人提供時間表，其中給出了他們將為每個可行的候選人政策位置做出的競選貢獻水平。候選人出於既希望擔任公職又希望看到自己最喜歡的政策立場得到落實的動機，花費捐款來「說服」選民他們所宣布的立場的優點。在均衡狀態下，候選人採取平衡特殊利益所產生的離心力與向心力的政策立場，以趨同於預期中間選民的立場。分析和數值方法…
有限理性揭示原理
摘要 在本文中，我介紹了「有限理性的揭露原則」。該原則指出，有限理性模型表現出的任何行為都可以實現為具有與野蠻貝葉斯理性一致的偏好和信念的代理人的選擇。該原理提供了一種統一博弈論基礎上的兩個主要研究項目的方法：「決策理論」項目和「有限理性」項目。我透過提供「El Farol」問題的解決方案來說明該原理的工作原理，該問題是一種表現出隨機均衡行為的有限理性的確定性模型。這一統一性表…
策略交易中的低效延誤
摘要 在重要的公共新聞發布後，有時會出現低效率的交易延遲。本文以一個模型解釋了這些現象，在該模型中，代理商推遲交易，因為他們擔心自己可能會被消息靈通的貿易夥伴利用。在某些條件下，延遲是不可避免的，但貿易全面崩潰是可以避免的。
贏則留-輸則變：典範賽的基本學習規則
摘要 在本文中，我們研究了演化背景下迭代範式賽局的簡單學習範式。遵循滿足的決策理論概念，我們設計具有一定願望等級的玩家。如果他們的回報低於這個水平，他們就會改變當前的行動；否則，他們就會重複。我們考慮這種贏留 輸轉移原則的隨機概括，即在將其與他們的願望水平進行比較之前，對幾輪遊戲中收到的回報進行平均，並允許策略在比賽過程中調整其願望水平。我們的分析是雙重的。一方面，我們研究這種…
蒙地卡羅 模擬 of Ice Models
摘要 我們提出了多種蒙特卡羅演算法來模擬冰模型並比較了它們的效率。其中之一是等效三色模型的聚類演算法，其動態指數似乎接近零，這使得它對於臨界冰模型的模擬特別有用。我們使用我們的演算法進行了廣泛的模擬，以確定方冰和 F 模型的一些關鍵指數。
噬菌體展示的隨機建模和優化
摘要 噬菌體展示、SELEX 和其他組合化學方法已成為尋找與給定標靶具有高親和力的配體的非常流行的方法。儘管取得了成功，但它們仍存在許多誤差和偏差來源，例如物種初始濃度非常低、非特異性結合以及在實驗結束時僅對文庫的一小部分進行採樣。為了了解這些錯誤的相互作用並更好地設計考慮到錯誤的分子搜尋策略，我們設計並分析了高度詳細的噬菌體展示模型。該模型專門設計用於研究每個實驗室步驟的隨機…
適應性模式和現任者的力量
摘要 投票的空間模型是旨在解釋政治行為的理論基準。然而，學術文獻中越來越多的證據反對空間模型的假設和預測的準確性。空間理論長期以來的一個結論是，現任者總是在選舉中輸給挑戰者。儘管實證結果未能證實這項發現，但政治學仍無法解釋為何理論選舉與實際選舉之間存在如此明顯的差異。在很大程度上，空間理論未能闡明此類問題，是因為它依賴於不切實際的人類認知模型：實質理性。透過假設政治主體擁有完整…
生髮中心的高親和力記憶細胞生產。選擇能達到多遠？
摘要 T 細胞依賴性抗原可引發 B 細胞分化為分泌抗體的漿細胞。或者，在被抗原活化後，B 細胞也可能分化為高親和力記憶細胞。這兩種分化途徑與次級淋巴器官內的不同環境有關。分泌抗體的漿細胞是在 T 細胞區域發育的 B 細胞灶中產生的 (1)。相較之下，生髮中心（CG）是記憶形成的場所。這裡，B 細胞經歷體細胞突變 (2,3) 和基於親和力的選擇 (4,5,6)。這些過程產生的記憶…
選民投票率、意識形態候選人和非二次偏好的平台設置
摘要 在中位選民定理的框架下，受意識形態驅動的候選人在與選票最大化的對手競爭時可以完全改變政策。當投票率被允許取決於候選人相對於選民的理想點的相對定位時，這個結果就不必成立。本文建立了一個投票率模型，假設選民因「冷漠」和「疏遠」而棄權，政客在將政綱轉向對手時面臨著一個權衡：與候選人結盟的選民總數增加，但棄權的人數也增加。根據政策空間中選民的分佈，這可能會也可能不會導致投票份額的…
統計複雜度的衡量標準：為什麼？
摘要 我們回顧了過去十五年提出的幾種統計複雜性衡量標準，作為結構或相關性的一般指標。最近，Lòpez Ruiz、Mancini 和 Calbet [Phys.萊特。 A 209 (1995) 321]引入了另一種統計複雜性的度量$C {LMC}$，與其他度量一樣，它滿足在極端有序和無序極限中消失的「邊界條件」。我們檢查了 $C {LMC}$ 的一些性質，發現它既不是密集的也不是…
從形態發生的經典模型到基於主體的模式形成模型
摘要 關於模式形成的理論工作非常多，但很少實驗結果證實了理論模型的相關性。本文認為，引入並舉例說明的基於主體的模式形成概念可以作為研究自然界模式形成的基礎，特別是因為基於主體的模式形成系統（相對）更容易接受實驗觀察。此外，如果希望設計分散式人工模式形成系統，理解基於代理的模式形成是必要的一步。但是，為了實現這一目標，需要一種基於主體的模式形成理論。該論文表明，它當然可以從現有的…
精確可解自旋模型中的玻璃態行為
摘要 我們引入了一個簡單的自旋模型，儘管哈密頓量是完全均勻且不具有隨機性的，但該模型在低溫下表現出玻璃態行為；該模型中遍歷性的破壞完全是由於模型的動力學造成的。我們精確地求解模型的平衡配分函數，計算能壘和平衡時間尺度的分佈，並給出低溫下平衡偏離的表達式，作為這些分析計算的擴展。我們還表明，該模型不具有急劇的玻璃化轉變，在隨冷卻速率緩慢下降的溫度下失去平衡。
催化的分子演化
摘要 在本文中，我們考慮具有獨特基因型 表型關係的催化活性物種的演化動力學。 RNA 分子的摺疊景觀是這種與基本中性特性關係的範例。這種景觀本身是由表型（實現為二級結構）劃分的。每個基因型（表示為序列）都以獨特的方式分配一個結構。映射到特定結構的所有序列的集合被建模為序列空間中的隨機圖（所謂的神經網路）。催化網絡被實現為具有最大出度2和二級結構作為頂點集的隨機有向圖。與確定性描…
量子自動機與量子語法
摘要 為了研究量子計算，將語言和自動機理論的結構推廣到量子情況可能會有所幫助。為此，我們提出了有限狀態和下推自動機的量子版本，以及常規和上下文無關語法。我們發現了幾個經典定理的類似物，包括泵引理、閉包性質、有理和代數生成函數以及格雷巴赫範式。我們也表明，存在一些並非上下文無關的量子上下文無關語言。
複製器網路多樣性的演變
摘要 新物種被引入相互作用的複製子網絡中（i）作為網絡成員的突變體或（ii）作為不相關的移民。我們考慮這樣一個系統的元種群動態。在第一種情況下，突變體的出現導致複製網絡緩慢增長，與突變事件數量的對數成正比。令人驚訝的是，透過突變體摻入進化的複製基因總是永久性的，儘管永久性通常是一種非常罕見的現象。在第二種情況下，移民會導致整個網路頻繁崩潰，導致徹底滅絕。在這兩種情況下，個別物種…
自催化系統中的選擇動力學：透過二元連接複製模板
摘要 在嚴格應用米氏準穩態近似的背景下回顧了自催化二元連接理論，以獲得描述實驗時程數據的明確分析結果。概述了逐步闡明一組最小實驗參數的詳細方案。然後將動力學方程式推廣到任意數量的不同模板之間的自催化和交叉催化的情況，並應用於僅涉及兩個模板的實驗。據觀察，在包含多個模板的系統中，所有物種的共存是常態，因為它們的合成遵循拋物線生長定律。只有在某些嚴格條件下，才會出現指數增長，因此可…
生物聚合物中的序列冗餘：RNA 和蛋白質結構的研究
摘要 將序列映射到生物聚合物結構上的特徵是冗餘，因為序列的數量超過了結構的數量。冗餘程度取決於結構的概念。詳細考慮了兩類生物聚合物：RNA 分子和蛋白質。序列到結構映射的一般特徵是存在一些常見結構和許多罕見結構。 RNA 結構的冗餘和頻率分佈的後果是形狀空間覆蓋和擴展神經網路的存在。群體透過類似擴散的機制在中性網路上遷移。中性網路對於演化最佳化至關重要，因為它們使族群能夠逃離適…
複雜系統的大規模仿真，第一部分：概念框架
摘要 在這份工作文件中，我們報告了一種高效能模擬的新方法。這種方法的主要靈感來自複雜系統的概念：具有明確定義的交互規則和非線性湧現宏觀行為的不同元素。我們提供參數和機制來從應用程式中抽像出時間和空間局部性，並將該局部性納入平行架構建模和模擬的完整設計週期中。雖然這裡討論的主要應用領域是物理學，但在動態複雜系統 (DCS) 背景下提出的虛擬粒子 (VIP) 範式也適用於計算密集型…
殖民地水螅息肉中的非線性振盪 Podocoryne Carnea
摘要 刺胞動物群體雖然是缺乏真正器官的簡單後生動物，但它們都共享一個群體範圍內的生理整合系統，即胃血管系統。胃血管液的循環負責菌落內代謝物的分佈（Crowell，1957；Strehler 和 Crowell，1961；Rees 等，1970）。最近的實驗結果表明，胃腸血管系統的生理狀態是菌落形態和生活史的關鍵決定因素。例如，Blackstone 和 Buss (1992, 1…
論波粒二象性的物理現實
摘要 現有的實驗並沒有反駁局域現實量子理論。為了克服標準量子理論的邏輯困難，提出了一種非確定性不可逆局域現實理論，其中波粒二象性是客觀的，而不是互補原理。這兩種理論的統計特徵可以透過現有技術中提出的實驗來區分。 03.65.Bz(發現)、03.75. b(m.w)、05.30. d(q.sm)、05.40.+j(fluct)
識別基因網路的計算基因組學方法
摘要 描述基因組中所有基因可能相互作用的天文數字是傳統實驗技術不適合的任務。迫切需要快速且便宜的方法來識別相互作用基因的候選基因，這些候選基因可以透過實驗進一步研究。這裡引入這樣的方法用於一類重要的基因交互作用，即透過與特定增強子或沉默子位點結合的轉錄因子（TF）進行轉錄調節。此方法解決了以下問題：基因組中的哪些基因可能受到一個或多個已知 DNA 結合特異性的 TF 的調節？它…
從錯誤中學習
摘要 提出了一個沒有經典（赫布）強化的自組織學習的簡單模型。涉及錯誤的突觸連接會受到抑制。該模型在高度適應性、可能是臨界狀態下運行，透過極值動力學達到類似最近的演化模型的狀態。因此，人們可能會認為這種機制是突觸達爾文主義。
複雜系統中的因果關係
摘要 涉及許多交互作用變數的系統是自然科學和社會科學的核心。因果語言在此類系統的分析中普遍存在，尤其是當對其行為的洞察轉化為政策決策時。這在經濟學中得到了體現，但隨著用於識別許多疾病遺傳基礎的複雜工具的出現，生物學也越來越多地體現了這一點。這裡有人認為，只有對於變數之間具有線性交互作用的系統，才能有意義地定義因果關係的規律性概念。對於更重要的一類非線性系統，這樣的概念不太可能存…
Commuting 細胞自動機
摘要 我們研究兩個元胞自動機可以通勤的代數條件。我們證明，如果任一規則是置換的，即在其最左邊和最右邊的輸入上是一對一的，則另一個規則可以用它來編寫；如果任一規則是群，則另一規則在群中是線性的；如果其中一個是置換且仿射的，即線性至常數，則另一個也必須是仿射的。我們也證明了關於恆等式、冪等（靜止狀態）和零（吸收狀態）存在的一些簡單結果。
交互博弈：不完全資訊、局部互動、隨機配對的統一分析
摘要 不完全資訊、局部互動和隨機匹配遊戲都有一個共同的結構。類型或玩家與所有類型/玩家集合的各個子集進行互動。類型/玩家的總收益是這些不同互動的收益的累積。本文描述了互動遊戲的一般類別，並展示瞭如何將這三類遊戲中的每一類理解為特殊情況。來自不完整資訊文獻的技術和結果被轉化為這個更通用的框架；作為副產品，可以在多玩家二元動作協調遊戲中給出對不完整資訊穩健的平衡的完整表徵（在 Ka…
冗餘基因功能與自然選擇
摘要 冗餘基因功能無所不在，它們是生化層面進化創新的潛在重要來源。因此，非常需要了解控制其演化的機制。基因複製顯然是產生冗餘基因的重要機制。然而，由於冗餘提供了針對有害突變的保護作用，因此自然選擇可能涉及產生和維持部分冗餘。儘管已經累積了大量關於冗餘基因的實驗數據，但沒有數據可以闡明選擇在其演化中的作用。作為回答這個問題的第一步，引入了一個概念上簡單的冗餘演化數學模型。其主要結…
使用惰性評估來模擬免疫系統模型中的真實大小的指令集
摘要 我們描述了一種對具有大量獨特 B 細胞和/或 T 細胞克隆的免疫系統進行有效電腦模擬的方法。該方法使用一種稱為惰性評估的實現技術來創建所有克隆都被模擬的錯覺，而實際上只模擬了能夠對模擬中的抗原做出反應的少量克隆。方法之所以有效，是因為抗原通常只能模擬 0.001% 到 0.01% 的克隆，而且許多模擬僅涉及少量不同的抗原。對真實數量的克隆和 10 種不同抗原進行惰性模擬的…
不可預測性的根本根源
摘要 在討論不可預測性的根本根源時，我將集中討論理論明確要求的那些不確定性。因此，首先讓我從考慮中消除一些假定的不確定性，這些不確定性源於一些人可能對基本原則抱有的懷疑，或者源於某些我認為是暫時的、可能在不久的將來得到糾正的無知。我假設以下內容：1）量子力學是正確的。量子力學的表述和解釋仍在經歷一些必要的演變，特別是為了以一種舒適的方式適應量子宇宙學，但量子力學的基本特徵始終是…
政策制定者應該了解哪些關於經濟複雜性的知識？
摘要 引言寫這篇文章有兩個目標。首先是概述日益增長的複雜經濟環境研究背後的主要思想。第二個是建議這些想法可能很重要的公共政策領域。這兩個目標都必然是推測性的。複雜系統的研究，無論是自然系統或社會系統，仍處於起步階段。儘管已經產生了許多見解和合理的猜想，但這項工作的長期重要性仍不清楚。在形式分析中，複雜性所指的事物與單純的「複雜」或「難以分析或解決」完全不同。就我們的目的而言，當…
RNA 病毒準種模型中的紅皇后動力學、競爭和關鍵點
摘要 最近涉及RNA病毒克隆群體競爭的實驗表明，相對適應性大致相等的病毒株之間的競爭可能導致其中一個物種最終被競爭排除。隨著競爭的及時進行，獲勝者和失敗者都在健康方面表現出了絕對的進步，這與進化論的「紅皇后」假說是一致的。涉及密切相關的進化準種的進一步實驗揭示了高度可預測的非線性行為，表明潛在準種動力學中存在確定性成分。在本文中，我們提出了一個簡單的 RNA 病毒種群模型，該模…
強相互作用系統複雜性的統計測量
摘要 在最近的研究中，基於機率基礎提出了非線性系統複雜性的新測量，如 LMC 測量 (Phys. Lett. A 209 (1995) 321)。所有這些措施都有一個直觀的考慮：複雜性似乎在自然界中接近不穩定點的地方出現，例如臨界現象的相變點特徵。在這裡，我們討論這些措施及其可靠性，用於檢測由許多相互作用單元組成的複雜系統中接近臨界點的複雜性。分析了二維空間擴展問題（2D Is…
生物聚合物序列結構圖產生的健身景觀
摘要 適應度景觀是分子演化中的一個重要概念，因為演化適應以及生物分子的體外選擇可以被視為類似爬山的過程。景觀的全局特徵可以透過統計測量來描述，例如相關函數或中性（同等擬合）鄰居的比例。從統計物理學中藉用的簡單的旋轉玻璃狀景觀模型有助於進行詳細的數學分析，但缺乏自然景觀的幾個基本特徵。生物學相關的景觀模型基於這樣的假設：基因型產生表型，表型由其環境評估，從而確定基因型的適應性。在…
塑造空間：RNA 基因型-表現型繪圖的可能性與可實現性
摘要 了解哪些表現型可以從哪些基因型獲得是理解演化過程的基礎。這種可及性的概念可用於定義表型之間的接近關係，而與它們的相似性無關。由於中性，表現型表示基因型的等價類。因此，表現型之間鄰域關係的定義依賴於基因型空間中基因型等價類之間鄰域關係的統計。將 RNA 序列（基因型）折疊成二級結構（表型）是實現這些概念的理想案例。我們研究了 RNA 序列折疊在多大程度上在最小自由能二級結構…
隨機布林網路中的階次參數、Lyapunov 指數與控制
摘要 基於布林導數的概念，引入了隨機布林網路 (RBN) 的新階參數近似。使用涉及退火近似的統計參數，允許根據隨機矩陣的統計特性來測量順序參數。使用相同的形式，計算李亞普諾夫指數，從而可以提供透過網路傳播的損害的開始以及它對單次翻轉的敏感度。最後，使用這些措施來估計 RBN 中混沌控制的關鍵邊界。
自相似性：複雜性的經驗測量
摘要 對於通常被描述為複雜/有生命/智慧的系統，在不同尺度上表現出的時空模式彼此顯著不同。 （例如，根據檢查生物量的空間尺度，人體的生物量分佈看起來非常不同。）相反，非生命/簡單系統（例如氣體、山脈、晶體）中不同尺度的密度模式彼此之間沒有顯著差異。這種自相似性幾乎可以在任何涉及時空密度的現實世界資料集上經驗測量，無論是質量密度、物種密度或符號密度。因此，將系統在不同尺度上的（可…
蛋白質序列中的相關突變：系統發育與結構效應
摘要 RNA 分子比對序列組的協變分析在闡明 RNA 二級結構以及三級結構的某些方面相對成功[Gutell(1992)]。蛋白質分子比對序列組的共變分析在某些情況下成功地闡明了某些結構和功能連結[Korber(1993)]，但一般來說，蛋白質序列中顯示高度共變突變的位點對不一定對應於蛋白質結構中空間上接近的位點[Gobel(1994)]、[Clark(1995)]、Shindy…
空間自相關、擴散和源匯種群的維持
摘要 族群數量可能受到當地密度相關因素和棲地品質空間變化的調節。我探討了棲息地品質的空間自相關對模型族群生存的影響。擴散被建模為斑塊之間的馬可夫轉換。每個斑塊都被分配了有限的人口成長率。總棲息地面積和平均分散距離對總體族群持續存在有很大影響。空間自相關效應相對較弱，但與離散距離相互作用。結果表明，景觀模式在族群生存中發揮重要作用，但其重要性很大程度上取決於擴散行為。
北美鳥類繁殖族群動態
摘要 生物族群的動態往往顯得相當複雜，當地豐度呈現相當大的逐年變化。處理生態複雜性的一種方法是將系統減少到一個或幾個物種，為此可以編寫甚至求解有意義的方程式。在這裡，我們透過研究包含 600 多個物種的更大組合的統計特性來探索另一種方法。具體來說，我們對可用的最全面的數據集之一進行了定量分析：北美繁殖鳥類調查，該調查記錄了 31 年來在 3,000 多個調查路線上的年度物種豐度…
臨界性 and 縮放律 in 演化ary 生態學
摘要 複雜的分形結構在生態系和演化過程的某些特徵中廣泛存在。就其動態而言，這種模式的起源是一個具有挑戰性的問題。這些現象的理論可能對滅絕和多樣化過程等問題或理解複雜生物系統的可預測性具有重要意義。
人口囚徒困境中的合作區
摘要 囚徒困境（PD）遊戲中合作的出現通常被認為需要重複遊戲（以及諸如以牙還牙之類的策略，涉及先前互動的記憶）或允許合作者和叛逃者區分彼此的特徵（「標籤」）。在人口囚徒困境中，這兩個假設都沒有成立：具有有限視覺的智能體移動到格子上的隨機位置，並針對鄰居採取合作（C）或缺陷（D）的固定文化繼承零記憶策略。代理彼此無法區分——他們是「無標籤的」。代理在 C 與 C 之間或 D 與 …
地位遊戲第一部分：建模注意事項
摘要 博弈論的許多應用都涉及經濟學，其中假設所研究的個人正在最大化利潤或「效用」或其他一些傳統的「地位」經濟目標。廣泛地說，我們認為地位是一個人在社會中與其他人相比的地位，通常透過「國王」、「醫生」或「頭號重量級競爭者」等頭銜來推斷。社會地位、等級或地位可能會也可能不會被正式授予。因此，大師或智者的地位可能是聲譽和尊重普遍（但不是正式）成長的結果。相較之下，公司總裁或海軍上將的…
具有擔保貸款或無擔保貸款和破產的隨機無限視野經濟
摘要 討論了貨幣經濟的建模問題，並在無限視野經濟的背景下給出了一些例子，其中有一種或兩種類型的交易者，他們使用法定貨幣購買單一的易腐消費品。考慮了三個實例，所有實例都以法定貨幣進行交易。第一個模型沒有借貸。第二種模式允許借貸，但所有貸款都有擔保。第三種模式有借款和無擔保貸款，並考慮到無法償還債務並破產的債務人的存在。借款和存款是透過外部銀行進行的，儘管在某些情況下可以使用貨幣市…
在線性平行時間內執行量子傅立葉變換
摘要 我們展示了一個量子電路，可以在 $(n)$ 深度的 $n$ 量子位元上執行量子傅立葉變換。因此，平行量子電腦可以在線性時間內執行 QFT。我們推測，事實上，這可以減少到 $(log n)$ 深度，這會將 QFT 置於可在對數並行時間內解決的問題的 QNC 類別中。
基因組定序中的島長度分佈
摘要 我們考慮透過焊接重疊克隆島來建立基因組物理圖譜的一般問題。克隆長度的分佈和重疊檢測的非均勻機率都被考慮在內，後者僅限於馬可夫情況，其中僅需要發展島末端的位置。在固定克隆長度或嚴格重疊準則的特殊情況下獲得島長度分佈的精確結果，在一般情況下獲得平均值和變異數。海洋長度分佈的確定還可以發現島嶼數量和重疊群數量分佈。
昆蟲社會的固定反應閾值和分工規定
摘要 我們基於固定反應閾值的概念，引入了昆蟲社會勞動分工調節的簡單數學模型。具有不同閾值的個體對與任務相關的刺激的反應不同。與高閾值個體相比，低閾值個體參與的刺激程度較低。我們證明這個簡單的模型可以解釋 Wilson（1984）的實驗觀察，將模型擴展到更複雜的情況，探索其屬性，並研究在什麼條件下它可以解釋時間多民族主義。
螞蟻招募活動的同步
摘要 螞蟻基於招募的覓食的簡單模型說明了這樣的想法：當需要最少數量的活躍個體來建立和維持食物源開發時，同步活動模式可以賦予蟻群更有效地覓食的能力。這個模型可以擴展到涉及招募的其他活動，可能有助於解釋為什麼在幾種螞蟻中觀察到同步爆發。
外平面圖的最小循環基
摘要 雙連通外平面圖具有獨特的最小循環基礎，長度為 $2 E V $。它們是唯一具有這種長度的循環基礎的哈密頓圖。
中性選擇對分子物種演化的影響
摘要 我們引入了一種具有可調中立度的適應度景觀的新演化模型。該模型使我們能夠研究經歷中性演化的分子物種的一般特性。我們發現 RNA 序列結構圖中出現的許多現像也存在於我們的一般模型中。例子是出現佔據基因型空間一小部分的「共同」結構，隨著基因型長度的增加趨於統一，以及滲透中性網絡的形成，其覆蓋基因型空間，使得可以在空間中任何點的小半徑內找到這種網絡的成員。我們也描述了許多新現象，…
螞蟻墓地組織的相序動力學
摘要 使用元胞自動機模型模擬螞蟻對屍體的聚集，其規則是從實驗中精心推導出來的。從屍體的隨機空間分佈開始，墓地將自身組織成屍體簇。聚類的動力學可以與具有標量守恆序參數的二維理想化磁系統的相序動力學進行比較。特別是，發現了結構因子和團簇生長動力學的標度關係，可以與相序動力學理論預測的進行比較。觀察到的指數與早期相有序動力學中預期的指數一致。
延遲時間和群體效應的缺失：兩個例子
摘要 我們建議不必援引群體效應來解釋不同規模的群體在白蟻「Macrotermes subhyalinus」（Rambur）的建築啟動過程中以及蜜蜂「Apis mellifera」的各個亞種的攻擊行為啟動過程中表現出的潛伏時間差異。提出了一個簡單的模型，與實驗數據完全一致。
昆蟲社會的反應閾值強化與分工
摘要 引入了基於可變響應閾值的昆蟲社會分工模型。反應閾值是指對與任務相關的刺激做出反應的可能性。低閾值個體在比高閾值個體更低的刺激水平下執行任務。在個別工人中，執行給定任務會導致相應閾值的降低，而不執行該任務會導致閾值的增加。這種組合的強化過程導致了專門工人的出現，即來自一群最初相同的個體的對與特定任務要求相關的刺激更敏感的工人。提出了由該模型產生的任務專業化動態的預測。也預測…
使用「智慧型」類螞蟻代理在電信網路中進行路由
摘要 繼 Appleby 和 Stewart (1994) 以及 Schoonderwoerd 等人的最初工作之後，提出了一種基於類螞蟻代理的簡單機制，用於電信網路中的路由和負載平衡。 （1997）。在目前的工作中，代理與 Schoonderwoerd 等人提出的代理非常相似。 (1997)，但補充了簡化的動態編程能力，最初由 Guérin (1997) 用更複雜的代理進行實驗…
受社會性昆蟲分工模型啟發的自適應任務分配
摘要 社會性昆蟲為我們提供了一個強有力的比喻來創建由簡單互動且通常是移動的代理組成的去中心化系統。社會性昆蟲新興的集體智慧──群體智慧──並不存在於複雜的個體能力中，而是存在於個體之間以及個體與環境之間的互動網絡中。特別是，最近提出的原始群居黃蜂群體的勞動分工模型，基於響應閾值的簡單強化，可以轉化為任務分配的分散自適應演算法。這種演算法的應用是在郵件公司的背景下提出的，但實際上…
簡單代理程式的複雜架構設計
摘要 提出了由簡單代理在 3D 晶格上隨機移動並根據磚塊的局部配置確定性地沉積磚塊而產生的複雜架構。其中一些架構與真正的黃蜂巢架構驚人地相似。但在上述所有可能的演算法空間中，大多數演算法都會產生無結構的形狀。由人工智慧在晶格上生長的可能建築空間，並且能夠根據當地的環境狀態沉積兩種類型的磚塊，是巨大且漫長的探索過程，即使人們將注意力限制在（至少部分地）空間各向同性規則上。為了克服…
系統依賴選擇、生態回饋與生態系功能結構的出現
摘要 大多數自然選擇模型都假設物質環境保持不變，或以與經歷選擇的生物體的基因頻率變化（以及因此表型分佈的變化）無關的方式波動。在本文中，我們考慮當這個假設不成立時，即當生物體與環境之間的生態回饋包含在演化過程中時會發生什麼。具體來說，我們研究了當表型分佈的變化（由選擇引起）改變環境參數從而反過來改變選擇壓力時發生的不尋常的演化動力學。這個過程，我們稱之為“系統依賴性選擇”，可以…
經濟成長的新經驗
摘要 我們概述了最近關於跨國成長模式的實證研究。所考慮的新經驗規律與早期的規律不同，例如眾所周知的卡爾多風格化事實。新研究不再將生產函數核算作為分析的核心部分。相反，注意力更直接地轉移到這樣的問題：為什麼有些國家比其他國家成長得更快？我們認為，正是這種焦點的轉變促使我們超越了新古典成長模式。
認知過程中計算的動態實施例
摘要 動力學不足以實現認知，也不能取代大腦行為的訊息處理面向。此外，動力學和計算並不矛盾，而是相當相容的。它們可以被綜合，以便任何動態系統都可以根據其內在的計算組件進行分析。
自動分類元胞自動機
摘要 元胞自動機（CA）中的「滑翔機」動力學，其中相干配置出現並相互作用，提供了簡單系統中自組織的鮮明實例。這種行為被 Wolfram 歸類為第 4 類或複雜行為（而不是有序或混亂），並且是人工生命的原始動機之一。由於滑翔機動力學在 CA 規則空間中相對罕見，因此許多研究都集中在少數已知的複雜規則上。然而，更一般的理論將受益於許多範例，這些範例現在可用於透過所描述的方法找到的 …
不可計算性與難處理性：對物理學重要嗎？
摘要 在過去的六十年裡，數學和理論計算機科學出現了一系列不可能的結果，宣告了不可判定性、不可計算性和棘手性。這些不可能的結果應該引起物理學的關注嗎？討論了其中兩個不可能的結果：不可計算性是否應該引起物理學家的注意？物理學家應該關注棘手性嗎？這些問題的答案受到所使用的抽象計算模型的影響。思考過這個問題的物理學家似乎更喜歡圖靈機模型，但實數模型可能更合適。物理學家是否應該考慮圖靈機…
科學知識的各種限制
摘要 任何知識領域都是由限制和連結的複雜互動所構成的。看似限制性的限制實際上可能顯示出解放性。我們討論極限在現實世界、數學理想化以及它們之間的映射中所扮演的角色。我們提出了限制的分類，並建議知識的限制如何以及何時出現為可以推進知識的挑戰。
自動偵測完整RNA病毒基因組中的保守RNA結構元件
摘要 我們提出了一種檢測相關 RNA 序列家族中保守 RNA 二級結構的新方法。我們的方法是基於熱力學結構預測和系統發育比較的組合。與純粹的系統發育方法相比，我們的演算法可用於大約十個序列的小資料集，有效地利用序列變異性中包含的資訊。該過程僅對與單一保守結構一致的序列部分建構預測。我們的實現產生了合理的共識結構，無需用戶幹預。例如，我們分析了完整的 HIV 1 和丙型肝炎病毒基…
從複雜系統的角度看認知科學中的「計算與動力學」爭論
摘要 我回顧了認知科學中計算方法和動力學方法之間所謂的對立。我認為計算和動力學概念對於認知的完整解釋性解釋都是必要的，並給出了關於複雜系統的最新研究如何導致計算和動力學解釋風格之間急需的和解的觀點。
振幅 Spectra of 適應度景觀s
摘要 可以使用由底層配置空間的結構確定的傅立葉變換將適應度景觀分解為基本景觀。從傅立葉變換獲得的振幅頻譜包含有關地形崎嶇程度的資訊。它可用於分類和比較的目的。我們在這裡考慮三種非常不同類型的景觀，使用突變和重組來定義配置空間的拓撲結構。提出了估計幅度譜的可靠程序。該方法基於某些相關函數，這些函數很容易從景觀的實證研究中獲得。
人工進化系統和生物圈中演化活動的比較
摘要 Bedau 和 Packard [7] 設計了一種量化人工系統中自適應現象的方法。我們使用這種方法來定義兩個統計量：累積演化活動和平均累積演化活動。然後，我們在演化時間尺度上測量兩個人工系統和生物圈中累積演化活動的動態，即平均累積演化活動和多樣性，如化石記錄所示。我們也透過人工模型的選擇性中性類似物來測量這些統計數據。比較這些數據促使我們得出三個結論：（i）進化活動統計確…
可視化基因型的演化活動
摘要 我們介紹了一種可視化基因型演化活動的方法。根據 Bedau 和 Packard [11] 的提議，我們根據基因型在演化群體中集中的歷史來定義其演化活動。為了可視化這種演化活動，我們將基因型群體中演化活動的分佈作為時間的函數繪製出來。適應性顯著的基因型在這些圖中描繪出一條顯著的線或「波」。這些波的品質顯示了各種進化現象，例如競爭排斥和隨機遺傳漂變。我們將此方法應用於自複製彙…
長期演化動力學的分類
摘要 我們提出的經驗證據表明，長期演化動力學分為三個不同的類別，取決於適應性演化活動是否不存在（第 1 類）、有界（第 2 類）或無界（第 3 類）。這些類別是使用三個統計數據來定義的：多樣性、新的演化活動（Bedau & Packard，1992）和平均累積演化活動（Bedau 等人，1997）。這三個類別劃分了 Holland 的 Echo 模型（Holland，1992）…
前哥倫布時代北美的公共建築與電力
摘要 考慮到國家級社會，布魯斯·觸發器（Bruce Trigger，1990）將紀念碑描述為一種炫耀性消費形式，炫耀精英們有能力挑戰最省力的原則，而這種原則對於構建社會和經濟組織的其他方面非常重要。然而，我將要討論的史前北美社會通常不被認為是“國家”，這種情況使我們能夠詳細討論比埃及或中美洲可能規模更小的運作過程。這可能需要我們限定觸發器的特徵，至少對於正在考慮的最早的社會來說…
交流合作
摘要 通訊在生物、計算、經濟和社會系統的組織和運作中發揮著至關重要的作用。代理通常將他們的行為基於從他人收到的信號，並且也認識到他們發送的信號的重要性。在這裡，我們開發了一個框架來分析自適應系統中通訊的出現。該框架可以研究由智能體組成的系統，這些智能體具有策略性地發送和接收通訊的能力。雖然建模框架非常通用，但我們在這裡關註一個特定的應用，即單次囚徒困境中的合作分析。我們發現，與…
中性網路上的複製和變異
摘要 RNA 序列折疊成二級結構被視為一張圖譜，為每個序列分配唯一定義的鹼基配對模式。這種映射是不可逆的，因為許多序列折疊成相同的（二級）結構或形狀。地圖的原像稱為中性網絡，與形狀唯一相關，反之亦然。隨機圖論用於在序列空間中建立網絡，這些網絡是中性網絡的合適模型，因為它們與中性網絡共享大多數進化相關的屬性。分子準種理論（最簡單的版本）已應用於單峰適應度景觀的複製和突變。透過…
直方圖蒙特卡羅方法中的誤差估計
摘要 我們研究了蒙特卡羅資料分析的直方圖重新加權方法的誤差來源。我們證明，除了其他地方研究過的標準統計誤差之外，還有另外兩個誤差源，一個是透過重新加權樣本中的相關性產生的，另一個是透過有限長度模擬採樣的有限能量範圍產生的。我們證明，雖然與統計波動相比，前一種校正通常可以忽略不計，但後者可能並非如此，並根據後一種校正的大小給出了判斷直方圖外推有效性範圍的標準。
博弈論、複雜性與簡單性第三部分：批判與展望
摘要 博弈論、經濟學和物理學在進一步討論博弈解決方案的新方法之前，有必要提醒我們自己馮諾依曼和摩根斯特恩（1944）的最初觀察。首先，我們要認識到，目前還不存在普遍的經濟理論體系。 ……原因是經濟學是一門太難的科學，無法快速建構......只有那些無法理解這個條件的人才可能嘗試建構普遍系統。即使在比經濟學先進得多的科學領域，例如物理學，目前也沒有通用的系統。繼續用物理學來比喻：…
博弈論、複雜性與簡單性第二部分：問題與應用
摘要 第一部分對博弈論的基本概念進行了解釋性概述。記錄了代表遊戲的不同形式，並討論和說明了各種解決方案。在這裡，我們研究了那些自視為博弈論學家的人和其他利用博弈論的人所採用的截然不同的方法。我們研究了遊戲理論的多種使用和發展方法中的四個最重要的區別。我們認為： 1. 博弈論是數學； 2. 博弈論作為科學； 3. 作為哲學的博弈論；4. 博弈論作為倡導。
發現非關鍵組織：一維自旋系統中模式的統計力學、資訊理論與計算視圖
摘要 我們比較和對比空間過程中「結構」和「模式」的三種不同但互補的觀點。為了確定性和分析清晰度，我們將所有三種方法應用於最簡單的空間過程類別：具有有限範圍相互作用的一維伊辛自旋系統。這些非關鍵系統非常適合這項研究，因為作為系統參數函數的結構變化比關鍵系統中發現的變化更加微妙，在關鍵系統中，在相變時，許多可觀測值發散，從而使結構變化的檢測變得明顯。這項調查表明，資訊理論和計算力學…
並行量子計算的一些注意事項
摘要 我們展示了一些可用於為量子演算法設計淺層並行電路的簡單小工具。我們證明，任何完全由非受控閘或對角閘組成的量子電路都可以並行化到對數深度，而由兩者組成的電路則不能。最後，雖然我們注意到量子傅立葉變換可以並行化到線性深度，但我們展示了一個與其相關的簡單量子電路，我們認為它不能並行化到小於線性深度，因此可以用來證明 $QNC < QP$。
滅絕率的下降和化石記錄的自相似性
摘要 最近，研究顯示顯生宙滅絕強度的功率譜呈現冪律形式，這可能表明滅絕過程的動力學中存在關鍵現象。在本文中，我們使用 Sepkoski 編制的廣泛化石資料庫重現了這些結果，並展示了兩個新結果。首先，我們證明了 Sepkoski 資料庫的冪律指數與先前作者發現的指數有很大不同；其次，我們證明冪律形式可以解釋為顯生宙期間平均滅絕率下降的結果。因此，在這種情況下不需要援引臨界現象來解…
博弈論、複雜性與簡單性第一部：教程
摘要 遊戲理論至今已有 50 多年的歷史。它的應用和誤用比比皆是。現在它是「受人尊敬的」。爭取晉升的聰明的年輕經濟理論家需要了解代理理論、聲譽理論、新的產業組織、拍賣理論、均衡的改進以及常識問題，並了解博弈論在生物學、政治學、法律甚至人類學中的應用。公眾都知道諸如“零和遊戲”之類的短語。許多對博弈論幾乎一無所知的人都聽過「囚徒困境」。 「戰略」這個詞被賦予了科學的意義。報紙專欄…
集體選擇與相互知識結構
摘要 複雜系統研究中的一個重要難題是，在什麼條件下，相互作用的主體的資訊聚合會導致穩定或不穩定的集體結果。我們提出了一個思考集體結果的穩定性和不穩定性的整體框架，重點在於相互知識的影響。我們表明，如果一個複雜的聚合選擇系統尊重相互的知識結構，那麼穩定的集體結果的前景就會大大改善。我們的獨立於領域的結果適用於集體選擇，從感知（感知資料的解釋是由感知模組的集合做出的）到社會選擇（群…
演化的連續性：論轉變的本質
摘要 為了區分連續和不連續的演化變化，需要表型之間的接近關係。這種關係是基於一種表型可透過基因型的變化從另一種表型獲得的機率。這透過計算 tRNA 二級結構的形狀鄰域來舉例說明，並提供 RNA 中不連續形狀變換的表徵。在選擇下複製和突變 RNA 群體的模擬表明，突然的適應性進展大部分（但並非總是）與不連續的形狀轉變一致。這些轉變的本質闡明了中性遺傳漂變在其實現中的關鍵作用。
Mechanisms of 湧現的 計算 in 細胞自動機
摘要 我們引入了一類嵌入粒子模型，用於描述在細胞自動機（CA）中觀察到的新興計算策略，這些策略是為執行某些計算任務而進化的。透過將模型的估計性能與其建模的 CA 的實際性能進行比較來評估模型。結果表明，透過緊密的定量一致性，嵌入式粒子框架捕獲了這些進化的 CA 中出現的新興計算的主要資訊處理機制。
使用遺傳演算法鑑定資訊豐富的分子譜成分
摘要 目前的 DNA 分析技術可以使用個體的少量 DNA 對數百個電泳條帶進行評分。試驗實驗中的樣本量通常比分子譜中包含的條帶數小幾個數量級。然而，重要的是透過識別那些包含有用資訊的子集來減少評分帶的數量。可以使用更大尺寸的樣本進一步表徵所識別的資訊成分，從而不會浪費實驗資源。資訊豐富的配置文件組件提高了根據評分帶模式將其成員身份未知的個體分配到其實際組的能力。此類實驗的特點是…
RNA 的完全次優摺疊和二級結構的穩定性
摘要 提出了一種嚴格產生最小自由能和任意上限之間的所有次優二級結構的演算法。該演算法在最小自由能附近表現得特別好。這使得統計量的有效近似成為可能，例如配分函數或結構多樣性的測量。低能量狀態密度及其相關結構對於從熱力學角度評估基態的定義程度至關重要。我們透過探索鹼基修飾在 tRNA 二級結構中的作用來證明這一點，無論是在「大腸桿菌」的單一序列層級上，還是透過比較人工生成的具有相同…
一次性生髮中心模型的動力學：對親和力成熟的影響
摘要 在免疫反應期間，與觸發反應的抗原反應的抗體的親和力隨著時間的推移而增加，這種現象稱為親和力成熟。親和力成熟的分子基礎已部分闡明。它涉及抗原刺激的生髮中心 B 細胞內免疫球蛋白 V 區基因的體細胞突變以及隨後選擇的高親和力變體。這種突變和選擇過程非常有效，並產生大量高親和力變體。負責該過程效率的機制尚未被充分理解。開普勒和佩雷爾森提出，存在多輪擴張、突變和選擇，細胞在一輪中…
化學系統中動態層次結構的自我複製
摘要 在生物系統中，高階超結構似乎以直觀和形式的方式出現。從分子層次的描述開始，我們有：分子、聚合物、超分子結構、細胞器、細胞、組織、器官等，但在這些系統的模型和模擬中，事實證明很難從第一原理產生更高階的湧現結構。我們示範了單體（一級結構）如何組成聚合物（二級結構），而聚合物（二級結構）可以組裝成有序的膠束（三級）結構，而這些結構可以在催化額外兩親分子的形成時進行自我複製。這種…
重溫標準鍵盤和德沃夏克鍵盤：速度的直接測量
摘要 據稱，德沃夏克鍵盤遠遠優於標準打字機鍵盤。然而，早期關於兩種鍵盤相對優點的研究都沒有提供明確的衡量標準，即允許將結果僅歸因於鍵盤之間的差異。目前的研究首次提供了同一個人使用兩個鍵盤的速度的直接測量。八名經驗豐富的標準鍵盤打字員，其技能範圍從終端高中學員的中位數速度到超過有經驗員工的 97% 速度（每分鐘 45 81 個單字），在兩個鍵盤上鍵入高頻二合字母，導致德沃夏克鍵盤…
共生智慧：人類互動驅動的分散式網路上的自組織知識
摘要 透過概念性例子和論證，我們認為網路與人類的共生結合將導致人類先前存在的自組織社會結構的顯著增強。智慧分散式資訊系統的獨特能力（相對無損的傳輸和詳細簽名的捕獲）與人類獨特的能力（複雜但有限的系統的處理和分析）的結合將能夠在我們日益複雜的世界中解決基本問題。該能力可能提供個人、組織或政府無法直接實現的解決方案。
將公司建模為網絡
摘要 本文的目的是提出並分析公司的一般網路模型。此模型可以涵蓋先前幾位研究者的分析，例如 DeCanio 和 Watkins (1977)、Radner (1992, 1993)、Miller (1996)、Van Zandt (1996a、1996b、1997) 以及 Van Zandt 和 Radner (1996)。然而，它比這些例子中的每一個都更廣泛。反過來，該模型可以…
多維度的不平等與再分配
摘要 在適應性政治家模型下研究了沒有純粹策略均衡的三級再分配博弈。這個模型使我們能夠將「一人一票」的再分配模型與強調政治影響力的模型結合起來，研究不同社會階層何時會形成相互對抗的聯盟，以及這種互動中可能出現哪些類型的再分配政策。對於廣泛的參數規範，我們發現不平等與重新分配呈負相關。
自動機扮演的蜈蚣的類似動作與合作
摘要 本文分析了羅森塔爾「蜈蚣」的修改版本的演化動力學，其中玩家的策略由有限狀態自動機表示。在所考慮的框架中，實施不同策略所需的自動機在複雜性和成本方面可能有所不同。這是因為玩家必須在不同的資訊集中識別相似的情況和相似的動作。對原始遊戲的這種修改引入了一種不穩定的平衡，在這種平衡中，所有策略都在玩家群體中體現。憑藉不受干擾的複製動力學，系統最終收斂到屬於一系列休息點的某個點，當…
在具有內生願望的學習模式中合作的傳播
摘要 在本文中，我們在古諾寡占的背景下建立了一個基於願望的空間學習模型，我們希望從中探索導致企業之間合作出現的條件。我們考慮一個由許多相同的雙頭壟斷組成的經濟體；每個雙寡頭都放置在一個圓環的正方形上。雙寡頭是有限理性的代理人，他們採用一個非常簡單的行為規則：如果他們至少賺取平均利潤，他們就不會改變策略；如果他們的利潤低於平均水平，他們就會模仿鄰居所採取的策略。我們考慮了這個簡單…
廣義勒貝格空間及其在統計學上的應用
摘要 統計需要考慮透過有限度量的分數冪的後驗平均值定義的「理想估計值」。在本文中，我們研究 $L {1/\delta}$，即由有限測度 $\delta$ 次方 $\delta \in (0,1)$ 跨越的線性空間。結果顯示 $L {1/\delta}$ 概括了勒貝格函數空間 $L {1/\delta}(\mu)$，並共享其大部分重要屬性：它是一個一致凸（因此自反）Banach …
使用大規模平行計算機預測 RNA 鹼基配對機率
摘要 我們提出了 McCaskill 演算法的實現，用於計算大規模平行訊息傳遞架構的 RNA 分子的鹼基對機率。此程序可用於常規折疊超過 10000 個核苷酸的 RNA 序列。討論了完整病毒基因組的應用。
自動偵測 RNA 病毒基因組中的保守鹼基配對模式
摘要 幾乎所有 RNA 分子——以及大 RNA 分子的幾乎所有子序列——都形成二級結構。因此，二級結構本身的存在並不顯示任何功能意義。事實上，我們可能不會期望病毒基因組或 mRNA 的所有部分都具有保守的二級結構，即使存在顯著水平的序列保守性。我們提出了一種檢測相關 RNA 序列家族中保守 RNA 二級結構的新方法。我們的方法是基於預測所有平衡鹼基配對機率的矩陣和比較序列分析的…
優化歷元進化搜尋：族群規模獨立理論
摘要 時代動態是自然和人工進化過程中的常見行為，其中人口適應性的長期停滯被突然的創新所打斷。我們使用最新的時代進化定量數學分析來估計達到全局最優的適應度函數評估的平均次數，作為族群規模和突變率的函數。然後用它來導出進化參數的估計和界限，從而最大限度地減少搜尋工作。
適應性治理：忠誠度的作用
摘要 本文關注縱向企業間關係的治理，即工業、中間產品市場上的買家與其供應商之間的關係。互動的、自適應的買家和供應商網路被視為複雜的自適應系統（Holland and Miller 1991），我們使用電腦模擬對其進行研究。從靜態交易成本經濟角度出發，我們的模型得到了擴展，允許忠誠行為和信任的建立，以及關係的時間和網絡嵌入。本文分析了關係如何隨時間發展：參與者在評估預期獲利能力和…
不完全市場、借貸限制和外匯風險溢價
摘要 大量文獻表明，貨幣投機的回報具有高度波動性，並且具有可預測的成分，而該成分本身也具有高度波動性和序列相關性。然而，事實證明，透過風險溢價的存在來解釋貨幣投機的回報是很困難的。特別是，具有完整市場和時間可分離偏好的模型會產生幾乎恆定的風險溢價。本文解決了一個由兩個市場不完全的貨幣經濟體組成的模型，其中代理人受到借貸約束。本文研究了這樣的框架是否能夠解釋外匯風險溢酬的波動性和…
關於動物和人類腦血流、突觸修剪和早期智力發展之間的關係
摘要 對大鼠、靈長類動物和人類的神經生理學和行為觀察表明，流向大腦感覺和認知區域的血量隨著環境刺激和相互作用的程度而增加。這些研究提供了有關大腦突觸結構和活動的早期發育速度和程度以及隨之而來的代謝需求增加的信息，以及一些認知相關的證據。
工作網絡與持續不平等的動態模型
摘要 本文調查了當地經濟的特性，其中人際關係對於尋找工作非常重要。模型中的互補性在經濟體中人力資本的分佈、社會網絡的特徵和均衡勞動市場動態之間產生了有趣的非線性關係。該模型被證明與自 1970 年以來關於貧窮鄰裡集中度增加的許多典型事實是一致的。我認為，與先前關注人力資本累積的模型相比，這種類型的模型更符合關於鄰裡貧窮的經驗事實。
因果狀態的熱力學深度：當在奧卡姆池中划船時，淺度是一種美德
摘要 熱力學深度是一種有吸引力但有缺陷的複雜性度量。它取決於系統的一組宏觀狀態，但無論是 Lloyd 和 Pagels 最初的介紹或任何後續工作都沒有考慮如何選擇這些狀態。因此，深度本質上是主觀的。計算力學提供了系統最小的、必要的因果狀態的定義以及尋找它們的過程。我們表明，熱力學深度的增加率或「潛水」是系統的反時香農熵率，因此深度僅測量宏觀隨機性程度，而不測量結構。我們根據因果…
資訊幾何、貝葉斯推理、理想估計和誤差分解
摘要 在統計學中，有必要研究許多機率分佈之間的關係。資訊幾何闡明了所有分佈空間上的幾何結構。當與貝葉斯決策理論結合時，它產生了「理想估計」的新概念。它們唯一地存在於有限測度的空間中，並且通常是足夠的統計量。任何模型的最佳估計都是透過將理想估計投影到該模型上來給出的。誤差分解定理將估計誤差分解為統計誤差和近似誤差總和。它們可以擴展以產生高階漸近。此外，在資訊幾何中不變定義的某些統…
組織設計及產租資源的獲取
摘要 在公司基於資源的觀點中，出現了一個動態的故事，其中公司歷史上積累的知識以及嵌入組織慣例和結構中的知識影響公司認識新資源和能力價值的能力。本文探討了企業選擇組織設計以提高其意識和重視產生租金的資源和能力的可能性。開發計算模型是為了研究組織探索其環境以獲取新功能的願望與組織利用現有功能的需要之間的緊張關係。
Arborscapes：基於群體的多主體生態擾動模型
摘要 本文提出了一種基於代理、物件導向的森林動態生態模型，旨在研究幹擾對多樣性的作用。 Arborscapes 基於 Swarm，這是一個基於代理的軟體平台，為生態建模提供了優勢，包括一套標準化的物件、調度和探針庫，以及繼承、訊息傳遞、封裝和層次結構等架構功能。物件導向的模型比以過程為導向的模型更透明、可移植且更容易修改，因此有望促進計算實驗的協作。 Arborscapes 的…
巢內競爭與親代投資的最佳化分配
摘要 在本文中，我們介紹了一種簡單的巢內競爭生長模型，該模型可以在不可預測的食物條件下，在表現出親代照顧、漸進供應和初始巢產量過剩的物種中最大限度地提高親代適應性。我們認為，兄弟姊妹之間的競爭可能為父母提供一種近似機制，以根據食物條件調整倖存後代的數量或社會物種群體的社會組織。
社會性昆蟲巢複雜性的起源
摘要 社會性昆蟲：令人印象深刻的建築師和建築商在社會性昆蟲社會（所有螞蟻和白蟻，以及某些種類的蜜蜂和黃蜂都是社會性的）進行的各種各樣的集體活動中，由於個體和集體水平之間存在差異，建築無疑是最壯觀的[1 4]。這種築巢的能力（其中一些可能極其複雜）對於博物學家和科學家來說仍然是一個令人著迷的問題。巢穴複雜性的起源仍然是一個未解之謎。很少有著作涉及對建築行為機制及其調節的分析。圖 …
用於繪製大圖的自組織映射
摘要 自組織映射 (SOM) 是無監督的競爭性神經網絡，用於將高維資料投影到低維空間。在本文中，我們將展示如何使用 SOM 在平面上繪製圖形。基於 SOM 的圖形繪製方法屬於一般類力導向演算法，允許繪製任意加權圖形。它對於繪製大型圖形特別有效，並且可以用作應用更複雜的方法之前的預處理步驟。
社會性昆蟲群體作為複雜的適應系統
摘要 社會性昆蟲是複雜的適應系統，在一系列約束條件下進行自我組織。雖然重要的是要承認社會性昆蟲的全球秩序可能是昆蟲之間內部相互作用的結果，但同樣重要的是要考慮到外部因素和約束，更重要的是，群體及其環境可能透過內部和外部因素之間的相互作用相互影響。這句話的範圍超出了社會性昆蟲的範圍，適用於廣泛的生物系統，包括生態系統。
蟻群中的群體與大規模招募：接觸率的影響
摘要 在覓食依賴群體和大規模招募的情況下，從理論上研究了接觸率對螞蟻覓食的效率（利用有利可圖的環境的能力）和靈活性（追蹤不斷變化的環境的能力）的影響。結果表明，不同規模的團體可以實現效率和靈活性的結合：（1）大規模招募與低水平的團體招募相結合，（2）聯繫率監管薄弱。這些結果是結合實證工作來討論的。
使用自組織映射進行圖分區
摘要 具有可變局部拓撲的自組織映射被證明是一種相當好的啟發式方法，可以找到 NP 完全 $k$ 路圖劃分問題的近似解決方案，其中加權圖必須劃分為大小相等的 $k$ 簇，同時最小化簇間邊的總權重。等尺寸約束是透過地圖趨於近似的訓練點分佈來實現的，最小割約束是透過相鄰節點的同時更新來實現的。平均場分析表明，該演算法的複雜度最多為 $0(n^3/ E )$，其中 $n$ 是圖的頂點數…
真實流感流行中全球混合的證據
摘要 人們對法國流感傳播的時空行為進行了研究，發現一旦報告病例數首次開始增加，即疫情高峰前約 15 至 25 週，跨越整個領土的代數空間相關性（指數 $\alpha = 0.34$）就存在。這一結果令人驚訝，因為人們預計，遠程相關性（如果有的話）僅在最大發生率附近存在，而我們的觀察表明，在觀察到的流行病一開始就存在潛在的非平凡空間結構。觀察到的長期相關性實際上存在於人口的空間分…
隨機漫步s, 碎形s and the Origins of Rain森林 多樣性
摘要 雨林因其極其豐富的物種而聞名。在最茂盛的雨林中，每公頃的每一棵樹都是不同的物種。因此，大多數物種都很稀有。使用來自世界不同地區研究的實地數據，我們表明物種豐富的圖通常顯示由 $I$ 個體代表的物種數量 $N s(I)$ 的分佈，其冪律形狀 $N s(I) \procto I^{ \beta}$ 與 $\beta \approx 1.5$。冪律是接近臨界點的系統的特徵（但不…
多樣性和最優性
摘要 在本文中，我們建構了一個能力有限的多樣化問題解決者的通用模型。我們使用這個模型得出兩個主要結果：(1) 一組不同的、有界的問題解決者可以找到困難問題的最佳解決方案，(2) 一組不同能力的問題解決者往往會共同勝過一組高能力的問題解決者，其中問題解決者的能力等於其預期的個人表現。
團隊中的相互監督：剩餘索取權與互惠的影響
摘要 工作團隊、信用協會、合作夥伴、當地公地情況和居民區中的同事進行監督往往是減輕激勵問題的有效手段。大多數對參與相互監督的動機的解釋要么依賴於小組規模，要么依賴重複交互的福克定理。我們提供了大型團隊成員之間單次互動中相互監控的解釋。我們方法的關鍵要素是，當團隊成員是剩餘索取者時，有些成員會受到互惠規範的激勵，在其他成員逃避責任時懲罰他們。我們為互惠規範的行為相關性提供了證據，…
具有 Faber-Krahn 性質的正則樹的幾何形狀
摘要 在本文中，我們證明了規則樹的 Faber Krahn 型不等式，並給出了極值樹的完整表徵。主要工具是規則樹的重新排列和擾動。
群居昆蟲的自我同步與任務完成
摘要 一些作者假設觀察到的蟻群自我同步活動提供了一些適應性優勢，特別是，有人認為任務的實現可能受益於這種有序的時間行為模式（Robinson，1992；Hatcher 等，1992）。在本文中，我們將自同步活動模型（流體神經網路）和勞動分工調節模型（固定閾值模型）結合起來，表明在每個人的平均活動水平相同的情況下，自同步活動模式可能比隨機活動模式更有效地完成任務。
平行量子計算和量子程式碼
摘要 我們提出了 QNC 的定義，即高效並行類 NC 的量子模擬。我們展示了幾個有用的小工具，並證明各種類型的電路可以並行化到對數深度，包括用於編碼和解碼標準量子糾錯碼的電路，或者更一般地由受控非門、受控 pi 移位和哈達瑪閘組成的任何電路。最後，雖然我們注意到量子傅立葉變換可以並行化到線性深度，但我們推測更簡單的「階梯」電路不能並行化到小於線性深度，並且可以用來證明 QNC …
沙堆的計算複雜性
摘要 給定阿貝爾沙堆中沙子的初始分佈，在所有可能的雪崩發生後，沙子會鬆弛到什麼最終狀態？在 $d <= 3$ 中，我們證明這個問題是 P 完全的，因此幾乎肯定需要對系統進行明確模擬。我們還表明，確定沙堆狀態是否重複出現的問題在 $d \leq 3$ 中是 P 完全的。在 $d=1$ 中，我們給出了兩種演算法來預測大小為 $n$ 的格子上的沙堆，兩種演算法都比顯式模擬更快：一種是…
強互惠的演變
摘要 如果一個群體中在遺傳上不相關的成員因相互遵守社會規範而受益，那麼代理人可能會遵守該規範並懲罰違反者，即使這種行為不能以自私、以結果為導向的偏好來證明是合理的。我們稱之為強互惠。我們將其與弱互惠區分開來，即互惠利他主義、針鋒相對、完全契約下的交換以及其他形式的互利合作，這些合作可以用自私的結果導向的偏好來解釋。我們回顧了人類社會中強互惠的存在和重要性的令人信服的證據。然而，…
論城市的出現
摘要 本文包含一般類別的城市形成模型的描述。個體經濟主體對地點的偏好取決於人口分佈。一個地點的吸引力取決於其人口及其與其他代理人的平均距離的某種組合。經濟變數間接進入。採用這種廣闊的視角可以更深入地了解城市的形成方式以及對其位置和規模的初始條件的敏感性。此外，這一類模型支持城市出現的場景：在不假設智能體希望彼此靠近或居住在一起的情況下，智能體就會聚集到城市。
不確定性、困難性和複雜性
摘要 在本文中，我正式將不確定性、難度和複雜性定義為問題和環境的測量以及分析範式，並討論了難度和不確定性範式在製度研究中的重要性。
棄權導致兩黨投票動態出現分歧
摘要 在最近的空間投票模型中平台適應的動態系統模型中，米勒和施塔德勒表明，假設選民效用函數為凹且完全參與，則在平均選民位置處存在全局穩定均衡。在這裡，我們表明，取決於選民和平台之間的距離的棄權可能會導致分歧，導致平均選民平衡不穩定。我們發現多達七個均衡，其中多達四個是平台動態的本地吸引子。
發展在進化輻射中的作用
摘要 生物多樣性動態如何在不同層次受到發展限制？多樣性模式和相關過程理論傳統上都是用外在的、特別是生態的術語來處理的，而發展尚未充分融入多樣性變化的討論中（例如，Rosenzweig 1995）。這可能部分是由於許多發展學或生態學的學生不願意深入研究所謂的非歷史形式生成原則與其在演化過程中的歷史實現之間的相互作用。直到最近，當寒武紀後生動物身體結構大爆發的現實變得清晰時，人們才…
酵母基因組中轉錄因子結合位點的分佈顯示存在豐富的協調調控基因
摘要 全基因組 DNA 序列的可用性使得在全基因組範圍內分析調控 DNA 區域成為可能。這些區域的特徵對於理解有機體如何合作建構整體至關重要。正如真核啟動子（增強子）區域的例子所示，這是一項艱鉅的任務。分子生物學家的常見做法是在基因周圍的非編碼區域中尋找轉錄因子 (TF) 的結合位點，以形成有關基因轉錄調控的假設。這種方法常常失敗，因為許多TF結合位點在基因組DNA中很常見，單…
化石記錄中滅絕率和尺度不變性的下降
摘要 我們表明，顯生宙期間滅絕率的下降可以透過累積總滅絕的對數擬合來準確地參數化。這意味著消光強度大約隨著時間的倒數而下降。我們證明，僅憑這一觀察就足以解釋所提出的冪律形式在滅絕事件大小分佈和顯生宙滅絕功率譜中的存在，這些結果先前已通過訴諸進化動力學的自組織批判理論來解釋。
元胞自動機集體計算的演化設計
摘要 我們研究遺傳演算法設計執行計算的細胞自動機的能力。由此產生的元胞自動機的計算策略可以使用一個框架來理解，其中嵌入時空配置的「粒子」攜帶訊息，粒子之間的相互作用影響訊息處理。這種結構分析也可用於解釋遺傳演算法設計策略的演化過程。更一般地說，我們的目標是了解機器學習過程如何設計具有複雜集體運算能力的複雜去中心化系統，並開發嚴格的框架來理解由此產生的動態系統如何執行計算。
經濟學家的理性？
摘要 理性是一種複雜的行為理論，可以解析為有關偏好、感知和過程的陳述。本文著重於行為實驗提供的理性證據，並認為大多數認知異常是透過資訊儲存、檢索和處理方式產生的感知錯誤而產生的，或者是透過過程中的錯誤導致將選擇問題表述為至少與狹義理性定義不一致的認知任務。本文討論了這些認知異常如何影響經濟行為和測量，以及對經濟分析的影響。
為千禧年設計一所大學：聖塔菲研究所的視角
摘要 我從複雜適應性系統的角度來考慮研究型大學，並為未來的大學提供了一些適度的建議——一個以學生為基礎的複雜適應性學習社區，其中反饋中心和跨學科的問題導向中心都發揮著核心作用。
市場的最優性和自然選擇
摘要 演化論經常被用來證明競爭均衡的基本行為假設。米爾頓·弗里德曼等經濟學家認為，自然選擇有利於利潤最大化的公司，而不是從事其他行為的公司。因此，生產者效率以及帕累托效率在進化的基礎上是合理的。我們在進化一般均衡模型中檢驗這些主張。如果經濟環境不變，獲利的企業就會成長，虧損的企業就會萎縮。在一般均衡模型中，價格會隨著要素需求和產出供給的變化而改變。如果沒有資本市場，當企業只能透…
一種或多種轉錄因子協同調控的基因及其在全真核基因組中的鑑定
摘要 許多真核基因的轉錄是透過轉錄因子（TF）之間的相互作用來調節的。合作性可能是同型的，涉及僅一種轉錄因子與基因調控區域中的多個位點的結合。它也可能是異型的，涉及多個 TF 的結合。兩種類型的協同性都有一個共同點，即各自 TF 的結合位點形成緊密連接的“簇”，結合位點組通常比單獨偶然預期的更緊密地關聯。此特性可用於識別受一個或多個具有已知 DNA 結合特異性的 TF 調節的基…
論進化生物學和古生物學中機會的雙重性
摘要 隨機性和非隨機性的辨識是演化研究中長期存在的問題。演化生物學和古生物學中的隨機思維鞏固了機率統計概念的使用，但演化研究中的機率概念超越了統計學。二元性一方面源自於統計意義的使用，另一方面源自於更嚴格的演化意義的使用。前者意味著不加區別的抽樣和由於多種原因造成的不可預測性的結合；後者將適應的獨立性和自然選擇所施加的方向性編入法典。通常，這些意義在演化研究中是分開的，根據經驗…
關於有限測度空間上的度量和仿射連接的註解
摘要 在不同的座標系中導出了有限測度和機率測度空間上的度量和仿射連接的明確公式。它們被轉換並與 Cencov、Amari 等先前的公式進行比較。這些公式是針對有限樣本空間給出的，但其形式很容易推廣到無限樣本空間。 Cencov 書中的一個錯誤已修正。
透過基於主體的建模了解 Anasazi 文化變革
摘要 描述並演示了亞利桑那州北部紀念碑谷附近長屋谷的基於代理的計算模型。該模型的運行時間約為公元 400 年至 1400 年，由居住在數位化版本的長屋谷景觀中的人工適應主體（家庭）組成。長屋谷有一份基於沖積地形學、孢粉學和樹木氣候學的詳細古環境記錄。這使得能夠準確定量地重建該山谷潛在農業生產的年度波動。智能體被賦予了確定農業和居住地點以及繁殖和死亡率的行為規則。該模型的每次運行…
戰爭與文化的演變
摘要 戰爭也許是所有人類文化適應中最醜陋、最令人厭惡的。它的根源在於新石器時代革命的人口和經濟變化，其枯萎的分支在當代繼續使全球的天空變得黑暗。戰爭行為對世界幾乎每個角落的文化體系的軌跡產生了深遠的影響。如今，它已經發展到成為地球上人類生存的最大單一威脅。戰爭在人類事務中的重要性使其成為從生物學到歷史學、心理學和政治學等廣泛學科的深入研究的焦點（見 Bremer 和 Cusac…
優化時代進化搜尋：族群規模依賴理論
摘要 時代動態是自然和人工進化過程中的常見行為，其中不斷進化的族群中的長期停滯期被突然爆發的變化所打斷。我們使用最近發展的數學框架來分析一類表現出劃時代行為的適應度函數的族群動態。在後者中，所採用的近似導致了與族群規模無關的理論，使我們能夠確定最佳突變率。在這裡，我們擴展了這種方法，以包括由於有限族群波動而導致的曆元不穩定，並表明這種動態行為通常發生在有效搜尋的最佳參數設定周圍…
蛋白質序列模型中位點間的相關性分析
摘要 基於條件機率的標準與演算法距離的概念相關，用於檢測序列上不連續位點的相關突變。我們將此標準應用於分析蛋白質序列中位點之間的相關性的問題，但是，該分析通常適用於每個位點具有離散狀態的相互作用位點的網絡。介紹了可以輕鬆得出明確結果的基本模型。每個位點考慮的狀態數範圍從兩個（說明與熟悉的經典自旋系統的關係）到二十個狀態（適合代表胺基酸）。數值模擬表明，即使當資料樣本（例如蛋白質…
技術領域的最優搜尋
摘要 公司層級的技術變革通常被建模為從固定可能性分佈中隨機抽樣。然而，此類模型通常忽略了公司搜尋過程中經驗上重要的方面，特別是對公司當前狀態指導未來創新的觀察。在本文中，我們透過將「技術景觀」引入其他標準的動態規劃設定中，明確地處理了公司尋求技術改進的這一方面，其中最佳策略是為每種可能的技術分配保留價格。搜尋被建模為在技術領域的移動，受到創新成本的限制。模擬是在程式化的技術景觀…
健身景觀中的中立性
摘要 適應性景觀中崎嶇和中性的相互作用在解釋演化適應的動態方面發揮著重要作用。雖然各種崎嶇度的測量（相關函數、自適應行走或局部最優密度）已被相當充分地理解，並且構建具有所需崎嶇度程度的景觀的模型也很容易獲得，但人們對中立性知之甚少。我們引入了加性隨機景觀的概念作為同時調整中性和堅固性的框架，並且我們開發了一種形式主義，允許明確計算與此類景觀中的中性相關的最顯著參數。
文化 複雜性
摘要 這篇題為《文化複雜性》的論文分為四個部分。第一部分 (I.) 包含以複雜性概念為中心的定義。至少，本文中使用的術語、系統、複雜性和適應性需要解釋。第二部分（II.）是現實世界文化複雜性的概述。我將使用普韋布洛部落法律和其他民族誌材料作為這種複雜性的例子。這部分借鑒了對西南印第安部落，特別是新墨西哥州和亞利桑那州普韋布洛人習慣法的人類學實地考察。這項實地考察在 1987 年…
使用基於知識的勢探索蛋白質序列空間
摘要 基於知識的勢可用於確定胺基酸序列是否可能折疊成指定的天然蛋白質結構。我們利用這個想法來調查蛋白質空間中的序列結構關係。特別是，我們測試了以下兩個命題，發現這兩個命題對於有效演化很重要：折疊成特定原生折疊的序列形成廣泛的中性網絡，滲透到序列空間。任何兩個天然折疊的中性網絡在幾個點突變內彼此接近。使用兩種截然不同的勢函數（M. Sippl 的 PROSA 對勢函數和基於神經網…
離散動態網絡及其吸引子盆地
摘要 網路動力學研究的關鍵概念是狀態空間連結成吸引力盆地。吸引子盆地的收斂與時空模式的秩序複雜性混沌度量相關。網路的“記憶”，即其分類能力，是由其單獨的盆地、樹和子樹的配置提供的。本文基於使用離散動力學實驗室軟體的電腦模擬，概述了最近的工作，描述了一些問題、方法、措施、結果、應用和猜想。
Macro演化ary 演算法s: A New 最佳化 Method on 適應度景觀s
摘要 在本文中，我們基於先前關於宏觀進化中滅絕模式的理論工作，介紹了一種解決最佳化問題的新方法。我們將它們命名為宏觀演化演算法（MA）。與標準遺傳演算法中採用的群體層級進化不同，更高分類單元層級的演化被用作潛在的隱喻。該模型利用「物種」之間存在的聯繫，代表最佳化問題的候選解決方案。為了測試其有效性，我們透過錦標賽選擇來比較 MA 與遺傳演算法 (GA) 的性能。該方法被證明是標…
演化中的機會與必然性：RNA 的教訓
摘要 RNA折疊圖被理解為序列和二級結構或形狀之間的關係，表現出穩健的統計特性，概括為三個概念：（1）典型形狀的概念（在所有固定長度的序列中，某些形狀比其他形狀更頻繁地實現），（2）形狀空間覆蓋的概念（所有典型形狀都在任何隨機序列的小鄰域中實現折疊到（3）中性網絡的概念（3）到典型網絡的概念。中立網絡的概念特別具有啟發性。中性網路放寬了對突變率的要求，以確保選擇保持有效。群體中…
超加性相關性
摘要 相關性並不意味著因果關係，這一事實是眾所周知的。兩個位點的變數之間的相關性並不意味著這兩個位點直接相互作用，因為例如，遠距離位點之間的相關性可能是由一組介入的、直接相互作用的位點之間的相關性連結引起的。這種「非因果相關性」在統計物理學中得到了很好的理解：一個例子是自旋系統中的長程有序，其中僅具有短程直接相互作用的自旋，例如伊辛模型，在一定距離處顯示出相關性。人們不太認識到…
早期複製子的性質與演化
摘要 人們發現RNA和蛋白質分子既是複製的模板，也是生化反應的特定催化劑。 RNA分子雖然在生命起源條件下很難透過合理的合成途徑獲得，但卻是早期複製子的唯一候選者。只有它們是複製的強制性模板，可以保存突變並將其傳播給下一代。基於 RNA 的催化劑（稱為核酶）對參與 RNA 分子相互轉化的所有類型的反應（例如切割和模板輔助連接）具有高效和特異性的作用。 RNA世界的想法是針對RN…
人類社會行為演化的理論面
摘要 回顧了行為演化研究的三種範式。第一個是親屬選擇，最初被視為親屬之間利他行為演化的解釋。這就引出了包容性健身的概念，作為衡量個人對後代貢獻的指標。第二種範式涉及對行為不同的個體之間或一種行為與所有可能的替代行為之間的博弈產生的適應度收益的計算。這種經濟方法產生了演化穩定策略（ESS）的概念，作為一種在某種意義上是最優的行為模式。最後，我們討論基因 文化協同演化理論，根據該理…
技術創新建模的生產配方方法：邊做邊學的應用
摘要 我們在本文中做了兩件事。首先，我們提出了技術演化微觀經濟理論的一些要素。這涉及到將新生的（基本上未被發現的）技術添加到新古典生產理論的現有技術中，更重要的是，擴展生產計劃的概念以包括配方——底層工程過程的完整描述。其次，我們使用食譜方法建立了一個簡單的車間邊幹邊學的微觀經濟模型。我們模擬模型的動力學，並報告基本參數變化對所得工程經驗曲線的影響。對於正確選擇這些參數的值，模…
演化論可以解釋思考如何運作嗎？演化心理學爭論回顧
摘要 「除了演化論之外，生物學中沒有任何東西是有意義的。」今天很難找到一位生物學家不同意遺傳學家 Theodosius Dobzhansky 的著名主張。達爾文的自然選擇進化論比任何其他原理都更能解釋生物世界，並闡明當前所有生命形式之間以及化石記錄中發現的生命形式之間的關係。如果說生物學中沒有演化就沒有意義的話，那麼對於像我們這樣的生物的行為和思考模式——心理學——來說也是如此…
化石記錄的長程相關性與宏觀演化的分形性質
摘要 最近對化石記錄時間序列的研究表明，存在自相似性的一致證據，即與冪律行為的長期相關性。這種分形結構的存在意味著，當觀察給定的時間範圍時，如果執行尺度變化，則一些基本屬性保持不變。總而言之：不存在特徵時間尺度，正如我們可以預期的那樣，如果存在某種類型的周期性或其他低維動態。這種長程秩序的一個可能解釋是在所有尺度上運行的動態過程，就像臨界點附近的系統的情況一樣。在本文中，透過擴…
貨幣動態
摘要 經濟學中的一般均衡理論定義了商品和服務的相對價格，但沒有確定價格的絕對值。我们提出了一种货币理论，其中货币价值是一个依赖于时间的“战略变量”，由个体代理人选择。这个想法可以通过垄断供应商和买家的简单网络模型来说明。均衡理论中货币价值的不确定性意味着软“戈德斯通模式”，导致在存在噪音的情况下价格大幅波动。
1500 年的普韋布洛政治組織：修補多樣性
摘要 到十六世紀初，新墨西哥州和亞利桑那州的普韋布洛人都生活在數百至數千居民的聚集村莊中。儘管外表和文化在外表上相似，但個體村和村群的社會和政治組織過去（現在仍然）存在顯著的多樣性。本文將普韋布洛政治組織的多樣性視為各個社會單位「修補」不同策略以實現經濟生存和與鄰居更有效競爭的一個例子。從考古和民族歷史記錄中提取的例子將用於說明嘗試不同村莊結構和組織模式的社區。
植物能量和種群密度的異速生長縮放
摘要 描述生態群落中人口密度隨體型變化的尺度關係，例如植物生態學中的稀疏規律，可以用個體如何使用資源作為其體型的函數來解釋。木質部運輸速率與莖直徑的函數關係數據表明，單一植物的資源利用速率約為體重的 3/4 次方，與動物的代謝速率相同。我們利用這種關係來發展資源有限植物中密度 品質關係的機械模型。它預測平均植物大小應為最大族群密度的 4/3 次方，這與經驗證據和動物中的可比較關…
化石記錄中類群的滅絕、多樣性與生存
摘要 近年來，利用從大型資料庫中提取的數據，觀察到了化石記錄中的許多有趣的趨勢。其中包括整個顯生宙滅絕率的平均下降、現存多樣性的平均增加、起源率和滅絕率之間的相關性，以及控制生存曲線形式和類群壽命分佈的簡單規律。在本文中，我們從數學上推導了這些數量之間的許多關係，並展示了這些不同趨勢如何相互關聯。我們還對這些趨勢的可能形式得出了各種限制，例如對滅絕可能下降的速度的限制以及對任何…
向混沌過渡時的佇列、堆疊和超越性
摘要 我們檢查週期加倍過渡到混沌時的單峰映射，並詢問其長期記憶是堆疊式（後進先出）還是隊列式（先進先出）。我們證明它可以被具有一個佇列或兩個堆疊的即時自動機識別，並給出它的幾個新的語法特徵。我們認為它的記憶體具有類似佇列的特徵，因為單一堆疊是不夠的。我們也證明了它的動力學 zeta 函數、生成函數和成長函數是超越的。相同的結果適用於任何週期倍增級聯。我們認為超越性也可能是其他系…
城市成長中的瞬態動態與規模化現象
摘要 世界各地的城市中心都呈現出驚人的相似之處，這些相似之處轉化為描述其成長和形態的普遍規律。在本文中，我們研究了一個簡單的二維元胞自動機模型，其中包含我們認為人口變化的基本要素。人口緩慢增加到最初空曠的地區（模仿移民）加上反應擴散過程（代表人口重組）使我們能夠恢復許多真實數據，並讓我們更好地了解形成和塑造現代大都市的主要過程。
多方空間投票中的自適應平台動態
摘要 我們探索空間投票下多個競爭政黨的動態。政黨可以適應性地修改自己的立場，以獲得更多選票。我們模型中的政黨是機會主義的，這意味著無論意識形態立場如何，他們都試圖最大化自己的選票份額。各方對其當前平台進行小幅修正，以透過在自己控制下的變數的最陡上升（即本地優化自己的平台）來增加自己的效用。我們表明，在兩黨以上的模型中，只要選民夠挑剔，也就是說，如果他們對相對效用的微小變化反應強…
免疫系統辨識的一些設計原則
摘要 免疫系統是一個複雜的系統，它可以學習、記住所學到的內容，並採取行動保護我們免受各種病原體的侵害。在這裡，我們解決的問題是免疫系統如何能夠識別和了解可以快速進化並因此可能發生變化以避免免疫識別的病原體。
化石記錄中滅絕的功率譜
摘要 最近對化石滅絕數據的傅立葉分析表明，顯生宙期間滅絕的功率譜可能採取 $1/f$ 噪聲的形式，有人認為這一結果可能表明在導致滅絕的過程中存在「臨界動力學」。在本文中，我們使用來自各種不同來源的族級資料詳細研究了消光功率譜。我們發現，雖然功率譜的平均形式大致遵循$1/f$定律，但透過將功率譜分為兩種狀態可以更準確地表示功率譜：低頻狀態很好地用指數擬合，高頻狀態遵循$1/f 2…
神經興奮介質中的噪音和週期性調製
摘要 我們分析了神經興奮介質的平均場模型中雜訊和週期性調製之間的相互作用。為此，我們考慮了兩種類型的調製；即電阻的變化和閾值的振盪。在這兩種情況下，無論系統是單穩態或雙穩態，都存在隨機共振。
對不斷發展的金融市場中一般行為的解釋
摘要 聖達菲人工股票市場 [13, 4] 是一種基於代理的人工模型，其中代理不斷探索和開發預期模型，根據表現最佳的模型的預測買賣資產，並根據模型隨時間的表現確認或丟棄這些模型。本文的目的是將市場中出現的不同類型的行為作為進化學習率的函數進行分類，並解釋這些出現的行為。我們觀察到四種不同類型的行為，這些行為的區別在於它們對價格波動性、策略複雜性以及代理人隨著時間的推移所賺取的財富…
技術交易造成囚徒困境：基於代理模型的結果
摘要 金融市場中技術交易規則的廣泛使用和已證明的盈利能力長期以來一直是金融學術界的一個難題。在本文中，我們使用不斷發展的股票市場的基於代理的模型表明，由於多人囚徒困境，可能會出現廣泛的技術交易，其中將技術交易規則納入單一代理的規則庫中是一種優勢策略。市場上所有交易者使用這種主導策略創建了一個對稱的納許均衡，在這種均衡中，與所有代理人僅依賴基本規則的假設情況相比，所賺取的財富更低…
市場力量、生態與演化
摘要 市場具有導致過度波動和其他難以用理性預期模型解釋的現象的內部動態。本文使用在市場訂單交易背景下開發的非均衡價格形成規則來研究這些問題。因為這比標準的跨期均衡模型簡單得多，所以可以分析研究多時期市場。價格動態具有二階振盪細菌。價值投資並不一定會導致價格追隨價值。趨勢追蹤會導致價格的短期趨勢，但也會導致長期振盪。當價值投資和趨勢追蹤結合起來時，即使幾乎沒有線性結構，也可能存在…
統計力學 of 網絡 Models of Macro演化 and 滅絕
摘要 生命的化石記錄已被證明可以為時間序列和某些統計特徵的尺度定律提供證據。一些作者認為這項證據與自組織的批判現像有關。在本文中，我們回顧了其中一些模型及其具體預測。研究表明，在長時間尺度上觀察到的演化過程的大多數統計特性都可以透過涉及物種間相互作用網絡的簡單模型來重現。該模型能夠捕捉滅絕和多樣化過程的基本特徵，並給出以下方面的冪律分佈：（i）滅絕事件，（ii）種屬數據分類，（…
策略市場博弈的行為方法
摘要 簡介 在本文中，我們將動態規劃、博弈論和行為模擬方法連結起來解決同一經濟交換問題。我們認為，數理經濟學和博弈論在研究微觀經濟決策者群體的靜止狀態方面取得的成功，有助於創造許多經濟學家對「理性行為」模型的不合理信念。即使是簡單的無限水平交換經濟，其策略集的規模和複雜性也非常大，以至於很明顯，個人不會沉迷於對潛在策略的很大一部分進行詳盡的搜索。此外，除非人們將非合作均衡的樸素…
囚徒困境中社會組織的出現：情境保護和其他因素如何促進合作
摘要 雖然複雜自適應系統 (CAS) 理論主要關注系統對擾動的魯棒性、自組織等現象，以及組織實體或行為模式的出現、轉變和解體，但 CAS 工作的隱喻共鳴並不容易轉化為仔細的科學結果。確定正確的水平來發展具有明確的適用領域的更精確的理論概括可能非常困難。建立清晰映射到重要的通用結構的實驗參數通常不是一個簡單的練習。本文展示了解決此問題的一種方法。我們報告了基於代理的模擬實驗的結果…
松蟻分工的反應閾值模型
摘要 使用簡單的反應閾值模型來解釋在馬蟻「Ectatomma ruidum」中觀察到的勞動分工模式，發現獵物覓食行為可以細分為兩類：刺痛和運輸。毒刺殺死活的獵物，運輸車將死去的獵物的屍體運回巢穴。該模型可以透過改變與實驗中相同的參數來重現實驗中觀察到的所有動態模式。
流感的地理傳播
摘要 傳染病如何在一個流行週期內在太空中傳播是一個受到理論界廣泛關注的重要議題。然而，由於資料稀缺，支持理論方法的實證研究很少。自 1984 年以來，從覆蓋整個法國領土的全科醫生網絡獲得的每週報告可以在精細的空間尺度上分析流感的時空動態。該分析表明，可能由於全球運輸系統的原因，長距離擴散速度如此之快，以至於在感染斑塊內流行之前就發生了均勻的全球混合。一個簡單的模型，其中病例總數…
動物群體規模分佈的縮放
摘要 提出了动物聚集的基本模型。此模型所得的群體規模分佈是截斷冪律。研究發現該模型的預測與描述鮪魚、沙丁魚和非洲水牛群體規模分佈的數據一致。
複雜特徵的演化性：重組空間上適應度景觀的相關傅立葉分解
摘要 重组对基因型的影响可以以 P 结构的形式表示，即从基因型对集合到基因型幂集的映射。解釋是P結構將一對親代基因型映射到由親代基因型重組產生的一組重組基因型。重组适应度景观是 P 结构中的基因型到实数的函数。在先前的論文中，我們已經證明 P 結構（與之相關的矩陣）的本徵函數為任意重組景觀的傅立葉分解提供了基礎。在這裡，我們假設連鎖平衡，將這個框架概括為包括基因型頻率的影響。我…
動物社會中的統治秩序：重新檢視自組織假說
摘要 在先前的論文中（Theraulaz et al. 1995，Bonabeau et al. 1996），我們按照 Hogeweg 和 Hesper（1983，1985）提出，動物社會中支配秩序的形成可能是由涉及雙重強化機制的自組織過程產生的：勝利者增強了他們獲勝的可能性失敗，失敗者增強了他們失敗的可能性。這個假設和隨後的模型是基於原始社會性黃蜂（“Polistes dom…
螞蟻與機器人合作運輸
摘要 在幾種螞蟻中，工蟻會合作取回大型獵物。通常，一隻螞蟻會發現獵物，嘗試移動它，如果一段時間不成功，就會透過直接接觸或化學標記來重新招募巢穴同伴。當一群螞蟻試圖移動大型獵物時，螞蟻會改變位置和排列，直到獵物可以移向巢穴。描述了這種現象的機器人實現。儘管機器人系統看起來不是很高效，但它是一組機器人分散解決問題的有趣例子，並且它提供了螞蟻合作運輸的第一個正式模型。
進化蟻群優化
摘要 社會性昆蟲——螞蟻、蜜蜂、白蟻和黃蜂——表現出集體解決問題的能力（Deneubourg 和 Goss，1989；Bonabeau 等，1997）。特別是，一些螞蟻物種能夠在一組替代路徑中選擇從巢穴到食物源的最短路徑（Beckers 等，1990）。螞蟻在行走時會留下化學痕跡（或稱費洛蒙痕跡）；這條小路會吸引其他螞蟻走費洛蒙最多的路。這個強化過程導致了最短路徑的選擇：最先返…
病毒性 RNA and Evolved 突變al 穩健性
摘要 生物體的許多特性對突變表現出強烈的魯棒性。這種魯棒性是進化的特性還是遺傳系統固有的特性基本上還是未知的。穩健性的演化起源需要重新思考分子演化領域的關鍵概念，例如基因特異性的中性突變率，或有害突變的背景無關性。我們提供的證據表明，RNA 病毒基因組對二級結構突變變化的突變穩健性已經進化。
和平與戰爭的本體論反思
摘要 在回答 Hiroharu Seki 關於廣島本體的挑釁性問題時，作者回顧了自己對適用於和平研究相關事件資料製作和國防相關高性能知識庫的本體原語的思考。他建議發展聖塔菲研究所傳統的第二代自適應多主體模型，以包含社會共享記憶，包括國家和國際社會的身份重新定義創傷，以及社區建設成功和失敗的關係/移民/生態歷史。這種本體論獨特意義上的歷史性對於戰爭與和平的相關計算導向的國際關係與…
伊辛和波茨反鐵磁體和冰模型中的熵庫侖力
摘要 我們研究了三角形伊辛反鐵磁體中的拓撲缺陷、與六頂點冰模型等效的方形晶格上的相關模型以及方形晶格上的三態反鐵磁波茨模型。我們建議，在每種情況下，缺陷都會受到周圍晶格相關性所介導的庫侖力的吸引或排斥。由於兩個缺陷的能量不取決於它們之間的距離，因此該力是熵驅動的。我們給出了這種力的數值證據，包括從淬火到零溫度以及渦旋對的直接測量。對於三態 Potts 模型，力的強度與其理論值相…
體細胞超突變下 V 基因的遺傳可塑性：使用基於重採樣的新方法進行統計分析
摘要 在所有發現免疫球蛋白的物種中都觀察到了免疫球蛋白基因體細胞超突變的證據。先前的研究表明，Ig V 基因中的密碼子使用使得體細胞超突變的序列特異性導致基因的互補性決定區比框架區具有更大的突變性。我們開發了一種新的基於重採樣的方法，以具有統計意義的方式探索單一 V 基因和 V 基因家族的遺傳可塑性。我們確定哪些因素導致了這種變異性差異，並表徵了這種效應的選擇強度。我們發現，儘…
免疫系統如何產生多樣性：隨機和演化抗體庫的病原體空間覆蓋
摘要 免疫系統使用多種策略來產生大量不同的抗體，但它們的相對重要性尚不清楚。作為量化其相對貢獻的更大項目的一部分，我們研究了在形狀空間模型 [12] 的背景下，個體的生存機率如何隨其種系編碼抗體庫的大小而變化 [11]。形狀空間模型是一種流行的建模設備，但尚不清楚它們對於研究真實生物數據的真實性如何[1]。在這裡，我們介紹一個更通用的框架，在其中我們可以研究許多抗體 病原體匹配…
複雜性的進化展開
摘要 我們分析了一大類適應度函數的族群動態，這些適應度函數表現出劃時代的演化——一種在自然和人工演化過程中常見的動態行為，其中不斷演化的族群中的長期停滯期被突然爆發的變化所打斷。我們的方法——統計動力學——結合了統計力學和動力系統理論的方法，為當前的演化優化「景觀」模型提供了替代方案。我們在適應度類別或表現型子流域的宏觀層面上描述族群動態，同時對與宏觀狀態一致的基因型變異進行平…
論資訊共享與集體的演變
摘要 在生命的演化過程中，經歷了幾次轉變，個體開始合作，形成更高層次的組織，有時會失去獨立的生殖認同（Bonner，1988；Maynard Smith和Szathmary，1995；Wilson，1971；Buss，1987；Jablonka，1994）。例如，多細胞生物和昆蟲社會多次獨立演化。已經提出了賦予更高層次的組織進化優勢的幾個因素。可能產生優勢的兩個因素是勞動分工和…
關於合作的動態持久性：較低的適應度如何導致較高的生存能力
摘要 合作者和叛逃者的子群體居住在網格上。某地點的個體之間以囚徒困境 (PD) 遊戲的形式進行的互動決定了他們的適應度。選擇 PD 支付參數是為了使合作者能夠維持同質群體，而叛逃者則不能。個體突變成為另一種類型並遷移到鄰近地點的可能性很低。研究了該模型的密度相關版本和密度無關版本。此模型的動態可以透過考慮某個地點人口的生命週期來理解。這個生命週期從一個合作者建立群體開始。在這個…
摘要 描述並實證檢驗了異質代理組成企業的模型
摘要 描述並實證檢驗了異質代理組成企業的模型。每個代理人對收入和休閒都有偏好，並為生產提供可變的投入（「努力」）。合作回報遞增，代理人自我組織成有生產力的團隊。在每個組內，輸出被平均分配。每個智能體定期調整其努力水平，以非合作地最大化其福利。當福利最大化時，代理人可以加入其他公司或創辦新公司。隨著公司規模的擴大，代理人幾乎沒有動力付出努力，因為每個代理人的份額對其努力程度相對不…
量子電路：扇出、奇偶校驗和計數
摘要 我們提出了 $QAC^0$ 的定義，即經典類 $AC^0$ 的量子模擬，具有任意扇入的 AND 和 OR 閘，以及 $QACC^0[q]$，其中也允許 $n$ ary、$MOD q$ 閘。我們證明，當且僅當我們可以在恆定深度建立奇偶校驗或 $MOD 2$ 閘時，才可以在恆定深度的 $n$ 量子位元上形成「貓」狀態；因此，任何可以將量子位元以恆定深度扇出到 $n$ 個副本的…
Neutral 演化 of 突變al 穩健性
摘要 我們介紹並分析了在選擇性中性基因型網絡上進化的種群的一般模型。我們表明，神經網路上的群體極限分佈完全由網路拓撲決定，並由網路鄰接矩陣的主特徵向量給出。此外，每個個體的中性突變鄰居的平均數量由矩陣譜半徑給出。這量化了群體進化突變穩健性的程度：表型對突變的不敏感性。由於平均中性與演化參數（例如突變率、群體大小和選擇優勢）無關，因此人們可以使用來自體外或體內進化的簡單群體數據來…
RNA空間形狀技術
摘要 連續轉變和不連續轉變之間的區別是進化論中長期存在的問題。連續性是一種拓撲屬性，我們提出了一種形式主義，將表型空間視為（有限）拓撲空間，其拓撲源自於一種表型可透過基因型層級的變化從另一種表型存取的機率。 RNA 二級結構的形狀空間用於說明這種方法。我們證明，進化軌跡是連續的當且僅當它們遵循表型空間中的連通路徑。
金融市場可能處於次優均衡
摘要 我們使用博弈論和聖塔菲人工股票市場（一種基於代理的不斷發展的股票市場模型）來研究金融市場中戰略納許均衡的屬性。我们发现两件事：市场存在独特的策略均衡，但这种均衡不是最优的，因为交易者的收益没有最大化并且市场效率低下。這種策略均衡的必然性源自於囚徒困境的類比。最優的全球狀態是不穩定的，因為每個人都有太多的動機去「背叛」並使用將市場拉入次優均衡的預測規則。
四態三角波茨反鐵磁體中的高度表示、臨界指數和遍歷性
摘要 我們研究了三角晶格上的四態反鐵磁 Potts 模型。我們證明該模型具有六種類型的缺陷，這些缺陷根據某些守恆定律進行擴散和湮滅，這些守恆定律與其具有向量值拓撲電荷一致。利用這些缺陷的性質，我們推導出模型的 (2 +2) 維高度表示，從而表明該模型等效於 Kagomé 晶格上的三態 Potts 反鐵磁體以及三角形和蜂窩晶格上的鍵著色模型。我們也計算模型基態係綜的臨界指數。我們…
對比姐妹群的演化靈活性：中生代心海膽的差異和多樣性
摘要 分支歷史中時間不對稱的一般主題經常被研究，特別關注下古生代輻射。然而，後古生代的模式卻不太為人所知。本文根據序數水平的系統發育分析了中生代心海膽的差異和多樣性變化，特別是姐妹群 Holasteroida 和 Spatangoida、它們的並系幹群 Disasteroida 以及更具包容性的進化枝 Atelostomata 總目之間的對比。使用代表測試架構的 38 維基於地…
具有外部性的隨機環境中的最佳組織規模
摘要 在這項研究中，我們探討了隨機環境中群體規模、與其他群體互動的程度以及群體績效之間的關係。我們發展了一個建模框架，允許獨立調整構成群體的各個成員之間的連結以及群體之間的連結（外部性）。對改進的組配置的搜尋被建模為在可能配置的空間上的隨機遊走，由此組中的代理定期有機會接受或拒絕其特徵的隨機變化。透過控制哪些群體與其他群體具有外部性，我們可以操縱問題的拓樸結構——群體內部和群體…
複雜系統中豐度分佈的理論框架
摘要 提出了一個理論架構來解釋複雜系統如何以及在何處分解為主體或物種。分裂導致多樣化和豐度分佈，這類似於等級豐度表示上的冪函數和頻率豐度表示上的對數常態函數。冪函數和對數常態函數的綜合表現是馬球分佈，複雜系統中似乎存在著普遍的趨勢（馬球模式吸引子）。最小的複雜系統組織需要三個整合的層次：系統、代理和粒子。馬球趨勢的出現或可以透過資源粒子相互作用來解釋，其中粒子根據其大小和距離的…
小世界網路模型的重整化群分析
摘要 我們研究小世界網路模型，它模仿規模不斷增大的社交網路中規則格子和隨機格子行為之間的轉變。我們認為，隨著隨機程度趨於零，模型顯示出具有發散相關長度的正常連續相變。我們提出了模型的實空間重整化群變換，並證明該變換在大系統規模的限制下是精確的。我們使用這個結果來計算系統的單一臨界指數的精確值，並導出網路上兩個節點之間的平均「分離度」數作為三個自變數的函數的縮放形式。我們透過廣泛…
飛機上的一些骨牌拼貼
摘要 我們計算右特羅米諾、L 四特羅米諾和 T 四特羅米諾不同寬度矩形的平鋪數量的生成函數。這使我們能夠為每個平面的平鋪熵設定下限。對於 T tetromino，我們也從二維伊辛模型的解中得出了下界。
起源：陸地與海洋的比較
摘要 本文分析了三個海洋類群（軟體動物、棘皮動物和魚類）和三個陸地類群（哺乳動物、昆蟲和植物）的化石記錄起源動態。測試了四個假設：（1）譜繫起源的長期衰退；（2）進化創新的長期衰退； (3) 譜繫起源的多樣性依賴性； (4)譜繫起源的自組織臨界性。所有群體中都存在譜繫起源和重大創新產生的下降，這表明超越了陸地和海洋區別的控制。多樣性和起源之間的關係似乎在海洋中很強，而在陸地上很…
摘要 形態空間研究具有豐富的模式和過程
摘要 形態空間研究具有豐富的模式和過程。用於形態學的充分描述和映射的技術已經日益完善和應用，相關參數（如視差）的度量也是如此。然而，對時間和空間中形態空間佔據的特定模式的過程假設的檢驗不夠精細，需要更深入的審查。生態和發展解釋的兩極化需要正確地梳理它們各自的貢獻。有不同的方法可以解決這個問題。在這裡，我描述了一種方法：透過建構發育形態空間將發育隔離為測試目標。不同構造的形態空間…
摘要 在本文中，我們研究了動態適應度景觀的誤差閾值
摘要 在本文中，我們研究了動態適應度景觀的誤差閾值。我們證明存在下限和上限，代表簡單複製器的複製保真度的限制。下限可以表示為靜態景觀上存在的誤差閾值的校正項。誤差上限是僅存在於動態適應度景觀中的新限制。我們還表明，對於高度動態適應度景觀中的長基因組，存在選擇壓力的下限，以實現有效選擇具有獨立於突變率的卓越適應度的基因組；也就是說，動態環境中的進化參數存在明顯的限制。
主動破產的策略市場博弈
摘要 我們為一個擁有法定貨幣、一種非耐用商品、可數個時間段和一個連續體的經濟體建構靜態馬可夫均衡。商品總產量不變，但個體主體的禀賦隨時間推移以隨機方式波動。為了對沖這些隨機波動，代理人發現持有法定貨幣很有用，他們可以以適當的利率借入或存入法定貨幣；這種活動可以在中央銀行（明智地確定利率）或透過貨幣市場（利率由內生決定）進行。我們基於對動態規劃方程式的仔細研究以及相關最優控制馬可…
互惠及其限制：前西班牙裔普韋布洛世界研究的思考
摘要 互惠是一種古老而重要的社會實踐，是在非常小規模的社會中發展出來的。在本文中，我們提出了一個透過平衡互惠組織的系統工作方式的抽像模型（Sahlins 1972：185 275）。這個模型將幫助我們理解當社會規模擴大時，透過互惠組織起來的社會必須克服的問題的一般性質。然後我們認為，在前西班牙時期晚期，東部和西部普韋布洛世界採取了不同的路徑來克服這些困難。最後，應編輯的邀請，我…
小世界網路模型中的擴展與滲透
摘要 在本文中，我們研究了 Watts 和 Strogatz 的小世界網路模型，該模型模仿了社交互動網路結構的某些方面。我們認為，模型中存在一個非平凡的長度尺度，類似於其他系統中的相關長度，它在無限系統大小的極限下得到了很好的定義，並且隨著網絡中的隨機性趨於零而不斷發散，在該極限下給出了一個正常的臨界點。此長度尺度控制模型中從大世界到小世界行為的交叉，以及網路上給定半徑鄰域中的…
原發性 HIV 感染期間血漿病毒濃度和 CD4+ T 細胞動力學建模
摘要 在原發性愛滋病毒感染期間，血漿中的病毒量增加，達到峰值，然後下降。菲利普斯認為，病毒血症的下降是由於易受愛滋病毒感染的細胞數量有限，而其他作者則認為病毒血症的下降是由於免疫反應。在這裡，我們透過開發原發性 HIV 1 感染模型（包括 T 細胞動力學）並將這些模型的預測與九名未接受過抗逆轉錄病毒藥物感染的患者的數據進行比較來解決這個問題。應用非線性最小二乘估計，我們發現參數…
景觀：搜尋理論的自然延伸
摘要 公司層級的技術變革通常被建模為從固定可能性分佈中隨機抽樣。這些模型通常忽略了公司搜尋過程中經驗上重要的方面，即公司當前技術限制未來創新以及公司技術搜尋本質上傾向於本地化的相關觀察。在本文中，我們透過將技術景觀引入搜尋理論框架，明確地處理了公司尋求技術改進的這些方面。技術搜尋被建模為技術景觀上的移動，公司的適應性行走受到公司在景觀中的位置、景觀的相關結構和創新成本的限制。我…
開放經濟體中的通貨膨脹赤字融資：演化動力學
摘要 本文描述了兩國、世代重疊且不限制外匯持有的經濟體的適應動態。兩國政府透過鑄幣稅為其赤字融資。在這個經濟中，代理人是有限理性的。他們使用遺傳演算法來更新他們的決策規則。代理人的決策與他們生命中兩個時期之間的儲蓄總額以及每種貨幣持有的儲蓄比例有關。模擬結果表明，為兩個赤字中較大者提供資金的國家的貨幣變得毫無價值。調整過程的特徵是逃離用於為兩個赤字中較大的一個赤字融資的貨幣。經…
發展和進化的多元方法
摘要 發育是形態演化變化的常見領域，演化的大部分顯然取決於它。然而，關於人類演化和發展變化的討論通常會關注個體特徵（大腦大小、體重、雙足行走等）。這種特殊主義方法對於理解個體表型模組在人類演化歷史過程中如何變化非常有用。但當從個體特徵的發育進化模式出發，對一般進化做出廣泛的陳述（例如，幼態發育與超態發育）時，它也導致了困境。分離異時性（McKinney 和 McNamara 1…
金融前沿：演化與有效市場
摘要 在這篇評論文章中，我們探討了金融市場定量建模的一些最新進展。我們從有效市場假說開始，描述這個有爭議的想法如何激發了許多新的研究方向，其中一些專注於能夠使經驗事實合理化的更複雜的數學模型，另一些則採取完全不同的策略來完全拒絕理性。最有前景的方向之一是從生物學角度看待金融市場，特別是在市場、工具、機構和投資者根據經濟選擇「法則」動態互動和演化的演化框架內。根據這種觀點，金融機…
對「複雜性的簡單衡量」的評論
摘要 我們批評了 Shiner、Davison 和 Landsberg 在參考文獻 1 中引入的複雜度量。 [1]。特別是，我們指出它是過度普遍的，因為它對結構不同的系統的無序性具有相同的依賴性。我們也指出了對參考文獻中兩位作者所給出的結果的誤解。 [2]。
亞穩態演化動力學：跨越健康障礙還是透過中立路徑逃脫？
摘要 我們分析研究在表型或適應性層面上表現出亞穩定性的演化族群的動態。在持續的選擇性環境中，這種亞穩態行為是由兩種性質不同的機制所引起的。一方面，群體可能會被固定在局部適應度最佳狀態，透過低適應度基因型的適應度障礙與較高適應度基因型分開。另一方面，族群可能僅在表型或適應性層次上處於亞穩態，同時在選擇性中性基因型的中性網絡上擴散。在這種情況下會出現亞穩態，因為族群透過熵屏障與較高…
使用基於自適應代理的模擬模型協助規劃者制定政策：租金管制案例
摘要 規劃中政策制定的電腦模擬模型很難獲得一致的立足點。造成這種情況的原因包括大規模綜合模型的糟糕經驗（例如，Forrester，1969）以及缺乏可以量化的理論（Batty，1994）。 Batty（1994）提出，基於複雜性理論（Bernard，正在修訂）原則的新型計算模型可能會被證明是有用的。複雜性理論模型的一種類型是“基於自適應代理的模型”，其中許多自主的、異質的“代理…
策略成本和“匹配便士”
摘要 有證據支持這樣的論點：人類發現執行某些策略的成本很高。這些成本不太可能直接觀察到，但已經提出了各種模型來表示它們。我們討論了一種測試這些模型的經驗價值的方法。
計算力學：模式與預測、結構與簡單性
摘要 計算力學是一種結構複雜性的方法，定義了過程的因果狀態並給出了尋找它們的過程。我們證明因果狀態表示（一台電子機器）是與準確預測一致的最小表示。我們就電子機器的最優性和獨特性以及電子機器與替代表示的比較得出了一些結果。進一步的結果將從電子機器獲得的隨機性和結構複雜性的測量與從遍歷理論和資訊理論獲得的測量聯繫起來。
演化元胞自動機中的資源共享與協同演化
摘要 利用遺傳演算法進化一維元胞自動機（CA），讓我們深入了解當只能進行局部交互作用時，如何提高需要全局協調的任務的效能。可以影響遺傳演算法搜尋效率的兩種方法是協同進化，其中問題群體（在我們的例子中是 CA 格的初始配置）隨著 CA 群體一起進化；資源共享，其中更大比例的有限適應度資源被分配給那些能夠正確解決群體中其他較少 CA 能夠解決的問題的 CA。在這裡，我們提供的證據表…
圖中相關循環的互換性
摘要 圖G的相關循環的集合R是其最小循環基的並集。我們引入 R 的劃分，使得類別 W 中的每個循環都可以表示為其他循環和 W 以及更短循環的總和。結果表明，每個最小循環基包含相同數量的給定類 W 的代表。此結果用於導出不同最小循環基底的數量的上限和下限。最後，我們給了一個多項式時間演算法來計算這個分區。
生命的第四個維度：分形幾何與生物體的異速生長尺度
摘要 類分形網路的存在有效地賦予生命額外的第四個空間維度。這就是生物學中普遍存在的四分之一冪縮放的起源。生物體已經進化出分層網絡，其終止於不變的單元，例如毛細血管、葉子、粒線體和氧化酶分子，這些單位與生物體的大小無關。自然選擇傾向於透過最大化交換表面積的規模來最大化代謝能力，並透過最小化運輸距離和時間的規模來最大化內部效率。這些設計原則獨立於詳細的動力學和明確的模型，並且應該適…
具有層級依賴性的任務分配經濟中的效率與均衡
摘要 我們分析了涉及層次依賴性和資源爭用的分散任務分配問題的經濟效率和均衡特性。我們將一種近似均衡的低效率與特定市場協議中的代理數量和投標參數成比例地限制。該協議對於所有代理收斂到近似平衡，除了那些可能獲取不需要的輸入的代理。我們引入了一個解除承諾階段，以允許此類代理商從其輸入合約中解除承諾。實驗表明，增強市場協議平均產生高效的分配。
區域流動性和地理
摘要 大國應該有更高程度的勞動力區域間流動。為了評估這種影響的重要性，針對美國和歐洲校準了區域移民模型。該模型能夠複製觀察到的模式。透過顛倒規模，美國和歐洲國家的流動模式也顛倒了。這項觀察結果表明，與歐盟相關的有效規模的增加將使歐洲轉變為最佳貨幣區。用於近似遞歸問題的方法可能具有獨立的意義。
邊緣效應外部性模型中的景觀結果：計算經濟學方法
摘要 本文研究了距離相關的空間外部性（稱為「邊緣效應外部性」）對自由市場均衡土地利用模式的影響。在邊緣效應外部性下，生產可能性的最大化將取決於景觀破碎化的最小化，這意味著土地利用的正確分配和正確安排將是經濟高效結果的必要條件。本文使用基於代理的元胞自動機模型，證明在沒有討價還價的不受監管的自由市場中，帕累託有效和無效的均衡景觀模式都是可能的。公司的初始配置、永久地理特徵和運輸成…
局部種族衝突與種族滅絕：解釋盧安達和蒲隆地的差異
摘要 本文試圖利用盧安達和蒲隆地的數據來解釋種族衝突期間暴力規模的變化。為此，我們探討了群體警務的「陰暗面」——它被用於大規模殺戮，而不是被用作減少種族暴力的機制。我們的努力建立在 Fearon 和 Laitin（1996）的基礎上，他們承認，如果一個族群宣布其意圖攻擊敵對族群，而不是尋求合作，這種機制可能會適得其反。我們發展了一個與 Fearor 和 Laitin 不同的計算…
溝通的物理限制
摘要 自 20 世紀 40 年代克勞德·香農 (Claude Shannon) 的開創性工作以來，眾所周知，對於不熟悉消息所用語言的接收者來說，在有限頻寬的信道上以最佳效率傳輸的消息與隨機噪聲無法區分。在這封信中，我們展示了有關電磁傳輸的等效結果。我們表明，當使用電磁輻射作為傳輸介質時，對於不熟悉該格式的接收者來說，給定訊息的最有效資訊格式與黑體輻射無法區分。輻射的特徵溫度由用…
有限總體中的累積量動力學：連鎖平衡理論
摘要 連鎖平衡時有限族群的演化是用表型分佈累積量的動態來描述的。這為描述演化瞬態提供了一種強大的方法，並且我們闡明了累積量動力學與擴散近似之間的關係。低突變率的第一累積量和較高累積量之間的時間尺度分離在擴散極限中得到證明，並提供了動力系統的顯著簡化。然而，擴散限制可能不適合強選擇，因為遺傳漂變的標準費雪賴特模型在這種情況下可能會崩潰。考慮了這種效應的兩個新例子：我們表明動態可能…
模擬計算機中的迭代、不等式和可微分
摘要 香農通用模擬計算機 (GPAC) 是連續時間模擬計算的優雅模型。在本文中，我們考慮GPAC可計算函數的集合$G$在迭代下是否是封閉的；也就是說，對於任何函數 $f(x) \in G$ 來說，是否存在一個函數 $F(x, t) \in G$ 使得對於非負整數 $t$ 來說 $F(x, t) = f ^t (x)$。我們證明 $G$ 在迭代下不是封閉的，而是它的一個簡單擴展。…
生物聚合物和隨機圖中的相關循環
摘要 短週期是有機化學和結構生物學中分子圖的一個重要特徵。最小週期基數特別令人感興趣，儘管它們通常不是唯一的。因此，有時會求助於一組相關循環，定義為所有最小循環基數的並集。在這裡，我們引入了基本循環集作為圖的最小循環基的交集，並提供了計算它們的演算法。此外，我們將先前對最小循環基長度的限制擴展到某些書籍可嵌入圖。
滅絕模型：回顧
摘要 我們回顧了最近旨在模擬地質時期物種滅絕的工作。我們討論了許多模型，這些模型不是處理特定滅絕事件的直接原因，而是試圖預測總體統計趨勢，例如大滅絕和小滅絕的相對頻率，或物種、屬或更高級分類群的壽命分佈。我們還描述了可用的化石和其他數據，並將這些數據中可見的趨勢與模型的預測進行比較。
縮放律 in a Multi物種 網絡 Model 生態系統
摘要 引入了由許多相互作用的物種組成的新模型生態系統。這些物種透過具有給定連通性 ${\cal C} \pi$ 的隨機矩陣連接。結果表明，該系統的組織方式接近邊際穩定性邊界，對於某些緩慢驅動（移民）制度，物種豐度及其壽命的波動遵循冪律分佈。連結性和物種數量透過比例關係連結起來，這是在真實生態系統中觀察到的。這些結果表明，真實的、物種豐富的生態系的基本宏觀特徵可能與臨界狀態有關。…
當誠實的信號必須付出昂貴的代價時
摘要 在一篇有影響力的論文中，Grafen（1990）提供了扎哈維障礙原理有效性的數學證明。格拉芬展示瞭如何透過昂貴的訊號來穩定誠實的訊號系統：當說謊的成本大於與這樣做相關的任何收益時，成本就會穩定係統。由於成本可以防止說謊，因此穩定的信號系統顯然需要某種與說謊相關的成本。說真話也一定要付出代價嗎？在格拉芬的模型中，答案是「是」。隨後的離散模型（僅允許有限的離散狀態集和有限的離…
資源經濟模型中的遺傳演算法
摘要 該論文描述了遺傳演算法在資源經濟學問題中的應用；關於可再生資源開發強度的決定。遺傳演算法由 Holland (1975) 開發，是一種生物演化模型，它捕捉了一般演化的一些重要特徵：選擇、重組和任意錯誤。因此，它們也已經被用來模擬經濟演變和學習過程。該模型將基於兩個主要假設。首先，使用該資源的代理程式不知道其複製動態。其次，儘管利潤是他們唯一關心的問題，但他們無法像新古典資…
選型相互作用與內生分層
摘要 演化模型用於研究基於經濟階層差異（分類匹配）的互動中戰略風險和排斥的存在如何解釋持續的不平等。根據財富加權機率分佈非同步配對大量代理，以玩帕累托佔優均衡和風險佔優均衡的 2 x 2 協調博弈。最佳反應動態最終選擇較差的均衡，但由於足夠強的排除不平等，會出現並持續任意長的有限時期。特別是，排斥增加了上層階級出現的可能性。在有策略風險的環境中，排斥有助於維持人們對良好均衡策略…
我無法在這些噪音中思考：使用符號迴歸推斷策略
摘要 我們使用符號迴歸（由遺傳程式實現）來分析代理期望形成在遊戲中的作用。在模型中，智能體試圖透過迴歸來推斷對手的策略，然後利用這些資訊做出最佳反應。儘管代理人使用確定性策略，但會出現類似混合策略的行為。當一個代理程式使用更複雜的策略原語（構建塊）時，就會實現顯著的效能優勢。然而，即使系統中存在少量噪音也會消除這一優勢。透過改變遊戲的設計，我們表明準確推斷過去的動作對於從複雜性…
高階短程自旋玻璃中的亞穩態
摘要 高階短程自旋玻璃中亞穩態的平均數（N）是使用田中和愛德華茲針對非常大的配位數引入的變分方法進行分析估計的。對於連通性較小的晶格，數值模擬並未顯示出對晶格上相互作用的自旋相對位置的任何顯著依賴性，這表明這些系統可以透過一些宏觀參數來描述。作為一個極端各向異性的模型，我們考慮低自相關二元自旋模型，並透過數值模擬顯示其景觀具有異常大量的局部最優值。
捆綁拍賣中的均衡價格
摘要 離散、互補資源的分配是經濟學的基本問題，並且與電子商務應用直接相關。在本文中，我們建立了競爭性均衡捆綁價格始終存在，它支援自由處置的離散資源配置問題中的有效配置。我們認為，這是尋求一種在偏好互補的情況下表現良好的機制的重要一步。我們提出了一系列使用這種捆綁定價政策的拍賣，並對其中的幾個成員進行了一些初步觀察，包括新的升序 k 捆綁拍賣。
基於高階連接反應的自催化複製網路動力學
摘要 分析了一類基於模板依賴性連接和高階催化的自催化反應網絡。除了不可逆的连接反应之外，我们只考虑可逆的聚合步骤，这些步骤提供了分子识别的真实描述。整体动力学可以通过具有高度非线性相互作用函数的复制方程来理解。动力学很大程度上取决于复制材料的总浓度 $c 0$。對於雙曲增長狀態中的小 $c 0$，我們恢復了二階複製方程式的熟悉動力學，其豐富的複雜動力學範圍從多穩定性到週期性和奇…
小世界網路模型的平均場解
摘要 小世界網路模型是社交網路結構的簡單模型，同時具有規則格和隨機圖的特徵。該模型由一維晶格組成，在隨機選擇的點對之間添加了低密度的捷徑。這些捷徑大大減少了晶格上任意兩點之間的典型路徑長度。我們提出了模型中平均路徑長度和路徑長度分佈的平均場解。此解決方案在系統規模較大以及快捷方式數量較多或較少的情況下是準確的。
超循環中的誤差傳播
摘要 我們分析研究了由 $n$ 容易出錯的自我複製模板組成的網絡的穩態機制，這些模板形成了不對稱的超循環及其錯誤尾部。我們證明，主模板的存在比錯誤尾具有更高的非催化自我複製生產力 $a$，確保了 $m < n 1$ 模板與主物種共存的鏈的穩定性。這些鏈針對誤差尾部的穩定性得到了 $a$ 級催化耦合強度 ($K$) 的保證。我們發現，只有當 $K$ 的階數為 $a^2$ 時，超循…
生態學中的分歧與混沌：山貓歸來再論
摘要 對生態學中最受歡迎的資料集之一——山貓毛皮返回資料集進行分析，以尋找分叉過程的證據。從山貓時間序列振盪幅度變化的觀察來看，這種分歧似乎是存在的。這種分叉的可能性首先由 Schaffer 於 1985 年提出。該作者提出，山貓波動發生質變的一個可能來源是捕獲努力的增加，最終導致高振幅的混沌動力學。透過研究哈德遜灣公司記錄中的可用信息，我們發現了這種增加的捕集壓力的證據，這種…
維管植物生產與生命史變化的異速生長尺度
摘要 比較生命史的一個顯著特徵是有據可查的成長率與壽命之間的負相關[1,2]。生長過程中的資源分配模式反映了物種之間生活史的差異[1,2]。這在熱帶森林中尤其引人注目，其中樹種的生長速度和成熟年齡可能存在很大差異，但仍具有相似的樹冠大小[3,4]。我們提供了一個理論框架，將生活史變數與生產率 $\partial M/\partial t$ 聯繫起來，其中 $M$ 是地面體重，$…
健身景觀的快速傅立葉變換
摘要 我們將某些類別的適應度景觀視為各種凱萊圖譜分析的問題。特別是，源自 RNA 折疊的景觀在漢明圖上實現，並根據沃爾什變換進行分析；分配問題被解釋為對稱群上的函數，並根據 $S n$ 的表示論進行分析。我們證明，使用快速傅立葉變換技術，沃爾什/傅立葉變換的明確計算對於具有高達 10^8$ 配置的景觀是可行的。我們發現線性和分配問題的成本函數只涉及對稱群的定義表示，而二次分配問…
軍團螞蟻襲擊中的模式形成與最佳化
摘要 行軍蟻群表現出複雜的覓食攻擊模式，涉及數千個體透過化學痕跡進行溝通。在本文中，我們透過簡單的搜尋演算法來探索這些蹤跡的屬性，以檢驗它們的結構反映了探索和開發糧食資源的最佳化機制的假設。分析了三種行軍蟻的攻擊模式：「Ection hamatum」、「Ection burchelli」和「Ection rapex」。這些物種各自的飲食涉及大型但稀有、小型但常見以及大型但稀有和…
21世紀思想前沿：心理學評論
摘要 心理學是一門研究心靈的學科，其範圍非常廣泛。作為一門研究領域，心理學不僅必須涵蓋對心靈所做的一切的許多方面的描述，而且還必須包含對二十世紀日益增長的興趣，即特定大腦過程發展和維持心靈的各種組成部分和功能的機制。二十世紀的一個主要轉變是心理學超越了最初的描述性思考行為（主要關注幹擾或異常行為），轉而深入科學研究思維的各個組成部分和功能如何甚至為何工作，特別是在大腦功能方面。…
物理學家試圖攀登金融象牙塔
摘要 物理學家最近開始進行金融研究，儘管這項運動還不到五年，但有趣且有用的貢獻已經出現。本文回顧了四個領域的這些進展，包括價格的經驗統計特性、價格動態的隨機過程模型、基於代理人的建模和實際應用。
語言學習障礙的實驗研究：從研究到補救
摘要 Bishop（1997）在其新書《不尋常的理解》的最後一段中，總結了她對接受性語言障礙兒童的病因學、評估和治療的研究文獻的全面回顧，並引用了以下引文：“假設的最終檢驗是通過實驗操作。如果一個人相信已經確定了與 SLI相關的主要過程，那麼透過改善這一缺陷，應該能夠對語言發展的其他方面顯示出有益的影響。並且它們提供了可用於評估假設和無混雜相關因素的最佳方法。 Bishop在此…
形態發生基因網絡模型中的相變
摘要 提出了生物形態發生的模型。該模型基於基因網絡細胞描述以及細胞之間的相互作用。這裡，最近的細胞之間的相互作用是由於類似擴散的機制以及誘導的細胞間相互作用。研究了基因網絡特性，並探討了它們與先前基於抽象圖的類比的關係，表明它們是穩健的。對隨機基因網路的廣泛分析表明，空間模式在兩種類型的交互作用中都很常見，但在歸納情況下更為常見。這些結果支持這樣的觀點：演化不需要透過高維度參數…
生態規模光譜的標度和齊普夫定律
摘要 一些生態系中的大小分佈遵循冪（Zipf）定律行為，跨度長達二十個十年。提出了這種縮放行為起源的模型。模型表明，系統的內在動力學導致冪律分佈 $N(m) ~ m^ alpha$，其中 $\alpha 約為 2$，與現場數據一致。我們假設每個個體最終都是任何較小個體的掠食者，從而將食物網中的所有元素相互連結。我們認為繁殖和死亡來自捕食和自然死亡。結果表明，生成指數 $N(m)…
初級分辨率下的 RNA 折疊
摘要 我們使用基於單一鹼基對的形成、解離和移位的新演算法研究 RNA 序列隨機折疊動力學為二級結構。我們討論了折疊機制以及構象景觀屏障結構與摺疊動力學之間的相關性，基於人工和天然序列的許多例子，包括 tRNA 中鹼基修飾的影響。
RNA 的可塑性、進化性和模組化
摘要 RNA從序列折疊成二級結構是一個簡單而強大的、以生物物理學為基礎的基因型 表型圖模型，其中可塑性、進化性、上位性和模組性等概念不僅可以精確定義和統計測量，而且揭示了自然選擇的同時且深刻的非獨立效應。分子可塑性在此主要被視為 RNA 序列透過在恆溫下平衡而呈現各種能量上有利的形狀的能力（微環境可塑性）。透過基於實驗設計的模擬，我們研究了向預定目標形狀演化的 RNA 分子群的…
摘要 實驗發現，世界上任兩個隨機選擇的人，都透過一串中間熟人（典型長度約為六人）相互連結
摘要 實驗發現，世界上任兩個隨機選擇的人，都透過一串中間熟人（典型長度約為六人）相互連結。這種現象俗稱“六度分離”，是近期大量研究和建模的主題，我們在此進行回顧。
化石記錄中的滅絕模式和生物多樣性
摘要 生命在地球上已經存在了超過三十億年。然而，直到大約 5.4 億年前的寒武紀大爆發之前，它主要局限於單細胞微生物，而這些微生物在化石記錄中大部分都保存得很差。相較之下，從寒武紀大爆發開始，我們就有了生命發展的大量化石記錄，其中顯示了許多清晰的模式，包括目前生物多樣性的穩步增加，其間夾雜著許多幼蟲滅絕事件，這些事件消滅了地球上很大一部分物種，在某些情況下導致生態圈中主要生物群…
模式發現與計算力學
摘要 計算力學是一種使用統計物理工具來發現、描述和量化模式的方法。它建構了隨機過程及其潛在因果結構的最優、最小模型。這些模型告訴我們流程中嵌入的內在運算——它如何儲存和轉換資訊。在這裡，我們總結了計算力學的數學，特別是最近的最優性和唯一性結果。我們也闡述了計算力學的原則和動機，強調其與最小描述長度原則、PAC 理論和機器學習其他方面的連結。
子遞歸函數的模擬表徵
摘要 我們研究香農通用模擬計算機的限製版本，其中我們只允許機器求解線性微分方程。這對應於僅允許機器變數的本地回饋。我們證明，如果允許這台計算機以可微分的方式感知不等式，那麼它就可以精確地計算初等函數。此外，我們還表明，如果機器可以存取預言機，該預言機可以隨著 $x$ 趨向無窮大而適當增長地計算函數 $f(x)$，那麼它可以在 Grzegorczyk 層次結構的任何給定層級上計算…
小世界網路上的位點和鍵滲流的精確解
摘要 我們研究小世界網路上的滲透，它被提出作為疾病傳播的簡單模型。地點和債券的佔據機率分別對應於個體對疾病的易感性和疾病的傳播能力。我們給出了位點和鍵滲透模型的精確解，包括流行行為開始的滲透轉變的位置、控制這種轉變的兩個關鍵指數的值，以及轉變下方簇大小（疾病爆發）分佈的均值和方差。
形狀空間的幾何：在流感的應用
摘要 形狀空間是 Perelson 和 Oster 在 20 年前提出的，作為一種概念形式主義，用於表示抗體/抗原結合。此後，它在計算免疫學中發揮了關鍵作用。抗原和抗體被認為是抽象「形狀空間」中的點，其中該空間中點的座標代表與結合相關的各種（未指定）物理特性相關的廣義物理化學特性，例如幾何形狀、疏水性、電荷等。代表抗體和抗原（的形狀補體）的點之間的形狀空間中的距離被假定與它們的…
計算機的生命與演化
摘要 我們能建造出智慧且有生命力的電腦嗎？自電腦時代伊始，這個問題就一直困擾著電腦科學家，而且仍然是最引人注目的問題。有些人會認為，只有當我們在「智慧」和「生命」周圍加上恐嚇引號時，這個問題才有意義，因為畢竟我們談論的是計算機，而不是生物有機體。我自己的觀點是，答案是明確的肯定的，不需要嚇人的引號或其他標點符號，但為了實現這一目標，我們對生命、智慧和計算的概念必須大大加深。
摘要 我們研究小世界網路上疾病傳播的一些簡單模型，其中疾病感染的機率或其傳播的機率是變化的，或者兩者兼而
摘要 我們研究小世界網路上疾病傳播的一些簡單模型，其中疾病感染的機率或其傳播的機率是變化的，或者兩者兼而有之。當感染或傳播機率上升到網路上站點或鍵滲透的閾值以上時，所得模型會顯示流行行為，並且我們在各種情況下對該閾值的位置給出了精確的解決方案。我們透過數值模擬證實了我們的分析結果。
自動催化、資訊和編碼
摘要 大分子系統中的自催化自我建構需要結構成分與其自我合成的功能操作之間存在自反關係。自反性的可能性取決於催化結構 功能關係的形式特徵，即催化功能在聚合結構空間中的嵌入。自反性是某些基因序列的形式屬性。這些可以作為編碼進化的基礎，作為分配催化劑群體中自催化自組織的結果。自催化選擇是物質在原始生化系統中分化的機制。在編碼自組織的情況下，它對應於符號資訊的創建。
玻璃隨機矩陣模型中的多個最小值
摘要 結構玻璃的某些模型 [1, 2] 映射到隨機矩陣模型。這些隨機矩陣模型的特徵值分佈有差距。事實證明，特徵值分佈中存在間隙的矩陣模型具有相空間中同一點的多個解或自由能最小值的不尋常特性。我透過分析和數值證明這些模型中存在多種解決方案。多個解具有不同的自由能和可觀察的相關函數，差異以 $1/N$ 的高階出現。根據相空間中到達特定點所經過的路徑，系統可能會陷入不同的最小值。熱力…
多狀態隨機網路中的相變
摘要 計算隨機連結 S 狀態網路中有序行為與混沌行為的臨界邊界。這些網路是隨機布林網路的自然概括，並被提議作為遺傳調控系統、不同狀態的細胞集或參與一組 $S$ 可能任務的代理集合的擴展方法。計算並分析了轉變的階次參數，並定義了系統的李亞普諾夫指數。概述了這些網絡與生物學的相關性、它們與標準元胞自動機的關係以及可能的擴展。 中文翻譯 具有多個狀態的隨機網路中的相變 Ricard …
警報呼叫是反捕食者警惕的昂貴信號：警惕的胡言亂語遊戲
摘要 發出警報的行為在許多遭受捕食的物種中很常見。雖然親緣選擇或互惠利他主義通常被用來解釋這種行為，但一些作者推測，一些警報聲可能是獵物發出的昂貴信號，目的是通知接近的捕食者它們已被發現。我們開發了一個通用的博弈論模型——警惕的胡言亂語遊戲——其中獵物向捕食者發出意識信號。我們得出警報呼叫作為誠實信號發揮作用的充分必要條件。我們表明，如果（1）獵物對捕食風險的感知準確反映了捕食…
多單位組織中的集中與分散：零售鏈作為多代理自適應系統的計算模型
摘要 開發了零售連鎖店的計算模型，其中商店經理不斷尋找更好的實踐。搜尋是在商店實踐空間定義的崎嶇景觀上進行的。本研究的主要目的是確定給予商店經理的自由裁量權（關於他們如何經營商店）如何影響商店層面的創新率。我們發現，當商店的市場足夠不同、期限足夠長且市場足夠穩定時，更大的權力下放可以提高公司績效。
表型進化的分子洞察
摘要 達爾文進化論的成功和效率是基於基因型和表現型的二分法：前者是變異的對象，而後者構成選擇的目標。基因型 表現型關係非常複雜，因此變異和選擇似乎不相關。群體遺傳學將演化動態視覺化為基因型之間的過程。表型僅透過經驗參數來表示。準種概念引入了突變的分子機制。最佳化被視為基因型空間中的一個過程。種群透過適應性行走進行最佳化。選擇性中立會導致隨機漂移。除非明確地考慮表型，否則對演化的…
從基因表現模式推斷生活方式
摘要 對於許多生物體，尤其是分子和細胞生物學的模型生物體，主要的研究場所是實驗室，而不是它們的自然棲息地。因此，透過一個世紀的實驗室研究累積的大量知識與許多模式生物生態學的有限資訊形成鮮明對比。這種差異尤其透過一個世紀的實驗室研究與許多模型生物的生態學方面的有限資訊形成對比。這種差異對於微生物來說尤其引人注目，微生物可以說提供了我們大部分的細胞生物學知識，但人們對其自然棲息地卻…
族群大小、多效性和突變的適應度效應在重疊基因功能演化中的作用
摘要 由於免受有害突變的影響，具有重疊或部分冗餘功能的基因可能是新基因功能的重要來源。雖然大多數部分冗餘的基因起源於基因複製，但尚不清楚為什麼具有重疊功能的基因被保留下來，在某些情況下保留了數億年。一個典型的例子是脊椎動物中有許多部分冗餘的基因，這是原始脊索動物中古代基因複製的結果。考慮到重複基因和原始基因往往非常迅速地多樣化，特別是在涉及自然選擇的情況下，它們的持久性和普遍性…
基因複製後編碼區與 mRNA 表現模式的解耦演化：對中立主義-選擇主義辯論的影響
摘要 分子演化的中立觀點認為，影響基因功能的絕大多數突變是中性的或有害的。在兩個基因都被保留的基因複製之後，它預測原始基因和複製基因會以類似時鐘的速度出現分歧。這種預測通常針對編碼序列進行測試，但也可以應用於基因功能的另一個重要方面，即基因的表達模式。此外，如果序列和表達模式都以類似時鐘的速率發散，則預期序列發散和表達模式發散之間存在相關性。具有更多高度差異序列的重複基因對也應…
迭代運輸模擬的動力學
摘要 在路由器和流量微觀模擬之間進行迭代是一種越來越被接受的流量分配方法。本文指出迄今為止基於模擬的分配的分析理論對於某些實際情況來說是不夠的，然後介紹了來自現實世界研究的模擬研究結果。具體來說，我們研究獨特性、可變性、穩健性和驗證問題。關於唯一性，儘管從理論角度來看有一些警告，但我們沒有發現迭代的「亞穩定」狀態的跡象。然而，變異性相當大。我們所說的變異性是指透過改變隨機種子來…
最優狹隘主義：網路中信任與排斥的動態
摘要 諸如種族信用協會、緊密聯繫的住宅區、「老男孩」網絡和種族聯繫企業等網絡在經濟生活中發揮著重要作用，但經濟學家卻很少研究。這些網絡通常受到內部人和外部人之間的文化差異的支持，並從事我們稱之為「狹隘主義」的排他性做法。我們對狹隘網絡進行了外顯經濟學分析，其中不與外部人進行交易所造成的損失被通過培養內部人之間的信任而增強執行非正式合同的能力所抵消。我們首先對利己主體之間的一次性…
簡單磁磚的硬磁磚問題
摘要 眾所周知，給定的有限區域是否可以用給定的一組瓦片進行瓦片的問題是NP完全的。我們證明，對於方形格子上的右側特羅米諾和方形四格骨，或者單獨的右側特羅米諾，也是如此。在這個過程中，我們證明了平面三次圖的單調一合三可滿足性是 NP 完全的。在更高維度中，我們展示了立方晶格上一般區域的多米諾骨牌和直特羅米諾骨牌以及四維超立方晶格上的簡單連接區域的 NP 完備性。
網路流量模型中的相變
摘要 在最近的一项研究中，Ohira 和 Sawatari 提出了一个简单的计算机网络流量动态模型。这些作者表明，随着数据包创建速率的增加，存在一个阶段转变点，将无拥塞的低流量阶段与拥塞阶段分开。我们通过使用路由器的随机位置来放松网络拓扑来进一步研究该模型。结果表明，该模型表现出接近临界点的非平凡缩放特性，再现了一些观察到的真实互联网特征。在關鍵時刻，網路顯示出最大的訊息傳輸和…
學習不假思索：社會規範與個人計算
摘要 本文透過基於代理的模型擴展了規範演變的文獻，該模型捕捉了一個基本上被忽視的現象，即個人思想（或計算）通常與社會規範的強度成反比。一旦某種規範根深蒂固，我們就會不假思索地確認。在這個模型中，代理人學習如何行為（採用什麼規範），但是——根據我稱之為「對自適應樣本證據的最佳答案」的策略——他們也學習瞭如何思考如何行為。他們的思考程度會影響他們的行為方式，考慮到其他人的行為方式，…
貨幣理論
摘要 考慮了法定貨幣在動態經濟中的基本作用。探討了其作為虛擬資產的作用，其價值儲存屬性是動態的結果，並考慮了貨幣供應限制和破產法在限制價格方面的作用。政府的行為可能會限制個人的期望。
酵母遺傳網絡突變穩健性的來源
摘要 生物的生理和發育過程對突變的抵抗力可能有兩個主要原因，第一個是基因功能的重疊。在這種情況下，如果一個或多個具有相似功能的其他基因作為“備份”，則基因的功能喪失突變將幾乎不會產生表型影響。第二個原因源自於具有不相關功能的基因之間的相互作用，並且已在代謝和調節基因網絡中記錄。本文的主題是在全基因組範圍內分析穩健性的這些原因中哪一個更重要。為此，我使用來自酵母「釀酒酵母」的功能…
長方板上誰勝霸氣？
摘要 主要使用基本的考慮因素，我們找出誰在所有寬度為 2、3、5 和 7 的矩形棋盤上贏得了 Domineering 遊戲。我們還獲得了其他棋盤上的界限，並證明了在寬度為 2、3、4、5、7、9 和 11 的所有棋盤上玩的多項式時間策略的存在性。我們也對環形棋盤和圓柱形棋盤進行了簡要評論。
有限廬半群的方程式可滿足性和程序可滿足性
摘要 我們研究解方程式和確定程序在固定有限廬半群上的可滿足性的計算複雜度。我們透過展示可解非冪零群子類的擬多項式時間演算法來部分回答[4]的開放性問題，並將這個問題與自然電路複雜性猜想連結起來。在 $M$ 是非週期的特殊情況下，我們表明，當廬半群屬於變數 $DA$ 時，「程式可滿足性」在 $P$ 中，否則是 NP 完全的。相反，我們給出了一個非週期外部 $DA$ 的例子，其中「…
類比作為一個複雜的自適應系統
摘要 本文描述了一個名為 Copycat 的電腦程序，它可以模擬人們如何進行類比。將這樣一個主題包含在主要關於免疫系統的論文集中似乎很奇怪。然而，免疫系統是自然界的眾多系統之一，其中大量相對簡單的代理在沒有中央控制的情況下運作且彼此之間的通信有限，共同產生高度複雜、協調和適應性的行為。其他此類系統包括大腦、群居昆蟲群落、經濟和生態。對這種突現的適應性行為如何產生的一般研究被稱為…
具有繼承性的隨機重疊世代經濟
摘要 考慮了交換經濟的世代重疊模型，其中個人具有有限的預期壽命。由於模型被設計為一個完全可玩的遊戲，因此有關出生、死亡、繼承和遺贈的條件都被完全指定。
基於交互作用的模型
摘要 本文描述了一系列為研究經濟和社會背景下的互動而提出的方法。透過互動，我們指的是不受市場調節的個人決策之間的相互依賴性。這些類型的模型已被用來理解各種現象，從社區對兒童愛情前景的影響到政黨綱領的演變。我們提供了一個基於選擇的通用框架來對此類交互作用進行建模，其中包含許多已研究的特定模型。此框架說明了基於交互作用的模型和統計力學模型之間的關係。然後奧爾分析擴展到這些模型的計量…
空間競爭與價格形成
摘要 我們研究零售環境中的價格形成；也就是說，公司設定價格，消費者要麼接受價格，要麼去其他地方。與此背景下的大多數其他模型相比，我們使用二維空間結構進行資訊傳輸；也就是說，消費者只能向最近的鄰居學習。這的許多方面都可以用廣義演化動力學來理解。因此，我們首先考慮沒有價格的空間競爭和集群形成。這導致了企業規模分佈，我們將其與現實進行比較。經過一些理論上的考慮（至少啟發性地解釋了我們…
多穩定RNA分子的設計
摘要 我們證明，設計可折疊成多個穩定二級結構的RNA序列的問題可以轉化為可以透過簡單啟發式方法解決的組合優化問題。因此，設計具有指定結構替代方案的RNA開關是可行的。我們討論了理論背景並提出了一種有效的工具，可以設計各種類型的開關。我們認為，RNA 二級結構序列結構圖的一般特性以及我們的設計工具找到雙穩態 RNA 的容易程度，都強烈表明 RNA 開關在演化中很容易實現。因此，R…
連續時間計算的上限與下限
摘要 我們考慮香農通用模擬計算機的各種擴展和修改，香農通用模擬計算機是連續時間微分方程的計算模型。我們證明了幾個經典計算類別具有自然的模擬對應物，包括原始遞歸函數、初等函數、Grzegorczyk 層次結構的層級以及算術和分析層次結構。
控制可興奮系統中的時空動力學
摘要 空間擴展的可興奮系統表現出各種時空動力學—從穩定到混沌。這些動態在病理條件下會發生變化並損害正常功能。因此，能夠控制改變的動力學以改善功能具有在真實和人工系統中廣泛應用的潛力。在這裡，我們提出了一種簡單而通用的方法，可用於針對全局和空間局部區域中任一方向的時空動態 即朝向穩定（“控制”）或不穩定（“反控制”）流形——通過簡單地改變外部施加的“擾動或釘扎”的符號。此方法適用…
二維自動機辨識的矩形和正方形
摘要 我們考慮由確定性和非確定性二維有限狀態自動機識別的矩形和正方形集合。我們證明 NFA 比 DFA 更強大，即使對於單符號字母表上的圖片也是如此。在這個過程中，我們證明了 NFA 識別的圖像語言在補碼下並不是封閉的，從而解決了一個長期懸而未決的問題。我們還表明，NFA 只能從外部識別與簡單常規語言相對應的矩形集。最後，我們證明 DFA 識別的正方形集合可以像任何遞歸可枚舉集…
資訊瓶頸、因果狀態與統計相關性基礎：如何在無記憶轉導中表示相關訊息
摘要 發現相關但可能隱藏的變數是建立有關自然世界的有用且可預測的理論的關鍵一步。這篇簡短的說明解釋了解決此問題的三種方法之間的聯繫：最近引入的資訊瓶頸方法、推斷最優模型的計算力學方法以及 Salmon 的統計相關性基礎。
低自相關二元串問題的景觀統計
摘要 對低自相關二元串問題（LABSP）的能量景觀的統計特性進行了數值研究，並與幾種經典的無序模型進行了比較。使用模擬退火文獻中引入的兩種全局景觀結構度量，即深度和難度，我們發現ABSP的景觀，除了局部最小能量的非常大的退化之外，在質量上與一些眾所周知的景觀相似，例如平均場2 自旋玻璃模型的景觀。此外，我們考慮了 Bouchaud 和 Mézard (1994, J. Phys…
社會演化特質組模型的相關性
摘要 遺傳相關性是社會演化研究的核心概念。儘管最初是根據譜系學來定義的，但現代版本的相關性適應了任何起源的遺傳相似性。本文研究了群體結構模型中的相關性，其中一個特徵會影響所有群體成員的適應性。這些特徵可以分為兩種類型，根據它們的群體適應性效應是否涵蓋包括演員在內的所有群體成員（「全群體特徵」），或僅包括演員之外的群體成員（「僅其他特徵」）。這兩種特質類型在自然界和理論模型中都很…
幾種多智能體系統中交互拓樸和活化機制的影響
摘要 在幾種社會現象的多主體模型中比較和對比了不同主體交互作用和活化結構的影響。隨機圖和點陣代表了所研究的兩種限制類型的代理交互網絡，所謂的「小世界」網絡是這兩種極端之間的中間形式。針對每種網路類型研究退休行為模型，導致關鍵模型輸出有重要差異。然後，在多主體結構（企業）出現的企業形成模型的背景下，事實證明，互動媒介——無論是透過個人主體還是透過企業——都會影響結果的定性特徵。最…
組織起源、認同與控制：文藝復興時期佛羅倫斯銀行業的轉型
摘要 目前的組織理論本質上是透過選擇來解釋組織形式的。也就是說，整個領域沒有關注湧現的動態，而是採用結果論作為其知識論，強調不同環境中不同形式的相對錶現，從而強調死亡率。該領域的希望是形式和環境之間的性能關係足夠不變，從而能夠達到平衡固定點，而與動態路徑無關。這種共同的知識論立場並不意味著已經達成了理論上的共識。關於哪種選擇環境最強大（市場、國家、職業）的激烈爭論不斷湧現；什麼…
科學合作網絡的結構
摘要 我們研究科學合作網絡的結構。如果兩位科學家共同撰寫了一篇論文，我們就認為他們是有聯繫的，並使用從多個數據庫中提取的數據構建這種聯繫的顯式網絡，這些數據庫包括 MEDLINE（生物醫學研究）、洛斯阿拉莫斯 e Print Archive（物理學）和 NCSTRL（計算機科學）。我們表明，這些協作網絡形成了“小世界”，其中隨機選擇的科學家對通常僅被中間熟人的一小段距離分開。我…
空間投票動態模型中的棄權
摘要 我們考慮空間投票中的平台適應模型，重點關注棄權對平均選民均衡穩定性的影響。探討了兩種不同的棄權建模方法：（1）如果政黨政綱彼此過於相似，選民就會棄權；（2）如果兩個政黨政綱都遠離他們的理想點，選民就會棄權。
任意度分佈的隨機圖及其應用
摘要 最近關於社交網路和網路結構的工作將注意力集中在頂點度分佈的圖上，這些分佈與過去廣泛研究的泊松度分佈顯著不同。在本文中，我們詳細發展了具有任意度分佈的隨機圖理論。除了簡單的無向單部圖之外，我們還研究了有向圖和二部圖的屬性。除此之外，我們推導出了巨組件首次形成的相變位置、平均組件大小、巨組件的大小（如果有）、距隨機選擇的頂點一定距離的頂點的平均數量以及圖中的平均頂點到頂點距離…
摘要 我們分析了一個大型代謝網絡的結構，即「大腸桿菌」的能量和生物合成代謝網絡的結構
摘要 我們分析了一個大型代謝網絡的結構，即「大腸桿菌」的能量和生物合成代謝網絡的結構。這個網絡是功能基因組學工作開始闡明的大型遺傳和代謝網絡的典型案例。透過簡單的目視檢查來分析涉及數百或數千個組件的網路結構是不可能的，需要一個定量框架來分析它們。我們提出了「大腸桿菌」代謝網絡的圖論描述，我們希望這種描述對其他遺傳網絡有用。我們發現這個網路是一個小世界圖，一種在各種看似無關的領域…
命中率和失敗率動態
摘要 我們討論了各種資訊傳播機制對決策者社交網路中選擇動態的影響。我們表明，民意調查和傳染過程往往最終會導致羊群行為，即使在無序的系統中，大多數智能體都統一採取一種觀點或另一種觀點。在參數轉換機制中，動態過程的結果取決於無序的精確實例化。例如，當代理商面臨類似產品 A 和 B 之間的三元選擇，並且有可能不選擇任何產品時，早期購買者的初始分佈會極大地影響選擇過程的結果。
熵非廣延性：複雜性的可能測量
摘要 通俗地介紹了非廣延統計力學和熱力學的最新評論[1]。很自然地出現了使用 $q 1$（熵非廣延性）的值作為一種簡單而有效的方式來提供（至少對於某些類型的系統）當前所謂的複雜性程度的一些表徵的可能性[2]。也包括一些歷史離題。
景觀、基因網絡與模式形成：關於寒武紀大爆發
摘要 寒武紀大爆發涉及一次非同尋常的演化事件，大多數後生動物（動物）的身體結構突然出現。這一事件涉及不同的方面，從基因網絡的分子組織到生態因素。在這篇綜述中，從不同的角度探討了這一事件，包括古生物學證據的所有方法、基因調控網絡的研究以及一些提出的基於崎嶇景觀適應的理論模型。
摘要 生命形態的多樣性吸引了分類學建構中的系統學家、發育研究中的胚胎學家以及有機變化理論發展中的演化論者
摘要 生命形態的多樣性吸引了分類學建構中的系統學家、發育研究中的胚胎學家以及有機變化理論發展中的演化論者。在以分子生物學進步為標誌的一個世紀中，形態學學科是否產生了任何…新的東西？是的。古生物學和系統學的鞏固以及宏觀進化作為一個合法領域的出現在很大程度上要歸功於形態學數據分析的日益嚴格。形態學學科也透過另一個發展達到了前所未有的複雜性，這正是其成熟的表現：理論形態學。理論形態學…
個人互動、群體衝突與偏好的演變
摘要 本文提供了一個統一的框架，用於研究經濟（和其他）制度對偏好演變的影響，同時考慮到順從文化傳播、社會隔離以及個人和群體層面選擇過程的同時運作。 Price 方程式（1970）將選擇過程分解為群體內和群體間效應，用於考慮群體間衝突、群體滅絕和新群體的出現。由此產生的多層次選擇過程可以透過 1500 年後四個世紀的群體間戰爭過程中現代民族國家（以及支持它的文化特徵）的出現和鞏固…
社會凝聚力與嵌入性：社會群體的階級概念
摘要 雖然關於社會凝聚力的問題是我們學科的核心，但凝聚力並沒有明確的定義。我們提出了基於網路連結的結構凝聚力的定義，該定義導致社會嵌入維度的可操作性。結構凝聚力被定義為「如果從一個群體中移除，將會導致該群體脫節的最小參與者數量」。這個定義導致了分層嵌套組，其中高內聚性的組嵌入在低內聚性的組中。 （由作者）開發和實現的演算法透過結構內聚層次來識別這些嵌套群體，從而測量作為結構內聚…
昆蟲多樣性和差異的化石記錄
摘要 昆蟲化石記錄記錄了很大比例的現代高級類群（科為 67%），儘管較低級類群的捕獲率大幅下降。該記錄由 Lagerstatten 驅動，並由互補、平行的身體和痕跡化石組成部分部署，揭示了豐富的分類學和生態細節。對這項記錄的科級分析表明，過去的昆蟲多樣性受到低起源和滅絕率的影響，兩者在近代均呈下降趨勢。除了徵稅期延長之外，這項特徵還賦予昆蟲顯著的免於滅絕的免疫力。然而，昆蟲史上…
雜訊延遲正耦合神經迴路中的分叉
摘要 我們報告了簡單脈衝耦合神經電路中雜訊引起的分叉延遲。我們研究了兩個神經振盪器的行為，每個神經振盪器均單獨受鞍結動力學控制，具有相互興奮性突觸連接。在確定性電路中，突觸電流振幅充當控制參數，使電路從單穩態狀態通過分叉進入雙穩態狀態。在這種情況下，兩個神經元中穩定持續的反相振盪與穩定的休息狀態共存。我們向兩個神經元引入少量隨機電流來模擬可能隨機到達的突觸輸入。我們發現，這種隨…
透過自洽和局部回歸對 DNA 微陣列數據進行歸一化和分析
摘要 隨著 DNA 雜交微陣列的出現，原則上具有同時監測大量基因表現量的卓越能力。兩個或多個微陣列的定量比較可以揭示例如定義不同細胞表型的基因表現的不同模式或在細胞對損傷或變化的環境條件的反應中誘導的基因。測量強度的標準化是這種比較的先決條件，實際上也是任何統計分析的先決條件，但很少有人關注其係統研究。使用的最直接的歸一化技術依賴於真實表達水平和輸出強度之間線性響應的隱含假設。…
液體和隨機矩陣中瞬時簡正模態的譜統計
摘要 我們研究經典原子液體的 Hessian 矩陣 $\cal H$（位能二階導數矩陣）特徵值的統計特性，並將這些特性與隨機矩陣模型 (RMM) 的預測進行比較。對分子動力學模擬產生的配置對特徵值譜（瞬時簡正模態或 INM 譜）進行數值評估。我們發現最近鄰特徵值之間的間距分佈 $s$ 很好地遵循維格納預測 $s exp( s^2)$，在固定溫度下密度較高時，一致性較好。偏差顯示…
元胞自動機中粒子交互作用乘積的上限
摘要 人們觀察到粒子狀物體在許多空間擴展的動力系統中傳播和相互作用。對於此類系統中最簡單的一類，即一維元胞自動機，我們為這些相互作用可以產生的不同產品的數量建立了嚴格的上限。上限由相互作用粒子的結構複雜度控制——此處定義的一個量，用於測量粒子儲存的時空資訊量。在此過程中，我們根據元胞自動機的計算力學分析建立了域和粒子的許多屬性；從而闡明為什麼該方法具有普遍實用性。針對幾個相對複…
一維釘子單石和雙釘
摘要 我們解決了一維 Peg Solitaire 問題。特別是，我們證明了可以簡化為單個釘子的配置集形成了一種常規語言，並且存在線性時間演算法，可以將任何配置簡化為最小數量的釘子。然後我們來看看 Ravikumar 提出的公正的兩人遊戲，其中兩名玩家輪流進行掛鉤移動，無論哪個玩家沒有移動，就輸了。我們計算一些簡單的 nim 值並討論遊戲何時分解為較小遊戲的析取和。在可以在一次移…
交替和非確定性二維有限狀態自動機的新結果
摘要 我們解決了幾個長期懸而未決的問題，這些問題涉及各種類型的有限狀態自動機識別「圖片語言」（即二維符號數組集）的能力。我們證明，四路交替有限狀態自動機（AFA）識別的語言與所謂的平鋪可識別語言無法相比。具體來說，我們證明非循環有向圖集合是 AFA 可識別的，但不可平鋪識別，而非無環有向圖集合是可平鋪識別的，但不可 AFA 識別的。更一般地，AFA可識別語言的補集是平鋪可識別的…
來自簡單連續總體模型的複雜離散動力學
摘要 自May的早期理論著作[1974, 1976]以來，生態族群中的混沌概念因非重疊世代而廣為人知，並相繼應用於實驗室和現場研究[Hassell et al., 1976]。使用非常簡單模型的經典方法包括對時間 $i$ 的具有 $N i$ 個個體的族群使用離散的一階非線性差分方程，其形式為 $N {t+1}+f(N t)$，其中 $F(N t)=aN t g(N t,...N…
小世界 Patterns in 食物網s
摘要 對一些物種豐富、定義明確的食物網的分析表明，它們表現出許多不同的複雜系統所共有的所謂小世界行為。所分析的三個系統（Ythan 河口網、Silwood 網和小石城湖網）具有不同程度的分類分辨率，但它們都涉及物種之間的高聚類和短路徑長度。此外，連接分佈 $P(k)$ 在所有分析的網路中都是傾斜的，並在兩種情況下顯示冪律行為 $P(k) \propto k^{ \gamma}$…
物種豐富的聚集群落的平均場隨機理論
摘要 在「平均場近似」內分析生態群落的動態模型，其中一個物種與群落中所有其他物種的組合相互作用。在這近似中，模型可以被表述為描述單步隨機過程的主方程式。平穩分佈以封閉形式獲得，並顯示為簡化為對數序列或對數常態分佈，取決於描述模型的參數所採用的值。對於一系列參數值，物種間交互作用矩陣的連接與物種平均數量之間存在雙曲線關係。使用van Kampen近似分析了模型在短時間和中時間的時…
小世界中的小循環
摘要 我們描述了大型代謝網絡中短週期的分佈，先前已表明該網絡具有小世界特徵和冪律度分佈。與相同連通性的三個網絡相比，代謝網絡的三角形數量特別多，並且缺乏大循環。當連接被切斷時，短週期會減少繞道的長度，因此我們建議可能會選擇代謝中的長週期，以縮短過渡時間並減少響應外部擾動而發生振盪的可能性。
摘要 對三個物種豐富的生態系統食物網的詳細分析表明，它們顯示出無標度的連接分佈
摘要 對三個物種豐富的生態系統食物網的詳細分析表明，它們顯示出無標度的連接分佈。這種交互圖實際上是由許多生物和技術網絡共享的，這些網絡已被證明對節點的隨機移除表現出非常高的穩態。在這裡，我們分析這些生態圖對隨機和選擇性擾動（針對最相關的物種）的反應。我們的結果表明，生態網路對於隨機刪除非常穩健，但在使用選擇性攻擊時卻非常脆弱。這些觀察結果可能對生物多樣性動態和保育問題、目前對滅…
中性網路上的複製與變異：更新版本 2000
摘要 RNA 序列折疊成二級結構被視為一張圖譜，為每個序列分配唯一定義的鹼基配對模式。此映射是不可逆的，因為許多序列折疊成相同的最小自由能（二級）結構或形狀。地圖的原像稱為中性網絡，與形狀唯一相關，反之亦然。隨機圖論用於在序列空間中建立網絡，這是適合神經網路的模型。分子準種理論已應用於單峰適應度景觀的複製和突變。透過考慮源自中性網路的退化多峰景觀的演化來擴展這一概念，假設一…
詞頻的兩種機制和複雜字典的起源：重溫齊普夫定律
摘要 齊普夫定律指出，單字的頻率是其排名的冪函數。通常認為冪的指數接近 ( )1。文本中不同單字的預測數量和實際數量之間的巨大偏差，機率密度函數的預測指數和實際指數之間的不一致以及大語料庫的統計數據，表明詞頻作為排名的函數遵循兩個不同的指數，第一個狀態為 $\approx ( )1$ ，第二個狀態為 $\approx ( )2$ 。分析了指數變化對文本測量和複雜詞典起源的影響。
常見交易策略的價格動態
摘要 確定性交易策略可以被視為一種訊號處理元素，它使用外部資訊和過去的價格作為輸入，並將它們納入未來的價格中。本文採用基於做市商的價格形成方法來研究幾種常用金融策略引發的價格動態，展示它們如何放大噪音、引發價格結構以及導致過度波動和聚集波動等現象。
可能性的拓樸：演化變化模式背後的形式空間
摘要 新達爾文演化模型的當前實現通常假設可能的表型集合被組織成高度對稱且規則的空間，配備距離概念，例如歐幾里德向量空間。最近基於 RNA 序列折疊成二級結構的生物物理基因型 表型模型的計算工作顯示了一幅截然不同的圖景。如果表型根據遺傳可及性進行組織，則所得空間缺乏度量，並且由不熟悉的結構（稱為預拓撲）形式化。表型進化的模式──例如標點符號、不可逆性、模組化──自然地由這個空間的…
Costly 信號傳導 and 合作
摘要 我们对社会群体的无关成员之间的合作提出了一种解释，其中提供群体利益的演变是因为它构成了成员作为伴侣、联盟伙伴或竞争对手的品质的诚实信号，因此对于那些以这种方式发出信号的人来说会产生有利的联盟。我们的模型被构建为一个 $n$ 玩家博弈，不涉及重复或分类交互，并假设收益结构符合 $n$ 玩家公共物品博弈，其中如果没有信号利益，则不合作将成为主导策略。我們證明，透過向群體成員提…
互惠偏好的演變
摘要 經濟學中的許多突出難題可以透過認識到這樣的認識來解決：當一個群體的成員從相互遵守社會規範中受益時，代理人可以遵守規範並懲罰違反者，即使這種行為不是出於自私、以結果為導向的偏好。這種我們稱為「強互惠」的行為是利他主義的一種形式，因為它以犧牲個人的利益為代價來造福他人。因此，如果收益和成本是用適應度來衡量的，而相關行為是由受自然選擇影響的遺傳遺傳所控制的，那麼人們普遍認為，作…
個人行為與社會制度的共同演化
摘要 我們共同解決兩個難題，即是什麼解釋了兩者的進化成功：（a）人類社會對非親屬的個人成本和群體受益形式； (b) 食物分享和一夫一妻制等群體層面的製度結構在人類歷史進程中在各種生態系統中反覆出現和傳播。我們表明，群體間衝突的頻率和後果可能為這兩個問題提供重要的答案：如果群體內的有益行為給群體外的個體帶來足夠的成本，那麼群體內的有益行為可能會演變，而群體層面的製度則限制這些行為…
昂貴的訊號傳遞的消亡？
摘要 儘管有利益衝突，生物體如何誠實地溝通？在過去的四分之一個世紀中，「昂貴的訊號」假設（即可以透過適當的訊號成本來確保訊號誠實）已成為該難題的主要解釋。這個假設首先由 Zahavi [1, 2] 提出，並由 Grafen [3] 和 Godfray [4] 形式化，導致了理論模型 [5 14] 和實證測試的激增（在 [15 18] 中進行了綜述）。不幸的是，這些實證研究表明，…
誰是最佳互聯科學家？科學合著網路研究
摘要 利用物理學、生物醫學研究和電腦科學領域科學論文的電腦資料庫中的數據，我們建構了每個學科的科學家之間的合作網絡。在這些網路中，如果兩位科學家共同撰寫了一篇或多篇論文，則他們被認為是有連結的。我們研究了網路的許多統計特性，包括作者撰寫的論文數量、每篇論文的作者數量、科學家的合作者數量、網路中一位科學家到另一位科學家的典型距離，以及網路內連通性的各種度量，例如緊密度和介數。我們…
招募限制導致棲息地破碎化和生物多樣性崩潰
摘要 棲地破碎化模型主要探討了對少數物種生態或競爭者等級群落的影響。這些模型表明，在不同條件下，當達到某些給定閾值時，生態系統響應可能會發生急劇變化。在這裡，我們探索了空間隱式和空間顯式的集合種群模型，其中殖民 滅絕動態是透過招募限制發生的。殖民和滅絕透過一個簡單的權衡連結在一起。此空間模型能夠重現從最近對雨林地塊的研究中獲得的物種等級和物種面積規律。結果表明，一旦景觀被分成許…
過去的教訓：大規模滅絕的生物恢復
摘要 儘管大規模滅絕可能導致所有滅絕物種的消失不到 5%，但它們所創造的演化機會對生命史產生了不成比例的影響。理論考慮和模擬表明，大規模滅絕造成的空位在滅絕改善後應該會迅速重新填充。在邏輯模型下，這種生物反彈應該是指數級的，隨著接近環境承載能力而減慢。實證研究揭示了更複雜的動態，包括恢復期間的正向回饋和指數成長階段。大規模滅絕似乎與生態空間重新填充的模式相去甚遠，它似乎會導致生…
時尚與連鎖故障的簡單模型
摘要 由較小的初始衝擊引發的大規模但罕見的級聯的起源是一個問題，它體現在各種社會和自然現像中，如文化時尚和創新 [1 3]、社會運動 [4, 5] 以及大型基礎設施網絡中的級聯故障 [6 8]。在這裡，我們根據交互代理的網絡對這種級聯提出了一種可能的解釋，這些代理的決策是根據簡單的閾值規則由鄰居的行為決定的。我們確定了網路容易受到非常罕見但非常大的級聯影響的條件，並解釋了為什麼…
宏觀演化模式建模：生態學視角
摘要 滅絕很少被視為新達爾文理論的相關組成部分。然而事實是，生命史上物種滅絕的數量幾乎與物種起源的數量相同。化石記錄表明，滅絕事件以某些特定方式形成，涉及不同層面的冪律分佈。為了解釋這種模式的起源，在過去十年中發展了最新的宏觀演化模型。本綜述分析了三種不同的大規模演化模式。它們都具有對物種相互作用的生態描述，並且恢復了化石記錄的許多相關統計特性。討論了它們可能的相關性和影響。
非親屬利他主義的演化機制：透過環境回饋進行正向分類
摘要 合作的演化通常需要相互作用者之間的遺傳相似性。對於被分成群體的群體，使得給定特徵影響所有群體成員，這需要將個體積極分類到群體中，即，個體與其他群體成員比與總體群體更相似。幾位作者聲稱，親屬關係以外的機制可以在群體內產生遺傳相似性，但這種說法尚未被普遍接受。這裡我們描述這樣一種機制。 「環境回饋」過程只要求合作性狀影響局部環境質量，生物體更容易離開低質量環境而不是高品質環境…
乞討和兄弟競爭在雛鳥覓食策略中的作用
摘要 在本文中，我們假設父母使用幼崽的信號強度來確定他們帶多少食物到巢中，並且食物分配的模式是由信號強度和其他非信號行為的強度決定的，這些非信號行為不被父母察覺，對總食物供應沒有影響。我們探討了假設訊號和非訊號行為以及競爭性不對稱可能相互作用以確定食物分配的不同方式的後果。在模型 0 中，只有訊號傳導影響食物分配。對於相同程度的需求，體型較大（更具競爭力）的雛雞比體型較小的同胞…
社會資本與社區治理
摘要 社會資本通常指的是信任、對同事的關心、遵守社區規範並懲罰那些不遵守社區規範的人的意願。雖然這些行為和傾向對於良好治理至關重要，但似乎與經濟學的基本行為假設相衝突，經濟學的原型個體——「經濟人」——是完全自私的。我們將這些行為和傾向視為社區治理的各個面向。我們建議（i）社區治理解決了一些常見的市場和國家失靈問題，但通常依賴於內部與外部的區別，這可能在道德上令人反感； (ii…
增強激勵的偏好：個性、行為與收入
摘要 假設雇主和員工之間存在委託代理關係，其中努力是不可收縮的，而是透過雇主激勵機制引起的。我們將允許雇主以較低成本激發努力的偏好稱為「激勵增強」。我們分析這種偏好如何影響收入，然後提供證據證明相關行為特徵之一「效能」以及個人的其他心理層面對收入有重大影響。我們的結論是，認知表現的衡量標準不足以衡量學校在促進學生勞動力市場成功方面的有效性，激勵增強偏好具有不可簡化的異質性，激勵…
經濟地位的繼承：教育、階級與遺傳
摘要 家庭在從父母到子女的收入分配中的永久地位反映了個人特徵的遺傳和文化傳承，以及群體成員身份和創收資產的繼承。我們發現，代際經濟地位傳遞的程度比上一代人認為的情況要大得多，即使智商的遺傳力相當高，影響智商和相關測試測量的認知技能的遺傳特徵也很少解釋經濟地位的代際傳遞，而透過富裕父母的優越財富、認知水平和教育程度運作的遺傳和文化遺傳過程相結合，雖然很重要，但並不能完全解釋經濟地…
樹間風景
摘要 在系統發育樹集上定義的組合最佳化問題是計算生物學中的重要問題，例如使用最大似然或簡約方法重建系統發育的問題。 The collection of possible phylogenetic trees is arranged as a so called Robinson graph by means of the nearest neighborhood interch…
十五個小規模社會的合作、互惠與懲罰
摘要 最近的調查發現，教科書上對「經濟人」的預測存在巨大的、一致的偏差：除了他們自己的物質回報之外，許多實驗對像似乎還關心公平和互惠，獎勵那些以合作方式行事的人，同時懲罰那些不合作的人，即使這些行為對個人來說代價高昂。這些與我們所謂的典型經濟人模型的偏差對廣泛的經濟現象產生了重要影響，包括制度和合約的最佳化設計、產權的分配、成功的集體行動的條件、不完全合約的分析以及非競爭性工資…
佛羅倫薩銀行業建模：第一部分：存款和貸款
摘要 在這份備忘錄中，我對文藝復興時期佛羅倫薩銀行家的國內銀行業務進行了建模。 “國內銀行家”，即“在佛羅倫薩境內從事銀行業務的人”，是一個彈性術語，包括從典當商到當地存款銀行家，再到在佛羅倫薩設有當地分行的國際商業銀行家等任何人。實際上，我的合作數據來自Arte del Cambio公會的記錄，因此它涵蓋了這三個類別中的第二個和第三個。但事實上，該模型適用於任何從佛羅倫薩公民…
A Fast 蒙地卡羅 演算法 for Site or Bond 滲流
摘要 我們詳細描述了一種新的高效演算法，用於研究任何晶格上的位點或鍵滲透。此演算法可以在隨系統規模線性縮放的時間內測量滲流系統中位點或鍵佔據機率從零到一的所有值的可觀察量。我們透過使用它來研究滲流理論中的許多問題來展示我們的演算法，包括方格上位點滲流的滲流轉變的位置、遠離臨界點的機率的拉伸指數行為，以及隨機圖上位點滲流的巨大分量的大小。
重組空間、度量和預拓撲
摘要 給定遺傳算子的基因型空間的拓樸特徵對演化過程有重大影響。我們探討了前拓樸空間背景下四種不同不等交叉模型所產生的重組空間的結構。我們表明，由於缺乏對稱性，所有四個模型都與公制距離測量不相容。
看不見的規律，觀察到的隨機性：熵收斂的水平
摘要 我們研究資訊源產生的序列的香農熵如何收斂於源的熵率。我們綜合了幾種現象學方法，透過使用香農熵收斂的導數層次，將隨機性和記憶的資訊理論度量應用於隨機和確定性過程。反過來，這導致對（i）儲存在來源中的表觀記憶和（ii）必須從對來源的觀察中提取的資訊量進行自然測量，以便（a）對其進行最佳預測，以及（b）觀察者與其同步。忽略這些結構特性的後果之一是錯過的規律性被轉化為明顯的隨機性…
佛羅倫斯共和主義的典範
摘要 以下的政治過程模型旨在成為文藝復興時期（約 1300 1500 年）佛羅倫薩共和主義的適度現實的代表。該模式由兩部分組成：（a）贊助——即透過交換辦公室恩惠來建立黨派網絡，以及（b）政策——即在主教區（即市議會管理機構）集體審議和選擇佛羅倫薩的「公共物品」。我認為，正是這兩種治理模式之間的緊張關係和相互作用，造就了文藝復興時期佛羅倫薩獨特的動盪和創造性的政黨形成和憲法設計…
搖晃一盒沙子
摘要 我們提出了一個簡單的振動沙盒模型，並根據分別反映靜態和動態無序的兩個參數討論了其動力學。透過分析填充分數對穩定性以及循環、振盪的反應，對流化、中間和凍結（「玻璃態」）動態狀態進行了廣泛的探討，並分析了「玻璃化轉變」開始的指標。在「玻璃」狀態下，我們的模型是完全可解的，並且允許根據兩個特徵長度對老化現象進行定性描述；也對「晶形各向異性」對老化行為的影響進行了預測。
組合景觀
摘要 適應度景觀已被證明是演化生物學、組合最佳化和無序系統物理學中的一個有價值的概念。適應度景觀是從配置空間到實數的映射。配置空間配備了一些鄰接、鄰近、距離或可及性的概念。景觀理論的出現是為了設計適當的數學結構來描述景觀的「靜態」特性及其對適應動態的影響。在這篇綜述中，我們將重點放在景觀理論與代數組合學和隨機圖論的聯繫，其中可以獲得確切的結果。
人類語言的小世界
摘要 人類語言中的單字以非隨機的方式在句子中相互作用，並允許人類從有限數量的離散單元中構造出種類繁多的句子。這個建置過程非常快速且穩健。句子中單字的共現以微妙的方式反映了語言組織，可以用單字互動圖來描述。在這裡，我們展示了這樣的圖顯示了最近在不同數量的複雜系統中發現的兩個重要特徵：（a）所謂的小世界效應。特別是，兩個單字之間的平均距離 $d$（即從任意單字到另一個單字的平均最小…
同手性守恆與胺基酸的益生元合成
摘要 在自養生物中，除谷氨酸外的所有氨基酸合成途徑都涉及與谷氨酸供體的轉氨基反應。有人認為，這些反應保留了手性，因此谷氨酸的同手性產生了 18 個具有相同立體特異性的胺基酸。磷酸吡哆醛在生物和益生元轉氨作用方面的作用被探討。討論了氨基酸和糖具有不同立體特異性的原因，以合成涉及氨基酸和糖的必需化合物。
具有局部交互作用主體的隨機經濟
摘要 本文分析了具有局部交互作用的經濟體的隨機模型。研究的數學基礎是有向圖上隨機場的控制理論。模型中涉及的圖表描述了經濟中商品流動的方向。我們考慮經濟體系的均衡，即滿足物質和財務平衡約束並且所有主體選擇他們最喜歡的方案的經濟系統狀態。研究了這些狀態存在且獨特的條件。在本文中，先前針對有限圖所獲得的結果被擴展到無限圖。
自旋玻璃中的界面（和區域一致性？）
摘要 我們提出了限制熱力學態之間界面性質的一般定理，並將其應用於 Krzakala Martin 和 Palassini Young 在空間維度 $d=3,4$ 中數值觀察到的自旋玻璃激發。我們表明，這種界面尺寸嚴格小於 $d$ 的激發不能產生區域一致的熱力學狀態。更一般地，平移協變激發的零密度界面不能（透過無序）固定在任何 $d$ 中，而是必須在熱力學極限下偏轉至無窮大。討論…
與環境同步：智能體學習的資訊理論約束
摘要 我們表明，資訊源產生的序列的香農熵收斂於源熵率的方式可用於監控智能代理如何建構和有效使用其環境的預測模型。我們引入了環境表觀記憶的自然測量以及必須（i）從代理的觀察中提取以與環境同步的信息量以及（ii）由代理存儲以進行最佳預測的信息量。如果忽略結構屬性，則錯過的規律性將轉換為明顯的隨機性。相反，使用假設過多記憶體的表示會導致錯誤的可預測性。
成長網絡中的聚類和優先連接
摘要 我們以經驗研究物理學和生物學領域科學協作網絡的時間演化。在這些網路中，如果兩位科學家共同撰寫了一篇或多篇論文，則他們被認為是有連結的。我們表明，科學家合作的可能性隨著他們共同的其他合作者的數量而增加，而特定科學家獲得新合作者的可能性隨著他或她過去的合作者的數量而增加。這些結果提供了實驗證據，支持先前推測的網絡中聚類和冪律度分佈的機制。
基因和遺傳密碼的共同演化
摘要 標準遺傳密碼 (SGC) 是將核酸映射到每個生物體、細胞器和病毒中使用的多肽，有時有微小的變化，$^1$。 SGC的組織是高度非隨機的。 $^{2 8}$。自 SGC 發現以來的四十年裡，人們提出了大量的假設來解釋其組織是如何形成的。其中包括各種負載最小化假說，$^{2,3,5,6,9 15}$凍結事故假說$^{16}$，模糊性減少假說，$^{17,18}$立體化學假說，…
酵母蛋白相互作用網絡進化迅速且包含很少的冗餘重複基因
摘要 分析了酵母「釀酒酵母」蛋白質相互作用網絡的結構和演化。這個網絡被視為一個圖，其節點對應於蛋白質。如果兩個蛋白質相互作用，則它們通過邊緣連接。這個網絡類似於隨機圖，因為它由許多小子網、彼此相互作用但不與任何其他蛋白質相互作用的蛋白質組以及包含所有相互作用蛋白質一半以上的一個大的連接子網組成。每個蛋白質的相互作用數量似乎遵循冪律分佈。在複製後約 2 億年內，複製基因的產物幾乎…
重複隨機賽局中策略的演變
摘要 提出了一個使用有限狀態策略演化來研究合作行為演化的框架。代理之間的交互作用是透過具有隨機可觀察收益的重複博弈來建模的。因此，與廣泛用於調查不斷發展的群體中合作條件的囚徒困境相比，特工面臨更複雜（和一般）的情況。儘管如此，在代理群體中通常會形成一種強有力的合作策略。在合作模式中，該策略選擇一個允許最大化雙方玩家在每輪中的收益總和的動作，而不管他們自己的收益如何。兩種這樣的策…
技術圖的拓樸：電子電路中的小世界模式
摘要 最近的理論研究和廣泛的數據分析揭示了生物、社會和技術網絡所表現出的一個共同特徵：小世界（SW）模式的存在。在這裡，我們透過使用從最常見的技術系統之一（電子電路）獲得的幾張圖表來分析這個問題。結果表明，類比電路和數位電路都表現出軟體行為。我們推測，SW 模式源自於緊湊的設計，其中許多元素共享一個小的、緊密的物理鄰域，加上系統必須定義單一連接的元件（這需要連接不同整合群集的捷…
準種動力學反應擴散模型的場論
摘要 眾所周知，RNA 病毒以極高的突變率進行複製。這些比率實際上接近所謂的錯誤閾值。事實上，這個閾值是一個臨界點，超過這個臨界點，遺傳訊息就會透過二階相變而流失，這被稱為「錯誤災難」。在這裡，我們使用空間擴展的 Swetina Schuster 準種模型的場論近似來探索這一現象 [J. Swetina 和 P. Schuster，《生物物理學》。化學。 16, 329 (19…
隨機產生的圖真的是隨機的嗎？
摘要 我們分析不斷增長的網路的最小模型。在每個時間步，增加一個新頂點；然後，以 $\delta$ 的機率，隨機均勻地選擇兩個頂點並透過無向邊連接。此過程重複 $t$ 時間步長。在大$t$的限制下，生成的圖表顯示出令人驚訝的豐富特徵。特別是，在 $\delta = 1/8$ 處的無限相變中出現了一個巨大的組件。在轉變時，平均組件大小不連續地跳躍，但仍然有限。相較之下，具有相同度分…
量子在超立方體上行走
摘要 最近，研究表明，一維量子遊走可以比經典隨機遊走更快地混合，這表明量子蒙特卡羅演算法可以優於經典演算法。我們研究了 n 維超立方體上的兩種量子行走，一種在離散時間，一種在連續時間。在這兩種情況下，我們都表明量子行走以 $(\pi/4)n$ 步混合，比經典行走所需的 $O(n log n)$ 步更快。在連續時間的情況下，此時的機率分佈是完全均勻的。更重要的是，這些行走揭示了量…
孔雀、麻雀和人類語言的演化
摘要 人類語言是如何出現的？它目前的結構是由什麼造成的？在過去的十年裡，人們對使用演化論來解決這些問題和相關問題產生了極大的興趣，並且取得了令人矚目的進展。特別是，許多研究表明，當個體具有一致的興趣時，自然選擇可能會出現並維持語言的幾個關鍵特徵。然而，這些模型在很大程度上忽略了使用語言的社會背景的一個重要策略組成部分：現實社會中的個人，無論過去或現在，都沒有完全一致的利益。同時…
大規模滅絕後的恢復：大規模生物圈動力學中的演化組裝
摘要 大規模滅絕後生物恢復的特徵是整個生態系統從通常以機會主義群體為特徵的低多樣性系統重建的過程。恢復過程為生態系統動態提供了一個意想不到的視窗。在許多方面，恢復與生態演替非常相似，但重要的差異也與化石記錄中觀察到的生態位建構的創新模式有關。在本文中，我們分析了生態演替和演化恢復之間的異同，以提供初步的生態恢復理論。提出了一個具有三個營養級的簡單進化模型，並將其特性（與化石記錄…
病原體突變流行病的簡單模型
摘要 我們研究了記憶免疫反應和病原體突變之間的相互作用如何影響兩個相關模型中的流行病動態。第一個模型明確地模擬了病原體突變和個體記憶免疫反應，接觸過的個體只有在接觸到與其記憶庫中其他菌株顯著不同的菌株時才會被感染。第二個模型是將第一個模型簡化為差分方程組。在這種情況下，個體在廣義免疫類別中花費固定的時間。在這兩個模型中，我們觀察到四種根本不同類型的行為，取決於參數：（1）由於個…
如果你這麼聰明，為什麼不富有？完全市場與不完全市場中的信念選擇
摘要 本文分析了具有異質消費者的隨機一般均衡模型中消費分配的漸近性質。我們特別研究了“市場選擇假說”，即市場有利於具有更準確信念的交易者。我們證明，在任何帕累托最適配置中，每個消費者是否消失或生存完全取決於折扣因素和信念。由於具有完整市場的經濟體的均衡配置是帕累托最優，因此我們的結果描述了這些經濟體的極限行為。我們表明，在其他條件相同的情況下，市場會選擇在先驗支持下使用貝葉斯學…
不斷發展的社交網絡的結構
摘要 我們基於三個一般原則提出了一些社交網絡增長的簡單模型：（1）如果一對有一個或多個共同朋友，則成對個體之間的會議發生率較高，否則較低； (2) 成對的人之間的熟人很少會隨著時間的推移而衰退； (3) 一個人可以維持的友誼數量是有上限的。透過電腦模擬，我們發現包含所有這些特徵的模型再現了真實社交網絡的許多特徵，包括高水平的集群或網絡傳遞性以及強大的社區結構，在這種結構中，個人…
轉錄調控的隨機性：起源、後果與數學表示
摘要 轉錄調控具有顯著的隨機性，部分原因是涉及有限轉錄本集合的合成和降解反應之間的隨機等待時間。額外的隨機性歸因於控制轉錄速率的離散算子狀態之間的隨機轉換。我們開發了一個馬可夫模型，其中這些隨機反應是固有的，以及一系列更簡單的模型，這些模型是從第一個模型中明確導出的，作為不同參數範圍的近似值。這種固有的隨機性會對基因調控網絡的行為產生定量和定性的影響。我們引入了確定性分岔的自然…
自旋玻璃模型的分形幾何
摘要 穩定性和多樣性是生物體與自旋玻璃共有的兩個關鍵特性，它們透過將相空間破碎成許多由鞍點連接的山谷或局部最小值來體現。相空間的拓樸可以方便地壓縮成樹結構，類似生物系統發育樹，其尖端是局部極小值，內部節點是連接這些極小值的最低能量鞍。對於具有$p$自旋相互作用的無限範圍伊辛自旋玻璃，我們證明鞍座的平均尺寸頻率分佈服從冪律$<\psi(w) \sim w^{ D}$，其中$w=w…
摘要 網路的穩健性在於它不易因刪除節點而斷開連線
摘要 網路的穩健性在於它不易因刪除節點而斷開連線。斷開一對其他節點所需刪除的最小節點數稱為該對的連通性。可以證明，連通性也等於節點之間的節點無關路徑的數量，因此我們可以透過計算節點無關路徑的數量來量化網路的穩健性。不幸的是，計算這樣的數字被認為是一個 NP 難題，需要指數級的時間才能完成。在本文中，我們提出了一種近似演算法，該演算法在最壞情況時間內（與圖大小呈線性關係）為有向圖…
複雜食物網中的兩度分離
摘要 進食關係可能會導致一個物種的入侵、滅絕和族群波動，極大地影響各種自然棲息地內的其他物種。如此強烈的影響很少會透過距離初始擾動超過三個連結的食物網傳播。然而，在大型食物網中，這些潛在影響範圍內的物種數量通常是未知的。在這裡，我們表明棲息地內的絕大多數物種彼此之間只有三個或更少的聯繫。 Specifically, food webs from widely different…
混沌與非永久性食物網動力學的穩定
摘要 食物網網絡動態分析的悠久歷史使我們對複雜性、雜食性和相互作用強度對食物網穩定性的影響產生了重要的見解。最近的一些見解基於非線性生物能消費者資源模型，該模型顯示三個物種食物鏈中的混沌行為，這些行為可以透過第四個物種的雜食性和弱相互作用來穩定。透過改變這些模型以稍微放鬆對低密度獵物的捕食（從 II 型功能反應變為弱 III 型功能反應），我們大幅改變了包含多達 10 個物種的…
簡單演化過程的動力學
摘要 我們研究簡單的演化過程，在該過程中，我們反覆在代理群體中找到最不適合的代理，並賦予它一個新的適應度，該適應度是從指定的分佈中獨立隨機選擇的。我們表明，該過程的許多平均屬性可以使用分析方法精確計算。特別是，我們發現了任意時間的適應度分佈，以及同一代理的命中運行長度的分佈，後者被發現遵循指數為 1 的冪律，類似於 Bak Sneppen 模型和基於所謂記錄動態的模型中進化事件…
論預測理性主體行為的不可能性
摘要 經濟學的一個基本假設是，人們是理性的——他們根據對世界未來狀況的預測來選擇最佳的行動計劃。在策略遊戲中，這意味著每個玩家的策略應該是最優的，考慮到他或她對對手策略的預測。我們證明，當玩家不確定對手的收益函數時，理性與預測之間存在著固有的緊張關係。具體來說，在某些遊戲中，無論完全理性的玩家使用什麼學習規則，他們都不可能學會預測對手的未來行為（甚至是近似預測）。原因是，在試圖…
小核糖核酸病毒科基因組中保守的 RNA 二級結構
摘要 小核糖核酸病毒科含有重要的病原體，包括如甲型肝炎病毒和口蹄疫病毒。這些病毒的基因組是 7200 至 8500 nt 的單一信使活性 (+) RNA。除了編碼病毒蛋白外，它還包含功能上重要的 RNA 二級結構，其中有一個靠近 5' 端的 IRES 區域。這項貢獻提供了對完整基因組 RNA 的全面計算調查，並對小核糖核酸病毒科目前 9 個屬中的 7 個屬的保守結構元件進行了詳…
大規模蛋白質體進化模型
摘要 在確定完整序列之後，理解基因組組織的下一步涉及蛋白質組學。蛋白質組包括整套蛋白質 蛋白質相互作用，最近的兩項獨立研究表明，其拓撲結構顯示出許多其他複雜網絡（無論是自然的還是人工的）所共有的令人驚訝的特徵。為了了解這種拓撲結構的起源及其演化意義，我們提出了一個簡單的蛋白質組演化模型，該模型能夠重現酵母蛋白質體分析中報告的許多觀察到的統計規律。我們的結果表明，觀察到的模式可以…
社會自然系統復原力的長期視角
摘要 本文認為，無論是在自然科學、生命科學或社會科學中，我們都迫切需要發展一種跨學科的方法來解決環境問題，消除「文化」和「自然」過程之間假定的差異。這可以透過利用「複雜系統」方法提供的概念裝置來有效地實現。從這種「社會自然」的角度來看，關鍵概念是復原力（而不是永續性）。在許多情況下，社會自然系統的復原力取決於所涉及的人類社會在可用時間內處理有效處理整個系統的複雜動態所需的所有資…
非解釋性均衡：一個極為簡單的遊戲，具有（大部分）無法達到的固定點
摘要 均衡分析遍及數學社會科學。本文透過提供一個極為簡單的博弈來質疑均衡的解釋意義，該博弈的大多數均衡原則上從任何初始條件都無法達到。此外，達到可達到的（少數）均衡所需的計算步驟數量會隨著玩家數量的增加而呈指數增長，這使得長期均衡無法很好地預測遊戲的觀察狀態。該論文還提出了該模型提出的許多具有組合挑戰性的問題。
產品圖的最小循環基
摘要 提出了笛卡爾最小循環基礎的構造以及來自因子的最小長度循環基礎的兩個圖的強乘積。此外，我們推導了圖的冪（迭代乘積）的最小循環基中循環的平均長度的漸近表達式。在極限情況下，只有三角形和正方形在起作用。
摘要 我們將平鋪組和高度函數應用於 Wang 平舖的平面區域平鋪，這些平鋪是具有彩色邊界的正方形，其中共
摘要 我們將平鋪組和高度函數應用於 Wang 平舖的平面區域平鋪，這些平鋪是具有彩色邊界的正方形，其中共享邊的顏色必須匹配。如果一組圖塊包含與其圖塊組中的標識等效的所有圖塊，則我們將其定義為明確的。對於除一組具有兩種顏色的明確圖塊之外的所有圖塊，我們給出了有效的演算法，可以判斷具有彩色邊界的給定區域是否可圖塊，展示如何對隨機圖塊進行採樣，以及如何計算將一個圖塊轉換為另一個圖塊所…
學習簡單的兩人遊戲時的混亂
摘要 我們研究學習玩廣義石頭剪刀布遊戲的問題。每個玩家都嘗試透過調整三種可能反應的頻率來提高她的平均得分。對於零和情況，學習過程顯示哈密頓混沌。學習軌跡可以簡單也可以複雜，取決於初始條件。對於非零和情況，它顯示出混沌瞬態。這是在基本兩人遊戲中學習混沌行為的首次演示。正如我們在這裡所說的，混沌提供了一個重要的自洽條件，用於確定適應性玩家何時學會像完全理性的人一樣行事。
摘要 Percolation on two dimensional small world networ
摘要 Percolation on two dimensional small world networks has been proposed as a model for the spread of plant diseases. In this paper we give an analytic solution of this model using a combina…
如何透過少於 $n^2$ 的簡單步驟從 $n$ 基因擾動重建大型遺傳網絡
摘要 我提出了一種演算法，可以根據遺傳擾動對基因活動的影響來重建基因網路中的直接調控交互作用。基因組技術已經實現了可行的大規模實驗，擾亂許多基因的活性，然後評估每個個體擾動對生物體中所有其他基因的影響。目前的實驗技術無法區分遺傳擾動的直接影響和間接影響。間接效應的一個例子是編碼蛋白激酶的基因 X，它會磷酸化並活化轉錄因子 Y，然後活化基因 Z 的轉錄。 X 直接影響基因 Y 的…
遵守規範和強互惠
摘要 強互惠是指願意犧牲自己的物質利益來懲罰他人的機會行為。這種傾向為社會規範的執行提供了一個去中心化的機制，但其範圍和持久性提出了一個理論難題。由於機會主義個人會根據他們預期的製裁的可能性和嚴重程度來選擇遵守或違反規範，因此這些人總是會優於任何群體中的互惠者。然而，群體中互惠者的存在可以改變機會主義者的行為，從而使群體的所有成員（包括互惠者）受益。我們表明，在這種情況下，當群…
從遺傳擾動中重建大型遺傳網路中的路徑
摘要 我提出了一種演算法，可以根據大規模基因擾動數據來確定任意大型遺傳網絡中每個基因對之間的最長路徑。作為副產品，該演算法重建了網路中所有直接調控基因的相互作用。該演算法是遞歸的，並且是圍繞遺傳網絡的圖形表示構建的。其計算複雜度為$O(nk2)$，其中$n$是網絡中基因的數量，$k$是受遺傳擾動影響的基因的平均數量。實際上，它可以在不到 30 CPU 秒的時間內重建包含 600…
從大規模基因擾動數據估計粗略基因網絡結構
摘要 大規模基因擾動實驗產生有關其活性直接或間接受基因擾動影響的基因數量的資訊。根據這些訊息，人們可以對粗略的結構網絡特徵進行數值估計，例如直接調控相互作用的總數和轉錄調控網絡中孤立子網絡的數量。應用於酵母「釀酒酵母」大規模基因敲除實驗的結果表明，酵母轉錄調控網絡非常稀疏，不包含比基因更直接的調控交互作用。此網路由一百多個獨立的子網路組成。
基於連接的複製系統的進化
摘要 透過兩個片段的模板定向連接複製的大分子的群體動態被證明是由具有特殊非線性響應函數的複製方程式表示的。這一結果是透過對連接自催化機制的詳細考慮而獲得的。與涉及拋物線生長定律的簡化和所有物種全球共存的期望的處理相反，我們發現在這樣的系統中可以發生強選擇，即使複製子的非催化合成緩慢。此外，這種類型的系統容易受到具有選擇性優勢的新物種的入侵。根據物種參數導出了生存閾值的表達式，並…
退化景觀的屏障樹
摘要 分隔兩個（宏觀）狀態的能量障礙的高度對於估計躍遷頻率很有用。在非退化景觀中，將景觀分解為由鞍點連接的圍繞局部最小值的盆地是簡單的，並且產生了有用的宏觀狀態定義。在這項工作中，我們為退化景觀制定了嚴格的屏障樹概念。我們提出了一個程序，可以有效地計算此類屏障樹，並將其應用於兩個著名的景觀範例。
簡單隨機經濟中的通貨膨脹偏差
摘要 我們為策略市場博弈建構了明確的均衡，用於以法定貨幣、一種非耐用商品、可數個時間段和一系列代理人來模擬經濟。商品的總產量是隨時期波動的隨機變數。在每個時期，代理商獲得同等的商品禀賦，並在市場上出售以換取現金；他們的支出內生地決定了商品的價格。所有代理人都有一個共同的效用函數，並尋求最大化他們從消費中獲得的預期總折現效用。一個結果涉及「外部銀行」的模型，該模型為貸款和存款設定…
量子電腦上的路徑積分
摘要 我們研究執行量子求和的量子電腦上的路徑積分。我們假設路徑積分的量測是高斯分佈，其協方差算子的特徵值階為$j^{ k}$，且$k 1$。對於許多應用中出現的維納測度，我們有 $k=2$。我們想要計算被積函數至少為 Lipschitz 的路徑積分的 e 近似值。我們證明： 1. 量子電腦上的路徑積分是容易處理的。 2. 量子電腦上的路徑積分解速度比使用隨機化的經典電腦快大約 …
強連通有向圖的電路基礎
摘要 強連通圖的循環空間具有由有向電路組成的基礎。引入相關電路的概念作為無向圖中相關環的推廣。概述了用於計算最小權重有向電路基的多項式時間演算法。
Exploring the 演化 of 複雜性 in 信號傳導 網絡s
摘要 訊號網絡的例子有生物細胞、經濟市場和網路等多種系統。在討論了訊號網路的一些一般特徵後，本文探討了訊號網路簡單模型中複雜性的自適應演化。本文最後討論了有關訊號網絡演化的更廣泛問題。
中性進化與美學：弗拉基米爾·納博科夫與昆蟲擬態
摘要 儘管弗拉基米爾·納博科夫因其傑出的文學成就而聞名，尤其是作為小說《洛麗塔》（1955）的作者，但他同樣擁有令人印象深刻的科學天才。 20 世紀 40 年代，他在哈佛大學比較動物學博物館擔任館長，期間成為研究一群俗稱「藍蝴蝶」的蝴蝶的專家。他命名了一個物種，並且有幾個物種以他的名字命名。他在許多著名的科學期刊上發表了九篇有關鱗翅目的文章。在此期間，他也對進化論提出了令人信服…
利他主義搭便車指南：基因-文化協同演化與規範的內化
摘要 規範的內化是指人類從父母（垂直傳播）或有影響力的長輩（斜向傳播）採納社會規範的傾向。內部化規範的採用是權威而非增強適應力的能力所造成的。假設有一個基因位點控制一個人是否能夠內化規範。我們擴展了 Cavalli Sforza 和 Feldman (1981) 的開創性模型，表明如果採用規範可以增強適應性，那麼內化的等位基因可以進化為固定。此外，即使是少量有利於規範的傾斜傳輸…
親社會性之謎
摘要 大量互不相關的個體之間的合作是如何維持的？合作通常需要利他主義，即個人採取有利於群體但個人代價高昂的行動。為什麼自私的主體不能驅逐利他行為？這就是親社會性之謎。利他主義得到文化的支持。社會學將文化視為一組由社會化機構傳播並由個人內化的規範。因此，在這種方法中，利他主義是透過規範的內化來維持的。生物學將文化視為從父母（垂直傳播）、其他傑出成年人（斜向傳播）和同儕（水平傳播）…
The 演化 of 不平等
摘要 在什麼條件下，以高度不平等為特徵的階級劃分可以被指定為進化的普遍性，用塔爾科特·帕森斯的術語來指稱獨立出現並在各種環境中持續存在的社會安排？為了探討這個問題，我將經濟制度表示為討價還價慣例，然後為了更好地捕捉歷史上觀察到的製度演化過程，我以四種方式擴展了隨機進化博弈論中的最新模型：（i）非最佳反應（異質）遊戲被建模為有意而非偶然，（ii）非最佳反應遊戲通過集體行動過程進行…
競爭、不平等與工作時間：托爾斯滕‧凡勃倫是對的嗎？
摘要 我們研究了凡勃倫效應對工作時間的重要性，即效仿富人消費標準的願望影響個人在勞動和休閒之間分配時間的方式。我們的工作時間選擇模型透過考慮富人的消費對窮人自身消費邊際效用的影響來捕捉凡勃倫效應：主要結果是工作時間隨著收入不平等程度的增加而增加。我們使用 1968 年至 1992 年期間 10 個國家製造業員工的工作時間資料以及所得不均資料來探討這些假設。在 OLS 和固定效應…
跨文化視野下的經濟人：十五個小規模社會的行為實驗
摘要 實驗行為科學家在世界各地進行的一百多個實驗中發現，與自利規範模型的預測有一致的偏差。先前的研究無法確定這種一致性是否來自普遍的行為模式，或者來自幾乎所有先前實驗工作中使用的大學生主題庫之間有限的文化差異。為了解決上述問題，我們對 15 個經濟和文化條件各異的小規模社會的最後通牒、公共物品和獨裁者遊戲中的行為進行了跨文化研究。首先，我們發現，基於自私的典型模型在所有研究的社…
決策計量學：基於決策的計量經濟建模方法
摘要 在許多應用中，有必要使用簡單且因此高度錯誤的計量經濟模型作為決策的基礎。我們提出了一種開發可能錯誤指定的計量經濟模型的方法，該模型將用作客觀預期效用最大化者的信念。模型與「真相」之間的差異可以解釋為模型對該決策者的價值的衡量標準。我們基於決策的方法利用了參數或半參數模型的估計、選擇、推理和評估中的這種差異。這些方法提出了嵌套擬似然方法作為透過 Kullback Leibl…
Self-器官ized 不穩定性 in Complex 生態系統s
摘要 為什麼有些生態系如此豐富，卻包含如此多的稀有物種？物種多樣性高且稀有，是新熱帶森林和珊瑚礁的整體趨勢。但這種多樣性的起源以及食物網複雜性對物種豐度和時間波動的影響尚不清楚。在複雜的多物種生態系統中觀察到了一些規律，這表明這些生態系統可能是在不穩定點附近組織的。在本文中，我們進一步探索了最近的種群動態隨機模型，該模型被證明可以重現：（1）連接物種數量和連通性的標度律； (2…
以自我為中心的網絡和漣漪效應
摘要 最近的工作表明，許多社交網絡，實際上還有許多其他類型的網絡，都具有廣泛的頂點度分佈。在這裡，我們表明這對以自我為中心的網絡的形狀有重大影響，即位於指定中心頂點（自我）給定距離內的網絡頂點集。這反過來又影響基於以自我為中心的網路的概念和方法，例如雪球採樣和「漣漪效應」。特別是，我們認為一個人的熟人，即熟人網絡中的直接鄰居，遠不是人口的隨機樣本，這使得鄰居的數量偏差了兩步或更…
比對 RNA 序列的二級結構預測
摘要 大多數功能性 RNA 分子都具有在演化中高度保守的特徵性二級結構。在這裡，我們提出了一種計算一組比對 RNA 序列的共有結構的方法，同時考慮了熱力學穩定性和序列共變。與rRNA的系統發育結構的比較表明，僅5個相關序列的預測可靠性就達到了80%以上。作為一個應用，我們表明早期結節 mRNA 包含由序列共變支持的重要二級結構。
最佳化 in 複雜網絡s
摘要 許多複雜的系統可以用交互單元的網路來描述。最近的研究表明，一類廣泛的自然和人造網路都顯示出一個令人驚訝的普遍特徵：連結的高度異質分佈的存在，提供了對抗擾動的非凡魯棒性來源。儘管大多數關於這些拓撲起源的理論都使用生長圖，但在這裡我們表明，簡單的最佳化過程也可以解釋大多數複雜網路所顯示的觀察到的規律性。使用涉及鏈路密度和平均距離最小化的進化演算法，會遇到四種主要類型的網絡：（…
食物網的拓樸特性：從真實資料到群落組裝模型
摘要 我們探索了迄今為止最大和最高品質的經驗食物網中物種之間的營養聯繫模式，引入了一種稱為度分佈的新拓撲屬性，定義為具有 L 連接的物種 SL 的頻率。物種豐富群落和物種貧乏群落之間的程度分佈有顯著差異，這可能對生態系對幹擾的反應產生重要影響。觀察到的物種豐富度 連結度 (SC) 和連結數量 物種豐富度 (LS) 關係並沒有為 LS 標度定律或食物網恆定連結理論提供支持。我們透…
幾乎所有 4 階圖都是 3 色的
摘要 透過微分方程逼近馬可夫鏈平均路徑的技術已被證明是分析隨機圖實例啟發式效能的有用工具。然而，由於需要在原始狀態空間內保持均勻的隨機性，目前只能用這種方法分析一小部分演算法。在這裡，我們透過展示如何將其推廣到處理優先考慮高度或低度頂點的啟發式方法，顯著擴展了微分方程技術的範圍。我們特別關註三色並分析實際上成功的 Brelaz 啟發式的「平滑」版本。這可以證明幾乎所有具有平均度…
並行電腦網路中的自組織關鍵流量
摘要 在最近的一篇論文中，我們分析了簡單的方形網格架構中的交通流動態。結果表明，在自由相和擁擠相之間發生相變。此轉變點表現出最佳的資訊傳輸和廣泛的時間波動，具有無標度特性。在本文中，我們透過考慮先前模型的概括來進一步擴展我們的分析，其中資料包發射率由每個節點感知的本地擁塞來調節。由於流量擁塞和封包釋放之間的回饋，系統處於臨界狀態。網路流量顯示的許多眾所周知的統計特徵都是以自然的…
互動主體與連續意見動態
摘要 我們提出了一個意見動態模型，其中代理人在意見差異低於給定閾值時，會根據隨機二元遭遇來調整連續意見。高閾值會導致意見趨於平均意見，而低閾值則會產生多個意見群集。此模型進一步推廣至網路交互作用、閾值異質性、自適應閾值和二元意見串。
網路流行病模型的精確解
摘要 社交網路的研究，特別是網路上疾病傳播的研究，最近在物理和數學文獻中引起了相當多的關注。在本文中，我們表明一大類標準流行病學模型，即所謂的易感/感染/恢復模型及其許多概括，可以在各種網路上精確求解。對於具有異質或相關傳播機率的情況，網絡中的一部分個體均勻隨機或以某種相關方式接種了疾病疫苗的情況，以及網絡具有各種複雜結構的情況（例如根據個人、地理或社會特徵將人口分成不同的群體…
貨幣和信貸貨幣化
摘要 貨幣和信貸之間的關係是根據「專家」網絡發展起來的。有人建議，透過將非合作無信用和一般均衡模型視為動態的下限和上限，可以建立經濟學中動態和均衡理論之間的連結。這種動態涉及加強對「專家」網路的信任。對貨幣和信貸流通速度的計量提出了一些建議。
財產轉型之路：匈牙利企業網路職業，1988-2000 年
摘要 本研究透過確定企業的職業路徑來分析國民經濟的結構調整。本分析是在策略選擇的背景下進行的，作為快速而深刻的經濟轉型的案例：1988年至2000年的後社會主義匈牙利經濟。本研究的目的是繪製財產轉型的多種途徑。產權路徑被概念化為企業所經歷的模式化序列變化（1）其所有權結構的組成以及（2）其在與其他企業聯繫的網絡結構中的位置。這些職業道路既不是單向的，也不是預先規劃好的。面對不斷…
新媒體計畫中的情報分發與多元化組織
摘要 本文探討了新興新媒體產業中的網頁設計公司如何探索和試驗塑造新經濟的可能形式和價值來源。我們專注於跨學科網頁設計專案團隊的協作工程，研究網站如何在不同學科之間在相互競爭的性能標準之間協商工作妥協時作為臨時解決方案出現。
斯卡夫反例主題的變奏
摘要 在本文中，我們研究競爭均衡（CE）的穩定性與用於達到該均衡點的價格調整機制之間的關係。透過兩個具體例子，即具有獨特競爭均衡的三種商品交換經濟（斯卡夫的全球不穩定性例子）和具有多重競爭均衡的兩種商品、兩種交易者類型的交換經濟，我們表明CE的穩定性關鍵取決於價格調整機制的動態。特定的CE可能在一種價格調整機制下不穩定，但在另一種價格調整機制下穩定。所選的價格調整機制和給定經濟…
不斷發展的網路模型中的崩潰、恢復和“核心轉移”
摘要 相互作用的分子物種不斷演化的網絡模型顯示出反覆的崩潰，其中幾個物種的數量迅速減少，然後又恢復。這個網路不可避免地會自組織成一種自催化結構，該結構由一個被寄生「外圍」包圍的不可還原的「核心」組成。當現有的自催化裝置變得脆弱並遭受「核心轉移」（理論上定義的圖表）時，通常會發生崩潰。崩潰後恢復的性質，特別是恢復時間，取決於在崩潰中倖存下來的組織結構。圖的鄰接矩陣的最大特徵值是網…
演化模型中的大規模滅絕：創新和關鍵物種的作用
摘要 在生物宏觀進化以及社會系統進化中觀察到的重大和快速轉變的原因是一個備受爭議的話題。在這裡，我們確定了模型系統中動態出現的崩潰和恢復的直接原因，在該模型系統中，（分子）物種種群與其化學相互作用網絡共同進化。崩潰是涉及許多物種迅速滅絕和新物種同化恢復的事件。這些根據網路的結構特性進行分析和分類。我們發現，在沒有大的外部擾動的情況下，「創新」是大規模滅絕的主要原因，也是恢復的首…
社會和生物網絡中的社區結構
摘要 最近的許多研究都集中在社交網路和萬維網等網路系統的統計特性。研究人員特別關注許多網路似乎共有的一些屬性：小世界屬性、冪律度分佈和網路傳遞性。在本文中，我們強調了許多網絡中存在的另一個屬性，即社區結構的屬性，其中網絡節點以緊密結合的群體形式連接在一起，而群體之間只有較鬆散的連接。我們提出了一種檢測此類社區的新方法，該方法圍繞著使用中心性指數來查找社區邊界的想法建構。我們在電…
網路理論應用於疫情：「肺炎支原體」疫情的控制措施
摘要 「肺炎支原體」是美國細菌性肺炎的主要原因。支原體疾病的爆發通常發生在封閉或半封閉的社區。由於疫情檢測延遲、細菌潛伏期長以及對感染控制策略有效性的不完全了解，這些疫情難以控制。本文介紹了一種新穎的數學方法，用於研究封閉社區中支原體等傳染病的傳播和控制。該模型明確地捕捉了擁有多個病房的機構中患者和護理人員之間的互動模式。對這個接觸網絡的分析預測，儘管護理人員中支原體肺炎的盛行…
「腦膜炎奈瑟菌」的兩層演化：宿主內生態學和宿主間流行病學如何加速相移
摘要 許多所謂的致病細菌以它們所定殖的宿主的共生體甚至共生體的形式生存。 「腦膜炎奈瑟菌」、「流感嗜血桿菌」、「金黃色葡萄球菌 (1)」、「肺炎鏈球菌」、「幽門螺旋桿菌」和「大腸桿菌」等細菌更有可能在無症狀的情況下在健康個體中定殖並維持其種群，而不是引起疾病。此外，這些原本良性或有益的物種的成員實際上會導致腦膜炎和敗血症等疾病，但它們不會傳播給新的宿主，因此處於生態和進化的死胡…
切換映射系統的計算：非線性和計算複雜性
摘要 研究了基於動力系統的計算模型。我們展示了非線性映射的計算能力。存在一個具有兩種類型的麵包師映射的切換映射系統來模擬任何圖靈機。以具有二階非線性的非雙曲映射（例如，Hénon映射）作為基本運算，切換映射系統成為執行類似MRAM的平行計算的有效模擬計算機。我們的結果表明，使用類似高斯圖的整數除法圖，它具有 PSPACE 運算能力。如果沒有這個，我們推測它的運算能力介於 RP …
需求儲存、市場流動性與價格波動
摘要 限價訂單簿是一種儲存需求和影響交易的工具，也是大多數現代金融市場價格形成的主要機制。我們使用模擬和基於主方程式的分析處理來研究訂單流隨機過程模型下的限價訂單簿。我們對價格擴散率、儲存需求深度與價格、買賣差價和價格影響做出可測試的預測。我們的模型為經驗觀察到的價格影響函數的凹形式提供了解釋。
進化搜尋與協同進化搜尋的比較
摘要 先前關於協同進化搜尋的工作已經展示了成功和不成功的應用。作為解釋哪些因素導致成功或失敗的一步，我們提出了演化和共同演化搜尋模型的比較研究。在後一種模型中，解決問題的策略與訓練案例共同演化。我們發現協同演化模型具有相對較大的功效：100 次模擬中有 86 次（86%）產生了高品質的策略。相較之下，演化模型的效率非常低：在 100 次運行中只有 2 次（2%）才能找到高品質的…
遺傳連鎖模式的演化性的演變
摘要 已經提出了許多可能影響演化系統產生適應能力的因素。最近生物學家很少關注的一個問題是連鎖模式，也就是染色體上基因的排序。在這項研究中，在進化模擬中實現的遺傳相互作用的簡單模型表明，上位相互作用基因的聚類提高了適應率。此外，具有反轉的長期演化可以將連鎖模式從隨機基因排序重新組織成這種更模組化的組織，從而促進適應。這些結果與大量的生物學觀察結果和一些數學理論是一致的。儘管在該模…
網路動力學中的吸引盆：生物分子網路的概念框架
摘要 離散動態網路的狀態空間連接到吸引力盆地、可以計算並顯示為小型網路的圖形的數學物件。多個吸引子解釋了相同的基因調控網絡如何維持不同的穩定的基因活化模式，即多細胞生物中的細胞類型。模組化的想法表明，整個遺傳網絡實際上是由半獨立的子網絡組成的。每個子網路也會根據其當前狀態進入一系列吸引子中的一個，如果受到擾動，可能會導致動態跳到替代吸引子。網路的“記憶”，即其分類能力，是由其單…
作為網路模型的隨機圖
摘要 Erdos 和 Renyi 的隨機圖是最古老、研究最深入的網路模型之一，並且具有可精確求解其許多平均屬性的相當大的優勢。然而，作為現實世界網絡（例如互聯網、社交網絡或生物網絡）的模型，它還有很多不足之處。特別是，它在兩個關鍵方面與真實網路不同：它缺乏網路聚類或傳遞性，並且具有不切實際的泊松度分佈。在本文中，我們回顧了最近一些關於隨機圖泛化的工作，旨在糾正這些缺點。我們描述…
重複基因的突變穩健性與不對稱功能特化
摘要 大多數重複基因在複製後不久就會從基因組中消除，但保留下來的基因是生化多樣性的重要來源。它們的大部分多樣化是透過功能「專業化」產生的，即基因組中保留的重複部分的某些功能的喪失。我在這裡提供來自基因組規模的蛋白質 蛋白質相互作用數據、微陣列表達數據和大規模基因敲除數據的證據，表明這種多樣化通常是不對稱的：一個重複項通常比另一個重複項顯示出更多的分子或遺傳相互作用。我提出了一個…
沉沒成本效應使古代社會容易崩潰
摘要 古代社會的崩潰，例如西班牙裔普韋布洛之前的梅薩維德地區，讓幾代科學家感到困惑。人們對特定案例提出了許多解釋，從社會、政治和經濟因素的結合（Tainter 1988）到乾旱等氣候因素。在這裡，我們提出了一個新的假設，揭示了為什麼投資於令人印象深刻的建築的社會變得容易受到干擾。經驗證據表明，人類有強烈的傾向保留先前的投資，即使這在理性上是一個錯誤的選擇。我們認為，這會導致一種…
透過基因複製進化蛋白質交互作用網絡
摘要 最近大規模雜交方法揭示的蛋白質組圖譜拓撲表明，蛋白質 蛋白質相互作用的分佈具有高度異質性，許多蛋白質的連接很少，而少數蛋白質的連接卻很緊密。這種特殊的拓撲結構被其他細胞網絡所共享，例如代謝途徑，有人認為它是某些生物體基因組表現出的高突變穩態的原因。在本文中，我們探索了一種最新的蛋白質組演化模型，該模型已被證明可以重現其真實對應物所顯示的許多特徵。該模型基於基因複製加上新創…
優化設計、穩健性和風險規避
摘要 高度最佳化的容差是工程系統中的一種最佳化模型，它導致此類系統中故障事件的冪律分佈。典型的例子是高度最佳化的森林火災模型。在這裡，我們給出了該模型的解析解，它解釋了冪律的起源。我們也概括了該模型，將風險規避納入其中，這會導致冪律尾部被截斷，從而大大降低發生災難性大事件的機率，從而使系統更加穩健。
小網絡而不是小世界：食物網結構的獨特方面
摘要 與先前的報導相反，我們發現來自各種水生和陸地生態系統的一組 16 個食物網，有 25 至 172 個節點，通常既不表現出“小世界”，也不表現出“無標度”拓撲特性。食物網確實顯示出與小世界拓撲一致的相對較短的特徵路徑長度。然而，大多數食物網的聚集程度低於小世界網路中預期的聚集程度，這似乎與食物網的規模較小有關。生物和非生物網路中觀測到的聚類係數與隨機聚類係數的比率隨網絡規模…
人工社會與社會科學
摘要 人工社會研究的批判歷史是在卡爾·波普爾和西奧多·阿多諾之間的「實證主義爭論」（Positivismusstreit）的背景下建構的。兩人都批評描述性統計的方法，認為這種分析只是「科學鏡像」。這場懸而未決的爭論預示著當代「人工社會」研究的主題，例如描述方法的局限性、歷史發展替代路徑的概念以及個人與集體之間的關係。有人認為，模擬模型使研究人員能夠透過視角的轉變（從由同質參與者…
隨機成對排列
摘要 動機：相關核酸或蛋白質之間的序列保守水平通常沿著序列有很大差異。具有高變異性的區域（突變熱點）和幾乎完美序列同一性的區域可能出現在同一對分子中。因此，比對的可靠性很大程度取決於局部序列相似性的程度。結果：第一個序列中的位置 $i$ 和第二個序列中的位置 $j$ 之間的匹配機率 P$ {ij}$ 使用所有規範成對比對上的配分函數進行計算。然後可以使用機率回溯過程來產生具有正…
食物網中的網路拓撲和物種損失：穩健性隨著連接的增加而增加
摘要 食物網結構和複雜性可以調節物種喪失的影響，例如級聯滅絕。我們模擬了來自各種生態系統的 16 個食物網中的物種喪失。與隨機物種移除相比，當營養上聯繫最緊密的物種被移除時，食物網經歷了更大的二次滅絕。這些模式似乎與食物網中的偏態度分佈有關，通常呈指數分佈或均勻分佈。我們的分析概括了先前的研究，這些研究發現生物和非生物網絡中具有冪律分佈的節點丟失具有相似的模式。食物網對隨機和最…
透過 X 射線衍射發現密堆積結構中的平面無序：超越斷層模型
摘要 我們解決了一個長期存在的問題——透過衍射光譜確定無序材料的結構資訊——針對密排結構（CPS）中平面無序的情況。我們的解決方案提供了最完整的無序統計描述，並且從中我們找到了 CPS 中層間相互作用的最小有效範圍。我們還將我們的無序模型與所謂的故障模型 (FM) 進行比較，並證明在簡單的情況下，我們的方法簡化為 FM，但在更複雜的情況下，它提供了比 FM 更通用且更準確的結構…
準獨立性、同源性與類型統一性：字元的拓樸理論
摘要 在本文中，Lewontin 的性狀「準獨立」概念被形式化為假設表型空間的區域可以由正交因子的乘積空間表示。在這張圖中，每個字元對應於表型空間的一個區域的一個因子。我們將具有給定分解的表型空間的任何區域視為“類型”，即作為共享相同表型字元集的一組表型。使用局部因式分解的概念，我們基於表型空間不同區域之間共同因素的連續性，發展了一種性格同一性理論。我們也考慮了具有不同區域分解…
效用理論與熱力學有如此不同嗎？
摘要 仔細檢查效用理論和熱力學的公理和解釋慣例表明，這兩個領域在數學上比它們解決問題的不同方法更相似。它們的差異主要在於初始禀賦重要性的經濟分配，以及強調可逆轉變的物質選擇。透過基於經濟學可逆變換的分析，顯示效用理論可以表示為加性價格潛力理論，以及封閉系統中加性熵不減的理論。標準貨幣度量效用被確定為需求的吉布斯勢，並且引入了新的「輪廓貨幣度量效用」作為價格的共軛亥姆霍茲勢。範例…
多智能體系統學習動態的耦合複製方程
摘要 從一組強化學習代理開始，我們推導出耦合複製方程，描述多代理系統中集體學習的動態。我們表明，儘管智能體以自利的方式對環境進行建模而不共享知識，但博弈動態會透過環境自然地出現。作為一種應用，透過代理商之間的石頭剪刀布遊戲交互，集體學習動態表現出多樣化的競爭和合作行為。這些包括準週期性、穩定極限環、間歇性和確定性混沌——這些行為在通用複製方程式所描述的多智能體、異構環境中是可以…
社交網路創新的擴散
摘要 我們考慮新技術和行為形式透過社交或地理網路傳播的過程。智能体根据其固有收益和当地受欢迎程度（采用它们的邻居数量）的组合来采取行为，并受到一些随机误差的影响。我們根據網路的幾何形狀來描述此類過程的長期動態，但不會對網路結構施加先驗限制。当智能体在足够小的、紧密结合的群体中进行交互时，几乎每个人都在玩随机稳定平衡之前的预期等待时间就会受到限制，与智能体的数量和初始状态无关。
優化設計的無標度網絡
摘要 大量複雜的網絡，無論是自然的還是人工的，都存在高度異質、無標度的度分佈。人們已經提出了一些出現這種模式的機制，但最佳化並不是其中之一。在這封信中，我們提出了第一個證據，證明軟體架構圖中從明確定義的局部最佳化過程中出現了擴展（以及小世界行為的存在）。儘管定義軟體工程中涉及的策略的規則應該導致樹狀結構，但最終的網路是無標度的，這可能反映了多維優化過程中不可避免的衝突約束的存在…
The Spread of 流行病學c 疾病 on 網絡s
摘要 社交網路的研究，特別是網路上疾病傳播的研究，最近引起了物理學界的廣泛關注。在本文中，我們表明一大類標準流行病學模型，即所謂的易感/感染/移除（SIR）模型可以在各種網路上精確求解。除了固定傳染時間和所有個體之間固定且不相關的傳播機率的標準但不切實際的情況之外，我們還解決了時間和機率不均勻且相關的情況。我們也考慮了結構性族群中流行病的一個簡單案例，即男性和女性族群中的性傳染…
基因組壓縮的演化原理
摘要 地球上生命最顯著的特徵之一就是其多樣性。達爾文自然選擇演化論的一個顯著特徵是，它沒有對預期的多樣性範圍或可能限制自然多樣性的生物定律提供任何解釋。實現這一目標的一種方法是用基因組大小的多樣性取代生命形式的多樣性。我將在本文中解決的問題都與那些有利於小基因組大小的壓力和限制有關，特別是試圖解釋如何用一條小消息來表示給定數量的信息的適應性理論。換句話說，我試圖討論壓縮遺傳訊息…
GnRH 訊號轉導網路的模組動力學
摘要 我們分析頻率解碼訊號轉導網路的計算模組。促性腺激素釋放激素 (GnRH) 訊號傳導網絡介導促性腺激素、黃體生成素 (LH) 和卵泡刺激素 (FSH) 的生物合成和釋放。下視丘產生 GnRH 的脈動模式對腦下垂體中促性腺激素的釋放和合成有關鍵影響。在人類中，較慢的脈衝會導致 LH 蛋白 $\beta$ 亞基的表達，並導致不排卵和閉經。較高頻率的脈衝導致α亞基的表達和性腺機能…
正鏈病毒動力學的選擇水平
摘要 生物體生命週期中發生的相互衝突的選擇壓力對複製的穩健性構成了嚴峻的挑戰。病毒提供了一個可靠的模型系統，用於分析因進化利益衝突而出現的問題。我們提出了正鏈 RNA 病毒生命週期的多層次選擇模型。該模型結合了細胞內複製動力學和蛋白質合成，以及病毒粒子產生和傳播的細胞群動態。我們探索這兩個層面的宿主內選擇如何相互作用，從而在病毒的生命史策略中產生權衡。我們觀察到病毒衣殼率的中間…
生命起源的喧鬧線索
摘要 穩定的自我複製分子的起源是生命起源的根本障礙。原始複製子的低保真度限制了原始核酸字母表中編碼的資訊量。生命起源的進一步困難是小型原始族群中的漂移作用，降低了高級複製基因的固定率，以及增加了發育噪音的惡劣條件。因此，突變、噪音和漂移是三種獨立的隨機效應，人們認為它們使生命的演化變得不可能。在這裡，我們相反地展示了在敵對的早期環境中存在的噪音如何透過放大有限族群中的選擇來增加…
蛋白質翻譯的紅皇后動力學
摘要 我們基於被視為原始抵抗機制的遺傳密碼，探索翻譯結合多樣性的適應性理論。修改 tRNA 反密碼子分子結合的密碼子群或改變結合的特異性，可降低病毒等翻譯寄生蟲的複製率。提高寄生蟲的翻譯效率需要宿主 tRNA 對寄生蟲密碼子具有高度的特異性。這顯示遺傳密碼可能是抵禦感染的第一道防線。我們建構了翻譯多樣性的紅皇后理論：在該理論中，宿主翻譯策略——由冗餘程度（單個反密碼子結合單個氨…
基因組學和蛋白質組學中的複雜網絡
摘要 複雜的多細胞生物體含有大的基因組，其中每個結構基因與至少一個調節元件相關，並且每個調節元件整合了至少兩個其他基因的活性。人們開始透過對小型原核調節子系統的分析來理解這種調節的本質，目前的情況表明，塑造細胞行為的網絡非常複雜。實際上，細胞外訊號的整合通常涉及訊號級聯之間的串擾，而這些細胞相互作用網絡的組織似乎遵循相當普遍的組織原則。在這裡，我們回顧了細胞網路拓撲的一些最新模…
耐心的力量：限價單下達的行為規律
摘要 在本文中，我們使用包含來自倫敦證券交易所的大約 700 萬個訂單的資料集，展示了人們在金融市場下限價訂單的方式的驚人規律性。我們將相對限額定義為限額與可用最佳價格之間的差額。合併 50 股的數據，我們證明對於買入和賣出訂單，相對限價的無條件累積分佈大致按照冪律衰減，指數約為 1.5。這種行為跨越了二十多年，範圍從幾個刻度到大約 2,000 個刻度。相對限價的時間序列顯示有…
親社會情緒
摘要 對社會規範的遵守不僅取決於以認知為中介的對自身利益的追求，也取決於情感。羞恥、內疚、驕傲、遺憾、喜悅和其他本能反應在維持合作關係（包括在沒有完全契約的情況下成功交易）中發揮核心作用。親社會情緒的功能類似於基本情緒“痛苦”，它提供了繞過作為經濟學標準行為模型核心的明確認知優化過程的行動指南。我們考慮一個公共物品博弈，其中代理人最大化效用函數，該函數捕獲了五個不同的動機：個人…
複雜網路中的選擇、修補與出現
摘要 複雜的生物網路與科技網路的起源截然不同。後者涉及廣泛的設計，並且作為工程結構，包括高水準的最佳化。前者涉及（原則上）偶然性和結構約束，透過修補先前發展的模組或單元來合併新結構。然而，對不同生物網路拓撲特徵的觀察表明，自然界可能具有有限的「吸引子」庫，這些「吸引子」本質上在成本和架構的一些基本約束下優化通信，或者允許生物網路達到高度的穩態。相反，一些技術圖表所展示的拓撲特徵…
具有距離偏好的不斷發展的網絡
摘要 我們研究不斷發展的網絡，其中新節點在連接到網路時與具有首選距離的其他節點形成連結。一種特殊情況是始終選擇最短距離（「與目前朋友的朋友交朋友」）。我們提供了網路參數的模擬結果，例如圖拉普拉斯圖的第一個特徵值（同步性）、聚類係數、平均距離和不同距離偏好的度分佈，並將它們與隨機和無標度網路的參數值進行比較。我們發現，對於最短距離規則，我們獲得了與無標度網路中一樣的冪律度分佈，而…
離散自適應博弈的符號動力學
摘要 我們使用符號動力學來研究離散自適應博弈，例如少數博弈和 El Farol Bar 問題。我們證明這樣的遊戲不可能有確定性混沌。我們為這些遊戲的統計複雜性和週期設定了上限；前者至多與主體的數量和記憶的大小成線性關係。我們將結果擴展到玩家具有無限持續時間記憶的情況（他們仍然是非混亂的）以及遊戲中存在「噪音」的情況（保持複雜性不變甚至降低）。我們得出了一種可以使我們的發現與現象…
文藝復興時期佛羅倫斯的經濟與社會交流
摘要 文藝復興時期的佛羅倫薩人主導歐洲國際金融的商業信用體系，是從他們特定的家庭、鄰里和社會階層的社會網絡結構中產生的，複式記賬法提供了技術工具，增加了佛羅倫薩人可以回報的“朋友”數量。重新整合他們自己歷史上繼承的經濟和社會交換邏輯對於佛羅倫薩人創造信貸和流動性的能力至關重要，這反過來又幫助歐洲透過貿易擴張。佛羅倫斯產生的特殊混合是經濟夥伴關係和商業信貸的橫切，經濟夥伴關係植根…
代謝網絡的大規模結構：生命起源的一瞥？
摘要 代謝網絡圖中每個節點的交互數量遵循冪律。我討論了這個特徵的兩種可能的演化解釋。第一個與具有這種度分佈的圖表對於隨機節點刪除具有穩健性的觀察有關。這項觀察結果得出了這樣的假設：代謝網絡表現出冪律度分佈，因為它賦予它們抵抗擾動的魯棒性。然而，非生物化學反應網絡也顯示出這種程度分佈，這使得穩健性不太可能成為代謝中這種分佈的候選原因。其次，這種冪律分佈可能是數十億年來透過添加代謝…
蛋白質相互作用網絡的整體結構如何演變
摘要 有兩個過程可以影響蛋白質相互作用網絡的進化：蛋白質之間相互作用的添加和消除，以及增加蛋白質和相互作用數量的基因複製。這些過程的速率可以根據可用的「釀酒酵母」基因組數據進行估計，並且足夠高以在短時間內影響網絡結構。例如，每百萬年可能會在酵母網絡中添加 100 多個相互作用，其中很大一部分將以前未連接的蛋白質添加到網絡中。高度連接的蛋白質比相互作用很少的蛋白質顯示出更高的相互…
量化貓圖的特徵值間距
摘要 根據量子混沌中的基本猜想之一，量化混沌哈密頓量的特徵值的行為類似於適當的隨機矩陣係綜的典型成員的頻譜。我們在由幾個線性托拉自同構生成的群體的遍歷作用的背景下研究這種現象的最簡單的例子之一—「貓圖」。我們的數值實驗表明，對於貓圖的「通用」選擇，第 N$ 個量化的不可約分量（由 $N$ 維 Weil 表示給出）中展開的連續間距分佈接近隨機矩陣理論的 GOE/GSE 定律。對於…
同步到週期性：週期序列的瞬態訊息和同步時間
摘要 我們分析了當觀察者最初不知道序列的相位時，同步到結構已知的周期序列有多麼困難。我們檢查瞬態資訊 $\textbf T$，這是最近引入的資訊理論量，用於測量觀察者在同步序列時所經歷的不確定性。我們也考慮同步時間$\tau$，它是推斷週期訊號相位所需的平均測量次數。我們計算直到並包含週期 23 的所有週期序列的 $\textbf T$ 和 $\tau$。我們顯示給定週期的哪些…
財富不平等與公地的過度開發：哥倫比亞的實地實驗
摘要 本文探討了社區內部的財富不平等如何限制自治解決群體外部性的可能性。透過在哥倫比亞三個村莊進行的一系列經濟實驗，以及對參與者實際社會經濟特徵和實驗錄像的數據分析，我提出並檢驗了這樣的假設：群體成員之間的財富距離限制了信任和積極互惠，而信任和積極互惠是創造和維持集體行動的關鍵。儘管社會心理學家和實驗經濟學家通常發現面對面交流是糾正這種協調失敗的有力手段，但群體之間和群體內部的…
論原始遺傳密碼的進化
摘要 原始遺傳密碼可能是當代細胞使用的規範密碼的一個大大簡化的祖先。為了理解當今的程式碼是如何產生的，我們首先需要解釋如何在不破壞編碼訊息的情況下改變建築平面圖的語言。在這項工作中，我們介紹了一個基於 RNA 和蛋白質的生物物理合理描述的最小生物體模型，即二級結構折疊和基於知識的潛力。在個體複製事件的層面上明確模擬了這種生物體在公共資源競爭下的族群演化。從非常簡單的程式碼開始，…
人類合作的起源
摘要 合作的生物學解釋是基於親屬利他主義、互惠利他主義和互利共生，所有這些都適用於人類和非人類物種。但人類合作部分是基於「智人」所獨有的能力，或至少是「智人」高度發展的能力。我們尋求一種對人類有效但對其他物種無效或效果差得多的合作的解釋。我們解釋的核心將是人類的認知、語言和身體能力，這些能力允許制定社會行為的一般規範，規範這種行為的社會機構的出現，內化規範的心理能力，以及基於種…
局部評價函數的出現
摘要 本文從使用局部評價函數解決傳統電腦問題的角度提出了湧現的新面貌。我們首先將約束滿足問題（CSP）轉換為多智能體系統，然後展示如何從系統中產生全局解決方案，其中每個智能體使用局部評估函數來決定其動作，同時與使用全局評估函數的其他傳統演算法（例如局部搜尋和模擬退火）進行比較。我們也給出了一些關於大規模$N$皇后問題和$k$著色問題的電腦實驗結果，並表明出現僅取決於問題實例，而…
克隆的碎片：它如何影響擴散和競爭能力？
摘要 我們應用基於個體的模擬來研究生活在斑駁棲息地的克隆物種中分株之間生理整合的影響。比較了三種策略：（1）“分裂”，將基因分裂成獨立的分株； (2)“瞬態積分器”，其中僅連接分株組； (3)“永久整合者”，其中不發生斷裂，整個基因被整合。我們分別研究了這些策略和競爭中空間擴散和人口成長的動態。透過改變有利棲息地斑塊的密度來模擬各種棲息地類型。我們發現良好斑塊的空間模式顯著…
GenomeHistory：軟體工具及其在全基因組定序中的應用
摘要 我們提出了一種公開可用的軟體工具，可以定位基因組中所有重複基因對，然後確定每個重複基因對之間同義和非同義分歧的程度。使用這個工具，我們分析了（i）基因功能和基因複製傾向，以及（ii）基因家族中基因的數量和家族序列進化速率之間的關係。我們對四種真核生物（裂殖酵母、芽殖酵母、果蠅、線蟲）和一種原核生物（「大腸桿菌」）的完整基因組進行了這項研究。
大型遺傳網絡中的分子演化：連通性並不等於重要性
摘要 生物網路對於許多不同的擾動都非常穩健。劇烈的環境變化和各種基因的功能喪失突變通常對生物體的表型沒有可檢測到的影響，即使丟失的基因被認為「先驗」對細胞活動很重要。這種穩健性可能是網路架構的函數：假設在遺傳網路中觀察到的相互作用者數量的冪律分佈可以賦予針對突變的穩健性。我們針對兩個遺傳網絡評估了這個假設，即「大腸桿菌」核心中間代謝網絡和酵母蛋白質相互作用網絡。具體來說，我們透…
連續訊號博弈中的分離均衡
摘要 許多關於昂貴訊號的理論文獻都集中在連續訊號賽局的分離均衡。在這種平衡狀態下，每個訊號發送器都會發送不同的訊號，並且訊號接收器能夠根據發送的訊號準確地推斷出訊號發送器的狀況。在本文中，我們介紹了一種向量場求解方法，該方法簡化了求解分離平衡的過程。使用這種方法，我們表明，儘管訊號發送者和接收者之間存在利益衝突，但連續訊號博弈可以具有低成本的分離均衡。我們發現，與先前的論點相反…
基於圖的化學玩具模型
摘要 大規模化學反應網絡是一種普遍存在的現象，從活細胞的新陳代謝到行星大氣中的過程和化學技術。這些網路中至少有一些表現出獨特的全球特徵，例如「小世界」行為。然而，對這些特性的系統性研究在少數詳細了解的網路中存在著很大的抽樣偏差。因此，需要一個用於生成它們的計算模型。在這裡，我們提出了一個玩具模型，它提供了一個一致的框架，在這個框架中可以詳細探索廣泛的化學反應網絡的通用屬性，同時…
圖拉普拉斯、節點域與超平面排列
摘要 圖 $G$ 的拉普拉斯特徵向量近年來受到越來越多的關注。在這裡，我們研究它們所謂的節點域，即 $G$ 的最大誘導子圖的連通分量，其中特徵向量 $y$ 不會改變符號。庫朗節點域定理的類似物提供了節點域數量的上限，取決於 $y$ 在頻譜中的位置。然而，這種界限總體上並不尖銳。在這篇文章中，我們考慮計算特定圖的最小和最大節點域數的問題。詳細討論了布爾超立方體的類別。我們發現，儘…
Lanczos 迭代的同型投影
摘要 當表示的同型子空間被視為對稱線性變換的本徵空間時，同型投影可以實現為本徵空間投影並使用 Lanczos 迭代進行計算。在本文中，我們展示了這種方法如何產生一種有效的同型投影方法，用於距離傳遞圖和對稱群的排列表示。
紅王效應：當最慢的跑者贏得共同演化競賽時
摘要 互利共生為參與其中的人帶來好處。隨著互利共生的發展，這些利益將如何在參與者之間分配？我們使用演化博弈論來解決這個問題，並探索共同演化過程決定互惠互動中利益分配的方式。紅皇后理論指出，共同演化過程有利於快速演化，受紅皇后理論的啟發，我們特別關注演化率在建立互利共生和互利夥伴之間利益分配中的作用。我們發現，與紅皇后相反，在互利共生進化中，緩慢進化的物種可能會獲得不成比例的利益…
分子複製動力學
摘要 分子層次的模板依賴性複製是自然界繁殖的基礎。因此，詳細了解與複製過程相關的化學反應動力學的特性是理解分子層級演化不可或缺的先決條件。相互作用的自我複製物種網絡可以產生大量不同的動力學現象，從競爭排斥到永久共存，從全局穩定性到多穩定性和混沌動力學。儘管如此，還是有一些一般原則來管理他們的整體行為。我們關注的問題是複製動力學在多大程度上可以解釋遺傳訊息的積累，最終導致第一個細…
代謝途徑中的上位性和表型穩健性的動力學
摘要 表型對突變的魯棒性等現像是隨著適應而進化還是只是遺傳系統的固有特性，這是一個懸而未決的問題。我們在代謝生理學的背景下研究這個問題。傳統上，從代謝控制分析（MCA）得出的結論是，表型對突變的穩健性（例如顯性）是多酶系統不可避免的特性，因此不需要進化解釋。然而，這裡表明，對於涉及酶濃度有限變化（任何幅度）的突變，MCA 關於表型穩健性的結論並不成立。研究表明，穩健性並不是…
隨機環境下的廣義接觸過程
摘要 透過蒙特卡羅模擬在方格上研究種子的傳播，該方格具有影響出生率和死亡率的兩種類型的位點。這些系統表現出生存和滅絕之間的關鍵轉變。對於時間相關的背景，這種轉變相當於均質系統中的轉變（即定向滲濾）。對於凍結背景，格里菲斯相的出現阻礙了對這種轉變的準確分析。在亞臨界區域的很長一段時間裡，擴散仍然集中在緊湊的（而不是分叉的）斑塊中，並且在倖存的試驗中，佔據位置的平均數量呈對數增加。
複雜網路的中心
摘要 複雜網路中的中心頂點特別令人感興趣，因為它們可能發揮組織中心的作用。在這裡，我們考慮三種不同的幾何中心度量：偏心率、狀態和質心值，這些度量最初用於資源佈局問題。我們表明，這些數量可以對生物網絡中心進行有用的描述，這些中心通常（但並非總是）與純粹的局部中心性概念（例如頂點度）相關。我們引入局部中心的概念作為網路上中心性價值「景觀」的局部最優，並簡要討論它們的作用。
摘要 RNA 序列折疊成二級結構是一個簡單但具有生物物理基礎的基因型 表現型圖譜模型
摘要 RNA 序列折疊成二級結構是一個簡單但具有生物物理基礎的基因型 表現型圖譜模型。它的計算和數學分析揭示了一種令人驚訝的豐富統計結構，其特徵是形狀空間覆蓋、中性網絡和質體發生一致性。我回顧了這些概念並討論了它們的進化意義。
原始生物動力學：脂質聚集體與基因和代謝的演化動力學
摘要 透過將脂質原容器與原代謝子系統和原遺傳子系統整合，可以自組裝合成的原生物。這種三組分系統可以透過氧化還原或光化學反應使用能量和營養物質，透過模板定向複製進化其原生基因組，並最終死亡。 The evolutionary dynamics of the proto organism depend crucially on the chemical kinetics of it…
時間序列中的模式發現，第一部分：理論、演算法、分析與收斂
摘要 我們提出了一種新演算法，用於發現時間序列和其他順序資料中的模式。我們展示了一個可靠的過程，用於建立最小的隱藏馬可夫狀態集，該狀態在統計上能夠產生資料中所展示的行為——底層過程的因果狀態。與將隱馬可夫模型 (HMM) 擬合到資料的傳統方法不同，我們的演算法不對過程的因果架構（隱藏狀態的數量及其轉換結構）做出假設，而是從資料中推斷出來。它從最小結構的假設開始，僅在資料需要時才…
強關係的可導航性：小世界、關係強度與網路拓撲
摘要 可搜尋小世界（SSW）是一個（大型）網絡，其中關係局部聚集，平均點間距離較低，並且分配的去中心化搜尋演算法僅使用本地資訊將訊息從隨機節點傳遞到隨機目標，能夠根據 Kleinberg 的 [33] 標準找到最短路徑，以實現高效搜尋。我們關於經驗社交網絡拓撲中強聯繫的可導航性的假設是，強聯繫除了聚集之外，通常還提供對有價值資源的獨特訪問，並且存在一些條件和臨界點，在這些條件和…
複雜食物網中的營養水平：理論與數據
摘要 雖然營養級在整個生態學中得到了廣泛的應用，但它們在分析和經驗方面也存在著許多爭論。在這裡，我們使用新一代的數據和理論來研究有關營養級限制和雜食性程度的長期存在的問題。這些數據包括美國切薩皮克灣、聖馬丁島、英國草原和佛羅裡達海草群落的食物網，這些數據似乎是現有的營養最完整的食物網，因為它們包含自養生物以及根據經驗得出的對每個營養鏈結相對能量貢獻的估計。我們表明，四個食物網中…
連續雙向拍賣的統計理論
摘要 大多數現代金融市場使用連續的雙重拍賣機制來儲存和匹配訂單並促進交易。在本文中，我們在 IID 隨機訂單流假設下開發了連續雙重拍賣的微觀動態統計模型，並使用基於平均場近似的模擬、量綱分析和理論工具對其進行了分析。該模型對市場的基本屬性進行可測試的預測，例如價格波動性、儲存的供需深度與價格、買賣價差、價格影響函數以及執行訂單的時間和機率。這些預測是基於訂單流和限價訂單簿的屬性…
性別不平等、合作與環境永續性
摘要 本文探討了性別不平等對合作前景和環境永續性的影響。性別不平等是一種不平等形式，它與其他形式的經濟和社會不平等相互影響，但又有區別。它不僅存在於家庭之外，也存在於家庭內部。它不僅源自於男女之間本來就存在的經濟禀賦差異，也源自於原本就存在的性別社會規範和社會觀念；也就是說，不平等也根植於意識形態之中。它不僅以上述形式存在，而且可能源自於新定義的規則和程序，這些規則和程序建構了…
確定物種豐富度對群落穩定性的影響：組裝模型方法
摘要 生態學中的穩定性與多樣性爭論因實證研究和理論研究經常相互矛盾的結果而兩極化。在這裡，我們提出了一種基於特徵值分析的社群組裝建模新方法，並考慮組裝社群的穩定性。與先前的工作一致，我們發現平均相互作用強度較弱的群落支持更多的物種。然而，隨著群落平均規模的增加，抵抗力（以群落規模的變異係數衡量）和復原力（以平均群落規模的平均返回時間來衡量）都會增加。我們的結果表明，對群落屬性的…
第一次產權革命
摘要 集體主義制度被更多以個人為基礎的製度所取代是一個反覆出現的歷史事件，正如18世紀英國對公共土地的圈地（Allen，1992）以及現代早期歐洲和地中海地區基於個人和國家的合同執行製度對集體主義方法的勝利所發生的那樣（Greif，1994，2002）。我們試圖闡明一個更早的例子，即個人財產權的出現以及集體主義和平等主義社會結構的取代，這種結構是流動覓食群體的典型特徵，這種群體…
景觀與有效健身
摘要 適應度景觀的概念起源於理論生物學，而有效適應度的概念則起源於演化計算。兩者都已成為有用的概念工具，可用於理解演化過程的動態，特別是在存在複雜的基因型 表現型關係的情況下。在這篇文章中，我們試圖對這兩種方法進行統一討論，在一些簡單模型的背景下討論它們的優點和缺點。我們也討論了在底層遺傳模型的配置空間的各種變換下，適應度和有效適應度如何變化，重點關注粗粒度變換和特定的座標變換…
旋轉玻璃景觀的樹狀表示
摘要 關於無序自旋系統的多谷結構的許多資訊可以集中在一個簡單的樹結構中——勢壘樹——其葉子和內部節點分別代表局部最小值和連接這些最小值的最低能量鞍。在這裡，我們將系統發育樹研究中使用的一些統計數據應用於由 $p$ 自旋模型的能量景觀產生的屏障樹。這些統計數據提供了有關這些屏障樹形狀的信息，特別是有關平衡和對稱性的信息。然後我們詢問它們是否可以用於對不同類型的景觀進行分類，將它們…
摘要 Dominance is a form of phenotypic robustness to m
摘要 Dominance is a form of phenotypic robustness to mutations. Understanding how such robustness can evolve provides a window on how the relation between genotype and phenotype can change dur…
二維圖案中的結構資訊：熵收斂與過量熵
摘要 我們發展了多維空間結構和模式的資訊理論測量。眾所周知，二維構型的熵密度可以透過條件熵的收斂序列有效且準確地估計。我們表明，這些條件熵收斂到其漸近值的方式可以作為任何維度空間系統的全局相關性和結構的度量。我們將熵收斂與互資訊和結構因子技術進行比較和對比，以量化和檢測空間結構。
本地遊戲，全球學習：合作的結構基礎
摘要 在群體結構的人群中，即使行為特徵的演化受到基於回報的複製動態的控制，無關群體成員之間的利他合作也可能是可持續的。本文探討了群體結構的兩個面向在這種動態中的重要性：公共物品賽局中的互動和行為特徵的文化傳播。智能體與其他人配對玩遊戲並（獨立於此）從文化模型中學習。在配對是全球性的地方，一個人的遊戲夥伴和文化模式來自整個人口。或者配對可能是本地的，在這種情況下，一個人的遊戲夥伴…
史前美國西南部社會行為的演變
摘要 長屋谷 (Long House Valley) 位於美國亞利桑那州東北部的黑台地 (Black Mesa) 地區，自公元前 1800 年左右起，就有卡延塔·阿納薩齊 (Kayenta Anasazi) 人居住。約西元 1300 年。這些人是科羅拉多高原現代普韋布洛文化的史前先驅。對山谷進行 100% 的考古調查，並輔以有限的挖掘，基於沖積地形學、孢粉學和樹木氣候學，獲得了…
風險交易、網路拓撲和銀行監管
摘要 在了解金融系統風險轉換過程的本質的背景下，我們提出了多個代理之間的迭代風險交易博弈，這些代理基於通用效用設定來建立交易策略。針對不同的網路拓樸對該博弈進行了數值研究。拓撲的後果顯示了代理的豐富時間序列，以及各種類型網路的安全性和效率。建議的設置允許對巴塞爾銀行監管委員會目前建議的不同銀行監管方法的影響進行嚴格分析。 We find a phase transitionli…
穩定還是穩健？有什麼區別？
摘要 探索「穩定」和「魯棒」之間的區別基本上觸及了我們本能地對自然、工程和社會系統魯棒性感興趣的各個方面。這裡有人認為，魯棒性是系統中特徵持久性的衡量標準，它迫使我們專注於擾動，並且通常是擾動的組合，其本質上與穩定性理論所解決的問題有質的不同。此外，為了解決這些擾動下的特徵持久性問題，我們自然會研究以下問題：動態與組織架構的耦合、環境的隱含假設、系統進化歷史在確定其當前狀態及其…
宏觀經濟預期的流行病學
摘要 宏觀經濟學家長期以來一直強調預期在決定宏觀經濟結果方面的重要性，並且已經發展了大量的理論文獻來研究預期形成的許多模型。本文提出了一種基於流行病學模型的新方法，其中只有一小部分代理人（專業預測者）制定自己的預期，然後透過新聞媒體以類似於疾病傳播的方式在人群中傳播。該論文表明，最簡單的流行病學模型（稱為「共同源」模型）可以很好地解釋通貨膨脹和失業預期的動態，而更複雜的流行病學…
自旋眼鏡：這麼多年過去了，仍然很複雜嗎？
摘要 自旋玻璃是同時表現出淬滅無序和挫敗的磁性系統，並且經常被引用為「複雜系統」的例子。在本次演講中，我回顧了自旋玻璃物理學的一些基本概念，並討論了我們最近在理解其性質方面取得的一些進展如何可能導致關於它們如何表現「複雜性」的新觀點。
癌症中的錯誤災難？
摘要 癌細胞群和 RNA 病毒進化之間的比較揭示了許多顯著的相似之處。由於高度的遺傳變異，兩者都表現出高水平的可塑性和適應性。有人提出，與 RNA 病毒一樣，癌細胞能夠承受的遺傳不穩定性水平存在一個閾值，以便能夠克服選擇障礙 [Cahill et al., 1999]。在這裡，我們透過一個簡單的數學模型來探討這個概念。結果表明，該模型存在誤差閾值，該模型研究癌細胞群之間的競爭及…
分子穩健性的原理與參數
摘要 存在大量分子機制來確保受干擾細胞的持續功能。在這裡，我們探索了一系列分子穩健性的機制。提出了穩健性理論，其中機制被分為清除損傷的機制和緩衝損傷的機制。系統所採用的策略是淨化成本的函數，因此也是人口規模的函數。
「如果它沒有壞，就不要修復它」：技術領域的極值搜索
摘要 我們使用 NK 技術景觀來創建一個玩具世界，用它來「測試」通用管理搜尋規則的效能 識別出問題所在，嘗試修復它，並讓其餘部分保持良好狀態，我們將這種搜尋規則稱為「極值搜尋」。我們的結果表明，當嚴格應用時，這樣的搜尋規則在以高水平「內部性」為特徵的組合複雜技術搜尋空間中表現不佳。我們發現選擇要「修復」的技術組件與評估是否應該接受改變的標準之間存在矛盾。隨著組織內運作之間的相互…
網路動力學與領域演化：生命科學領域組織間合作的發展
摘要 我們發展並測試了四種可供選擇的依戀邏輯——累積優勢、同質性、追隨趨勢和多重連結——以解釋生物技術領域組織間協作的發展。生命科學商業領域的特點是基礎知識來源廣泛分散，基礎科學快速發展，促進了廣泛的機構不同參與者之間的合作。我們繪製了 1988 99 年間該領域的網路動態圖。使用多種新穎的方法，包括網絡度分佈分析、網絡可視化和估計二元依戀的多概率模型，我們演示了對多樣性的偏好…
螞蟻覓食路徑網絡的異速生長縮放
摘要 个体聚集成群体提出了有关结构和功能扩展的重要问题。我们对二维、分形状觅食路径（例如蚁群使用的路径）的代谢效益和成本进行了建模。蜂群觅食的总面积以及流向巢穴的资源和蜂群代谢率随觅食者数量 (F) 呈非线性增加（F 2/3）。由於覓食成本隨 F 線性增加，因此此模型可以預測最佳覓食數量，從而預測最大化群體適應度或繁殖能量分配的總覓食麵積。觅食的规模可能会影响殖民性的演变。
數劃分問題的相變與地景統計
摘要 透過檢查這個經典最佳化問題的能量景觀，研究了數劃分問題（NPP）中的相變，即從控制參數空間中幾乎所有實例都有許多解的區域到幾乎所有實例都沒有解的區域的過渡。這是透過將有關連接最小值對的最小能量路徑的資訊編碼成樹結構（稱為障礙樹）來實現的，其葉子和內部節點分別表示最小值和連接這些最小值的最低能量鞍。在這裡，我們對核電站景觀產生的屏障樹應用了幾種形狀（平衡和對稱）以及分支長度…
學習納許均衡
摘要 雖然納許均衡的概念是經濟理論的核心，但到目前為止，沒有人提供一個可靠的模型來說明經濟主體如何發揮這種均衡作用。特別是，沒有模型可以說明在沒有任何形式的協調的情況下，以自身利益行事的主體如何從非均衡條件開始學習均衡行為。本文提出了一個具有此屬性的簡單學習過程。智能體透過定期測試和拒絕有關對手行為的替代假設來了解對手。如果他們使用足夠強大的測試並且他們的反應足夠接近最佳，這個…
生物系統的穩健性 - 臨時分類法
摘要 生物學是一個充滿張力的領域：一方面，生物學關注轉化和多樣性的產生；另一方面，生物學關注多樣性。另一方面，生物學關注不可能的結構規律的持續存在。魯棒性作為一項研究項目，旨在揭示那些促進規律性持續存在的演化機制。在這裡，我將穩健性機制組織成現象學分類法，將生物機制分組為穩健組織的原則。其中包括：冗餘、清除、回饋、模組化、空間分割、分散式處理和擴展表型。我回顧了描述每個原則的代…
作為化學的經濟生產
摘要 企業生產和分配的商品只是市場生產和分配的一半。企業也是透過流經企業的貨物而產生和轉變的。這種轉變不僅是利潤的問題。定義企業的技能和核心能力是透過「邊做邊學」以及企業間交流引發的其他學習過程來發展和維持的。在權力下放和外包時期，例如今天，技能鏈在公司之間的分佈比以往任何時候都更加明顯。特別是在這種背景下，分散式技能的演變和學習直接影響到公司的重組。反過來，企業之間不斷發展的…
調查大型基因簇中的系統發育足跡：Hox 簇重複的應用
摘要 進化上保守的非編碼基因組序列代表了發現基因調控區域的潛在豐富來源。由於這些元件受到穩定選擇的影響，它們的演化速度比鄰近的非功能性 DNA 慢得多。這些所謂的系統發育足跡可以透過比較不同物種中直系同源基因周圍的序列來檢測。在本文中，我們提出了一種新方法和有效的軟體工具，用於識別多個物種的長序列中的相應足跡。如果包含足夠數量和適當放置的物種，則可以對系統發育足跡的起源和喪失進…
表觀遺傳與遺傳，種系演化的故事
摘要 多細胞生物的分化是由透過細胞分裂傳遞的表觀遺傳標記控制的。許多編碼這些標記的系統也存在於單細胞中，但在單細胞中這些系統無法控制分化。因此，在多細胞演化過程中，表觀遺傳系統適應了目前在分化中的用途。在這轉變過程中，必然存在一些階段，在這些階段中，表觀遺傳訊息在世代之間的傳遞程度比現在更大。我們表明，這可能導致對生物體後代沒有貢獻的細胞的進化，從而導致種系與體細胞的差異。這暗…
具有社交互動的多項選擇
摘要 本文提供了存在社交互動的個人決策模式。透過社交互動，我們指的是個人決策與共同群體中其他人的決策和特徵之間的相互依賴性。幾乎在任何經濟模型中，一個主體的決策都會受到其他主體的行為和特徵的影響；我們所採用的觀點的獨特之處在於，我們研究的相互依存關係直接將個體聯繫起來。相比之下，市場中的代理商受到反映市場中每個人參與情況的共同價格的影響。我們研究的現象類型有所不同，因為這些現象…
複雜性 and 經驗性的 經濟學
摘要 本文探討了最近將複雜系統方法引入經濟學的努力與對經驗現象的理解之間的相互作用狀態。經濟複雜性的實證面向可以分為三個一般分支：歷史研究、權力和尺度規律的識別、社會互動的分析。我認為，雖然提供了有用的“程式化事實”，但這些經驗方法都沒有產生令人信服的證據，證明經濟背景表現出複雜系統的實質微觀結構或屬性。這種失敗反映出對辨識問題重視不夠。因此，識別分析應該成為未來複雜性經驗工作…
邁向人類行為科學的統一
摘要 儘管人類行為科學的研究對像不同，但它們都包括人類個體行為的模型。行為科學的統一性要求人類個體行為有一個共同的基礎模型，並且經過專門化和豐富化，以滿足每個學科的特定需求。這種統一並不存在，也不容易實現，因為各個學科有「不相容」的模型和「不同」的研究方法。然而，最近的理論和實證發展為行為科學的統一創造了條件，融合了所有領域的核心原理，並基於超越學科界限的理論工具（博弈論和理性…
觀點：遺傳穩健性的演化與檢測
摘要 魯棒性是表型面對擾動時的不變性。表型的穩健性出現在生物組織的各個層面，包括基因表現、蛋白質折疊、代謝通量、生理穩態、發育，甚至有機體適應性。魯棒性背後的機制是多種多樣的，從RNA和蛋白質水平的熱力學穩定性到有機體層面的行為。魯棒性可以針對可遺傳的擾動（例如突變）或不可遺傳的擾動（例如天氣）。在這裡，我們關注第一種穩健性－遺傳穩健性－並調查了三個不斷發展的研究途徑：（1）測…
關於健身的概念，或：自私的祖先
摘要 我們引入了譜系適應度的概念，即根據與譜系祖先的相關程度加權的後代數量，並提出將其作為分析利他行為的方案。
溝通與協調
摘要 社會主體之間的協調程度非常高；然而，這些代理協調的確切機制尚不清楚。在這裡，我們研究了溝通在實現協調中的作用——特別是，賦予代理人溝通能力是否會帶來更有利的結果？為了解決這個問題，我們採用了策略溝通代理人的自適應模型（Miller et al., 2002）來玩雄鹿狩獵遊戲。我們發現，溝通對於智能體達成並維持高階協調的能力起著關鍵作用。在缺乏溝通的情況下，智能體往往會陷入…
群體、社會影響與不平等：貧窮陷阱的成員理論視角
摘要 本文旨在描述一種關於貧窮陷阱的觀點，其中經濟地位的持久性是由群體層面對個人的影響所產生的。這個理論與其他貧窮解釋的區別在於它強調社會的作用，而不是個人層面的特徵。觀察這種對比的一種方法是在代際流動模型的背景下。 Becker 和 Tomes (1979) 以及 Loury (1981) 的一項研究透過父母收入對後代教育的影響解釋了世代相對經濟地位的持續存在。在這些模型中，…
從 X 射線衍射研究推斷密堆積結構的圖案和無序，第一部分：Epsilon 機譜重建理論
摘要 在最近的出版物中[D. P. Varn、G. S. Canright 和 J. P. Crutchfield，物理學家。 Rev. B 66:17, 156 (2002)]我們引入了一種新技術，可以直接從衍射光譜中發現和描述密堆積結構 (CPS) 中的平面無序。在這裡，我們提供了這些結果背後的理論發展，並採用計算力學來描述材料中的一維結構。透過對比，我們對目前的替代方法—…
從 X 射線衍射研究推斷密堆積結構的圖案和無序，第二部分：硫化鋅的結構和本徵計算
摘要 在本系列的上一篇文章中 [D. P. Varn、G. S. Canright 和 J. P. Crutchfield，《物理評論 B》提交]我們詳細介紹了一個程序——epsilon 機器光譜重建——以發現和分析 X 射線衍射光譜中揭示的密堆積結構中的圖案和無序。我們認為，這種計算力學方法比目前的替代理論（故障模型）更通用，並且它提供了存在的無序的獨特特徵。我們在四個原型光…
HLA 與 HIV 感染進展：最小描述長度原則在統計遺傳學的應用
摘要 最小描述長度（MDL）原則是在計算複雜性和編碼理論的背景下發展起來的。它指出，解釋某些數據的最佳模型可以最小化模型描述和通過模型編碼的數據的長度（以位元為單位）的總和。 MDL原理以描述長度作為檢定統計量給出了參數選擇的準則。 I 類 HLA 基因在 HIV 免疫反應中發揮重要作用，並且已知與 AIDS 進展率相關。然而，這些基因具有高度多態性，考慮到多重測試的統計問題，…
網絡結構 and 穩健性 of 海洋 食物網s
摘要 先前的研究表明，食物網理論尚未解釋海洋食物網與其他生態系營養結構之間的重大差異。我們透過分析本格拉（南非）、加勒比海珊瑚礁和美國東北部大陸棚的食物網結構來研究這個問題，分別有 29 個、50 個和 81 個類群。與其他生態系的食物網相比，海洋網往往具有更高的連結度（連結數/物種2）、連結密度（連結數/物種）、平均鏈長度以及中間類群、雜食類群和同類相食類群的比例。鑑於大多數…
變數聚合和系統分解
摘要 在本文中，我們提出了變數聚合的一般結果，特別是它適用於可分解（可劃分）動態系統。我們證明了一類特定的轉移矩陣，即那些滿足公平劃分屬性的矩陣，在適當的分解運算子下是可聚合的。它還表明，當突變選擇矩陣（適應度景觀）的適應度函數具有與底層配置空間中的鄰域關係一致的某些對稱性時，公平劃分自然地應用於描述突變選擇矩陣（適應度景觀）。我們提出突變選擇系統的聚合變數描述提供了選擇和演化…
市場理論適用於生物學嗎？
摘要 傳統上，經濟學中的市場模型描述了相互作用，其中交易的商品受到可以免費執行的完整合約的約束。其他動物中不存在這樣的契約。在傳統的經濟模型中，也沒有考慮誰會見誰、交易者知道什麼以及他們如何完成交易，而這些方面在生物市場模型中發揮著重要作用。從這個角度來看，市場理論應用於生物學的範圍顯得非常有限。然而，經濟學的最新發展可能會帶來富有成效的跨學科合作。這些發展包括一位著名經濟學家…
市場均衡的熱力學方法
摘要 經濟學理論是一個重要案例的例子，其中數學模型背後的本體論假設就是數學模型本身，或者更準確地說，是數學隱喻。經典市場模型的基本數學隱喻是機械均衡。這種模型的基本概念是，系統與平衡點的微小偏差會產生試圖使系統回到平衡狀態的「力」。 （顯然，我們考慮的是穩定均衡。儘管不穩定均衡也同樣有趣，但我們只會考慮穩定均衡。）在某種非常重要的意義上，該模型中市場的「看不見的手」相當於一種機…
相變s in Unstable 癌症 細胞 族群s
摘要 透過簡單的準種模型研究癌症演化的動態，該模型涉及表現出高度遺傳不穩定性的細胞。連續、平均場和離散、位串模型都進行了分析。弦模型是在單峰景觀上進行模擬的。結果表明，在高水平的遺傳不穩定性下存在相變，從而將緩慢生長和快速生長的兩個階段分開。結果表明，在遺傳不穩定性保守的情況下，癌細胞群將接近閾值水平。概述了治療的意義。
不斷發展的自適應組織：基於代理的計算方法
摘要 個體代理人內生地產生內部組織結構（例如，當地的階級制度和交易制度）。計算並顯示動態環境中結構適應的最佳歷史。
峇裡島水稻種植合作
摘要 幾個世紀以來，峇裡島稻農一直從事合作農業實踐。在沒有集中控制的情況下，農民創建了一個精心協調的系統，允許在充滿缺水和病蟲害威脅的生態系統中進行生產性農業。受一代人仔細的人類學實地工作的啟發，我們發展了一個簡單的博弈論模型，為系統中觀察到的許多最顯著的特徵提供簡潔的解釋。我們發現，雖然水資源短缺或病蟲害造成的外部性單獨而言會導致系統的嚴重故障，但水稻種植系統的生態將這兩種外…
The 演化 of 合作 in 異質的 族群s
摘要 儘管群體成員之間的遺傳相關性較低，但人類群體如何保持高水準的合作？我們認為，許多人傾向於懲罰那些違反群體利益規範的人，即使這會降低他們相對於其他群體成員的適應性。人們廣泛觀察到這種利他懲罰可以維持行為實驗和自然環境中的高水準合作。眾所周知，如果群體滅絕夠普遍，利他懲罰可能會透過遵守規範對群體生存的貢獻而演變。此外，如果那些懲罰違反規範者的人被視為一種代價高昂的信號，表明作…
結構冷卻的自組織
摘要 由線性量子諧振子建構的精確可解模型用於理想化最小的自組織過程，先前已將其作為動態相變進行了研究。所描述的一類系統中秩序的形成是特殊的，因為它們的動力學是熱可逆的，即使在經典描述時也是如此。組織是透過結構元素的標準卡諾冷卻而發生的，並且可以在傑恩斯的統計力學公式中進行描述。此類系統的有效潛力被證明可以以計算對異質外部約束的反應通常需要的方式概括靜態情況。微觀狀態上的「經典」…
時空異質生境中複製植物族群的生存與競爭
摘要 Clonal populations are hierarchically organized: genetic individuals (genets) can consist of many physiological individuals (ramets).每個分株從其本地環境中獲取資源，但是可以透過分株之間的傳輸在克隆內重新組織資源模式。 Thus, an in…
植物發育中的外部和內部控制
摘要 植物體是模組化組織的。透過為具有分支潛力的開放式結局添加新模組來進行開發。每個模組在某種程度上都是自治的。開發依賴於各個模組互動中出現的自組織模式。互動包括競爭和合作，並涉及多種類型的正向回饋循環和負回饋循環。發展可以接受外部影響，使植物能夠根據環境調整其形態，例如生態資源的空間分佈。本文對植物的適應性可塑性進行了綜述。
結構、票據交換所和對稱性
摘要 我們引入並論證了市場結構和最小機構的分類法，這些結構和最小機構出現在建構最簡單複雜的交易結構中，以執行價格形成、結算和支付的功能。每個結構都被呈現為可玩的策略市場遊戲，並檢視其效率、自由度數量和結構的對稱性。
現金和信用支付的一期市場中的策略自由、約束和對稱性
摘要 為了有系統地解釋為什麼市場、金融和法律結構的某些組合可能是交換真實商品的某些能力所固有的，我們引入了抽象市場定性功能的標準。標準涉及合併後的機構（被視為正式的策略博弈）向交易者提供的策略自由的數量、它們施加的約束以及這些約束應用於交易者的對稱性。我們特別關注如何明確定義這些“戰略市場博弈”，並使代理人在假定擁有的資訊和控制範圍內計算出各種解決方案。作為這些標準的應用，我們…
重複基因的不對稱序列分歧
摘要 就像人類一樣，基因複製品可能生來平等，但這種狀態不會持續太久。我們在這裡展示了四個完全定序的基因組，20 30% 的重複基因對在其蛋白質產物的氨基酸序列中顯示不對稱進化。也就是說，其中一個複製品的演化速度比另一個要快得多。這種不對稱性越大，基因對中氨基酸取代 (Ka) 與沉默取代 (Ks) 的 Ka/K 比率就越大。這表明大多數不對稱分歧可能是由於對重複之一的選擇性約束放…
生物演化中的風險管理
摘要 我提出了一個框架來研究特徵的演化，這些特徵使有機體能夠在危及生命但罕見的風險中生存。具體來說，我擔心的是非常罕見的風險，以至於群體中的任何一個人在其一生中都可能不會經歷導致風險的事件。罕見風險管理理論在演化生物學中幾乎不存在，儘管它在經濟學中已經很發達。這是令人驚訝的，因為經濟學對演化生物學產生了巨大影響，而且生物學中充滿了演化風險管理特徵的例子。它們包括細菌形成孢子的能…
獼猴社會的統治風格、社會權力與衝突管理：概念框架
摘要 我們提出了一個概念框架，將獼猴社會中的衝突管理機制、社會權力和統治風格連結起來。我們首先提出了社會權力的概念，並回顧了在動物社會中對其進行形式化和定量評估的一種方式。在此過程中，我們將其與有關統治等級制度的相關想法區分開來。然後，我們提出了一個預測框架，將統治風格與社會權力的分配和政治制度類型聯繫起來，統治風格是一個關係層面的概念，已被廣泛用於描述跨物種甚至群體內部的變異…
包括人類 SARS-CoV 在內的冠狀病毒的分子系統發育
摘要 冠狀病毒 (CoV)（包括人類 SARS 相關病毒）的系統發育樹是使用我們新開發的 K 弦組成方法從完整基因組中重建的。人類 SARS CoV 與其他冠狀病毒的關係，即樹的生根，是透過選擇適當的外群來暗示的。 SARS CoV 使一個單獨的群體與 G2（哺乳動物宿主中的 CoV）更接近，但仍然遙遠。首先透過計算基因組中的序列變異來建構超距離矩陣來推斷人類 SARS 病毒不…
句法依賴網路的普遍性
摘要 地球上使用多種語言。儘管存在多樣性，但已知存在許多強大的語言共通性。所有語言共享文法，即將單字組合成句子的能力。這種特徵的起源是一個公開的爭論。大多數語言共性的定義方式都嚴格地限制在語言環境中。對於先前未報告的潛在句法共通性，情況並非如此。透過利用複雜網路統計物理學的最新進展，我們表明不同的句法依賴網絡（來自捷克語、德語和羅馬尼亞語）共享許多重要的統計模式，例如小世界…
遺傳網絡關於優勢原因的教訓
摘要 我回顧了代謝網絡化學計量分析的最新發現。這些發現表明，從生化途徑的動力學特性和冗餘等位基因功能解釋代謝基因的優勢的優勢生理學理論是不完整的。代謝網絡的化學計量分析表明，局部等位基因冗餘和全局網絡特性等多種原因導致了代謝基因的主導地位。
形態發生基因網路模型中的自適應行走：洞察寒武紀大爆發
摘要 眾所周知，靠近寒武紀邊界的複雜組織模式的出現是在（地質上）短時間內發生的。它涉及身體結構的快速多樣化，是進化中的主要轉變之一。它是如何發生的是一個有爭議的問題。在這裡，我們透過考慮多細胞生物中模式形成的簡單模型來探討這個問題。透過對基於基因網路的形態發生及其透過適應性行走的演化進行建模，我們探索了組合爆炸實際上如何參與寒武紀事件的問題。在這裡，我們表明，少量的遺傳複雜性，…
軟體架構中的分層小世界
摘要 大型軟體應用程式的元件不會以隨機方式互動。相反，類圖表現出與其他自然和人工系統顯著的拓撲相似性。大型軟體應用程式的元件連接得非常好，因為儘管每個類別的連接數量相對較少，但它們之間的平均最短距離非常小。此外，這些圖表非常異質。這些測量具有一般性，並且在很大程度上獨立於應用程式的特定語義。如本文所示，無論分析的每個系統的具體特徵如何，軟體演化的最終結果都是一個小世界，具有明確…
透過退火從有限到無限範圍有序：退火密排晶體中變形斷層的因果結構
摘要 我们使用随机变形断层机制分析硫化锌晶体在退火过程中发生的固态相变，并且相邻密排双层之间具有非常简单的相互作用。我們表明，透過退火，無限範圍的結構從最初的短程晶體有序中出現。也就是說，廣泛分離的層攜帶結構上重要的訊息，因此任何有限範圍馬可夫過程都無法完全描述層堆疊。我們將我們的結果與兩個實驗衍射光譜進行比較，發現非常吻合。
幼年黑猩猩的遊戲訊號與社會規則感知
摘要 規定性的社會規則是強制執行的統計法則。我們調查幼年黑猩猩是否認識並使用強制統計法則來指導二元遊戲行為。我們假設，成年人，尤其是年輕玩耍夥伴的母親，靠近玩耍會增加年長夥伴的玩耍訊號。我們假設，當青少年與青少年之間的比賽發生在成年人附近時，年長的伙伴的比賽強度會比沒有成年人在場時低。我們發現，年長和年輕的伴侶在年輕伴侶的母親在場的情況下會增加遊戲訊號，尤其是隨著遊戲強度的增加…
異質環境中的合作與競爭：克隆植物資源共享的演變
摘要 植物物種在發育單位（模組）之間的生理整合程度有很大差異。當這個程度最小時，各個模組是自支撐的並與其他模組競爭。當整合程度較高時，模組透過共享從當地環境中獲取的水、營養物質和光同化物等資源，保持生理連結並「合作」。透過這種方式，可以減少一組模組內棲息地品質的局部差異。在這裡，我們研究了演化上的最佳整合程度如何取決於棲息地類型——棲息地的特徵是資源豐富和資源貧乏的地點的比例以…
計算進化的局部評估函數和全局評估函數
摘要 本文從評估函數的局部性和全局性方面提出了計算進化的新視角，用於解決經典組合問題：k 著色問題（決策問題）和最小著色問題（最佳化問題）。我們首先回顧目前的演算法，並將著色問題建模為多智能體系統。然後我們表明，傳統演算法（局部搜索，如模擬退火）與分佈式演算法（如Alife&AER模型）的本質區別在於評估函數：模擬退火利用全局資訊來評估整個系統的狀態，稱為全局評估函數（GEF）…
閾值行為和總體波動
摘要 本文涉及經濟體中的傳播機制，其中許多人遵循閾值規則並與正回饋互動。當智能體數量趨於無限大時，我們得到傳播大小的漸近分佈。與代理遵循平滑調整策略相比，傳播分佈表現出較慢的收斂到確定性值的速度。即使當主體受到小的獨立衝擊時，這也會在有限的塊狀調整經濟中引起顯著的總波動。結果應用於標準部門經濟週期模型。
金融市場零情報的預測能力
摘要 經濟學中的標準模型是基於最大化效用的智能代理。然而，在某些情況下，市場機構施加的約束可能比智慧代理行為更重要。我們使用倫敦證券交易所的數據來測試一個簡單的模型，在該模型中，零情報人員隨機下訂單進行交易。此模型處理訂單下達、價格形成以及儲存的供需累積之間相互作用的統計機制，並做出可以用可測量數量（例如訂單到達率）的簡單表達式來表示的預測。模型與理論之間的一致性非常好，解釋了…
價格波動中冪律尾部的起源
摘要 在最近的一篇《自然》論文中，Gabaix 等人。提出了一個解釋價格波動的冪律尾部的理論。他們理論的要點是，成交量波動具有冪律尾部，指數約為 1.5，受到平均市場影響函數的調節，該函數描述了價格對交易的反應。他們認為，平均市場影響函數遵循平方根定律，該定律給出了指數約為 3 的價格的冪律尾部。我們證明訂單流的長記憶性質使其對市場影響的統計分析無效，並提出了更仔細的分析，正確…
模擬內戰的穩健解決方案：不可分割的利害關係和分配妥協
摘要 為什麼有些內戰解決方案被證明是有效的，而有些卻失敗了？我展示了根據相互妥協均衡的風險因素定義的和解的穩健性如何取決於衝突利害關係的性質和和解的分配條款。我確定了最佳解決方案的分配條件，即對參與者相信對方將繼續妥協的信心的外生衝擊最強大的分配條件。我引入了一種衡量股權不可分割程度的衡量標準，股權的增加不僅減少了可行分配解決方案的範圍，而且還降低了其穩健性。我探討了黨內的異質…
關於複製方程式的線性
摘要 我們證明複製方程式自然遵循資訊幾何已知的單純形的指數仿射結構。如果它們的適應度函數是仿射的，那麼很自然地將複製方程式稱為線性。對於此類線性複製方程，可以找到顯式解。該方法還以 Eigen 超循環為例進行了演示，其中使用顯式解獲得了一些新的分析結果。
銀行間市場網路拓撲
摘要 我們基於奧地利國家銀行 (OeNB) 的獨特資料集對奧地利銀行間市場的網路結構進行了實證分析。我們證明了合約規模分佈在超過 30 年的時間內遵循冪律。透過使用一種新穎的「相異性」測量，我們發現銀行間網路顯示出一種社區結構，該結構準確反映了實際奧地利銀行體系的區域和部門組織。銀行間網路的度分佈呈現兩種不同的冪律指數，它們與兩個子網路結構一一對應，其層級組織程度不同。此外，銀…
計算在複雜監管網絡中的作用
摘要 生物現象與物理現像有很大不同。這種區別的核心是生物實體具有計算能力，因此它們本質上難以預測。這就是為什麼提供最低計算要求的簡化模型對於研究許多組件的網路非常有用。在本章中，我們簡要回顧了監管網絡模型的動態方面，討論了它們最顯著的特徵，並且通過提供魯棒性和模組化實施的簡單示例，我們還展示了這些模型如何為網絡組織其發展能力的方式提供線索。
生產流程的建模和優化：交通動態的經驗教訓
摘要 我們將開發和研究供應網絡模型以及它們與車輛交通的關係。這些模型使我們能夠考慮不同生產單位的非線性、動態交互作用，並測試替代管理策略的潛在影響。這樣，我們就可以理解所謂的牛鞭效應的前提條件（即消費率的微小變化可能會導致生產所需產品的公司的生產力發生巨大變化）。此外，我們還將展示半導體生產中特定供應鏈的非線性動態如何透過恐慌的行人群體中的「慢即快效應」來優化。行人運動的驅動多…
透過資訊服務的動態決策行為與最適指導：模型與實驗
摘要 在這篇文章中，發展了有和沒有時間約束的決策動態模型，並將其應用於意見形成、遷移、博弈論、行為慣例的自組織等。這些模型考慮了決策的非傳遞性和機率性方面，即，它們反映了個人並不總是做出具有最高效用或回報的決策的觀察結果。我們還將討論諸如決策自由、紅巴士藍巴士問題以及配對互動的影響（例如從個體行為到大眾行為的轉變）等問題。在第二部分中，將理論與與駕駛員路線選擇行為相關的實驗博弈…
響應性組織：曼哈頓下城交易室的創新與復甦
摘要 危機條件下回應的組織基礎是什麼？在本文中，我們研究了 9 月 11 日世貿中心 (WTC) 襲擊中受損的交易室。這場危機揭示了貿易的社會實踐和技術工具的哪些特徵？根據 9 月 11 日之前的民族誌實地研究，我們展示了交易室的異質（而不是等級）組織如何持續促進創新。根據我們隨後在搬遷的交易室中的觀察以及與世貿中心其他金融公司高管的焦點小組討論，我們發現類似的異質性特徵有助於…
旋轉組上的 FFT
摘要 Driscoll 和 Healy [4] 的早期工作提出了一種高效的 O(B2 log2 B) 演算法，用於計算 2 球面上帶限函數的傅立葉變換。在本文中，我們討論了 O(B4) 演算法的實現，用於對旋轉群 SO(3) 上定義的函數的傅立葉變換進行數值計算。這與直接 O(B6) 方法進行比較。我們實現的演算法是基於「變數分離」技術，例如如 Maslen 和 Rockmor…
資訊理論 of 複雜網絡s: On 演化 and Architectural 約束s
摘要 複雜網路的特徵是連結的高度異質分佈，通常存在關鍵屬性，例如節點刪除下的穩健性。為了表徵這些網路的結構，已經定義了幾種相關性測量。在這裡，我們展示了可以在靜態圖上正確定義互資訊、雜訊和聯合熵。這些度量是針對許多真實網路計算的，並針對一些簡單的標準模型進行分析估計的。結果表明，真實網絡聚集在熵噪聲空間的明確定義的域中。透過使用模擬退火優化，結果表明，最佳異質網路實際上聚集在同…
大型遺傳網絡的連結性：設計、歷史還是純粹的化學？
摘要 我回顧了在代謝網絡和蛋白質相互作用網絡中觀察到的寬尾連接或程度分佈的進化解釋。自組裝化學反應網絡顯示的程度分佈與代謝網絡中觀察到的相似，這反駁了自然選擇在維持這種程度分佈方面的假設作用。此外，代謝網絡以高度關聯的代謝物的形式包含其古代歷史的痕跡。與代謝網絡的度分佈類似，蛋白質相互作用網絡的度分佈可以在不訴諸網絡層面的自然選擇的情況下得到解釋。我提供的數據表明，高度連接的蛋…
用於組合和解釋蛋白質組數據集的統計框架
摘要 動機：為了在蛋白質體範圍內準確識別蛋白質功能，需要在高通量實驗內部和之間整合數據。高通量蛋白質組資料集通常具有很高的錯誤率，因此產生不完整和矛盾的資訊。在本研究中，我們使用貝葉斯定律開發了一個簡單的統計框架來解釋這些數據並結合來自不同高通量實驗的資訊。為了說明我們的方法，我們將其應用於兩個蛋白質複合物純化資料集。結果：我們的方法展示瞭如何使用高通量數據來準確計算兩種蛋白質…
熱力學極限內的多信息
摘要 互資訊的多元概括，即多訊息，是在熱力學極限中定義的。這個定義透過考慮相互作用勢的平移不變吉布斯度量的下確界來考慮相共存。事實證明，這個下確界是在純淨狀態下獲得的。可以找到伊辛方格的明確公式，其中證明數量在相變點處最大化。透過這種方式，相位共存以嚴格的方式與高模型複雜性相關聯。
冪律物種-區域關係和有限區域內的自相似物種分佈
摘要 物種面積關係（SAR）通常表示為冪律，表示尺度不變性。有人聲稱，尺度不變性（或群落層面的自相似性）與個體物種空間分佈層面的自相似性不相容，因為只有當所有物種的分佈具有相同的分形維數時，冪律才會出現。在這裡，我們表明，即使物種的分形維數不同，所得的 SAR 在雙對數尺度上也近似線性，因為觀察到的空間分佈不可避免地受到空間限制——我們將這種現象稱為有限面積效應。使用分佈圖集，…
複雜自適應系統的外部和內部複雜性
摘要 我們引入外部和內部複雜性的概念來分析自適應系統與其環境之間的關係。我們將此理論框架應用於認知系統中的模型構建，以及透過在循環過程中對資料集進行選擇性觀察來選擇假設，並提出相應的神經網路架構。
有效的複雜性
摘要 需要大量不同的概念（或數量）來捕捉我們對複雜性（或其相反的簡單性）意義的所有概念。然而，與我們在普通對話和大多數科學話語中所指的複雜性最接近的概念是「有效複雜性」。在非技術語言中，我們可以將實體的有效複雜性（EC）定義為其規律性的高度壓縮描述的長度[6,7,11]。對於更技術性的定義，我們需要一種正式的方法來處理最小描述長度的概念以及區分規律性和那些被視為隨機或偶然的特徵…
有效市場的久遠記憶
摘要 使用倫敦證券交易所的數據，我們證明訂單的跡象遵循長期記憶過程。自相關函數的衰減大致為 $\tau^{ \alpha}$，其中 $\alpha \approx 0.6$，對應於赫斯特指數 $H \approx 0.7$。時間$\tau$是根據介入事件的數量來衡量的。對於市價訂單、限價訂單和取消訂單都是如此。儘管 $\alpha$ 的值因股票而異，在 0.36 0.77 範圍…
二疊紀腕足動物群落對長期環境變化的動態反應
摘要 了解生態群落對環境變化的反應對於預測現代全球變化可能產生的後果至關重要。化石記錄保存了許多生態變化自然實驗的結果，但評估古代群落的動態很困難，因為不可能直接觀察滅絕生物之間的相互作用。然而，群落1 4的動態和中性模型揭示了物種豐度分佈中的遷移、競爭、補充和滅絕等過程的特徵，這些特徵可以很好地保存在岩石記錄中5,6。在這裡，我們表明，來自玻璃山（德克薩斯州）二疊紀的四個時間…
基因組架構中的「免費」模組化
摘要 最近的基因組 蛋白質組演化模型表明，細胞網絡整體結構所表現出的一些關鍵特徵可能是複製多樣化（DD）過程的自然結果。這種進化的後果之一是出現了小世界架構以及無標度的交互分佈。在這裡，我們表明出現這種結構的參數空間域與相變現像有關。在這個轉變點，模組化架構作為 DD 過程的副產品會自發性出現。儘管 DD 模型缺乏任何功能，因此不受功能限制，但當調整到接近將高度連接的圖與斷開的…
金融控制經濟學中的時間和維度物理學 紀念佩爾·巴克
摘要 現代經濟的商品和服務的提供是由多種金融工具控制的。這裡考慮這些儀器的基本屬性。
時間資訊最大化產生的有限狀態自動機
摘要 我們將 Linkser 的前饋神經網路 Infomax 原理擴展到隨機相互依賴性的測量，以捕捉循環系統中的空間和時間訊號屬性。這種度量——「隨機交互作用」——量化了馬可夫鏈與單一單元過程的分裂鏈乘積的 Kullback Leibler 散度。對於無約束的馬可夫鏈，隨機交互作用的最大化（也稱為「時間資訊最大」）先前已被證明會導致幾乎確定性的動態。目前的工作考慮約束馬可夫鏈上…
擴展法律和城市系統
摘要 本文回顧了與城市系統中尺度規律觀察相關的幾個問題。空間組織的兩個層面必須正式化：城市作為系統和城市系統。兩者都遇到了測量問題，特別是在城鎮和城市的識別和劃界方面。城市規模問題及其與城市化進程的關係已經結合帕累托定律、中心地理論、時空變換和分形幾何進行了概念化。所有方法都提出了這樣的問題：如何在宏觀層面上實現表徵城市系統演化的自主性，或透過隨機成長或最佳化過程，或在微觀層面…
交易工具：華爾街交易室套利的社會技術
摘要 我們本文的任務是分析量化金融時代的交易組織。為此，我們對套利進行了民族誌研究，這是量化革命後最能體現金融的交易策略。我們認為，與價值投資和動量投資相反，套利涉及一種關聯藝術——不同資產之間屬性的等價性（可比性）的建構。套利中發生的特殊估值取代了基本特徵或相關特徵，而是基於一種使某物衡量另一物的操作——將證券相互關聯。識別機會的過程和建立新聯繫的實踐是由交易室特定的社會空間…
耦合混沌映射的延遲、連接拓撲和同步
摘要 我们考虑耦合映射的网络，其中单元之间的连接涉及时间延迟。我们表明，与无延迟情况类似，网络的同步取决于连接拓扑，其特征是图拉普拉斯的频谱。因此，儘管資訊流存在延遲，但無標度網路和隨機網路仍能夠同步，而具有最近鄰連接的常規網路及其小世界變體則表現出較差的同步性。另一方面，连接延迟实际上有利于同步，因此延迟的系统有可能在未延迟的系统无法同步的情况下进行同步。此外，延迟决定了同步…
論基於要素複雜行為協調的複雜系統的出現
摘要 我們認為，各個複雜主體的活動的協調使系統能夠在更高層次上發展和維持複雜性。我們透過電腦模擬玩具系統（具有傳輸延遲的耦合映射晶格）來舉例說明相關機制。這裡的協調是透過各個元素的混沌操作的同步來實現的，在此基礎上，出現了較長時間尺度上的規則行為，這是非耦合的個體動態無法達到的。
真正導致價格大幅變動的原因是什麼？
摘要 我們研究倫敦證券交易所價格大幅波動的原因。這是在單一事件的微觀層面上完成的，其中事件是下達或取消買入或賣出訂單。我們表明，單一市價訂單引起的價格波動本質上與訂單量無關。相反，價格的大幅波動是由流動性波動和市場吸收新訂單能力的變化引起的。即使對於流動性最強的股票，訂單簿中也可能存在巨大差距，對應於不包含報價的相鄰價格水平區塊。當最佳價格附近存在這樣的差距時，新訂單可以刪除最…
高維度動力系統的動態穩定性
摘要 我們從數值觀測的角度研究了 Palis 和 Smale、Pugh 和 Shub 的動力學穩定性猜想，並提出了我們自己的穩定性猜想。我們發現，隨著耗散動力系統維數的增加，正李亞普諾夫指數的數量單調增加，可觀察的周期窗口的數量至少減少到低於數值精度，並且我們觀察到參數空間的子集，使得拓撲變化在小參數擾動下非常常見。然而，如果系統的維度足夠高，這種看似不可避免的拓撲變化永遠不會…
南非後種族隔離時期的教育與種族不平等
摘要 種族隔離的結束是否使南非勞動市場變得精英化？本文提出了一個分析框架，其中包含有關平等機會的可檢驗假設。利用這一框架和具有全國代表性的面板數據，結果表明，雖然機會已顯著均等化，正如白人與黑人工資差異總體下降所證明的那樣，但一種新形式的種族不平等已經出現，它不是像工作保留、人口流動控制和學校隔離的鼎盛時期那樣直接影響收入，而是通過努力回報的間接影響，正如種族之間教育回報模式的…
網路、領域與組織：微觀動力學、規模與內聚嵌入
摘要 社會行動所處的領域同時由人際關係和組織之間的關係組成，這兩者都被有效地描述為社交網絡。我們引入了一種新穎的方法來根據內聚子集及其重疊來區分不同的網路宏觀結構。我們發展了一個詞彙表，將不同形式的網絡凝聚力與領域屬性連結起來，而不是對連結和結構的組織限制。我們說明了網路演化中機率依附過程的差異，這些過程一方面與組織約束與場屬性相關，另一方面與內聚的網路拓撲相關。這使我們能夠識…
熱帶林下樹木的中性取決於大小
摘要 隨機過程和物種生態位差異對群落結構的相對影響可能取決於個體之間生態相互作用的強度。大樹充滿空間的樹冠和廣泛的根系會嚴重減少在其下方生長的樹木的光和養分的可用性。這種競爭的相對強度隨著個體的成長而增加，因為資源的使用與樹木的大小成正比。我們在此評估樹木大小是否影響哥斯大黎加熱帶樹木群落的結構。為此，我們將社群表示為物種關聯網絡。正如我們在這裡定義的那樣，這樣的網路是一個節點…
創造物體的物體：結構複雜性的群體動態
摘要 為了分析物理過程中結構複雜性的演化出現，我們引入了一個通用但易於處理的物件模型，這些模型會相互作用以產生新物件。由於物體——epsilon機器——具有明確的結構特性，我們證明了由此產生的族群動態系統的複雜性在演化過程中出現在幾個不同的組織尺度上——從個體到相互自我維持相互作用的嵌套層級。組織結構的演變主要是由結構等級制度的自發性創建所主導，而這反過來又由複雜性相對較低但一…
熱帶樹木的物種關聯網絡具有非中性結構
摘要 群落生態學的一個重要問題是物種相互作用如何影響生態群落的結構。在這裡，我們詢問哥斯達黎加多樣化熱帶森林內的物種關聯模式是否與群落組織的中性模型一致或與基於生態位的模型一致。我們利用樹木之間樹冠重疊的程度來量化物種關聯。樹冠重疊與個體之間共享的光和土壤資源量成正比。我們透過將群落表示為物種關聯網絡（節點為物種的圖）來研究生態位結構的影響。如果兩個物種中至少兩棵單獨的樹的樹冠…
酵母轉錄調控網絡中的分子演化
摘要 我們分析了染色質免疫沉澱實驗所揭示的酵母轉錄調控網絡的結構，並表徵了其轉錄調控因子及其目標（調控）基因的分子演化。我們檢驗了高度連結的基因對於基因網路的功能更重要的假設。網絡基因的分子進化速率、網絡基因進行基因複製的速率以及網絡基因中合成無效突變的影響這三個證據並沒有為此假設提供強有力的支持。此外，我們也詢問網絡基因在複製後的轉錄調控上如何發生分歧。轉錄因子結合的喪失（亞…
本體論的不確定性與創新
摘要 本文探討了不確定性與創新之間的關係。它區分了三種不確定性：真理不確定性、語意不確定性和本體不確定性，後者對於創新過程尤其重要。然後，本文透過三種理論，闡述了本體論不確定性對三個組織層面的創新過程的一些影響：個體經濟參與者層面的行動敘事理論；主體互動中觀層面的生成關係理論；以及市場體系宏觀層面的鷹架結構理論。這些理論是透過對圍繞分散式控制技術出現的新市場體系的前瞻性研究中抽…
天文物理學中化學反應網絡的大規模組織
摘要 複雜網路的大規模組織，無論是自然的還是人工的，都顯示存在高度異質的組織模式。這種模式通常涉及無標度分佈和小世界、模組化架構。化學反應網絡就是一個例子，例如代謝途徑。地球大氣層的化學反應也已被證明會產生無標度網絡。在這裡，我們提出了幾個天文物理網絡結構的新穎數據分析，包括行星大氣和星際介質的化學。我們的工作揭示了地球大氣層呈現出一種層次結構，類似於在細胞網中觀察到的結構。相…
減少隱藏訊息來源
摘要 在除特殊情況外的所有情況下，時間相關過程的測量僅間接反映內部結構和相關性。建立此類隱藏資訊來源的預測模型需要以某種方式發現內部狀態和機制。不幸的是，通常有許多可能的模型在觀察上是等效的。在這裡我們表明情況並不像人們想像的那麼隨意。我們證明了隱藏隨機過程的生成器可以簡化為最小形式，並將這種簡化的表示與計算力學（epsilon 機）提供的表示進行比較。在為後者發展更深入的測度…
網際網路的關鍵路徑視野
摘要 眾所周知，互聯網顯示出高度異質的結構和複雜的流量動態波動。擁塞似乎是用戶行為與網路動態結合的必然結果，應透過選擇適當的路由策略將其影響降至最低。但是為了優化流量，路由深度有哪些需求呢？在本文中，我們分析了具有拓樸真實空間結構的網路流量行為，如先前的研究（S H. Yook 等人，Proc. Natl. Acad. Sci. USA，99 (2002) 13382）中所述。…
中間代謝的普遍性
摘要 我們分析了還原三羧酸（rTCA）循環的化學計量、能量學和反應濃度依賴性，作為普遍且可能原始的代謝核心。 rTCA 反應序列是非平衡還原環境中沿著氧化還原對弛豫途徑的網絡自催化循環，為所有主要類別的生物分子的合成提供起始有機化合物。其反應的濃度依賴性表明它是一個前細胞本體過程。我們認為，rTCA 在早期地球條件下的競爭性氧化還原弛豫途徑中在統計上受到青睞，這一特徵推動了…
重整施溫格-戴森方程
摘要 在本文中，我們研究 O(N) lambda phi^4 場論的輔助場公式中出現的 Schwinger Dyson (S D) 方程式的重正化。一旦透過對 phi 域進行積分獲得有效作用，輔助場公式就可以將大 N 展開簡單解釋為輔助場 chi 中生成函數的循環展開。然後，我們的全階結果用於獲得基於截斷展開式的有限重正化 Schwinger Dyson 方程，該方程利用了二粒…
大型模型生態系的多樣性、複雜性與持久性
摘要 對大量相互作用的物種如何在自然界共存的研究揭示了複雜生態系統的普遍性與其理論上的不可能性之間的巨大差異。在這裡，我們展示了食物網結構和非線性生物能動力學的整合模型如何彌合這種差異並有助於闡明生態複雜性。網路約束，包括「生態位模型」形式化的營養等級、鄰近性和循環，已被證明可以大大提高複雜模型生態系統的持久性。行為非線性，包括消費者之間的干擾以及捕食者乾擾和新的“II.2 型…
食物網動力學建模：複雜度-穩定性的影響
摘要 我們討論更廣泛的食物網研究議程的理論方面，特別是用於在具有兩個以上類群的抽象系統中模擬食物網動態的背景和各種方法。大多數此類模型都圍繞著生態學中經典且持久的複雜性與穩定性爭論，特別是那些與理論和相關經驗食物網研究有關的方面，這些方面涉及生態系統複雜性（通常表徵為群落中的鏈接數量和/或物種數量）與生態系統穩定性的各個方面之間的關係。生態學中的「穩定性」是一個包羅萬象的術語，…
穩定性 and 多樣性 in Collective 適應
摘要 我們從離散時間隨機微觀模型出發，推導出一類描述集體適應的宏觀微分方程式。每個智能體的行為是局部實現最佳動作的適應與導致隨機行為的記憶喪失之間的動態平衡。我們表明，儘管個體主體以純粹自利的方式與環境和其他主體交互，但宏觀行為可以解釋為博弈動力學。應用到幾個熟悉的、明確的遊戲互動中表明，適應動態表現出多種集體行為，包括穩定的極限環、準週期性、間歇性和確定性混沌。宏觀方程式基礎…
集體選擇動力學模型中的相變和模式形成
摘要 我們提出了一個在由交互代理組成的系統中出現集體決策的模型，每個代理人都可以在每個時刻自由選擇兩個可能的替代方案之一。每個代理的選擇都受到其鄰居的選擇以及其個人偏好的影響。反過來，智能體的偏好並不是固定的，而是根據其先前所做的選擇（適應）以及這些選擇是否符合大多數人的選擇（學習）來適應不斷變化的環境。我們觀察到在學習動態存在的情況下集體決策分佈的相變。儘管個人可能會繼續在選…
自動模式偵測--一種建構最佳化同步多正規語言過濾器的演算法
摘要 在一維元胞自動機的計算力學結構分析中，出現了時間序列分析中的變點問題的以下自動機理論模擬：給定一個字串 sigma 和有限自動機的集合 {Di}，識別屬於每個 Di 的 sigma 區域，特別是分隔它們的邊界。我們提出了兩種解決多正則語言過濾問題的方法。第一個雖然提供了理想的解決方案，但需要一個堆疊，其最壞情況下的計算時間會隨西格瑪的長度呈二次方增長，並在未來輸入的任意長…
秀麗隱桿線蟲基因家族中CNS的分佈與模式
摘要 保守非編碼序列 (CNS) 是基因組中的保守序列，通常包含順式調控元件，例如轉錄因子結合位點。 KCNK 基因家族蛋白代表了幾乎所有在後生動物細胞類型中發現的古老離子調節系統。透過使用結構/生物物理標準衍生出該家族的一組保守的 33 個基因。在這裡，我們研究了該家族中秀麗隱桿線蟲和布里格線蟲基因組比對衍生的 CNS 的分佈和流行率，其中包括超過 350 個區域（內含子和基…
所得分配動態的雙因素模型
摘要 本文分析了經驗收入分佈，並提出了一個簡單的隨機模型來解釋平穩分佈及其偏差。利用美國和日本 40 年來的個人報稅數據，我們首先總結了收入分配的形狀，即收入的第 90 個百分點呈指數衰減，而收入最高的 1% 則呈權力衰減。然後，我們提出了勞動力和資產收入的最小隨機過程來重現經驗特徵。特別是，帕累托指數是透過分析得出的，並與經驗統計相符。
供需長記憶理論
摘要 最近的實證研究表明，金融市場上買賣訂單的跡象具有長期記憶性 [2, 19]。我們展示了市場出清延遲是如何造成這種情況的。在訂單拆分的常見做法下，大訂單被分解為碎片並增量執行。如果如此大的訂單的大小是冪律分佈的，則會在執行訂單的符號中產生冪律衰減自相關。更具體地說，我們表明，如果大訂單量 $v$ 的累積分佈與 $v^\alpha$ 成正比，並且執行訂單的大小恆定，則訂單符號…
不對稱擴散
摘要 如果擴散顆粒在空間上延伸且膜中的孔具有不對稱結構，則通過膜的擴散速率可以是不對稱的。這裡透過以下方式證明了這種現象：（i）兩種物質硬碟氣體的確定性模擬，（ii）布朗運動中兩種物質的模擬，透過對一種物質比另一種物質更具滲透性的膜擴散，以及（iii）簡單網絡模型中的擴散模擬。在其極端形式下，這種效應將快速封閉膜在一個方向上的流動，同時允許在另一個方向上自由流動。當透過適當形狀…
博弈論可以解釋文化嗎？多種遊戲中文化行為的出現
摘要 「文化行為」的標誌是個體內部和個體之間的一致性、群體之間的差異、行為黏性和次優表現。在本文中，我們建構了一個正式的框架，在這個框架內我們可以導出這五種行為屬性。我們的架構基於兩個主要假設：（i）智能體玩遊戲的集合，而不是像演化博弈論模型中傳統的情況那樣玩單一遊戲；（ii）智能體具有有限的認知能力。我們的分析結合了基於代理的技術和數學。前者使我們能夠探索動態，後者使我們能夠…
城市發明：大都會專利申請規模報酬遞增
摘要 我們調查了過去二十年（1980 2001 年）專利活動與美國大都會區規模之間的關係。我們發現了明顯的超線性效應，即在較大的城市中心授予專利的比例不成比例，從而顯示出發明活動相對於人口規模的回報不斷增加。我們將這種關係定量地描述為指數大於 1 的冪律。這種現象與大城市地區存在大量發明家相稱，我們發現這與人口之間存在著數量上相似的超線性關係，而單一發明家的生產力在整個大都…
預測定向接觸網路上的流行病
摘要 接觸網路流行病學是一種對傳染病傳播進行建模的方法，明確考慮社區內人與人之間的接觸模式。接觸可能是不對稱的，一個人感染其中一位接觸者的可能性比被該接觸者感染的可能性更大。對於某些性傳染病來說，情況確實如此，在異性接觸過程中，女性比男性更容易感染這些疾病；嚴重傳染病導致普通人就醫，從而可能感染醫護人員，而醫護人員則沒有機會感染普通人。在這裡，我們使用滲透理論的方法開發了一個數…
RNA 中有益健康效應的分佈
摘要 有益突變是自然選擇演化的驅動力。分子生物學為突變的原因和類型以及特定有益突變的生化和功能基礎提供了見解。然而，對於人群中有益突變的適應度效應的分佈知之甚少。吉萊斯皮和奧爾最近的工作提出了有益突變分佈的一些初步概括，令人驚訝的是，它們部分地與生物學無關。特別是，該理論表明，有益突變服從適應度效應的指數分佈，在基因型空間的不同區域具有相同的指數參數，前提是該基因型幾乎沒有可能…
從愛因斯坦 1905 年布朗運動理論來看異常擴散
摘要 重新檢視愛因斯坦的布朗運動理論，以發展異常擴散的廣義動力學理論。結果表明，如果放寬解析性和位移分佈二階矩存在性的假設，則分數階導數自然出現在擴散方程中。這是分數階導數物理起源的首次論證，與通常的現象學介紹形成鮮明對比。此外，愛因斯坦的方法被推廣到非線性動力學理論，透過適當使用護航分佈來導出多孔介質型方程式。
後悔測驗：學習納許均衡的簡單的基於回報的程序
摘要 如果玩家不根據對手的收益來調整其策略，則學習規則是解耦的。如果玩家不根據對手的行為或利益來調整自己的策略，那麼它就完全脫節了。我們展示了一類簡單的完全解耦的學習規則，以願望學習模型為模式，其逐週期行為任意接近任何有限兩人遊戲中的納許均衡行為。
供應與生產網絡：從牛鞭效應到商業週期
摘要 網路理論正在迅速改變我們對複雜系統的理解，但拓撲特徵與代謝網路、食物網、生產系統、資訊網路或電網級聯故障的動態行為的相關性仍有待探索。基於供應網絡的簡單模型，我們對生物、生態、經濟和工程系統中觀察到的不穩定性和振盪提供了解釋。我們發現大多數供應網路都表現出阻尼振盪，即使它們的單元以及這些單元的線性鏈以非振盪方式運作。此外，阻尼振盪器網路往往會產生越來越大的振盪。例如，這種…
透過基因改組進行演化創新的罕見性
摘要 在基因功能演化創新的三個來源中——點突變、基因複製和不同基因之間的重組（基因改組）——重組是最有效的一種。然而，令人驚訝的是，人們對其在全基因組範圍內的發病率知之甚少。利用十七種生物體的完整基因組，我們估計了真核生物、真細菌和古細菌這三個生命領域中基因重組的發生率。我們發現成功的基因改組非常罕見。例如，自 5 億多年前果蠅與線蟲的共同祖先以來，果蠅的基因組可能只發生了不到…
訊號傳導和轉錄調控網路中的最長路徑和週期：自然選擇的特徵？
摘要 我們詢問自然選擇是否塑造了 15 個訊號傳導網絡和 2 個基因組規模轉錄調控網絡的三個生物學重要特徵。這些特徵是調節週期、通過網路的最長路徑的長度（網路緊湊性的度量）以及由許多替代調節路徑連接的節點對的豐富度。我們確定這些特徵在生物網路中是否比在每個網路節點的傳入和傳出連接分佈相同的隨機網路中顯著更多或更少。我們發現轉錄調控網絡中的自動調節循環異常豐富。然而，在幾個訊號轉…
穩健性、可進化性和中立性
摘要 生物系統，從大分子到整個有機體，如果在面對突變、環境變化和內部噪音時能夠繼續發揮作用、生存或繁殖，那麼它們就是穩健的。我在這裡關注的是對突變具有穩健性的生物系統，並詢問這些系統是否或多或少是可進化的，即它們可以獲得新的特性。系統越強大，其中中性的突變就越多，即沒有表型效應。我在這裡認為，如果人們承認中性不是突變的基本特徵，那麼這種中性變化 以及由此產生的穩健性 可能成為未…
簡單電腦模型中的技術演變
摘要 新技術是由先前存在的技術建構而成的，反過來，這些新技術又為建構進一步的新技術提供了可能的組件（構建塊）。因此，在 1912 年，放大器電路是由現有的三極真空管與其他電路元件組合而成。它反過來又使振盪器和外差混頻器成為可能；它與其他標準組件一起使連續波無線電傳輸成為可能。以這種方式，技術的集合形成了一個元素網絡，其中新的元素是從現有的元素中創建出來的，而更複雜的元素是從更簡…
大都會專利申請、發明家聚集和社交網路：兩種效應的故事
摘要 我們研究了發明人聚集以及連接大都會區內部和跨大都會區發明人的社交網路結構對美國大都會專利申請的單獨影響。使用專利數據，我們已經能夠為單一發明者分配大都會位置，連結共同創作專利的發明人，並描述連結發明者的連結網絡的結構特徵。我們發現發明家不成比例地聚集在大城市地區。我們的研究結果還表明，雖然發明人集聚和共同專利關係集聚都對大都會專利產出產生正面影響，但發明人集聚是一個更強的…
解決身分問題：9/11 後交易室接連發生的危機
摘要 組織如何應對非同尋常的危機？在本文中，我們研究了一家華爾街投資銀行的案例，該銀行在 9 月 11 日的恐怖攻擊中失去了整個辦公室和交易技術。該文件記錄了交易員在新澤西郊區的臨時交易室度過的六個月，因為他們必須應對公司內部和外部的恐懼和不安全感：對更多攻擊的焦慮、職業身份的問題、對公司未來的懷疑，以及對交易室未來搬遷的不確定性。交易室並沒有面臨一場危機——9 月 11 日之…
好想法的力量：流行病學模型對想法傳播的定量建模
摘要 思想傳播背後的人口動態與感染傳播所涉及的人口動態有許多本質上的相似之處。儘管有許多暗示性的證據，但這一種類比幾乎從未以有用的方式進行量化。流行病建模的標準好處是能夠定量估計人口平均參數，例如人際接觸率、潛伏時間、感染期持續時間等。在大多數情況下，這些數量可以自然地推廣到思想的傳播，並提供一種量化社會學和行為模式的簡單方法。在這裡，我們將流行病的幾種範式模型應用於二戰後美國…
文藝復興時期佛羅倫斯的精英轉型與組織發明
摘要 在任何形式的生命中，單位之間的「流動」都帶有創造性或生殖類型的轉換。在生物學應用中，這是代際內物種間化學物質的代謝流，也是物種內代間 DNA 的遺傳流。在我們的佛羅倫斯案例研究中，「心流」主要被操作為傳記——人們透過角色序列進行生命歷程的轉變。對於城市的組織和機構來說，傳記通常就像能量食品，將流經其中的人們轉變為複製這些機構中所包含的角色和自身利益。但有時，當傳記和傳記中…
相空間的特殊尺度不變佔據使熵平方可加
摘要 Phase。如果它們（共同）具有特殊的尺度不相關性，則熵 S q 等價於 k[1 \sum i p i^q]/(q 1) （其中 S 1=S {BG}）滿足 q \neq 1 的某個值，S q(N)=NS q(1)，因此是可加的，因此是可加的。我們展示了兩個範例係統（一種是離散的，一種是連續的），其中熵 S q 是可加的，而 S {BG} 既不是嚴格的也不是漸近的。我們推…
前瞻性參與者的進化均衡
摘要 在本文中，我總結了演化博弈論作為研究規範和慣例的起源和持續性的框架的案例。演化模式的一個問題是個體不具前瞻性，而這個特性是理性選擇理論應用於社會秩序問題論證的核心。我在這裡演示了解決這個問題的一種方法。我表明，即使風險主導均衡和收益主導均衡不同，耐心博弈也強化了協調博弈中風險主導均衡選擇的情況。
半直積群上隱藏子群問題從最優測量到高效量子演算法
摘要 我們透過對隱藏子群狀態執行所謂的相當好的測量來解決隱藏子群問題。對於可以表示為阿貝爾群和循環群的半直積的各種群，我們證明了很好的測量是最優的，並且其成功機率和酉實現與平均情況代數問題密切相關。透過解決這個問題，我們找到了許多非阿貝爾隱藏子群問題的有效量子演算法，包括一些以前不知道有效演算法的問題：某些元循環群以及所有形式為 $(bold Z) p^r 半直接 (bold …
二面體隱子群問題的最適測量
摘要 我們將二面體隱子群問題視為區分隱子群狀態的問題。我們證明解決這個問題的最佳測量就是所謂的相當好的測量。然後，我們證明該測量的成功機率呈現出作為密度 nu=k/log N 的函數的尖銳閾值，其中 k 是隱藏子群狀態的副本數，2N 是二面體群的階數。特別是，對於 nu<1，最佳測量（以及因此任何測量）以 log N 中指數較小的機率識別隱藏子組，而對於 nu 1，最佳測量以順…
商品貨幣和貿易估值
摘要 在先前的一篇文章中，我們對合約的執行以及透過合約提供貨幣和市場進行了建模，將其作為社會內的生產函數，其規模透過遠離商品初級生產的勞動力配置而內生地優化。政府和中央銀行提供法定貨幣並強制償還貸款，賦予法定貨幣可預測的貿易價值，並合理化政府服務的勞動力分配，以換取法定工資。在這裡，為了進行比較，我們考慮沒有政府或法定貨幣的相同貿易問題，而是使用耐用品（黃金）作為商品貨幣，從它…
法定貨幣和政府的自然規模
摘要 去中心化經濟的競爭性市場結構轉變為一種自我監管系統，內生地對待官僚主義和法律制度的執行。特別是，我們將貨幣體系視為一種結構，使主體的經濟策略可以根據其偏好和禀賦的知識進行預測，從而支持獨立決策的協調資源生產和分配。不同的規則體係可以實現這一點，我們建構了代表政府發行的法定貨幣和理想商品貨幣兩種情況的最小戰略市場博弈。我們將貨幣的供給及其使用規則內生化為社會內的生產活動，並…
計算圖中的網路主題：軟體架構的案例研究
摘要 自然界和技術中的複雜網絡已被證明顯示出特徵性的小子圖（所謂的主題），這些子圖似乎與其底層功能相關。所有這些網路都有一個共同的特徵：它們在不同尺度上操縱資訊以執行某種計算。在這裡，我們分析了大量的軟體類別圖，並表明幾個高頻出現的網路主題似乎是網路異質性和規模的結果，因此表明功能的相關性作用有些不太相關。然而，透過使用複製和重新佈線的網路成長的簡單模型，表明圖演化的規則似乎在…
從接線到功能再回傳：前饋網路的案例研究
摘要 生物和技術系統透過級聯訊號處理資訊。無論是相互作用的基因、尖峰神經元或電子電晶體，訊號都會穿過這些系統，針對每組外部條件產生適當的反應。在技術中，執行特定、複雜任務的電路是由人類設計的。然而，在生物學中，設計必須被排除，這讓我們面臨這樣的問題：這些系統是如何透過微小變化的累積而產生的。關鍵因素是基因型 表現型圖譜，它深刻地調節適應過程。儘管對 RNA 二級結構的詳細研…
個人如何學習輪流：擁擠賽局中交替合作的出現與囚徒困境
摘要 在許多社會困境中，個人往往會產生低迴報的情況，而不是系統最優的情況（「公地悲劇」）。流量路由有類似的問題？為了解決這個問題，我們提出了人類在電腦實驗室中玩路線選擇遊戲的實驗結果，這使得人們能夠研究超越囚徒困境的重複遊戲中的決策行為。我們將專注於個人是否能夠找到與系統最佳道路使用相容的合作且公平的解決方案。我們發現，個人在一開始就傾向於達到相同出行時間的使用者平衡。然而，經…
隨機催化組中的相變
摘要 （自動）催化網路的概念已成為理解生物演化以及社會系統演化中多樣性突然急劇增加的可能性的基石。在這裡，我們研究與產品最終結果相關的催化隨機網絡。我們證明，透過將問題映射到一組遞歸方程式上，可以對這個長期存在的問題進行分析處理。這些方程式的解顯示最終產物數量對初始產物數量和催化生產規則密度的關鍵依賴性。對於固定密度的規則，我們可以證明存在從幾乎無人居住的政權到完全有人居住的政…
高維度中的持續混沌
摘要 隨著典型耗散動力系統維數的增加，正李雅普諾夫指數的數量單調增加，並且具有週期性行為的數量參數視窗減少。參數空間的一個子集仍然存在，其中由小參數變化引起的拓撲變化是非常常見的。然而，事實證明，如果系統的維度夠高，從行為類型得以保留的意義上來說，這種看似不可避免的（也是預期的）拓樸變化永遠不會是災難性的。人們得出的結論是，確定性混沌在高維度中是持續存在的。
複雜網路上隨機複製機制的穩態結構
摘要 網路動力學的分析方法用於表明，當代理隨機複製其狀態時，網路會到達一個穩態狀態，其中狀態分佈與程度無關。網路拓撲對過程的影響的特徵是引入一個稱為影響的量，並研究其在無標度和隨機網路中的行為。我們表明，對於該模型，度平均量在時間上是恆定的，無論涉及的狀態數量如何。
外來和本土鳥類分佈和豐度的規模模式
摘要 尺度現像是從個體生理學到人口、群落和生態系統的各種生態過程的核心，並且是作為控制其結構和功能的一般原則運作的結果而出現的。在本章中，我們透過比較北美大陸繁殖鳥類調查中記錄的外來入侵物種和本地物種，評估物種分佈和豐度的標度關係的普遍性。為此，我們比較了九個外來物種（外來組）的尺度模式，並將它們與為最大化分類學和生態相似性而選擇的一組本地物種（相似組）以及本地物種的隨機組（隨…
制度出現的形式面
摘要 我們認為，社會制度是建立在人類認知能力的基礎上的，能夠整合對其他群體成員長期行為和表現的評估。這些評估的結果被濃縮為個人的社會地位，而這種地位是群體內短期成就和長期成功之間的連結。短期內的利他行為對於較長時間範圍內的個體來說可能是有利的，因為它有助於她或他的地位。相反，不是根據短期內可能相當隨機的事件，而是根據長期累積來制定交配決策，這是一種演化理性行為，因為它透過平均減…
化學動力學中的混沌
摘要 Ganti 的化學模型（Cell. Biol. Int. 26 (2002): 729）被認為是最小原細胞的標誌性例子，包括三個關鍵成分：膜、代謝和資訊。這三個子系統是耦合的，建議它們保證穩定、穩態的複製週期。然而，對該模型的詳細探索表明，它顯示出從規律性到混沌性的各種複雜動態。在這裡，我們報告了原始細胞可能顯示的一組非常豐富的動態模式，如化學模型所描述的那樣。討論了早期…
大滅絕後恢復動力學的簡單模型
摘要 大規模滅絕後的生物恢復具有一系列複雜的動態特徵，包括從倖存者和機會性物種的低多樣性組合中重建整個生態。人們提出了恢復期間的三大類多樣性動態：立即線性響應、邏輯恢復和物種相互作用的簡單正回饋模式。在這裡，我們提出了一個簡單的恢復模型，它透過物種互動程度的差異來產生這三種模式。模型結果表明，隨著生物交互作用在恢復過程中變得更加重要，生物恢復的延遲時間顯著增加。
經濟學：下一個物理科學？
摘要 我們回顧了物理學家解決經濟組織和功能問題的新興工作。我們認為，除了簡單地採用物理學中熟悉的模型到經濟可觀測值之外，經濟數據中的顯著規律性可能表明社會秩序的某些部分可以有效地納入物理學的概念結構，進而可以擴大物理學的概念結構。
自組織無標度類氣體網路的非廣延方面
摘要 我們探索了將 Kim 等人最近引入的動態自組織無標度網路解釋為氣體的可能性。 （2005）。各節點的動量作用由節點的度數來發揮，配置空間（定義節點之間距離的度量）由動態演化的鄰接矩陣決定。在恆定大小的網路過程中，節點對之間會發生非彈性相互作用，這是透過將一對兩個節點合併為一個來實現的。結果節點擁有先前單獨節點的所有連結的並集。我們考慮恆化條件，即對於每次合併，都會有一個新…
演化動力學譜分析的開放問題
摘要 對於廣泛類別的選擇和遺傳算子，演化動力學可以完全由定義動態的算子譜來表徵，無論是無限族群或有限族群。這些類別包括廣義突變、頻率無關選擇、單親遺傳。關於這些光譜有幾個懸而未決的問題： 1. 對於給定的適應度函數，什麼遺傳算子和算子強度對於找到最適合的基因型是最佳的？研究了快速首次命中時間的概念，它類似於辛克萊的「快速混合」馬可夫鏈。 2. 確定性無限總體模型的頻譜與有限總體…
關於基於主體的生成社會科學基礎的評論
摘要 本文討論了社會科學中圍繞生成解釋的各種認識論問題，並討論了基於主體的計算模型在生成社會科學中的作用。
網路空間的社會時代：網路序列與匈牙利的外國投資
摘要 為了對整個快速而深刻的經濟轉型時期的企業間網絡形成及其與外國投資的互動進行建模，我們收集了 1,696 家匈牙利最大企業從 1987 年到 2001 年的完整所有權歷史數據。我們進行了社會序列分析，以確定企業利用網路資源緩衝不確定性、隱藏或重組資產或獲取知識和合法性的獨特途徑。在此期間，網路財產成長、穩定，外資比例不斷上升。重組財產的凝聚力網絡非常強大，實際上整合了外國投…
完美理性下動態網路的囚徒困境
摘要 我們認為囚徒困境在動態網路上重複播放，智能體可以選擇他們的行動以及他們的合作者。在系統的演化過程中，智能體完全理性地行動，僅根據局部資訊做出決策。做出單獨的決定，以便解決與背叛代理的鏈接，並透過推薦過程建立新的相互關係，並建立合作代理的鏈接。由此引入的動態導致合作增加和總聯繫增加的時期，以及背叛增加和總聯繫減少的時期，如果參與者完全同步，則很快就會相互跟隨。當智能體對新資…
兄弟姊妹之間利他主義的演變
摘要 漢密爾頓規則指出，自然選擇將導致個體對兄弟姐妹的重視程度為自己的一半（50% 利他主義）。這個規則通常是合理的，因為兄弟姐妹有一半的罕見基因是相同的，或者他們的一半基因在血統上是相同的。這些論點都經不起仔細檢驗。本文為漢密爾頓的規則提供了更令人滿意的理由。它使用利他等位基因之間的簡單競爭模型，從數學上證明了在某些條件下，自然選擇將如何導致該規則預測的兄弟姐妹之間 50% …
警衛勞工
摘要 我們探討私人和公共行使權力在執行合約和保護產權方面的經濟重要性。我们借用古典经济学家（非生产性劳动、利润驱动的投资）、马克思（失业的劳动约束效应）和当代不完全契约理论（监督和执行租金的作用）的主题，定义权力并用现代资本主义经济的增长模型来表示它。我們使用這個模型來確定專門用於行使權力的資源，我們稱之為警衛勞動，因為我們以勞動單位來衡量這些資源。來自美國的數據表明，從 18…
經濟整合、文化標準化與社會保險政治
摘要 我們探討全球化的文化層面，並提供一個模型來闡明全球化對國家內部再分配政治的一些可能影響。論文論證如下。全球化是民族主義（而非其對立面）在文化和經濟結構某些方面的延伸：它促進了跨國界的文化標準化和經濟整合。但與民族主義不同的是，全球化在實現這一目標時既沒有提供國際文化團結，也沒有提供能夠支持全球範圍內的平等再分配和保險的政府機構，同時也削弱了以國家為基礎的機構。在這方面，全…
日期和速率：深部時間地層記錄中的時間分辨率
摘要 可實現的地層分辨率水準決定了可以期望得到合理答案的生態、演化和地質問題的本質。相關技術和高解析度輻射測年技術的進步，以及它們透過定量生物地層學和潛在軌道週期性與化石記錄的整合，現在使得許多問題可以擴展到更深的時間。 「事實上，動物在自然界中進化的速度有多快？這是進化速度的基本觀察問題。這是遺傳學家向古生物學家提出的第一個問題。有些人試圖回答這個問題，這是全面考慮速度和模式…
新藥物混合物的定向發現
摘要 藥物組合可以有效治療某些疾病，例如愛滋病毒/愛滋病。不幸的是，我們發現這種組合的能力非常有限，因為藥物通常以高度非線性的方式相互作用，因此很難先驗地預測哪種雞尾酒可能有效。此外，即使我們考慮了適度數量的候選藥物，由於可能的雞尾酒的組合爆炸，篩選所有可能組合的強力方法也會失敗。作為替代方案，我們在這裡使用非線性搜尋演算法，旨在指導新型有效藥物混合物的發現。我們透過使用混合非…
透過有意的特殊遊戲進行均衡選擇
摘要 我們在討價還價遊戲中均衡選擇的標準隨機進化模型中引入了有意的特殊遊戲。我們將故意突變定義為混合策略的罕見遊戲，這些策略僅在一組策略上得到支持，這些策略會給特殊玩家帶來更高的回報，並且有足夠多的其他玩家做同樣的事情。在契約博弈中，有意的特殊玩法改變了標準的擾動進化動態，其中特殊玩法是從整個策略集中提取的，其方式根據制度轉型的歷史研究是合理的。首先，機構之間最有可能的轉變只能…
回饋網路的生成模型
摘要 我們研究了一個簡單的網路形成生成模型。該模型旨在描述親屬關係、貿易、企業聯盟或自催化化學反應網絡的成長，其中回饋是網路成長的基本要素。在這些情況下，底層圖透過循環形成和節點添加之間的競爭而成長。選擇給定節點後，將搜尋合適距離處的另一個節點。如果找到這樣的節點，則新增一個連結將其連接到原始節點，並增加圖中的循環數；如果找不到這樣的節點，則新增一個節點，該節點連結到原始節點。…
線性耗散驅動系統的熱力學雙結構
摘要 人們通常認為統計熵的最大化不能解釋電流的自發出現或與之相關的成分異質性，並且必須引用涉及熵產生（其最大化或最小化）的其他原理來解釋驅動耗散系統中秩序的出現和魯棒性。我證明對於一類具有驅動和線性耗散的簡單模型，該假設是無效的。對於動力學係綜，精確的熵通常成為電流以及熟悉的平衡狀態變數的函數，並且根據這種更豐富的依賴性，可以建立完整的熱力學對偶結構，該結構預測非平衡序的出現和…
Out-of-Equilibrium 經濟學 and 基於智能體的模型ing
摘要 標準新古典經濟學詢問主體的行為、策略或期望與這些行為共同創造的結果或模式處於平衡（一致）。基於主體的計算經濟學使我們能夠提出一個更廣泛的問題：主體的行為、策略或期望可能如何對他們創建的模式做出反應——可能會隨之發生內生變化。換句話說，它使我們能夠研究當經濟不處於穩定狀態時，其表現如何脫離均衡。這種非均衡方法並不是標準經濟理論的一個小附屬品；它是一種非均衡方法。這是以更普遍…
$q$-廣義中心極限定理的數值表示
摘要 我們提供了在非廣延統計力學中猜想的 $q$ 廣義中心極限定理（Tsallis 2004）的數值表示。我們關注以{\it尺度不變}方式相關的$N$二元隨機變數。這些相關性是透過將萊布尼茲規則強加於基於所謂的 $q$ product 與 $q \le 1$ 的機率集來引入的。我們證明，在大的 $N$ 限制下（並且經過適當的中心化、重新縮放和對稱化之後），新出現的分佈是 $q …
價格形成的實證行為模型
摘要 儘管行為經濟學已經證明，在許多情況下，理性選擇是一個糟糕的經驗模型，但迄今為止它未能提供價格形成等經濟問題的定量模型。我們朝這個方向邁出了一步，透過開發實證模型，利用倫敦證券交易所的資料捕捉交易訂單下達和取消的行為規律。對於下訂單，我們表明以給定價格下訂單的機率可以很好地近似為以最佳報價為中心、自由度小於兩個的學生分佈。這個結果令人驚訝，因為它意味著交易訂單的放置是對稱的…
無標度網路在關鍵點的統計力學：複雜度但不可逆性？
摘要 基於經典統計力學對網路的嚴格擴展，我們研究了特定的微觀網路哈密頓量。這個哈密頓量的形式源自於這樣的假設：各個節點透過連結到比自身度數更高/更低的節點來增加/減少其效用。我們將效用解釋為物理系統中的能量，並討論新興網路的溫度依賴性。我們觀察到臨界溫度 $T c$ 的存在，其中總能量（效用）和網路架構發生根本性變化。沿著這種拓撲轉變，我們獲得了具有複雜層次拓撲的無標度網路。與…
發明的邏輯
摘要 本文探討了雷達、渦輪噴射引擎或聚合酶鍊式反應等全新技術的誕生過程。它表明，這個「發明」（或我更喜歡稱之為起源）的過程具有某種對所有情況都通用的邏輯結構。起源是將某些目的或需求與可用來滿足它的效果連結起來的過程。它可能始於現有方法無法令人滿意的目的或需求；這迫使人們尋求新的原則（行動中的效果的想法）。或者它可能從一種現像或效應本身開始——通常是新發現的——一些相關的使用原則…
透過社會學習傳播創新
摘要 創新通常透過潛在採用者之間的訊息交流來傳播。在行銷文獻中，新產品擴散的標準模型是由資訊傳播產生的：代理商一旦從其他人那裡聽說該產品的存在，就會採用。相較之下，在社會學習模型中，只有當創新的感知優勢（如先前採用者的行動和經驗所揭示的那樣）超過由代理人先前信念確定的閾值時，代理人才會採用。我們證明，利用異質先驗進行學習會產生採用曲線，該曲線具有分析上易於處理的封閉式解決方案。…
組裝的社會技術：重建曼哈頓下城的意義建構與示範
摘要 本文探討了紐約人如何重塑公共領域，因為他們參與了一系列自我組織、鬆散協調的努力，以集體理解他們在應對 9/11 襲擊和恢復過程中所面臨的挑戰。我們探討如何利用審議、代表和示範技術來擴大範圍並使組織策略多樣化，從而促進公眾參與。借鑒杜威的實用主義哲學和科學社會研究，我們關注不同的集會社會技術如何提供不同的可供性，這些可供性既啟用又抑制特定的話語實踐和集體探究的形式。
語言網絡：它們的結構、功能與演化
摘要 各種科學（特別是生物學和物理學）的一些重要最新進展都是基於複雜網絡分析，它提供了表徵網絡統計特性並解釋它們如何產生的工具。本文探討了這一趨勢與人類語言研究的相關性。我們回顧了一些早期建立語言網絡的努力，描述了它們的特性，並展示了模型正在朝哪個方向發展來解釋它們。這些見解對於研究認知科學中未解決的基本難題（特別是語言的起源和演化）以及最近的資料驅動的自然語言統計方法都是相關…
波動性比成交量更重要
摘要 人們普遍認為，交易量的波動（反映在交易數量和較小程度的交易規模）是聚集性波動的主要原因。根據這種觀點，快速或緩慢的價格擴散的爆發反映了頻繁或不頻繁交易的爆發，這導致了聚集性波動和價格回報的重尾。我們使用紐約和倫敦證券交易所的逐筆數據研究了這個假設，結果表明，只有一小部分波動性波動可以用這種方式解釋。即使在總交易量或交易數量保持不變的時間間隔內記錄價格變化，集群波動性仍然非…
帶有寄生的二元超循環中的非線性動力學和團簇劃分
摘要 超循環代表了分子層面上合作的一個例子，不同的複製基因導致它們的生存能力相互增強，並增加了超出本徵錯誤災難的資訊內容。超循環被認為是參與第一個自主自我複製分子類生命系統演化的可能的複製網絡。然而，它們很容易受到寄生蟲的侵害：如果出現一種自私的複製子，即接受催化幫助但不催化超循環任何其他成員複製的複製子，則已建立的超循環系統可能會衰變。在本文中，我們關注最簡單的超循環之一，即…
廣義 Korteweg-DeVries 方程式中的精確橢圓壓緊子
摘要 我們推導出一個與廣義 KdV 方程式的任何孤立波解的能量、動量和速度相關的一般定理，該定理使我們能夠將振幅、寬度和動量與這些解的速度聯繫起來。我們得到了線性和李亞普諾夫穩定性的一般條件。然後，我們得到這些方程式的精確解的兩個參數族，其中包括橢圓和超橢圓壓縮解。對於這個一般族，我們明確地驗證了定理和穩定性標準。
3D 超對稱 O(N) 模型的超對稱近似
摘要 我們發展了幾種非微擾近似來研究保持超對稱性的超對稱 O(N) 模型的動力學。我們研究了大 N 近似和 Hartree 近似中的主階真空相結構，並推導了有限溫度重正化有效勢。我們推導了超場格林函數的精確施溫格 戴森方程，並使用這些方程的截斷開發了在大 N 近似中超越下一個前導階的機制，這些方程也可以從雙粒子不可約有效作用推導出來。
非微擾膠子對產生
摘要 我們透過 Schwinger 機制研究了恆定 SU(3) 色電背景場中膠子對的非微擾產生。我們使用任意規格參數 來修復協變背景規格。我們確定膠子的橫向動量分佈，以及每單位時空體積產生膠子對的總機率。我們發現結果與用於定義任意協變背景規範的協變規範參數無關。我們發現我們的非微擾結果既是規範不變的又是規範參數獨立的。
社會隔離和群體不平等的動態
摘要 當社交網路的隔離使最初較不富裕的群體在獲取人力資本方面處於不利地位時，我們探討了群體不平等的動態。擴展 Loury (1977)，我們證明：(i) 在不存在歧視或群體能力差異的情況下，只要社會隔離足夠大，經濟成功方面的群體差異可以在幾代人之間持續存在，(ii) 一體化存在一個閾值水平，超過該閾值群體不平等就無法持續，(iii) 這個閾值隨著弱勢群體的人口比例係統性地變化，…
應用 De Bruijn 圖計算一維元胞自動機中的顯式原像
摘要 本文展示如何簡化元胞自動機中原像的計算。此方法基於所謂的 De Bruijn 圖，適用於一維空間中的任何 k 狀態和 r 半徑。為了計算原像，我們從 De Bruijn 圖建構原像矩陣以及在這些矩陣上定義的運算子。這樣，計算原像的問題就簡化為解決圖論中經典的“路徑查找問題”，其中所有可能的路徑都是元胞自動機的原像。
動物身體計畫的發育起源
摘要 關於動物身體計畫的起源，人們可能會想回答各種各樣的問題：這些身體計畫何時出現？與這些事件相關的發展和形態創新的速率是多少？化石紀錄反映後生動物分化模式和體型起源時間的可靠性如何？這些事件與環境、生態變遷有何關係？更廣泛地說，這起演化事件告訴我們演化過程的本質是什麼（如果有的話）？這些問題中的每一個都已成為學術討論的主題，甚至總結這些討論的歷史也會耗盡可用空間和讀者的注意力…
市場效率與供給與需求的長期記憶：價格影響是可變的、永久的還是固定的、暫時的？
摘要 在這篇評論中，我們討論了協調價格回報的線性效率與供需的長期記憶的問題。我們提出的新證據表明，效率是透過流動性失衡來維持的，而流動性失衡與買方與賣方發起的交易的失衡共同作用。例如，在買方發起交易過多的時期，買單的流動性也高於賣單，因此買單產生的價格反應比賣單更小且頻率更低。在下達買入訂單時，交易訊號不平衡往往占主導地位，從而產生價格影響。然而，流動性不平衡隨著時間的推移而迅…
化學卡諾循環、蘭道爾原理與自然選擇的熱力學
摘要 電腦科學中的一個概念（稱為蘭道爾原理）提供了一種有用的方法來思考生物系統中代謝能量與資訊之間的關係。蘭道爾原理將資料流中的香農熵與熱流的熱熵聯繫起來，並斷言只有以電腦執行工作產生的熱量形式向環境中排放至少同樣多的熵，才能實現資料流中熵的減少（透過計算）。透過自然選擇建構的新陳代謝創建有序化學整體所產生的熵減少，對應於電腦科學中的數據熵減少。形式上相同的蘭道爾原理將代謝注入…
連續問題的量子位元複雜性
摘要 在可預見的未來，量子演算法使用的量子位元數量將成為至關重要的運算資源。我們展示瞭如何獲得連續問題的經典查詢複雜度。然後，我們根據經典查詢複雜度建立了一個簡單的公式，用於確定量子位元複雜性的下限。
擬南芥乙烯訊號通路模型及其基因響應：雜訊過濾特性
摘要 分子網路和路徑的動態模型可以在電腦上評估所提出的相互作用和擾動結果以及系統層級結構和功能假設的一致性。我們假設乙烯響應因子 1 (ERF1) 基因響應乙烯訊號傳導的活化動力學的連續模型。這種活化引發了植物防禦素 1 (PDF1) 基因的反應（該基因也對茉莉酸有反應），以及對假定的生長素響應因子 2 (ARF2) 基因的抑制（該基因也對生長素有反應）。我們的模型允許評估不同…
有限過程中的分層自組織 Soup
摘要 目前對眾多物種基因組的分析表明，生物體功能和行為特徵的多樣性與編碼該生物體的基因數量不成正比。我們研究了這樣的假設：有機體特徵的多樣性是由於等級組織造成的。我們使用最近引入的有限過程湯模型來做到這一點，該模型允許對結構複雜性的整體動態進行詳細的數學和定量分析。在這裡，我們表明，有限過程湯中的全局複雜性是由於連續更高級別的組織的出現，層次結構自發出現，並且結構創新的過程是透…
基因調控的動態模式 I：簡單的雙基因係統
摘要 透過對源自結合平衡和化學反應動力學的常微分方程 (ODE) 進行新的電腦輔助數學分析來研究基因活性的調節。在這裡，我們展示了透過激活子和/或阻遏子結合交叉調節兩個基因的結果。可以使用任意（可微）結合函數，但對整數值 Hill 係數高達 n = 4 的基因調節複合物進行了系統研究。基因調節的動力學源自於動力學 ODE 基礎系統的分叉模式。特別是，我們提出了發生一維（跨臨界、…
透過環境回饋進行分類的簡單模型
摘要 社會進化很大程度上取決於合作者和非合作者之間的分類，或者說隔離與混合。利他特徵會降低其持有者的絕對適應性，如果沒有積極的分類（利他主義者與非利他主義者的超隨機分離）就無法進化。正分類如何產生的問題一直存在爭議，但大多數演化生物學家認為共同血統是唯一有效的一般機制。在這裡，我研究了最近提出的另一種產生非隨機分類的機制，稱為「環境回饋」。這只需要兩種形式的特徵對當地環境的品質…
長程記憶基本一維元胞自動機：動力學與非廣延性
摘要 我們對基本一維元胞自動機 (CA) 的動力學進行數值研究，其中單元 i 的二元狀態 σi (t) ∈ {0, 1} 不僅取決於時間 t − 1 時其局部鄰域的狀態，還取決於其自身過去狀態 σi (t − 2)、σi (t − 3)、...、σi (t − τ)。我們假設該記憶的權重與 τ α 成比例衰減，其中 α 0（極限 α → ∞ 對應於通常的 CA）。由於記憶函數對…
與非廣延統計力學一致的中心極限定理的推廣
摘要 眾所周知，標準中心極限定理在玻爾茲曼 吉布斯（BG）統計力學中扮演基礎角色。這個重要的物理理論已被我們中的一個人 (CT) 於 1988 年推廣，使用熵 Sq = (1 Σi p i q ) / (q – 1) （其中 q ∈ R）代替其特殊情況 S1 = SBG = − Σ i pi ln pi 。出現的理論通常被稱為非廣延統計力學，它恢復了 q = 1 的標準理論。在…
生產鏈市場中的「看得見的手」：網路分析視角下的市場均衡
摘要 我們分析了生產鏈市場的一般價格均衡機制，將哈里森懷特（Harrison White）提出的生產者市場模型與假設的定價網絡效應進行比較，該網絡效應是透過對東京大型工業區 8,000 多家企業之間的貿易關係進行實證分析而得出的。與懷特的模型一致，供應商與主要買家的關係是嚴格分層的，並構成有向無環圖（DAG）。不存在能夠促進價格均衡的交換週期。我們認為，部分來自三元組配置的西美…
因果網絡中資訊的流
摘要 我們引入了基於虛擬幹預的因果獨立性的概念，這是因果網絡理論的基本概念。因果獨立性允許定義因果效應強度的量測。我們將此稱為資訊流，並將其與已知的資訊流度量（例如轉移熵）進行比較。
高維度動力系統中的結構穩定性與雙曲性破壞
摘要 本報告從數值觀測的角度研究了 Palis 和 Smale、Pugh 和 Shub 的動力學穩定性猜想，為穩定性猜想奠定了基礎。隨著耗散動力系統維數的增加，可以觀察到正李雅普諾夫指數的數量單調增加，李雅普諾夫指數相對於參數變化趨於連續變化，可觀察的周期窗口的數量減少（至少低於數值精度），並且存在參數空間的子集，使得拓撲變化在小參數擾動下非常常見。然而，如果系統的維度足夠高，…
高維度動力系統中的混沌之路：質性數值研究
摘要 本文研究了在計算環境中賦予機率度量的高維動力系統函數空間（時滯神經網路）中最可能的混沌路徑。隨著維度的增加，最可能的混沌路徑（相對於我們對函數空間施加的測量）被觀察到是一系列內馬克 薩克分岔進入混沌。該分析包括對示例動力系統的研究，以及對示例所源自的動力系統集合的機率研究。也提出了一個場景，描述了環面穩定流形的解耦導致高維耗散動力系統中混沌的發生。
對稱 Alpha 穩定分佈的 q 推廣：第二部分
摘要 經典的 Lévy Gnedenko 中心極限定理在機率論以及玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 統計力學中發揮關鍵作用。它們都涉及正在求和的隨機變數的機率獨立性的典型案例。 BG 理論的推廣，通常稱為非廣延統計力學，以指數 q 為特徵（q = 1 恢復 BG 理論），引入隨機變數之間的全局相關性，並恢復 q = 1 的獨立性。經典的中心極限定理最近被我們中的一些 q 推廣。在本文…
對稱 Alpha 穩定分佈的 q 推廣：第一部分
摘要 經典的 Lévy Gnedenko 中心極限定理在機率論以及玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 統計力學中發揮關鍵作用。它們都涉及正在求和的隨機變數的機率獨立性的典型案例。 BG 理论的推广，通常称为非广延统计力学，以指数 q 为特征（q = 1 恢复 BG 理论），引入随机变量之间的全局相关性，并恢复 q = 1 的独立性。經典的中心極限定理最近被我們中的一些 q 推廣。在本文…
人口與戰爭：圖爾欽模型在普韋布洛社會的檢驗
摘要 生態學家彼得·圖爾欽（Peter Turchin）和人類學家安德烈·科羅塔耶夫（Andrey Korotayev，2006）提出，前國家社會在人口規模與內戰或社會政治不穩定的發生率之間表現出確定性關係。我們用公元 600 年至 1300 年科羅拉多州西南部的數據檢驗了他們的模型，發現它非常適合該地區或多或少是一個封閉系統的時期。它不太適合公元 1000 年至 1200 年…
自我複製奈米細胞的最小模型：物理體現的無訊息場景
摘要 建構具有物理體現的最小自我複製系統（通常稱為原始細胞）是一項巨大的挑戰，對理論和應用科學都有影響。儘管活體原始細胞的經典觀點認為它包含攜帶訊息的分子作為基本成分，但分裂細胞樣結構只能從代謝容器耦合系統中建構。這裡介紹了使用耗散粒子動力學建模的此類系統的範例。本文示範了前驅分子和形成膠束的界面活性劑分子之間的簡單偶聯如何以可預測的方式經歷生長分裂週期，並分析了關鍵參數對此複…
合成圖靈原細胞：透過對稱破缺不穩定性實現囊泡自我複製
摘要 活細胞的繁殖需要一組可重複的化學事件進行適當協調。這些事件定義了一個複製週期，將細胞膜的生長和形狀變化與內部代謝反應結合。儘管這個過程的邏輯是由可能簡單的物理化學定律決定的，但完整的、自我維持的細胞週期的建模並非易事。在這裡，我們提出了一種解決該問題的新方法，該方法利用所謂的對稱破壞不穩定性作為細胞生長和分裂的引擎。結果表明，該過程是空間對稱性破壞的結果，並提供了囊泡…
統計歧視的動態
摘要 本文展示了學習動態如何在就業統計歧視模型中的均衡之間進行選擇。靜態市場模型表現出多重均衡。信念修正動態產生馬可夫市場過程，從長遠來看，無論初始條件如何，該過程大多接近一個且僅一個靜態均衡。通常，政策效應出現在比較靜態中，均衡集合隨著不同的政策而改變。但這裡的政策也被認為會影響均衡的選擇，即使它根本沒有比較靜態效應。
斑駁景觀中的物種生存：時空滲透
摘要 保育生物學的主要挑戰之一是如何保護景觀中的自然種群，在這些景觀中，各種人類活動（森林砍伐、城市化等）正在縮小可居住面積，因此自然種群只能存在於孤立或支離破碎的棲息地斑塊中。理論上的考慮警告說，棲息地的逐漸喪失可能會導致棲息地連通性突然中斷。這種破碎過程是一個關鍵的轉變，可以透過各向同性滲流模型來描述。另一方面，即使在同質的適宜區域中，有限的種群也可能變得分散，從而導致對種…
能量流和生命的組織
摘要 人們普遍認為生命需要自由能源和利用它的機制。值得注意的是，反之亦然：透過非生物過程不斷產生自由能源可能迫使生命的存在，作為緩解自由能源壓力累積的一種手段。這一論點——在非平衡統計力學中有先例，並且越來越多的化學經驗證據——意味著生命必須在地球上出現，至少早期的步驟會以同樣的方式發生在任何類似的行星上，而且我們應該能夠根據化學和物理學的第一原理以及對早期地球地球化學條件的準…
有限系統複雜度度量的統一框架
摘要 基於複雜性需要不同描述尺度的交互作用的原則，我們發展了一種統一的複雜度量方法。複雜系統不僅僅是其任意大小的各個部分的總和，而且不僅僅是其元素的總和。因此，我們根據交互層次結構來分析系統的分解。用數學術語來說，我們使用指數族層次結構的幾何框架提出了有限隨機場的複雜度量理論。在我們的框架內，先前提出的複雜度量找到了它們自然的位置並獲得了新的解釋。
支援具有給定交互結構的分佈集
摘要 我們透過以自然和透明的方式分解相應的交互空間來研究分層模型的閉包，這些模型是與超圖相關的指數族。在這裡，我們將一般結果應用於指數族的閉包。
價格影響的機械部分與資訊部分
摘要 我們研究導致價格變動的問題。我們將交易訂單的機械影響定義為在未來決策沒有任何變化的情況下未來價格的變化，並將其資訊影響定義為機械影響消除後總影響的剩餘部分。我們介紹了一種測量機械影響的方法，並將其應用於倫敦證券交易所的訂單資料。市場訂單的平均機械影響作為時間的函數衰減至零，其漸近速率符合指數約 1.7 的冪律。相比之下，平均資訊影響力接近恆定值。最初，影響完全是機械性的，…
摘要 细胞是生物复杂性的基石
摘要 细胞是生物复杂性的基石。它們是由多個生化網路的協調合作動態維持的複雜系統。它們的複製、適應和計算特徵是適當分子回饋的結果，這些回饋以某種方式定義了生命是什麼。隨著過去幾十年從描述驅動的生物學向合成驅動的生物學的轉變，生物工程和生命起源領域共同面臨的一項巨大挑戰是找到活細胞結構能夠有效出現和持續存在的適當條件。在這裡，我們回顧了有關人工細胞設計的可能場景及其未來挑戰的當前知…
催化原細胞組裝中的通用達爾文選擇
摘要 為了滿足生命的最低需求，攜帶訊息的分子結構必須能夠將資源轉化為構件，並且能夠適應或修改其環境以增強自身的增殖。此外，自身的新副本必須具有可變的適應度，以便進化成為可能。實際上，最小的原始細胞的特徵應該是其代謝與遺傳子系統之間的強耦合，而容器使這種耦合成為可能。對於如何在生命起源之前的環境中自然選擇這樣一個複雜的系統，目前尚未達成普遍共識。然而，歷史細節對我們的研究並不重要…
有限量子過程中的計算
摘要 我們引入量子有限狀態產生器，作為完成隨時間觀察單一量子系統的計算描述的第一步。我們開發了量子有限狀態機的數學基礎，並將非確定性和確定性版本與隨機生成器和識別器進行比較，透過有限過程語言的層次結構總結了它們的相對計算能力。透過幾個物理範例探索了量子有限狀態發生器，包括迭代分束器、量子踢頂和離子陷阱中的原子（其中的一個特殊情況實現了 Deutsch 量子演算法）。我們表明，這…
建立經濟過程理論
摘要 經濟學關注物理世界中材料和過程之間的界面現象，以及認知、法律和文化領域的策略行動。在經濟一般均衡理論的數學架構內，人們提出了一系列關於商品合理最適配置是否存在的非常有限的問題。獨立地，特定經濟系統的各種特定模型已經在運籌學、宏觀經濟學以及最近不斷發展的經濟物理學領域建立起來。迄今為止，尚未對經濟過程綜合建模框架給予足夠的關注，該框架在一般性上可與均衡理論的數學相媲美，但能…
複雜性、粗粒度和符號描述
摘要 我們在科學中使用的所有符號和符號序列都是對自然的粗粒度描述的結果。根據 C. Shannon 1948 年開創性論文中的定理，有限字母表上長度為 N 的所有符號序列的集合可以粗略地分為兩個子集：一個巨大的典型集合和一個微小的非典型序列集合。數十億年進化的生物序列必定屬於這個微小的集合。研究非典型集的一個有效方法是查看真實數據。我們將報告一些對真實 DNA 和蛋白質數據的觀…
複雜系統: 網絡 Thinking
摘要 在本文中，我討論了複雜系統中關於網路主題的一些最新想法，這些想法包含在最近的三本複雜系統書籍中或受其啟發。網路的一般科學是 Albert Lazlo Barabasi 的《Linked》（Barabasi，2002 年）和 Duncan Watts 的《六度》（Watts，2003 年）的主題。在「分佈式自治系統」跨學科會議（Segel & Cohen，2001）的會議記…
自主：資訊理論的視角
摘要 We present a tentative proposal for a quantitative measure of autonomy.令人驚訝的是，儘管自主被認為是包括人工生命在內的許多學科的基本概念，但文獻中似乎缺少這一點。 We work in an information theoretic setting for which the distinction…
測量量子過程的語言多樣性
摘要 量子系統的行為取決於它的測量方式。觀察到的東西有多少是來自量子系統本身的結構，又有多少是來自觀察者對測量的選擇？我們透過分析量子有限狀態產生器的\emph{語言多樣性}來探索這些問題。一個結果是一種將量子設備與其經典（隨機）對應設備區分開來的新方法。雖然這兩個計算類產生的語言的多樣性在週期性過程的情況下是相同的，但量子系統通常會產生比經典系統更廣泛的語言。
摘要 我們介紹了測量量子系統中資訊儲存的方法，使用最近引入的計算理論模型來解釋測量效應
摘要 我們介紹了測量量子系統中資訊儲存的方法，使用最近引入的計算理論模型來解釋測量效應。第一個是量子過剩熵，它量化了量子過程的過去和未來之間的共享資訊。第二個是量子瞬態訊息，決定了觀察者透過測量來了解量子過程內部狀態的難度。我們將它們與馮諾依曼熵進行對比，並為一大類有限量子過程提供封閉式表達式，並注意何時無法給出封閉式表達式。
原細胞生長定律的出現
摘要 由於產物抑制，模板定向複製遵循拋物線生長定律 [18,6,9,25]。我們研究了模板定向複製與耦合模板催化脂質聚集體生產作為最小原始細胞的模型，並通過分析表明自催化模板容器反饋確保了平衡的指數複製動力學；基因和容器都以相同的指數呈指數增長。拋物線基因複製不會限制原始細胞的生長，也不需要對各個原始細胞成分進行詳細的化學計量控制來確保平衡的基因容器生長，正如各作者所推測的[5…
拋硬幣的隨機性有多大？貝葉斯推理與確定性混沌的符號動力學
摘要 符號動力學已被證明是分析非線性動力系統中導致不可預測性和隨機行為的機制的寶貴工具。令人驚訝的是，連續狀態空間的離散劃分可以產生行為的粗粒度描述，準確地描述底層混沌吸引子的不變屬性。特別是，資訊產生率的度量——拓撲和度量熵率——可以根據馬可夫或產生分區的輸出來估計。在這裡，我們開發了 $k$ 階馬可夫鏈的貝葉斯推理，作為一種從粗粒度動力系統產生的離散數據的有限樣本中查找生成…
錯誤和攻擊下歐洲電網的拓樸脆弱性
摘要 我們對 2005 年 9 月實現的電力運輸協調聯盟 (UCTE) 電網的拓撲結構以及對錯誤和攻擊的靜態容忍度進行了分析，涉及 33 個不同的網路。儘管研究的每個電網都具有指數度分佈，並且大多數缺乏典型的小世界拓撲，但它們對節點丟失的反應模式與無標度網絡中觀察到的相似。我們發現節點移除行為與電網規模呈對數關係。這種對數行為表明，儘管規模有利於脆弱性，但成長可以降低脆弱性。我…
非通勤可觀測量的 Doi-Peliti 方法
摘要 Doi 和 Peliti 導出的用於處理反應擴散問題的量子場方法最初是基於經典機率描述和馬可夫演化。這些假設所帶來的基礎量子傳輸過程的完全退相干極限將經典描述限制為量子公式的交換可觀測量，並將熵粗粒化為平衡玻爾茲曼形式。在本文中，Doi Peliti 公式被推廣到描述驅動量子係綜，其中經典狀態變數作為非交換量子可觀測量的期望而出現。由此產生的經典描述仍然是 Martin …
複雜網路的 K 支架子圖
摘要 具有大量節點或鏈路的複雜網路通常難以分析。然而，並非所有元素對其結構模式的貢獻都相同。少數元素（中心）似乎在圍繞它們組織整體結構方面發揮著特別相關的作用。但架構的其他部分（例如輪轂連接元件）也很重要。在這封信中，我們提出了一種新型子結構，稱為 K 支架子圖，能夠捕捉所有基本的網路組件。它們的關鍵特徵，包括所謂的關鍵支架圖，都是透過分析得出的。
測量的量子過程中的無限相關性
摘要 我們證明，量子動力系統在重複測量時可以表現出其行為的無限相關性。我們使用量子有限狀態產生器對量子過程進行建模，並採用它們產生的隨機語言作為其行為的表示。我們分析了兩個自旋 1 美元的量子系統，它們的差異僅在於觀察它們的方式。產生的相應語言在一種情況下具有短程相關性，在另一種情況下具有無限相關性。
準經典粗粒化和熱力學熵
摘要 我們對宇宙的日常描述是高度粗粒度的，只遵循完美細粒度描述所需變數的一小部分。由於我們有限的觀察和計算能力，經典物理學中的粗粒度是很自然的。但在封閉系統的現代量子力學中，一些粗粒度的測量是不可避免的，因為不存在重要的、機率性的、細粒度的描述。本文探討了這一事實的後果。量子理論允許各種粗粒度的描述，其中一些描述是相互不相容的。然而，對於大多數目的，我們感興趣的是「準經典描述」…
技術創新網路的拓樸與演化
摘要 連接技術創新的關係網絡可以用專利引用來公平地描述。由此產生的專利引用網絡提供了大規模創新組織及其時間演變的圖像。在這裡，我們研究美國專利商標局（USPTO）註冊專利的變更模式。我們表明，該網路表現出的擴展行為與優先附著機制和威布爾形老化項一致。這種依附內核是由科學引文網絡共享的，因此顯示了一種連接思想、設計及其演化的通用機制。討論了創新進化論的涵義。
開源社交網路中的自組織與層次結構
摘要 複雜的網路在不同的條件下出現，包括透過簡單的成長和進化規則進行設計（即自上而下的決策）。在處理生物系統和大多數社交網路時，此類規則通常是局部的。與這種情況的一個重要偏差是由從事技術開發的代理社群提供的，例如開源（OS）社群。在這裡，我們分析了它們的網絡結構，表明它定義了一個複雜的加權網絡，在不同層面上具有縮放法則，透過查看電子郵件交換來衡量。我們也提出了一個簡單的網路成長…
網路一致同意規則
摘要 我們引入了一個創新、進化和輿論動態模型，其傳播由一致規則決定，即，只有當一個節點的所有鄰居都具有相同的對應狀態時，它才會改變其（二元）狀態。結果表明，轉換的發生取決於問題的初始條件。特別是，需要臨界數量的初始啟動節點，以便整個系統在長時間限制內啟動。自然地考慮了節點度分佈的影響。對於簡單的網路拓撲，我們解析地求解模型，詳細研究了隨機、小世界和無標度的情況。
互動式馬可夫過程的自適應動力學
摘要 研究了自適應交互作用隨機過程中資訊流的動力學。我們給出了馬可夫過程的博弈動力學的擴展形式，並研究其行為以觀察系統中資訊的流動。透過配對便士遊戲互動來展示兩個隨機過程的自適應動態範例以及潛在的因果結構。
最小原始細胞的生命週期—耗散粒子動力學 (DPD) 研究
摘要 功能化學子系統耦合產生的交叉反應和其他系統問題對在實驗室中組裝可行的原始細胞構成了最大的挑戰。我們目前的工作旨在識別和澄清我們在模擬中表示和分析最小原型單元的完整實現時的關鍵問題。使用 3D 耗散粒子動力學 (DPD) 模擬方法，我們能夠解決模擬原始細胞完整生命週期所需的耦合擴散、自組裝和化學反應過程，原始細胞由耦合的遺傳、代謝和容器子系統組成。利用組成分子、它們的相互作…
複雜流體中的進化自組織
摘要 本文探討了分子演化控制集體物理階段的能力，邁出了從獨立複製子邁向細胞狀集體結構的決定性的第一步。我們開發了一種在碳氫化合物、兩親物和水的三元流體中複製組合分子的物理模型。各種實驗室正在對此類系統進行實驗研究，以接近人造細胞的合成，它們也與細胞生命的起源有關。該模型透過晶格上的自旋（最簡單的情況下為伊辛耦合）來表示兩親物，耦合到可以在晶格上擴散並相互反應的複製分子。複製分子…
昆蟲、樹木和氣候：森林砍伐和昆蟲氣候變遷的生物聲學
摘要 不斷累積的觀測證據表明，昆蟲數量的快速增長、森林砍伐和全球氣候變遷之間存在密切聯繫。我們審查了證據，強調了關鍵行星碳庫的脆弱性，特別是將昆蟲侵擾的微生態與氣候連結起來的地球森林。我們調查了目前的研究制度和昆蟲控制策略，得出的結論是，目前它們不足以應對該問題當前的區域規模及其未來可能的全球規模。我們提出昆蟲和樹木之間新穎的生物聲學相互作用是蟲害種群動態和由此產生的大規模森林…
超大型利害關係人網路決策支援的集體智慧：未來的美國能源系統
摘要 選擇您最喜歡的複雜社會議題。例如，美國政府、其公民和能源公司如何達成可接受的未來美國國家能源計畫？如何以理性和透明的方式處理如此複雜的問題？我們討論了最近開發的基於互聯網的方法，用於澄清問題，提供深入了解面臨複雜問題的大型利益相關者群體衝突的原因，並達成共識。該方法已經在各種複雜的社會和技術問題上進行了測試，說明如何利用互聯網來利用大型利益相關群體的集體智慧。這項工作進一…
最小原始細胞的代謝光斷裂動力學：速率限制因素、效率和對演化的影響
摘要 自主自我複製分子機器（原始細胞）的一個關鍵要求是其消化資源並將其轉化為構建塊的能力。因此，原始細胞需要一系列由外部自由能（例如能量）驅動的代謝過程。以可用的化學氧化還原電位或光的形式。我們介紹並研究了一種最小的光驅動代謝系統，該系統基於遺傳分子催化的資源分子的光斷裂。我們表示和分析反應動力學方程式的完整代謝組，並透過一組近似簡化反應動力學，以便可以獲得構建塊生產的解析表達…
摘要 我們考慮在商品、勞力和信貸競爭市場中行使權力
摘要 我們考慮在商品、勞力和信貸競爭市場中行使權力。我們提供了權力的定義，並表明如果合約不完整，它可能會以帕累托改進的方式行使，或者對那些沒有權力的人不利。考慮了不同的權力概念，包括議價能力、市場力量和消費者主權。由於權力的行使可能會改變價格和交換的其他方面，因此從權力中抽離可能會錯過經濟的重要方面。私人交易的政治方面挑戰了有關市場和政治競爭在確保經濟決策的效率和問責制方面的適…
社會偏好與公共經濟學：好法律可以取代好公民嗎？
摘要 旨在利用利己偏好來實現公共目的的法律和政策，如果損害了親社會偏好的有益效果，則可能會失敗。實驗證據表明，訴諸自身利益的激勵措施可能會降低內在動機、互惠性和其他公民動機的顯著性。動機擁擠也會發生。對這些過程的證據進行了審查，並提出了最佳顯性激勵模型。
程序理性與均衡信任
摘要 本文研究了委託人和代理人群體中信任行為穩態分佈的決定因素，其中前者根據有限理性程序從經驗中學習。對於任何給定的代理類型分佈，主體行為的長期分佈是有特徵的。結果表明，在抽樣程序（Osborne 和 Rubinstein，1998）和最大平均程序（Rustichini，2003）下，委託人行為的異質性仍然存在。對於抽樣程序，我們確定了充分的條件，在這些條件下，代理人對控制的更…
由大腦塑造的語言
摘要 人們普遍認為人類學習和人類語言的結構密切相關。這種關係經常被認為是植根於語言特定的生物禀賦，它編碼了通用但任意的語言結構原則（通用語法或 UG）。這樣的 UG 是如何進化的？我們認為，UG 不可能是由生物適應或非適應遺傳過程所產生的。由此產生的關於 UG 起源的難題我們稱之為語言演化的邏輯問題。由於語言變化的過程比基因變化的過程要快得多，因此隨著時間的推移和不同人群的不同…
具有定價代理的交易網絡
摘要 在廣泛的市場中，個人買家和賣家經常透過中介機構進行交易，中介機構透過策略考量來確定價格。通常，並非所有買家和賣家都能接觸到相同的中介機構，他們的交易價格也相應不同，這反映了他們在市場上的相對權力大小。我們使用一個遊戲來模擬這種現象，其中買家、賣家和交易者在圖表上進行交易，該圖表代表每個買家和賣家對交易者的訪問權限。在這種模式中，交易者策略性地設定價格，然後買家和賣家會對他…
推斷馬可夫鏈：貝葉斯估計、模型比較、熵率和類外建模
摘要 馬可夫鍊是一種自然且易於理解的工具，用於描述時間或空間中的一維模式。我們展示瞭如何透過將貝葉斯方法應用於參數估計和模型階數選擇，從有限資料推斷任意 k 的 k 階馬可夫鏈。擴展離散資料多項式模型的現有結果，我們透過資訊理論（類型論）技術將推理與統計力學連結起來。我們在貝葉斯證據和配分函數之間建立了直接關係，允許直接計算條件相對熵和源熵率的期望和變異數。最後，我們介紹了一種…
有限過程湯的原始進化
摘要 原始演化的一般和基本模型（有限和離散過程的反應湯）被用來識別和分析在生命起源之前系統中生成和維持複雜結構的基本機制。這些過程——計算力學中定義的機器——及其互動網路都提供了明確定義的結構概念。這使我們能夠在複雜性方面定量地展示湯中的分層自組織。我們發現，複製過程發展了透過自動催化連續建立更高層次組織的策略。此外，結構複雜性低但通用性高的局部組件也促進了這一點。實際上，有限…
計算 in Sofic 量子 動力系統
摘要 我們分析了測量的量子動力學系統如何儲存和處理訊息，引入了物理量子動力學系統。使用最近引入的量子過程資訊理論測量，我們根據熵率和過剩熵來量化其資訊儲存和處理，並儘可能給出封閉形式的表達式。為了說明測量對量子過程中資訊儲存的影響，我們分析了兩個自旋 1 固體量子系統，它們的差異僅在於測量方式。
折現的一般數學理論
摘要 數學形式主義是為了與廣泛的觀察到的折現行為相關的獨特不變量的存在而發展的。這些不變量是“指數折現率譜”，源自於完全單調函數的理論。指數折現、雙曲貼現在經驗上很重要的情況以及所謂的次加性折現都是一般理論的特殊情況。這種形式主義在個人和社會層面都有解釋。幾乎每個折現率譜都會產生一個相對於某個指數呈「雙曲線」的折現函數。這種雙曲折現函數可能不可積，並且評估不可積性對跨期估值的影…
Spontaneous 湧現 of 模組性 in 細胞的 網絡s
摘要 眾所周知，模組化是生物系統最相關的特徵之一，似乎存在於多個尺度上。鑑於其適應潛力，它通常被認為是選擇性壓力的目標。在這種解釋下，選擇將積極支持模組化結構的形成，這些結構將專門從事不同的功能。在這裡，我們表明，在蜂窩網路的背景下，不需要這樣的選擇壓力來獲得模組化。相反，透過複製和多樣化而實現的網路成長的內在動態能夠免費產生它，並解釋小子圖所表現出的統計特徵。討論了生物和技術…
透過語言習得的無標度句法網絡的本體論
摘要 人類語言的演化允許非遺傳訊息的有效傳播，從而創造了一種新的進化變化形式。兒童的語言發展提供了探索這種複雜交流的機會，並被認為是從原始語言到語言過渡的窗口。在這裡，我們分析了 CHILDES 資料庫中的可用信息，並研究了複雜網路中語法的出現，其中單字透過句法連結連接起來，提供了句法關係組織的全局視圖。先前未報導的急劇轉變發生在約 2 年時，從樹狀結構到無標度的小世界語法網絡…
調節代謝率波動
摘要 複雜的生態和經濟系統顯示出宏觀數量的波動，例如匯率、公司規模或人口規模，這些波動遵循非高斯帳篷形增長率機率分佈，並具有冪律衰減，這表明複雜系統中的波動可能受到普遍機制的控制，與特定細節和特質無關。我們在這裡提出，個體生物體的代謝率可以被視為複雜系統的新興屬性的一個例子，並檢驗這樣的假設：個體代謝率波動的機率分佈具有「通用」形式，無論體型大小或分類學隸屬關係如何。我們檢查了…
原核生物系統發育與分類學的結合：組成載體樹與系統細菌學的詳細比較
摘要 我們對根據 2006 年 12 月 31 日提供的 432 個原核生物基因組推斷出的組成向量樹 (CVTree) 中的分支與細菌學家的分類法（主要是最新的在線伯傑系統細菌學手冊大綱）進行了詳盡的分類學比較。 CVTree 系統發育在大多數精細分支和整體結構上與 Bergey 的分類學非常吻合。同時，生物學家在某種程度上已經了解了樹木和手冊之間的大多數差異，並可能暗示了分類…
癌症幹細胞作為腫瘤進展的引擎
摘要 許多作者認為基因組不穩定性是腫瘤發生的關鍵引擎。然而，越來越多的證據表明，一小群抗藥性癌細胞也可能是腫瘤進展的關鍵組成部分。這種癌症幹細胞將成為腫瘤穩定性的儲存庫，而遺傳不穩定的細胞將與正常細胞競爭並侵入鄰近的宿主組織。在這裡，我們使用兩種類型的組織結構來研究癌症動力學的這兩個相互衝突的組成部分之間的相互作用。研究了平均場模型和多室模型。研究表明，組織結構影響癌症動力學模…
動物細胞分化模式抑制體細胞演化
摘要 多細胞生物中的細胞分化在創造新細胞類型的發育過程中具有明顯的功能。然而，在細胞更新頻繁的長壽動物中，在不再需要或不再產生新的細胞類型後，細胞分化通常會持續下去。在這裡，我們解決為什麼這是真的的問題。據信，如果沒有抑制生物體內細胞間體細胞選擇的機制，多細胞生物就不可能出現或進化穩定，否則會破壞生物體的完整性。在這裡，我們提出這樣的機制之一是一種持續細胞分化的特定模式，通常在…
感知與現實之間回饋的簡單演化博弈
摘要 我們研究一種機會進化博弈，其中不同結果（例如正面或反面）的機率取決於對這些結果的下注金額。該遊戲可能是最簡單的機率遊戲，其中感知影響現實。透過改變將下注金額與結果機率聯繫起來的“現實地圖”，可以從機率不依賴下注的純粹客觀遊戲不斷轉變為機率等於下注金額的純粹主觀遊戲。現實地圖可以反映自我強化策略或自我挫敗策略。在自我強化博弈中，理性參與者可以實現收益遞增並操縱結果機率對自己…
關於基本面、非基本面和穩健週期基礎的說明
摘要 在許多生物系統中，穩健性是透過冗餘接線來實現的，並透過連接系統組件的圖中循環的存在來反映。在分析此類圖時，我們對循環穩健的循環基很感興趣，因為它們可用於透過迭代添加基循環來產生給定 2 連通圖的所有循環。眾所周知，嚴格的基本（或基爾霍夫）基，即可以從生成樹導出的基，不一定具有循環穩健性。這裡我們注意到，相反，循環穩健的基底（即使是平面圖）不一定是基本的。此外，我們提出了一…
時滯相關矩陣的隨機矩陣係綜：特徵值譜的推導與金融時間序列分析
摘要 我們推導了從一組時移、有限布朗隨機遊走（時間序列）導出的相關矩陣的特徵值譜的精確形式。這些矩陣可以看作是真實的、不對稱的隨機矩陣，其中時移疊加了一些結構。我們證明，對於大矩陣，相關的特徵值譜在複平面上是圓對稱的。這一事實使我們能夠透過對稱問題密度的逆阿貝爾變換來精確計算特徵值密度。我們用數字證明了這種方法的有效性。接下來將理論結果與從 S&P500 的實際高頻（5 分鐘）…
資訊物理學
摘要 我們為非專家回顧了物理和資訊之間的介面。首先在熱力學的背景下，然後在統計力學的背景下描述了與熵概念相關的資訊的起源。對統計力學基礎的仔細研究以及調和世界的機率性和確定性觀點的需要引導我們討論混沌動力學，其中資訊在量化可預測性方面發揮著至關重要的作用。然後，我們討論定義資訊時出現的各種基本問題，以及在討論有序、無序和不完整知識等概念時必須如何小心謹慎。我們也討論了熵的另一種…
摘要 我們回顧了與自私主體合作的博弈論模型，從對不合作者的報復和在重複的二元互動中建立聲譽開始
摘要 我們回顧了與自私主體合作的博弈論模型，從對不合作者的報復和在重複的二元互動中建立聲譽開始。然後，我們在一大群資訊不完全、自私的個體中研究民間定理。與具有完美資訊的二元情況相反，我們發現隨著群體規模的增加和錯誤率的提高，合作程度迅速惡化。此外，對於這些模型的動態、非均衡行為如何支持合作結果，也沒有合理的解釋。然後，我們分析了與其他相關偏好的合作，發現在規模較大且資訊要求較低…
邁向演化物理學：崩潰和多樣化爆發邊緣的關鍵多樣性動力學
摘要 控制生物或技術進化標準機制的系統通常用催化進化方程式來描述。我們研究這些方程式的結構並找到與經典熱力學系統的類比。特別是，我們可以證明演化動力學有幾個不同的階段：多樣性快速成長的階段，多樣性有限的固定階段，以及多樣性快速衰退的階段。雖然前兩個階段受到了先前工作的影響，但在這裡我們重點關注演化動力學的破壞性方面，特別是相圖。主要訊息是，在關鍵區域內，非常小的外部波動可能會引…
展示非廣泛統計數據的網路動力學統一模型
摘要 我們引入了一種動態網路模型，該模型統一了許多網路家族，這些家族各自表現出 q 指數度分佈。目前的模型動態結合了靜態（非成長）自組織網路、優先成長網路和（優先）重新佈線網路。此外，它表現出自然的隨機圖極限。所提出的模型將網路動態推廣到重新佈線和成長模式，這些模式取決於內部拓撲以及它們嵌入的空間所施加的度量。在從所提出的模型中出現的所有網路中，我們發現了大參數空間上的 q 指…
透過優化燒烤發現順式調節模組
摘要 真核細胞中的基因表現受到複雜的相互作用網絡的調節，其中轉錄因子及其在基因組 DNA 上的結合位點發揮決定性作用。由於轉錄因子很少（如果有的話）單獨發揮作用，因此相互作用因子的結合位點通常緊密排列，形成所謂的順式調節模組。即使單一結合位點已知，模組發現仍然是一個困難的組合問題，我們在這裡將其形式化為最佳燒烤問題。它要求從 K 個彩色區間排列中同時刺入最大數量的不同顏色區間。…
最優因果推理
摘要 我們考慮用於時間序列統計建模的資訊理論目標函數，它體現了模型的預測能力和模型複雜性之間的參數化權衡。我們研究了最佳因果推理的兩種不同情況，我們稱之為最佳因果過濾（OCF）和最佳因果估計（OCE）。 OCF 對應於擁有無限資料的理想情況。我們證明，OCF 在權衡參數趨於零的極限下導致了隨機過程的精確因果結構，從而強調了預測。具體來說，過濾方法準確地重建了隱藏的因果狀態。更一…
最大熵方法推廣下熱力學第二定律的穩健性
摘要 結果表明，熱力學定律在熵形式的推廣下極為穩健。利用Bregman型相對熵，證明了克勞修斯不等式總是有效的。這意味著熱力學具有高度普遍性，並且不排除最大熵方法的一致推廣。人們達成了某種共識，即在物理定律中，熱力學定律極為普遍，並將持續存在。這種樂觀情緒可能源自於這樣一個事實：當從經典統計力學轉向量子力學時，熱力學原理保持不變。如果考慮到熱力學的表述是在 19 世紀、物理學原…
動態網路上的可解自旋模型
摘要 我們考慮伊辛模型，其中自旋通過網路中的鏈結動態耦合。在此模型中，有兩個動力學量在規範框架中排列成最小能量狀態：自旋 si 和鄰接矩陣元素 cij 。此模型變得完全可解，無需求助於複製假設或其他假設，因為作為 cij 最小化能量的直接結果，微規範配分函數可簡化為二項式因子的乘積。我們求解系統的有限尺寸和兩個可能的熱力學極限，並討論相圖。該模型可以被視為社會系統的模型，其中主…
語言關係的計算特徵敏感重建：為比較歷史語言重建發展 ALINE 距離
摘要 在許多非語言環境中，包括文化和分子人類學領域，語言之間的歷史關係被用作社會歷史的代理。語言學家傳統上使用標準比較方法來收集這些資訊。雖然提供極其細緻的語言訊息，但這種方法既耗時又費力。相反，計算方法明顯更快，但可能會引入重大錯誤。此外，目前的方法經常使用本身由歷史語言學家編碼的同源集，從而降低了計算方法的優勢。在這裡，我們開發了一種基於 ALINE 距離的方法，從配對註釋…
基因與基因組概念：編碼與調控－根據現代分子生物學對遺傳儲存與表現進行概念與資訊理論分析
摘要 我們在此分析基因的定義，以便根據現代分子生物學的見解來區分基因編碼的內容，即特定的多肽，以及其表達是如何實現和控制的。在DNA的編碼作用被發現之前，一個基因被鑑定為具有特定的表型特徵，從孟德爾到摩根再到本澤。然而，隨後，分子生物學家冒險在 DNA 序列層面上根據編碼定義基因。越來越明顯的是，DNA層面儲存的資訊與功能產品之間的關係非常複雜，監管方面與產品的資訊編碼一樣重要…
具有非均勻閾值的隨機閾值網路中的臨界線
摘要 我們分析計算同質和非同質閾值的隨機閾值網絡 (RTN) 的關鍵連通性 $K c$，並透過數值模擬確認結果。我們發現 $K c$ 隨（平均）絕對閾值 $ h $ 呈超線性增加，對於大閾值，其指數接近冪律，並表明這種漸近縮放對於具有泊松分佈連通性和方差增加（大約）小於 $ h $ 二次方的閾值分佈的 RTN 是通用的。有趣的是，我們發現閾值的不均勻分佈會導致稀疏連接網絡的擾動…
可因式分解的語言：從動力學到生物學
摘要 沒有通用的複雜度衡量標準。當所研究的問題需要透過符號序列來描述時，形式語言理論可以提供方便的分析架構。在這篇綜述中，我們集中討論一類特殊的語言，即稍後定義的可分解語言，它出現在許多動力學和生物學問題中。在動力學中，我們想到的是單峰映射的符號動力學和元胞自動機的複雜性。在生物學中，我們從 DNA 和蛋白質序列分析中吸取例子。
結構還是噪音？
摘要 我們展示了理論建構如何自然地區分規律性和隨機性。從基本建模原理開始，使用率失真理論和計算力學，我們提出了一個通用資訊理論目標函數，該函數體現了模型複雜性與其預測能力之間的權衡。從這個原理導出的解決方案系列對應於模型的層次結構。在每個複雜程度，它們都實現了最大的預測能力，在最佳預測的限度內識別過程的確切因果組織。例子展示了理論建構如何從分析過程的因果壓縮性中獲益，這反映在最…
制度影響偏好
摘要 我們模擬外部執法對公共池資源發展的動態影響。將我們的模型與實驗數據進行擬合，我們發現制度會影響社會偏好。我們解決了數據中的兩個難題：當平民投票反對罰款時合作的增加和隨後的削弱，以及低罰款的高威懾力。當罰款被拒絕時，社會規範的內化解釋了合作的增加；違規行為（無論是偶然的還是非偶然的），加上互惠互利，導致了這種侵蝕。低罰款可以防止惡性循環，從而穩定合作。
異質群體中的創新擴散：傳染、社會影響和社會學習
摘要 創新擴散帶來的一個基本難題是，為什麼創新的首次出現和大量人採用它之間往往存在著很長的滯後期。關於這種現象及其可能產生的機制，有大量的理論和實證文獻。這些解釋的一個共同特徵是，代理人之間的異質性是他們在不同時間採用的原因。然而，大多數現有模型以非常有限的方式納入異質性，例如考慮兩個同質的主體群體，或假設異質性由特定的分佈族描述。在本文中，我展示瞭如何將異質性納入行銷、社會學…
模型遺傳電路的多功能性和穩健性權衡
摘要 大多數細胞系統，從大分子到遺傳網絡，都具有不只一種功能。涉及網路的例子包括由 Hox 基因和果蠅分割基因形成的轉錄調控迴路，它們在早期和晚期發育事件中發揮作用。執行多種功能的需求是否嚴重限制了網路架構？這是否意味著功能之間的穩健性權衡？也就是說，如果一種功能對突變具有高度穩健性，那麼其他功能是否高度敏感，反之亦然？幾乎沒有現有證據可以回答這些問題。我們用轉錄調控網路的通用…
Gene 網絡s and 自然選擇: Is There a 網絡 生物學?
摘要 有關細胞內大分子網絡的定性資訊能否從根本上教導我們新的生物學知識？換句話說，是否存在網絡生物學（不同於網絡物理學或網絡化學）？這個問題的答案很重要，因為分子網路是單一分子、最低水平的生物組織和整個生物體之間的橋樑。為了弄清楚大分子網絡是否可以教我們新的生物學知識，我們首先需要回答一個非常基本的問題：自然選擇是否影響生物網絡的結構，如果會影響，又是如何影響的？這個問題很關鍵…
從比特到它：複雜的代謝網絡如何將資訊轉化為生命物質
摘要 生物體的生存和死亡取決於它們所獲得的有關環境的資訊量。複雜代謝網絡的系統分析使我們能夠詢問這些資訊如何轉化為健康。代謝網絡將營養物質轉化為生物質。它越好地利用可用營養物質的訊息，細胞分裂的速度就越快。我在這裡使用代謝通量平衡分析來表明，酵母細胞感知限制性營養素可用性的準確性 I（以位為單位）與生物量產量和細胞分裂率所示的適應度呈對數關係。對於酵母等微生物，自然選擇可以解決…
透過變異簇快速檢測基因和基因組中的正向選擇
摘要 基因和基因組的正向選擇可以指出物種之間以及物種內種族之間差異的進化基礎。正向選擇的檢測還可以幫助識別功能上重要的蛋白質區域，從而指導蛋白質工程。許多現有的正向選擇測試要不是過於保守，容易受到人口統計歷史造成的影響，就是計算量非常大。我在這裡提出了一種簡單而快速的測試，它是對現有測試的補充，並克服了其中一些問題。它依賴於零假設，即中性進化的 DNA 區域應顯示核苷酸取代的泊…
能源景觀中的漏斗
摘要 眾所周知，局部極小值和在能量景觀中將它們分開的鞍點主導著生物聚合物折疊的動力學。在這裡，我們引入了「折疊漏斗」的概念，它是根據能量最小值和鞍點進行簡明定義的，同時符合蛋白質折疊文獻中討論的「折疊漏斗」的概念。
倫敦證券交易所會員交易的相關性和聚類
摘要 本文分析了倫敦證券交易所不同會員交易模式的相關性。與成員機構相關的策略集合由該機構按小時間隔交易的淨交易量的符號序列定義。我們使用多種方法表明機構之間存在顯著且持久的相關性。此外，相關性被建構為相關組和反相關組。使用相關性作為距離測量的聚類技術揭示了兩組機構交易方向相反的有意義的聚類結構。
最平坦生存效應的簡單準種模型：空間的作用
摘要 最平坦生存效應假設，在高突變率下，自然選擇不一定有利於複製速度較快的基因。在這種情況下，即使以複製速度減慢為代價，對有害突變效應具有穩健性的基因型也可能會受到青睞。這項誘人的假設最近已被數位生物、亞病毒 RNA 植物病原體（類病毒）和動物 RNA 病毒所證明。在這項工作中，我們研究了一個由兩個競爭準種組成的簡單理論系統，這兩個準種位於兩個截然不同的適應度景觀中，分別代表適…
故意攻擊下歐洲電網的穩健性
摘要 電網定義了我們這個時代最重要的技術網絡之一，並維持我們複雜的社會。它已經發展了一個多世紀，成為一個極其龐大、看似強大且易於理解的系統。但當意外的、通常是最小的故障變成未知的動態行為，導致例如突然的大規模停電時，它也變得極其脆弱。這裡我們探討選擇性節點移除影響下歐洲電網的脆弱性。針對攻擊的脆弱性的平均場分析與觀察到的模式一起呈現。分析了攻擊下網路滲透（和碎片）與理論條件的偏…
複雜網路的嵌套子圖
摘要 我們分析性地探索了複雜網路中一般類別嵌套子圖的縮放特性，其中包括 $K$ 核心和 $K$ 支架等。我們將這類子圖命名為 $K$ 巢狀子圖，因為它們產生子圖族，例如 $...S {K+1}({\cal G})\subseteq S K({\cal G})\subseteq S {K 1}({\cal G})...$。使用所謂的{\em配置模型}表明，具有發散二階矩和有限一階…
經驗數據中的冪律分佈
摘要 冪律分佈出現在許多具有科學意義的情況下，並對我們對自然和人造現象的理解產生重大影響。不幸的是，分佈尾部發生的大波動使得冪律的經驗檢測和表徵變得困難。特別是，已知最小二乘擬合等標準方法會產生冪律分佈參數的系統偏差估計，因此在大多數情況下不應使用。在這裡，我們回顧基於最大似然法和柯爾莫哥洛夫 斯米爾諾夫統計量對冪律資料進行準確參數估計的統計技術。我們也展示如何判斷資料是否遵循…
恐懼與疾病的耦合傳染動力學：數學與計算探索
摘要 我們模擬了兩種相互作用的傳染過程：一種是疾病，另一種是對疾病的恐懼。个人可以通过与感染疾病的人（病人）、仅感染恐惧的人（害怕的人）以及同时感染恐惧和疾病的人（生病和害怕的人）接触来“感染”恐惧。受到惊吓的个体，无论是否生病，都可能以一定的概率将自己从循环中排除，这会影响个体之间的接触，从而影响疾病的传播。如果我们让个体从恐惧中恢复并恢复循环，耦合动态就会变得相当丰富，并包…
股票價格的非平凡隨機遊走
摘要 我們透過開發一個簡單的模型來研究價格的隨機遊走，該模型將單一價格變化的符號和絕對值的屬性與較長時間尺度的價格擴散率（波動性）聯繫起來。我們發現，對於一小時的時間間隔，模型始終高估實際價格序列觀察到的波動性約 40%，隨著時間間隔長度的增加，這種效應變得更強。透過選擇性地打亂資料的某些組成部分，同時保留其他組成部分，我們能夠證明這種差異是由個體回報的符號和大小之間微妙但長期…
能源領域技術發展動態
摘要 本文回顧了有關技術改進趨勢的文獻，重點關注能源領域。我們討論過去的趨勢在多大程度上可以用來預測技術的未來改進路徑。風能和光伏等某些技術的歷史趨勢比核裂變或天然氣等其他技術的歷史趨勢要規律得多。原因包括對稀缺資源的不同程度的依賴（天然氣的依賴程度較高），以及成本以外的技術改進驅動因素（例如推動核分裂安全性的提高）。美國的數據顯示，過去四十年來零售電價一直在波動，但沒有明顯的…
複雜網路的角色模型
摘要 我們提出了一個框架，用於自動分解（“塊建模”）複雜網路中代理的功能類。這些類別由圖像圖（“區塊模型”）的節點表示，描述了連接的主要模式，從而描述了網路中的功能角色。使用第一原理方法，我們得出網路與任何給定影像圖的擬合度的度量，從而允許客觀假設檢定。根據最佳擬合的性質，我們推導出如何直接從網路中找到最佳擬合影像圖，並提出避免過度擬合的標準。該方法可以處理雙模和單模資料、有向…
全球暖化的經濟基礎
摘要 如果溫室氣體的無價排放為子孫後代帶來了實際成本，那麼當代人和子孫後代都可以透過糾正這種無價外部性而享受到更高的經濟商品和服務消費，因此減緩全球暖化並不存在真正的經濟機會成本。認為控制全球暖化代價高昂的誤解源自於這樣一種錯誤假設：在沒有緩解措施的情況下，世界經濟的投資配置是有效的，但在存在外部性的情況下，世界經濟並未處於效率邊界。一旦外部性得到糾正，全球暖化就不再帶來其他投…
連續問題的量子演算法和複雜性
摘要 科學和工程中出現的大多數連續數學公式只能透過數值求解，因此只能近似求解。我們始終假設我們正在處理解的數值近似。研究量子演算法和連續問題的複雜性有兩個主要動機。 1. 對於重要的科學問題，量子電腦比經典電腦更強大嗎？威力強了多少？ 2.許多重要的科學和工程問題都有不斷的公式化。這些問題出現在物理、化學、工程和金融等領域。連續公式包括路徑積分、偏微分方程（特別是薛丁格方程式）…
有限隨機動態網路中的損傷傳播與臨界性
摘要 我們系統性地研究和比較了隨機布林網路和閾值網路在稀疏滲流 (SP) 極限下的損傷傳播，以及與網路大小 N 無關的擾動。此極限與許多技術和自然網路中訊息和損傷的傳播有關。使用有限尺寸縮放，我們確定了一個新的特徵連通性 Ks，在大量動態更新後，損壞節點的平均數量 $\overline D$ 獨立於 N。基於邊際損壞擴散，我們確定了 SP 極限下有限 N 的關鍵連通性 $K c…
複雜網路中功能資訊子圖的識別
摘要 我們提出了一種通用資訊理論方法，用於識別複雜網路中的功能子圖，其中每個節點的動態都是可觀察的。我們證明，每個節點狀態的不確定性可以表示為涉及其他節點越來越多的相關變數的資訊量總和。我們證明，該和中的每一項都是透過連續調節新測量變數的互資訊而產生的，其方式類似於離散微分學。與泰勒級數的類比表明，用於根據其他自由度的函數組確定目標變數的狀態的有效搜尋演算法。我們將此方法應用於…
馬可夫鏈強集總性的雙特徵向量條件
摘要 提出了識別馬可夫鏈中強集總性的必要和充分條件。我們證明，整體狀態必然對應於對偶轉移矩陣特徵向量中的相同元素。如果存在與聚合中的區塊一樣多的滿足必要條件的對偶特徵向量，則該條件也是充分的。透過兩個簡單的例子演示了結果。
共同原因原則的完善
摘要 我研究貝葉斯網絡背景下的隨機依賴性和因果關係之間的相互作用以及資訊理論。最近定義的因果資訊流測量的應用提供了賴興巴赫共同原因原理的定量細化。
生命之樹的原核分支：組合載體方法
摘要 組成向量樹 (CVTree) 是一種無參數、無比對的方法，可從完整基因組推斷原核生物系統發育。它在輸入資料和方法上都不同於 16S rRNA 分析。使用CVTree方法建構的原核生物系統發育樹在所有主要類群和細分支上都與Bergey分類法非常吻合。因此，結合使用 CVTree 方法和 16S rRNA 分析可以提供生命之樹原核分支的客觀可靠的重建。
自主機器人的預測訊息與探索行為
摘要 複雜性的測量對於自主機器人領域具有直接意義，既可以作為行為分類的手段，也可以作為機器人行為自主發展的目標函數。在本文中，我們將感測器空間中的預測資訊視為兩輪機器人在有多個障礙物的矩形場地中移動的行為複雜性的度量。根據經驗發現，過去和未來感測器值之間的互資訊 (MI) 對於探索性且對環境敏感的行為具有最大值。這使得預測資訊成為此類行為自主發展的目標函數的潛在候選者。我們推導…
蜂窩網路中的分佈式穩健性：來自合成演進電路的見解
摘要 眾所周知，進化的自然系統表現出某種分佈式穩健性，以防止單一組件的遺失。這種魯棒性不僅僅是冗餘的結果。相反，它似乎是基於退化，即。即，結構不同的元素執行相同功能或產生相同輸出的能力。在這裡，我們探討了進化數位系統中簡併性的相關性如何，以及哪些類型的網絡結構是進化設計對給定單元的移除或丟失的彈性的基礎。結果表明，只有以分散式方式實現魯棒性，才能獲得容錯電路。僅透過冗餘組織是無…
論預測的生成本質
摘要 我們提出了預測模型的概念，它擴展了計算力學中通常使用的相應概念。我們證明這個擴展允許隱馬可夫模型比相應的 epsilon 機器更簡潔。從而與 Jaeger 可觀測算子模型理論等相關理論更加一致。此外，在通常的預測模型環境中，epsilon 機器被證明是最小的。
均衡的優點和缺點以及金融經濟學的未來
摘要 經濟學中均衡模型的使用源自於對考慮人類推理的經濟現象的簡約模型的渴望。這種方法一直是現代經濟理論的基石。我們解釋為什麼會這樣，讚揚均衡理論的優點；然後我們提出批評並描述為什麼這種方法本質上是有限的，以及為什麼經濟學如果要繼續取得進展就需要朝著新的方向發展。我們強調，這不應該是教條問題，而應該透過經驗來解決。在某些情況下，均衡模型可以提供有用的預測，而在某些情況下，它們…
焦慮的全球經濟中的新興市場
摘要 我們為新興資產類別（例如新興市場）提供定價理論，這些資產類別尚未成熟到對公眾具有吸引力。我們的模型為新興經濟體進入國際金融市場的不穩定性以及我們在 1990 年代的數據中發現的幾個典型事實提供了解釋。我們提出了一個具有不完全市場和內生抵押品的一般均衡模型，以及包含逆向選擇的擴展。我們表明，在我們所謂的全球焦慮時期，蔓延、流動性逃脫和發行配給可以均衡發生。
社會偏好與公共政策：偏好取決於激勵時的機制設計
摘要 利他主義、互惠、內在動機和維護道德規範等社會偏好對於良好的政府至關重要，它們往往會促進社會理想的分配，而僅靠自身利益的激勵是無法實現的。但實驗和其他證據表明，傳統的經濟誘因和社會偏好可能是互補的，也可能是替代的，明確的激勵會擠入或擠出社會偏好。我們研究了在這些條件下為公共利益做出貢獻的最佳激勵措施的設計。我們發現了一些案例，在這些案例中，一個認識到這些非累加效應的老練的規…
摘要 為了在分子層次上描述細胞，「基因」的概念既沒有必要也沒有幫助
摘要 為了在分子層次上描述細胞，「基因」的概念既沒有必要也沒有幫助。考慮分子（即染色體、轉錄物、蛋白質）及其相互作用來描述細胞過程就足夠了。由此產生的高解析度的缺點是，使用基於分子術語的語言來解決有機體和表型層面上的特徵變得非常乏味。尋找處理不同層次生物組織的生物學學科之間缺失的聯繫，我們建議回到「基因」一詞背後的初衷。為此，我們建議研究是否可以基於潛在的功能概念來建立有用的「…
培養網路中的自發性協調活動：多個點火位點、初級電路和突發相位延遲分佈的分析
摘要 所有高級中樞神經系統都表現出自發性的神經活動，儘管這種活動的目的和機制起源仍然知之甚少。我們定量分析了微電極陣列上生長的培養皮質神經元網路中集體自發電生理活動的引發和傳播。領導神經元形成單突觸連結的初級迴路，並啟動大多數網路爆發，被發現是記錄神經元的一小部分。領導者/跟隨者發射延遲時間形成時間穩定的正偏分佈。阻斷抑制性突觸通常會導致更短的延遲時間和更少的變異。這些分佈是內…
Karmarkar-Karp差分演算法分析
摘要 Karmarkar Karp 差分演算法是最著名的數位分割問題多項式時間啟發式演算法，是理論電腦科學和統計物理學的基礎。我們透過將差分演算法映射到非線性速率方程式來分析差分演算法在隨機實例上的表現。我們的分析揭示了強烈的有限尺寸效應，這解釋了為什麼很難透過模擬建立差分解的精確漸近性。從速率方程式中得出的漸近級數滿足 Karmarkar Karp 演算法的所有已知界限，並投…
市場有機體：異質交易者市場的長期生存
摘要 價格的資訊含量是競爭市場一般均衡分析的核心問題。理性預期均衡將同時對同期價格和私人資訊的調節視為資訊進入價格的機制。在這裡，我們透過市場生態來解釋價格的資訊內容。市場可以選擇具有不同信念的交易者，或者，讓人想起“群體的智慧”，市場可以平衡許多參與者的不同訊息。我們提供支持第一種機制、反對第二種機制的理論支持。在這個過程中，我們證明了 Sandroni (2000) 以及 …
馬氏體形狀記憶合金的簡單旋轉玻璃視角
摘要 給出了馬氏體合金的奧氏體、花呢相和孿生相與旋轉玻璃合金中相應的順磁性相、自旋玻璃相和週期相之間的簡要定性映射。
協助分析保守同線性訊息
摘要 動機：在過去的幾年裡，已有 20 多個脊椎動物基因組被定序，基因組 DNA 資訊的獲取速度正在迅速加快。基因重複和基因缺失事件本質上限制了僅基於序列相似性的直系同源檢測的準確性。確實存在用於直系同源註釋的全自動方法，但通常無法識別大基因家族中的個體成員，或無法區分缺失資料和可追蹤基因缺失。在許多情況下，可以透過包含保守的同線性資訊來改善這種情況。結果：在這裡，我們展示了 …
持久性機構
摘要 一些制度转型是少数精英群体之间讨价还价的故意结果，但许多制度转型更加分散，大量私人行为者非正式地采用了新的做法，这些做法后来通过正式治理结构的变化得到证实。例如，土地保有权规范、传统作物份额的变化、继承实践的转变以及传统财产权都是非正式制度或惯例，它们会持续很长时间，有时在政府政策缺失的情况下会经历快速变化。为了捕捉制度持久性和变化的这些非正式和分散的方面，我们研究了两个…
大農業帝國形成理論
摘要 在工業革命之前，可居住世界的大部分地區都被小規模社會所佔據，而相對而言，領土面積大的國家是罕見的。然而，在公元前3000年至公元1800年之間，至少有60個農業“大帝國”，在巔峰時期控制的面積等於或大於100萬平方公里。是什麼社會力量將如此龐大的農業國家維繫在一起？經驗觀察提供了一條線索，即超過 90% 的大帝國起源於草原邊境——游牧牧民和定居農民之間的互動區域。我提出了…
最佳調諧系統的數學模型
摘要 在本文中，我們提出了一個用於最佳化調諧系統的數學框架。我們從「調整系統」的非正式定義開始。然後，我們提出了它們的演化中常見的五個一般約束。中心思想是將這些約束表述為一組數字偏好和權重。根據這些參數值，我們使用適當的最佳化方法來為一組特定值進行最佳調整。最後，我們從這個角度考慮一些歷史調優，並使用該框架產生一些新穎調優系統的範例。
美國西南部新石器時代的人口轉變
摘要 在西元前 2000 年之前，美國西南部就開始種植玉米農業，但在開發或引進生產力較高的地方品種之前，對人口成長率的影響可以忽略不計。能夠在多種條件下成功種植玉米，其中旱作尤為重要；在飲食中添加豆類、南瓜，最後是火雞；久坐增加；我們推斷公元一世紀交換網絡的重新映射和有效交換策略的發展。村莊。我們對出生率和成長率的估計是根據人類遺骸中未成熟個體的比例得出的。這些比例在某種程度上…
政府應該留給多少政治人物？
摘要 機構、企業和國家的治理品質取決於各自董事會或內閣的有效決策能力。群體內的意見形成過程取決於規模。人們經常爭論這一點——就像現在一樣。在討論歐盟委員會未來規模時，規模超過 20 人的決策機構將變得極為低效。我們報告的經驗證據表明，國家政府的績效隨著成員數量的增加而下降，並且在特定群體規模下的行為會發生質的變化。我們使用聯合國開發計畫署、世界銀行和中央情報局最近關於政府整體效…
相關變數中心極限分佈的最大熵方法
摘要 Hilhorst 和 Schehr 最近提出了一種充分相關隨機數極限分佈的直接計算方法 [1]。在這裡，我們提出了熵的分析形式，它在最大熵原理（具有普通約束）下提供了這些極限分佈。這些分佈不是 q 高斯分佈，無法使用 Tsallis 熵獲得。
戰勝病原體的抗藥性：進化論的指導
摘要 醫學和公共衛生領域的許多最大挑戰都涉及病原微生物抗藥性的演變。自然選擇理論的最新進展表明，藥物或疫苗可以針對兩大類病原體特徵。第一類由有利於單一病原體細胞的性狀組成，產生強烈的進化反應和病原體抗性的迅速出現。第二類由群體有益的特徵組成，產生較弱的演化反應和較少的抗藥性。雖然大多數先前的藥物開發都針對第一類，但將重點放在第二類作為藥物和疫苗開發的目標將是有利的。討論了具體的…
蛋白質穩健性促進大進化時間尺度上的演化創新
摘要 最近的實驗室實驗表明，分子的中性進化能力對於其產生進化創新的能力非常重要。與實驗室實驗相反，生命的展開需要數十億年的時間尺度。在這裡，我們要問的是，分子的中性演化能力（衡量其穩健性的指標）是否也能在如此大的時間尺度上促進演化創新。為此，我們使用蛋白質可設計性，即可以採用給定蛋白質結構的序列數量，作為對該結構中性進化能力的估計。基于功能多样性的两种互补措施——基因本体中的催…
生物 RNA 分子的中性網絡大小可以計算且非常大
摘要 背景：中性網絡或集合由具有給定表型的所有基因型組成。這些集合的大小和結構對生物系統對突變的穩健性、進化性、產生表型變異的能力有很大影響；在分子表型的少數研究案例中，該集合越大，表型的穩健性和進化性就越大。不幸的是，任何一個中性集合通常只包含基因型空間的一小部分。因此，目前的方法無法準確測量中性集合大小，除非在最小的基因型空間中。結果：在這裡，我們介紹了一種廣義的蒙特卡羅方…
合作經濟人
摘要 經濟學家和生物學家都對自私個體之間由於反覆互動而導致的去中心化合作做出了解釋。重複的互動確實為合作者提供了懲罰叛逃者的機會，並且在兩人一組中可能會有效。然而，我們將證明這些模型都不足以滿足合理規模的群體以及對每個人可用資訊的合理假設。此外，即使假設合作個體具有非凡的認知能力和耐心水平，兩個以上的個體組成的群體也不太可能發現模型所確定的合作平衡，而且幾乎可以肯定，如果它偶然…
Is 利他主義 Bad for 合作?
摘要 一些哲學家和社會科學家強調，重視彼此福祉的無私公民對於良好政府的重要性。其他人則強調需要採取激勵措施，甚至誘導那些自私自利的人為公共利益做出貢獻。大多數人隱含地認為這兩種方法是互補的，或者最糟的情況是相加的。但事實並非如此。行為實驗發現，如果受試者對搭便車者懷有怨恨並喜歡對他們造成傷害，那麼當團體成員有機會懲罰低貢獻者時，對公共物品的接近有效的貢獻水平可能會得到支持。如果…
內在計算的組織：複雜性-熵圖和自然資訊處理的多樣性
摘要 內在運算是指動態系統如何儲存、建構和轉換歷史和空間資訊。透過繪製結構複雜度度量與隨機性度量的圖表，複雜度 熵圖顯示了整個系統類別的內在計算的範圍和不同類型。在這裡，我們使用複雜性熵圖來分析廣泛的確定性非線性和線性隨機過程中的內在計算，包括區間圖、元胞自動機和一維和二維的伊辛自旋系統、馬可夫鍊和機率最小有限狀態機。由於複雜度 熵圖僅是觀察到的配置的函數，因此它們可用於比較系…
市場選擇和資產定價
摘要 在本章中，我們調查了具有異質性、理性交易者的動態經濟中的資產定價。我們所說的「理性」是指交易者的決策可以透過偏好最大化來描述，其中偏好僅限於那些具有主觀預期效用（SEU）表示的交易者。我們所說的「異質」是指具有不同且獨特的收益函數、折扣因素和對未來價格的信念的 SEU 交易者，這些信念不一定是正確的。我們研究市場是否透過財富再分配來偏向具有特定特徵的交易者，以及財富再分配…
一個日益混亂的故事：基因及其調控
摘要 高通量實驗已經提供了令人信服的證據，證明不同類別的 RNA 在遺傳訊息表達中的廣泛貢獻。人类转录组不是主要编码蛋白质的基因的简单排列，而是具有重叠转录本的复杂排列，其中许多转录本根本不编码蛋白质，而其他转录本则从几个不同的“基因”中“采样”外显子。转录组的复杂性和非编码转录本的普遍存在迫使我们重新考虑“基因”本身的概念以及我们对调节“基因表达”机制的理解。
大 RNA 的折疊動力學
摘要 我們在這裡介紹一種啟發式的 RNA 動態折疊方法，透過逐步組合構建塊來建立二級結構。這些塊對應於子序列及其熱力學最佳結構。這些是由 RNA 折疊的標準動態程式方法決定的。使用摩根 希格斯啟發式和基於屏障樹的啟發式以鹼基對分辨率對折疊軌跡進行建模，以連接局部構建塊的組合。該演算法在 Kinwalker 程式中實現，允許共轉錄折疊，並可用於折疊長度最多約 1500 個核苷酸的…
文昌魚 Hox 簇：特徵、比較基因體學和演化
摘要 文昌魚 Hox 簇通常被視為脊索動物譜系的「原型」。在這裡，我們描述了從 Hox14 到 Hox1 跨越文昌魚的 Hox 簇的 448kb 區域。我們提供了所有 14 個先前描述的文昌魚序列的完整編碼序列，並描述了保守非編碼調控序列元件的詳細分析。我們發現Hox簇的後部衍生得如此之高，以至於即使完整的基因組序列也不足以決定後部Hox基因是否由獨立複製產生，或者它們是否是相…
RNA-RNA 交互作用的翻譯控制：改良的 RNA-RNA 結合熱力學計算
摘要 RNA RNA 相互作用的熱力學由兩個部分組成：使潛在結合區域可接近（即未配對）所需的能量，以及從兩個相互作用夥伴的鹼基配對中獲得的能量。我們在這裡展示了使用 RNAup 的改進變體可以有效地計算這兩個組件。然後將此方法應用於一組參與翻譯控制的細菌小RNA。在所有具有生物活性的 sRNA 標靶相互作用的情況下，RNAup 預測的標靶位點與文獻完全一致。除了預測標靶位點位置…
雜訊：多序列比對中問題列的識別
摘要 動機：眾所周知，從（核酸）序列資料進行系統發育重建的基於序列的方法受到兩種影響的困擾：同質性和比對錯誤。大的進化距離意味著大量的同質位點。由於大多數蛋白質編碼基因在替換率方面表現出巨大的變化，並且這些變化在整個序列中並非不相關，因此這通常會導致（i）系統發育資訊和（ii）有效隨機區域的拼湊模式。此外，在高度可變的區域中，對齊錯誤會累積，有時會導致系統發育重建中產生誤導性訊…
不平等 and 網絡結構
摘要 本文探討了社會網絡的結構如何限制其成員之間的不平等程度。我們假設網路上的任何價值分配對於聯盟偏差都必須是穩定的，並且只有當玩家在網路中構成派系時才能形成偏差聯盟。我們證明，如果網路是二分的，則存在一個獨特的穩定收益分佈，該分佈是最大不平等的，因為它不洛倫茲支配任何其他穩定分佈。我們獲得了二分網路類別的完整排序，並表明那些具有較大最大獨立集的網路可以維持更大程度的不平等。這…
近似圖產品
摘要 辨識近似圖積的問題出現在理論生物學。本文提出了一種辨識一大類近似圖產品的演算法。此貢獻的主要部分涉及一種新的局部素因式分解演算法，該演算法將大量圖上的所有強乘積分解，特別是包含至少三個頂點上的無三角形圖的所有乘積。對於固定最大度數的圖，局部方法是線性的。
社會群體合作與分散的協同演化及其對多細胞出現的影響
摘要 背景 最近關於生命複雜性的研究強調了演化力量在不同個體層面所扮演的角色。在解釋從複雜細胞到多細胞生物和社會等實體的個性轉變時，核心難題之一是不同的自主單位如何將對其功能的控制權交給群體中的其他單位。除了需要減少因完成專門任務而產生的衝突之外，差異化群體還必須控制對公共資源的利用，否則就會被更適合的群體競爭。結果我們提出，兩種形式的衝突──群體內資源的取得和種系代表權──可…
共同基金規模分佈的時間演變
摘要 我們從實證和理論上研究共同基金成長的過程。大型共同基金的規模具有重尾分佈，這被推測為冪律；我們更仔細地研究了數據，並表明用對數常態分佈可以更好地描述數據。 To explain this we develop a stochastic growth model based on multiplicative growth, creation and annihilatio…
市場如何緩慢消化供需變化
摘要 在本文中，我們重新審視了經典的價格問題，並回顧了最近的一系列理論和實證工作，解釋了供需波動如何慢慢融入價格。基於策略性原因，大額買賣訂單只能增量交易，交易時間可能長達數月。由於這種供需波動形成了一個長記憶過程，表現為高度持久的訂單流。流動性動態在決定波動性以及讓市場在保持高效的同時吸收供需大幅波動方面發揮關鍵作用。我們回顧了對市場影響的數量和時間依賴性、買賣價差和訂單動態…
人類行為動力
摘要 我回顧了人類動力學的網絡方面，將宏觀歷史與微觀社會學和演化過程聯繫起來。在不同空間尺度的社區中建立聯繫的能力是人類透過社交網絡實現的特殊屬性。這些網路透過在不移除 k 個節點的情況下不易斷開連接而具有更大的凝聚力。門格爾（Menger，1927）的連通性定理表明，k 內聚性的這個特性在每對組成員之間相互蘊涵 k 個與節點無關的路徑。由於這種特性，即透過交流的冗餘，這些社區…
摘要 大規模——甚至全基因組——重複多次被用來解釋主要輻射
摘要 大規模——甚至全基因組——重複多次被用來解釋主要輻射。硬骨魚是物種最豐富的脊椎動物分支，經歷了大多數射線鰭魚類譜系所共有的「魚類特異性基因組複製」（FSGD）。我們在此研究了金眼魚（Hiodon alosoides）的Hox補體，金眼魚是骨舌形目（Osteoglossomorpha）的代表，是最基礎的硬骨魚分支。一項廣泛的 PCR 調查顯示，金眼魚至少有 8 個 Hox …
為什麼選擇模型？
摘要 建模事業可以追溯到阿基米德時期，其誤解也是如此。本文闡述了一些關於建模的長期誤解；其中之一是目標始終是預測。該論文將解釋和預測作為建模目標進行了區分，並提供了除預測之外的十六種建立模型的理由。它也挑戰了科學理論源於數據並「總結」數據的普遍假設，而理論通常先於數據收集並指導數據收集；沒有理論，換句話說，不清楚要收集什麼數據。除此之外，它還認為模特兒事業強化了對自由至關重要的…
Evo-devo 中的中立性與穩健性：橫向抑制的出現
摘要 胚胎發育是由分層動態過程定義的，該過程將遺傳訊息（基因型）轉化為空間基因表現模式（表型），為生物體的正確展開提供位置資訊。基因型 表現型作圖的本質和演化意義仍然是演化發育生物學（evo devo）的關鍵主題。我們透過簡單的基因調控網絡模型探討了 evo devo 中的中立性、穩健性和多樣性問題。此系統規模較小，可對整個健身景觀及其中立程度進行詳盡的分析。該分析表明，進化導…
單體雙穩定性和自動循環在基因調控中的作用
摘要 基因切換開關在基因調控網絡（GRN）中廣泛存在。通常認為具有協同結合的負回饋（即二聚體或多聚體的形成）是雙穩定性的先決條件。在這裡，我們分析了單體調控下 GRN 的雙穩態與確定性環境中自動循環的作用之間的關係。使用簡單的幾何論證，我們分析表明，只要存在至少一個調節自動循環，雙穩態也可以在沒有多聚體調節的情況下出現。
關於q期望值和Rényi熵的穩健性
摘要 我們研究機率分佈函數的穩健性，例如 Renyi 和非加性 Sq 熵，以及分佈小變化下的 q 期望值。我們專注於三種重要類型的分佈函數，即（i）連續有界（ii）具有有限狀態數的離散，以及（iii）具有無限數量狀態的離散。魯棒性的物理概念與數學上更強的穩定性條件和泛函的 Lesche 穩定性形成對比。我們明確證明，在連續分佈的情況下，一旦排除無界分佈和導致負熵的分佈，Reny…
演化物理學：無適應度的選擇
摘要 傳統上，演化被視為一個過程，其中從族群的可能變異池（例如生物物種或工業品）中選擇了一些能夠生存和增殖的變異，而其他變異則消失。生存機率通常與特定變異的「適應性」相關。在本文中，我們認為適應度的概念是一個後驗概念，從某種意義上說，人們可以為倖存的物種分配更高的適應度，但通常不能推導出甚至測量適應度（或適應度景觀）本身。因此，我們認為在「物理」進化論中應該避免這種概念。本著這…
尺度不變相關機率模型在熱力學極限內產生 q-高斯
摘要 在適當的範數和寬度約束下，玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 熵 SBG = −k R dx p(x) ln p(x) 的極值化產生高斯分佈 pG(x) ∝ e− x2 。此外，標準 Fokker Planck (FP) 方程式（與加性雜訊的 Langevin 方程式相關）以及中心極限定理吸引子的基本解都是高斯解。具有此類特徵的最簡單的隨機模型是 N → Infini 獨立的二元…
q 期望值的穩定準則
摘要 最近在統計物理學中，一種稱為 q 期望值的特定平均值已廣泛用於處理遵循冪律分佈的 q 廣義統計中。在這種情況下，q 期望值會自然出現。由於最近使用非常強的穩定性概念表明該非線性函數是不穩定的，因此了解 q 期望結果在基礎分佈函數的微小變化下何時穩健的充分條件非常有意義。我們證明，對容許機率分佈域的合理限制可以恢復 q 期望值的均勻連續性。可以給出允許變化大小的界限。討論了…
帕金森定律的量化：對官僚低效率的三項調查
摘要 我們撰寫了 C.N. 的三篇著名的描述性文章。帕金森在可量化和動態的社會物理框架中論官僚效率低。在第一個模型中，我們展示瞭如何使用最近的小群體輿論形成模型來理解帕金森的觀察，即一旦內閣或董事會等決策機構的規模超過臨界「低效率係數」（通常約為 20），它們就會變得非常低效。帕金森的第二個觀察（有時稱為帕金森定律）是，官僚或行政機構的成長通常與其整體效率的急劇下降同時發生。在…
基因交互作用網絡簡單模型中混沌邊緣的膨脹
摘要 我們研究了一組線性催化反應來模擬基因和蛋白質交互作用。該模型基於實驗驅動的交互網絡拓撲，旨在捕獲基因表現統計的一些關鍵特性。我們透過強制邊界條件來確保化學物質的非負濃度，從而對系統施加非線性。系統穩定性透過最大李亞普諾夫指數來量化。我們發現非負約束導致參數空間中李亞普諾夫指數完全消失的區域急劇膨脹。在模型中，這項發現可以完全解釋為正性約束所引起的對稱性破缺機制的結果。討論…
摘要 越來越多的證據表明，達爾文的自然選擇進化論為癌症的病因和治療提供了見解
摘要 越來越多的證據表明，達爾文的自然選擇進化論為癌症的病因和治療提供了見解。在微觀尺度上，腫瘤細胞滿足達爾文選擇的演化條件：具有影響細胞存活和複製的遺傳變異性的細胞繁殖。這表明，與生物學和生物醫學研究的其他領域一樣，達爾文理論可以為理解癌症的許多方面提供一個總體框架，包括具有重要臨床意義的問題。隨著原始分子數據的可用性迅速增加，該理論可以為將數據轉化為理解和進步提供指導。演化…
強恆定色電背景場產生的對橫向分佈的卡西米爾依賴性
摘要 由強恆定色電場產生的膠子和夸克 反夸克對的橫向分佈取決於兩個規範不變量，C1 = EaEa 和 C2 = [dabcEaEbEc]2，如前面的 [G. C. Nayak 和 P. van Nieuwenhuizen，物理學家。 Rev. D 71, 125001 (2005)] 對於膠子和 [G. C.納亞克，物理學家。 Rev. D 72, 125010 (2005)]…
對突變的穩健性取決於 RNA 病毒複製是按幾何方式發生還是透過沖壓機發生
摘要 無論基因組極性如何，在病毒複製過程中，必須合成互補正義的中間體，並將其用作合成新基因組鏈的模板。根據新合成的基因組分子是否成為產生額外反基因組鏈的模板，從而產生幾何增長，或者僅使用首先合成的反基因組鏈來達到此目的，因此遵循Luria的沖壓機模型，突變基因組的豐度和分佈將有所不同。病毒複製的數學模型在很大程度上忽略了這一事實，並且通常假設純粹的幾何增長。在這裡，我們提出了數…
基因調控網絡中的動態層次結構與模組化
摘要 模組化和層次結構是生物組織的兩個基本特徵。它們滲透到細胞計算的邏輯、對不斷變化的環境的適應性反應和進化性。然而，對於如何正確衡量它們還沒有達成普遍共識。在這裡，我們提供了動態層次結構和模組化的有基礎的理論定義。這可以透過動態主幹（DB）的辨識來實現，動態主幹是包含任何基因調控網路的所有動態重要組成部分的最小子圖。我們的方法論是基於任何動態行為背後最基本的特徵：因果關係原則…
語言 is a 複雜適應性 System
摘要 語言具有根本性的社會功能。人類互動過程以及領域通用認知過程塑造了語言的結構和知識。最近的認知科學研究表明，使用模式強烈影響語言的習得、使用和隨時間變化的方式。這些過程並不是彼此獨立的，而是同一複雜自適應系統 (CAS) 的各個方面。語言作為一種 CAS 涉及以下關鍵特徵： 此系統由多個相互互動的代理（語音社群中的說話者）組成。這個系統是自適應的，也就是說，說話者的行為是基…
有效複雜性及其與邏輯深度的關係
摘要 有效複雜度衡量物件規律性的資訊內容。它由 M. Gell Mann 和 S. Lloyd 引入，以避免 Kolmogorov 複雜性（也稱為演算法資訊內容）的一些缺點。在本文中，我們給出了有效複雜性的精確形式定義，並對其基本屬性進行了嚴格的證明。特別是，我們證明了不可壓縮的二進位字串實際上是簡單的，並且我們證明了具有與其長度接近的有效複雜性的字串的存在。此外，我們表明有效…
修剪生命之樹：k 核滲透作為選擇機制
摘要 我們提出了一種演化模型，旨在重現化石資料的統計特徵，特別是滅絕事件的分佈、每個屬的物種分佈和壽命分佈，所有這些都已知為冪律類型。該模型結合了物種間相互作用和祖先關係。這項工作的主要新穎之處在於展示了 k 核滲透作為選擇機制的可行性。我們對可觀察的分佈進行理論預測，透過電腦模擬確認其有效性並與化石數據進行比較。該模型的一個關鍵特徵是由潛在物種相互作用的拓撲結構決定的共同演化…
基於代理的意識水平模型
摘要 本文基於最近的跨學科實驗研究，強調生命最初幾年語言習得的步驟。這些步驟的特徵是意識層次的變化。其目標是將連續的意識層次置於複雜的自適應系統（CAS）框架中，該框架以透過手勢和話語等訊號交換進行互動的學習代理為中心。因此，CAS 框架非常強調語言習得和演化的社會本質。所描述的模型是探索性的，而不是預測性的。因此，這些模型旨在提出新的機制和實驗，以增強我們對語言的理解。
層次模型、邊緣多面體和線性碼
摘要 在本文中，我們探討了二元分層模型、其邊緣多胞體和碼字多胞體（線性碼的凸包）之間的關聯。確定可透過層次模型實現的線性程式碼的類別。我們將所有全維多胞形分類，其頂點形成線性程式碼，並給出確定它們的演算法。
非遍歷性的最佳槓桿
摘要 在現代投資組合理論中，效用函數的使用有助於平衡投資的預期報酬與報酬的不確定性。凱利準則提供了另一種植根於資訊理論的方法，它始終意味著對數效用。從各自的角度來看，這兩種方法似乎是不相容的，對投資者風險偏好的限制過於寬鬆或過於嚴格。透過注意到兩種方法中使用的模型（幾何布朗運動）是一個非遍歷過程，從某種意義上說，在單一實現中，整體平均回報與時間平均回報不同，這種不相容性就消失了…
現實遊戲
摘要 我們引入了一種在感知和現實之間具有反饋的進化遊戲，我們稱之為現實遊戲。這是一種機會遊戲，其中不同客觀結果（例如，拋硬幣的正面或反面）的機率取決於對這些結果的下注金額。透過改變將下注金額與結果機率聯繫起來的“現實地圖”，可以從機率不依賴下注的純粹客觀遊戲連續轉變為機率等於下注金額的純粹主觀遊戲。我們研究自我強化遊戲，在這種遊戲中，對結果下更多的賭注會增加其賠率，以及自我挫敗…
時間的倒刺之箭：不可逆性、隱密性與儲存訊息
摘要 我們展示了為什麼過去和未來之間傳遞的資訊量（過剩熵）通常不是現在儲存的資訊量（統計複雜性）。這是一個難題，而且是一個長期存在的難題，因為後者是最佳預測所需要的，但前者描述了觀察到的行為。我們為動力系統和隨機過程設計了一個分類方案，確定這兩個量何時相同或不同。我們根據最優因果預測器和逆向預測器（計算力學的 ε 機器）來開發過剩熵的封閉式表達式來做到這一點。過程的因果不可逆性…
昆蟲巢網絡中的滲透：最佳佈線的證據
摘要 優化已被證明是某些生物結構進化的驅動力，例如大腦或傳輸網路中的神經圖。在這裡，我們表明昆蟲網絡也表現出最優性的特徵。透過使用白蟻巢室組織的圖形表示和無序晶格模型，發現這些空間巢接近滲透閾值。這表明白蟻以低成本建造了跨越大部分巢穴體積的有效畫廊系統。概述了進化的後果。
人類合成致死推理作為潛在的抗癌標靶基因檢測
摘要 背景：。如果兩個基因中的任何一個單獨突變並不致命，但兩個基因的突變都會導致死亡或生物體適應性顯著下降，則這兩個基因被稱為合成致死（SL）。 SL 基因對的檢測構成了一種有前景的抗癌治療替代方案。由於癌細胞表現出大量突變，確定這些突變基因的 SL 夥伴可能會提供特定的抗癌候選藥物，而對健康細胞的干擾較小。由於現有的 SL 數據主要僅限於酵母篩選，因此人類 SL 候選者的道路…
國際貿易與文化製度多樣性的持續
摘要 國家之間的文化和製度差異可能會影響專制國家的商品邊際成本比率，從而成為專業化和比較優勢的基礎，只要這些差異沒有被貿易消除。我們提供實驗和歷史證據來激發獨裁和貿易下偏好和製度聯合動態模型。我們表明：i）即使國家除了文化製度均衡之外是相同的，專業化和貿易也可能會出現並提高福利； ii) 經濟一體化不會導致趨同，它會強化比較優勢所依賴的文化製度差異，甚至可能阻礙帕累托改進的文化…
RNA-RNA 交互作用預測的配分函數和鹼基配對機率
摘要 RNA RNA 交互作用問題 (RIP) 涉及兩個相互結合的 RNA 分子的能量最佳結構。 Alkan 等人提出的標準模型。 (J. Comput. Biol. 13: 267 282, 2006) 允許兩個夥伴中的二級結構以及兩個 RNA 之間的額外鹼基對受到某些限制，從而允許多項式時間動態編程解決方案。我們基於「緊密結構」的概念推導了 RIP 的配分函數，作為 Chi…
溶劑暴露對一系列酵母蛋白產生類似的選擇壓力
摘要 我們透過分析晶體結構已知的 61 個酵母基因的多重比對，研究胺基酸殘基的溶劑暴露如何影響其取代傾向。我們發現內部殘基的選擇性約束平均是表面殘基的十倍。令人驚訝的是，觀察到的蛋白質比對的整體選擇性約束與內部和表面殘基的約束比率之間沒有相關性。透過對幾種氨基酸特性的選擇性約束進行建模，我們表明，雖然殘基體積和親水性在大多數比對中都非常保守，但這兩種特性的內部與表面保守性幾乎沒…
摘要 穹窿RNA (vtRNA) 是一種小型的、大約 100nt 長的聚合酶 III 轉錄物，包含在真核
摘要 穹窿RNA (vtRNA) 是一種小型的、大約 100nt 長的聚合酶 III 轉錄物，包含在真核細胞的穹窿顆粒中。大概由於其神秘的功能，與大多數其他非編碼 RNA (ncRNA) 家族相比，它們很少受到關注。它們較差的序列保守性使得同源搜尋即使在脊椎動物中也是一項複雜而乏味的任務。在這裡，我們報告了對後口動物中這一類快速進化的 ncRNA 的系統和全面的分析，提供了計算…
FRANz：野生多代譜系的重建
摘要 我們提出了一個使用微衛星和 SNP 等共顯性基因組標記在自然群體中進行譜系重建的軟體包。如果可用，則演算法會利用先驗訊息，例如已知的關係（子譜系）或個體的年齡和性別。統計置信度透過 MCMC 抽樣估計。該演算法的準確性透過模擬數據以及具有已知譜系的經驗數據集得到證明。即使有基因分型錯誤，親子關係推論也是穩健的。 FRANz 的 C 原始程式碼可以在 GPL 下從 取得
粘毛盤菌基因組的非編碼 RNA 註釋
摘要 在新定序的基因組的初始發布中通常缺少非蛋白質編碼 RNA 的詳細註釋。在這裡，我們報告了粘性絲盤菌（Trichoplax adhaerens）基因組的全面 ncRNA 註釋，粘盤絲盤菌可能是最基礎的後生動物，其基因組迄今為止已發表。由於blast僅辨識出一小部分最保守的ncRNA——特別是rRNA、tRNA和一些snRNA——我們開發了一種半全局動態程式設計工具Gotoh…
順序組裝
摘要 儘管已定序和重新定序的基因組數量迅速增加，但有關大規模定序資料的計算組裝的許多問題仍未解決。計算組裝在大型基因組計劃以及不斷發展的高通量技術中至關重要，並且在處理這些方法產生的資訊中發揮重要作用。在這裡，我們提供了當前公開的序列組裝程序的全面概述。我們描述了計算組裝的基本原理以及主要關注點，例如基因組 DNA 中的重複序列、高表達基因和 EST 序列中的替代轉錄本。我們總…
化學組織的拓樸方法
摘要 大型化學反應網絡通常表現出獨特的特徵，可以解釋為更高層次的結構。主要的例子是生化環境中的代謝途徑。在這篇文章中，我們回顧了利用化學計量結構（可以被視為特定的有向超圖）來導出化學組織的代數圖的數學方法。然後，我們根據集值集函數給出了另一種解釋，該函數封裝了各個反應的產生規則。從數學的角度來看，這些函數定義了化學物質集合上的廣義拓樸空間。我們表明組織理論概念也以自然的方式出現…
偏好與制度的共同演化：歷史與理論
摘要 四個案例研究說明了人口層面的社會制度和個人偏好（或更廣泛的文化）的共同動態：德意志民主共和國共產黨統治的結束、菲律賓管理農業工作的傳統合約的轉變、南非種族隔離制度的終結以及西非女性生殖器切割的蔓延和消退。潛在過程的隨機演化博弈模型捕捉了現實世界歷史動態的五個相互關聯的面向：它通常是自下而上和分散的性質，文化和製度動態之間的互補性，低效制度的長期存在，制度和文化變革的經常革…
資訊可近性和隱性過程
摘要 我們對神秘性進行了系統性的擴展——最近引入的一種衡量靜態過程內部狀態資訊的不可訪問性的方法。這導致了 k 加密過程的層次結構，並使我們能夠識別具有無限加密性的有限狀態過程 內部狀態資訊存在於任意長的觀察序列中。隱性展開在有限階和無限階情況下都是精確的。事實證明，k 加密性是描述過程中狀態資訊的馬可夫有限階屬性的補充。這些結果的一個應用是有效擴展過剩熵（過程的無限過去和無限…
預測、回顧和目前儲存的資訊量
摘要 我們引入了隨機動力系統的靈巧視圖，比較它們的正時和逆時表示，然後將它們整合到單一時間對稱表示中。該觀點在理論上、計算上和概念上都很有用。從數學上講，我們證明了過剩熵（複雜系統中常見的組織度量）不僅是過去和未來之間的互信息，而且也是預測因果狀態和追溯因果狀態之間的互信息。實際上，我們利用預測和回顧之間的連結來直接計算過剩熵。從概念上講，這些導致人們發現隨機動力系統的新系統不…
基於資訊的複雜性簡史
摘要 基於資訊的複雜性的目標是針對部分、污染和定價資訊問題創建最優演算法和計算複雜性理論，並將結果應用於解決各個學科的具體問題。物理和社會科學與工程中出現的連續數學模型通常只有部分的、受污染的和定價的資訊。此類問題通常必須在一定的誤差閾值內進行數值求解。特別令人感興趣的是數百或數千個變數的問題。一個中心問題是克服由此產生的「維度詛咒」。基於資訊的複雜性已應用於從計算金融到量子計…
資訊可訪問性與隱密過程：因果狀態的線性組合
摘要 我們詳細展示瞭如何根據其前向時間機器因果狀態的線性組合來確定平穩隱藏隨機過程的時間反轉表示。這也對最近引入的 k cryptic 擴展進行了檢查，以探索內部狀態資訊傳播的時間範圍。
公眾的分歧
摘要 不同社會群體的成員對於他們所生活的世界的本質往往持有截然不同的公共信念。我們開發了一個可以容納這種公眾分歧的模型，並用它來探索有關分散式資訊聚合和社會融合後果的問題。該模型涉及異質先驗、私人資訊和重複溝通，直到信念成為公共資訊。我們表明，當先驗相關時，所有私人資訊最終都會被聚合，並且公共信念與可觀察先驗下產生的信念相同。然而，當先驗獨立分佈時，一些私人資訊永遠不會洩露，並…
社會系統的自組織與出現：模擬社會環境與合作行為的協同演化
摘要 我們透過計算模擬場景展示了當單獨的微觀機制組合在一起時，社會環境和個人行為如何共同演化，以及如何出現根本不同的宏觀效應。我們的框架考慮了空間網格上代理之間的囚徒困境、獵鹿、吃雞或協調博弈中的社交互動。模仿更成功的策略或遷移到更有利的地點都無法促進囚徒困境中的合作。然而，當兩種微觀機制結合在一起時，就會導致合作者與背叛者的隔離，以及宏觀層面上合作集群的自我組織。這些對於隨機…
具有獨立主體的隨機經濟中的通貨膨脹均衡
摘要 我們認為，即使宏觀經濟變數不變，潛在的微觀經濟不確定性和借貸限制也會產生通貨膨脹。我們研究具有法定貨幣、中央銀行、一種非耐用商品、可數個時間段和一系列代理人的隨機經濟。商品總量不變，但各主體的禀賦隨時間以隨機方式「獨立」波動。代理人持有貨幣，在每個時期的商品市場競價之前，可以以固定利率向中央銀行借款或存入貨幣。如果利率嚴格為正，那麼通常不會存在固定財富分配和固定商品價格的…
指數族和有向擬陣理論中的支持集
摘要 我們討論如何使用從底層定向擬陣導出的有限方程組來獲得離散指數族閉包的隱式描述。這些方程類似於代數統計中使用的方程，儘管它們在一般情況下不需要是多項式。此框架使我們能夠借助定向擬陣理論來研究指數族的可能支持集。特別是，如果兩個指數族誘導出相同的定向擬陣，則它們具有相同的支撐集。
設計複雜性在技術改進中的作用
摘要 我們研究一個簡單的技術或生產過程的成本（或更普遍的性能）演進模型。該技術可以分解為 n 個組件，每個組件與 d 1 個其他依賴組件組成的集群互動。創新是透過一系列試誤事件發生的，每個事件都包括隨機更改集群中每個組件的成本，並且只有在整個集群的總成本降低時才接受更改。我們證明，整個技術的成本與創新嘗試的數量之間的關係是漸近的冪律，與經驗數據中經常觀察到的函數形式相符。冪律的…
工業化前的不平等
摘要 不平等很大程度上是工業革命的結果嗎？或者說，工業化前的收入是否像今天一樣不平等？由於缺乏足夠的數據，這些問題尚未得到解答。本文使用所謂的社會表推斷了 30 個前工業社會的不平等情況，從公元 14 年的羅馬帝國，到 1000 年的拜占庭，到 1688 年的英國，到 1790 年左右的新西班牙，到 1880 年的中國，到 1947 年的英屬印度。它在進行這些評估時應用了兩個新…
恐怖組織的發展動態
摘要 對恐怖組織行為的傳統研究主要集中在政治動機、策略選擇、組織結構和物質支持等問題上，但很少涉及控制其攻擊頻率和嚴重程度（死亡人數）如何隨時間變化的基本規律。在這裡，我們研究了 1968 年至 2008 年全球 381 個恐怖組織實施的 3,143 起致命襲擊，結果表明，一個組織的攻擊頻率沿著普遍軌跡加速，其中攻擊之間的時間根據該組織總經驗的冪律而減少；相反，攻擊的嚴重程度與…
建設性決策理論
摘要 在大多數當代決策方法中，決策問題由一組狀態和一組結果以及一組豐富的行為來描述，這些行為是決策者 (DM) 偏好的從狀態到結果的函數。然而，最有趣的決策問題並不帶有狀態空間和結果空間。事實上，在複雜的問題中，狀態空間和結果空間通常還很不清楚。我們提出了另一種決策基礎，其中選擇的原始物件是句法程序。本著標準表示定理的精神證明了表示定理，表明如果 DM 對選擇對象的偏好關係滿足…
較大的群體可能會緩解集體行動問題
摘要 本文展示了更大的群體規模如何增強社會困境中的懲罰行為，從而支持更高程度的合作。我們專注於使用蘭徹斯特方程式來描述衝突技術，並研究懲罰的「集體」在支持大群體合作中的作用。主要結果表明，只要叛逃者的「集體性」稍微低於懲罰者，蘭徹斯特定律就可以適用，表明隨著人口規模的增加，較小比例的懲罰者可以成功消除叛逃者。
一種快速有效的多次過度表現實驗的基因網路重建方法
摘要 背景：基因調控網絡的逆向工程提出了系統生物學的重大挑戰之一。基因調控網絡通常是從一組單基因過度表現和/或敲除實驗推斷出來的。基因之間的功能關係可以從穩態基因表現或相應的時間序列中檢索。結果：我們提出了一種基於過度表現實驗的穩態基因晶片數據的基因網路重建新演算法。該演算法基於線性基因動力學方程式的直接解，其中實驗數據作為解的第一個預測因子輸入。我們在眾所周知的大腸桿菌實驗數…
股票市場大額交易訂單的市場影響和交易概況
摘要 我們實證研究交易訂單對市場的影響。我們對增量執行的大額交易訂單特別感興趣，我們稱之為隱藏訂單。這些是根據市場成員代碼的資訊使用西班牙股票市場和倫敦證券交易所的數據進行重建的。我們發現市場影響是強烈凹的，大約隨著訂單大小的平方根而增加。此外，當執行給定命令時，影響會根據冪律隨時間增長；訂單完成後，會恢復到峰值時的約0.5 0.7的水平。我們觀察到，除了訂單開始和結束時的小偏…
槓桿週期
摘要 均衡決定槓桿，而不僅僅是利率。槓桿的變化會導致資產價格的波動。這種槓桿循環可能會對經濟造成損害，應該受到監管。
槓桿導致厚尾和聚集波動
摘要 我們建立了一個非常簡單的帶有追加保證金的槓桿資產購買模型。投資基金使用的可能是最基本的財務策略，稱為“價值投資”，即係統地嘗試購買定價過低的資產。當資金不借貸時，資產的價格波動呈常態分佈且隨時間不相關。當資金被允許利用槓桿（即從銀行借款）購買比其財富允許的更多資產時，所有這些都會改變。當基金使用槓桿時，價格波動會變得重尾並顯示出群聚波動，類似於在真實市場中觀察到的情況。先…
透過非阿貝爾行列式逼近恆常
摘要 自從 Jerrum、Sinclair 和 Vigoda 的著名工作以來，我們知道透過使用快速混合馬可夫鏈對二分圖的完美匹配進行取樣，可以在隨機多項式時間內近似 0 1 矩陣的永久矩陣。另一部分文獻探討了替代代數多項式時間近似方案的可能性。這些方案的工作原理是用代數 A 的隨機元素取代每個 1，並考慮所得矩陣的行列式。在 A 不可交換的情況下，可以透過多種方式定義該行列式。…
競賽成功的功能：理論與證據
摘要 競賽成功函數顯示獲勝的機率如何取決於用於衝突的資源，已廣泛應用於解決專有活動（經濟）、國際和內戰（政治科學）以及群體衝突和選擇（進化生物學）的文獻中。兩種著名的競賽成功函數形式根據雙方資源之間的差異和資源比率來預測競賽結果。只需改變競賽成功函數的形式，就可以大幅改變給定衝突模型的分析屬性，例如均衡的存在。儘管存在這個問題，但對於哪種形式在分析上更好或在經驗上更合理還沒有共…
摘要 量子 k SAT 是確定是否存在垂直於一組向量的 n 量子位元狀態的問題，每個向量都位於 k 個量
摘要 量子 k SAT 是確定是否存在垂直於一組向量的 n 量子位元狀態的問題，每個向量都位於 k 個量子位元的希爾伯特空間。同样，问题是确定特定类型的局部哈密顿量是否具有零能量的基态。我们考虑具有 n 个变量和 m = αn 子句的随机量子 k SAT 公式，并询问在 α 的值是多少时这些公式不再可满足。我们证明随机量子 3 SAT 的阈值最多为 3.594。为了进行比较，来…
隨機圖 k-可色性中的相變
摘要 我們使用一階矩和二階矩機率以及 Potts 自旋玻璃模型來找到控制隨機大圖 k 著色性的臨界平均度 d k 的改進上限和下限，並分別找到關於上限和下限 d k^+ 和 d k^ 的數值結果，這樣對於大 k，d k^ = d k^+ 1。此外，似乎 d k^+ 和 d k^ 與樸素上限 2 ln k / (\ln k \ln (k 1)) 存在一些小常數的差異。
合作、規範與衝突：統一方法
摘要 合作對社會至關重要，但常常受到個人私利的挑戰。雖然博弈論對這個問題進行了廣泛的研究，但對於具有不同偏好的群體內部和群體之間的互動卻很少有研究。然而，利益不相容的人之間的互動常常會產生衝突，因為一個群體認為合作的行為可能被另一個群體視為不合作。為了理解這種競爭性互動的結果，我們研究了具有不相容偏好和不同權力的多個群體的博弈動態複製方程，以揭示例如哪些機制可以促進行為規範的演…
極端退化表徵了複雜網路的模組辨識問題
摘要 識別複雜網路中的模組化結構是理解複雜生物、技術和社會系統的功能、動態、穩健性和演化的基本任務。儘管在實踐中得到了廣泛應用，但流行的識別技術（例如基於優化稱為模組化的數量的技術）的準確性仍然很少被表徵。在這裡，我們對該方法進行系統性和批判性的分析。我們透過分析表明，除了先前觀察到的分辨率限制之外，模組化函數 $Q$ 表現出極端的簡併性，允許指數數量的高模組化但結構不同的解決…
經濟網絡：我們知道什麼以及我們需要知道什麼？
摘要 我們研究經濟網絡這一新興領域，並探討其揭示全球動盪經濟的能力，在這種經濟中，信貸、所有權、創新、投資和幾乎所有其他經濟活動的規模和範圍都不受地理、組織或政治界限的影響。在這種背景下，對經濟網絡及其動態的研究必須反映交互模式的巨大複雜性，並將其與控制代理人行為的激勵和資訊的現實描述相結合。兩者的相互作用已被證明會產生亞穩定性、系統崩潰和緊急結構，但人們對它們的了解卻知之甚少…
經濟誘因與社會偏好：基於偏好的盧卡斯對公共政策的批判
摘要 為自私的個人設計的政策和明確的激勵措施有時會降低利他主義、道德規範和其他社會偏好的效果，甚至適得其反。 51 項實驗研究的證據表明，這種擠出效應是普遍存在的，而且擁擠效應也會發生。開發了一個模型，其中自我關注和社會偏好可以是替代品或補充，並提供了偏好的這種非可加性特徵背後的機制的證據。其結果是基於偏好的盧卡斯批判，將可行的實施限制在考慮到激勵對偏好的影響的情況下可支持的分…
生物物流與效率鬥爭：概念與觀點
摘要 世界人口的成長、資源的有限、經濟問題和環境問題迫使工程師為物流系統開發越來越有效率的解決方案。然而，純粹的效率優化往往會導致技術解決方案容易受到供需變化和擾動的影響。相比之下，大自然已經提供了種類繁多的高效、靈活和強大的物流解決方案。我們能否利用生物學原理來設計能夠靈活適應難以預測的波動條件的系統？我們提出了一種受生物啟發的「生物物流」方法，利用模組化、自組裝、自組織和分…
測量大型多人線上遊戲中的社交動態
摘要 迄今為止，人類群體行為的量化還無法採取經驗的、可證偽的方法。這是由於社會系統的資料取得存在巨大困難。大型多人線上遊戲 (MMOG) 提供了一種令人著迷的新方式來觀察數十萬同時參與虛擬經濟活動的社交互動個人。我們編制了一個資料集，其中包含 30 萬人玩的 MMOG 三年內所有玩家的幾乎所有行為。這個社會經濟單位的大規模資料集包含來自單一一致來源的所有社會和經濟資料。玩家必須…
圍繞價格大幅變動的限價訂單簿研究
摘要 我們研究了流動性股票在經歷較大的盤中價格變化後限價訂單簿的動態。在數據中，我們發現幾個微觀指標的變化很大，例如，買賣價差的波動性、買賣不平衡、排隊限價單的數量、限價單下達和取消的活動（數量和數量）等。數量的放鬆通常非常緩慢，可以用指數≈0.4的冪律來描述。我們引入數值模型以便更好地理解實證結果。我們發現，透過訂單流的零智能沉積模型，可以定性地再現經驗結果。這表明緩慢的放鬆…
複雜系統隱藏的脆弱性：變化的後果，變化的後果
摘要 短期生存和熱衷於建立我們的未來正在產生一種新的意想不到的後果——隱藏的脆弱性。這是人類創造的社會技術系統的複雜性和結構複雜性的直接影響。這是不可避免的。因此，挑戰在於，我們能夠在多大程度上理解和預測這些系統以及導致其建構的社會動態？
社會和經濟的系統性風險
摘要 本文總結了社會經濟系統系統性風險的來源和驅動因素以及相關治理問題。該分析基於複雜系統理論，並透過大量例子進行說明，包括金融市場不穩定。將解決有關社會經濟系統的行為和功能的典型誤解，並指出當前對社會和經濟系統穩定性的一些威脅。
重訪埃爾法羅爾
摘要 幾年前，Brian (Arthur 1994) 發表了一篇關於解決他最喜歡的聖達菲當地酒吧 El Farol 擁擠狀況問題的開創性文章。非正式的環境及其座位問題為許多情況下發生的基本協調問題提供了一個引人注目的隱喻。亞瑟為日常小問題提供了富有想像且深入的解決方案。一個簡單的版本如下：假設有 100 個人喜歡去聽音樂，但都不喜歡擁擠。他們都有相同的品味，這表明如果參加人數不…
燃煤發電的歷史成本及其對未來的影響
摘要 我們研究了 1882 年至 2006 年間美國燃煤發電的成本，將其分解為煤炭價格、運輸成本、能源密度、熱效率、工廠建設成本、利率和容量係數。目前成本的主要決定因素是煤炭價格和工廠建設成本。煤炭價格似乎或多或少地隨機波動，而建築成本則遵循長期趨勢，從1902年至1970年下降，從1970年至1990年上升，此後持平或略有下降。這使我們預測，即使沒有碳捕獲和封存，即使在建築成…
論齊普夫定律的普遍性
摘要 齊普夫定律是顯示縮放行為的最常見的統計分佈。城市、人口或企業只是這看似普遍法則的例子。儘管已經提出了許多不同的模型，但尚未證明其普遍性存在著一般的理論解釋。在這裡，我們證明齊普夫定律其實是一類非常普遍的隨機系統的必然結果。借用演算法資訊理論的概念，我們的推導是基於透過對具有無數可能狀態的系統進行連續觀察而獲得的符號序列的屬性。具體來說，我們假設觀察序列提供的系統描述的複雜…
生命之樹的基於全基因組的原核分支
摘要 最近提出的原核系統發育的組成向量（CVTree）方法是基於全基因組、無比對和無參數的。它支持生命之樹古細菌和細菌分支中許多主要和精細聚類的16S rRNA分析，並為後者提供額外的資訊和獨立驗證。它可能成為原核系統發育和分類學中實用且確定的工具。
投資組合經理人的博弈績效費
摘要 我們表明，設計基於績效的薪酬合約來獎勵產生超額回報的投資組合經理，同時篩選出無法產生此類回報的經理是非常困難的。理論界限是根據各種績效合約下可能的費用操縱量得出的。我們表明，最近提出的改革薪酬做法的提議，例如推遲發放獎金和製定回扣條款，不會消除玩弄制度的機會，除非管理者的立場和策略具有透明度。事實上，不存在僅根據回報歷史來區分熟練經理和非熟練經理的補償機制。
網路中隱藏屬性的主動學習
摘要 在許多網路中，頂點具有與網路拓撲相關的隱藏屬性。例如，在社交網路中，如果人們在人口統計上相似，那麼他們更有可能成為朋友。在食物網中，掠食者通常吃體重較低的獵物。我們探索一種網路拓撲已知但這些屬性未知的設定。如果每個頂點都可以被查詢，學習其隱藏屬性的值（但只有一定的成本），那麼我們需要一個演算法來選擇接下來要查詢的頂點，以便盡可能多地了解剩餘頂點的屬性。我們假設網路是由機率…
電路分割與內積的#P完全積
摘要 我們提出一個簡單、自然的 P 完全問題。設G為有向圖，k為正整數。我們定義 q(G; k) 如下。在每個頂點 v 處，我們放置一個 k 維複向量 xv 。我們在所有邊 (u, v) 上求內積 <xu , xv 的積。最後，q(G; k) 是該乘積的期望，其中 xv 是均勻且獨立於所有範數 1 的向量（或者，從高斯分佈）選擇的。我們證明 q(G; k) 與 G 的循環劃分多…
BarMap：動態能量景觀上的 RNA 折疊
摘要 RNA二級結構的動態變化在許多調控RNA的功能中扮演重要角色。這種動力學效應，特別是在時變和外部觸發系統中，通常透過對大量單獨折疊軌跡進行廣泛且昂貴的模擬來研究。在這裡，我們描述了一種通用方法的理論基礎，該方法不僅允許直接計算近似人口密度，而且還可以將分析折疊能量景觀所需的工作量減少到一次性預處理步驟。基本概念是考慮單一景觀的動力學，並將外部觸發因素和環境變化建模為景觀中…
基因調控創新：染色質計算案例
摘要 染色質調控被認為是真核細胞基因調控的基本模式之一。我們認為，決定染色質結構的基本蛋白質構成了生命所有三個領域中共有的進化古老的轉錄調控層。我們從系統發育角度探索染色質調控的創新來源，並著重在與染色質結構和功能相關的蛋白質結構域，證明染色質調控的複雜性逐漸增加。基於高度保守地使用染色體結構蛋白變體來區分染色體狀態，Eukarya 其次獲得了將化學修飾「寫入」到構成持久訊號的…
演化 of 代謝網絡s: A 計算 Framework
摘要 背景：現有生物體的代謝結構共享許多關鍵途徑，例如檸檬酸循環、糖解作用或大多數胺基酸的生物合成。文獻中已經討論了關於塑造代謝網絡的進化機制的幾種相互競爭的假設，每個假設都得到了現有基因組的比較分析的支持。或者，可以透過直接電腦模擬來研究代謝進化的原理。然而，這需要所有相關組件的顯式實現：新陳代謝所基於的化學反應的整體、實現新陳代謝的酶的顯式表示、編碼這些酶的遺傳系統以及可以…
大型網路中的合作：一種實驗方法
摘要 我們提出了一種新設計的簡單公共物品實驗，有大量參與者，電腦實驗室中最多 80 人有可能與房間裡的其他人建立聯繫，以誘導更多合作者為公共利益做出貢獻並克服社會困境。這個實驗設計探討了使用社交網路和製度設備來創造與我們在小群體中觀察到的相同行為反應（例如承諾、社會規範、互惠、信任、羞恥、內疚）的可能性，這些反應似乎在私人提供公共物品中誘導合作行為。我們的實驗結果表明，網絡結構…
結構漂移：順序學習的群體動態
摘要 我們引入了一種順序因果推理理論，其中鏈中的學習者從上游「老師」估計結構模型，然後將模型中的樣本傳遞給下游「學生」。它擴展了遺傳漂變的群體動力學，將木村的選擇性中立理論重新塑造為使用具有記憶的結構化群體的廣義漂變過程的特例。我們研究了幾種漂移過程的擴散和固定特性，並提出了在學習、推理和進化方面的應用。我們也示範了漂移過程空間的組織如何控制保真度，促進創新，並導致有記憶和無記…
多樣性、競爭、滅絕：語言變遷的生態物理學
摘要 正如查爾斯·達爾文早期指出的那樣，語言的行為和變化與生物物種非常相似。它們表現出高度的多樣性，在空間和時間上存在差異，出現和消失。大量文獻探討了選擇性場景下智能體群體中資訊交換和通訊限制的作用。這些模型對於解釋複雜的溝通形式在演化壓力下如何出現非常有幫助。然而，大型組織的其他模式可以使用忽略溝通特徵的數學方法來描述。這些方法考慮較短的時間尺度，並透過利用理論生態學和統計物…
歸納賽局理論和動物衝突的動力學
摘要 衝突會破壞社會互動的穩定，並阻礙生物組織多個層面的合作。引起根本利益的是衝突動盪時期的原因。我們分析了猴子社會模型系統中的衝突動態。我們開發了一種技術，即歸納博弈論，可以直接從時間序列資料中提取個人和群體使用的決策策略。該技術使用蒙特卡羅模擬來測試衝突動態的替代因果模型。我們發現個體的戰鬥決定是基於對社會因素的記憶，而不是短期的生態資源競爭。此外，這些決策所依據的社會評估…
群體退火：一種用於粗糙自由能景觀的有效蒙特卡羅方法
摘要 描述了 Hukushima 和 Iba [1] 提出的群體退火演算法。群體退火將複製群體中的模擬退火和玻爾茲曼加權差分複製相結合，以對平衡狀態進行採樣。群體退火可以直接獲得自由能。結果表明，可觀測值的無偏測量可以透過多次運行的加權平均值來獲得，權重因子與運行中的自由能估計相關。群體退火非常適合併行化，並且對於具有粗糙自由能景觀（例如自旋玻璃）的系統來說，可能是並行回火的有…
摘要 在這項工作中，我們研究了不同學科的研究，這些研究使我們假設人類的利他主義本質上是有益的，並且鑑於其
摘要 在這項工作中，我們研究了不同學科的研究，這些研究使我們假設人類的利他主義本質上是有益的，並且鑑於其可塑性，受到社會背景的調節。我們對神經和內分泌過程進行了多項研究，以及利他行為和社會支持對免疫力、預期壽命和壓力水平等優勢的有益影響。考慮到這一證據，我們提出了一種社會合作模型，該模型呈現不完美的超臨界乾草叉分叉中的相變。手稿提出了利他主義的潛在有益作用，這可以解釋其在非親屬…
內在和設計計算中的同步與控制：隨機計算競爭模型的資訊理論分析
摘要 我們採用資訊理論中的工具來分析觀察者如何與有限平穩隨機過程的隱藏狀態同步。我們表明，同步是由過程的內部組織和觀察者的模型決定的。我們使用狀態區塊和區塊狀態熵的收斂來分析這些分量，並將它們與先前已知的香農塊熵的收斂特性進行比較。在此過程中，我們引入了資訊量詞的層次結構作為這些熵的導數和積分，這與區塊熵引入的類似層次結構相似。我們也得出同步屬性和製程可控性之間的二元性。這些工…
複雜統計系統的綜合分類及其熵和分佈函數的從頭推導
摘要 為了表徵熱力學框架內強相互作用的統計系統（尤其是複雜系統），可能有必要引入廣義熵，Sg。過去已經提出了一系列這樣的熵，主要是為了將重要的經驗分佈函數適應最大無知原則。到目前為止，對這些熵的基本起源及其與複雜系統的更深層關係的理解仍然有限。在這裡，我們從首要原則出發探討這些問題。我們首先觀察第四個 Khinchin 公理（可分離性公理）被一般的強相互作用系統所違反，並詢問違…
真實、飽和網路流量的自穩定分散訊號控制
摘要 車輛流量的協調通常透過交通號誌的循環操作以及同步這些週期來實現。然而，交通號誌通常優化的典型條件永遠不會準確地發生。一個週期內到達的車輛數量的大幅波動可能會導致綠燈時間的使用效率低下，綠燈時間通常要么太短要么太長。我們在這裡提出的方法不僅允許對持續時間進行可變調整，還允許對綠燈階段的順序進行可變調整，同時它至少達到與優化的固定時間控制器相同的交叉口吞吐量。當十字路口高度飽…
理性科學家世界中的同儕審查：走向平均值的選擇
摘要 同儕審查的優點之一是它為科學工作、論文和專案提供了一種自我調節的選擇機制。同儕審查作為一種選擇機制，其效率很難評估。認真努力了解其優點和缺點尚未得出明確的答案。理論上，如果參與者（編輯和審查者）符合一系列要求，例如熱愛高品質的科學、客觀、沒有偏見、裙帶關係、朋黨網絡、自私等，同儕審查就會起作用。如果違反這些要求，對高品質作品的評選有何影響？我們用一個簡單的基於代理人的模型…
資訊驅動的自組織：自主機器人行為的動態系統方法
摘要 近年來，資訊理論已成為對機器人和生物的感覺運動動力學感興趣的研究人員的焦點。這些方法的一個根源是生物體是資訊處理系統，這些過程的最佳化應該是一種演化優勢。除了這些更重要的問題之外，最近人們對機器人如何配備創新或好奇心的內部驅動力這一問題也很感興趣，這可以作為機器人開放式、自主開發的驅動力。這些方法的成功主要取決於選擇一種方便的資訊測量方法。本文詳細研究了感覺運動過程的…
預測ing 細胞自動機
摘要 我們使用 Wolfram 的一維二元細胞自動機來探索本地知情個體代理在不同複雜程度的系統中預測自動機未來狀態的能力。然後，我們將代理的表現與以多數決投票的兩小組代理的表現進行比較。我們發現穩定的規則（I 類）是高度可預測的，而最複雜的（IV 類）和混沌規則（III 類）是不可預測的。然而，我們發現產生規則模式（II 類）的規則的可預測性差異很大。然後我們表明，II 類規則…
生物 計算
摘要 本文透過討論生物計算研究的前景，為 ACM Ubiquity「什麼是計算」研討會做出貢獻，即生物體本身執行計算的提議，更具體地說，資訊和計算的抽象概念可能是以更統一的方式理解生物學的關鍵。
利用專利技術程式碼研究技術變革
摘要 許多關於技術變革的研究都認為，新的和現有的技術能力的重組是技術新穎性的主要來源之一。專利發明可以被視為為實現特定成果而匯集的不同技術的集合——這就是美國專利局對發明的定義。構成發明的技術由美國專利局透過複雜的技術代碼系統來識別。對發明的組合視角，象徵進化經濟學和複雜性科學所指導的技術變革方法，是使用技術程式碼來總結專利發明的技術新穎性的固有特徵。技術代碼代表了跨越 220…
列舉有限進程
摘要 我們展示如何使用 ε 機器的因果表示來有效地列舉一類有限記憶體隨機過程。我們用自動機理論的語言來描述 ε 機器，並採用最新的演算法來產生可訪問的確定性有限自動機，將這個過大的類別修剪為 ε 機器。作為一個應用程序，我們精確地列舉了最多七個狀態和六個字母的拓撲 ε 機。
前饋網絡中的拓樸可逆性和因果關係
摘要 從進化樹到河流流域或運輸網絡，其組織表現出因果不對稱約束的系統通常可以用一組離散的任意單元上的有向路徑來描述，包括狀態空間中的狀態、前饋神經網絡、給定事件集合的進化歷史或沿著複雜計算訪問的計算狀態圖。這樣一組路徑定義了前饋、非循環網路。與這些系統相關的關鍵問題涉及表徵其路徑可逆性的內在程度：給定圖中的末端節點，向後恢復過程直到原點的不確定性是多少？在這裡，我們提出了一個新…
同步的多種途徑：自然時間尺度及其演算法
摘要 我們調查了與隨機過程同步的各種方式。我們定義了相關的長度尺度，為它們的計算提供了表徵定理和有效的演算法。我們證明，與過程的所有替代模型相比，使用 ε 機器可以最小化許多長度尺度。我們還表明，隨機過程理論中常見的馬可夫階概念是 ε 機表示的拓撲性質。此外，我們發現它只能在使用 ε 機器時計算，而不是任何替代方案。我們透過提供證據來說明結果，證明無限馬可夫階和無限神秘性是有限…
焦點議題介紹：內在與設計計算：動態系統中訊息的處理 - 超越數位霸權
摘要 動態系統如何儲存和處理資訊是一個基本問題，涉及一系列非常廣泛的當代問題：從摩爾定律的崩潰（預測數位電路的不可阻擋的進步）到自然世界模式的基本哲學問題。這個問題也讓人們回到動力系統理論、機率論、數理邏輯、通訊理論和理論電腦科學基礎的最早期。我們在本期焦點期刊中介紹了廣泛且相當不拘一格的文章集，重點介紹了當前計算和動力系統中的一系列挑戰。 © 2010 美國物理學會。 doi…
空間維度如何影響前生物演化的產物：結構複雜性的空間族群動態與膜的出現
摘要 我們表明，ε 機器的自催化網絡及其種群動態在空間（地理分佈）和非空間（panmixia）種群之間存在很大差異。一般來說，時空不變的自催化網路區域（或域）出現在地理分佈的群體中。它們被互補的ε 機器的功能膜分隔開，這些膜在域之間主動翻譯並負責它們的生長和穩定性。我們分析空間和非空間群體，確定自催化網絡的代數特性，該網絡允許空間影響動力學，從而產生自催化域和膜。此外，我們分析…
基於資訊對稱和測量尺度的常見機率分佈的簡單推導和分類
摘要 常見觀察到的模式通常遵循幾個不同的機率分佈族。一百多年前，Karl Pearson 提供了常見連續分佈的系統推導和分類。他的方法是現象學的：一個產生共同分佈的微分方程，沒有任何潛在的概念基礎來解釋為什麼共同分佈具有特定的形式以及如何解釋家庭關係。皮爾遜系統及其衍生系統仍然是最受歡迎的機率分佈系統分類。在這裡，我們基於兩個有意義且合理的命題將不同形式的常見分佈統一為一個…
資訊科技的超指數長期趨勢
摘要 摩爾定律讓人普遍認為資訊科技呈指數級進步。但IT的進步真的是指數級的嗎？在本文中，我們研究了 Koh 和 Magee（2006）收集的記錄資訊技術進展的長期資料序列。我們分析了幾種技術的六種不同的歷史進展趨勢，分為以下三個功能任務：資訊儲存、資訊傳輸（頻寬）和資訊轉換（計算速度）。六個資料集中的五個可以追溯到十九世紀。我們進行統計分析並表明，在所有六種情況下，我們都可以在…
有限狀態源的漸近同步
摘要 我們將最近對精確有限狀態源的同步分析擴展到僅漸近發生同步的非精確源。儘管漸近情況需要更複雜，但主要結果保持不變。我們發現，觀察者在源狀態中的平均不確定性以指數方式快速消失，因此，觀察者在預測未來輸出時的平均不確定性以指數方式快速收斂到源熵率。
有限狀態源的精確同步
摘要 我們使用 ε 機器因果表示來分析觀察者如何同步到有限狀態資訊來源的內部狀態。在這裡，我們處理精確同步的情況，即只需要有限數量的觀察。嚴格漸近同步的更困難的情況將在後續中處理。在這兩種情況下，我們發現觀察者與源的同步速度呈指數級增長，因此，觀察者對未來源輸出的預測的準確性也呈指數級快速接近其最佳水平。此外，我們在這裡展示如何分析計算精確 ε 機器的同步率，並提供有效的多項式…
有爭議的公地中的權力與衝突：土耳其烏魯阿巴特湖的模式及其應用
摘要 公共池資源的過度開發以及資源開發者未能避免「公地悲劇」的標準模型充分反映了環境退化的許多問題。但在某些情況下，外部行為者降低了公地永續開發的能力，加劇了悲劇。這導致了另一個集體行動問題：資源使用者如何在政治行動中合作，提供激勵或約束，誘導外部參與者保護公共池資源。本文所發展的模型透過衝突的三方博弈論模型形式化了集體行動問題的第二個面向。某個行業污染了湖泊，減少了漁業收入，…
具有可調相互作用的冷原子玻色氣體的非微擾預測
摘要 我們根據與正常和異常密度相關的輔助場重寫拉格朗日，導出了稀玻色氣體作為複合場傳播器的循環展開的理論描述。我們證明，這種非微擾方法已經在前導階中描述了大範圍的耦合常數值，滿足戈德斯通定理，產生二階玻色 愛因斯坦躍遷，並且與下一個前導階大 N 展開在弱耦合極限中預測的臨界溫度一致。
現在的過去與未來
摘要 我們展示了過去和未來之間的共享資訊（多餘的熵）如何從目前儲存的方向資訊的組成部分（預測性和追溯性因果狀態）中派生出來。詳細的證明使我們能夠突出估計和分析中阻礙準確計算過量熵的一些微妙問題。
作為計算的演化：對經濟理論和本體論的啟示
摘要 在過去的幾十年裡，進化理論家和其他人將進化作為一種計算形式的工作在生物學、計算機科學、資訊理論和物理學等領域產生了重要的見解。然而，這一研究流對經濟和製度的演化觀點影響相對較小。本文認為，這些文獻為演化經濟學和製度經濟學的理論和本體論的進步提供了潛力。本文探討了透過「設計空間」進行演算法搜尋的計算概念如何有助於統一技術、制度和經濟演變的概念，並解釋經濟中秩序和複雜性創造的…
前饋網路中的層次結構與訊息
摘要 在本文中，我們定義了前饋結構的層次索引，以層次結構的三個基本概念為起點：順序、可預測性和金字塔結構。我們的定義適用於所謂的因果圖，即連接的有向無環圖，其中箭頭描繪了定義節點的兩個元素之間的直接因果關係。層次估計量是透過評估因果路徑的複雜性以及從給定端點恢復它們的不確定性來獲得的。這自然地引導我們對互資訊進行定義，透過圖的分層結構對其進行適當的歸一化和加權，從而產生具有堅實…
齊普夫定律在傳播發展中的出現
摘要 齊普夫定律似乎在人類語言中無所不在，並且似乎是複雜通訊系統的普遍屬性。繼齊夫提出的關於通訊系統中說話者和聽者的努力之間存在緊張關係的早期建議之後，我們基於庫爾貝克的最小信息歧視原則，通過變分方法來解決該問題。因此，使用完全嵌入資訊理論框架的形式主義，我們證明了齊普夫定律是在齊普夫所描述的交流張力的嚴格定義下不斷發展的交流系統的唯一預期結果。
理論之夢
摘要 「計算能力和複雜的數據收集掩蓋了這樣一個事實：在許多科學和工程領域，理論與實驗之間的平衡越來越不平衡，」吉姆·克拉奇菲爾德說。
集體衝突動態中策略週期性的證據
摘要 我們分析了靈長類社會中衝突決策的時間尺度。我們提供了與社會決策和行為模式相關的多個週期性時間尺度的證據。我們證明了周期性的存在，這些週期性與環境循環或已知的超緯度機制不直接相關。在特定的生物學和社會定義的人口類別中，週期性跨越小時和天之間的時間尺度，並且許多週期性不是由外生或內部規律驅動的。我們的結果表明，它們是由對社交互動模式的策略反應所驅動的。分析還表明，發揮關鍵職能…
The 湧現 of 同質的 Norms in 異質的 族群s
摘要 眾所周知，如果行為者普遍同意社會規範，則可以建立社會秩序和凝聚力。然而，在異質人群中，可能會導致規範衝突，社會秩序可能崩潰。在本文中，我們透過計算模擬模型表明，同質的社會規範甚至可能在由具有競爭利益的群體組成的異質社會中出現。我們證明，以合規性為導向的懲罰可以引發執法級聯，從而形成一個普遍接受的規範。在我們的模型中，代理人向其他人施加壓力，要求他們做出與自己表現出的相同的…
大偏差原理、隨機有效作用、路徑熵、熱力學描述的結構與意義
摘要 熱力學描述的意義可以在平均量波動機率的大偏差標度[1, 2]中找到。表達大偏差標度的中心函數是熵，它是漲落定理和表徵系統熱力學相互作用的基礎。 Freidlin Wentzell 理論 [3] 透過哈密頓動力系統的顯著表示，為非平衡隨機過程的大偏差標度提供了一個相當通用的公式。現在有許多相關方法來建構多種隨機過程的 Freidlin Wentzell 哈密頓量； Doi …
廣義市場交換的動態
摘要 本文為完全分散的市場經濟開發了動態價格和數量調整過程，並首次使用基於代理的建模技術表明，從長遠來看，價格和數量接近其均衡狀態。由此產生的動力系統在面對外源衝擊時也具有強烈的彈性。關鍵的設計元素是每個交易者都有一組透過經驗更新的私人價格，不太成功的代理商複製更成功的代理商的策略，以及根據個人交易成功而變化的私人價格。然而，當商品種類較多時，市場經濟效率較低。透過允許代理…
白皮書：金星在中美洲、墨西哥西部、美國西南部和東南部宇宙學中的作用
摘要 本文從不同複雜性的文化背景的角度匯集了美洲原住民對金星的不同但相關的看法。對中美洲、墨西哥西部、美國西南部和東南部之間金星的賦予值和象徵意義進行了研究。在中美洲，金星的定時消失和再現成為玉米和人類生命週期的隱喻。作為一顆好戰的行星，金星與戰爭和死亡以及與之相輔相成的更新概念有著廣泛的聯繫。它與玉米農學家中的戰爭/生育情結的聯繫過去/現在都很普遍。我們進行案例研究，考慮金星…
宇宙學的祖先
摘要 古代美洲印第安人宇宙觀的核心是對祖先的崇拜、調解和為祖先舉行的儀式。這篇簡短的論文回顧了北美東部、大西南地區和中美洲的人民及其祖先之間的一些基本關係，重點關注透過考古遺跡所知的過去。重點介紹了三個次大陸地區的例子並確定了共通性。有證據表明，祖先的靈魂透過物質、物理空間和其他物質或元素（土、雲、水）轉移和體現。同樣，有證據顯示祖先受到選擇性記憶和遺忘的影響，這個過程對政治和…
塑造空間：四個區域的建築空間、景觀與宇宙學
摘要 考古學面臨的巨大挑戰之一是製定將社會複雜性的變化與意識形態變化聯繫起來的原則。本文探討了中美洲、墨西哥北部、美國東南部和美國西南部這四個地區的人們如何根據當地的宇宙學願景塑造其定居點空間並在地球表面及其他環境中配置空間文化形象。透過具體的例子，我們探討了這樣一個論點：美洲原住民透過在建築空間中實現宇宙學願景，使自己不斷適應季節性、每年和更長時間尺度變化的環境環境。在認為宇…
永續發展科學的演變與結構
摘要 永續發展的概念自 20 世紀 80 年代提出以來取得了非凡的成功。它們現在已成為政府和企業議程中不可或缺的一部分，它們的目標已成為全球研究實驗室和大學使命的核心。然而，目前尚不清楚該領域作為一門科學學科取得了多大進展，特別是考慮到其雄心勃勃的議程，即整合理論、應用科學和政策，使其與全球發展相關，並在生態學、社會科學和工程學等不同領域產生新的跨學科綜合。為了解決這些問題，我…
衡量發明過程中重複使用、重組和創造技術的相對重要性
摘要 許多關於技術變革的研究都認為，新的和現有的技術能力的重組是技術新穎性的主要來源之一。但在科技史上也曾經出現過這樣的例子：新科技的出現幾乎沒有先例，它們開創了技術途徑，而不是擴展了現有的技術途徑。關於重組和起源作為技術新穎性來源的相對作用的許多討論並沒有提供太多量化的信息，考慮到離散技術和技術新穎性分類的困難，這並不奇怪。在目前的討論中，我們使用美國專利局使用的專利技術代碼…
演化博弈中的對稱性與集體波動
摘要 我們認為隨機演化博弈的作用是作為涉及演化與發展相互作用的過程子集的通用模型。我們感興趣的是博弈從策略解釋到演化解釋的轉變如何創造了使用博弈模型來解釋經驗現象的機會，以及經驗應用所提出的問題。困難包括博弈結構的可識別性和統計推論中模型錯誤指定的限制，以及在試圖推導群體遺傳學內關聯動態時熟悉的矩閉合和模型一致性問題。演化博弈模型包含重要現象的例子，例如多層次選擇和多尺度動態的…
廣義熵和超統計變換群
摘要 超級統計描述了行為類似於不同逆溫度疊加的統計系統，因此機率分佈為 p(\epsilon i ) \propto \int^{infinity} 0 f(\beta) e^{ \beta\epsilon i} d\beta，其中「核心」f(\beta) 是非負且標準化的 (\int f(beta)d\int f(beta)。我們討論該分佈與廣義熵形式 S = \sum i …
計算歷史語言學的管道
摘要 歷史語言學和分子系統發育學之間有許多相似之處。在本文中，我們描述了一種演算法管道，它盡可能模仿傳統的語言重建工作流程（稱為比較方法）。該管道由基於生物資訊學最新研究的適當修改的演算法組成，這些演算法適應語言數據的具體情況。這種方法可以減輕建立語言之間歷史關係證明所需的大量艱苦研究。對我們的建議同樣重要的是，比較方法工作流程中的每個步驟都是獨立實施的，因此語言專家可以仔細檢…
RNAcode：比較序列資料中編碼和非編碼區域的穩健區分
摘要 由於可以獲得大量的比較序列數據，演化分析已成為基因組功能註釋的強大工具。評估保守區域的編碼潛力以及區分編碼與非編碼轉錄本是一項核心分析任務。在這裡，我們介紹 RNAcode，一個用於檢測多個序列比對中的編碼區域的程序，該程序針對當前基因查找軟體未涵蓋的新興應用進行了最佳化。我們的演算法將核苷酸替換和缺口模式的資訊結合在一個統一的框架中，並處理現實生活中的問題，例如比對和定…
固定過程實現的有效複雜性
摘要 物件的有效複雜性的概念是其規律性的最小描述長度，這一概念是由蓋爾曼和勞埃德提出的。規律性透過係綜（即有限二進位串上的機率分佈）來建模。在我們先前的論文 [1] 中，我們用演算法資訊理論的精確術語提出了有效複雜性的定義。在這裡，我們研究由固定的、通常不可計算的過程產生的二進位字串的有效複雜性。我們表明，在不太強烈的條件下，長的典型過程實作實際上是簡單的。我們的結果在粗略有效…
親屬關係、階級和社區
摘要 這篇綜述介紹了世界各地區的研究。每個都使用專為親屬關係研究設計的網絡分析軟體，並具有明確的網絡凝聚力測量。它提供了婚姻凝聚力形式的根本差異的證據，這些差異在廣泛的社會現象、區域規模和不同文化中表現出截然不同的影響。社會凝聚力是人類社會相互、合作和福祉的基礎（歐洲委員會，2009）。它包括人們融入社會的模式、群體如何掌握權力、社會關係分層、管理資源流動。與小規模社會相比，民…
與埃羅爾·格倫貝對話
摘要 Joseph F. Traub 是哥倫比亞大學電腦科學埃德溫·霍華德·阿姆斯特朗教授和聖達菲研究所外部教授 10 本專著和約 120 篇論文的作者或編輯。 1959 年，他開始研究最佳迭代理論，最終在 1964 年出版了專著，該專著仍在印刷中。隨後，他與 Henryk Wozniakowski 一起開創了應用於連續科學問題（基於資訊的複雜性）的最優演算法和計算複雜性的工作…
具有優先連接和節點移除的網路模型中的拓撲相變
摘要 優先依戀是一種流行的成長網絡模式。我們考慮一個具有隨機節點刪除以及優先和隨機附件組合的廣義模型。使用主方程式的高度展開，我們根據節點去除率以及優先與隨機附著的相對強度來確定拓撲相變，其中度分佈從冪律分佈到具有指數尾部的分佈。
量子電腦上近似基態能量的快速演算法
摘要 使用確定性經典演算法估計具有相對誤差 $\varepsilon$ 的多粒子系統的基態能量，其成本隨著粒子數量呈指數增長。這個問題取決於多個狀態變數 $d$，它們與粒子數量成正比，並受到維度災難的影響。量子電腦可以克服這個詛咒。特別是，我們研究了基態特徵值問題，並展示了一種量子演算法，該演算法使用多個量子位元 $C^\prime d \log \varepsilon^{ 1…
位剖析：時間序列觀察中的信息
摘要 借助幾種多元資訊測量（有些是熟悉的，有些是新的），我們分析了離散值隨機時間序列中嵌入的資訊。我們剖析了單一觀察的不確定性，以證明度量的漸近行為如何為生成過程的內部資訊動態提供結構和語意上的啟發。這些措施隨著時間視窗的長度而變化，它捕獲了密集型（增長率）和次廣泛型組成部分。我們為組件提供解釋，並在它們之間建立明確的關係。我們還確定了過去和未來之間共享的資訊成分，這些資訊成分…
未來如何進行基於代理人的模擬：從建模社會機製到湧現現象和互動系統設計
摘要 自從電腦出現以來，自然科學和工程科學取得了巨大的進步。電腦模擬使人們能夠了解物理粒子的相互作用並理解天文觀測，從頭開始描述許多化學性質，並設計節能飛機和更安全的汽車。如今，計算設備的使用非常普遍。如果不使用計算機，辦公室、行政管理、金融貿易、經濟交流、基礎設施網路的控制以及我們的大部分通訊將不再是可想像的。因此，如果電腦不能為更好地理解社會和經濟系統做出貢獻，那將是非常令…
複雜系統和考古學
摘要 受到控制論、一般系統理論以及當代生態學和地理學定量方法的啟發，過程考古學家開始使用 20 世紀 60 年代和 1970 年代複雜性研究中流行的一些詞彙。肯特·弗蘭納里和大衛·克拉克在考古學走向複雜性方法方面發揮了特別顯著的作用。回顧了當前和最近對複雜性中心概念（出現、自組織和創新）的考古學方法。從方法論上來說，對複雜性應用感興趣的考古學家通常傾向於尺度研究、基於代理人的建…
外交政策與複雜的自適應系統：探索新的分析和行動範式
摘要 最近北非和中東發生的事件以及阿富汗和巴基斯坦幾乎每天都在變化的地形證明，外交政策幾乎沒有確定性。從政治動盪到氣候變化，從自然資源匱乏到糧食危機，我們今天面臨前所未有的全球挑戰，已開發國家和發展中國家都面臨巨大的風險和脆弱性。在本文中，我們提出了一些想法，這些想法是從我們認為整個外交政策機構複雜性思維的一場悄悄革命中出現的。為此，我們將借鑒 2011 年 2 月在聖達菲舉行…
抵抗量子傅立葉採樣攻擊的 McEliece 和 Niederreiter 密碼系統
摘要 量子電腦可以破解 RSA、El Gamal 和橢圓曲線公鑰密碼系統，因為它們可以有效地分解整數並提取離散對數。這推動了後量子密碼系統的發展：可以用當今的電腦實現的經典密碼系統，即使在存在量子攻擊的情況下也能保持安全。在本文中，我們展示了基於理性 Goppa 代碼的 McEliece 密碼系統和基於經典 Goppa 代碼的 Niederreiter 密碼系統精確地抵抗了 R…
隨機布林電路的平行複雜性
摘要 對前饋布林電路的隨機實例進行了分析和數值研究。眾所周知，評估這些電路是一個 P 完全問題，因此，在最壞的情況下，即使給定大規模並行計算機，在時間遠小於電路深度的情況下，也被認為是不可能執行的。儘管如此，我們發現，對於一些隨機電路的集合，很快就會飽和到固定的真值，因此可以在比電路深度少得多的並行時間內完成電路的評估。對於其他係綜，不會發生飽和，電路評估顯然很困難。特別是，對…
計算高維格子動物
摘要 我們提出了 Redelemeier 演算法的實現，用於列舉高維晶格中的晶格動物。此實現足夠簡潔和快速，足以讓我們擴展 3 ≤ d ≤ 10 的 d 維超立方晶格中現有的動物計數、週長多項式和級數展開係數表。根據數據，我們計算任意維度 d 中大小為 n ≤ 11 的晶格動物的周長多項式公式。當透過組合參數修正時，新資料足以產生大小 n ≤ 14 和任意 d 的晶格動物數量的…
群體規模與領導的協同演化：西班牙裔前普韋布洛社會基於代理人的公共產品模型
摘要 我們在公元 600 年至 1280 年間科羅拉多州西南部普韋布洛社會設定的現實的基於主體的資源可用性、獲取和定居地點模型中嵌入了公共物品博弈。公共物品博弈為自願過程提供了一個框架，在這個框架中，如果領導者能夠減少由於搭便車或缺乏協調而導致合作失敗的可能性，社會成員可以選擇生活在一個更加等級化的群體中，而不是一個更加平等的群體中。我們表明，當作為一個群體進行合作可能有利可圖…
不可逆過程中資訊的對稱
摘要 我們從資訊理論的角度研究靜態隨機過程的動態可逆性。擴展早期關於馬可夫鏈可逆性的工作，我們關注具有任意長條件相關性的有限過程。特別是，我們檢查由邊緣發射、有限狀態隱馬可夫模型表示或產生的平穩過程。令人驚訝的是，我們在這種平穩過程的統計中發現了普遍的時間不對稱性，其結果是在正向和反向時間方向上生成過程所需的計算資源通常不相同。事實上，詳盡的調查顯示大多數平穩過程都是不可逆的。…
遺傳網絡中上位性的原因
摘要 上位性代表基因之間在決定表型方面的非加性交互作用。大量的努力表明，即使對於特定的生物體，上位性也可能在強度和符號上有所不同。最近的比較研究表明，隨著生物體複雜性的增加，上位性的整體訊號從正轉為負，並且假設這種變化應是潛在基因網路特性的結果。為什麼會這樣呢？遺傳網絡的哪些特徵決定了上位性的標誌？在這裡，我們表明，透過進化複雜性和對擾動的魯棒性不同的遺傳網絡，同時仍然執行相同…
隱藏進程的隱藏程度如何？加密性和熵收斂入門
摘要 我們使用計算力學的因果狀態來研究平穩過程的神秘性（衡量其隱藏狀態資訊與其觀察到的資訊之間的差異）。在這裡，我們將神秘性和神秘秩序視為具有物理意義的量，用於監控隱藏過程的隱藏程度。這是透過在幾何設定中重新建構塊熵和塊狀態熵收斂的先前結果來完成的，這種方法更直觀，並且會產生許多新結果。例如，我們將神秘性與觀察者如何同步到進程連結起來。我們證明塊因果狀態熵是塊長度的凸函數。我們…
使用分配價值解決方案概念的非結構化談判理論
摘要 在實驗中，通常會發現在任何給定的非結構化討價還價遊戲中都會出現許多聯合效用結果。這建議使用積極的非結構化討價還價概念，將討價還價遊戲映射到結果的機率分佈而不是單一結果。我們展示瞭如何「翻譯」納許的討價還價公理以應用於此類分配討價還價概念。然後我們證明這些公理的一個子集迫使結果的分佈服從冪律。與納許的原始結果不同，即使可行集是有限的，我們的結果也成立。當可行集凸且綜合時，冪…
非合作博弈參數變化的滯後效應
摘要 我們採用傑恩斯用來推導統計物理學均衡的方法來推導出有界理性博弈論的均衡。我們分析這些平衡對基礎博弈參數的依賴性，並著重在滯後效應。特別是，我們表明，透過逐漸對遊戲玩家徵收個人特定稅率，然後逐漸取消這些稅收，玩家可以從不良均衡轉向對所有人都更好的均衡。
遊戲挖礦：如何從玩遊戲的人身上賺錢
摘要 眾所周知，非合作遊戲中的玩家可以透過在遊戲開始前公開限制他們可能的行動來受益。我們表明，更一般地，玩家可以透過公開承諾向外部方支付取決於遊戲結果的金額而受益。我們探討當外部各方（我們稱之為「遊戲礦工」）發現這一事實並透過與玩家簽訂與結果相關的合約來尋求從中獲利時會發生什麼。我們分析了礦工和玩家之間的各種討價還價博弈，以確定這種與結果相關的合約。這些討價還價遊戲包括讓玩家相…
最佳化中的機率集合
摘要 本文涉及「黑盒最佳化」演算法，其中迭代以下過程：選擇一個值 x 2 X，獲取有關關聯值 G(x) 的統計信息，然後使用迄今為止找到的所有對 f(x;G(x))g 的集合來選擇對 G 進行採樣的下一個 x 值，目標是找到具有盡可能小的 G(x) 的 x，並儘可能快地完成此操作。傳統黑盒優化演算法的範例有遺傳演算法、模擬退火等。這些傳統演算法直接使用值 x，將集合 f(x…
紐科姆悖論的教訓
摘要 在紐科姆悖論中，您可以選擇接收特定封閉盒子的內容，或接收該封閉盒子和另一個封閉盒子的內容。不過，在你做出選擇之前，對手會使用預測演算法來準確推斷出你的選擇，並使用該推論來填充兩個框，從而降低你選擇的價值。紐科姆的弔詭是，博弈論的預期效用和支配原則似乎為你應該選擇什麼提供了相互矛盾的建議。在這裡，我們展示了相互衝突的建議假設了與您的選擇和演算法的預測相關的不同機率結構。這就…
空中相遇時飛行員行為的賽局理論建模
摘要 我們展示瞭如何結合貝葉斯網路和博弈論來預測涉及人類和自動化組件的混合系統的行為。我們將這種新穎的框架稱為“半網絡形式遊戲”，並通過預測飛機飛行員在潛在的近空中碰撞中的行為來說明它。目前，在此類潛在碰撞開始時，飛機駕駛艙內的防撞系統會建議飛行員如何避免碰撞。然而，對空中遭遇的研究發現，飛行員對規避系統建議的反應有很大差異。特別是，飛行員很少能夠完美地執行建議的操作，儘管防撞…
偏好的策略選擇：角色模型
摘要 最近在多個領域的研究表明，人類可以採用具有約束力的「行為」偏好，並透過他們的行為或透過他們的肢體語言/語氣令人信服地向其他人發出這些偏好信號。在本文中，我們對這種能力的戰略影響進行了建模。我們的論點是，在一個人的一生中，他們（也許是下意識地）了解到，考慮到其他參與者的最終行為，這種有約束力的行為偏好會導致他們實際偏好的最高價值。我們認為，這種「角色」模型可以解釋為什麼許多…
複雜性的幾何方法
摘要 我們基於複雜性需要不同描述尺度的交互作用的原則，發展了一種處理複雜性的幾何方法。複雜系統不僅僅是其任意大小的各個部分的總和，而且不僅僅是其元素的總和。因此，我們使用資訊幾何，根據交互層次結構來分析系統的分解。用數學術語來說，我們使用指數族層次結構的幾何框架提出了有限隨機場的複雜度量理論。在我們的框架內，先前提出的複雜度量找到了它們自然的位置並獲得了新的解釋。
經典過程和非交換過程的過程向度
摘要 我們處理可觀察算子模型 (OOM) 及其非交換泛化，我們稱之為 NC OOM。經典 OOM 理論背景下隨機過程的一個自然特徵是過程維度。我們在更通用的公式中研究了它的屬性，這允許將過程維數視為非交換過程複雜性的度量：我們證明了較低的半連續性，並推導了遍歷分解公式。此外，我們也獲得了規範 OOM 與因果狀態概念之間密切關係的結果，因果狀態概念是統計複雜性定義的基礎。特別是，…
多樣性的出現：生態系從競爭排斥到中立共存
摘要 在本次交流中，我們提出了一個統一的架構來理解生態系多樣性的出現與維持。我們透過開發確定性人口模型來做到這一點，其中包括資源和可用空間的密度相關限制。我們的模型表明，競爭排斥和中性共存代表了相同適應性動態的不同機制，這表明中性是能量資源有限的有限棲息地中適應性過程的一般結果。我們的模型解釋了生物多樣性透過突變而出現，並透過中性維持。我們表明，該框架為理解微生物生態系統多樣性…
異質性、相關性和金融傳染
摘要 我們考慮文獻中最近引入的金融網路傳染模型，並描述了在實際網路中經驗觀察到的一些特徵對系統穩定性的影響。值得注意的是，我們考慮了異質度分佈、異質資產負債表規模和銀行之間的度相關性的影響。我們研究了以隨機銀行、聯繫最緊密的銀行和最大的銀行倒閉為條件的傳染機率，並考慮了旨在提高少數聯繫度高或資產負債表規模大的銀行的資本要求的針對性政策的效果。具有異質度分佈的網路對於隨機銀行故障…
銀行間市場的破產連鎖反應
摘要 在本文中，我們研究了信用網絡，特別是基於代理模型的銀行間系統。為了理解商業週期與破產級聯之間的關係，我們對包含商品、信貸和銀行間市場的三部門經濟進行了建模。在銀行間市場，參與銀行共同承擔壞帳風險，可能會透過銀行網路傳播一家銀行的危機。我們基於主體的模型特別揭示了內生經濟週期與分擔風險和系統性風險之間的權衡之間的相關性。因此，此模型的目的是確定 Allen 和 Gale（2…
實體腫瘤生長、代謝率和血管化的定量理論
摘要 腫瘤的細胞、結構和動力學特性之間的關係傳統上是單獨研究的。在這裡，我們建構了實體腫瘤生長、代謝率、血管化和壞死的定量預測理論，整合了這些特性之間的關係。為了實現這一目標，我們發展了一種綜合理論，描述腫瘤血管網路和資源供應與宿主心血管系統的介面和整合。我們的理論是基於健康脈管系統建模以及血管生成和腫瘤生長的詳細過程的最新理論進展，能夠定量理解細胞、組織和血管網絡如何在多個尺…
隨機動力學神經流形的選擇標準
摘要 我們提出了定義神經流形（隨機矩陣模型）的方法，這些方法與目標函數的最大化（例如強化學習理論中的預期獎勵）相容。我們的方法基於資訊幾何，旨在減少模型參數，希望能改進梯度學習過程。
受限玻爾茲曼機的表達能力與逼近誤差
摘要 我們提出了可由受限玻爾茲曼機 (RBM) 學習的顯式機率分佈類別，具體取決於它們包含的單元數量，並且代表了模型的表達能力。我們用它來表明，具有 n 個可見單元和 m 個隱藏單元的 RBM 模型的最大 Kullback Leibler 散度從上面以 (n−1)−log(m+1) 為界。透過這種方式，我們可以指定隱藏單元的數量，以確保包含不同類別的分佈並尊重給定誤差容限的足夠…
模組化網路隨機分塊模型的漸近分析及其演算法應用
摘要 在本文中，我們擴展了先前關於隨機區塊模型的工作，隨機區塊模型是社交和生物網路的常用生成模型，以及從網路拓撲推斷功能組或社群的問題。我們使用統計物理學的空腔方法來獲得相圖的漸近精確分析。我們詳細描述了社區檢測問題的可檢測性/不可檢測性相變和易/難相變的屬性。我們的分析自然地轉化為置信傳播演算法，用於以最佳方式推斷節點的組成員資格，即最大化與底層組成員資格的重疊，並學習區塊模…
城市地區的經濟生產力：將整體規模效應與地方特殊性區分開來
摘要 解釋城市地區經濟生產力差異的因素仍然難以明確衡量和識別。在這裡，我們展示了城市經濟活動在生產函數方面的經典表徵的綜合，以及考慮人口規模系統效應的尺度視角，導致了城市地區全要素生產率（TFP）的新表達。我們透過實證證明，城市生產力對人口規模有系統性依賴，這是由於工資與勞動力規模依賴性之間的不匹配所造成的，因此人口每增加一倍，生產力就會提高約11%。此外，偏離尺度依賴性、捕捉…
資訊理論和決策中的觀察局限性
摘要 我們引入了一個通用框架，用於形式化和分析決策者（DM）在觀察能力的資訊理論限制下所面臨的問題。 Netzer 和 Robson (NR) 的隨機效用模型和「享樂效用」模型是該框架的特例。我們首先將資訊理論應用到我們的框架中，得出有關觀察限制下 DM 預期後悔的一般結果。然後，我們將注意力轉向觀察限制對選擇行為的影響（而不是該行為引起的後悔值），重點關注 NR 的特殊情況。…
電路與自動機的有效理論
摘要 從複雜的過程中抽像出有效的理論是複雜性研究的核心。即使潛在的機制被理解，或至少是可測量的，生物、計算和社會系統中耗散性和不可逆性的存在也會使問題變得更加困難。在這裡，我們展示了在存在不可逆性和雜訊的情況下，在具有潛在回饋的動態模型中建立有效的理論。我們使用克羅恩 羅德定理來展示潛在機制的組成如何導致新興有效理論的創新。我們展示了耗散和不可逆性如何從根本上限制這些新興結…
病毒靶向的擬南芥互作組的表徵
摘要 由於涉及因素的多樣性和相互作用的複雜性，了解植物觸發宿主防禦病毒的機制一直是一個具有挑戰性的問題。然而，基因組技術的出現為掌握交互作用的全局圖景提供了可能性。在這裡，我們使用擬南芥來識別和比較在七種不同的 (+)ssRNA 和一種 ssDNA 植物病毒感染時受到差異調節的基因。在第一種方法中，我們建立了受每種病毒不同影響的基因列表，並比較了它們對生物功能和代謝過程的參與。…
原始自催化反應網絡中大分子的起源
摘要 蛋白質和核酸等大分子對生命至關重要，但它們的原始起源仍然是一個主要謎團。正如我們今天所知，大分子的生產需要良好的催化劑，而我們所知道的唯一能夠完成這項任務的良好催化劑是由大分子組成的。因此，大分子的起源是化學中先有雞還是先有蛋的問題。在這裡，我們提出了一種基於自催化裝置（ACS）的機制，這是解決這個問題的可能方法。我們討論了一個數學模型，該模型描述了程式化但在生命起源前合…
論資訊不等式的解集
摘要 我們研究一種特殊類型的線性不等式系統的解集。特別是，我們根據最小解集得出這些集合的特徵。所研究的不平等現像是貝葉斯網路背景下資訊不平等的現象。他們的解決方案集允許推斷底層網路的特殊屬性，這在因果推理中很重要。
穩健性和條件獨立理想
摘要 我們研究馬可夫核的穩健性概念以及由 n 個輸入隨機變數和一個輸出隨機變數所描述的系統的機率分佈。馬可夫核可以擴展為一系列勢，從而可以描述系統在敲除後的行為。穩健性對這些潛力施加了結構性限制。機率分佈的穩健性是透過條件獨立性陳述來定義的。這些陳述可以用代數方法來研究。相應的條件獨立理想是廣義二項式邊緣理想。一組穩健的機率分佈取決於代數簇。我們計算該理想的 Gröbner 基…
具有可數狀態產生器的無限過剩熵過程
摘要 我們提出了兩個由具有可數狀態集的不變隱馬可夫模型（HMM）產生的有限字母、無限超額熵過程的例子。第一個更簡單的例子不是遍歷的，但第二個是。這些似乎是此類流程的第一個構建。先前有限字母表上的無限過剩熵過程的範例僅允許具有不可數狀態集的不變 HMM 表示。
歷史與發電機馬達的等價
摘要 馬達是平穩隨機過程的最小、單線表示。它們最初在歷史機器意義上被定義為機器，其狀態是無限歷史的等價類，在未來上具有相同的機率分佈。然而，在分析同步時，給出了另一種生成器定義：具有機率不同狀態的單線邊緣標籤隱藏馬可夫模型。主要區別在於歷史馬達是由過程定義的，而發電機馬達則定義過程。我們在這裡證明這兩個定義是等價的。
具身系統的預測和深思熟慮決策的因果效應
摘要 本文討論智能體感覺運動迴路的因果結構及其與深思熟慮決策的關係。特別令人感興趣的是可以根據現場觀察從以主體為中心的角度識別的因果效應。在這種識別中，智能體的最佳世界模型起著核心作用。其最優性以預測品質為特徵。
城市規模統計及其與齊普夫定律的聯繫
摘要 描述城市不同屬性隨人口規模平均變化的城市規模關係最近已被證明是世界各地許多城市系統的一般定量屬性。然而，在先前的研究中，城市指標的統計數據並未得到詳細分析，這引發了關於城市屬性的全面表徵以及尺度關係如何在這些更大的背景下出現的重要問題。在這裡，我們建立了一個自洽的統計框架，該框架描述了整個城市系統中城市指標和城市人口規模的聯合機率分佈。為了憑經驗發展這個框架，我們使用了現…
摘要 本文將臨界點正式定義為系統當前狀態和未來狀態之間的不連續性，並根據未來狀態機率分佈的變化引入了系統
摘要 本文將臨界點正式定義為系統當前狀態和未來狀態之間的不連續性，並根據未來狀態機率分佈的變化引入了系統何時發生臨界點的候選度量。我們對社交情境相關的提示類型進行了兩個分類區分：第一個區分直接提示和情境提示。當變數值的逐漸變化導致同一變數將來出現較大的（即不連續的）跳躍時，就會出現直接提示。當一個變數值的逐漸變化導致其他感興趣的變數不連續跳躍時，就會出現上下文提示。我們認為，雖…
有限自相似網路中的動力學和處理
摘要 生物網路的一個共同特徵是自相似的幾何特性。分子調控網絡到循環系統、神經系統、社會系統和生態營養網絡，在多個尺度上表現出自相似的連結性。我們分析了此類拓撲的不同類別中的拓撲和訊號之間的關係。我們發現網路在網路中任意節點之間包含或傳播訊號的能力有所不同，這取決於它們是否具有分支或類似循環的特徵。網路對噪音的響應方式也有所不同，因此網路在高噪音下可以實現更大的集成，而在低噪音下…
影響調整後的估值和槓桿的重要性
摘要 以當前交易價格按市值計價的做法存在嚴重缺陷。在槓桿作用下，問題尤其嚴重：由於市場影響呈現凹形，賣出總是先導致預期槓桿增加。有一個臨界槓桿，超過這個槓桿就不可能退出投資組合，除非槓桿達到無窮大，否則可能會破產。標準風險管理方法不會對此問題發出警告，而在流動性不足的市場中，激進的槓桿頭寸很容易出現這種情況。我們根據清算的估計市場影響提出了一種替代會計程序，消除了利潤的幻覺。這…
在無盡的形式之前：從單細胞到聚集體再到生態系統工程的轉變的具體模型
摘要 複雜多細胞系統的出現及其相關的發育程序是演化生物學的主要問題之一。合作相對於個體的優勢似乎眾所周知，但尚不清楚單細胞生命形式的複雜性如何增加。目前的多細胞系統顯示出複雜的細胞間通訊機制，通常與身體尺寸或組織穩態的大規模控制有關。有些單細胞生命形式較簡單，涉及以類似組織的方式合作的細胞群，就像生物膜一樣。然而，在真正的基因調控相互作用廣泛傳播並允許細胞表型發生受控變化之前，…
演化 on “Realistic” 適應度景觀s
摘要 無性複製實體群體中透過突變和選擇進行的演化透過源自複製化學動力學的常微分方程 (ODE) 進行建模。突變選擇方程式的解根據值矩陣 W = Q.F 的特徵向量獲得，其中 Q 是突變頻率矩陣，F 是適應值對角線矩陣。族群的穩態突變體分佈由 W 的最大特徵向量（稱為準種 Y）給出。在不存在中性的情況下，單一變體（主序列 Xm）以最高濃度存在。突變體的平穩頻率由它們與主突變體的漢…
公共事業的融資
摘要 在人力資本和其他物質資本的時間結構不匹配的情況下，研究了資本存量與重疊世代的相互作用。我們考慮以黃金或法定貨幣作為外部貨幣的經濟體，並考慮資本存量融資中出現的融資問題。基礎物理結構的複雜性加上對效率和公平的關注有助於確定金融結構。
空間群體的固視共存轉變
摘要 平衡選擇是頻率依賴選擇的特殊情況，已知它是維持自然族群生物多樣性和多態性的主要力量。在有限的族群中，遺傳漂變最終會導致族群固定，損害生物多樣性。選擇和遺傳漂變之間的相互作用在空間延伸的族群中更加豐富，即使在無限大系統的限制下，個體的局部密度也可能很低。我們考慮了個體局部密度非常低（強遺傳漂變）的限制，這可以透過修改後的選民模型得到很好的體現。我們透過分析證明了在一維繫統中…
新墨西哥州聖馬科斯普韋布洛的貝葉斯機率密度分析和人口歷史
摘要 考古學家面臨的常見情況是，研究人員想要估計一個遺址在其占領過程中的常住人口，但所要做的只是其建築足跡的總體規模以及在地表發現的各種類型陶器的清單。在本文中，我開發了一種方法來估計此類情況下考古遺址的人口歷史，並根據聖馬科斯普韋布洛的數據測試該模型，聖馬科斯普韋布洛是新墨西哥州中北部加利斯特奧盆地的普韋布洛祖先定居點。結果表明，貝葉斯機率密度分析對於重建考古遺址的人口歷史具…
預測技術進步的統計基礎
摘要 工程師、政策制定者和私人投資者對預測技術進步非常感興趣。人們提出了幾種模型來預測技術進步，但這些模型的表現如何？ Theodore Wright 在 1936 年提出的一個早期假設是，成本隨著累積生產的冪律而下降。另一種假設是摩爾定律，它可以概括為技術隨著時間呈指數級增長。戈達德、辛克萊等人和諾德豪斯提出了其他替代方案。這些假設先前並未經過嚴格檢驗。我們使用一個關於 62…
新陳代謝的組成與演化邏輯
摘要 新陳代謝建立在有機化學的基礎上，並採用多種尺度的結構和相互作用。儘管有這些複雜性來源，新陳代謝也以模組化和層次結構的形式表現出驚人和強大的規律性，這可以用相對較少的組成原則來緊湊地描述。這些規律性使得代謝結構可以作為一個系統來理解，也暗示了該系統各層存在的順序。此外，新陳代謝也作為其他層次結構的基礎層，至少達到細胞整合的水平，包括生物能量學和分子複製以及營養生態學。在新陳…
社會生態系中的交替穩定狀態
摘要 生態系統可能會對壓力或擾動產生非線性響應。因此，可能存在多個穩定的國家或政權。目前尚不清楚交替機制是否也出現在耦合的社會生態系統中，其中自然過程和社會過程之間可能存在複雜的回饋。為了找到答案，我們調查了峇裡島農民對稻田的管理，其中生態過程對集體行動的時間和空間規模施加了限制。我們調查了峇裡島一條河沿岸的八個傳統社區灌溉系統 (subak) 對環境和社會條件的反應，以檢驗年…
跑步、恐慌和泡沫：戴蒙德·戴布維格和莫里斯·辛的重新考慮
摘要 Diamond 和 Dybvig 的基本雙非合作平衡點模型與 Morris 和 Shin 利用外部噪音的可能性來選擇唯一平衡點的工作一起被考慮。這兩種方法本質上都是非動態的。我們添加了來自演化博弈論的明確複製動態，以提供包含這兩個模型並包含兩者取決於參數設定的結果的敏感度分析。
資訊寬度：第二定律增加複雜性的一種方式
摘要 許多系統似乎會及時增加其“複雜性”，然後在達到後穩健地保持高複雜性[15,5,22,35]。為了研究這種現象，有必要將「複雜性」形式化。在這裡，我以最近的工作為基礎，認為系統的複雜性應該被形式化為在該系統的不同規模和/或不同位置上展示的模式之間有多少差異。我將模式的這種變化（這種類型的複雜性）量化為模式之間的 Jensen Shannon (JS) 散度。接下來，我建構了…
城市規模化的起源
摘要 城市也許是人類社會性的終極表達，它同時展現了人類最偉大的成就和一些最困難的挑戰。儘管城市在人類社會中的重要性日益增加，但我們科學地理解城市並在實踐中管理城市的能力仍然有限。任何研究城市的科學方法的最大困難都源於城市的許多相互依存的方面，如社會、經濟、基礎設施和空間複雜系統，這些系統在巨大的尺度上以相似但不斷變化的形式存在。在這裡，我將展示城市如何按照一組在當地運作的基本原…
二維連續滲流閾值
摘要 已使用多種方法來計算滲透閾值。在晶格滲流中，這些方法中最強大的方法包括使用並尋找演算法的微正則模擬來有效地確定連接的簇，以及（在二維中）使用共形場論中的精確值來確定相變時環面上存在各種包裹簇的機率。我們將這種方法應用於連續模型中的滲透，找到具有實值位置和方向的物件之間的重疊。特別是，我們發現了二維圓盤、正方形、旋轉正方形和旋轉棒的滲流躍遷的新值，並確認這些躍遷的行為符合共…
投資組合重疊導致的金融傳染的穩定性分析
摘要 人們普遍認為，共同資產持有是最近金融危機蔓延的主要載體。我們開發了一種網路方法來放大由於重疊投資組合和槓桿的組合而導致的金融傳染，並且我們展示瞭如何從廣義分支過程的角度來理解它。透過研究程式化模型，我們根據槓桿、市場擁擠、多元化和市場影響等參數來估計可能發生系統性不穩定的情況。儘管多元化可能對個別機構有利，但它可能會產生危險的系統性影響，因此，過度多元化會使金融傳染變得更…
沒有免費午餐定理的真正含義是什麼；如何改進搜尋演算法
摘要 NFL 定理激發了許多後續工作，根據 Google Scholar 的數據，截至 2012 年春季，僅 [12] 的引用就超過 2500 次。然而，可以說大部分研究都忽略了這些定理最重要的意義。如[12]所述，NFL 定理對於搜尋的首要重要性在於它們告訴我們「在施加特定上下文的機率分佈的『肉體』和一組最佳化問題之前，優化理論的基礎數學『骨架』」。因此，特別是，雖然如果人們…
電腦宏觀進化：尺度、約束與共性
摘要 大規模演化涉及跨越多個尺度的多層複雜性，從基因和生物體到整個生態系統。在本文中，我們回顧了涉及人工有機體、群落或生態系統宏觀演化的幾種模型，強調了它們在擴展現代綜合方面的重要性和潛在作用。之後，我們總結了從人工進化生態系統模型中獲得的關鍵結果，其中個體被定義為物理模擬世界中的實體實體，他們可以進化出不同的特徵並利用多種資源。從具有相同基因型的單細胞存在的初始狀態開始，該系…
穩健性、疏導功能與系統設計
摘要 我們研究馬可夫核的穩健性概念，它描述了一個由多個輸入隨機變數和一個輸出隨機變數組成的系統。魯棒性要求如果一個或多個輸入變數被剔除，系統的行為不會改變。如果系統需要對太多的敲除具有穩健性，那麼輸出變數就無法可靠地區分輸入狀態，並且必須獨立於輸入。我們研究輸出變數可以區分多少個輸入狀態，作為所需穩健性水準的函數。吉布斯勢允許對系統敲除後的行為進行機械描述。穩健性對這些潛力…
資訊幾何與充分統計
摘要 資訊幾何為統計模型族提供了一種幾何方法。關鍵的幾何結構是 Fisher 二次形式和 Amari Chentsov 張量。在統計學中，充分統計量的概念表達了從一種模型傳遞到另一種模型而不丟失資訊的標準。這就引出了這樣一個問題：在如此充分的統計數據下，幾何結構如何表現。虽然这在有限样本大小的情况下得到了很好的研究，但在无限的情况下，我们遇到了有关适当拓扑的技术问题。在這裡，我…
科技創新的演化生態學
摘要 在過去的兩個世紀裡，許多作者將技術進化與生物進化進行了比較。作為涉及經濟、歷史和社會組成部分的創新的平行實驗，文物定義了一個不斷演變的屬性宇宙，展示了多樣化和滅絕的事件。在這裡，我們批判性地回顧了先前比較這兩種演化類型的工作。與生物進化一樣，技術進化是由變異和選擇的遺傳所驅動的，包括修補、融合和偶然性。同時，也存在本質差異，使得這兩種類型的演化截然不同。目前的具體例子說明…
前西班牙時期中部墨西哥的城市規模
摘要 儘管城市日益成為全世界人類社會的基本社會經濟單位，但關於城市形態和功能的統一量化框架尚未建立。作為朝這個方向邁出的一步，我們分析了墨西哥前西班牙盆地的定居數據，以表明該系統顯示出類似於現代城市觀察到的空間尺度特性。我們的數據來自大約 1400 個定居點，這些定居點被佔領了兩千年，跨越了四個主要文化時期，其特徵是不同程度的政治集權和社會經濟發展。我們發現，在每個時期，總聚落…
城市規模的假設：形式化、影響力與挑戰
摘要 人們強烈期望不同時間、不同文化和不同發展程度的城市在形式和功能上有許多共同點。最近，試圖用數學形式化這些期望的嘗試導致了城市規模的假設，即所有城市的某些屬性平均而言會隨著其規模以可預測的規模不變的方式發生變化。這些尺度關係的出現取決於城市作為社會網絡的一些一般屬性，在空間和時間上同處一地，可以想像，這些屬性適用於廣泛的人類住區。在這裡，我們討論城市規模假設的現有證據、一些…
專制下的文化製度持續性、國際貿易與要素流動
摘要 我們討論了兩個看似不相關的經驗異常：即使在從事廣泛貿易的國家和地區之間，影響生產和分配的文化和製度差異在歷史上仍然存在顯著的持續性，以及基於要素禀賦或技術差異預測國際專業化和貿易的標準模型的缺陷。我們對文化（影響個人行為的偏好分佈）和製度（雇主和僱員之間的合約分配）的內生演化進行了建模，結果表明，在其他方面相同的經濟體中，不同的文化製度慣例可以長期存在。文化製度慣例之間的…
劣等文化製度習俗的持續存在
摘要 我們的文化製度持久性和創新理論是基於個體社會規範和契約的不協調更新，因此文化和製度共同演化。我們解釋了為什麼帕累托主導的文化製度配置可能會持續很長一段時間，以及轉變是如何發生的。與精英將劣等製度或文化作為自利分配策略強加的模型不同，在我們的模型中，精英權力的行使在持久性或創新中不起任何作用，並且轉型是內生髮生的。我們表明，帕累托主導的結構越劣質，人口越理性和個人主義，持久…
摘要 具身智能領域強調形態和環境對於認知系統行為的重要性
摘要 具身智能領域強調形態和環境對於認知系統行為的重要性。形態學對行為的貢獻，通常稱為形態學計算，在這個社區中得到了廣泛的認可。我們相信，該領域將受益於此概念的形式化，因為我們想問形態和環境對具體主體的行為有多大貢獻，或者俱體主體如何在其環境中最大限度地利用其形態。在這項工作中，我們推導出測量形態計算的兩個概念，並討論它們與資訊瓶頸方法的關係。第一個概念詢問世界對整體行為的貢獻…
資訊驅動的複雜機器人行為的自組織
摘要 資訊理論是表達驅動自主系統原理的強大工具，因為它具有領域不變性並且允許直觀的解釋。本文研究了使用感覺運動過程的預測資訊（PI）（也稱為過剩熵或有效測量複雜性）作為產生行為的驅動力。我們研究非線性和非平穩系統，並引入時間局部預測資訊（TiPI），它使我們能夠得出精確的結果以及動態系統框架中控制器參數的明確更新規則。透過這種方式，在行為層面上所發展的資訊原理被轉化為突觸的動態…
解釋分層網絡的個別分類
摘要 眾所周知，分層網路可以在困難的機器學習任務上實現高分類精度。對於許多應用程式來說，清楚地解釋為什麼以某種方式對資料進行分類與分類本身一樣重要。然而，層次網絡的複雜性使得它們不適合現有的解釋方法。我們提出了一種新方法，即貢獻傳播，它給出了經過訓練的網路分類的每個實例的解釋。我們為所提出的方法提供了理論基礎，並根據經驗評估了其正確性。最後，我們使用由此產生的解釋來揭示網路的意…
城市的問題是什麼
摘要 本文的標題逐字取自簡‧雅各布斯 (Jane Jacobs) 在她頗具影響力的著作《美國大城市的死與生》(1) 中提出的挑戰。我的主要目標是利用自簡·雅各布（Jane Jacob）發表以來 50 多年的研究成果，特別是從城市作為複雜系統的新興科學的新見解的角度來回答該問題。我表明，我們在過去十年中取得了重大進展，並且一門可以在從物理學和生物學到社會心理學和社會學的所有城市學…
具身主體在觀點的測度論描述
摘要 我們考慮代理與世界互動的感覺運動迴路的一般模型。在這裡，我們假設一個特定的因果結構，用馬可夫核來機械地描述。在這個一般性中，我們定義了世界上事件的兩個 σ 代數，它們描述了兩個各自的視角：（1）外部觀察者的視角，（2）主體的內在視角。從外部角度來看，並非世界的所有面向都可供智能體存取。這透過第二個 σ 代數是第一個 σ 代數的子代數這一事實來表達。我們證明，在連續性和緊湊…
在給定部分觀察的情況下區分貝葉斯網絡中的因果結構
摘要 給定一個觀察到的子集 Y 1 ，. 。 。 , Y k 的固定貝葉斯網絡 G 中的變量，我們的主要結果是滿足 G 的所有概率分佈上廣義互信息 I c (Y 1 ,...,Y k ) = Σ j =1 k H(Y j )/c − H(Y 1 , ...,Y k ) 的緊界。我們的界取決於網路中節點的祖先結構。正如我們從數值實驗中所顯示的，它使得區分機率分佈的不同因果模型成為…
神經網路定義的統計模型的最大資訊分歧
摘要 我們回顧了關於 Kullback Leibler 資訊散度最大值的最新結果，這些結果來自神經網路定義的統計模型，包括樸素貝葉斯模型、受限玻爾茲曼機、深度置信網路和各類指數族。我們說明了從簡單的子模型或超級模型開始計算給定模型的最大散度的方法。我們給出了具有有限值單元的深而窄的信念網絡的新結果。
複雜性經濟學：不同的經濟思想框架
摘要 本文為複雜性經濟學提供了一個邏輯架構。複雜性經濟學的基礎是經濟不一定處於均衡狀態：經濟主體（企業、消費者、投資者）不斷改變自己的行動和策略，以回應他們共同創造的結果。這進一步改變了結果，需要他們重新調整。因此，特工生活在這樣一個世界中，他們的信念和策略不斷地在這些信念和策略共同創造的結果或「生態」中接受生存「測試」。過去，經濟學在很大程度上避免了這種非均衡觀點，但如果我們…
論形狀原型在視覺分層模型中的作用
摘要 我們研究了學習的形狀原型在視覺分層神經網路模型的一個有影響力的家族中的作用。這些網路設計的核心是學習形狀的字典，旨在回應輸入中的辨別視覺模式。雖然基於此類學習原型的高級特徵被認為是這些模型中視點不變物件識別的關鍵[1]、[2]，但我們表明，透過使用一組簡單的未學習的「形狀無關」特徵可以在不變物件辨識任務上獲得高效能。這種行為對於網路的規模來說是穩健的。這些結果對學習和形狀…
使用混合主題連結模型的可擴展文字和連結分析
摘要 許多資料集包含有關物件的豐富資訊以及它們之間的成對關係。例如，在網站、科學論文和其他文件的網路中，每個節點都包含由單字集合以及對其他節點的超連結或引用組成的內容。為了對此類資料集進行推理並做出預測和建議，擁有能夠捕獲在每個節點生成文本的過程以及它們之間的連結的模型非常有用。在本文中，我們將主題建模中的經典想法與統計物理界最近開發的混合成員塊模型的變體相結合。所得模型的優點…
張不等式的熵證明
摘要 Chang 引理是加法組合學和布林函數分析中的有用工具。這裡我們用熵給一個基本證明。我們得到的常數是嚴格的，並且在變數高度偏差的情況下我們給出了輕微的改進。
具有一點隨機性的最優 Epsilon 偏壓集
摘要 F 2^n 的子集是 eps 偏置的，這意味著任何一組位的奇偶校驗是偶數或奇數，機率 eps 接近 1/2，是去隨機化的強大工具。簡單的隨機構造表明存在大小為 O(n/eps^2) 的此類集合，並且已知的確定性構造可實現大小為 O(n/eps^3)、O(n^2/eps^2) 和 O((n/eps^2)^{5/4}) 的集合。我們不是完全去隨機化這些集合以換取使其變大，而是…
次數校正塊模型的模型選擇
摘要 分析網路的一個中心問題是將它們劃分為模組或社群、集群，這些模組或集群具有統計上同質的彼此或網路其餘部分的連結模式。最好的工具之一是隨機區塊模型，其基本形式對社區或區塊內的所有節點施加泊松度分佈。相反，度數校正塊模型允許塊內度數的異質性。由於這兩個模型類別通常會導致節點在社群中的劃分非常不同，因此我們需要一種自動方法來決定哪個模型更適合給定的圖。我們針對此模型選擇問題提出了…
隨機滿足性的選擇力量
摘要 我們考慮 k SAT 公式的 Achlioptas 過程。我們建立一個包含 n 個變數和 m 個子句的半隨機公式，其中每個子句都是兩個或多個均勻隨機子句之間在線上做出的選擇。我們的目標是延遲可滿足性/不可滿足性轉換，使公式在超出隨機 k SAT 的可滿足性閾值 alpha k 的密度 m/n 下可滿足。我們表明，三個選擇足以提高任何 k = 3 的閾值，並且兩個選擇足…
非阿貝爾群的小偏差集：阿隆-羅伊奇曼定理的去隨機化
摘要 與 Z 2^n 上的 epsilon 偏集類似，我們在非阿貝爾有限群 G 上構造顯式 epsilon 偏集。也就是說，我們找到集合 S 子集 G 使得 Exp {x in S} rho(x) 對於任何非平凡的不可約表示 rho，<= epsilon。等價地，這樣的集合使 G 的凱萊圖成為特徵值 lambda 的擴展器。 <= 厄普西隆。 Alon Roichman 定理表…
如何製造合成多細胞計算機
摘要 生物系統以多種尺度執行計算，並以穩健的方式進行。工程隱喻經常被用來為細胞和分子計算網絡建模提供基本原理，並作為其綜合設計的基礎。然而，電子電路和濕計算電路之間的映射的一個主要限制是佈線問題。儘管電子設備中的電線是相同的，但在使用合成生物學設計時它們需要不同。此外，在大多數情況下，設計的分子系統不能進一步重複用於其他功能。一種新的近似方法使我們能夠透過使用合成細胞聯盟來克服…
透過合成多細胞聯盟拓展生物計算領域
摘要 計算是生物實體的固有屬性。它們都收集和處理信息，並以可預測的方式對不確定的外部環境做出反應。這些計算與人工系統執行的計算相似嗎？可以按照標準工程實務建造一台活的計算機嗎？儘管與資訊處理相關的分子網路和用於表示電子電路的接線圖之間存在相似之處，但仍存在重大差異。在設計分子電路以建構新穎的功能時，這種差異尤其重要。其中，一旦電路的複雜性變得比簡單的閘門更大，在細胞內連接分子組…
科特迪瓦的發展、資訊與社會連結性
摘要 事實證明，理解人類社會經濟發展是科學和政策中最困難和最持久的問題之一。最近的發展表明，進步的關鍵在於考慮新資訊的創建過程並將其嵌入到從國家到城市和企業等不同規模的社交網路結構中。我們以網路理論形式化了這些想法，並分析了發展數據（D4D）挑戰賽中有關科特迪瓦行動電話通訊的數據，以顯示初期的社會經濟連結性可能如何構成發展的普遍障礙。我們還提出了一系列進一步測試我們的想法，使用…
隨機市場效率
摘要 （Peters，2011a）表明，槓桿投資的時間平均成長率定義了客觀上最適的槓桿。據推測，這個最佳槓桿率應該接近1，這意味著對市場投資組合進行槓桿化或去槓桿化的簡單策略從長遠來看無法跑贏市場。這對市場可能的隨機特性（我們稱之為「隨機市場效率」）施加了強有力的限制。顯著偏離隨機效率的市場狀況是不穩定的，可能會導致槓桿驅動的泡沫。歷史數據證實了這個假設。這也解決了所謂的「股權…
銀行同業拆借如何放大重疊投資組合傳染：奧地利銀行網路案例研究
摘要 儘管關於銀行間借貸網絡一連串失敗的理論文獻越來越多，但實證結果似乎表明，直接風險暴露網絡並不是金融傳染的主要管道。然而，在本文中，我們表明，由於投資組合重疊，銀行間風險敞口網絡可能會顯著放大傳染。為了說明這一點，我們以奧地利銀行間網路為例，並根據不同的協議對其進行壓力測試。我們特別考慮以下因素造成的傳染：(i) 交易對手損失； (ii) 展期風險； (iii) 重疊的投資…
光譜救贖：稀疏網路集群
摘要 譜演算法是網路中聚類和社群偵測的經典方法。然而，對於稀疏網絡，這些演算法的標準版本並不是最優的，在某些情況下，即使信念傳播等其他演算法可以做到這一點，也完全無法檢測社群。在這裡，我們介紹一類新的譜演算法，該演算法基於圖的有向邊上的非回溯行走。此算子的譜比鄰接矩陣或其他常用矩陣的譜表現得更好，即使在稀疏情況下，也能保持體特徵值和與社區結構相關的特徵值之間的牢固分離。我們表明…
量子運算加速的措施
摘要 我們引入強量子加速的概念。我們證明，近似具有 d 個自由度（d 大）的時間無關薛丁格方程式實例的基態能量具有強烈的指數量子加速。它可以在量子計算機上輕鬆解決。離散複雜性理論的一些研究人員認為，量子計算對於特徵值問題並不有效。我們本文的目標之一就是解釋這種不和諧。
隱藏過程的貝葉斯結構推理
摘要 我們引入貝葉斯方法來發現結構複雜過程中的模式。所提出的貝葉斯結構推理（BSI）方法依賴一組候選單線隱馬可夫模型（uHMM）拓撲來從資料系列推斷模型結構。在這裡，我們將重點放在最近開發的拓撲 ε 機的精確枚舉。 （續集隨後消除了拓撲限制。）uHMM 拓撲的這個子集具有額外的好處，即無論估計的轉移機率如何，推斷模型都保證是 ε 機器。 ε 機器和 uHMM 反過來導致了用於估…
大數據在城市的應用
摘要 目前，人們對新的、更廣泛的資料來源為更好地理解和管理城市所創造的可能性抱持著很大的熱情。在這裡，我透過將規劃過程形式化為一般計算問題，探討大數據如何在城市規劃中發揮作用。我表明，在一般條件下，可以按照工程的基本原理應用與城市政策相協調的新資料來源，以實現重要的古老城市問題的新解決方案。我還表明，無論可用數據量有多少，在大城市中，綜合城市規劃在計算上都是難以處理的（即實際上…
精確複雜度：內在計算的光譜分解
摘要 我們為一系列複雜性度量給出了精確的公式，這些度量捕捉了隱藏的非線性過程的組織。算子值函數的譜分解導致封閉式表達式，涉及過程的機器因果狀態動態的混合狀態表示的完整特徵值譜。測量包括相關函數、功率譜、過去未來互資訊、瞬態和同步資訊等等。因此，現在可以對有限隱馬可夫模型和具有生成分區的非線性動力系統的時間組織以及一維繫統（包括自旋系統、元胞自動機和通過混沌晶體學的複雜材料）中的…
混沌遺忘與記憶：衡量資訊的創建、銷毀與存儲
摘要 確定性混沌的標誌是它創造訊息－由柯爾莫哥洛夫 西奈度量熵給出的速率。自半個世紀前提出以來，度量熵一直被用作單位量來衡量系統內在的不可預測性。在這裡，我們證明它自然地分解為兩個結構上有意義的組成部分：所創建的資訊的一部分（短暫資訊）被遺忘，一部分（綁定資訊）被記住。綁定資訊是一種新型的內在運算，它與資訊創建有根本的不同：它測量活躍資訊儲存的速率。我們證明它可以透過符號動…
宿主行為驅動的流行病週期
摘要 許多傳染病的發病具有循環性。宿主免疫和人口統計（透過出生率招募易感者）已被證明是麻疹 [1]、百日咳 [2] 和登革熱流行 [3, 4] 週期性的關鍵決定因素。對於誘導強滅菌免疫的疾病，結合人口統計和宿主免疫的模型為觀察到的發病週期提供了簡潔的解釋。然而，並非所有流行病週期都來自病原體誘導的消毒免疫力或由人口統計數據驅動。麻疹和其他兒童微寄生蟲感染的季節性週期是由出生率、…
基於共同隨機性的路口訊息
摘要 自發表開創性論文 [1] 以來，出現了一系列研究 [2 5]，旨在定義交集訊息，該資訊量化兩個或多個隨機變數指定目標隨機變數的「相同資訊」的數量。對交叉點資訊進行令人滿意的測量將提供一種原則性的方法來量化協同效應等難以捉摸的概念。在這裡，我們引入了一種基於 Gacs Korner 公共隨機變數的交叉資訊度量，它是第一個滿足令人垂涎的目標單調性屬性的度量。我們的措施並不完善…
齊普夫定律：平衡訊號使用成本與通訊效率
摘要 我們提出了一個模型來解釋不同人類語言發展過程中冪律（例如齊普夫定律）的可靠出現。該模型結合了通訊中的最小努力原則，最大限度地減少了資訊理論通訊效率低下和直接訊號成本的組合。我們證明了對於所有最佳語言，訊號成本分佈和訊號結果分佈之間的一般關係。然後出現了針對對數訊號成本分佈的齊普夫定律，這是由字母或音素構成的單字的預期成本分佈。
情境政策梯度設定中一步預測資訊與外在獎勵的線性組合：批判性分析
摘要 具身人工智慧領域的主要挑戰之一是複雜行為的開放式自主學習。我們的方法是使用獨立於任務、資訊驅動的內在動機來支持任務依賴的學習。這裡介紹的工作是我們研究預測資訊（感測器流的過去和未來的相互資訊）作為內在驅動力的初步步驟，理想地支援任何類型的任務獲取。先前的實驗表明，預測資訊（PI）是支持複雜行為的自主、開放式學習的良好候選者，因為 PI 的最大化對應於對形態和環境依賴的行為…
感覺運動環路的因果結構
摘要 本文討論智能體感覺運動迴路的因果結構。特別令人感興趣的是可以根據現場觀察從以主體為中心的角度識別的因果效應。在這種識別中，智能體的世界模型扮演著核心角色。此外，還考慮了透過感覺運動迴路的各種資訊流，包括因果資訊和關聯資訊。更詳細地討論了傳遞熵和預測資訊。後者的最大化導致實驗案例研究中的協調行為。給出了與形態學計算關係的相應結果。
不同等級識別方法的比較
摘要 複雜系統的層次的特徵在於，它們允許根據該層次固有的概念和數量進行封閉的功能描述。到目前為止，為了使封閉描述的概念變得精確，已經提出了幾個想法。在本文中，我們提出了其中四種方法並研究了它們的相互關係。我們的研究僅限於離散動力系統的情況，其中不同層次透過系統的粗粒度變數和狀態連結起來。
美國眾議院黨派之爭的興起
摘要 政治家和公眾普遍認為，美國國會的黨派之爭達到了歷史最高點，並最終導致 2013 年秋季政府關閉。在這裡，我們使用 1949 年至 2012 年美國眾議院點名投票的資料來檢視美國國會（不）合作的歷史。每年，我們都會關注政黨內部和政黨之間合作的代表對的數量，並表明合作在過去很常見，但現在很少見。我們還表明，儘管存在短期波動、黨派之爭或不合作，美國國會在 60 多年來一直呈指數…
網路行為閾值模型的訊息傳遞方法
摘要 我們研究了一個簡單的模型，該模型描述了社會行為（如趨勢和觀點）如何在網絡中傳播，在該模型中，當個體從作為採用者的閾值 T 鄰居告知時，他們就會採用該趨勢。使用動態訊息傳遞演算法，我們開發了一種易於處理且計算效率高的方法，該方法提供每個人採用趨勢的機率或任意網路中採用者和非採用者頻率的完整時間演化。我們透過將其與真實和合成網路中基於蒙特卡羅的代理模擬進行比較來驗證該方法，並…
社區檢測中的相變：可解決的玩具模型
摘要 最近，研究顯示社區檢測問題存在階段性轉變。這種轉變首先使用腔法計算，並在 q = 2 組的情況下得到了嚴格證明。然而，使用空腔方法進行分析計算具有挑戰性，因為它們要求我們了解訊息的機率分佈。我們研究所謂的「零溫度推理」模型中的類似轉變，其中這種分佈僅在最有可能的消息上得到支持。此外，每當多個訊息的可能性相同時，我們就會透過以相同的機率在它們之間進行選擇來打破平局。雖然結果…
迴避作為尊重的進化格子
摘要 人們沒有認識到刻板的親屬關係行為對於人類合作的演化具有重要意義。開玩笑的關係透過與現有或近親（表兄弟姊妹、兄弟姊妹的配偶、配偶的兄弟姊妹）的聯繫加強合作。避免透過婚姻聯繫非親屬：公公婆婆和遠房姻親，例如 WiBrWi。後一種行為加強了更廣泛的姻親和各種更遠親網絡的合作。在 34 個採集社會的樣本中，人口密度較低，顯示開玩笑的二人組非常頻繁。它們有助於整合較小規模和密度的社…
尼可羅·馬基雅維利和機構設計的起源
摘要 在公共政策議題上，經濟學家經常設計激勵和約束，以便具有不受限制的偏好的經濟行為者（包括經濟人的自利動機）將實施社會期望的分配。這種範式可以追溯到馬基雅維利，以及後來的曼德維爾、休謨和邊沁，它與亞里斯多德早期提出的方法形成鮮明對比，在這種方法中，良好的治理需要培養好公民。現代機制設計、契約理論和行為經濟學為馬基雅維利範式提供了批判性的視角，並建議沿著亞里斯多德的路線重新表述…
無效的百日咳博德氏菌疫苗的流行病學後果
摘要 最近百日咳博德氏菌（百日咳）發病率的增加為全球健康帶來了挑戰。最近的研究對無細胞百日咳博德氏菌疫苗接種在減少傳播方面的有效性提出了質疑。在這裡，我們研究無效的百日咳博德氏菌疫苗的流行病學後果。使用動態傳播模型，我們發現：1）無效的疫苗可以解釋所觀察到的百日咳博德特氏菌發病率的增加； 2） 無症狀感染可能會影響監測並擾亂百日咳博德氏菌的態勢感知；3) 對與太小而無法接種疫苗…
社會 複雜性 at Cahokia
摘要 2013 年 5 月 28 日至 30 日在聖塔菲研究所舉行的工作小組針對卡霍基亞的問題提出了一系列共識答案。卡霍基亞是一個可追溯至 12 世紀和 13 世紀的城市，位於今天密蘇裡州和伊利諾伊州的大聖路易斯地區。卡霍基亞是社會複雜性理論的重要城市場所，因為它似乎是在缺乏支持性區域行政結構的情況下出現的。工作小組成員仔細調查了城市的區域社會、政治和經濟組織，發現除了看似儀式…
改變商業銀行的貨幣供給量
摘要 我們考慮透過銀行貸款為一個經濟體中的兩個生產部門提供融資的問題，當這些部門可能經歷獨立的貨幣需求，但每個部門都希望維持獨立確定的價格序列。理想化的中央銀行與一組商業銀行相比較，這些商業銀行從利差中產生利潤，並將這些利潤流向一組消費者/所有者，而這些消費者/所有者也是私營經濟中的一組借款人和貸方。我們將私人經濟建模為這樣一種經濟，其中兩種商品的生產函數和消費偏好都是獨立的，…
具有統計意義的社群和層次結構的可擴展檢測：模組化的訊息傳遞
摘要 模組化是社群結構的流行衡量標準。然而，最大化模組化可能會導致許多具有幾乎相同模組化的競爭分區，但彼此之間的相關性很差；它還可能過度擬合，在隨機圖中產生虛幻的“社區”，而實際上並不存在。我們透過使用模組化作為哈密頓量併計算所得吉布斯分佈的邊際來解決這個問題。如果我們將每個節點分配給這些邊緣下最有可能的社區，我們聲稱與基態不同，所得的劃分可以很好地衡量具有統計意義的社區結構。…
旁系同源物的系統發育
摘要 動機：基於序列的系統發育方法嚴重依賴僅由直系同源序列組成的初始資料集。旁系同源物被視為一種危險的公害，必須被發現並消除。然而，數學系統發育的最新進展表明，只要可以在一定程度上確定區分直向同源物和旁系同源物，基因重複也可以傳遞有意義的系統發育資訊。結果：我們證明，僅從旁系資訊即可推斷出合理的系統發育樹。為此，首先校正直系同源（旁系同源的補充）的無樹估計以符合同形圖，然後轉化…
語言網路中的歧義
摘要 人類語言定義了最複雜的演化結果。這種複雜的交流形式的出現使人類能夠創建極其結構化的社會並在不同層面上管理符號，其中包括語義。所有語言層級都必須處理源自語言遞歸性質的天文組合潛力。這種遞歸性確實是一個關鍵的定義特徵。然而，並非所有單字的組合和頻率都相同。在打破較少使用和較多使用以及較少和較多意義承載單元之間的對稱性時，出現了通用縮放定律。這些法則對所有人類語言來說都是共同的…
<em>計算機</em>向多細胞過渡
摘要 多細胞性和發育程序的出現是演化生物學的主要問題之一。傳統上，該領域的研究一方面是基於數據分析和實驗工作的結合，另一方面基於理論近似。第三種可能性是由電腦模擬模型提供的，它既可以模擬現實，又可以探索替代的可能性。這些電腦模型透過模擬虛擬細胞和細胞組如何演化超越一組孤立實體的複雜相互作用，為可能性和實際情況提供了一個強大的視窗。在這裡，我們提出了此類模型的幾個例子，每個例子都…
隨機均衡的資訊剖析
摘要 隨機非線性動力系統產生訊息，透過其熵率來測量。有些資訊（短暫資訊）被消散，有些資訊（綁定資訊）被主動存儲，從而影響未來的行為。我們推導了兩個表現出動態平衡的經典系統在小時間離散化極限下的短暫訊息和束縛訊息的解析表達式：一階 Langevin 方程式 (i)，其中漂移是位能函數的梯度，擴散矩陣是可逆的；(ii) 具有線性漂移項 (Ornstein Uhlenbeck)，但擴…
不穩定腫瘤進展的傳播前沿模型中的災難性轉變和致死閾值
摘要 不穩定的動力學是大多數實體瘤演化的特徵。由於維持基因組完整性的失敗增加，觀察到基因突變和缺失水平的累積增加。先前的工作表明，癌症進展存在不穩定閾值，定義了將腫瘤獲勝場景與腫瘤滅絕或共存階段分開的相變現象。在這裡，我們提出了一種積分方程式方法來研究不穩定癌症的準種動力學。此模型呈現兩個主要階段，其特徵是癌症組織的成功或失敗。此外，該模型預測腫瘤失敗可能是由於相對於健康細胞的…
檢視地理空間中的社交網路的相關文獻
摘要 儘管人際關係（建模為社交網路）在地理空間的規定和範圍內形成、持續和消解，但它們很少在地理資訊系統（GIS）環境中建模。這種脫節可能是由於缺乏關於社會生活如何與建築環境交織在一起的研究問題，或缺乏整合的建模環境。相反，研究人員關注社會發現（例如，平均代理人擁有的聯繫人數量）或空間發現（例如，代理人在周六晚上所在的地點），儘管提出結合每個變量的問題（一個人在周六晚上選擇的地點…
時間序列可預測性的無模型量化
摘要 本文深入探討了預測策略在應用於複雜時間序列時何時、為何以及如何失敗。我們推測，現實世界時間序列資料的固有複雜性是由生成過程的維度、非線性和非平穩性以及雜訊、聚合和有限資料長度等測量問題引起的，這既可以根據經驗進行量化，又與可預測性直接相關。特別是，我們認為冗餘是測量實驗時間序列中的複雜性和預測結構的有效方法，而加權排列熵是估計冗餘的有效方法。為了驗證這些猜想，我們研究了 …
使用動力學評估賭博
摘要 評估賭博的經典決策理論問題是從現代的角度使用動力學來處理。線性和對數效用函數並不是作為貨幣價值的表達式，而是作為映射，產生純加法和純乘法動力學的遍歷可觀測量，這是模擬財富的最自然的隨機過程。這種觀點與決策理論的主導形式主義中效用函數的有界性要求不一致。我們強調決策理論發展過程中概念和數學上的不一致，其修正澄清了現代觀點是合理的，並且不需要效用函數有界。
最簡單的複雜交換機制：價格、市場與貨幣的出現
摘要 我們考慮接受「多樣化」商品供應並重新分配一切的交換機制。在某些「公平」和「便利」的自然條件下，我們證明這種機制允許獨特的價格，使每個人的報價和回報的價值相等。接下來，我們用整數 τij、πij 和 ki 來定義機制的複雜性，它們代表將 i 交換為 j 所需的「時間」、確定交換比率的「難度」以及訊息空間的「維度」。我們證明存在有限數量的最低複雜度機制；並且，在每個交易中，所…
稀疏網路半監督聚類中的相變
摘要 預測網路中節點的標籤，例如社區成員資格或人口統計變量，是社交和生物網路應用中的一個重要議題。如果我們只能存取網路拓撲，最近發現的相變會對這些預測的準確性造成根本限制。然而，如果我們知道節點的某些部分 α 的正確標籤，我們可以做得更好。我們研究了由隨機區塊模型產生的網路的「半監督」學習問題的相圖。我們使用空腔方法和相關的置信傳播演算法來研究作為 α 的函數可以達到什麼精確度…
非合作博弈的資訊幾何
摘要 在某些遊戲中，附加資訊會傷害玩家，例如，在具有先發優勢的遊戲中，後發者會因為看到先發者的舉動而受到傷害。遊戲對玩家來說具有如此負面的「資訊價值」的條件是什麼？一款遊戲是否會對所有玩家產生負訊息價值？為了回答這些問題，我們概括了商品（對於決策場景中的玩家）的邊際效用的定義，以定義指定遊戲的參數向量（對於該遊戲中的玩家）的邊際效用。做到這一點需要基本的資訊衡量；為了方便說明，…
所有系統都將被博弈：經濟和社會系統中的剝削行為
摘要 2008 年華爾街崩盤後，經濟學家清楚地意識到，金融體係以及其他社會和經濟體係都無法避免被一小群參與者為了自身利益而操縱。有鑑於此，自然會出現兩個問題。對於特定的政策設計或建議的經濟體系，這種操縱是否可以提前預見並可能預防？我們是否可以設計一些方法（可能是自動的方法）來測試所提議的政策系統是否存在可能的故障模式以及它們對可能的操縱的脆弱性，從而防止未來出現此類行為？該論文…
論生態學理論
摘要 我們主張擴大生態學理論的作用，以加速科學進步，提高應對環境挑戰的能力，促進綜合和統一的發展，並改進實驗和大規模環境監測計劃的設計。為了實現這些目標，必須促進我們所謂的「有效」理論的發展，該理論具有幾個關鍵屬性。有效的理論 1) 基於第一原理，2) 通常用數學語言表達，3) 做出很少的假設並針對每個自由參數產生大量預測，4) 是近似的，5) 它們的預測提供了與經驗數據進行比…
衡量指導作為社會資本的橋樑
摘要 導師制是一種重要的關係，可以將年輕人與社區中較有經驗的成員配對。由組織推動的正式指導透過在家人、朋友或同儕群體（通常在其中發現大多數關係）之外建立新的關係來增加橋樑社會資本。儘管如此，城市和社區可能不會投資此類項目，因為這些社會資本建設關係對參與者和城市健康的影響很難“證明”，而且如果收益未知，投資可能看起來很高。作為回應，我們描述了一種混合方法來衡量新墨西哥州聖達菲導師…
發明作為一種組合過程：來自美國專利的證據
摘要 發明通常被概念化為對組合可能性空間的搜尋。儘管有豐富的文獻，跨越多個學科，詳細闡述了發明的重組性質，但我們缺乏對支撐發明活動的組合過程的正式和定量的描述。在此，我們利用 1790 年至 2010 年的美國專利記錄將本發明正式描述為組合過程。為此，我們將專利發明視為技術載體，並利用美國專利局所使用的複雜技術程式碼系統對發明新穎性的技術進行分類。我們發現組合發明過程表現出「利…
生物學和人類學中的博弈論
摘要 自發性合作的準備以及其他人也具有這種合作性的假設已被認為是人類區別於其他動物（包括類人猿）的基本特徵。同時，合作性提出了一個演化難題，因為非合作者在合作者群體中表現得更好。我們在這裡從理性概念、博弈論和認知邏輯的角度來分析合作過程。然而，我們並不是試圖重建實際的演化過程。我們寧願提供合作背後的邏輯結構，並理解為什麼合作是可能的，甚至可能是必要的。
用於網路攻擊最佳偵測的 HMM
摘要 快速偵測電腦網路防火牆內的攻擊者至關重要。異常檢測器透過量化與正常網路行為的基線統計模型的偏差來解決這個問題。然而，異常檢測器存在許多誤報，嚴重限制了其實際用途。為了規避這個問題，我們需要評估在沒有攻擊者存在的情況下觀察到的網路行為的可能性（如在異常偵測器中）以及在存在攻擊者的情況下觀察到的網路行為的可能性。任何針對受感染網路行為的現實隨機模型都必須在連續時間內工作，並具…
發生率 of q-統計學 in Rank 分布s
摘要 我們表明，在廣泛的系統家族中的大量實例中觀察到的具有冪律衰減（通常僅在有限範圍內）的大小等級分佈服從 Tsallis 統計量。這些分佈的理論框架類似於切線分岔附近的非線性迭代映射的理論框架，其中李亞普諾夫指數可以忽略不計或消失。與這些分佈相關的相關統計力學表達式是使用兩個不同的約束從最大熵原理導出的，並且由此產生的熵索引的二元性被視為描繪了物理相關資訊。雖然索引 α 的值…
透過最佳化指標確定硬碟模型中臨界密度的下界
摘要 我們證明了硬碟模型臨界密度 p c 的新下界，即低於該密度，可以有效地對單位環面中 n 個非重疊磁碟的隨機配置進行取樣。我們使用經典的馬可夫鏈，一次移動一個磁碟，但改進了路徑耦合分析。我們的主要工具是對相鄰配置對（即單一磁碟位置不同的配置）的最佳化度量：我們定義一個度量，該度量取決於這些位置的差異，並且當它們重合時該度量連續接近零。這將先前的下界 p c ≥ 1/8 改進…
層狀密堆積結構中的成對相關性
摘要 給出隱馬可夫模型形式的層狀密堆積結構的堆疊統計描述，我們發展了層之間成對相關函數的解析表達式。這些可以作為模型參數的明確函數進行分析計算，或者可以使用表達式作為獲得數值的快速、準確和有效的方式。我們提出了幾個例子，與先前的工作達成一致並得出新的關係。
論組合驅動技術創新模式中的奇點
摘要 有人認為，創新主要是透過組合發生的：發明累積越多，從先前的設計中獲得新發明的可能性就越高。此外，有人推測，創新的組合性質自然會導致奇點：在某個有限的時間內，創新的數量應該會出現分歧。儘管這些想法確實很有吸引力，但尚未開發出通用模型來測試組合技術應具有爆炸性的條件。在這裡，我們提出了一個技術演化的廣義模型，該模型考慮了兩個主要屬性：創造一項新技術所需的先前技術的數量以及技術…
條件受限玻爾茲曼機的表達能力
摘要 條件受限玻爾茲曼機是無向隨機神經網絡，其輸入和輸出單元層與隱藏單元層雙向連接。這些網路在給定輸入單元狀態的情況下定義輸出單元狀態的條件機率分佈模型，並透過交互權重和偏差進行參數化。我們解決了這些模型的表徵能力，證明了條件機率分佈的通用逼近器的最小尺寸、確定性函數的通用逼近器的最小尺寸、最大模型逼近誤差以及可表示的條件分佈集的維數的結果。我們提供了用於研究條件模型的新工具，…
連結空間
摘要 連通性是物件和系統的基本屬性。它通常被視為本質上是拓撲的，因此被視為（廣義）拓撲空間中集合的派生屬性。然而，已經有一些獨立的嘗試直接或在描述分離的公理系統的背景下公理化連通性。在這篇類似評論的文章中，我們試圖將這些理論連結在一起。我們發現，儘管形式和語言有所不同，但它們基本上是相同的。總而言之，現有的知識提供了一個連貫的數學框架，不僅本身很有趣，而且還可以在從影像分析到組…
離散時間更新過程的資訊和因果架構
摘要 更新過程廣泛用於模擬由靜止期分隔的孤立事件組成的隨機行為，其持續時間由給定的機率定律指定。在這裡，我們確定了預測的最小充分統計量（因果狀態集），計算儲存這些狀態所需的歷史記憶容量（統計複雜性），描述哪些資訊是可預測的（過量熵），並將單一測量的熵分解為與過去、未來或兩者共享的熵。因果狀態等價關係定義了更新過程的新子類，儘管具有無限的事件間計數分佈，但具有有限數量的因果狀態。…
立方體和球體上的熱和雜訊：隨機旋轉多項式閾值函數的靈敏度
摘要 我們在隨機嵌入球體的超立方體上建立了球諧函數和傅立葉基函數之間的精確關係。特別是，我們根據“球形靈敏度”給出了隨機旋轉函數的預期布爾噪聲靈敏度的界限，我們根據球形熱方程下的演化來定義“球形靈敏度”。作為一個應用，我們證明了 Gotsman Linial 猜想的平均情況，限制了隨機旋轉的多項式閾值函數的敏感性。
程式語言大規模演化中的間斷均衡
摘要 演化生物學家、歷史學家、工程師和語言學家都對生物演化和文化演化之間的相似性和差異進行了探索。文化變革的兩個眾所周知的領域是語言和技術。兩者都有一些與物種演化相關的特徵，但技術變化很難研究。我們走向技術進化科學理論的一個主要挑戰是如何正確定義進化樹或進化枝，以及如何權衡資訊水平轉移所扮演的角色。在這裡，我們研究程式語言的大規模歷史發展，這些語言在過去的半個世紀中深刻地標誌著…
透過熱邊界條件揭示的短程自旋玻璃平均場描述的反證
摘要 幾十年來，短程自旋玻璃低溫相的理論描述仍然難以捉摸。特別是，目前尚不清楚斷言一對純態的理論或基於無限多個純態的理論（例如複製對稱破缺）是否能最好地描述現實的短程系統。為了解決這一爭議，使用群體退火蒙特卡羅對熱邊界條件下的三維愛德華茲 安德森伊辛自旋玻璃進行了數值研究。在熱邊界條件中，三個空間方向上的週期性與反週期性邊界條件的所有八種組合都以其各自的玻爾茲曼權重出現在係綜中…
城市商業多元化的系統結構與可預測性
摘要 了解城市對於應對從氣候和健康到經濟彈性等重大全球挑戰至關重要。儘管城市經濟活動的詳細結構越來越被視為基本的社會經濟單位，但現在只有利用大型資料集才能進行全面分析。在這裡，我們研究了美國大都市統計區域的豐富商業類別，以調查經濟活動的多樣性如何取決於城市規模。揭示了所有城市共有的普遍結構，反映了內部經濟結構以及聚合指標（GDP、專利、犯罪）的自相似性。提出了一個推導來解釋普遍…
使用 z-拉普拉斯算子進行社區檢測
摘要 社區檢測是網路科學的基本問題，在生物和社會領域有廣泛的應用。一種常見的方法是利用與網路相關的算子的頻譜屬性（最常見的是鄰接矩陣或圖拉普拉斯算子），儘管已知這些技術在稀疏網路上會失敗，儘管存在理論上可檢測的社區結構 [3],[4]。這項工作引入了一個我們稱為「z 拉普拉斯算子」的算子 L z = z A – D，已觀察到該算子與 [3]、[6] 的非回溯矩陣共享重要的譜屬性…
狩獵採集者住宅流動性的生態學和能量學
摘要 居住流動性與狩獵採集者生活方式的各個方面密切相關，因此是狩獵採集者研究中的核心問題。狩獵採集者每年的居住流動率差異很大，人類學家和考古學家長期以來一直對了解這種變化的來源感興趣。由於流動性在很大程度上是由持續供應食物的需求所驅動的，生態學的代謝理論為解決這個問題提供了一個自然的框架。這為制定有關狩獵採集者居住流動性的規模和變化的進化和生態限制的正式可檢驗假設提供了一個強大…
混沌晶體學：資訊物理學如何揭示材料的結構秩序
摘要 我們回顧了應用資訊和計算理論測量來描述超越先前基於精確幾何對稱的方法的材料結構的最新進展。我們討論了這個新工具集必要的理論背景，並展示了新技術如何檢測和描述新的材料特性。我們討論該方法如何與眾所周知的晶體學實踐相關，並研究它如何為熟悉的結構提供新穎的解釋。自始至終，我們都專注於無序材料，這些材料雖然很重要，但在理論上和實驗上受到的關注比那些週期性或非週期性有序的材料要少。
群體思維與維基百科的案例
摘要 群體層面的認知狀態在人類社會系統中被廣泛觀察到，但它們的討論常常在量化方法中被先驗地排除。在本文中，我們展示瞭如何需要參考群體的不可簡化的心理狀態和心理動態來理解大規模的社會現象。我們透過參考合作演化中的一個經典問題來介紹心理邊界問題。然後，我們提供了一個明確的定量範例，該範例取自維基百科編輯之間正在進行的合作與衝突工作，展示了個人經驗的部分（但不是全部）影響如何持續存在…
隱馬可夫模型的層狀密堆積結構的繞射圖案
摘要 我們最近導出了密堆積結構（CPS）中模組化層（ML）之間的成對（自）相關函數（CF）的解析表達式，用於可描述為隱馬可夫模型（HMM）的廣泛堆疊過程[Riechers et al, (2014), Acta Crystallogr. A，XX 000 000]。我們現在使用這些結果直接從 HMM 計算衍射圖案 (DP)，發現 HMM 和 DP 之間的關係本質上既簡單又基本。…
生物圈生物工程？
摘要 我們的星球正在經歷與各種人為相關過程相關的加速變化過程。氣候變遷和生物多樣性下降是這現象的兩個面向。這種轉變的未來是不確定的，但人們普遍認為其負面影響可能會威脅到我們自身的生存。此外，預期變化的步伐可能會很突然：災難性的轉變可能是這個持續的、明顯緩慢的過程最有可能的結果。儘管已經提出了不同的地球工程策略，但似乎沒有一種策略能夠安全地解決與二氧化碳累積或生態系統退化相關的大…
古代社會的定居規模與收益遞增
摘要 現代城市的一個關鍵特性是規模報酬遞增──許多社會經濟產出的成長速度快於人口的成長速度。最近的理論工作表明，這種現像是嵌入空間的人類社交網絡一般特徵的結果，因此不一定僅限於現代住區。在這裡，我們研究了墨西哥前西班牙盆地的考古定居點數據所表達的收益遞增的程度。我們發現了三種定量模式，表明存在遞增回報，並且它們源自於現代城市中產生這些回報的相同過程。在所有情況下，縮放參數值都與…
工業生態學：複雜系統的視角
摘要 我們的社會和技術系統正變得越來越全球化和相互關聯。這些變化為個人和組織提供了機會，讓他們能夠進入更廣泛的市場和更多的人——潛在的客戶、雇主、朋友和思想來源。但顯然，這種日益增強的連結性也為底層基礎設施和技術的設計帶來了新的挑戰，而使這一切成為可能。該技術必須能夠適應新的和不斷變化的使用模式以及與其他系統的耦合所造成的潛在危險，同時仍滿足現在和未來社會的需求。這樣說來，建構…
政府的價值與非合作均衡的效率
摘要 將 2 × 2 矩陣賽局的最大聯合收益作為潛在社會福利的衡量標準，我們可以根據該最大收益與非合作均衡中獲得的聯合收益之間的差異，計算出一個簡單的「政府價值」。我們建立了一個效率損失指數（ELI）作為這種差異的預期值除以最大聯合收益，並使用 ELI 來分析玩家願意向政府（或其他第三方裁判）支付的金額，以透過改變其結構或透過提供訊號/合約來協調行為來協調遊戲的結果。此分析適用…
科技變革對複雜資訊網路演化的影響
摘要 我們生活在人類社會和科技互聯互通不斷增強的時代。我們彼此交互以及與日益普遍的計算和通信設備交互方式的這些結構性變化已經通過複雜信息網絡的動態性在多個學科的研究中得到了形式化。複雜網路是（數學）圖，透過邊緣（關係、電線）連接節點（人、電腦）。儘管網路分析方法已經取得了很大進展，但推動人類社會和全球電腦網路發展的基本原理仍然相當模糊。某些結構圖元素起源的機制模型現已變得普遍，…
我們是解決方案的一部分還是問題的一部分？
摘要 本文對我們目前在世界各地遇到的各種危機進行了遠程、全面的審視，並認為這些危機都是同一現象的一部分。我們社會的認知能力與環境幹預所影響的範圍之間存在維度差異，以至於每一次幹預都會導致許多意想不到的後果。眾所周知，頻繁的風險被處理，未知的長期風險不斷累積。我們的世界無法應對其早期行動目前正在出現的多重意外後果。為了解決這個問題，我們需要透過刺激非西方價值觀的發展來扭轉局限於我…
體現系統的廉價控制理論
摘要 我們提出了一個為實體代理程式設計廉價控制架構的框架。我們的推導以通用近似的經典問題為指導，由此我們探索了利用代理的體現來對感覺運動控制生成的行為進行新的、更有效的通用近似的可能性。將這種具體化通用近似與經典的非具體化通用近似進行比較。為了舉例說明我們的方法，我們提出了根據條件限制玻爾茲曼機定義的政策模型的詳細定量案例研究。與需要指數數量的參數的非體現通用近似相比，在體現設…
輸入輸出過程的計算力學：結構化變換與 ε-換能器
摘要 計算力學透過其因果狀態來量化隨機過程中的結構，從而產生該過程的最小、最優預測器－ε 機。我們將計算力學擴展到兩個進程之間的通訊通道，以獲得它們之間隨機映射的類似最優模型—ε 感測器。在這裡，我們為溝通管道的結構分析奠定了基礎，處理聯合流程和輸入流程。結果是對支持進程之間資訊流的機制進行了原則性的結構分析。這是關於記憶通道、通道組成和相關條件資訊測量的結構資訊理論系列中的第…
規避預測中的維數災難：無限階馬可夫過程的因果率失真
摘要 預測率失真分析受到維數災難的困擾：對任意長的過去進行聚類以保留有關任意長的未來的信息，需要的資源通常隨長度呈指數增長。對於無限階馬可夫過程來說，挑戰更加複雜，因為對有限序列的調節無法捕捉它們過去的所有依賴關係。頻譜參數表明，當底層過程具有長程時間相關性時，對有限長度序列進行聚類的演算法會顯著失敗，甚至對於由有限記憶體隱馬可夫模型生成的過程也可能會失敗。我們透過根據計算力學…
理解與設計複雜系統：對「科學與工程中最優高階描述架構－初步報告」的回應
摘要 我們回顧了建立非線性複雜過程的緊湊模型並識別其相關宏觀模式或「宏觀狀態」的最新歷史。我們概述了計算力學、預測率失真理論以及資訊度量在監控模型複雜性和預測性能中的作用。計算力學提供了一種為給定過程提取最佳最小預測模型的方法。率失真理論提供了系統地逼近此類模型的方法。最後，我們評論了開發自動發現最佳緊湊模型的通用框架的未來前景。作為對上述標題中引用的手稿的回應，這篇簡短的評論…
動力系統閉子系統的算子理論辨識
摘要 動力系統理論的一個核心問題是找到一個更容易處理的動力過程的簡化描述。在本文中，我們提出了一種在算子理論框架內識別給定離散時間動力系統的封閉子系統的系統方法。結果表明，這個問題與尋找動力學的不變西格瑪代數密切相關。索引術語 – 封閉子動力、西格瑪代數、算子理論。
共同祖先的資訊理論推理
摘要 如果局部馬可夫條件成立，即如果每個變數都獨立於給定其父項的非後代，則有向無環圖 (DAG) 部分錶示系統觀測值之間的條件獨立結構。一般來說，有一整類 DAG 代表一組給定的條件獨立關係。我們感興趣的是只能從子系統的觀察中得出的此類屬性。為此，我們證明了資訊理論不等式，該不等式允許推斷代表某些未知更大系統的任何 DAG 中觀察到的部分的共同祖先。更明確地，我們表明觀察之間在…
最大化量子態分層模型的發散
摘要 我們研究了根據吉布斯族（稱為分層模型）的 Umegaki 相對熵（散度）進行量化的多方相關性。我們從最大熵原理推導出這些量，該原理先前用於定義密切相關的不可約相關性。我們指出了分層模型中存在的量子態和機率向量之間的差異、與分層模型的分歧以及該分歧的局部最大化。差異分別是缺乏因式分解、不連續性和不確定性的減少。我們討論可分離量子位態互資訊的全域最大化。
廬模映射的非生成劃分
摘要 我們量化了由單位區間上的單模映射 T : [0,1] → [0,1] 及其迭代 T m 驅動的時間離散動力系統的動力學與資訊理論術語中符號層級的誘導動力學之間的關係。符號動態是透過閾值跨越技術獲得的。長度為 m 的二進位串 s 是透過選擇分割點 α ∈ [0,1] 並根據 Ti ( x ) 是否大於或小於 α 放置 s i = 1 或 0 來獲得的。首先，我們研究劃分點 …
具身智能體大腦的幾何設計原理
摘要 我提出了感覺運動環路的形式模型，並討論了其與內在自由度相關的外在實施例約束。這些程度構成學習方面適應的基礎，因此應與實施例約束結合。充分性和普遍近似的概念使我們能夠為這種耦合製定原則。這為具體代理的控制架構設計提供了幾何方法。
隨機正則精確覆蓋中的相變
摘要 精確覆蓋的 k 均勻、d 正規實例是 m 個集合 F n,d,k = { S j ⊆ {1, . 。 。 , n }}，其中每個子集的大小為 k，且每個 1 ≤ i ≤ n 都包含在 S j 的 d 中。若存在子集 T ⊆ {1,…, n } 使得 是可滿足的T ∩ S j = 1 對所有 j 。或者，我們可以將其視為 Positive 1 in k SAT 的 d 正規…
關於大規模人類社會融合的出現及其在靈長類動物的前因
摘要 人類社會性的普遍特徵之一是我們的社交網絡是高度整合的——人類社會表現出多個嵌套的社會層次，包括家庭、樂團和社區。有幾個因素已被確定為敵對族群間關係的抑制因素，包括經濟相互依存（貿易）、異族通婚（異族通婚）、針對外部對手的合作防禦（戰爭）以及缺乏與外部戰爭同時發生的父系居住群體（缺乏與外部戰爭相關的父系居住群體）。我們使用標準跨文化樣本 (SCCS) 資料庫和 Dow (2…
地球地形改造的綜合電路設計
摘要 越來越多的證據表明，我們的星球可能會經歷與氣溫上升和生態系統過度開發相關的失控效應，導致短期內的災難性變化。能夠抵消這些影響的修復方案包括地球工程、永續實踐和碳封存等。這些場景似乎都不足以實現安全邊界的預期恢復。我們假設，具有適當工程設計的合成生物體可用於安全地防止某些受壓生態系統的衰退，並有助於改善碳固存。此類方案將包括設計互惠依賴關係，以防止不期望的演化過程。我們假設…
作為普遍拓樸轉變的科學場的形成
摘要 科學領域在主題、研究技術、合作規模、成長率等方面有所不同。我們調查這些差異背後是否潛藏著共同的動力，影響科學領域隨著時間的推移如何形成和演變。在任何領域的歷史中，特別重要的是共享概念和技術允許廣泛交流思想和協作的時刻。在那一刻，共同作者網絡表現出了滲濾現象的模擬，形成了一個包含大多數作者的巨大連接組件。我們開發了一個用於分析有限的、不斷演化的網路的通用理論框架，其中每個科…
無窮大的特徵：預測、複雜性與學習中的非遍歷性與資源擴展
摘要 我們介紹了由靜態、遍歷有限記憶體組件過程的隨機樣本所建構的無限記憶體過程的結構複雜性的簡單分析。這樣的過程在眾所周知的多臂強盜問題中很常見。我們將我們的分析與計算理論和統計推理方法進行對比，以了解其複雜性。其結果是對可預測性、複雜性和學習之間關係的另一種看法，強調了複雜遍歷和非遍歷過程中資訊和相關分歧出現的不同方式。我們得出了描繪遍歷過程的結構層次結構的資源差異的後果以及…
中等社會的社會政治演變：前西班牙裔普韋布洛案例
摘要 新石器時代社會允許或要求擴大社會政治規模的過程本質上是自願的還是強制的？我們在基於「村莊」代理的生態模型之上構建了一個進化的公共物品博弈，其中代理（家庭）形成企業集團，這些集團可能透過武力將其他群體納入統治等級。此模型內生了區域和群體人口成長率以及群體間競爭，根據具體情況，這些競爭可能是暴力的，也可能不是暴力的。模型輸出可以與世界上最著名的新石器時代定居點和人口記錄（公元…
尖峰神經元資訊測量的時間解析度依賴性：原子、尺度和普遍性
摘要 刺激和尖峰序列反應之間的互資訊通常用於監測神經編碼效率，但廣義的神經元計算需要輸入輸出聯合過程的更精細和有針對性的信息測量。實現這一更大目標的第一步是為各個輸出過程開發資訊度量，包括資訊產生（熵率）、儲存資訊（統計複雜性）、可預測資訊（過剩熵）和主動資訊累積（綁定資訊率）。我們計算了由各種雜訊驅動的整合和激發神經元產生的尖峰序列，作為時間解析度和交替更新過程的函數。我們證…
論人類詞彙語意的普遍結構
摘要 人類概念結構有多普遍？除了人類認知的普遍屬性之外，概念在人腦中的組織方式可能也反映了文化、歷史和環境背景的獨特特徵。語義，或透過語言表達的意義，提供了對底層概念結構的直接訪問，但意義是眾所周知難以測量的，更不用說參數化了。在這裡，我們使用跨語言詞典提供了概念之間語義接近度的實證測量。在從系統發育和地理分層樣本中精心挑選的語言中，單字的翻譯揭示了特定語言使用單一多義詞來表達…
網路上復發狀態流行病模型的訊息傳遞方法
摘要 流行病過程是引起廣泛跨學科興趣的常見失衡現象。最近，動態消息傳遞（DMP）被提出作為一種有效的演算法，用於模擬網路上的流行病模型，特別是用於估計給定節點在特定時間變得具有傳染性的機率。到目前為止，DMP 已專門應用於具有單向狀態變化的模型，而不是像 SIS（易感 感染 易感）和 SIRS（易感 感染 恢復 易感）這樣的模型，在這些模型中節點可以返回到先前居住的狀態。由於許…
為什麼澳洲仍然是“狩獵採集者的大陸”
摘要 為什麼在歐洲接觸之前澳洲沒有開展農業活動？有人提出，該大陸的地理位置排除了附近美拉尼西亞進行的糧食生產。但澳洲的大部分地區非常適合種植該地區其他地方種植的農作物，澳洲特有的野生植物物種在其他地方種植，許多養殖物種在整個地區非常自由地傳播，但繞過澳大利亞，澳洲人與新幾內亞的農民有大量接觸，當兩塊大陸通過陸橋連接時，新幾內亞引入了農業。另一種猜想是，正是缺乏適當的製度 — —…
政治階層、經濟不平等和第一批西南亞農民
摘要 非常適合農耕的產權與非常適合移動狩獵和採集的產權不同，這就提出了一個問題：這種新制度是如何在最早進行農耕的地方出現的？我調查了有關西南亞第一批從事農業的人群的政治、社會和經濟制度的最新考古證據。雖然集體決策顯然得到了實踐（就像在覓食人口中一樣），但幾乎沒有證據與這樣的猜想相一致：新的財產權制度的強加和執行是由榨取性的政治精英實施的。
動力系統的最優高階描述
摘要 為了分析高維繫統，科學和工程的許多領域都依賴高階描述，有時稱為「宏觀狀態」、「粗粒度」或「有效理論」。此類描述的例子包括經歷可逆動力學的大量點粒子的熱力學性質、描述參與經濟的個體的宏觀經濟模型中的變量以及由大量生化網絡組成的細胞的匯總狀態。通常，這些高級描述的構建並沒有首先考慮需要它們的最終原因。在這裡，我們形式化並量化了這樣一個目的：需要以盡可能高的精度預測有關高維繫統…
早期國家的地位與作用：比較分析
摘要 林頓 1936 年地位與角色概念的修改和應用對早期國家和非國家的比較分析產生了理解早期國家的新方法，甚至證實了一些考古學家的發現。該計畫檢索了考古和歷史文獻，以了解 52 種可能的狀態中哪些是早期國家的標誌，哪些社會可以被視為早期國家，哪些早期國家可以被視為典型。統治者、農民和奴隸地位的統計分析顯示了國家之間、國家與非國家之間的異同。透過對與這三種狀態相關的角色（權利和行…
惡魔動力學：確定性混沌、西拉德圖與熱力學系統的智能
摘要 我們引入了一個確定性混沌系統——西拉德圖——它封裝了麥克斯韋妖從熱庫中提取功的測量、控制和擦除協議。在動態實施例中實現惡魔的控制功能，我們的構造使惡魔和熱力學系統對稱，允許人們探索它們的功能並恢復由於測量和擦除引起的耗散熱力學成本之間的基本權衡。地圖的混亂程度（由柯爾莫哥洛夫 西奈熵捕獲）是從熱浴中提取能量的速率。此外，引擎的統計複雜度量化了其運作所需的最小系統記憶體。這…
城市拓撲
摘要 有沒有一種理想的城市形態？隨著世界各地城市的激增，這已成為支持數十億人永續發展和經濟機會的核心議題。我們提供了廣泛的經驗證據、數學分析和一組定理來表明這個問題的答案是拓樸的，而不是幾何的。我們證明，城市可以分解為兩種類型的網路空間——通道和場所——並證明，只要滿足特定的數學條件，這些空間就表現出所有城市共有的普遍拓撲特徵。雖然這些條件的例外情況在已開發城市中很少見，但許多…
空間選擇和鄰域統計
摘要 生物和社會系統的特徵通常是在局部變化的結構中出現一般宏觀模式。這種變化——無論是在生態系統中還是在城市中——不僅表現出統計上的偶然性，而且表現出創新、選擇和由此產生的當地適應的豐富歷史。由於這些原因，分析複雜系統的結構並描述它們在不同組織規模下包含的資訊量仍然是一個挑戰。在這裡，我們發展了一個統一的框架來研究跨尺度的複雜系統的局部異質性。我們展示瞭如何使用進化生物學和統計…
文化產品市場順序搜尋的集體動力
摘要 少數「熱門」文化產品往往主導消費者的注意力。然而，眾所周知，事前預測哪些產品將成為「熱門產品」是非常困難的。導致這些集體行為模式的決策過程是什麼？我們提出了一種新穎的製程模型，其中具有不同但相關偏好的代理程式按受歡迎程度搜尋替代方案，並選擇效用高於某個滿意閾值的第一個替代方案。該模型超越了流行動態的現有解釋，因為（i）它提出了社會影響在這些市場中發揮作用的認知過程，（ii…
具有系統重要性的金融機構的公司內部複雜性
摘要 2011年11月，金融穩定委員會與國際貨幣基金組織合作，公佈了29家「系統重要性金融機構」（SIFI）名單。這項指定反映了一種擔憂，即其中任何一個的失敗都可能對全球經濟產生巨大的負面影響，並且基於「它們的規模、複雜性和系統互聯性」。雖然「規模」和「系統互聯性」的特徵一直是大量定量分析的主題，但對企業「複雜性」的衡量標準卻很少受到關注。在本文中，我們透過探索使用單一公司的控…
難以捉摸的現在：隱藏的過去和未來的依賴關係以及我們為何建立模型
摘要 將時間過程建模為馬可夫假設現在編碼了該過程的所有歷史。當這種情況發生時，現在就捕捉了過去和未來之間的所有依賴關係。我們最近表明，如果在結構化過程的空間中隨機取樣，幾乎不會發生這種情況。那麼，馬可夫失敗是如何產生的呢？也就是說，單獨的測量結果如何無法編碼過去？並且，需要多少才能捕捉過去和未來之間的依賴關係？在這裡，我們研究有多少資訊可以在過去和未來之間共享，但不能反映在現在…
辨識自主麥克斯韋棘輪中的功能熱力學
摘要 我們引入了一系列麥克斯韋妖，可以以緊湊的分析形式精確計算資訊承載自由度之間的相關性。當先前的方法由於它們調用的近似而錯誤分類或簡單地失敗時，這使得人們能夠精確地確定 Demon 功能熱力學操作狀態。這些惡魔的功能與替代候選者一樣，可以充當發動機，通過從單個熱庫中提取能量來提升質量來抵抗重力，或者充當蘭道爾橡皮擦，通過消耗外部功從一系列二進制符號中刪除信息。在這兩種情況下，…
連結的活動空間：將社群網路嵌入城市空間
摘要 我們研究了一對持續的電話聯絡人（例如朋友、家人、專業聯絡人）以類似方式使用該城市的可能性。使用來自中國一個未公開城市的通話數據記錄，我們透過插入每個用戶最常使用的地理位置蜂窩塔點來定義每個用戶日常活動空間的代理。我們計算連結活動空間對的重疊（例如，兩個已建立的電話聯絡人之間的空間對），並發現朋友和二級朋友比隨機對更有可能重疊。我們發現，較高程度的使用者和具有許多網路三角形…
馴服巴塞爾槓桿週期
摘要 有效的風險控制必須在個別機構外生衝擊的微觀審慎風險和系統性交互作用所造成的宏觀審慎風險之間進行權衡。我們研究了一個簡單的動態模型來理解這種權衡，該模型由具有槓桿目標的銀行和受集群波動性外生噪音影響的無槓桿基本面投資者組成。參數空間有三個區域：（i）穩定區域，系統始終達到不動點平衡； (ii) 局部不穩定區域，其特徵是循環和混沌行為； (iii) 全球不穩定地區。對資料參數…
線性效用和完善資訊的理性保險
摘要 我們提出了保險難題的數學解決方案。我們的解決方案僅使用時間平均成長率，沒有參考風險偏好。保險之謎是這樣的：根據財富的期望值，只有在某個價格使得出售保險變得非理性時，購買保險才是理性的。不存在對保險契約的買方和賣方都有利的價格。傳統上，保險合約存在的謎題是透過訴諸效用理論、資訊不對稱或兩者的結合來解決的。在這裡，我們注意到期望值是錯誤的起點——這是早期機率論的遺產。這是一個…
合作的進化優勢
摘要 本研究詢問合作以及由此產生的結構如何在許多不同的演化背景中出現。這裡的合作是個體實體匯集和分享資源的持久行為模式。例如：形成多細胞系統的單一細胞，其各個部分匯集並共享營養物質；群居動物聚集並分享獵物；家族企業或現代民族國家匯集和共享金融資源。在這些例子中，富裕實體在某個時間點進行合作的每個原子決策都會帶來一個難題：富裕實體將立即記入淨損失中──為什麼它要合作？對於每個例子…
奧卡姆量子線：透過量子通道同步和壓縮經典神秘過程
摘要 隨機過程的統計複雜度是一個突出的基本屬性：將一個過程產生器與另一個過程產生器同步所需的最少資訊。但是，透過量子通道進行同步時需要多少資訊？最近的工作表明，將因果相似性表示為量子態不可區分性提供了量子優勢。我們將其推廣到同步，並提供一系列利用擴展因果結構的構造，發現量子優勢的顯著增加。我們證明最大壓縮是由過程的神秘順序決定的——一種與馬可夫順序密切相關的經典拓撲屬性，馬可夫…
無記憶熱力學？回覆
摘要 我們回覆 arXiv:1508.00203 ‘評論「辨識自主麥克斯韋棘輪中的功能熱力學」(arXiv:1507.01537v2)’。
任意計算所需的最少工作量
摘要 最近的研究分析了在任何物理系統上實現給定邏輯映射所需的最小熱力學工作。這些研究集中在輸出不依賴輸入的映射上，例如數位計算機中的位元擦除。此外，他們還考慮了物理系統，其設計根據地圖輸入的分佈而變化。然而，我們常常感興趣的是實現一個其輸出取決於其輸入的映射。此外，我們經常希望我們的系統即使系統環境變化也能實現相同的映射，從而使映射輸入的分佈發生變化。在這裡，我介紹一種滿足這兩…
社會反饋與動物社會中等級的出現
摘要 支配等級是由於個體的攻擊而產生的群體層面的屬性。儘管個人可以從其在等級制度中的地位中獲得關鍵利益，但我們不了解現實世界的等級制度是如何形成的。我們也不了解在缺乏大小或空間位置等簡單線索的情況下，個人使用什麼訊號和決策規則來建構和維持等級制度。一項針對兩組圈養僧侶鸚鵡（Myiopsitta monachus）衝突的研究發現，一週後，新形成的群體中發生了向大規模攻擊行為的轉變…
城市 縮放律 in Europe
摘要 在过去的几十年里，在经济学、地理学和复杂系统等不同学科中，出现了一种观点，认为由于集聚或规模效应，城市的许多属性是可以定量预测的。使用城市功能區的新統一定義，我們研究了這些想法在多大程度上適用於歐洲城市。我们表明，虽然西欧（法国、德国、意大利、西班牙、英国）的大多数大型城市系统大致符合理论预期，但每个国家的城市数量较少及其自然变异性阻碍了得出强有力的结论。我們示範如何克服…
中世紀歐洲城市的人口與面積關係
摘要 我們以 14 世紀初的 169 個歐洲城市為樣本，研究了人口與定居面積之間的關係。我們比較了兩種行為模型，它們對這種關係的量化形式做出了不同的預測。社會反應器模型是基於城市建築環境內的運動和互動，並已成功應用於當代城市。該模型預測了亞線性縮放關係；也就是說，城市隨著發展而變得越來越密集。本文首次推導的替代結構化互動模型是基於這樣的假設：社會互動是由等級社會制度強烈引導的。…
艾爾文的意思是什麼？從非週期晶體和水的材料基因體學到分子資訊催化劑和生命的資訊物理學
摘要 埃爾溫·薛定諤（Erwin Schrödinger）著名且富有先見之明地將生命背後傳遞遺傳訊息的載體歸因於「非週期性晶體」。我們將這種後來才發現儲存在線性生物分子 DNA 中的材料與混沌晶體學新興領域研究的承載資訊的層狀準一維材料進行了比較和對比。儘管功能存在差異，但相同的資訊測量捕捉了兩者的結構和新穎性，這表明生物和非生物物質的資訊特徵之間存在密切的一致性——一種廣泛適…
最佳重新封鎖作為社區發展的實用工具
摘要 快速城市化是許多發展中人類社會的共同特徵。在許多情況下，無論過去或現在，城市人口的爆炸性增長超過了住房和城市服務的提供速度，並導致非正規住區或貧民窟的形成。貧民窟的歷史、基礎設施和變化速度各不相同，但它們具有某些共同特徵：非正式的土地使用、缺乏實際通道以及不存在或品質差的城市服務。目前，全球約有 10 億人生活在貧民窟中，如果不採取切實可行的解決方案扭轉這一趨勢，到 20…
參數化測量模型
摘要 我們在任意樣本空間 Ω 上開發了參數測量模型和統計模型的新的通用概念。這是由從參數流形 M 分別到 Ω 上的有限測度或機率測度集的可微映射給出的，當將其視為 Ω 上所有帶符號測度的 Banach 空間的映射時，該映射是可微的。此外，我們還給出了測度根的嚴格定義，並給出了 Fisher 度量和 Amari Chentsov 張量的自然定義，作為測度根空間上定義的張量的回拉。…
具身主體的<em>環境</em>－測量理論的定義
摘要 我們考慮代理與世界互動的感覺運動迴路的一般模型。這正式確立了 Uexküll 的功能環概念。在這裡，我們假設一個特定的因果結構，用馬可夫核來機械地描述。在這個一般性中，我們定義了世界上事件的兩個 σ 代數，它們描述了兩個各自的視角：（1）外部觀察者的視角，（2）主體的內在視角。從外部角度來看，並非世界的所有面向都可供智能體存取。這透過第二個 σ 代數是第一個 σ 代數的子…
資訊幾何中規範分歧的新方法
摘要 散度函數定義了黎曼度量 g 以及流形 M 中與其相關的雙耦合仿射連接 ∇ 和 ∇ 。當 M 是雙重平坦的時，即相對於 ∇ 和 ∇ ＊ 平坦時，已知規範散度，此散度由 ( M , g ,∇,∇ ＊ ) 唯一決定。我們透過使用逆指數映射的測地線積分，提出了一般（不一定是平坦的）M 的規範散度的自然定義。規範散度的新定義簡化為對偶平坦度情況下已知的規範散度。最後，我們證明逆指數…
奧卡姆量子剃刀的封閉式剃須：量子壓縮的精確結果
摘要 最近的研究表明，經典隨機過程的因果組織可以使用所謂的 q 機器表示進行大幅壓縮。量子訊號狀態之間的重疊在這種壓縮中發揮著重要作用。在較長的長度尺度上，考慮到更多的過程結構，這些重疊變得更加重要，看起來更難計算。在這裡，我們推導了這些重疊的有用表達式，包括基於譜分解的表達式，為我們提供了理論簡單性以及大大提高的計算能力。這些表達式是基於此處定義的新量子瞬態結構，即量子成對合…
綜合集體智慧
摘要 智慧系統已經在我們的生物圈中出現在不同的背景下，並達到了不同程度的複雜性。在所有情況下，社會背景下的溝通要求都是一個決定因素。人類大腦可能與語言共同演化，是一個非常成功的例子。同樣，社會昆蟲複雜的集體決策是由許多主體之間的資訊交換所產生的。不同的是，這種處理是在有限的個人認知能力下獲得的。使用非生命系統的計算模型和具體版本，特別是涉及機器人群的模型，已被用來探索集體智慧的…
自旋的解剖：經典自旋系統的資訊理論結構
摘要 物質中的集體組織對其所表達的物理特性起著重要作用。通常，它是透過順序參數檢測的，該參數針對給定係統觀察到的緊急模式進行了適當定義。資訊理論的最新發展提出如何以與系統和現象無關的方式量化集體組織：將系統的熱力學熵密度分解為局部熵（僅包含在單一位置的動力學中）和束縛熵（作為域、簇、激發或其他新興結構儲存在空間中）。我們針對 1D 鏈上的最近鄰 Ising 模型、配位數 k =…
普遍規模化：來自村級社會的證據
摘要 新興理論認為，城市規模化現像源自於個體在空間中的排列，以平衡移動的成本和由此產生的互動的好處。城市規模模型中嵌入的參數和過程並非現代系統所獨有，這一事實導致了這樣的假設：這些模型實際上捕捉了所有人類社會的普遍屬性。如果是這樣，在整個考古記錄中應該可以觀察到結垢現象。在本章中，我們表明，在現代城市系統中觀察到的尺度現象，以及最近在早期文明中觀察到的尺度現象，在包含不超過幾千…
城市天際線：建築高度和形狀作為城市規模的衡量標準
摘要 建築物的形狀在城市的能源效率、生活方式、土地利用和基礎設施系統中發揮著至關重要的作用。因此，隨著世界上大多數城市的不斷發展和壯大，了解城市環境特徵與城市建築形式之間的相互作用對於實現當地和全球永續發展目標至關重要。在這裡，我們編譯和分析了迄今為止最廣泛的建築形狀資料集，涵蓋北美幾個主要城市的超過 480 萬座獨立建築。我們表明，平均建築高度隨著城市規模而係統地增加，並遵循…
結構組織的統計特徵：更新過程中的長記憶案例
摘要 識別和量化記憶通常是發展對隨機過程的機械理解的關鍵步驟。在探索表現出遠端相關性的過程時，這些尤其具有挑戰性和必要性。最常見的簽名依賴於二階時間統計，例如，可以識別具有冪律自相關函數和大於 1/2 的赫斯特指數的進程中的長記憶。然而，大多數隨機過程將其記憶隱藏在高階時間相關性中。資訊測量——具體來說，過程的過去和未來（過剩熵）與過程因果狀態中儲存的最小預測記憶（統計複雜性）…
視覺化流程可以優化什麼？
摘要 在本文中，我們提出了可視化和推理過程的抽像模型，並描述了優化此類過程的資訊理論措施。為了獲得這樣的抽象，我們首先檢查了資料分析和視覺化中的六類工作流程，並確定了四個層級的典型視覺化元件，即傳播視覺化、觀察視覺化、分析視覺化和模型開發視覺化。我們注意到不同視覺化層級上的常見現象，即資料空間（稱為字母）的轉換通常對應於工作流程中最大熵的減少。基於這個觀察，我們建立了成本效益比…
渠道協同的分層量化
摘要 將通道資訊分解為不同階的協同作用是複雜系統理論中一個開放的、活躍的問題。大多數解決問題的方法都是基於資訊理論，並提出以多種方式分解輸入和輸出之間的互訊息，但目前還沒有一種方法被普遍接受。我們就這個主題提出了一個新的觀點。我們將多輸入通道建模為馬可夫核。我們可以將通道投影到一系列指數族上，形成層次結構。這是透過資訊幾何工具來實現的，其方式類似於 Amari 引入的機率分佈投…
碳城市指數（CCI）：基於消費的區域碳排放投入產出分析
摘要 本文提出了一個以消費為基礎的城市二氧化碳排放碳城市指數。該指數源自於地區消費而非地區生產。它包括排放量的進出口、實際排放量發展、綠色投資以及低碳城市發展政策和利害關係人參與。該指數基於半個多世紀以來世界大部分地區使用的多區域投入產出模型。我們透過對丹麥三個地區的比較案例研究來展示該指數：一個具有市中心的農村地區，森訥堡市，一個中等城市地區，歐登塞市，以及一個大都市區，哥本…
政治秩序的重大轉變
摘要 我們呈現了在現代社會複雜多元的過程中發生的三個重大轉變。我們的帳號將辮子獼猴和僧侶鸚鵡等社會性動物的世界與人類歷史上的例子聯繫起來，包括 18 世紀的倫敦和維基百科的當代線上現象。從首次認識和使用群體層面的社會事實到規範的出現及其自我組裝成規範束，每一次轉變都代表了個人與群體之間的一種新關係。這種關係的核心是使用透過有損壓縮獲得的粗粒度資訊。自上而下的因果關係在社會起源中…
社會學習策略協調網絡結構與集體問題解決之間的關係
摘要 我們研究不同的社會學習策略（由指導資訊搜尋、停止搜尋和決策的認知合理規則組成）如何影響集體解決問題任務中的群體表現。我們表明，不同的社會學習策略會導致顯著不同的結果，並證明這些結果如何受到代理所嵌入的溝通網絡的影響。我們認為，理解通訊網路如何影響集體績效需要考慮代理程式使用的個別策略。為了說明這一點，我們展示了我們的發現如何調和有關網絡結構和集體問題解決的文獻中的矛盾結果…
小群體能有智慧嗎？在某些任務條件下，中等規模的團體可以勝過大型團體和個人
摘要 有關政治、經濟、法律和健康問題的決策通常透過簡單多數投票的方式做出，成員很少超過 30 40 名，而且通常規模要小得多。鑑於智慧通常歸功於大量人群，而且技術進步使小組會議比以往任何時候都更容易，委員會不應該更大嗎？在許多現實生活中，專家組會遇到許多不同的任務。大多數都很簡單，個人的平均準確度高於偶然性，但有些卻出乎意料地困難，大多數小組成員都錯了。後者的例子包括意外結果的…
資訊流？對傳遞熵的批判
摘要 分析複雜動態的核心任務是確定係統內資訊儲存的位置和資訊流的通訊拓撲。在過去的十五年裡，後者的診斷逐漸以轉移熵為主。透過簡單的例子，我們顯示它和導數，即因果熵，實際上並沒有量化資訊流。同時，他們可能會高估流量或低估影響力。我們找出造成這種情況的原因，並提出資訊流的替代措施。一個輔助結果表明，網絡作為一種現在常見的大規模系統理論模型的擴散，與類轉移熵的使用相結合，已經將二元關…
慷慨經濟學和方法論個人主義
摘要 發展經濟學家已經不再需要使用阿羅的方法論個人主義（MI），而是專注於跨文化、跨國或發展經濟。本研究探討了跨文化經濟模型的分析是否可能包括經濟慷慨的概念，作為一種經濟結構，它偏離了 MI 原則，並且更接近經濟學家在發展中經濟體中的研究。這裡從 Murdock 和 White（1969：SCCS）數據集開發了一個用於衡量經濟慷慨的跨文化變量，通過在線互聯網搜索人種學來源重新發…
部分可觀測馬可夫決策過程中最優平穩控制的幾何與決定論
摘要 眾所周知，對於任何有限狀態馬可夫決策過程（MDP），都存在一個無記憶的確定性策略，可以最大化預期獎勵。對於部分可觀察馬可夫決策過程（POMDP），最佳無記憶策略通常是隨機的。我們研究一組無記憶隨機策略的預期獎勵最佳化問題。我們將其表述為約束線性最佳化問題，並開發了相應的幾何框架。我們證明任何 POMDP 都具有有限隨機性的最優無記憶策略，這使我們能夠減少搜尋空間的維度。實…
銀行網路的傳染：不確定性的作用
摘要 我們研究資訊和信心在金融衝擊透過銀行間市場傳播中的作用。對金融機構的信心最近才被引入研究金融網路穩定性的計算模型中（Arinaminpathy、Kapadia 和 May，2012 年）。然而，到目前為止，我們假設所有代理都擁有有關係統的完整資訊。在這裡，我們透過在銀行對其他銀行的了解中引入不確定性，為銀行間市場模型增添了現實性。在我們的模型中，資訊透過借貸網路傳播，資訊…
簡單性的模糊性
摘要 系統表面上的簡單性取決於它是用經典還是量子表示。這並不奇怪，因為經典物理學和量子物理學是建立在不同假設之上的描述性框架，捕捉、強調和表達不同的屬性和機制。令人驚訝的是，正如我們所證明的，簡單性是模糊的：當在經典描述和量子描述之間移動時，兩個系統之間的相對簡單性可以改變符號。因此，絕對物理簡單性的概念——最小的結構或記憶——充其量只能形成部分而不是整體的秩序。這表明，透過奧…
安地斯山脈中部的定居規模與經濟變化
摘要 人類學和歷史學界長期以來一直爭論過去社會和經濟變革的決定因素在任何特定方面與今天起作用的因素在多大程度上相似。在本文中，我們研究了在當代城市系統中顯而易見的物質產出的聚居規模回報遞增的程度，在秘魯中部安第斯山脈的前西班牙晚期塔爾馬和曼塔羅流域中也發揮著作用。對各個定居點和家庭物質產出的代理衡量標準表明，該地區在併入印加帝國後經歷了顯著的經濟擴張。西元 1450 年。我們應…
定向組件及其分離
摘要 連接性、連接的組件和某些類型的分離空間之間存在著緊密的聯繫。最近，提出了面向連結性的公理系統，從而產生了到達的概念。我們的主要結果是根據分離公理來表徵範圍，並進一步概括連接空間及其在定向環境中的連接組件的相關係統。
化學轉化基序 - 將路徑建模為整數超流
摘要 我們將化學反應網路建模為以基於規則的方式產生的有向超圖，使用圖語法作為給定反應機制集的模型。圖作為分子的抽象化。這提供了足以確保質量、原子類型和電荷守恆的化學真實性水平。例如，原子圖是在模型中一致定義的。這裡所追求的生成方法超越了需要先驗指定的必然靜態網路模型，並且特別允許應用於網路設計問題。化學路徑由整數超流表示。與更傳統的通量平衡分析或基本模態分析方法相比，我們堅持使…
綜合轉變：邁向新的綜合
摘要 生物圈生命的演化以幾項重大創新為標誌。這種重大的複雜性轉變包括細胞的起源、遺傳密碼或多細胞性到非遺傳訊息、語言甚至意識的出現。了解它們崛起和成功的本質和條件是演化生物學的一項重大挑戰。除了資料分析、系統發育研究和專門的實驗工作之外，理論和計算研究也是這項探索的重要組成部分。隨著合成生物學的興起。進化機器人、人工生命和先進的模擬，對這些問題的新穎視角導致了一個相當有趣的場景…
錯誤的一面：大數據與受保護的類別
摘要 當我們將機器學習用於公共政策時，我們發現許多有用的變數與其他變數相關聯，而基於這些變數做出決策會存在道德問題。這個問題在大數據時代變得特別嚴重，因為預測往往是在缺乏底層因果機制的強有力理論的情況下做出的。我們描述了當高效能演算法無法提供明確的因果關係時民主決策面臨的危險。然後，我們示範資訊理論如何使我們能夠降低預測，以便它們與受保護的變數去相關，而準確性損失最小。然而，強…
相關驅動的資訊引擎和自我校正的熱力學
摘要 資訊引擎可以使用結構化環境作為資源，透過隨機化有序輸入並利用增加的香農熵將能量從熱庫轉移到工作庫來生成功。我們為資訊引擎的工作生產提供了一個廣泛適用的表達式，通常建模為一個記憶通道，在與不斷變化的環境互動時將輸入傳遞到輸出。此表達式確定資訊引擎必須具有多個記憶體狀態才能利用輸入環境相關性。為了強調這種功能，我們設計了一個僅由時間相關性驅動的資訊引擎，而不是像以前的引擎那樣…
國家權力與菁英自治：中國非營利組織的董事會連結網絡
摘要 為了因應中央計畫的失敗，中國政府不僅嘗試了自由市場貿易區，還允許非營利基金會以分散的方式運作。一項網路研究顯示了這些基金會如何透過共享董事會成員而聯繫在一起，其結構與美國公司的情況相似。這種董事會的連鎖反應導致了一個擁有特權網路地位的精英群體的出現。雖然政府官員在非營利委員會中的存在很普遍，但在控制網路所有收入一半以上的基金會子群體中，國家官員的出現要少得多。這群人與商界…
維基百科上的衝突與計算：編輯器互動的有限狀態機分析
摘要 激烈爭論和關係破裂之間的界線是什麼？是什麼驅使一群人穿越它？以維基百科作為測試案例，我們使用隱馬可夫模型來近似其編輯者之間十多年來的合作和衝突的計算結構和社會語法。在廣泛的頁面中，我們發現了一種突發的戰爭/和平結構，其中系統可能被困在與顯著更高水平的衝突跟踪“恢復”操作相關的計算子空間中（有時長達數月）。低衝突子空間具有獨特的行為模式，包括針鋒相對的回歸。雖然這些子空間之…
由於改變狀態的初始分佈而導致的熱力學成本
摘要 我們考慮服從局部詳細平衡並由外部系統驅動的非平衡系統，這樣對於狀態 x 是 X 的元素 q(X) 的某些初始分佈，不會消耗任何功。我們表明，如果初始分佈是 r(X) 不等於 q(X)，則在該驅動下一般會耗散功，計算耗散功的量。然後我們使用這個結果來研究計算的熱力學。具體來說，我們假設將 X 劃分為一組由 v 標記的粗粒度“計算狀態”，是 V 的一個元素，並將這些計算狀態的…
超越譜定理：不可對角化算子的任意函數的譜分解
摘要 有限維度中的非線性可以透過將其投影到無限維度來線性化。不幸的是，由於運算符不能對角化，因此人們使用的線性運算符技術通常會失敗。這個咒語是眾所周知的。對於有限維線性算子也會發生這種情況。我們透過開發一種亞純函數微積分來規避它，該微積分可以根據其特徵值和投影算子來分解不可對角化線性算子的任意函數。它將正規算子的譜定理擴展到更廣泛的類別，包括函數的極點和零點與算子譜重合的情況。…
香農資訊之外的多元依賴性
摘要 準確地確定依賴結構對於發現系統的因果組織至關重要。我們最近表明，轉移熵在測量資訊流的一個關鍵方面失敗了，因為它合併了二元關係和多元關係。我們擴展了這一觀察結果，以證明當用於分析多變量依賴性時，所有此類香農資訊度量都是如此。這具有廣泛的影響，特別是當使用資訊來表達複雜系統中嵌入的組織和機制時，包括將複雜網絡理論與資訊理論結合的新興努力。在這裡，我們並不認為資訊理論的任何面向…
新石器時代的農業革命
摘要 我們表明，對新石器時代農業革命的常見解釋，包括農業勞動生產力較高、人口壓力或不利的氣候變化，與現有證據不一致。我們的模型和考古證據表明，新的產權制度是一個先決條件，它在一些地方可能已經足夠普遍，有利於獨立從事農業。因此，農業之所以能夠出現，是因為它促進了私有財產在更廣泛的經濟活動領域的應用（這減少了群體成員之間的衝突），儘管它最初並不是一種先進的技術。
並非所有波動都是一樣的：熱力學函數的自發變化
摘要 幾乎所有高度相關、弱相關或根本不相關的過程都表現出統計波動。通常，物理定律（例如熱力學第二定律）僅涉及典型的實現 正如香農的漸近均分性質所強調的那樣，以及通過取有限數量的自由度的熱力學極限所必然得出的結論。事實上，我們對宏觀熱力學循環功能的解釋是如此集中。使用最近導出的第二定律進行資訊處理，我們表明不同的波動子集會導致麥克斯韋妖中不同的熱力學功能。例如，雖然典型的實現可能…
模擬強耦合經典系統時的極端量子優勢
摘要 經典隨機過程可以由量子模擬器生成，而不是更標準的經典隨機過程，例如隱馬可夫模型。使用量子模擬器的原因之一是它們通常比經典模擬器需要更少的記憶體。在這裡，我們研究了強耦合自旋系統的量子優勢——具有可變相互作用長度的戴森式一維伊辛自旋鏈。我們發現優勢隨著相互作用範圍和溫度而變化，並且隨著相互作用的增加而無限增長。因此，量子系統可以非常有效地模擬強耦合經典系統。
數學作為工具？
摘要 我分析了數學在從數據中提取結構方面的新作用。這一作用不同於數學作為其他科學工具的傳統作用，數學提供了一個理論框架，在這個框架中實驗獲得意義，可以評估數據的質量，並可以用數學的形式方法進行探索。現在數學面臨的挑戰是在沒有其他學科的理論指導的情況下處理數據。這就需要結構性的、抽象的、獨立於具體內容的新原則。
利用環境相關性：必要多樣性的熱力學
摘要 生物學成功的關鍵是，適應性生物體所面臨的必要多樣性是其環境中一系列可檢測、可存取和可控制的狀態。我們分析了它在資訊棘輪熱力學功能中的作用——資訊棘輪是一種自主的麥克斯韋惡魔，能夠利用外部資訊庫的波動從熱浴中獲取有用的功。這建立了一個定量範例，用於理解自適應代理如何利用結構化熱環境來實現自身的熱力學效益。通用棘輪充當記憶通訊通道，按順序與其環境互動並將結果儲存到輸出。然而，…
用於產生稀有事件的馬可夫記憶
摘要 我們將結構化、記憶隨機過程的罕見事件進行分類，並用它來分析這些事件的順序和平行產生器。給定一個隨機過程，我們引入了一種建構新過程的方法，其典型實現是給定過程的稀有事件。這導致了生成稀有事件所需的最小記憶體的表達式。然後我們證明，在比較過程漲落的結構時，最近發現的經典量子簡單性模糊性也出現了。
在非平衡穩態之間行駛時的波動
摘要 在環境通量的維持下，生物系統是熱力學過程，其運作遠離平衡，沒有詳細的平衡動力學。然而，它們通常表現出明確定義的非平衡穩態（NESS）。更重要的是，關鍵的熱力學功能直接源自於環境轉換驅動的 NESS 之間的轉變。在這裡，我們確定了超出 NESS 內務處理背景的多餘熱力學量的限制。我們透過將克魯克斯漲落定理擴展到 NESS 之間的轉換來實現這一點，而不呼叫非物理的對偶動力學。…
連續時間更新並隱藏半馬可夫過程的資訊和因果體系結構
摘要 抽象的。我們介紹由某些隱含半馬可夫模型產生的過程的最小最大預測模型（ε 機器）。它們的因果狀態要么是混合離散連續變量，要么是連續隨機變量，並且因果狀態轉換由偏微分方程描述。給出了統計複雜性、過剩熵和差異資訊解剖率的封閉式表達式。我們對連續時間更新過程的ε 機器進行了完整的分析，然後將其擴展到由單線隱半馬可夫模型和半馬可夫模型產生的過程。我們的資訊理論分析得出了這些非常一般…
考古記錄的系統比較方法
摘要 第一段。越來越多的跨學科研究團隊聚集在一起，尋求在人類現象這個複雜系統中建立空間和時間上的規律性。雖然詞彙和工具發生了變化，但推動這項研究計畫的問題與 19 世紀知識分子所追求的問題驚人相似，旨在建立塑造人類氣質的普遍法則。事實上，正是這種追求為後來成為社會和歷史科學中獨特學科的出現提供了動力，包括人類學[1]和社會學（參見Carneiro 2003；Harris 200…
氣候變遷下的單一物種動態
摘要 抽象的 。我們提出了一個通用數學模型，描述生活在受氣候持續和定向變化影響的一維空間離散棲息地斑塊陣列中的單一物種的生長和擴散。我們的模型解釋了氣候變遷現象的兩個重要特徵：1）尺度依賴性：不同物種可能會以不同的速率感知環境的變化，因為它們以不同的尺度感知環境；2）測量依賴性：不同的物種對環境的測量方式不同，因為它們可能對環境的不同方面（例如最高溫度、最低溫度、積溫）敏感或暗…
物理資訊傳輸的瞬態耗散和結構成本
摘要 抽象的 。將資訊理論應用於非線性動力系統的隨機熱力學的一個核心結果是資訊處理第二定律（IPSL）：如果透過適當的資訊攜帶自由度的香農 柯爾莫哥洛夫 西奈熵變進行補償，宇宙的物理熵可以減少。特別是，漸進率 IPSL 精確地描述了自主麥克斯韋妖和資訊引擎的熱力學功能。這些系統如何開始發揮引擎、蘭道爾橡皮擦和糾錯器的作用？在這裡，我們確定了由物理資訊處理產生的最小的、不可避免的…
隨機數產生的熱力學
摘要 抽象的 。我們透過最近引入的資訊處理第二定律分析了產生隨機數的三種主要方法的熱力學成本。如果可以存取指定的隨機來源，隨機數產生器 (RNG) 將根據所需的目標機率分佈產生樣本。這與使用完全確定性演算法的偽隨機數產生器 (PRNG) 以及隨機來源是物理系統的真隨機數產生器 (TRNG) 不同。對於每一類，我們都根據作為有限狀態機實現的演算法來分析發電機的熱力學，因為這些演算…
透過出行路線的形態揭示城市社會經濟模式
摘要 城市是一個複雜的系統，透過其固有的社會和經濟相互作用而發展。城市街道網絡調節人員和資源的流動，為這些活動提供空間足跡；因此，它們的結構特徵引起了文獻的極大興趣。分析中缺少街道結構與其功能使用之間的具體相互作用，即人員和資源的流動模式，因此為了解決這一限制，我們研究了世界上 92 個人口最多的城市中 472,040 條時空優化的出行路線的形狀。這些路線以地理上公正的方式進行…
不平等即差異：關於基尼係數的教學筆記
摘要 我們衡量不平等的一些維度最好被視為個人屬性，即人們或多或少擁有的東西，例如身高。但從描述性和規範性的角度來看，其他向度最好被視為人與人之間的差異。經濟不平等——例如財富或收入方面的不平等——屬於後者。將經濟視為一個完整的無向網絡，其邊緣（而不是節點）是測量的基本數據，可以簡單地推導標準的不平等度量——基尼係數——它既直觀，又在單位區間內變化，與人口規模無關，從而避免了計算…
制度衝擊和財富分配的動態。 美國奴隸制的廢除是否減少了財富不平等？
摘要 確定經濟制度對財富和收入分配的影響具有挑戰性，因為很少觀察到製度的外生差異或變化。我們調查了特定的「制度衝擊」——1865 年美國各地廢除奴隸制——對物質財富分配的影響。 PUMS 1860 和 1870 美國財富普查使我們能夠使用差異中的差異策略來確定美國憲法第十三修正案（1865 年批准）對縣、州和地區層面（非奴隸）財富分配的影響。 （我們目前正在進行縣級分析，很快就…
歐洲南北鴻溝的起源：近代早期歐洲的人口變化、實際工資和“小分歧”
摘要 抽象的 。在本文中，我研究了中世紀晚期和近代早期歐洲的“小分歧”，重點關注實際工資對人口變化的長期反應。透過對14 18世紀歐洲14個城市一系列實際工資和人口衝擊的定量分析，我發現在工業革命之前，西北地區的城市實際工資與人口脫節，而中部和南部地區的工資對人口變化的反應是溫和或消極的。此外，我還表明：最後，我認為，這兩個結果支持了對「小分歧」的三種可能非替代性的解釋，要么基…
近乎最大的預測特徵及其維度
摘要 抽象的 。科學解釋通常需要從給定的資料集中推斷出最大的預測特徵。不幸的是，大多數隨機過程的最小最大預測特徵的集合是不可數無限的。在這種情況下，人們會做出妥協，轉而尋求近乎最大程度的預測特徵。在這裡，我們得出了接近最大預測特徵的數量和編碼成本與所需預測能力成比例的速率上限。速率由過程混合狀態分佈的分形維數決定。這些結果反過來表明，廣泛使用的有限階馬可夫模型作為預測器可能會失…
削減獨立脂肪：有效通道狀態的充分統計、互資訊和可預測性
摘要 抽象的 。關於一對隨機變數 X 和 Y 可以提出的最基本的問題之一是它們的互資訊的值。不幸的是，這項任務常常因變數的維度極大而受阻。我們可能希望用較低維的表示來取代每個變量，以保留與其他變數的關係。理論上理想的實現是使用最小充分統計量，眾所周知，X 或 Y 可以用關於另一個的最小充分統計量替換，同時保留相互資訊。雖然直觀上合理，但同時替換這兩個變數並不明顯或簡單。我們證明…
連續時間離散事件過程的結構與隨機性
摘要 抽象的 。寬鬆地說，香農熵率用於衡量隨機過程的內在隨機性；統計複雜性給出了預測過程的成本。我們首次計算了由有限單線隱藏半馬可夫模型（更新過程的記憶性、狀態相關版本）產生的隨機過程的熵率和統計複雜性。計算這些量需要引入新穎的數學對象（隱式半馬可夫過程的 ε 機）和隨機過程的新資訊理論方法。
健身景觀的封面編碼
摘要 抽象的 。離散最佳化問題的實例可以透過在適當定義的成本或適應度景觀上進行局部搜尋來解決。由於陷入局部極小值，地形的崎嶇會阻止搜尋或減慢搜尋進度。或者，可以使用啟發式近似來估計全域成本最小值。在這裡，我們透過對從較大搜尋空間到原始搜尋空間的子集的映射進行過度編碼，提出了這兩種方法的組合。關鍵想法是藉助適當的啟發式建構覆蓋編碼圖，挑選出接近最優的解決方案，並在更大的搜尋空間上…
基於相似性的多維訊號分割
摘要 動機：時間序列和基因組資料的分割是計算生物學的常見問題。隨著測量程序日益複雜，各個數據點通常不僅僅是數字或簡單向量，其中所有組件都屬於同一類型。利用單一實值資料軌跡中的斜率或明確利用資料向量性質的分析方法不適用於此類場景。結果：我們在這裡開發了一個用於在任意資料域中進行分割的框架，該框架只需要最少的相似性概念。使用輸入（樣本）的無監督聚類產生近似分割演算法，該演算法對於全…
利用立體資訊進行化學圖轉換
摘要 抽象的 。雙推出圖變換自然地促進了化學反應的建模：標記無向圖模型分子和直接推導模型化學反應。然而，最直接的建模方法忽略了原子及其鄰居在空間中的相對位置。因此，無法區分化合物的立體異構體，儘管它們的化學活性可能大不相同。在這篇文章中，我們提出了一種擴展的化學圖轉換系統，其屬性對局部幾何資訊進行編碼。此建模方法基於所謂的“有序列表方法”，其中對每個頂點的入射邊集施加順序，排列…
部分局部多路對齊
摘要 摘要，隨著計算資源的增加，3 路和 4 路對齊的精確解決方案在實踐中已變得可行。在成對情況下，局部比對和全局比對之間有明顯差異。隨著越來越多的序列考慮到這種差異（實際上可以對每個序列的兩端獨立進行這種區別），產生了豐富的部分局部比對集。到目前為止，這些問題基本上還沒有被探索過。在這裡，我們為此類問題提出了一個非常通用的框架，並展示瞭如何以有原則的方式建立精確的動態規劃解決…
化學空間中的可及性、連結性和鄰近性
摘要 抽象的 。化學宇宙由一組 $X$ 化合物以及它們之間的一組反應組成。每個反應將有限（少量）的離析物轉化為一小組產物。因此，反應在 $X$ 上形成有向超邊。由於 $X$ 可以是無限的，因此不僅從組合角度考慮 $X$，而且從拓撲結構的角度考慮 $X$ 也是很有趣的。在這裡，我們認為廣義範圍和相對閉包函數提供了一個自然的框架。這些可以被視為連結組件的概括，相當於某一類分離或鄰近…
基因簇的擴展、循環順序和最短哈密頓路徑問題
摘要 抽象的 。旁系同源基因簇，例如著名的發育轉錄因子 HOX 簇，往往透過其成員的逐步複製而進化，通常涉及不等的交叉。基因轉換和可能的其他協同演化機制進一步混淆了系統發育關係。因此，解開基因簇中基因重複的詳細歷史是非常困難的，甚至是不可能的。在這篇文章中，我們表明，沃爾特·格林提出的通過不等交叉的基因簇擴展導致了遺傳距離的獨特模式，即圓形分裂系統的一個子類。此外，當基因簇不受…
領土性和等級制度形成的生態和社會動態
摘要 引言 複雜社會的起源令我們著迷：具有等級組織的政治體系、專門的勞動分工以及相對不平等的權力和財富分配的社會。這些社會往往在政治和社會上進行大規模整合，涵蓋數萬到數億人。它們是我們大多數人生活的社會。情況並非總是如此：對於 92 98% 的現代智人來說，大多數人似乎生活在規模相對較小、平等主義的社會中，財富、地位和政治權力的差異較小（Boehm 2001，Smith et …
羅馬帝國的都市化與勞動分工
摘要 抽象的 。人類聚集的主要特徵之一是任務專業化和分工擴大，這種關係一直是考古學家、人類學家、社會學家和經濟學家研究的長期主題。最近，研究當代城市系統的研究人員對這種關係提出了一種新穎的解釋，其基礎是人類住區本質上是嵌入物理空間的社會、資訊和基礎設施網絡。這種解釋並沒有納入現代世界的特定社會經濟條件和市場經濟，這就引出了一個問題：在當代系統中觀察到的人口規模和生產多樣性之間的…
表觀複雜性的譜簡單性，第一部分：預測的不可對角化元動力學
摘要 抽象的 。事實上，人們可以提出的關於隨機過程的行為和結構複雜性的所有問題都可以簡化為由適當的隱馬可夫過程產生器控制的時間演化的線性代數框架。每種類型的問題（相關性、可預測性、預測成本、觀察者同步等）都會產生不同的生成器類別。那麼答案就是適合班級的過渡動態的函數。不幸的是，這些動力學通常是非正態的、不可對角化的、奇異的等等。輕鬆分析這些動力學依賴於採用最近引入的亞純泛函微積…
表觀複雜度的譜簡單性，第二部分：精確複雜度和複雜度譜
摘要 抽象的 。第一部分所發展的亞純函數微積分克服了線性算子的非對角化性，這種非對角性經常出現在複雜系統的時間演化中，並且對於預測其行為的元動力學是通用的。利用所得的譜分解，我們推導了相關函數、有限長度香農熵率近似、漸近熵率、過剩熵、瞬態資訊、瞬態和漸近狀態不確定性以及由有限狀態隱馬可夫模型產生的隨機過程的同步資訊的閉合形式表達式。這為研究離散事件隨機過程、符號動力學和混沌動力…
間隙中的島嶼：結構複雜材料中相互交織的傳輸和定位
摘要 抽象的 。無序一維材料中的局域波已經被研究了幾十年，包括白噪音和相關無序，以及準週期無序。自從安德森發現無序引起的局域化以來，這些波現像如何與晶體（週期性有序）材料中的波現象（可以說是更好理解的環境）相關聯一直是個謎。儘管如此，這些共同徹底改變了材料科學和技術，並帶來了遠遠超出固態的新物理學。我們引入了一系列結構複雜的材料“混沌晶體”，它們插值在這些組織極端之間——系統地…
分子感測器中的預測和功效：半馬可夫環境驅動條件馬可夫通道時的不確定性和耗散
摘要 抽象的 。第一部分所發展的亞純函數微積分克服了線性算子的非對角化性，這種非對角性經常出現在複雜系統的時間演化中，並且對於預測其行為的元動力學是通用的。利用所得的譜分解，我們推導了相關函數、有限長度香農熵率近似、漸近熵率、過剩熵、瞬態資訊、瞬態和漸近狀態不確定性以及由有限狀態隱馬可夫模型產生的隨機過程的同步資訊的閉合形式表達式。這為研究離散事件隨機過程、符號動力學和混沌動力…
替代資訊計劃
摘要 抽象的 。我們提出並評估了分散式網路中資料儲存的替代架構，以確保隱私和安全，我們稱之為 RAIN1。 RAIN 網路架構提供了一種分散式檔案儲存服務，該服務：(1) 設計具有隱私性，(2) 開源，(3) 更安全，(4) 可擴展，(5) 更具永續性，(6) 擁有社群所有權，(7) 價格低廉，(8) 可能更快、更有效率和可靠。 RAIN 有潛力透過消除中間人（大型集中式資料中…
觀察與強化模式學習：一項探索性研究
摘要 抽象的 。我們在一個非常簡單的多臂老虎機框架中透過實驗和理論研究個人如何了解未公開的跨期支付結構。我們提出了一個基線強化學習模型，該模型允許策略空間中的模式識別和相關變化，以及它的三個增強版本，可以適應從與他們匹配的另一個玩家的行為和/或收益中進行觀察學習。這些模型很好地再現了觀察到的發現時間的分佈特性。我們的研究進一步表明，與其中一人發現隱藏模式的基線情況相比，觀察另一…
Dacura：考古學數據收集和知識提取的新解決方案
摘要 抽象的 。考古學家對現在透過網路獲得的資訊既感到祝福，又受到詛咒。我們透過簡單的搜尋就可以發現大量的文章、圖像和數據，這讓我們感到幸運，但我們也為將這些發現解析為與我們特定興趣相關的學術品質的困難過程而感到詛咒。作為電腦科學的新進展如何解決這些問題的一個例子，我們介紹了 Dacura，這是一個資料集管理平台，旨在幫助任何學科的研究人員從互聯網和其他來源獲取、評估和管理高品…
古代社會對氣候相關災害的社會復原力：兩個假設的檢驗
摘要 抽象的 。目前有關災害應變的文獻認為，提供更多地方參與決策並擁有更多社區協調和治理組織的社會對氣候相關災害的抵禦能力更強。相較之下，最近的心理學研究認為，具有更嚴格的社會規範和更嚴格地執行這些規範的社會更有彈性。本文透過檢視氣候相關災害對古代社會的歷時影響，檢驗這些看似相互競爭的觀點中的一個或兩個是否可以得到實證支持。使用跨文化研究設計和 33 個考古學已知的社會樣本（涵…
稀有事件採樣的極端量子優勢
摘要 我們引入了一種量子演算法，用於對經典記憶隨機過程產生的罕見事件進行有效的偏置採樣。我們證明，就所需的記憶體資源而言，這種量子演算法比已知的經典偏壓採樣演算法具有極大的優勢。量子儲存優勢的範圍從多項式到指數，當對自旋系統的罕見平衡配置進行採樣時，量子優勢會發散。
走向循環社會形態理論
摘要 人類學的歷史反映了對獨特文化特徵的研究與對跨文化廣泛共有的文化特徵的研究之間有時存在爭議的動態，事實上，這種共享是如此廣泛，以至於學者們已經將某些特徵確定為定期重複出現的社會形態。這兩個研究領域之間爭論的一個方面是，對反覆出現的社會形態的研究受到了種族中心主義觀點的歷史的損害，更重要的是，受到了缺乏文化進化一般理論的分類學方法的損害。我展示了一種解決分類學方法中問題的方法…
間斷的非平衡和利基保守主義解釋了顯生宙的生物多樣性波動（包括補充）
摘要 生物多樣性的大大小小的波動在化石記錄中普遍存在，但我們並不了解產生它們的過程。在這裡，我們使用非平衡統計物理學理論的新穎擴展來證明宏觀進化的三個普遍特性——間斷的適應性輻射、生態位保守性以及由此產生的類群之間多樣化率的異質性——足以解釋以前未解釋的顯生宙多樣性波動的肥尾形式。利用這種被稱為超級統計的理論，我們將分類目識別為很大程度上自主的演化單位，每個單位都可能經歷自己獨…
二元馬可夫過程的預測和生成：有限狀態狐狸能抓住馬可夫老鼠嗎？
摘要 了解自然系統的生成機制是科學方法的重要組成部分。在這裡，我們透過提出任意二進制馬可夫過程的最小生成器來研究實現這一目標的基本步驟之一。這一類過程的預測模型是眾所周知的。令人驚訝的是，生成模型需要針對參數空間的不同區域使用三種不同的拓撲。我們表明，先前提出的用於一組特定的二進制馬可夫過程的生成器實際上不是最小的。我們的結果首次定量地揭示了預測和產生的相對（最小）成本。例如，…
超越蘭道爾界限：模組化熱力學
摘要 資訊處理通常透過模組化單元的組合進行，例如通用邏輯閘。與全局整合資訊處理相比，模組化資訊處理的好處在於，透過一系列僅控制和改變局部自由度的更簡單的局部資訊處理操作，可以更容易、更靈活地實現複雜的全局計算。我們表明，儘管有這些好處，模組化仍然存在不可避免的熱力學成本，這些成本直接由本地化處理的操作產生，並且超出了擦除資訊的蘭道爾耗散界限。然而，當整合計算全局協調對資訊庫的所…
自催化二元聚合物模型中以動態對稱性破缺進行序列選擇
摘要 核酸的模板定向複製是所有生物的本質，也是任何生命起源場景的重要里程碑。我們在這裡提出了生命起源前序列複製的理想化模型，其中二元聚合物充當其自催化複製的模板，從而在相互交織的分子生態中充當彼此的反應物和產物。我們的模型展示了自催化如何以反直覺的方式改變定性和定量的系統動力學。最值得注意的是，數值模擬揭示了一種非常強大的內在選擇機制，當從單體池開始時，該機制有利於出現一些具有…
十一千年來的科技、制度與財富不平等
摘要 第一段。關於經濟不平等趨勢的猜想通常是基於對過去趨勢的歷史研究，以及允許使用對不平等影響的預期變動進行預測的模型，例如民主的興起或工業革命期間引入的新技術。在這裡，我們透過研究過去 11 千年來科技和製度截然不同的經濟體中物質財富的不平等，擴大了不平等決定因素的變化範圍。
基於物理的時空系統相干結構無監督發現方法
摘要 摘要：鑑於觀測和數值氣候資料的產生速度越來越快，日益複雜和自動化的分析技術變得至關重要。深度學習正在迅速成為此類分析的標準方法，雖然取得了巨大進展，但仍存在重大挑戰。與深度學習驚人成功的商業應用不同，科學數據高度複雜且通常未標記。此外，可解釋性和檢測新機制是科學發現的關鍵。為了增強發現，我們提出了一種基於物理的補充、數據驅動的方法，該方法利用局部動力學（例如水動力流）生成…
透過依賴約束獲得唯一訊息
摘要 抽象的 。部分資訊分解可能是將聯合隨機變數中的共享資訊解析為冗餘、協同和獨特成分的主要建議。不幸的是，由於缺乏普遍認可的多元成分量化方法，該框架受到了阻礙。在這裡，我們透過開發基於量化獨特資訊的新方法的分解來糾正這個問題。結果是第一個滿足框架核心公理的措施，同時也不將相同但獨立的通道視為冗餘。這標誌著部分資訊分解的實際應用向前邁出了關鍵一步。
計算力學的起源：思想簡史與幾點澄清
摘要 抽象的 。計算力學的主要目標是定義模式和結構，以便可以檢測和量化複雜系統的組織。計算力學的發展源於 20 世紀 70 年代和 80 年代初期的努力，透過從測量時間序列重建吸引子幾何形狀的方法來識別奇怪吸引子作為驅動弱流體湍流的機制，以及 20 世紀 80 年代中期直接從複雜時間序列估計運動方程式。在提供結構的數學和操作定義時，它解決了這些早期發現自然系統模式的方法的弱點。…
相互關聯的族群中的基因頻率和相互關聯的群落中的物種的頻率受到類似過程的影響，例如出生、死亡和移民。結構群體中基因頻率的平衡分佈是已知的
摘要 相互關聯的族群中的基因頻率和相互關聯的群落中的物種的頻率受到類似過程的影響，例如出生、死亡和移民。自 1930 年代以來，根據賴特的集合種群模型（稱為島嶼模型），結構化種群中基因頻率的平衡分佈就為人所知。然而，在元群落層級上，物種頻率的等效分佈（即物種比例豐度分佈（SPAD））是未知的。在本文中，我們發展了一個隨機模型來分析解釋這種分佈（SPAD）。我們表明，與基因 SP…
一夫多妻制的衰落：一種解釋
摘要 人們認為，在男性財富不平等程度較大的地方，一夫多妻制更為普遍。然而，隨著貧富差距空前的資本密集農業的出現，世界大部分地區的一夫多妻制逐漸衰退。競爭性財富（在後代之間分配）和非競爭性財富（無論其數量如何，都傳遞給所有孩子（就像公共物品））之間的區別可能會解決這個「一夫多妻制之謎」。我們模型的婚姻配對納許均衡複製了在非洲農牧民族基普西吉人中觀察到的一夫多妻制婚姻的發生率。然後…
海洋酸化對珊瑚礁的影響
摘要 熱帶森林冠層是生物圈中碳、水和能量最集中的大氣界面(1,2)。然而，在大多數地球系統模型中，多樣化和異質的熱帶森林生物群落被表示為一個基本上統一的生態系統，具有單一或少量固定的冠層生態生理特性(3)。這種情況的部分原因是缺乏對熱帶森林冠層功能特性如何以及為何因地理原因而變化的了解(4)。在這裡，透過將 1,800 多個植被樣地和樹木特徵的實地收集資料與衛星遙感、地形、氣候…
演化發育的基因工具箱
摘要 了解森林適應氣候變遷的能力對於保育科學至關重要，但這一點仍然廣為人知。這種知識差距在生物多樣性高的熱帶森林中尤其嚴重。在這裡，我們研究了近幾十年來美洲熱帶森林如何改變群落特徵組成以應對氣候變遷。根據歷史性狀與氣候的關係，我們發現，總體而言，所研究的功能性狀的變化不到觀測到的氣候變遷的預期變化的 8%。然而，相對於氣候變遷預期，招募人員的情況發生了 21% 的變化。地球上最…
隨機矩陣理論在複雜系統中的應用
摘要 城市化是城市間和城市內環境變化的重要根源，並與鳥類種群規模的下降有關，並導致鳥類群落向由大量同一物種組成的更同質的群落轉變。然而，這種轉變是否延伸到城市疾病生態和相關寄生蟲群落仍需要進一步檢驗。透過比較加州城市化梯度中兩個相關寄生蟲屬（主要是宿主普通瘧原蟲和主要是宿主專科血變形蟲）的多樣性和黑眼燈籠草（Junco hyemalis）的感染狀況，我們可以確定與城市相關的土地…
大腦的預測編碼理論
摘要 城市環境通常與資源和環境差異相關，與鄰近的未改造景觀相比，城市環境提供了潛在的新選擇壓力。雖然這些特徵（例如熱島、植被減少）可能會導致某些行為、形態或生理特徵的差異，但關於族群如何以及在多大程度上做出反應的證據不一。在這項研究中，我們比較了在城市化梯度中建立的黑眼朱可 (Junco hyemalis) 種群的羽毛形態。我們研究了與都市化相關的溫差狀況是否與羽絨比例的顯著變…
傳染病動態的空間建模
摘要 隨機系統普遍存在於不同的領域，在從分子動力學到氣候現象的過程中表現出波動。朗之萬方程式已成為研究此類系統的常用數學模型，可以預測其時間演化並分析熱力學量，包括吸收的熱量、系統所做的功和熵的產生。然而，從觀測軌跡推斷朗之萬方程式是一個具有挑戰性的問題，並且評估與推斷方程式相關的不確定性尚未完成。在這項研究中，我們提出了一個綜合框架，該框架採用貝葉斯神經網路來推斷過阻尼和欠阻…
分子自組裝的設計原則
摘要 我們研究了 Chern Simons 理論中的多部分糾纏模式，其中具有緊緻簡單規範群 G 和級別 k，其狀態由「連結補」上的路徑積分定義，即邊界由 n 個拓撲連結環面組成的緊流形。我們關注的是連結互補，它可以在拓撲上描述為 Seifert 表面上的纖維。我們表明，這種纖維連結補態的糾纏結構是由拓樸不變量（纖維化的單向性）控制的。因此，Chern Simons 連結狀態的糾…
社會流動性的代際傳遞
摘要 我們用五個屬性來描述三角撞球中的量子動力學：（1）能階間距比（LSR），（2）譜複雜性（SC），（3）蘭佐斯係數方差，（4）克雷洛夫基中的能量本徵態局域化，以及（5）擴展複雜性的動態增長。我們研究的撞球被分為可積、贗可積或不可積，取決於它們的內角，內角決定了經典軌跡和相關量子光譜統計的特性。從可積三角形過渡到不可積三角形時，會出現一致的情況：(1) 平均 LSR 增加； …
複雜系統中的標度不變性
摘要 政策制定者經常選擇一個政策組合，這是不同劑量的不同幹預措施的組合。我們開發了一種新技術—治療變異聚合（TVA）—從大型析因設計中選擇策略。 TVA 將沒有顯著差異的政策變體匯集在一起，並刪除那些被認為無效的政策變體。這使我們能夠將注意力限制在總體政策變體上，一致地估計它們對結果的影響，並估計針對贏家詛咒進行調整的最佳政策效果。我們將 TVA 應用於一項大型隨機對照試驗，該…
演化中的表型可塑性
摘要 大規模合作對於實現人類永續的未來至關重要。然而，如何實現集體合作行為——即複雜環境中的智慧行為者共同改善他們的福祉——仍然知之甚少。複雜系統科學（CSS）提供了對集體現象、合作演變以及維持這兩者的機構的豐富理解。然而，該領域的許多理論未能充分考慮個體層面的複雜性和環境背景——主要是為了易於處理，而且還不清楚如何嚴格地做到這一點。這些元素在多智能體強化學習（MARL）中得到…
量子蒙地卡羅方法在凝態物理中的應用
摘要 在本期特刊的編輯們採用的關於「哲學家的工具包」如何促進神經科學進步的術語中，本文報導了向幾位神經科學家提出了這個問題，所有這些神經科學家都有與哲學家成功互動的記錄。這些討論採用了遵循巴維奇方法的結構化訪談的形式。結果凸顯了這些神經科學家認為哲學家可以幫助他們解決的許多問題。關於「哲學家的工具包」的組成，出現了不同的觀點。但這些神經科學家中的每一位都看到了哲學家在神經科學本…
演化中的遺傳約束與發育偏差
摘要 在這裡，我們評估了與糧食取得（農業、放牧、覓食）相關的土地利用和相關價值體系在多大程度上塑造了過去的經濟不平等。我們考慮這樣的假設：生產受到可遺傳物質財富（例如土地）限制的土地使用系統比受（自由）人類勞動力限制的土地使用系統維持更高程度的不平等。我們使用全球不平等動態（GINI）計畫資料庫來解決這個假設，根據世界不同地區和時間範圍內住宅單位面積和儲存容量的差異來估計經濟不…
城市熱島效應的物理機制與緩解策略
摘要 由於人為氣候變化，世界各地的樹種越來越多地面臨前所未有的宏觀氣候條件，這可能引發生物群落變化和生態系統破壞。到 2100 年，我們對全球 32,089 種樹種的氣候變遷暴露（物種目前未佔據的氣候帶的轉移）進行了量化，評估了物種層面和當地樹木多樣性風險。平均而言，預計 69% 的物種將在至少 10% 的分佈範圍內經歷大氣候變化，而 14% 的物種將在未來高排放（升溫 4 攝…
量子生物學：生命中的量子效應
摘要 當從多個動態獨立但結構相關的系統收集時間序列測量值時，就會產生面板資料。每個系統的時間序列都可以建模為部分觀察馬可夫過程（POMP），這些模型的集合稱為PanelPOMP。如果時間序列相對較短，則每個時間序列的統計推斷必須從整個面板中獲取資訊。面板中的組成系統稱為單元；模型參數可以在單元之間共享，也可以是單元特定的。單位之間的差異可能具有直接的推論意義，也可能對研究共通性…
計算社會科學的方法與挑戰
摘要 世界各地的音樂傳統存在著顯著的多樣性，但這種變化的起源尚不清楚。音樂行為是多種能力集合的產物，其中一些可能是為音樂而進化的，但大多數源自於服務於非音樂功能的特徵。文化進化將這些系統縫合在一起，產生了跨文化和音樂流派的可變規範實踐。在這裡，我們描述了音樂失真的文化演變，這是對樂器和聲音音色的噪音操縱，模擬許多動物聲音訊號中存在的非線性現象（NLP）。我們認為，聽眾對 NLP…
生物網絡中的模組化結構
摘要 我們分析了美國電力產業快速脫碳的就業動態，在 2035 年之前將排放量減少 95%。我們將投入產出模型與職業流動網絡結合起來，並確定了勞動力市場的三個階段：「規模擴大」、「規模縮小」和長期低碳「穩定狀態」。在規模擴大期間（2023 2034 年），一個產業每失去一個工作崗位，其他地方就會創造 12 個新工作。然而，很少有職業在整個轉型過程中能夠持續成長。我們預測，技能不匹…
人類合作的文化演化
摘要 從小水分子團中冰的形成到行軍蟻群的大規模攻擊，集體的新興行為很大程度上取決於它們的規模。同時，普遍的觀點認為，此類行為對於個體的損失是穩健的。這種張力顯示需要對數字如何影響集體行為進行更有系統的研究。我們透過關注在某些臨界數量的個體中突然改變的集體行為來啟動這項研究。我們表明，對標準分岔分析的細微修改可以識別此類關鍵數字，包括與離散和雜訊引起的轉換相關的數字。透過將它們視…
非平衡相變的理論框架
摘要 線蟲 奧賽病毒病理系統為研究控制病毒感染和免疫的機制提供了一個強大的模型。在這裡，我們重點關注這種相互作用的兩個關鍵方面：終身潛伏感染的影響和重複感染的動態。透過追蹤終生感染的過程，我們證明感染仍然是潛伏的，動物在其一生的大部分時間裡都保持著對病毒複製的控制。此外，我們還發現，先前接觸過該病毒的動物在第二次接種後可以抑制病毒複製，這表明獲得性免疫反應。原發感染導致轉錄組和…
基因組演化中的水平基因轉移
摘要 奧賽病毒（OrV）是唯一已知的影響秀麗隱桿線蟲的天然病毒，由於其強大的先天免疫反應，對動物健康的影響很小。本研究旨在透過追蹤幼蟲發育過程中感染的進展來了解線蟲和 OrV 之間的相互作用。根據病毒量確定了感染的四個不同階段，衣殼編碼 RNA2 的峰值與病毒流出的第一個跡像一致。轉錄組分析揭示了感染引起的基因表現和功能的暫時變化。一組特定的上調基因在整個感染過程中保持活躍，並…
最優覓食理論的數學基礎
摘要 為了確保生存和繁殖，在世界上航行的個體動物必須定期感知周圍環境，並利用這些資訊做出重要決策。對於群體生活的動物也是如此，感知、訊息傳播和決策的作用是根據個體知識、群體內的空間位置等來分配的。這篇綜述重點介紹了動物群體決策中時間和時空動力學的關鍵例子，強調數學模型和實驗觀察之間的緊密聯繫。我們從時間動態模型開始，例如達成共識和激勵抑制網路的時間動態。對於稀疏群體中的時空動力…
文明崩潰的複雜系統視角
摘要 動機 揭示人類相互作用組以揭示疾病特異性模式並發現藥物標靶取決於準確的蛋白質 蛋白質相互作用 (PPI) 預測。然而，由於缺乏高品質的硬負樣本、捷徑學習以及對新型蛋白質的泛化性有限，機器學習 (ML) 模型仍面臨挑戰。 結果在這項研究中，我們引入了一種新方法，透過利用捕獲 PPI 固有的互補驅動機制的高階網絡特徵，對蛋白質 蛋白質非相互作用 (PPNI) 進行策略性採樣。…
隨機熱力學的基礎與應用
摘要 許多微生物真核生物具有單細胞生命階段，但也可以形成多細胞菌落。我們利用領鞭毛蟲（Choanoeca flexa）探索了群體形態的流體動力學後果，它影響游泳和攜帶獵物的水流到群體中細胞的流量，它形成杯狀群體，可以從裡到外翻轉，使鞭毛排列在杯子的內部或覆蓋其外表面。結合細胞形態的詳細流體動力學模型對於具有許多細胞的集落來說是不可行的。因此，我們使用正則化力偶極子設計了每個單元…
生態系統中的功能冗餘
摘要 代謝精神病學的主要挑戰之一是，精神疾病背後的大腦功能受損是由一組複雜的跨越多個時空尺度的下游和回饋過程引起的。重要的是，同一個電路可能有多個故障點，每個故障點都會導致不同類型的失調，從而引發下游不同的級聯，從而產生不同的體徵和症狀。在這裡，我們透過研究電路擾動的細微差異如何導致不同的臨床結果來說明這項挑戰。我們也討論了計算模型如何執行空間異質整合並橋接體外和體內範例。透過…
社會網絡中的意見極化
摘要 宇宙遠紅外線背景（CIB）對所有星系發射的塵埃進行編碼，並攜帶有關整個宇宙時間的結構形成、恆星形成和化學富集的寶貴資訊。然而，由於視線投影效應，其依賴紅移的光譜仍然受到很少的限制。我們透過將來自普朗克、赫歇爾和紅外線天文衛星的 11 個跨越 50 倍頻率範圍的遠紅外線強度圖與來自斯隆數位巡天 I IV 斷層掃描的光譜星系和類星體進行交叉關聯來解決這個問題。我們使用無 CI…
合成細胞的設計與建構
摘要 我們提出了一種透過適應性平台試驗的變體來資助特定疾病藥物開發的新方法。該試驗旨在並行測試候選藥物組合，試驗費用部分由投資者承擔，投資者從候選藥物的特許權使用費基金中獲得付款以換取投資。根據對成本、收入、成功機率、藥品銷售和特許權使用費率的現實假設，投資者可能期望 28% 的回報，但總損失的可能性為 22%。這種回報分配可能對尋求社會影響和財務回報的對沖基金、家族辦公室和慈…
數位流行病學：利用數位數據追蹤疾病
摘要 沿海生態系統面臨人類活動帶來的眾多壓力。此外，直接影響某一地點生態過程的局部壓力源可能會擴大規模，進而產生間接的區域後果。就海洋無脊椎動物的分散而言，人類活動可能會影響分散和存活率，從而改變整個海景的連結模式和族群動態。在這裡，我們開發了一個框架來模擬薩利希海海草相關無脊椎動物的集合種群持久性，主要關注加拿大不列顛哥倫比亞省。我們將擴散的生物物理模型與棲息地自然性指標相結…
自發性對稱破缺在物理和生物中的角色
摘要 共存同時是生態學最基本的概念之一，也是最難定義的概念之一。一個特別的挑戰是，儘管研究體系很發達，但在過去的一個世紀中已經發展了幾種不同的思想流派，導致了多個獨立的、基本上孤立的、具有不同方法論的文學分支。在這裡，我們對目前用於檢測和表徵生態共存的最常見概念和指標進行了廣泛的概述。我們首先介紹四類行為，它們共同描述了群落動態展開的方式：（i）存在可行的穩態（或不變集），即所…
演化博弈論在經濟學中的應用
摘要 基尼係數是常用來表徵社會經濟數量分佈的統計指標。考古學家和社會科學家最近採用這種方法，透過針對特定的代理變數（例如住宅單位面積、埋葬資料等）來分析古代不平等。然後檢查基尼係數的變化與時間、地理和生計等關鍵因素的關係。然而，基尼係數可以在不同的聚合規模上獲得，從較大聚落內的小社區到屬於同一政體的多個聚落的整體。這些不同的聚合規模代表了相當大的方法論和理論挑戰，因為更大的規模…
氣候模型中的不確定性量化
摘要 從根本上講，感知將來自環境的外部資訊轉換為下游認知中使用的訊號。我們探索了一群相互作用的感知代理，其自適應內部結構將輸入資訊轉換為輸出。我們表明，以 感測器為代表的結構轉變的自催化網絡是自發出現的。此外，他們的人口動態（誰繁榮以及與誰互動）在空間（地理分佈）和非空間（panmixia）人口之間存在很大差異。一般來說，時空不變的自催化網路區域（或域）出現在地理分佈的群體中。…
語言的統計結構與認知處理
摘要 使用來自美國的縣級數據，我們評估了冠狀病毒疾病 (COVID 19) 病例、死亡和年齡結構在大流行的前四次主要浪潮（野生型、α、δ、omicron）內和之間的異速生長關係。結果通常表明，病例負擔對較大縣的影響不成比例，而死亡負擔對較小縣的影響不成比例。這可能部分是由於多種相互作用的社會機制，包括居住在小縣的老年人比例較高。此外，這些可能與疫苗接種和病毒波相互作用的社會機制…
微生物燃料電池的生物電化學
摘要 透明導體（TC）具有光學透明性和電子傳導性，對於許多光電和光伏裝置至關重要。最常見的TC是電子摻雜氧化物，其在可能的摻雜劑的選擇上受到限制，因為過渡金屬通常不適合，因為它們傾向於與氧形成強鍵。非氧化物TC具有將材料類別擴展到磁性領域、繞過技術瓶頸並將TC帶入自旋電子學領域的潛力。在這裡，我們提出了將透明度和導電性與磁自旋極化相結合的新型功能材料，可用於自旋電子應用，例如自…
複雜系統中的因果推論方法
摘要 福爾曼 里奇曲率 (FRC) 是分析經驗網絡的強大工具，因為曲率值的分佈可以識別其他幾何方法不易偵測到的結構資訊。至關重要的是，FRC 捕獲了圖的派系複合體或 Vietoris Rips 複合體的高階結構訊息，這是其他方法不易獲得的。然而，現有的 FRC 平台的計算成本過高。因此，我們開發了一個有效的集合論公式來計算單純複形中的此類高階 FRC。值得注意的是，我們的集合論…
物種滅絕的選擇性模式
摘要 在過去的二十年中，人們發展了多種方法來從互連繫統的集體動態推斷其底層網路結構。然而，能夠推斷非成對交互作用的方法才剛開始出現。在這裡，我們開發了一種基於非線性動力學稀疏識別（SINDy）的推理演算法，用於從時間序列資料重建超圖和單純複形。我們的無模型方法不需要有關節點動力學或耦合函數的信息，使其適用於沒有可靠數學描述的複雜系統。我們首先對 Kuramoto 和 Loren…
量子計算的錯誤修正
摘要 生物學中一個長期存在的問題是，無論生物多樣性和環境背景如何，是否存在著表徵生態系發展（一組類群的出現）的共同原則。 1 11經典生態理論認為，這些系統的發展遵循一個順序、有序的過程，通常從快速生長的類群到緩慢生長的類群，並取決於生命史的權衡。 2,12,13但是，這種發展順序也有可能只是生物生存的環境阻力最小的路徑。組成物種，因此僅受機率的青睞。在這裡，我們使用理論和數據…
社會不平等的動力學模型
摘要 在《文化的生態學方法》中，Baumard 和 Andre（2025）認為，文化與生態學並沒有本質上的不同，並且「適應主義思維和包容性適應性理論對於理解文化現象與解釋任何動物行為以及更廣泛的任何生物過程同樣重要」（第 15 頁）。這些陳述在經驗和理論上都是不正確的。在這裡，我們概述了為什麼文化與生態不同，為什麼適應主義思維被誤導，以及為什麼包容性適應性理論的適用性非常有限。
新陳代謝的起源與早期演化
摘要 本研究採用適合解決分形介質內擴散問題的非擴張擴散方程式來研究城市動力學，其中非加性參數 q 發揮相關作用。研究結果證明了這種方法在確定城市分形維數、異速生長指數和 q 之間的關係以及闡明城市演化的平穩階段方面的有效性。動態方法促進了分形維數與資料分析中確定的熵指數和城市尺度指數的相關性。結果表明，在城市中觀察到的尺度行為與獨立方法測量的分形維數一致。此外，對這些發現的解釋…
互利共生的演化穩定性
摘要 最近發生的事件凸顯了國家和國際供應網絡（SN）的脆弱性，導致食品和藥品等必需品供應嚴重短缺。沿著複雜的SN傳播的嚴重中斷可能會使整個地區或國家面臨這些風險。迄今為止，由於缺乏數據和定量方法，無法對SN中斷造成的人口脆弱性進行實證量化。在這裡，我們建議將供應網路壓力測試（SNST）作為一種新的數據驅動方法來量化行政區因企業之間的級聯供應中斷而導致的產品級供應損失。我們在奧地…
機器學習在材料科學中的應用
摘要 全球政治已進入一個交易性更強的時代。儘管生態系服務為保護生物多樣性提供了有效的經濟論據，但這些論點並沒有引起關注選民切實、短期利益的政治家的共鳴。我們需要更有說服力的論點來保護大片土地，為選民提供交易利益。氣候變遷未達標；它是對生物多樣性的次要威脅，且政治支持有限，除非惡劣天氣透過洪水、颶風或乾旱直接影響人類。所有這些災害從根本上都與水有關。矛盾的是，全球供水正變得越來越…
生態系統的能量流動與營養級聯
摘要 遺傳演算法是一種強大的方法，可以在巨大的搜尋空間上解決具有複雜成本函數的最佳化問題，特別依賴重新組合先前解決方案的各個部分。交叉算子在這方面發揮著至關重要的作用。在這裡，我們描述了一大類旨在搜尋圖空間的運算子。這些運算符是基於在圖中引入小切口並重新連接所產生的兩個父項的歸納子圖。這種形式的剪切和連接交叉可以以一致的方式受到限制，以保留局部屬性，例如頂點度（化合價）或鍵序，…
演化中的適應性景觀理論
摘要 人類具有非凡的能力來注意到不同實體和情況之間的關係，並跨環境轉移他們的關係知識。例如，成年人可以輕鬆確定兩個物體是否相同，無論這些物體是什麼。目前尚不清楚哪些認知資源和策略是人類獲取和使用可概括的關係概念的能力的基礎。在這裡，在一組三個實驗（N = 40、N = 40、N = 155；數據收集於 2021 年）中，我們研究了成年人用來確定兩個複合項目在視覺上是否相同的策略…
幂律分布在自然和社會中的普遍性
摘要 隱藏的身份信號允許將組成員身份傳達給組內成員，同時避免被其他組的成員發現可能代價高昂的情況。然而，如果個人被激勵去發現其他人的群體成員身份，那麼隱蔽訊號可能不會保持隱蔽很長時間。我們提出了對隱性訊號傳遞文獻的理論擴展，當外群體個體學習到傳統的認同訊號並被新的訊號傳遞慣例的出現所取代時，傳統的認同訊號可能會變得不穩定。我們透過對了解群體成員身分訊號的群體內和群體外個體進行分…
文化傳播中的創新擴散
摘要 當科學家使用 Google Scholar、Scopus 和 Web of Science 等平台搜尋文章時，他們看到的結果是由搜尋演算法決定的。這些演算法優先考慮高被引用的論文。一方面，這加強了這些論文與相應關鍵字的關聯，這有助於顯示主流學科的主導出版物。然而，它也縮小了對替代方法、理論或研究項目的接觸範圍。因此，探索新興主題或跨學科問題的研究人員面臨發現相關但較少被引…
城市交通系統的韌性分析
摘要 配置模型是統一產生具有指定度數序列的隨機圖的標準工具，並且通常用作空模型來評估觀察到的網路結構有多少可以單獨透過其度數結構來解釋。基於保度雙邊交換的馬可夫鏈蒙特卡羅 (MCMC) 演算法提供了從組態模型中取樣的漸近解。然而，準確有效地檢測該馬可夫鏈何時足夠接近其平穩分佈仍然是一個未解決的問題。在這裡，我們提供了一種使用標準 MCMC 演算法從組態模型中進行取樣的解決方案。…
量子糾纏的非局域性
摘要 低社經地位（SES）的本科生的幸福感往往比高社經地位（SES）的同儕要差。當社會經濟地位較低的學生自我報告與社會有連結時，這些「幸福感差距」就會縮小；然而，一個人對自己在網路中的連結性的看法與外部代理不同。在由 785 名本科生組成的網絡中，我們研究了兩種社交網絡衡量指標：自我報告的朋友數量（出度）和將自己報告為朋友的本科生同齡人數量（入度）。低（與高）SE 學生的出度較…
微生物群落的生態組裝規則
摘要 基於代理的模型 (ABM) 是動態電腦模擬，它放棄效用最大化，而是假設代理是有限理性的，並使用啟發式、短視推理和/或學習演算法做出決策。由於 ABM 不需要計算最優值，因此更容易處理，從而實現更高程度的真實性。最近的研究開發了基於代理的定量模型，可以進行時間序列預測，對特定時間點的特定經濟進行建模；其中一些解決了主流模型甚至無法提出的問題，還有一些做出了優於或等於主流模型…
演化發育生物學中的基因調控網絡
摘要 根深蒂固的宏大敘事將大型人類聚集體中的不平等與整體線性趨勢聯繫起來，這是馴化的直接結果，然後由人口增長和/或人類機構的等級複雜性的階梯式標量轉變所促進。有人認為，這種普遍模式只有在災難性災難或社會崩潰的情況下才會短路或逆轉。然而，在大多數情況下，這些普遍的決定論框架是根據歷史或民族誌的快照及時建構的，並且很少對人類機構或機構給予系統的關注。在這裡，我們利用一系列全球區域的…
基因組中的暗物質：非編碼DNA的功能
摘要 了解意識 無意識轉變背後的神經生理變化是神經科學的關鍵目標。使用磁振造影神經成像，我們研究了人類大腦從清醒過渡到右美托咪定誘導的催眠和恢復時發生的網路連接和神經血管變化。催眠導致功能連結強度普遍下降，結構 功能耦合增加，顯示功能模式更受潛在解剖連結的限制。當個體開始恢復意識時，兩個連結標記都恢復到清醒水平，特別是小腦的耦合變化特別顯著。催眠期間神經血管動力學也受到破壞：腦…
古氣候重建中的代用指標
摘要 人工智慧（AI）正在重塑國際治理，為增強系統彈性提供了機會，同時也帶來了重大的道德、社會和地緣政治挑戰。本文認為，複雜性科學為引導人工智慧融入全球治理系統提供了一個有價值的架構。我們分析了人工智慧的雙重能力，它既可以作為改善決策、資源分配和危機管理的變革性工具，也可以作為引入數據偏差、不平等加劇和治理差距等風險的顛覆性力量。透過將彈性定義為連結學科和實踐的關鍵邊界概念，我…
多智能體系統中的集體決策
摘要 日記似乎包含了幾乎所有的內容；考慮到作者的多樣性、創作背景的多樣性以及創作原因的多樣性，情況怎麼可能不是這樣呢？但是，使用計算輔助閱讀來檢查大量日記，揭示了被局部差異掩蓋的大規模共通點。我們研究的俄語日記作者似乎對日記中的反思類型以及比例有強烈的（也許是默認的）意識。儘管這些日記是在動盪的二十世紀寫成的，從革命之前到改革之後，還是出現了一小部分共同主題，而且我們在檔案中看…
深度學習在科學發現中的應用
摘要 蜜蜂以其建造複雜且適應性強的蜂巢的技能而聞名，這些蜂巢顯示出細胞大小的顯著變化。然而，它們在構造不同蜂窩尺寸的蜂窩體時的適應性程度尚未被徹底研究。我們使用 3D 列印和 X 光顯微鏡來量化蜜蜂將蜂巢調整到不同初始條件的能力。我們的研究結果提出了三種不同的梳子構造模式，以響應具有不同尺寸的 3D 列印單元的基礎。對於較小的地基，蜜蜂有時會合併相鄰的單位以補償減少的空間。然而…
社會物理學：人類行為的統計規律
摘要 簡介和框架：睡眠資本有助於個人和社會福祉、生產力和經濟成果，並涉及腦資本的一個新穎方面。它涵蓋睡眠的品質和數量，作為影響認知能力、心理和大腦健康以及身體健康的不可或缺的組成部分，影響工作場所的生產力、學習、決策和整體經濟表現。在這裡，我們提出了一個框架來理解睡眠品質、健康、福祉和經濟生產力之間的複雜關係。然後，我們概述了睡眠對認知能力、心理/大腦健康和經濟指標的多層次影響…
RNA世界假說的化學驗證
摘要 免疫反應是由寄生蟲暴露引起的，反過來可以減少寄生蟲負擔。儘管這些看似簡單的參與規則，但宿主內部動態的關鍵驅動因素，包括防禦的劑量依賴性和感染持續時間，已被證明難以預測。在這裡，我們透過跨越多個劑量數量級的複製和非複製寄生蟲對抗屏障、先天和適應性層，模擬不同的接種劑量如何與接種部位的多層宿主防禦相互作用。我們發現，一般來說，中等寄生蟲劑量會產生持續時間最長的感染，因為它們的…
生態系統服務的經濟估值
摘要 背景與目的：老年發病的發炎性腸道疾病 (IBD) 患者（診斷時年齡 = 60 歲）具有需要特殊考慮的獨特特徵。使用基於現實生活的登記隊列，我們比較了成人發病（18 <= 年齡 < 60 歲）和老年發病 IBD 患者的疾病表型和治療暴露。方法：對 2000 年至 2022 年期間診斷並追蹤 12 個月以上的成人和老年 IBD 患者的人口統計、疾病特徵和治療進行比較。結果：3…
考古學中的網絡分析方法
摘要 了解不平等與經濟成長之間的關係是阻礙永續發展的關鍵科學問題。 1955 年，西蒙‧庫茲涅茨 (Simon Kuznets) 假設，經濟成長的加速會加劇不平等，隨著經濟的持續成長，不平等會趨於平穩。庫茲涅茲的「曲線」是發展經濟學的基石，它是基於富裕資本主義經濟體的小樣本資料。在這裡，我們利用基尼係數資料庫（其中包括從公元前 21,000 年至今對 1,176 個定居點的 5…
非平衡統計力學中的漲落定理
摘要 熱帶森林和林地是全球碳和水循環的關鍵組成部分。然而，由於對熱帶樹木生長的長期觀察很少，人們對氣候變遷如何影響這些生物地球化學循環知之甚少。最近熱帶樹木年輪研究的興起可能有助於填補這一空白，但缺乏對其在全球變遷研究中的潛力進行大規模定量分析。我們編制了一份已知形成年輪的所有熱帶樹種的清單，並建立了一個包含 492 個熱帶年輪寬度年表的網絡，以評估深入了解木本生產力的氣候敏感…
群體免疫的數學門檻
摘要 現代精神病學在將神經生物學見解轉化為嚴重疾病的治療方面面臨挑戰。 20 世紀中葉見證了分子機製作為病理生理學和治療模型的興起，最近的整體提案保持了這一焦點不變。從這個角度來看，我們探索精神病學如何利用系統神經科學來發展對大腦功能的垂直整合理解，從而為治療提供資訊。我們以精神分裂症為案例研究，討論了研究分子、電路、網絡和認知的研究人員以及在現有框架內操作的臨床醫生所面臨的與…
城市形態的自組織演化
摘要 科技在從覓食到工業經濟的所有人類社會中發揮核心作用。然而，技術解決方案伴隨著相關成本，在小規模社會中，技術複雜性反映了效率和資源限制之間的這種權衡。在這裡，我們分析了這種權衡，並展示了民族誌社會中工具包豐富度和工具部件豐富度之間的次線性標度關係。這一結果顯示收益遞減，其中每個附加部分對整體工具包多樣性的貢獻較小。這種尺度適用於不同的生態和文化背景，暗示了工具設計最佳化的一…
量子退相干與經典世界的湧現
摘要 隨著考古遺傳學（對（前）歷史樣本中的 DNA 進行研究）的成熟，它以新穎的方式補充和對比了歷史和考古記錄。摧毀龐貝古城的維蘇威火山爆發受害者的 DNA 提供了一個有趣的案例研究。
演化動態中的中性理論
摘要 與生態系中的生物多樣性、生產力、豐度和生物量相關的理論推導的生態狀態方程式已經用衛星推導的代理林業資料進行了測試。受干擾的生態系統中關係的預測失敗得到了部分支持，但需要進一步的地面分析。
人口結構與經濟成長的非線性關係
摘要 在自然科學和社會科學中遇到的許多複雜系統中，微觀尺度上的系統動力學控制機制取決於粗粒度、宏觀尺度上表徵系統的狀態變數的值（Goldenfeld 和 Woese，2011；Noble 等人，2019；Chater 和 Loewenstein，2023）。反過來，狀態變數是微觀變數相關機率分佈的平均值。無論是自上而下的推論模型或是自下而上的機械模型都無法單獨預測這種尺度纏繞系…
神經網絡中的臨界性假說
摘要 不適用；會議摘要：B291/P1280 在美國細胞生物學學會和歐洲分子生物學組織（ASCB/EMBO）聯席會議上提出；馬薩諸塞州波士頓；2023年12月2日至6日；由 Amer Soc Cell Biol 贊助；歐洲分子生物學組織
蛋白質摺疊的能量景觀理論
摘要 實現淨零排放將涉及全球經濟的結構轉型。由於即將出現的新經濟結構的高度不確定性、協調挑戰以及政治風向轉變中的非線性動態，民族國家正在積極幹預，以獲得關鍵技術的比較優勢，因此轉型變得複雜。在這裡，我們根據最近的一項調查，考慮財政部感興趣的有關淨零轉型的關鍵經濟問題。具體來說，本文提出了這樣的問題：「考慮到所涉及的複雜性和不確定性，經濟模型和框架幫助指導政策的最有效方式是什麼？…
文化演化中的累積適應
摘要 物種特徵和環境條件決定了全球樹種的豐富度。優勢樹種和稀有樹種的性狀差異程度尚未在廣泛的環境範圍內進行測試，這限制了我們對物種性狀和環境如何塑造森林功能組成的理解。我們使用包含超過 22,000 個森林地塊和 1663 個樹種的 11 個性狀的樹木組成的全球資料集，來探究當地優勢樹種和稀有樹種的性狀值有何差異，以及這些差異是如何由全球森林生物群落的溫度和可用水量的氣候梯度驅…
合成生物學中的基因電路設計
摘要 個體生物體在很小的尺度上的自組織可能會在更大的空間尺度上產生可識別的功能生態系統結構。旱地幾乎覆蓋了一半的新興土地，擁有地球上一些最顯著的植被模式，包括“無序的超均勻性”，這是最近定義的此類新興自組織結構的一類。然而，旱地無序的超均勻植被模式的範圍、原因和後果實際上仍然未知。在這裡，我們分析了全球 425 個點狀旱地的高解析度遙感影像，發現無序的超均勻性塑造了大約十分之一…
資訊幾何與統計推論
摘要 透過統一現代生物學的三個基本原理，我們發展了一個數學框架來分析生命之樹的生長。與靜態情況相反，系統發育樹與生長在土壤中的樹之間進行類比，我們的框架表明，生命之樹類似於康托塵，其中每個分支都是獨特的分形曲線。因此，整個系統是多重分形的，因為它由許多獨特的分形組成。數學框架的三個基本原則是系統發育是嵌套的、系統發育是二元的（即奇點和群體之間的傳遞性）以及系統發育是隨機的。整合…
生物時鐘的數學理論
摘要 文化進化是由我們如何選擇消費和與他人分享的內容所驅動的。人們普遍認為，成功的文化藝術品是在新穎性和傳統性之間取得平衡的藝術品。這種「平衡理論」表明，人們更喜歡熟悉的作品，但又不會因為熟悉而感到無聊；新穎，但又不至於新穎到違反其類型的期望。我們使用大量同人小說資料集來測試這個想法，這是一個獨特的資料來源，可以緩解創意作品研究中許多常見的關鍵缺陷。我們應用多元迴歸模型和廣義加…
全球貿易網絡的韌性分析
摘要 對話塑造未來的行為，尤其是年輕人的行為。然而，年輕人對同儕影響的敏感度差異很大。哪些神經過程與此易感性有關？我們研究了與社會獎勵和理解他人思想相關的大腦區域的活動是否與常見的健康行為（在談論酒精後飲酒）有關。我們研究了兩個大學校園的 10 個大學生社會群體（N = 104 名學生；總共 4760 個觀察值）。我們收集了全腦功能磁振造影數據，同時參與者觀看了他們經常以不同頻…
複雜系統中的湧現行為與還原論的限制
摘要 本文描述了將基於主體的建模（ABM）作為社會現象心理學研究的核心研究方法的七個潛在好處：建立複雜社會系統的正式理論、驗證多層次因果關係、理解時間和非線性動力學、證明理論的完整性、平衡人與環境的考慮、彌合心理和政策以及識別未知的未知數和預測的局限性。這些好處來自於他們處理問題的方式和他們提出的問題之間的共鳴。例如，兩者都依靠實驗來探索個體互動如何產生集體現象。文章比較了微觀…
演化中的趨同與平行
摘要 直系同源推論是比較基因體學研究的基礎。正確識別源自共同祖先序列的基因座不僅因序列分歧而變得複雜，而且因重複和其他基因組重排而變得複雜。基因順序的保守性，即同線性，與序列相似性結合使用，作為直系同源性確定的附加因素。然而，目前的方法依賴基因組註釋，因此受到限制。在這裡，我們提出了一種無註釋方法，並將其與帶註釋的同線性分析進行比較。我們發現我們的方法在密切相關的基因組中效果更…
多層網絡中的擴散與傳播
摘要 從一連串離散事件中，人類建立了他們世界的心理模型。這個過程被稱為圖學習，產生一個對事件到事件轉移機率圖進行編碼的模型。最近的證據表明，某些網路比其他網路更容易學習，但這種效應的神經基礎仍然未知。在這裡，我們使用功能性磁振造影來表明，即使在很短的時間尺度上，刺激時間序列的網路結構也決定了事件表示的保真度以及這些表示編碼的空間的維度：當圖形是模組化的而不是類似格子的時，視覺區…
計算不可約性與自然定律的極限
摘要 本研究 (1R01HD107002 01A1) 協議描述了幼兒體力活動 (PA) 基於代理的模型 (ABM) 的計劃創建和使用。成功的兒童早期 PA 介入可能會在提高整體人口健康以及縮小亞人群之間的健康差異方面發揮重要作用。目前尚不清楚這樣做的有效策略。在很大程度上，這是因為 PA 決定因素在各個層面上動態地發揮作用，彼此相互作用，並且在不同的兒童之間可能存在很大差異。複…
自組織臨界性與地震預測
摘要 在本文中，我們對印歐語系計算系統發育學最新出版物（Heggarty et al. 2023）的數據、方法和結果進行了簡要的批判性分析，並將其與（大致）同一學者團隊（非正式地稱為“新西蘭學派”）之前在該領域所做的努力以及歷史語言學“莫斯科學派”學者的同期研究進行了比較。我們表明，用作分類基礎的詞彙數據的總體質量比早期研究有了顯著提高，反映出參與該項目的合格歷史語言學家更加仔…
人類語言的複雜性與資訊熵
摘要 我們研究了在基於光可逆加成 斷裂鏈轉移的聚合誘導自組裝（PISA）反應過程中觀察到的聚合物囊泡數量非線性增長的機制。我們的實驗結果揭示了自我複製過程的存在，在此過程中，化學活性聚合物原細胞在光刺激的一鍋反應中以化學方式自主生成，該反應從非自組裝分子的均勻混合物開始，並在顯微鏡下觀察到，隨著反應的進行，形成囊泡物體，在綠光（530 nm）照射下生長和繁殖（繁殖）。透過使用基…
社會合作的演化基礎
摘要 創新透過各種工程進步來提高技術成本，包括材料選擇和設備或製程設計的改變。了解這些創新與成本變化的關係可以揭示技術演進過程的各個方面，但由於數據限制，嚴格的定量方法通常無法形成這種理解。在本文中，我們透過使用定量技術成本變化模型中的變數作為組織原則，開發了一個混合定量 定性框架，用於將特定創新與成本變化聯繫起來。我們透過將其應用於過去五年光伏 (PV) 系統的成本下降來展示…
代謝縮放理論：從細胞到生態系統
摘要 背景了解對女性心理健康影響特別嚴重的精神疾病的關鍵一步是描繪從童年到青春期的關鍵過渡期間大腦組織的性別特異性模式的出現。先前的研究表明，大腦皮質功能性大腦網路空間組織的個體差異與精神病理學有關，並且因性別而係統性地存在差異。目的我們旨在評估性別對特定於人的功能性大腦網絡的空間組織的影響。方法我們利用了特定於人類的功能性大腦網路圖譜，該圖譜是使用非負矩陣分解定義的，在青少年…
複雜網絡上的傳播動態
摘要 許多關於生命起源的研究都集中在封裝的優點上。除了這些優點之外，要實現封裝的系統可能還需要克服嚴峻的挑戰。在這裡，我們解決了與封裝生物系統相關的一般限制。我們首先考慮地球現存的生化系統，並表明大分子的速率和大小的微小變化很容易使封裝變得困難。我們發現，如果核醣體的大小較慢，則存在一個閾值，現代生命無法封裝在細胞中。我們也展示了最大的細胞如何受到單位尺寸核醣體比率的限制。我們…
量子資訊與黑洞的資訊悖論
摘要 社會動態通常由成對（即二元）關係和高階（即多元）群體關係驅動，可以使用超圖來描述。為了深入了解多元關係對網路動態過程的影響，我們制定並研究了多元選民過程，我們稱之為群體驅動選民模型（GVM），該模型透過受群體（即超邊緣）約束的非線性相互作用來整合群體動力學的影響。透過檢查非線性和群體規模之間的競爭，我們表明 GVM 比標準選民模型動態更快達成共識，並且具有最佳最小化退出時…
生態系統中的臨界轉變與早期預警信號
摘要 對網路錯誤訊息造成不穩定影響的擔憂促使個人和平台做出回應。為了追求更健康的資訊生態系統並打破自我強化觀點的回音室，個人越來越多地透過事實查核來挑戰他人的網路主張。使用 Twitter（現在的 X）數據，我們在這裡展示了個人錯誤訊息標記的後果：被標記的發文者之前曾探索過新穎的政治訊息並擴大了話題興趣，但被標記導致發文者退回到資訊泡沫中。這些意想不到的後果透過錯誤訊息審核的集…
演化賽局理論中的隨機效應
摘要 我們將財富廣義地定義為包括人的財富、關係聯繫和物質財富，我們使用跨同期住宅單元區域計算的基尼係數的一致代理來研究住宅單元層面的史前財富不平等。在超過 1,100 個地點和超過 47,000 個住宅單元、跨度超過 10,000 年的樣本中，持續的財富不平等通常比植物種植的開始滯後一千年以上。它伴隨著土地（而不是勞動力）限制生產的景觀改變和生存實踐，以及定居點規模等級的增長。…
經濟複雜性與國家發展
摘要 最大限度地提高從環境中獲取的功對於各種生物和技術過程都很重要，從光合作用等能量獲取過程到燃料和電池等能量儲存系統。在這裡，我們考慮自由能的最大化，以及透過其環境驅動的經典或量子系統可以獲得的最大可提取功。我們考慮自由能增益如何取決於系統的初始狀態，同時也考慮了準備系統的成本。我們提供了透過改變初始狀態來增加自由能增益的簡單必要和充分條件。我們也推導出簡單的公式，將使用最佳…
氣候變遷下的物種分布建模
摘要 我們提出了物理系統中突然混合階躍遷的可能起源，並在具有其他不同類型相互作用的三個不同伊辛模型上進行了演示。我們確定了這種突然轉變的可能的微觀起源。它是由底層互動網路中由於額外互動而產生的長期微觀級聯變化所驅動的。這些微觀變化的自發級聯在宏觀時間上累積，導致長期的亞穩態級聯平台，最終導致系統的突然轉變。我們也計算了級聯、磁化強度、收斂減慢的臨界指數，以及單軌跡臨界溫度和磁化…
人工生命與複雜系統的交叉
摘要 大型語言模型（LLM）透過接觸大量線上文本，學習再現不同社會和文化群體的觀點和語言風格。這種能力顯示了一種強大的社會科學應用——模擬經驗上現實的、文化背景下的人類受試者。綜合人工智慧和計算社會科學的最新研究，我們概述了模擬人類受試者及其社會互動的方法基礎。然後，我們確定了目前模型的六個特徵，這些特徵可能會損害對人類受試者的真實模擬：偏見、一致性、非時間性、脫離身體、語言文…
免疫系統的演化設計原則
摘要 傳染病對個人和公共健康的威脅多種多樣，而且常常是意想不到的。人工智慧（AI）和相關技術已經在經濟、醫學和社會科學領域支持人類決策，有可能改變傳染病流行病學的範圍和力量。在這裡，我們考慮結合機器學習、計算統計、資訊檢索和資料科學的人工智慧系統在傳染病建模中的應用。我們首先概述人工智慧的最新進展如何加速回答關鍵流行病學問題的突破，並討論可應用於常規收集的傳染病監測數據的具體人…
語言演化的數學模型
摘要 我們調查招聘流程，按順序面試一系列申請人，並根據申請人的分數立即做出是否僱用申請人的決定。對於最大和平均改進策略，決定取決於申請人的分數和所有員工（即以前成功的申請人）的分數。對於局部改進策略，為每位申請人隨機選擇一個面試委員會，根據申請人的分數和委員會成員的分數做出決定。這些理想化的招募策略抓住了不確定性下決策的挑戰。我們探討了最佳員工的平均分數、僱用所有前 N 個申請…
熱帶森林碳循環對氣候變遷的回饋
摘要 我們研究最初集中在 d 維度的一個小區域中的許多點粒子系統的演化。粒子透過長程排斥 r( s) 勢進行成對相互作用引起的過阻尼運動；每個粒子也受到高斯白噪聲的影響。當 s < d 時，膨脹由非局部流體動力學方程式控制。在一維情況下，我們推導出所有 s E ( 2, 1) 的自相似解。庫侖氣體的膨脹在無限粒子極限下保持明確：密度在空間上均勻且與時間成反比，與空間維度無關。
社交網絡中的合作演化
摘要 環境微生物學是一個多學科領域，涵蓋實地考察、計算建模和實驗室無菌培養技術。研究生和博士後階段的培訓通常側重於與主要研究者既定研究計劃內正在進行的工作直接相關的任務。這些計畫和早期職業培訓的其他方面也往往缺乏跨學科的合作機會，導致研究領域之間出現孤島。合作和跨學科領域計畫的時間尺度通常比傳統的博士和博士後計畫更長，這為早期職業研究人員（ECR；我們將其定義為目前獲得博士學位…
從時間序列推斷因果關係的資訊理論方法
摘要 大腦極其複雜，具有不同的組成部分和相互構建的動態相互作用，以協調各種行為。了解這些複雜相互作用的模式以及它們如何協調以支援集體神經功能對於解析人類和動物行為、治療精神疾病和開發人工智慧至關重要。不同物種的成像、記錄和擾動神經系統實驗的快速進展現在為提煉大腦組織和功能的基本原理提供了機會。在這裡，我們總結了統計物理學、網絡理論和資訊理論領域的最新進展，並回顧了腦網絡統計分析…
基因流動如何影響適應性景觀上的演化動態
摘要 物種相互作用在塑造生物多樣性、物種共存、族群動態、群落穩定性和生態系統功能方面發揮著至關重要的作用。我們對驅動這些物種、群落和生態系統特徵的物種相互作用多樣性的作用的理解是有限的，因為目前的方法通常只關注營養相互作用。這就是為什麼迫切需要一個新的建模框架，其中包括物種之間相互作用的多樣性。我們開發了一個模組化、用戶友好且可擴展的 Julia 包，它提供了生物能量食物網模型…
蜂巢溫度調節的集體智慧
摘要 背景精神症狀在群體層面通常是高度相互關聯的。總的來說，這些相關性定義了精神病理學的架構——為精神病學的分類學和機制模型提供資訊。然而，迄今為止，儘管這種理解與個人化醫療具有核心相關性，但仍不清楚這種結構在病因上不同的亞群之間是否存在差異。在這裡，我們引入了一種新的分析流程來探討精神病理學結構中的群體差異 透過比較兩種不同的神經遺傳性疾病來證明。方法我們對 300 名 5 …
利用複雜適應系統理論理解公共衛生
摘要 處理不確定性是在各種現實生活環境中做出適應性決策的關鍵技能。認知模型表明，個人根據過去的選擇和結果不斷更新他們的知識。傳統上，不確定性與恐懼和焦慮等負面狀態有關。然而，最近的證據表明，不確定性也可以喚起積極的情緒，例如驚訝、興趣、興奮和熱情，這取決於一個人的任務期望。儘管如此，情緒、信心和學習之間的互動仍未被充分探索。一些研究表明，自我報告的情緒並不總是與自信一致，因為這…
社會不平等的計算考古學
摘要 永續性的定義通常強調系統的連續性和長期的平等性。然而，可持續性的這兩方面可能相關的程度尚未得到系統性研究。最近的理論和方法論見解為考古學家提供了研究前現代社會永續性的新工具。在這裡，我們使用住宅規模測量的基尼係數作為物質不平等的估計，並使用定居點持久性的信息作為連續性的衡量標準。持久性源自於定居點在特定狀態下持續的時間長度，我們假設較高的持久性表明更強的適應能力和復原力。…
無標度網絡中的同步化轉變
摘要 GenProg 實作了一種自動演化補丁的新方法，以修復遺留 C 程式中的測試套件故障。它結合了遺傳編程和軟體工程的見解。 GenProg 中的許多原始設計決策最終不如其作為存在證明的影響重要。特別是，它證明了可以自動產生針對重要錯誤和程序的有用補丁。自最初發表以來，自動化程序修復的研究已擴展到考慮和評估許多新方法、背景和缺陷。隨著基於機器學習的程式碼合成和調試技術變得流行…
從適應到探索：利用語言模型增強工作流程推薦
摘要 自然資源保護主義者長期以來一直認為，管理保護區（PA）的資金不足會危及他們實現保護目標的能力。然而，這種說法很少得到定量評估的證實。為了解決這個問題，我們在拉丁美洲 17 個國家 PA 系統和一個 PA 系統（厄瓜多爾）範圍內研究了資金對 PA 有效性的影響，我們對此有精確的歷史財務數據。大多數保護區在 2000 年至 2010 年間減少了森林砍伐，顯示了它們在森林保護…
投資組合理論的不合理有效性
摘要 我們提出了一個新的績效歸因框架，將受約束的投資組合的持股、預期收益、方差、預期效用和實現收益分解為可歸因於（1）無約束均值方差最優投資組合的組成部分； (2)個體靜態約束； (3) 由這些限制產生的信息（如果有）。我們框架的一個關鍵貢獻是認識到約束可能包含與回報相關的訊息，在這種情況下施加此類約束可能會影響效能。我們擴展了我們的框架，以使用貝葉斯投資組合分析來適應投資組合…
物理學與生物學的交匯之處
摘要 作為本期物理和生物學特刊的一部分，我們邀請了幾位連接這些學科的頂尖專家，就每個領域的相互貢獻以及跨物理和生物學工作的好處和挑戰發表看法：華萊士·馬歇爾提供的介紹。
投資組合理論在理論與實踐中的不合理有效性
摘要 傳統上，生態學的數學模型強調漸近的長期動態。然而，最近的大量研究強調了生態和生態進化系統中瞬態動力學的重要性，特別是可以持續數百代甚至更長的「長瞬態」。許多模型和實證研究表明，一個系統可以在某種狀態或政權（「亞穩態政權」）下長時間運行，但隨後會突然過渡到另一個政權，而之前沒有任何參數變化（或在過渡之前很久發生的變化之後）。這種在沒有任何明顯的政權轉變來源的情況下發生傾倒的…
高階抗生素組合中的交互作用不影響抗藥性的演化速率
摘要 動機：缺陷病毒基因組 (DVG) 是野生型 (wt) 病毒的變體，缺乏自主完成感染週期的能力。然而，在其親代（輔助）wt 病毒存在的情況下，DVG 可以乾擾功能基因組的複製、衣殼化和傳播，在病毒進化中充當重要的選擇力量。 DVG 也會影響宿主的免疫反應，並與慢性感染和較輕微的症狀有關。因此，識別和表徵 DVG 對於了解感染預後至關重要。量化 DVG 具有挑戰性，因為它們無…
古典馬雅城市興衰的建模：氣候、衝突與經濟
摘要 我們表明，臨界液滴的概念對於理解任意維度的自旋玻璃的愛德華茲 安德森 伊辛模型中的基態性質至關重要。給定特定的基態，我們假設給定邊緣的耦合值隨著所有其他耦合保持固定而變化。超過耦合的某個特定值時，液滴會翻轉，導致新的基態；我們稱之為該邊緣和基態的臨界液滴。我們表明，特定基態的所有邊緣上的尺寸和能量分佈可用於確定自旋玻璃相的哪種主要情況是正確的。特別是，正如複製對稱破缺所預…
網絡流的多尺度場論
摘要 我們對地理 d 維 (d=1,2,3,4) 類 Bianconi Barabási 模型進行了數值研究，其特徵是受歐幾里德距離和加權邊影響的優先依戀增長機制。邊的權重遵循預定的隨機機率分佈。該模型是透過簡單的能量驅動動力學實現的，並展示了每個站點在準靜止狀態下的「能量」分佈。在該模型產生的所有網路中，我們觀察到整個參數空間上的 q 指數能量分佈，這表明模型屬於非加性 q …
人工智慧學會推理
摘要 粒線體 tRNA 在後生動物的演化過程中獲得了多種異常結構。由於已有超過 12,500 個粒線體基因組序列，因此有必要對粒線體 tRNA 庫和結構變異的模式變化進行全面概述。當然，這需要使用統一的工作流程重新分析超過 250,000 個粒線體 tRNA 的序列數據。在這裡，我們報告了截至 2022 年 9 月使用 mitos2 對 RefSeq 資料庫中可用的所有粒線體基…
一位父親在罕見疾病藥物開發中的奮鬥
摘要 人類已經能夠透過充當生態系統工程師來解決生物圈的複雜性，從而深刻地改變物質、能量和資訊的流動。這包括減少和控制極端事件影響的重大創新。考慮到可能涉及大量的個體和環境變量，對這種自適應動態的演化進行建模可能具有挑戰性。本文展示如何利用火災作為極端事件的根源來解決這個問題。我們實現了一個模擬環境，火災在空間景觀上蔓延，一組人工智慧體學習如何收穫和利用樹木，同時避免火災蔓延的破…
社會為個體和集體提供功能
摘要 有人認為，演化的歷史本質使其成為一個高度依賴路徑的過程。根據這種觀點，演化動力學的結果可能導致生物體具有不同的形式和功能。同時，有充分的證據表明，收斂和約束強烈限制了演化可以實現的潛在設計原則的範圍。這些限制與塑造可能性的結構有關嗎？在這裡，我們認為基本約束與生命物質的邏輯有關。我們透過考慮生命系統的熱力學性質、分子資訊的線性性質、生命構建模組的細胞性質、多細胞性和發展、…
反向四子棋已被解決
摘要 現實的信用風險評估，即債務人破產造成的損失的估計，對於維持金融穩定至關重要。信用風險模型著重於借款人的財務狀況，僅少量考慮實體經濟（尤其是供應鏈）的其他風險。最近的流行病、地緣政治不穩定和自然災害表明，供應鏈衝擊可能導致財務損失，其規模足以威脅金融穩定。基於一個獨特的全國性微觀資料集，幾乎包含所有匈牙利企業的所有供應鏈關係及其銀行貸款，我們開發了一個多層衝擊傳播框架，以估…
心理學家的認知特質差異與科學分歧有關
摘要 跨研究領域的性別隔離是高等教育中長期存在的問題。儘管大量文獻闡述了專業選擇中的性別模式以及學術專業之間的整體性別隔離，但對性別不平等的一個重要組成部分：大學課程的關注相對較少。在這項研究中，我們研究了學生如何選擇課程的過程以及對性別隔離的影響。我們利用一個獨特的數據集，其中包括選擇第一門大學課程的整個大學生群體的個人考慮和選擇數據，我們研究了大學課程層面的性別隔離以及個人…
來自全球變遷實驗的植物性狀與生態數據
摘要 根據目前的研究，很明顯，人們看待自己的方式是由他們的對話夥伴決定的。從歷史上看，這些文獻關注的是一個人的期望如何塑造另一個人的自我觀。鑑於對話的互動性質，我們想知道對話夥伴的自我觀點是否可以相互發展。使用四人循環對話網絡，我們發現參與者在對話後往往比對話前有更多相似的自我觀點，我們將這種效應稱為「自我內在對齊」。此外，兩個夥伴的自我觀點越一致，他們就越喜歡談話，並傾向於再…
回覆Izuma和Kakinuma：對話確實使自我認知趨於一致
摘要 至少自 19 世紀以來，物理系統的熱力學和計算特性之間的關係一直是主要的理論興趣。在過去的半個世紀中，隨著數位設備的能源成本爆炸性增長，它也變得越來越具有實際重要性。重要的是，現實世界的電腦在其工作方式上遵循多種物理約束，這會影響它們的熱力學性質。此外，許多這些限制適用於自然存在的電腦（如大腦或真核細胞）和數位系統。最明顯的是，所有此類系統都必須使用盡可能少的自由度快速完…
更多數據如何反而有害：下一代儲備計算中的不穩定性與正則化
摘要 內在動機的訊息尋求是好奇心的一種表達，被認為是人性的核心。然而，大多數好奇心研究都依賴西方的小樣本。在這裡，我們分析了 50 個國家或地區使用 14 種語言的維基百科行動應用程式的 482,760 名自然讀者。透過測量讀者在維基百科文章中編織的知識網絡的結構，我們複製了先前在實驗室研究中發現的兩種好奇心類型：遊牧式「多管閒事」和有針對性的「獵人」。此外，我們還發現了另一種…
摘要 微孔玻璃狀聚合物是氣體分離膜的有吸引力的材料，因為它們具有高滲透性和可定制的選擇性，只要可以延遲物
摘要 微孔玻璃狀聚合物是氣體分離膜的有吸引力的材料，因為它們具有高滲透性和可定制的選擇性，只要可以延遲物理老化。原型微孔玻璃狀聚合物 PTMSP 可與超交聯靛紅 三蝶烯多孔聚合物網路 (PPN) 混合，以延緩身體老化。然而，雖然 PPN 可有效減少物理老化，但它也會影響輕質氣體通過 PTMSP 的滲透性。這裡使用分子動力學模擬來揭示造成這些效應的機制的基本原理。所開發的原子模型…
摘要 科學合作網絡是一種不平等分配的社會資本，它決定了研究人員的工作安置以及長期的研究生產力和知名度
摘要 科學合作網絡是一種不平等分配的社會資本，它決定了研究人員的工作安置以及長期的研究生產力和知名度。然而，合作網絡在塑造科學勞動力的性別和種族多樣性方面的作用仍不清楚。在這裡，我們提出了一個計算零模型，以調查具有代表性的多樣化化學者群體的早期職業科學合作者與作為既定研究人員形成或參與更多樣化的研究小組的相關程度。當使用兩個關於科學合作的大規模縱向資料集來檢驗這個假設時，我們發…
摘要 微生物宿主群體進化出透過各種防禦機制對病毒捕食者俱有特定抵抗力的特徵，而病毒則相互進化出逃避這些防
摘要 微生物宿主群體進化出透過各種防禦機制對病毒捕食者俱有特定抵抗力的特徵，而病毒則相互進化出逃避這些防禦的特徵。這種共同演化動態通常涉及由負頻率依賴選擇促進的多樣化。然而，賦予競爭性不對稱性的微生物特徵可以誘導定向選擇，反對多樣化。儘管對微生物 病毒協同進化進行了廣泛的研究，但宿主性狀類型和相關選擇的綜合影響仍不清楚。使用 CRISPR 介導的共同演化系統，我們研究了兩種性狀…
摘要 回顧了基於非加性熵的一維最近鄰伊辛鐵磁體的一些平衡和非平衡性質
摘要 回顧了基於非加性熵的一維最近鄰伊辛鐵磁體的一些平衡和非平衡性質。首先，我們關注已知的事實，即在存在外部橫向場的情況下，在自旋 1/2 鐵磁伊辛鏈的量子臨界點，對於特定 q 值（即 q(star )= root 37 6 ，類似於或等於 0.0828），非加性熵 S q 產生熵廣度，從而滿足經典熱力學的勒讓德熵結構。然後我們解決相變中的一個眾所周知的問題，即在臨界點，諸如磁…
摘要 作為現代金融的創始人之一，哈里·M·馬科維茨改變了金融經濟學家對金融市場和金融機構的思考方式，並將
摘要 作為現代金融的創始人之一，哈里·M·馬科維茨改變了金融經濟學家對金融市場和金融機構的思考方式，並將金融實踐從藝術轉變為科學。為了紀念他，我提供了三個具體例子來說明投資組合理論如何在我自己的研究中發揮核心作用，其中一個涉及適應性市場假說，兩個與生物醫學和聚變能源的實際應用相關。這些例子讓我相信投資組合理論在理論和實踐中具有「不合理的有效性」（借用偉大物理學家尤金·維格納的一…
摘要 Premise葉單位面積質量 (LMA) 將葉經濟策略、群落組裝和氣候聯繫起來，並且可以使用葉柄度
摘要 Premise葉單位面積質量 (LMA) 將葉經濟策略、群落組裝和氣候聯繫起來，並且可以使用葉柄度量（PM；葉柄寬度2/葉面積）從木本非單子葉被子植物 (WNMA) 化石重建。由於對 PM 和 LMA 在群落尺度上的相關性以及哪些氣候參數驅動全球 WNMA 的測量和重建 LMA 變化的不完全理解，根據化石記錄重建的 LMA 的可靠解釋受到限制。方法 編制了現代、全球、社區…
摘要 抗生素抗藥性的普遍性和強度導致了新療法的開發和抗藥性進化之間的持續鬥爭
摘要 抗生素抗藥性的普遍性和強度導致了新療法的開發和抗藥性進化之間的持續鬥爭。同時組合多種藥物是對抗抗生素抗藥性的潛在解決方案。然而，這種方法引入了必須考慮的新因素，包括藥物交互作用對抗藥性演化速率的影響。當抗生素合併使用時，它們的作用可以是相加的、協同的或拮抗的。在這項研究中，我們研究了涉及 3 種藥物的高階交互作用對錶皮葡萄球菌抗藥性演化的影響。先前的研究表明，協同交互作用…
摘要 更了解根系垂直分佈對於評估植物 土壤 大氣相互作用及其對土地碳彙的影響至關重要
摘要 更了解根系垂直分佈對於評估植物 土壤 大氣相互作用及其對土地碳彙的影響至關重要。在這裡，我們分析了一個大陸規模的細根數據集，其深度達到 2 米，範圍從阿拉斯加苔原到波多黎各森林。與細根豐度隨深度呈指數衰減的預期相反，我們發現 44 個地點中 20% 的根具有雙峰性，次生生物量峰值通常低於 1 m。根雙峰性更可能出現在總細根生物量較低的地區，並且在灌木叢中比草地更常見。值得…
摘要 數學模型已經被使用了大約 30 年，以提高我們對病毒與宿主相互作用的理解，特別是在慢性感染期間
摘要 數學模型已經被使用了大約 30 年，以提高我們對病毒與宿主相互作用的理解，特別是在慢性感染期間。在 COVID 19 大流行期間，這些模型已被用來深入了解急性 SARS CoV 2 感染的自然史、優化抗病毒治療策略、了解與傳播相關的因素並優化監測系統。來自動物和人類系統的前所未有的多維免疫數據的可用性加速了建模的影響，這增強了實驗學家和理論家之間的合作關係，並帶來了令人興…
摘要 G 蛋白偶聯受體是細胞訊號傳導的關鍵組成部分，介導對外部刺激的各種生理反應
摘要 G 蛋白偶聯受體是細胞訊號傳導的關鍵組成部分，介導對外部刺激的各種生理反應。在這裡，我們研究了膽固醇和催產素受體（OXTR）之間複雜的關係，重點關注結合機制和結合膽固醇與正位配體結合袋的變構串擾。利用分子對接和分子動力學模擬，我們確定了激動劑結合和拮抗劑結合狀態下的膽固醇結合位點，這些位點顯示了膽固醇分子的不同分佈和停留時間。重要的是，這兩種方法都集中在幾個關鍵站點上，表…
摘要 城市化是人類歷史上最重要的轉變之一，但對早期城市興起和擴張的解釋仍有爭議
摘要 城市化是人類歷史上最重要的轉變之一，但對早期城市興起和擴張的解釋仍有爭議。在這裡，我們提出人口生態學的簡單模型可以整合早期城市發展的現有理論。利用新合成的古典時期瑪雅低地（公元250 1000年）的古氣候學、古生態學、人口學和歷史數據與分段結構方程模型相結合，我們發現氣候衰退、群體間衝突和強大的規模經濟相互作用，促進城市化和讚助人 客戶關係的共同演化，助長城市間不平等、城…
摘要 三種成分創造了在人群中觀察到的顯著變化的免疫軌跡：（i）遺傳變異，（ii）僅在淋巴細胞中個體規模產
摘要 三種成分創造了在人群中觀察到的顯著變化的免疫軌跡：（i）遺傳變異，（ii）僅在淋巴細胞中個體規模產生額外的遺傳多樣性，以及（iii）這些過程與生命中不斷變化的環境發生碰撞，引發可產生持久影響的可塑性反應。我們探索是什麼產生或減少了免疫變異，將最新的經驗進展與潛在的整體演化原理結合。我們假設，免疫系統的多個組成部分各自呈現出不同的權衡（例如自衛 自殘，以及對記憶保留靈活性的…
摘要 網路流動無所不在，包括人員流動、貨物運輸、能源傳輸、資訊傳播；它們發生在一系列經驗互連的系統上，從
摘要 網路流動無所不在，包括人員流動、貨物運輸、能源傳輸、資訊傳播；它們發生在一系列經驗互連的系統上，從設計的基礎設施到自然演化的網路。儘管應用範圍廣泛，但由於其特定領域的性質和固有的分析複雜性，缺乏全面的網絡流理論。我們引入了一種對網路流的統一處理，考慮了封包對稱性、守恆定律和路由策略的基本屬性。例如，電網中的電子具有可互換對稱性，這與郵政郵件發送的包裹不同，後者是可區分的。…
摘要 茱莉亞有兩個姊妹和一個兄弟
摘要 茱莉亞有兩個姊妹和一個兄弟。她的弟弟馬丁有幾個姊妹？解決這個小難題需要一些思考。您可能會在腦海中想像一個由三個女孩和一個男孩組成的家庭，然後意識到這個男孩有三個姊妹。或者你可能會找出一個更普遍的規則：家裡的任何男孩都會比任何女孩多一個妹妹。換句話說，這個謎題的答案並不是你立刻就知道的，就像巴黎是法國的首都一樣；它需要推理，這是人類智能的核心特徵，而像 GPT 4 這樣的大…
摘要 人工智慧 (AI) 發展迅速，並在大多數行業中採用
摘要 人工智慧 (AI) 發展迅速，並在大多數行業中採用。使用人工智慧起草電子郵件或檢查語法通常不會引起擔憂，但使用它來做出影響人們生活的決策則是另一回事。當涉及憲法權利時，例如在司法系統中，透明度至關重要。在拜登 哈里斯執政期間，第 14110 號行政命令指示各機構制定人工智慧可接受的用途和監管指南。其中一些用途，例如總結和筆記，將在整個政府範圍內進行。然而，每個機構的性質和…
摘要 作者支付的出版費通常與所謂的「黃金」開放取用期刊有關，它會激勵發表低品質的研究成果，從而導致科學腐
摘要 作者支付的出版費通常與所謂的「黃金」開放取用期刊有關，它會激勵發表低品質的研究成果，從而導致科學腐敗，並加劇享有盛譽且資金充足的機構與資金雄厚的機構之間的不平等。資助機構和大學圖書館支付文章處理費的壓力浪費了研究經費，並阻礙了建立更永續的出版系統的努力。我們建議完全放棄學術研究向作者支付的出版費，學術研究的出版通常是一種公共產品，但卻可以使出版商致富，同時降低研究成果。謹…
摘要 我們研究托斯頓·卡爾曼一個世紀前引入的一種近似非線性微分系統解的方法
摘要 我們研究托斯頓·卡爾曼一個世紀前引入的一種近似非線性微分系統解的方法。他的想法是用無限維線性系統來取代非線性系統。卡勒曼近似值是在求解截斷版本時獲得的。我們描述了線性化過程並提出了應用卡爾曼技術的兩種不同方法。在第一種情況下，這是常見的情況，卡爾曼近似集中在相空間中的平衡點。所得線性系統始終是齊次的，並且通常可以解析求解更高階的近似。感興趣點越接近平衡點，近似解越準確。在…
摘要 海洋食物網基礎上的光合初級生產的日常循環常常受到稀缺營養物質可用性的限制
摘要 海洋食物網基礎上的光合初級生產的日常循環常常受到稀缺營養物質可用性的限制。只要養分吸收和同化活動的強度在週期性輸入週期內異質分佈在生物體之間，微生物對這些稀少資源的競爭就可以得到緩解。最近對氮限制的亞熱帶北太平洋環流群落轉錄動態的分析揭示了真核浮游植物、藍藻和異養菌在晝夜循環中氮吸收和同化的時間分配的證據。在這裡，我們展示並證明了這種磷限制藍細菌分別在早晨、白天和黃昏表達…
摘要 多元資訊理論為理解系統組件如何連結提供了一個通用的原則架構
摘要 多元資訊理論為理解系統組件如何連結提供了一個通用的原則架構。現有的分析本質上是粗略的——根據離散子系統的特徵構建——並且計算量可能令人望而卻步。在這項工作中，我們建議研究複合系統可能描述的連續空間，作為了解其組織結構的視窗。描述由所傳達的關於每個組件的特定資訊組成，並且可能的描述的空間相當於組件的有損壓縮方案的空間。我們引入了一個機器學習框架來優化描述，這些描述將用於表徵…
摘要 眾所周知，許多生態族群都表現出週期為 2 的循環行為
摘要 眾所周知，許多生態族群都表現出週期為 2 的循環行為。先前的研究表明，當具有這種動態的複合種群（一組耦合種群）被允許通過二維的最近鄰擴散相互作用時，它會經歷從無序（空間異步）到有序（空間同步）的相變，屬於二維伊辛普適性類別。雖然最近鄰擴散可以令人滿意地描述大多數個體如何在棲息地之間遷移，但我們應該預期一小部分個體會冒險前往更遠的地點。我們透過考慮動態重新連接的小世界網路上…
摘要 工作是社會繁榮和心理健康的基礎，提供經濟保障、認同感和目標感以及社會融合
摘要 工作是社會繁榮和心理健康的基礎，提供經濟保障、認同感和目標感以及社會融合。工作不穩定、就業不足和失業是導致心理健康問題和自殺的危險因子。生成式人工智慧（AI）的出現引發了關於工作流失及其對個人和社會福祉的必然影響的爭論。有些人認為，許多新的就業機會和產業將會出現，以抵消人口的流失，而另一些人則預見到，經濟生產力與人力投入的廣泛脫鉤，將以前所未有的規模威脅到就業機會。本研究…
摘要 產生人工智慧 (AI) 和大型語言模型 (LLM) 將對組織的決策方式產生巨大影響
摘要 產生人工智慧 (AI) 和大型語言模型 (LLM) 將對組織的決策方式產生巨大影響。在許多營運決策中，人工智慧和法學碩士將取代人類，而在更高風險、更主觀的戰術和戰略決策中，人類和人工智慧可能會作為思想夥伴一起工作。人工智慧有時也會產生顛覆性的、潛在突破性的想法。考慮到人工智慧推理的不同，這些想法將不太容易被人類理解。這種顛覆性推理的不透明性造成了推理上的三難：人工智慧生成…
摘要 富集悖論規定，增加獵物族群可用的資源可能會導致不穩定和族群波動的可能性更大
摘要 富集悖論規定，增加獵物族群可用的資源可能會導致不穩定和族群波動的可能性更大。我們研究獵物環境退化的相反情況，並詢問這種退化和隨機性之間的動態交互作用是否有利於獵物族群的穩定。底層系統是非自治的並且容易受到噪音的影響。我們發現了一個與豐富悖論相關的現象：稀有性。特別是，在具有唯一穩定平衡的慢 快生態系統中，雜訊會導致軌跡動態偏移到物種豐度較低的區域，從而導致稀有性。令人驚訝…
摘要 羅馬君主制和共和時期（公元前 753 29 年）的歷史檔案提供了一系列對義大利中部環境和氣候現象的
摘要 羅馬君主制和共和時期（公元前 753 29 年）的歷史檔案提供了一系列對義大利中部環境和氣候現象的高度解析的觀察。本文介紹了這些歷史檔案的新集合，收集了該時期的 319 個觀察結果。我們介紹了這些檔案的歷史特徵，並指出了影響其分析和解釋的方面，以重建公元前第一個千年後半葉義大利過去的環境和氣候條件。從公元前五世紀開始，檔案資訊被認為普遍可靠，為了解該地區過去的氣候提供了寶…
摘要 植物可以改善當地環境，並在旱地創造植被和裸土的兩相空間結構，這在很大程度上影響生態系統的功能
摘要 植物可以改善當地環境，並在旱地創造植被和裸土的兩相空間結構，這在很大程度上影響生態系統的功能。儘管越來越多的研究探討了乾旱等全球變化驅動因素如何影響旱地的植被空間結構（例如斑塊大小分佈），但仍不清楚放牧影響與氣候梯度的影響有何不同，這些影響如何隨食草動物的攝食習慣而變化，以及哪些植物水平特徵（例如大小和生命形式）介導了這些空間響應。在這裡，我們將生態系統影像的空間植被模式…
摘要 由於重大的科學挑戰、高昂的成本和較低的財務回報，罕見疾病的治療開發對製藥公司來說很困難
摘要 由於重大的科學挑戰、高昂的成本和較低的財務回報，罕見疾病的治療開發對製藥公司來說很困難。護理人員和患者權益團體與生物醫學專業人士合作資助和開發罕見疾病的治療方法越來越普遍。本案例研究講述了 Terry Pirovolakis 的故事，他是一位父親，在兒子確診後 36 個月內與生物醫學專業人士合作開發了新型基因療法 Melpida。我們確定了導致 Melpida 成功的因素…
摘要 自然選擇發生在什麼程度
摘要 自然選擇發生在什麼程度？在考慮相互作用和突變因子的生殖動力學時，長期以來一直存在爭論：是否透過關注個體來更好地理解選擇，或者分層選擇是否作為聯合適應的結果而出現。儘管理論生態學做出了長期的努力，但在這個基本問題上仍然沒有達成共識，很可能是因為難以獲得跨越足夠代數的足夠數據，並且缺乏足夠的工具來量化等級選擇的效果。在這裡，我們利用資訊理論資料分析的最新進展，透過研究演化生態…
摘要 漏洞的定位和修復具有挑戰性，特別是當原始程式碼不可用且需要二進位修補時
摘要 漏洞的定位和修復具有挑戰性，特別是當原始程式碼不可用且需要二進位修補時。手動方法非常耗時，需要大量專業知識，並且無法適應新漏洞的發現速度。自動化方法是一種有吸引力的替代方案，我們提出部分可重新編譯反編譯（PRD）來幫助自動化流程。 PRD 將可疑的二進位函數提升到原始程式碼，可用於分析、修訂或審查，並使用原始程式碼和二進位層級的技術建立修補的二進位檔案。儘管反編譯和重新編…
摘要 了解基因組資訊如何在不同生命階段被選擇性利用對於破解後生動物的發育和演化策略至關重要
摘要 了解基因組資訊如何在不同生命階段被選擇性利用對於破解後生動物的發育和演化策略至關重要。在全變態昆蟲中，基因的動態表現能夠在胚胎、幼蟲、蛹和成蟲階段實現不同的功能適應，這可能有助於它們進化的成功。雖然黑腹果蠅（D. melanogaster）已被廣泛研究，但人們對控制特定階段基因表現的演化動力學知之甚少。為了解決這個問題，我們比較了黑腹果蠅和埃及斑蚊 (Aedes aegy…
摘要 機器學習 (ML) 遍及自動程式修復 (APR) 領域
摘要 機器學習 (ML) 遍及自動程式修復 (APR) 領域。演算法部署神經機器翻譯和大型語言模型（LLM）來產生軟體修補程式以及其他任務。但是，這些機器學習應用與早期工作之間存在重要差異，這使得確保結果有效且可能推廣的任務變得更加複雜。一個挑戰是，最受歡迎的 APR 評估基準在設計時並未考慮到 ML 技術。對於法學碩士來說尤其如此，其龐大且往往公開程度較低的訓練資料集可能包含…
摘要 在傳統的觀點動態模型中，網路中的每個智能體都有一個觀點，並且觀點的變化是由智能體之間的成對（即二元
摘要 在傳統的觀點動態模型中，網路中的每個智能體都有一個觀點，並且觀點的變化是由智能體之間的成對（即二元）交互引起的。然而，在許多情況下，個人群體所擁有的集體意見可能與其組成成員的意見不同。在本文中，我們研究了群體意見對意見動態的影響。我們制定了一個超圖模型，其中個體代理和三個代理組成的團體都有意見，並且我們研究意見如何透過二元交互作用和團體成員身份演變。我們發現，對於某些參數…
摘要 儘管參觀公園通常被認為是一種“自然體驗”，但並非所有城市公園都是自然環境
摘要 儘管參觀公園通常被認為是一種“自然體驗”，但並非所有城市公園都是自然環境。此外，公園在設施和其他特徵方面提供的功能也有所不同。在這項預先登記的橫斷面研究中，我們要求參與者（N = 303，美國芝加哥居民）在兩週內參觀幾個城市公園（Nobs = 1234）。在參觀期間，他們對自然性、安全性、維護性和噪音進行了評分，並完成了感知恢復量表。他們還報告了他們的瞬時影響、主觀認知恢…
摘要 這項研究調查了中性景觀結構、突變率、重組率和族群動態之間複雜的相互作用在塑造進化穩健性方面的作用
摘要 這項研究調查了中性景觀結構、突變率、重組率和族群動態之間複雜的相互作用在塑造進化穩健性方面的作用。我們提供了一個全面的框架，闡明不同的演化力量如何相互作用以影響單倍體和二倍體群體中的基因型穩健性和定位。我們證明，在單倍體群體中，相對於重組的高突變率通常會將群體推向特徵中心性增加的區域，這是一種中心性的圖論度量，與突變穩健性相關但不相同。另一方面，重組增加了群體對基因型空間…
摘要 我們考慮這樣的問題：熱力學宏觀狀態是動力學的客觀結果，還是我們對物理系統無知的主觀反映
摘要 我們考慮這樣的問題：熱力學宏觀狀態是動力學的客觀結果，還是我們對物理系統無知的主觀反映。我們認為兩者都是；更具體地說，宏觀狀態集形成相空間的唯一最大劃分，它（1）與我們的觀察一致（關於我們觀察系統能力的主觀事實）並且（2）服從馬可夫過程（關於系統動力學的客觀事實）。我們回顧了計算力學的思想，這是一種尋找隨機過程最優因果模型的資訊理論方法，並認為宏觀狀態與計算力學的「因果狀…
摘要 是什麼決定了誰成為朋友並維持友誼
摘要 是什麼決定了誰成為朋友並維持友誼？許多因素都與友誼有關，包括身體上的親近和人際相似性。最近的工作利用神經影像學，透過捕捉人們如何處理周圍的世界來檢測朋友之間的相似之處。然而，考慮到過去研究的橫斷面性質，尚不清楚神經相似性是先於友誼還是僅在社交聯繫之後出現在朋友之間。在這裡，我們展示了對電影剪輯的神經反應的相似性——參與者在彼此見面之前獲得的——預測八個月後在友誼網絡中的接…
摘要 溫度影響蚊媒疾病爆發的地理分佈、季節性和嚴重程度
摘要 溫度影響蚊媒疾病爆發的地理分佈、季節性和嚴重程度。預測傳播的模型通常使用在恆溫下測量的蚊子和病原體的熱反應。然而，蚊子生活在溫度波動的環境中。速率求和（在恆定溫度下測量的性狀值的非線性平均）通常用於推斷波動環境中的性能，但其準確性很少被驗證。我們測量了瘧疾蚊子（斯氏按蚊）在三個晝夜溫度範圍（0、9 和 12 攝氏度）下影響傳播的三個特徵——叮咬率、存活率、繁殖力。我們將傳…
摘要 當與身分群體的工具性功能結合時，將社會定義為身分群體最有可能有用
摘要 當與身分群體的工具性功能結合時，將社會定義為身分群體最有可能有用。它們有兩種重要的形式，但也有重要的區別。首先，身分分組對於個人決策很有用。其次，社會可以是集體行為和資訊處理的單位。需要解開這些形式。
摘要 大蠟螟已成為研究真菌毒力、昆蟲免疫反應和抗真菌藥物評估的重要宿主
摘要 大蠟螟已成為研究真菌毒力、昆蟲免疫反應和抗真菌藥物評估的重要宿主。在這項研究中，我們利用新型隱球菌（一種人類致病真菌）研究了大蠟蠔真菌感染的動態。由於感染動力學分析需要幼蟲死亡的精細時間分辨率，因此我們採用了攝影延時技術，使我們能夠透過幼蟲黑色化和缺乏運動的代理來同時測量死亡。幼蟲死亡分為早期和晚期兩個階段，兩個階段的黑化時間不同。早期死亡發生在全身迅速黑化，幾個小時後突…
摘要 我們考慮評估和擴展有關生命起源的推測假設的問題
摘要 我們考慮評估和擴展有關生命起源的推測假設的問題。生活的複雜性和歷史偶然性的可能性相結合，使得知識和思想的缺失（我們稱之為「差距」）阻礙了其最基本問題的廣泛多樣性。事實證明，為證明成熟和穩定的科學信念的合理性而發展起來的科學經驗主義方法對於通過間隙進行推理不太有用，在這種情況下，一致性標準可能很少得到滿足，並且隱喻等較弱的標準在實踐中充當動機。我們考慮情境在證明推測假設的合…
摘要 根據玻爾茲曼 吉布斯（BG）統計力學，臨界點（CP）處的熱力學響應（例如等溫磁化率）呈現類似發散的
摘要 根據玻爾茲曼 吉布斯（BG）統計力學，臨界點（CP）處的熱力學響應（例如等溫磁化率）呈現類似發散的行為。探測經典和量子 CP 的合適參數是所謂的格魯內森比 Gamma。受到[Phys. Rev. B 108, L140403 (2023)]，我們將 Gamma 的量子版本擴展到非加性 q 熵 Sq。我們的研究結果表明，使用 Sq 在 q 的唯一值恢復熵的廣度時，Gamma…
摘要 我們的生物圈中生命出現的道路涉及幾個關鍵事件，這些事件允許分子系統的持久、繁殖和進化
摘要 我們的生物圈中生命出現的道路涉及幾個關鍵事件，這些事件允許分子系統的持久、繁殖和進化。所有這些過程都發生在給定的環境背景下，需要分子多樣性和正確的非平衡條件來維持和支持能夠透過自然選擇進化的複雜的自我維持分子網絡。生命是一個在許多方面與非生命不同的過程，不能簡化為標準的化學反應。此外，實現更高層次的複雜性需要新奇事物的出現。這是怎麼發生的？在這裡，我們回顧了與生命早期起源…
摘要 生命如何形成、生命是否是不可避免的結果以及生命的表現形式如何多樣化等問題仍然是科學中最深刻的問題
摘要 生命如何形成、生命是否是不可避免的結果以及生命的表現形式如何多樣化等問題仍然是科學中最深刻的問題。對生命起源的研究面臨著一些關鍵問題，例如揭示生命的關鍵限制和普遍特徵、替代生物化學的合理性以及從純粹的化學系統到承載資訊的可進化實體的轉變。其中許多問題可能與早期細胞形成和演化有關。因此，原細胞系統已成為研究的重點。在這裡，社區可以提出有關物理約束以及能量、物質和資訊共同演化…
摘要 四子棋是一款兩人遊戲，每個玩家都試圖成為第一個創建一個由四個棋子組成的序列的人，這些棋子可以水平、
摘要 四子棋是一款兩人遊戲，每個玩家都試圖成為第一個創建一個由四個棋子組成的序列的人，這些棋子可以水平、垂直或對角排列，輪流將棋子放入寬度為七、高度為六的網格的列中。 《Misère Connect Four》遵循相同的規則，但目標相反：不連接四個。本文宣布四子棋的問題已解決：雙方的完美表現將導致第二名玩家獲勝。更一般地說，本文還宣佈在 w x h 棋盤上玩的 Misère C…
摘要 實體網路可以透過設計、進化或透過局部規則學習來發展調整的反應或功能
摘要 實體網路可以透過設計、進化或透過局部規則學習來發展調整的反應或功能。在所有這些情況下，表徵內部交互作用的可調自由度被修改，以降低懲罰與期望輸出的偏差的成本。此類網路的一個重要類別遵循在物理自由度方面最小化全局物理量或李亞普諾夫函數的動力學。在這樣的網路中，學習是一個「雙重最佳化」過程，其中兩個量（一個由任務定義，另一個由物理規定）相對於不同但耦合的變數集被最小化。在這裡，…
摘要 科學研究常以思想學派為特徵
摘要 科學研究常以思想學派為特徵。我們調查這些劃分是否與研究人員的認知特徵（例如對模糊性的容忍度）的差異有關。這些差異可能會引導研究者偏好不同的問題，以不同的方式解決相同的問題，甚至以相同的方式研究相同的問題時得出不同的結論。我們調查了 7,973 名心理科學研究人員，並調查了他們的研究內容、他們對該領域開放問題的立場以及他們的認知特徵和性格之間的關聯。我們的結果表明，研究人員…
摘要 體型極大地影響生物體與環境的相互作用
摘要 體型極大地影響生物體與環境的相互作用。然而，許多主要後生動物演化支的體型宏觀演化模式及其限制機制仍然難以捉摸。一個新的高解析度體型資料集涵蓋了寒武紀和奧陶紀三葉蟲 1091 個屬的 2435 個物種，揭示了體型進化的間歇性變化，其中體型出現了三次明顯的減少。這種模式排除了持續的科普規則動態。相反，我們發現身體大小變化與海洋氧化還原的主要波動之間存在很強的時間聯繫，支持海洋…
摘要 人類皮質的發展遵循分層的、感覺運動到聯想的順序
摘要 人類皮質的發展遵循分層的、感覺運動到聯想的順序。大腦執行這一序列的能力表明，它依賴於未知的機制來調節皮質成熟時間的區域差異。鑑於來自動物系統的證據表明丘腦軸突機械地調節皮質可塑性週期，在這裡我們評估人類丘腦和皮質之間結構連接的發展是否與皮質成熟異時性一致。透過推導出人類丘腦連接的新纖維束描記圖譜，並將其應用於來自三個青年樣本（8 23歲；總 n = 2,676）的擴散數據…
摘要 我們使用由電感耦合量子通量參數 約瑟夫森結超導電路組成的 2 位元邏輯單元實現了 Szilard
摘要 我們使用由電感耦合量子通量參數 約瑟夫森結超導電路組成的 2 位元邏輯單元實現了 Szilard 引擎，該電路在經典和量子資訊處理領域都有應用。詳細的模擬表明，它具有很高的熱力學效率，同時充當麥克斯韋妖將熱量轉換為工作。物理校準設計旨在指導實驗探索。然而，在實現實驗時，約瑟夫森結製造的變化會引入不對稱性，從而導致能源效率低下和操作保真度低。我們提供了一個設計解決方案來緩解…
摘要 提出並在模擬中研究了整合的原細胞系統
摘要 提出並在模擬中研究了整合的原細胞系統。在這個系統中，輔助因子分子既充當能量轉導機制的電子中繼的一部分，又可作為可以複製的組合分子。因此，輔助因子充當原始的可遺傳訊息儲存。這項工作是為了闡明連接能量轉換和可遺傳訊息的關鍵實驗設計問題。模擬用於研究輔因子序列如何確定原細胞的“適應性”，如計算的電荷轉移和複製速率所反映的，我們將這些速率與實驗觀察到的類似系統的生產和降解速率進行…
摘要 物種豐度分佈 (SAD) 根據豐度排名描述物種的順序
摘要 物種豐度分佈 (SAD) 根據豐度排名描述物種的順序。雖然它們一直是群落生態學許多理論工作的核心，但它們在應用生態學中的實際價值仍然存在爭議。在 1153 篇關於 SAD 的出版物進行薈萃分析的支持下，我們回顧了 SAD 實際使用的最新技術，並為應用背景下的 SAD 研究提供了概念框架。在透過薈萃分析獲得的研究中，只有 5% 具有真正的應用重點；其中 93% 的研究涉及農…
摘要 在本文中，我們提出了離散時間主動推理的簡明數學描述
摘要 在本文中，我們提出了離散時間主動推理的簡明數學描述。論文的主要部分是對該主題的基本介紹，包括動作選擇機制的詳細範例。附錄討論了更微妙的數學細節，針對已經研究過主動推理文獻但難以理解數學細節和推導的讀者。自始至終，我們都強調精確和標準的數學符號，確保與現有文本的一致性，並將所有方程式與廣泛使用的主動推理參考文獻聯繫起來。此外，我們還提供了 Python 程式碼，用於實現本文…
摘要 基於植物功能性狀的方法是評估全球環境變化對植物生態生理學、種群和群落生態學、生態系統功能和景觀生態
摘要 基於植物功能性狀的方法是評估全球環境變化對植物生態生理學、種群和群落生態學、生態系統功能和景觀生態學影響的強大工具。在这里，我们展示了沿海拔 821 米进行的放牧、氮添加和变暖实验捕获的这些生态维度的数据。海拔梯度以及在挪威西部韦斯特兰县的北方和高山草原上进行的 3,200 毫米降水梯度的气候变暖实验。透過這些系統，我們收集了來自 76 種維管植物物種的 28,762 個…
摘要 了解生物體特徵和生態系統過程之間的關係對於推進生態理論和預測生態系統對環境變化的反應至關重要
摘要 了解生物體特徵和生態系統過程之間的關係對於推進生態理論和預測生態系統對環境變化的反應至關重要。基本的生物功能——新陳代謝、生長、繁殖——可以預測地隨著不同類群的生物大小而改變。此外，規模關係在組織層面普遍存在，控制人口密度、競爭性互動和營養食物網。這篇綜述綜合了將生物體大小與生態系統過程聯繫起來的理論和經驗證據，強調了異速生長定律的重要性，包括代謝尺度理論和能量當量規則。…
摘要 Izuma 和 Kakinuma 證明，重複採樣可以減少自我報告的變異性，從而隨著時間的推移產生收
摘要 Izuma 和 Kakinuma 證明，重複採樣可以減少自我報告的變異性，從而隨著時間的推移產生收斂的外觀 (1)。他們提出了一個重要的觀點，我們很高興在這裡提出這一點。我們的數據表明，我們觀察到的對話引起的對齊——我們稱之為自我間對齊（ISA；2）——持續存在於這個偽影之上和之外。我們將對話條件與 Izuma 和 Kakinuma 報告的數據以及與我們原始設計平行但沒有…
摘要 軌跡類漲落定理 (TCFT) 提出了熱力學量（例如工作成本和自由能變化）與平衡穩態非平衡過程中系統
摘要 軌跡類漲落定理 (TCFT) 提出了熱力學量（例如工作成本和自由能變化）與平衡穩態非平衡過程中系統狀態軌跡類機率之間的等式。從概念上講，TCFT 統一了許多先前建立的漲落定理，從 Crooks 的詳細漲落定理（單軌跡）到 Jarzynski 的等式（全軌跡集合）進行插值。利用有關係統如何演化的粗粒度信息，TCFT 極大地強化了熱力學第二定律——事實上，這可能是必要功和自由…
摘要 透過對大型語言模型提供不同的提示，我們可以在經典經濟遊戲的各種不同場景中引出全方位的人類行為
摘要 透過對大型語言模型提供不同的提示，我們可以在經典經濟遊戲的各種不同場景中引出全方位的人類行為。透過分析哪些提示會引發哪些行為，我們可以對不同的策略情境進行分類和比較，這也有助於深入了解不同的經濟情境可能會引發人們的思考。我們討論這如何為推斷（破解）人類行為背後的動機的非標準方法提供了一步。我們也展示瞭如何使用這種破解過程對不同人群的行為傾向差異進行分類。
摘要 生物炭（BC）是一種高度多孔的碳質材料，具有優異的吸附性能
摘要 生物炭（BC）是一種高度多孔的碳質材料，具有優異的吸附性能。可以改變BC的表面性質以提高特定化合物的吸附效率。然而，吸附質與吸附劑相互作用的實驗研究仍然乏味、昂貴且耗時。使用石墨模型和單分子可以對這些相互作用進行一些電腦模擬研究。在這項工作中，使用透過石墨熱解淬火開發的非晶BC模型完成了自然形式的非晶BC的計算模型。具有 ReaxFF 原子間勢的經典分子動力學用於計算開發…
摘要 化石記錄提供了生物多樣性隨時間變化的唯一直接證據
摘要 化石記錄提供了生物多樣性隨時間變化的唯一直接證據。由於不同演化譜系的生物特徵和環境條件之間的相互作用，更具包容性的分類層級（例如科和目）的模式通常變得更加複雜。我們使用超級運算和人工智慧演算法，以前所未有的時間分辨率（<45000年）分析了Fusuline有孔蟲的高分辨率全球數據集，這是從石炭紀到二疊紀（類似於340至2.52億年前）最多樣化的海洋化石群。我們的未分類多樣…
摘要 最近發現，與直覺相反，更多的數據可能會損害深度神經網路的表現
摘要 最近發現，與直覺相反，更多的數據可能會損害深度神經網路的表現。在這裡，我們展示了這種現象的更極端版本發生在數據驅動的動力系統模型中。為了闡明其底層機制，我們將重點放在下一代儲層計算（NGRC）——一種從數據中學習動態的流行框架。我們發現，儘管透過更多訓練資料學習了更好的流程圖表示，NGRC 仍可能採用病態的「積分器」並失去穩定性。我們將這種資料引起的不穩定性與 NGRC …
摘要 網路的結構對此網路的動態過程有重大影響
摘要 網路的結構對此網路的動態過程有重大影響。許多關於網絡結構和動力學之間相互作用的研究都集中在疾病傳播、意見形成和變化、耦合振盪器和隨機遊走等現象的模型上，人們可以使用耦合常微分方程、差分方程、隨機過程或基於代理的模型來描述這些現象。與這些發展並行的是，對網路上的波傳播和其他空間擴展過程進行了許多研究。後面的這些研究考慮了度量網絡，其中邊緣與實際間隔相關聯。度量網絡提供了一個…
摘要 背景與目標：銅是一種必需的微量營養素和廣泛使用的抗菌劑，但其廣泛應用可能會加速微生物抗藥性
摘要 背景與目標：銅是一種必需的微量營養素和廣泛使用的抗菌劑，但其廣泛應用可能會加速微生物抗藥性。我們研究了長期暴露於硫酸銅 (II) (CuSO4) 如何驅動大腸桿菌的遺傳和表型變化，重點在於存活、抗藥性機制和抗生素交叉抗藥性。方法：50 個大腸桿菌群體在逐漸增加的 CuSO4 濃度下進化 55 天。全基因組定序 (WGS) 確定了遺傳適應，同時使用最小抑菌濃度 (MIC) …
摘要 儘管人們呼籲在傳染病爆發期間對旅行者進行篩檢以防止病例輸入，但有證據表明，症狀篩檢在延緩感染的地理
摘要 儘管人們呼籲在傳染病爆發期間對旅行者進行篩檢以防止病例輸入，但有證據表明，症狀篩檢在延緩感染的地理傳播方面基本上無效。分子測試具有高靈敏度和特異性，可以在症狀篩檢之前檢測到感染，這表明有可能改善結果。然而，它們被用來篩檢旅客是否感染了 COVID 19，但效果好壞參半。為了研究分子篩檢在控制 COVID 19 中的作用，並量化篩檢未來關注病原體的有效性，我們開發了一種結合…
摘要 一個國家生產更複雜產品的多元化能力既取決於該國擁有的技能，也取決於這些產品所需的技能
摘要 一個國家生產更複雜產品的多元化能力既取決於該國擁有的技能，也取決於這些產品所需的技能。在這裡，我們引入產品技能強度，這是一種衡量出口商品生產職業的平均教育程度的指標。這種基於技能的產品複雜性觀點補充了現有的複雜性指標，並揭示了教育在結構轉型中的作用。我們表明，產品技能強度揭示了產品空間（通常共同出口的產品連結在一起的網路）中的極化結構。高技能產品和低技能產品並沒有形成核心…
摘要 我們建構了先前提出的量子力學非線性擴展的最一般形式，它具有三個基本性質
摘要 我們建構了先前提出的量子力學非線性擴展的最一般形式，它具有三個基本性質。與更簡單的模型不同，新版本不是完全可積的，但它具有底層的哈密頓結構。我們詳細分析了特定的解決方案，並使用玻恩規則的自然擴展來計算粒子軌跡。我們發現閉合粒子軌道是可能的。
摘要 災難存在於許多領域，從生態系統中的人口滅絕到金融體系的價格崩潰
摘要 災難存在於許多領域，從生態系統中的人口滅絕到金融體系的價格崩潰。在這裡，我們關注系統之間的相互作用如何影響這些災難。具體來說，我們研究了兩個雙向耦合子系統（每個子系統都具有帶有鞍節點分叉的 S 形分叉曲線），並探索它們之間的相互作用如何導致同時分叉。這種耦合災難有四種類型：同步、反同步、共識和反共識。這些行為中的哪一種表現取決於子系統的內在動態以及它們的耦合方式。一般…
摘要 異速生長是對大小及其對生物性狀影響的研究，為植物分配策略的演變提供了定量和預測框架
摘要 異速生長是對大小及其對生物性狀影響的研究，為植物分配策略的演變提供了定量和預測框架。雖然大多數研究重點關注不同結構（例如葉、莖和根）之間的尺度關係，但生殖結構內的異速生長仍未被充分探索。在這裡，我們評估了水硬鋁石內生物量的全球規模。我們從生態和演化的角度來研究世界各地植物中水硬鋁石內（例如種子、果實）生物量分配的種間和系統發育異速生長。我們從開放取用資料庫和文獻中收集了 …
摘要 了解人類作為「生態系統工程師」的角色需要植根於演化歷史和化石記錄的深入視角
摘要 了解人類作為「生態系統工程師」的角色需要植根於演化歷史和化石記錄的深入視角。然而，尚不存在用於長期研究生態系統工程興起的概念框架，這要求我們考慮傳統定義範圍之外的影響。在這裡，我們提出了一個適用於現代和古代工程類型效應的新框架。我們提出了一個新術語——「地球系統工程」——來描述改變行星圈結構和功能的生物過程，並結合了生態系統工程、生態位建構和遺產效應的核心原則。我們使用化…
摘要 出生的數量和時間與可用資源的穩定性和外在死亡風險密切相關
摘要 出生的數量和時間與可用資源的穩定性和外在死亡風險密切相關。作者提出了一個言語模型來理清這兩個變數之間的關係。然而，我們對他們關於這兩個預測因素之間的層次關係的假設提出質疑，並提出從發展的角度對它們之間的相互作用進行正式建模，可以進一步加深我們對女性生殖策略如何應對環境不確定性的理解。
摘要 組裝理論近年來受到了相當大的關注
摘要 組裝理論近年來受到了相當大的關注。在這裡，我們分析了該模型的形式框架，並表明組裝路徑與 B 超圖中的某些最小超路徑一致。這使得將組裝的概念推廣到一般化學反應系統成為可能，並與基於規則的化學模型（特別是 DPO 圖重寫）建立明確的連結。此外，我們觀察到組裝理論與化學中的逆合成分析密切相關。組裝索引無縫地適合定向超路徑問題的一大類成本度量，其中還包含計算綜合規劃中使用的成本函…
摘要 學術文獻和大眾媒體普遍認為，一夫多妻制透過扭曲婚姻市場的性別比例來阻止大量男性結婚
摘要 學術文獻和大眾媒體普遍認為，一夫多妻制透過扭曲婚姻市場的性別比例來阻止大量男性結婚。反過來，將男性排除在婚姻之外被認為會導致負面結果，例如助長犯罪和武裝衝突。在本文中，我們系統性地研究了一夫多妻制與男性婚姻前景之間的關係。首先，我們使用人口統計模型表明，在一系列現實的人口統計情境下，婚姻市場已經足夠女性化，可以維持一定程度的一夫多妻制，而不會將任何男性排除在婚姻之外。其次…
摘要 人腦如何編碼複雜的視覺訊息
摘要 人腦如何編碼複雜的視覺訊息？雖然先前的研究已經描述了皮質視覺表徵的各個維度，但我們仍然缺乏對視覺訊息如何在整個神經群體活動中組織的全面理解。在這裡，透過分析多個個體對自然場景的功能性磁振造影反應，我們發現人類視覺皮層中的神經表徵遵循非常一致的無標度組織——它們的方差衰減與冪律分佈一致，在四個數量級的潛在維度上檢測到。這種無標度結構在多個視覺區域和個體之間一致出現，顯示它反…
摘要 準確預測疾病爆發對於有效的公共衛生應對、醫療保健激增能力的管理以及公共風險的溝通至關重要
摘要 準確預測疾病爆發對於有效的公共衛生應對、醫療保健激增能力的管理以及公共風險的溝通至關重要。越來越多強大的預測方法分為兩大類：從歷史資料推斷的經驗模型和基於固定流行病學假設的機械模型。然而，當最迫切需要可靠的預測時（即流行病迅速升級期間），這些方法往往表現不佳。在這裡，我們介紹了表調，這是一種混合方法，將基本的流行病學原理融入現有的預測模型中，以提高預測的準確性，特別是在流…
摘要 PicAxe 是開源 Python 軟體，研究人員可以使用它從包含文字和圖像的 PDF 文件語料庫
摘要 PicAxe 是開源 Python 軟體，研究人員可以使用它從包含文字和圖像的 PDF 文件語料庫中提取圖形。它旨在從語料庫中提取圖形，其中包括來自不同文化和時間段（語法異質）的文檔的掃描文件和“原生數字”PDF 文件（結構異構）。在本文中，我們描述了 PicAxe 的功能並在兩個語料庫上展示了其功能。其中一個語料庫包含代表 1929 年至 1974 年「微生物生物膜」概…
摘要 阿弗羅山地區擁有高度特有的古老草原，目前正受到土地利用變化、生物入侵和侵占以及氣候暖化的威脅
摘要 阿弗羅山地區擁有高度特有的古老草原，目前正受到土地利用變化、生物入侵和侵占以及氣候暖化的威脅。作為國際植物功能性狀課程的一部分，我們沿著海拔 2,000 2,800 公尺的海拔梯度收集了五個地點的綜合性狀數據。以及海拔 3,064 公尺的氣候暖化實驗。在南非馬洛蒂 德拉肯斯堡。我們從 171 個維管植物分類單元中採樣了 24,405 個地上性狀和 94 個根性狀測量值，並…
摘要 鄧巴的框架強調了在認知限制的情況下維持大型、穩定的社交網絡所面臨的挑戰
摘要 鄧巴的框架強調了在認知限制的情況下維持大型、穩定的社交網絡所面臨的挑戰。在此基礎上，我提出分形社交網路充當有損壓縮演算法，有效降低社交儲存和檢索的複雜性。個體並沒有明確地追蹤所有關係，而是依賴層次抽象和傳遞推理，將儲存複雜性從 O(N 2) 轉變為 O N (log N)。這項見解對認知演化、制度組織和人工智慧有更廣泛的影響。
摘要 背景 對分子結構的剛性或柔性的深入了解是分子生物學中一系列常見研究問題不可或缺的一部分，包括功能區
摘要 背景 對分子結構的剛性或柔性的深入了解是分子生物學中一系列常見研究問題不可或缺的一部分，包括功能區域的識別、模擬蛋白質展開或追蹤和預測蛋白質隨時間的構象變化。一般來說，確定 3 維空間中的剛度是一個難題。然而，對於定義良好的框架子類，可以藉助稱為卵石遊戲的約束計數演算法在多項式時間內解決此任務。儘管這種方法已經很成熟，但目前研究人員還沒有在一般圖形分析和分子剛性背景下易於…
摘要 事物傳播的模型通常假設傳播機制隨著時間的推移是固定的
摘要 事物傳播的模型通常假設傳播機制隨著時間的推移是固定的。然而，社會傳染——思想、信仰、創新的傳播——在傳播過程中可能會失去或增強動力：思想可以強化，信仰可以加強，產品可以改進。我們研究這種自我強化機制在級聯動力學中的影響。我們使用不同的數學建模技術來捕捉過程的遞歸但不斷變化的性質。我們發現了一個具有一系列具有非通用標度指數的冪律級聯尺寸分佈的臨界狀態。這種機制與經典模型發生…
摘要 隨機擴散是一種噪音過程，流行病等動態或動物物種等媒介透過該過程擴散到更大的區域
摘要 隨機擴散是一種噪音過程，流行病等動態或動物物種等媒介透過該過程擴散到更大的區域。這些過程對於更好地應對流行病以及物種範圍因氣候變遷而變化變得越來越重要。不幸的是，建模大多是透過昂貴的計算模擬或不準確的確定性工具來完成的，這些工具忽略了分散的隨機性。我們引入「平均火焰」模型，使用近似主方程式追蹤隨機色散，以追蹤感興趣區域的所有可能狀態的機率分佈，直到足夠活躍的狀態，可以使用…
摘要 基因 文化協同演化（GCC）－生物和社會科學的一個雄心勃勃的綜合體，經常被用來解釋人類關鍵特徵的演
摘要 基因 文化協同演化（GCC）－生物和社會科學的一個雄心勃勃的綜合體，經常被用來解釋人類關鍵特徵的演化。然而，儘管該框架在概念上具有廣泛的吸引力，但經驗證據通常被認為僅限於乳糖酶持久性等幾個關鍵例子。我們認為理論吸引力和經驗證據之間的這種明顯差距源於相關基因 文化交互作用範圍的概念模糊。借鑒最近在動物基因 培養協同進化和人類基因組學方面的工作，我們提出了一種「廣泛」的方法，…
摘要 我們開發了一種個體歧視行為的演化模型，該模型作為一種適應性策略在混合人群中自然出現
摘要 我們開發了一種個體歧視行為的演化模型，該模型作為一種適應性策略在混合人群中自然出現。我們的研究結果表明，當個體的記憶有限並面臨不確定的環境時，他們可能會依賴先前的偏見和可觀察的群體特徵來做出決定，從而改變他們的歧視性做法。我們也證明，有限的記憶是自然選擇的結果，因為它會在具有突變的動態環境中帶來更高的適應度。這種適應性使記憶有限的個體能夠更好地應對環境變化，從而提供潛在的…
摘要 由於未報告的重新接種疫苗和未觀察到的自然感染或再暴露，估計疫苗接種免疫力的持久性變得複雜，這可能導
摘要 由於未報告的重新接種疫苗和未觀察到的自然感染或再暴露，估計疫苗接種免疫力的持久性變得複雜，這可能導致對保護壽命的高估。我們對 2005 年至 2015 年 (n = 2530) 的連續橫斷面血清樣本進行了免疫球蛋白 G (IgG) 檢測，以檢查麻疹血清流行情況、各地區滴度的時空模式以及在馬達加斯加不同麻疹流行期間按 1 劑疫苗接種計劃長大的 1 9 歲兒童的動態。我們發現…
摘要 RNA 含有多種轉錄後修飾，其分解代謝分解產生大量需要正確處理的修飾核苷，但其機制仍不清楚
摘要 RNA 含有多種轉錄後修飾，其分解代謝分解產生大量需要正確處理的修飾核苷，但其機制仍不清楚。在這裡，我們證明了三種 RNA 衍生的修飾腺苷，N 6 甲基腺苷 (m(6)A)、N 6,N 6 二甲基腺苷 (m(6,6)A) 和 N 6 異戊烯基腺苷 (i(6)A)，依次代謝為單磷酸肌苷 (IMP)，以減輕其內在的細胞毒性。被腺苷激酶 (ADK) 磷酸化後，它們會被腺苷脫氨酶…
摘要 每年，流感流行都會導致全世界數十萬人死亡，還有更多人住院
摘要 每年，流感流行都會導致全世界數十萬人死亡，還有更多人住院。抗病毒藥物巴洛沙韋和奧司他韋可改善治療效果並限制病毒傳播，但它們的廣泛使用可能會加速抗藥性流感變種的出現，特別是在幼兒中。使用數據驅動的模型，我們評估了各種按年齡分層的抗病毒治療策略，以減少疾病和抗藥性風險。在美國典型的流感季節，對 20% 5 歲以上有症狀的個體服用巴洛沙韋預計可將中位數傷殘調整生命年 (DALY…
摘要 年輕人面臨越來越多的精神疾病和孤獨感
摘要 年輕人面臨越來越多的精神疾病和孤獨感。我們認為，社會連結的一個被忽視的障礙是人們如何看待彼此的同理心。在這裡，我們對本科生社區（N = 5,192）的縱向研究表明，認為同齡人具有同理心的本科生當前和未來的幸福感更好。然而，我們記錄了一個「同理心認知差距」：人們系統性地認為他人不如別人對自己的同理心。那些認為同儕缺乏同理心的學生不太願意承擔社交風險，並且隨著時間的推移變得更…
摘要 動機腸道微生物組在人類健康和疾病中發揮重要作用，促使大規模研究產生廣泛的數據集
摘要 動機腸道微生物組在人類健康和疾病中發揮重要作用，促使大規模研究產生廣泛的數據集。分析此類資料集的關鍵預處理步驟是異常檢測，旨在識別錯誤樣本並防止誤導性統計結果。然而，微生物組數據提出了獨特的挑戰，例如組成性、稀疏性、相互依賴性和高維度性，限制了傳統方法的有效性，並強調了對微生物組數據異常檢測專門定制的方法的需求。實現為了應對這項挑戰，我們引入了 KADAIF，這是一種針對…
摘要 我們引入了 alpha Gauss Logistic 映射，這是一種透過組合 Logistic 映
摘要 我們引入了 alpha Gauss Logistic 映射，這是一種透過組合 Logistic 映射和 alpha Gauss 映射構建的新非線性動力學。明確地，我們的模型由 x(t+1) = f(L)(x(t))x(t )( alpha) [f(L)(x(t))x(t)( alpha)] 給出，其中 f(L)(x(t))=rx(t)(1 x(t)) 是邏輯映射函數。我們…
摘要 生命系統已經進化出了認知複雜性，以減少環境的不確定性，使它們能夠預測未來的情況並為此做好準備
摘要 生命系統已經進化出了認知複雜性，以減少環境的不確定性，使它們能夠預測未來的情況並為此做好準備。預期與簡單的預測不同，它涉及事件發生之前的主動適應，並且是神經和神經生物製劑的關鍵特徵。基於金融趨勢分析的移動平均收斂 發散原理，我們提出透過設計和評估能夠預測環境趨勢的可實驗測試的最小遺傳電路，透過合成生物學實現預測。透過確定性和隨機分析，我們證明這些主題在各種條件下都能達到穩…
摘要 系統性紅斑狼瘡（SLE）是一種慢性自體免疫疾病，認知功能障礙是其最常見的神經精神表現之一
摘要 系統性紅斑狼瘡（SLE）是一種慢性自體免疫疾病，認知功能障礙是其最常見的神經精神表現之一。認知靈活性依賴大腦結構和功能的整合，白質網絡為功能動力學提供解剖學約束。在 SLE 中經常觀察到認知靈活性降低，但潛在的結構功能整合變化仍然知之甚少。這項研究調查了系統性紅斑狼瘡患者大腦結構 功能整合是否改變以及它如何與認知靈活性連結。我們檢視了 22 名沒有臨床明顯神經精神表現的 …
摘要 在愛滋病毒預防試驗中，準確估計參與者感染愛滋病毒的時間對於確定感染時的抗體水平是必要的
摘要 在愛滋病毒預防試驗中，準確估計參與者感染愛滋病毒的時間對於確定感染時的抗體水平是必要的。抗體介導的預防 (AMP) 研究表明，被動施用廣泛中和抗體可以防止中和敏感病毒感染 HIV。我們開發了一個管道，用於使用診斷和病毒序列數據來估計 AMP 研究參與者中可檢測到的 HIV 感染 (DDA) 的日期。使用貝葉斯策略，結合三個資料流（REN [rev/vpu/env/Delt…
摘要 環境條件塑造表型和適應性，影響突變頻率的上升、遺傳多樣性的維持和演化結果
摘要 環境條件塑造表型和適應性，影響突變頻率的上升、遺傳多樣性的維持和演化結果。當兩個環境的綜合影響偏離基於其各自影響的預期時，稱為環境與環境之間的相互作用。雖然術語“基因與基因相互作用”和“基因與環境相互作用”被廣泛認可，但“環境與環境相互作用”是較少使用的術語。在這項研究中，我們發現環境與環境之間的相互作用是表型的有意義的驅動因素，而且它們在不同基因型之間存在差異（暗示著環…
摘要 我們研究了半經典史瓦西黑洞視界附近自由落體安魯 德威特粒子探測器的測量結果
摘要 我們研究了半經典史瓦西黑洞視界附近自由落體安魯 德威特粒子探測器的測量結果。我們的結果表明，在哈特爾 霍金真空和安魯真空中，探測器的反應隨著其接近和跨越地平線而平穩增加。然而，這些測量主要取決於偵測器開關的影響，而不是霍金輻射粒子的探測。我們證明，自由落體的安魯 德威特探測器無法直接測量地平線附近的霍金輻射，因為熱化所需的時間比地平線附近花費的時間長。我們根據粒子探測器的…
摘要 分子特性預測對於加速藥物發現和材料科學的進步至關重要
摘要 分子特性預測對於加速藥物發現和材料科學的進步至關重要。圖神經網路最近在分子表示學習方面取得了顯著的成功；然而，它們的廣泛採用受到兩個重大挑戰的阻礙：(1) 由於獲取標記資料的任務昂貴且耗時，導致資料稀缺和模型泛化受限；(2) 初始節點和邊緣特徵不足，無法納入全面的化學領域知識，特別是軌道資訊。為了解決這些限制，我們引入了知識引導圖（KGG）框架，該框架採用自監督學習來使用…
摘要 政府和公司面臨將資源分配給能源技術的研究、開發、示範和部署的重大決策，以實現環境、經濟和社會目標
摘要 政府和公司面臨將資源分配給能源技術的研究、開發、示範和部署的重大決策，以實現環境、經濟和社會目標。在這裡，我們討論研究見解如何為這些決策提供資訊並可能改善這些決策，以有效利用有限的資源和時間來塑造下一代能源基礎設施。我們概述了三個關鍵的研究步驟：預測技術變革、將投資與經濟、社會和環境成果連結起來以及為決策過程提供資訊。我們建議在解決不確定性以及使方法和結果更加實用方面取得…
摘要 眾所周知，玻爾茲曼 吉布斯統計力學中的標準臨界現象理論可以在不同於連續相變臨界溫度的任何溫度下成功
摘要 眾所周知，玻爾茲曼 吉布斯統計力學中的標準臨界現象理論可以在不同於連續相變臨界溫度的任何溫度下成功預測熱力學相關量（例如等溫磁化率、比熱、相關長度、Grüneisen 參數和類似量）的（有限）值。然而，在精確的臨界點，在該方法中，在 N 無窮大熱力學極限處出現了經驗上無法達到的無窮大。這種分歧雖然在數學上是正確的，但可能被視為資訊貧乏。事實上，他們根本不區分伊辛模型、XY…
摘要 量化族群動態是生態學和演化生物學中的基本挑戰，特別是對於神秘、微觀或滅絕的物種
摘要 量化族群動態是生態學和演化生物學中的基本挑戰，特別是對於神秘、微觀或滅絕的物種。傳統方法依賴人口規模的連續表示，但在許多情況下，個體的精確數量是未知的。在這裡，提出了一個粗粒度的種群模型，將種群動態簡化為二元狀態（高或低），由自下而上的資源可用性和自上而下的捕食壓力的平衡決定。這個布林框架為傳統的基於 Lotka Volterra 的模型提供了一個最小但易於分析處理的補充…
摘要 人為氣候變遷造成的乾旱壓力增加可能會危及熱帶森林捕獲木質生物量中的碳和作為長期二氧化碳彙的潛力
摘要 人為氣候變遷造成的乾旱壓力增加可能會危及熱帶森林捕獲木質生物量中的碳和作為長期二氧化碳彙的潛力。為了評估這個風險，我們評估了熱帶地區 483 個樹木年輪年表的乾旱影響，發現自 1930 年以來 10% 最乾旱的年份中，莖生長總體上適度下降（2.5%，95% 置信區間為 2.2% 至 2.7%）。在 25% 的情況下，莖生長下降超過 10%，並且在較熱和乾燥的地區以及裸子植…
摘要 評估了物種和結構多樣性在減輕鹽度影響方面的比較作用
摘要 評估了物種和結構多樣性在減輕鹽度影響方面的比較作用。更大的多樣性有助於透過與營養物質和葉子功能性狀相互作用來減輕鹽度影響。養分和葉片功能性狀（葉面積）顯著影響鹽分對紅樹林生長的影響。未來的生長模型應納入功能性狀和養分可用性，以改善對鹽分條件下紅樹林生長的預測。红树林表现出生物反应，通过积累沉积物和碳（垂直土壤增生）来调整海平面上升，重塑其结构和组成以尽量减少影响。此外，经…
摘要 乾旱是一種日益引起關注的自然災害，因為預計世界許多地區的乾旱頻率和嚴重程度都會增加
摘要 乾旱是一種日益引起關注的自然災害，因為預計世界許多地區的乾旱頻率和嚴重程度都會增加。識別乾旱及其未來特徵對於了解潛在乾旱變化軌蹟的地理和程度至關重要，而這反過來又是管理多個部門和學科的抗旱能力的關鍵資訊。除此之外，我們還根據跨多個共享社會經濟路徑 (SSP) 的縮小規模 CMIP6 模型，開發了 1980 2100 年期間全球歷史和預測未來乾旱指數的資料集。該數據集由兩個…
摘要 對具有特定功能的途徑和替代途徑的探索在許多化學背景中都很有趣
摘要 對具有特定功能的途徑和替代途徑的探索在許多化學背景中都很有趣。先前已經開發了用於指定和搜尋路徑的框架，但是缺少對許多路徑解決方案中哪些是可實現的或可以實現的關注。這裡可實現意味著實際上存在執行該路徑的路徑反應的某些順序。我們提出了一種基於 Petri 網可達性問題分析路徑可實現性的方法。對於可實現的途徑，我們的方法還提供了編碼反應順序的證書，從而實現了該途徑。我們提出了路…
摘要 傳輸函數被引入作為無向結構的中介模型
摘要 傳輸函數被引入作為無向結構的中介模型。在這裡，我們引入有向傳輸函數作為有向結構（例如偏序集和有向圖）上的有向模擬。我們首先證明偏序集中的介數可以透過一組簡單的一階公理來表達。對於具有自然偏序的圖，特別是森林、樹木和紅樹林，可以獲得類似的特徵。放寬無環條件可以將眾所周知的幾何傳遞函數推廣到有向結構。此外，我們討論了重要傳輸函數的有向類似物的一些性質，包括全路徑、誘導路徑和最…
摘要 了解大腦老化的關鍵驅動因素對於有效預防和治療神經退化性疾病至關重要
摘要 了解大腦老化的關鍵驅動因素對於有效預防和治療神經退化性疾病至關重要。在這裡，我們整合人腦和生理數據來研究潛在機制。對四個大型資料集（總共 19,300 名參與者）的功能性 MRI 分析表明，大腦網路不僅在整個一生中不穩定，而且沿著非線性軌跡進行，並且從中年（40 多歲）開始大腦衰老的時間「地標」一致。代謝、血管和發炎生物標記的比較表明，葡萄糖穩態失調是這些轉變的驅動機制。…
摘要 細菌蛋白質品質控制 (PQC) 網路包含一組基因，這些基因透過適當的蛋白質折疊和分子伴侶、蛋白酶和
摘要 細菌蛋白質品質控制 (PQC) 網路包含一組基因，這些基因透過適當的蛋白質折疊和分子伴侶、蛋白酶和蛋白質翻譯機制的功能來促進蛋白質穩態（蛋白質組穩態）。它參與重要的細胞過程並影響有機體的發育和進化。在這篇綜述中，我們研究了細菌 PQC 網路如何影響分子演化的機制基礎。我們討論了 PQC 組成部分與當代演化生物學問題的相關性，包括上位性、演化性和蛋白質空間的導航性。我們研究…
摘要 佛羅裡達斑鴨（Anas fulvigula fulvigula）是一種獨特的水禽亞種，其分佈範圍僅
摘要 佛羅裡達斑鴨（Anas fulvigula fulvigula）是一種獨特的水禽亞種，其分佈範圍僅限於美國佛羅裡達半島。作為一種特有亞種，佛羅裡達斑鴨面臨許多保護壓力，例如棲息地轉變以及與非本地綠頭鴨（Anas platyrhynchos）的雜交。除了這些眾多的壓力源之外，由於氣候變遷的影響，斑鴨還面臨新出現的和/或地理上不斷擴大的水生病原體，例如弧菌屬。然而，即使考慮到…
摘要 據推測，量子混沌系統會顯示一個頻譜，其細粒度特徵（間隙和相關性）可以透過隨機矩陣理論（RMT）很好
摘要 據推測，量子混沌系統會顯示一個頻譜，其細粒度特徵（間隙和相關性）可以透過隨機矩陣理論（RMT）很好地描述。我們提出並開發了這個猜想的補充版本：量子混沌系統顯示蘭佐斯譜，其局部平均值和協方差可以透過 RMT 很好地描述。為了支持這個提議，我們首先在混沌和可積系統的例子中證明其有效性。然後我們證明，對於 RMT 中的 Haar 隨機初始狀態，Lanczos 光譜的平均值和協方…
摘要 由於來自溫暖地區的新物種的到來以及適應寒冷的物種數量的減少，全球暖化正在改變植物群落
摘要 由於來自溫暖地區的新物種的到來以及適應寒冷的物種數量的減少，全球暖化正在改變植物群落。然而，透過實驗測試對群落變化軌跡和速率的預測具有挑戰性，因為我們通常缺乏對未來群落組成的預期，而且大多數暖化實驗未能納入新物種的殖民化。為了解決這些問題，我們分析了北半球 22 個海拔梯度上 44 個全群落移植實驗的數據。在這些實驗中，高海拔群落被移植到較低海拔以模擬變暖，同時也消除了低…
摘要 我們調查的考古證據表明，在新石器時代歐亞大陸西部（距今 11,700 至 5,300 年前）的狩獵
摘要 我們調查的考古證據表明，在新石器時代歐亞大陸西部（距今 11,700 至 5,300 年前）的狩獵採集者和農民中，財富不平等程度有所升高，但與過去五千年的嚴重持久不平等相比，這是短暫且罕見的。作為回應，我們尋求的不是從頭開始的“不平等的創造”，而是理解巨大的財富差異可能長期持續的過程，以及為什麼這種情況只發生在新石器時代末期，即農業革命至少四十年後。考古學和人類學證據表明…
摘要 我們研究網路上內容的傳播動態
摘要 我們研究網路上內容的傳播動態。為此，我們使用了一種模型，其中內容透過有限置信機制傳播。在意見動態的有限置信模型（BCM）中，網路的代理具有連續價值的意見，當他們與意見足夠接近他們的代理互動時，他們會調整這些意見。我們的內容傳播模型也可以解釋為一種獨立級聯模型，它透過對內容傳播本身使用有限置信度，在 BCM 中引入了一種扭曲。我們定義了疾病動態中基本再生數的一個類似物，我們…
摘要 與成年人相比，用於生物醫學研究的近交小鼠的免疫系統不發達，這在一定程度上歸因於人工實驗室環境
摘要 與成年人相比，用於生物醫學研究的近交小鼠的免疫系統不發達，這在一定程度上歸因於人工實驗室環境。儘管代表了適應性免疫的核心組成部分，但實驗室環境對 B 細胞區室的影響尚未被詳細研究。在這裡，我們對野化後的 B 細胞進行了深入檢查，將近交實驗小鼠控制釋放到室外圍欄中。在野化小鼠中，我們觀察到循環中的 B 細胞成熟跡象增加，同時次級淋巴器官內的生髮中心反應增強。野化也增加了腸道…
摘要 合併症網絡已成為支持數據驅動的生物醫學研究的寶貴工具
摘要 合併症網絡已成為支持數據驅動的生物醫學研究的寶貴工具。然而，由於醫療保健資訊的敏感性，研究常常受到必要的綜合數據的可用性的嚴重阻礙。這項研究提供了一個全人口合併症網路資料集，該資料集源自奧地利 17 年來 890 萬名患者的 4,500 萬次住院經驗。我們提出了醫院診斷的共現網絡，按年齡、性別和觀察期分層，總共分為 96 個不同的亞組。對於每個群組，我們報告所有診斷對的一…
摘要 大規模滅絕被認為是宏觀進化的宮廷小丑驅動因素的典型例子，非生物壓力驅動了一系列滅絕，導致整個地質時
摘要 大規模滅絕被認為是宏觀進化的宮廷小丑驅動因素的典型例子，非生物壓力驅動了一系列滅絕，導致整個地質時間尺度的生態系統發生巨大變化。大多數關於大規模滅絕的研究都忽略了物種相互作用和群落結構，限制了對哪些物種滅絕以及為何滅絕的推斷，以及紅皇后如何將物種形成與滅絕率聯繫起來影響隨後的生物多樣性、結構和功能的恢復。在這裡，我們將網路重建、次生滅絕建模和群落結構分析應用於早托阿爾世（…
摘要 在照顧兒童和老人方面，人類與其他動物不同
摘要 在照顧兒童和老人方面，人類與其他動物不同。然而，我們最獨特的是對死者的照顧。這種關懷充滿了以祛魅為標誌的現代認識。從分析典型的個人與死者的關係開始，我們發展了一個將現在與過去聯繫在一起的複雜聯繫的理論。透過他們留下的痕跡、他們傳遞的傳統以及他們建立的機構，死者參與了無數因果聯繫的神經和物質表徵的鏈條。這些應該被視為由注意力、記憶和行動所維持的生物。當代政治和文化經濟擾亂了…
摘要 生物相關性是行為、族群結構和性狀演化研究中的關鍵考慮因素
摘要 生物相關性是行為、族群結構和性狀演化研究中的關鍵考慮因素。除了親子關係之外，譜系並不能完美地捕捉相關性。血統相同 DNA 片段 (IBD) 的數量和長度可產生最精確的相關性估計。在這裡，我們利用不同的方法從低深度全基因組重定序資料中估計 IBD 片段，以證明解決自由生活動物中相關性的精細尺度梯度的可行性和價值。主要使用來自恒河猴 (Macaca mulatta) 群體的 …
摘要 先前的研究已經提出了量子物理學基本方程式的各種唯象概括
摘要 先前的研究已經提出了量子物理學基本方程式的各種唯象概括。本文提出了基於第一原理的嚴格分析推導，闡明了量子漲落對量子系統演化的影響。此外，它還展示瞭如何透過統計方法實現這種基本的概括。該論文揭示了量子力學的標準線性方程式可以在控制非線性行為的參數的特定限制下恢復。它在量子波的衰變與這些波動的振幅之間建立了直接關聯。這種聯繫為量子系統的動態特性及其對潛在隨機影響的敏感性提供了…
摘要 快速應對野生動物健康事件的能力至關重要
摘要 快速應對野生動物健康事件的能力至關重要。然而，此類事件往往是不可預測的，特別是人為幹擾和氣候相關的環境變遷帶來了不可預見的威脅。許多事件也是短暫的並且沒有記錄，因此很難從過去的調查中學習。我們報告了對主要在美國東部野生雀形目動物中觀察到的死亡事件的反應。該事件始於 2021 年 5 月，當時野生動物康復者和普通公民報告稱有大量患病和死亡的幼鳥，其中大多數表現為具有神經系統…
摘要 SARS CoV 2 病毒主要透過人際互動傳播，因此它在城市空間中的成長是人類流動行為的複雜函數，
摘要 SARS CoV 2 病毒主要透過人際互動傳播，因此它在城市空間中的成長是人類流動行為的複雜函數，無法用標準流行病學模型充分解釋。最近的研究利用細粒度的城市流動資料來準確模擬病毒傳播，但此類資料會帶來隱私問題，通常難以收集，尤其是在低收入和中等收入國家 (LMIC)。在這裡，我們表明，與簡單的重力流動模型相結合的總種群流行病學模型足以捕捉城市空間中大部分複雜的流行病動態，…
摘要 現代經濟需要日益多樣化和專業化的技能，其中許多技能首先取決於其他技能的獲得
摘要 現代經濟需要日益多樣化和專業化的技能，其中許多技能首先取決於其他技能的獲得。在這裡，我們分析美國的調查數據，揭示技能組合中的嵌套結構，其中依賴性的方向是從不對稱的條件機率推斷出來的——職業需要一種技能以另一種技能為條件。這種方向性表明，先進的、特定的技能和知識往往建立在更廣泛的、基礎的技能和知識之上。我們研究了 7000 萬個工作轉型，以表明人力資本發展和職業發展遵循這種…
摘要 定期的體育活動對於兒童的健康成長至關重要，而體育俱樂部是定期運動的主要推動力之一
摘要 定期的體育活動對於兒童的健康成長至關重要，而體育俱樂部是定期運動的主要推動力之一。先前的研究表明，公共補貼可以提高體育俱樂部的參與率。資金在提高參與率方面的有效性取決於多種因素，例如地理位置、運動俱樂部的規模以及人口的社會經濟條件。在這裡，我們展示瞭如何使用數據驅動的模擬模型來實現政府資金向體育促進者（例如體育俱樂部）的最佳分配，從而最大限度地提高兒童使用體育設施的機會。…
摘要 路易斯法維拉 (Luis Favela) 和愛德華馬切裡 (Edouard Machery) 總結
摘要 路易斯法維拉 (Luis Favela) 和愛德華馬切裡 (Edouard Machery) 總結了他們之前進行的一項調查的摘要，該調查涉及神經科學家、心理學家和哲學家在腦科學中如何使用表徵一詞。然後，他們根據結果提出，由於術語「表徵」可能不指任何本體論上真實的事物，因此其使用中的不精確不僅應該被容忍，而且實際上應該受到鼓勵，因為它有助於促進所有使用該術語的研究領域之間的…
摘要 準備就緒和功能化的能力是自然生命系統的基本特徵
摘要 準備就緒和功能化的能力是自然生命系統的基本特徵。了解功能化的化學根源是在實驗室和基於化學的模仿自然生命的人工或合成生命系統中生成新材料的基本追求。利用聚合誘導自組裝 (PISA)，並從幾種嚴格非生化化合物的均勻水性混合物開始，可以製造出能夠自啟動形成亞微米超分子物體（膠束）的兩親物。這些在化學控制下的膠束可以經歷（1）形態進化成巨大的聚合物囊泡，（2）表現出生長 內爆循環…
摘要 野生型 (wt) RNA 病毒及其缺陷病毒基因組 (DVG) 的動力學已在實驗和理論上進行了廣泛研
摘要 野生型 (wt) RNA 病毒及其缺陷病毒基因組 (DVG) 的動力學已在實驗和理論上進行了廣泛研究。本研究特別關注 DVG 對 wt 累積、傳播、疾病嚴重程度和免疫反應誘導的干擾作用。該主題目前是一個高度活躍且有前途的研究領域，因為 DVG 的工程版本已被證明可以充當抗病毒劑。然而，涉及 wt、DVG 和其他亞病毒遺傳元件（如病毒 RNA 衛星 (satRNA)）的病毒…
摘要 木材密度是樹木碳投資策略的關鍵指標，影響生產力和碳儲存
摘要 木材密度是樹木碳投資策略的關鍵指標，影響生產力和碳儲存。儘管其重要性，但人們對木材密度的全球變化及其環境控制仍然知之甚少，阻礙了對全球森林碳儲量的準確預測。在這裡，我們分析了 110 萬個森林清查地塊的資訊以及 10,703 種樹種的木材密度數據，以在空間上明確了解全球木材密度分佈及其驅動因素。我們的研究結果揭示了明顯的緯度梯度，熱帶森林中的木材比北方森林中的木材密度高出…
摘要 民主國家的公職選舉是集體決策的大規模例子
摘要 民主國家的公職選舉是集體決策的大規模例子。作為一個在主體之間具有多種相互作用的複雜系統，我們可以預見普遍的宏觀模式可能會獨立於微觀細節而出現。儘管有經驗選舉數據，但這種在所有規模、國家和選舉中都有效的普遍性尚未觀察到。在這封信中，我們提出了一個無參數投票模型，並分析表明，勝利差額的分佈是由選民投票率的分佈驅動的，並且取決於差額和投票率的縮放度量導致了強大的普遍性。使用來自…
演化醫學：以演化眼光理解疾病
摘要 生態水文工程透過整合生態和環境工程原理，為應對新出現的環境挑戰提供了一個有價值的框架。在這項研究中，我們透過三個案例研究的角度討論了簡約的、基於物理的生態水文模型的潛力：可持續灌溉、透過綠色屋頂緩解城市熱島效應以及緩解氣候變遷的紅樹林恢復。首先，我們研究永續灌溉策略，說明節水和土壤鹽鹼化之間的權衡。這凸顯了優化作物產量和減緩土壤退化所需的微妙平衡。其次，我們探討了綠屋頂在…
人類決策中的認知偏差
摘要 反應模板是代表反應中心以及周圍環境的圖表，以指定化學反應的顯著特徵。它們是假想過渡態的子圖，相當於雙推出圖重寫規則，因此可以直接應用於預測結構式層面的反應結果。我們在這裡介紹 SynTemp，一個旨在從大規模反應資料儲存庫中提取反應模板並分層聚類的框架。規則推理是作為一種強大的圖論方法實現的，它首先計算原子映射（AAM），作為來自多個最先進工具的部分預測的共識，然後通過機…
時間序列分析中的非線性方法
摘要 在接受抗病毒藥物尼馬瑞韋 利托那韋治療的 SARS CoV 2 感染者中，病毒在治療後反彈。推動這種反彈的機制尚不清楚。我們使用數學模型描述了 51 名接受尼爾馬瑞韋 利托那韋治療的個體的縱向病毒量動態，其中 20 人出現反彈。目標細胞的保存，無論是透過強大的先天免疫反應還是在症狀出現時啟動 N R，加上病毒清除不完全，似乎是導致病毒反彈的主要因素。此外，病毒反彈的發生可…
基因組中的跳躍基因：轉座子的演化意義
摘要 我們研究了經典 ?−維慣性 XY 模型中的角擴散，其中相互作用隨自旋之間的距離為 ?−? 衰減，且 ?⩾0。在非常短時間的彈道狀態之後，隨著 2 ∼ 2，超擴散狀態，對於其中 2 ∼???，觀察到 ??≃1.45，其持續時間涵蓋了初始準靜止狀態及其過渡到以玻爾茲曼 吉布斯溫度 ?BG 為特徵的第二平台。達到ΔBG 後很久，就會觀察到與正常擴散的交叉，Δ2 ~Δ。我們透過表…
生態系統的多穩態與臨界轉變
摘要 飛機廢水監測已被提議作為監測病原體全球傳播的新方法。在這裡，我們開發了一個計算框架，為全球機載廢水監測網路（WWSN）的設計和有效性評估提供可操作的資訊。我們研究了不同傳播潛力的呼吸道疾病，發現由 10 20 個策略性放置的廢水哨點組成的網絡可以提供及時的態勢感知，並作為早期預警系統有效發揮作用。該模型識別潛在的盲點並提出最佳化策略，以提高 WWSN 有效性，同時最大限度…
經濟不平等對健康的影響
摘要 根和葉之間的相互作用是植物生長和生存的基礎，但對於紅樹林植物來說，這仍然是一個知識空白，紅樹林植物經歷的鹽脅迫與大多數其他維管植物（以下是非紅樹林）不同。在這裡，我們探討了中國熱帶紅樹林物種地上和地下性狀關係的協調性，並將其與非紅樹林進行了比較。我們的結果表明，根碑（導水組織）與葉片水分利用特徵相關，而碑外組織（ToS）（根中的碳消耗組織）與非紅樹林的葉片經濟特徵無關。然…
人工神經網絡與生物神經網絡的比較
摘要 城市生活的生活體驗是由動態關係和資源所帶來的個人流動性所塑造的，其特徵不僅在於准入和機會，還在於不平等和隔離。最近提供的細粒度流動數據和從場地類型到人口混合的背景屬性使研究人員能夠更深入地了解大規模的不平等現象，並提出許多新問題。在這裡，我們回顧了城市出行行為數據的新興用途，並提出了一個分析框架，將出行模式表示為人與地點之間的時間二分網路。隨著這個網絡隨著時間的推移而重新…
摘要 傳染病的相互作用及其行為反應一直是廣泛研究的主題
摘要 傳染病的相互作用及其行為反應一直是廣泛研究的主題。然而，人們對更廣泛的社會背景如何影響行為反應的關注有限。在這項工作中，我們提出了一個新穎的框架，它將兩個經過充分研究的動態過程結合到「社會風險評估」機制中。我們提出的框架具有理論和實證支持，在相互作用的傳染病文獻中佔據了重要的中間立場。結果表明，在簡單的互動規則的驅動下，風險評估框架可以表達廣泛的流行病結果。該框架對於設計…
摘要 信念動態在塑造我們對自然和社會現象（從氣候變遷和流行病到移民和衝突）的反應方面發揮著重要作用
摘要 信念動態在塑造我們對自然和社會現象（從氣候變遷和流行病到移民和衝突）的反應方面發揮著重要作用。研究人員經常將他們的信念動態模型建立在與其他系統和過程（例如流行病或鐵磁性）的類比之上。與其他類比類似，信念動態類比可以幫助科學家注意到並研究他們不會注意到的信念系統的屬性（概念里程）。然而，忘記類比的起源可能會導致一些關於信念動態（概念包袱）的不太恰當的推論。在這裡，我們回顧了…
摘要 政策要點 細胞和基因療法（CGT）為罕見且通常致命的疾病提供治療，但其價格很高，付款人可能會尋求限
摘要 政策要點 細胞和基因療法（CGT）為罕見且通常致命的疾病提供治療，但其價格很高，付款人可能會尋求限制支出。 2023 2035 年，涵蓋整個美國人口的所有現有和預期資本利得稅的年度總成本將低於每人 20 美元，並集中在商業和州醫療補助計劃中。再保險費用增加了預期成本。需要提高覆蓋範圍和負擔能力的政策，以確保患者獲得 CGT。 Context細胞和基因療法 (CGT) 為罕…
摘要 我們引入了一個聚集過程，該過程從等濃度的帶正電和帶負電的單體開始
摘要 我們引入了一個聚集過程，該過程從等濃度的帶正電和帶負電的單體開始。帶相反電荷的單體合併形成中性二聚體。這些二聚體是隨後聚集事件的種子，其中必然具有均勻質量的中性簇不可逆地結合形成尺寸不斷增加的中性聚集體。在具有與質量無關的反應速率的平均場近似中，我們求解了反應動力學，並表明質量為 k 的團簇濃度 ck ( t ) 漸近地縮放為 Ak/t，其中 Ak 對 k 具有非平凡的依…
摘要 透過第一原理分子動力學研究了 d 維經典慣性 α 海森堡模型中出現的準靜止態 (QSS) 的持續時
摘要 透過第一原理分子動力學研究了 d 維經典慣性 α 海森堡模型中出現的準靜止態 (QSS) 的持續時間，即 N 個三維旋轉體，其相互作用隨距離 r(ij) 衰減為 1/r(ij)(alpha) (alpha = 0)。這些 QSS 出現在超長程交互作用狀態 (0 <= alpha/d <= 1) 中，每個旋轉體的平均能量 U < U c (U c = 5/6)，而在 U U…
摘要 我們研究戴森氣體中電流的大波動，這是一種透過對數位相互作用並受到隨機雜訊影響的一維粒子系統
摘要 我們研究戴森氣體中電流的大波動，這是一種透過對數位相互作用並受到隨機雜訊影響的一維粒子系統。我們將宏觀波動理論應用於戴森氣體，並推導了兩個描述密度和動量演化的耦合偏微分方程式。這些方程式是非線性和非局部的，並且“邊界”條件是混合的：一些在初始時間，另一些在最終時間。如果初始條件可以波動（退火設定），則該邊界值問題是可以處理的。我們計算編碼目前所有累積量的累積量產生函數。
摘要 哪些社會進程引導了族裔或種族排斥的蔓延
摘要 哪些社會進程引導了族裔或種族排斥的蔓延？我調查了公元 1385 年至 1520 年神聖羅馬帝國西部 500 多個政體中中世紀驅逐猶太人的情況。對中世紀的統治者來說，宗教和物質問題是反對驅逐的強烈理由。然而 15 世紀，驅逐事件顯著增加。一國政府的驅逐是否會影響另一政府的驅逐選擇？我評估了政策擴散的三種常見理論：學習、社會重新詮釋、社會結構和資源限制。統計模型僅為後兩者提供…
摘要 圖的鄰接矩陣的主導特徵值 A 對此圖上的動態過程的行為產生很大影響
摘要 圖的鄰接矩陣的主導特徵值 A 對此圖上的動態過程的行為產生很大影響。因此，將網絡結構的重要性概念與 A 及其相關特徵向量連結起來是相關的。我們研究了一種先前導出的邊重要性度量，稱為“動態重要性”，它估計當從圖中刪除邊或向圖中添加邊時 A 的變化量。我們檢查了幾種無向網路結構的估計準確性，並將其與邊緣移除或邊緣添加後 A 的相對變化進行比較。然後，我們得到主要特徵向量變化的…
摘要 我們研究了具有可說服的個人和狂熱者的網絡上的連續時間輿論動態的非線性有限置信模型（BCM）
摘要 我們研究了具有可說服的個人和狂熱者的網絡上的連續時間輿論動態的非線性有限置信模型（BCM）。該模型由非負標量 ' 參數化，它控制平滑影響函數的陡度。這種影響函數編碼了個體對其他人觀點的相對權重。當'=0時，此影響函數恢復泰勒平均模型；當 ' co 時，影響函數收斂到改進的 Hegselmann Krause (HK) BCM 的影響函數。然而，與經典的 HK 模型不同，我…
摘要 我們展示瞭如何使用機器的因果表示來有效地列舉一類有限記憶體隨機過程
摘要 我們展示瞭如何使用機器的因果表示來有效地列舉一類有限記憶體隨機過程。我們用自動機理論的語言來描述ϵ 機器，並採用最新的演算法來產生可訪問的確定性有限自動機，將這個過大的類別修剪為ϵ 機器。作為一個應用程序，我們精確地列舉了最多八個狀態和六個字母的拓撲機器。
摘要 為了更全面地了解行為的環境和經濟驅動因素，需要一種涵蓋多種分析尺度的整體方法
摘要 為了更全面地了解行為的環境和經濟驅動因素，需要一種涵蓋多種分析尺度的整體方法。目前的工作旨在了解物理環境因素在預測衝動和攻擊性中的具體作用。使用 2022 年夏季收集的資料集 (N=382)，利用從公開資料和參與者報告的暴露中匯總的社區層面因素，將參與者的衝動和攻擊性分析為經濟困難和環境暴露的函數。研究發現，衝動與家庭熱應激以及城市熱島效應之間有顯著的正相關關係。攻擊行為…
摘要 我們概括了二維 Jackiw Teitelboim 引力的最新結果，以研究量子重力中永恆黑洞希爾伯
摘要 我們概括了二維 Jackiw Teitelboim 引力的最新結果，以研究量子重力中永恆黑洞希爾伯特空間的分解，在任何維度上具有負宇宙學常數。我們透過將兩側可觀測量的跡計算為最近構建的半經典良好控制黑洞微觀狀態族的總和來解決這個問題。這些微觀狀態包含視界後面的重物質殼，形成希爾伯特空間的超完備基礎，存在於任何以廣義相對論為其低能量極限的引力理論中。使用這種微觀狀態的表示，…
摘要 人們普遍認為（但尚未證明）具有最近鄰相互作用的伊辛自旋玻璃在三維及更高維度上會發生相變到低溫自旋玻
摘要 人們普遍認為（但尚未證明）具有最近鄰相互作用的伊辛自旋玻璃在三維及更高維度上會發生相變到低溫自旋玻璃相，但該相的性質仍然存在爭議，特別是它是否具有多個不一致的吉布斯態特徵。與這個問題特別相關的是限制在兩個這樣的假定吉布斯狀態之間的有限體積內的典型自由能差的行為，以及當體積內的耦合變化時它們的自由能差波動的性質。在本文中，我們透過引入一種新型的轉移態來研究這些自由能差波動，…
摘要 高斯圖（或連續分數圖）是一種重要的耗散一維離散時間動力系統，表現出混沌行為，並且它產生由無限多個不
摘要 高斯圖（或連續分數圖）是一種重要的耗散一維離散時間動力系統，表現出混沌行為，並且它產生由無限多個不同符號組成的符號動力學。這裡我們介紹高斯圖的推廣，由 xt+1 = 1 給出，其中 alpha 0 是參數，xt 是 [0, 1] (t = 0, 1, 2, 3, ...) 的元素。符號[...]表示整數部分。當 alpha = 1 時，此圖簡化為普通高斯圖。系統在臨界參數…
摘要 轉錄因子結合位點（TFBS）是演化創新的重要來源
摘要 轉錄因子結合位點（TFBS）是演化創新的重要來源。透過繪製 TFBS 適應性景觀，可以了解演化如何導航此類位點的序列空間。在這樣的景觀中，單一位置對應於由轉錄因子結合的 TFBS。此位置的升高對應於序列傳達的轉錄調控的強度。在這裡，我們開發了一種體內大規模並行報告分析來繪製細菌 TFBS 的圖譜。我們將此測定應用於 TetR 阻遏蛋白，而對於該阻遏蛋白，TFBS 知之甚少…
摘要 正如一個簡單的數學模型所說明的那樣，作者關於歷史神話進化起源的提議經不起推敲
摘要 正如一個簡單的數學模型所說明的那樣，作者關於歷史神話進化起源的提議經不起推敲。作者駁斥了群體層面的解釋，例如定義群體內成員資格的條件，但這一解釋卻更為合理，正如烏克蘭正在進行的戰爭所表明的那樣。
摘要 預測生態群落如何應對幹擾是眾所周知的挑戰，特別是考慮到同一群落內物種反應的可變性
摘要 預測生態群落如何應對幹擾是眾所周知的挑戰，特別是考慮到同一群落內物種反應的可變性。僅僅關注整體反應可能會掩蓋某些物種因補償效應而面臨的滅絕風險，強調需要了解物種層級反應變異性的驅動因素。然而，人們對這些驅動因素仍然知之甚少。在這裡，我們揭示了儘管生物相互作用網絡具有典型的複雜性，但物種的反應遵循可辨別的模式。具體來說，我們證明了種群豐度因生物相互作用而減少最多的物種（它們…
摘要 在大流行早期確定有效的治療方法和政策具有挑戰性，因為可用的數據有限且嘈雜，並且生物過程未知或不確定
摘要 在大流行早期確定有效的治療方法和政策具有挑戰性，因為可用的數據有限且嘈雜，並且生物過程未知或不確定。因此，經典的統計程序可能不起作用或需要強有力的結構假設。我們提出了一種資訊理論方法，可以克服這些問題並確定有效的治療方法和政策。 COVID 19 大流行初期進行的一項研究說明了這種方法的有效性。我們在有或沒有事先資訊的情況下，對 COVID 19 大流行第二個月（2020…
摘要 我們報告了進行自主振盪運動的化學動力軟游泳器的相互作用和動力學
摘要 我們報告了進行自主振盪運動的化學動力軟游泳器的相互作用和動力學。自主實體的互動是生物有機體之間集體行為發展的基礎。集體行為使生物體能夠有效地獲取食物並協調應對威脅。這些行為的基礎是最近鄰居之間的互動。在人工系統中模仿這些互動將使他們的組織能夠執行複雜的任務。振盪現像在自然界中也普遍存在。因此，人工振盪系統可以作為許多生物系統最直接的模擬和模型。在這項工作中，我們報告了由非…
摘要 人類腸道微生物組對健康有顯著影響，促使在多個時間點捕獲微生物組樣本的縱向研究增加
摘要 人類腸道微生物組對健康有顯著影響，促使在多個時間點捕獲微生物組樣本的縱向研究增加。此類研究使研究人員能夠表徵微生物組隨時間的變化，但重要的是，由於採樣不完整或不規則，也帶來了重大的分析挑戰。為了應對這項挑戰，縱向微生物組研究通常採用各種插值方法，旨在推斷缺失的微生物組數據。然而，迄今為止，仍然缺乏對此類微生物組插值技術的全面評估，以及插值微生物組數據的最佳實踐指南。這項工…
摘要 旨在糾正歷史上性別和種族不平等現象的司法改革努力的重點是增加法官中的女性和有色人種人數，這是可以理
摘要 旨在糾正歷史上性別和種族不平等現象的司法改革努力的重點是增加法官中的女性和有色人種人數，這是可以理解的。雖然這是一個重要的計劃，但本文揭示了代表問題的另一個方面，該問題不一定可以透過司法任命的更大多樣性來解決。這個問題與司法行政的研究不足且往往不透明有關。透過對聯邦上訴裁決的大規模實證研究，我們研究了法官在決策小組中按照性別和種族的分佈情況，發現了代表性中系統性的性別和種…
摘要 大型語言模型（LLM）現在在許多自然語言處理任務上表現得非常好
摘要 大型語言模型（LLM）現在在許多自然語言處理任務上表現得非常好。他們將法律文本轉換為資料的能力可能為實證法律研究（ELS）學者在許多情況下提供研究助理的低成本替代方案。然而，較不複雜的計算語言模型，例如主題建模和情感分析，比法學碩士更容易解釋。在本文中，我們透過在三個 ELS 相關任務上比較法學碩士與不太複雜的模型來強調這些差異。我們的研究結果表明，ELS 研究暫時將受益…
摘要 當資產價格無法持續高於資產價值時，市場泡沫就會出現，而信念的轉變會導致泡沫破裂
摘要 當資產價格無法持續高於資產價值時，市場泡沫就會出現，而信念的轉變會導致泡沫破裂。當有前景的研究受到過度關注時，我們在生物醫學知識的情況下展示了類似的現象。我們引入了一個擴散指數，該指數可以量化研究領域是否在社會和科學泡沫中擴大，或者是否已經擴散並得到更廣泛的評估。我們說明了擴散方法在追蹤心臟幹細胞研究（泡沫破裂）和癌症免疫療法（顯示持續增長）軌跡中的效用。然後，我們追蹤生…
摘要 保育文獻中廣為接受的觀點是，跨越社區邊界的個人聯繫削弱了自然資源管理
摘要 保育文獻中廣為接受的觀點是，跨越社區邊界的個人聯繫削弱了自然資源管理。然而，當多個社區訪問相同資源時，這些遠距離關係可能會產生相互依賴和信任，從而激發參與管理資源的集體行動。為了驗證這一點，我們採訪了坦尚尼亞 28 個漁村的 1317 人，以了解他們參與管理開放漁業的情況以及他們在每個開放漁業村莊的社會關係。在其他村莊有更多朋友的人信任這些村莊裡更多的人，更有可能參與管理…
摘要 不同的理論架構被用來指導病毒演化的研究
摘要 不同的理論架構被用來指導病毒演化的研究。其中三個較突出的理論是（i）毒力的演化，（ii）生活史理論，以及（iii）普遍主義 專業主義二分法。所有這些都涉及定義病毒相關表型的進化性和約束的特徵之間的所謂權衡。然而，儘管這些框架很受歡迎，但令人驚訝的是，對這些框架的直接實驗室測試卻很少，這些框架支持它們作為廣泛適用的理論支柱的實用性，可以指導我們對疾病進化的理解。在這項研究中…
摘要 微化石記錄包含豐富、多樣且保存完好的化石，跨越從初級生產者到頂級掠食者的多個營養層級
摘要 微化石記錄包含豐富、多樣且保存完好的化石，跨越從初級生產者到頂級掠食者的多個營養層級。此外，微化石通常與連續的高分辨率地球化學代理記錄一起構成並以高豐度保存。這些特徵意味著微化石可以為理解現代氣候和生物多樣性危機提供有價值的背景，因為它允許對時空尺度的詢問遠遠超出新生態研究的範圍。在這裡，我們正式確立了「微古生態學」的研究框架，該框架建立在對從環境到生態系統層面的全球變化…
摘要 Hensel 提升是一種對具有整數係數的多項式方程組求模 p 的解，並將其「提升」到模 p2、p4
摘要 Hensel 提升是一種對具有整數係數的多項式方程組求模 p 的解，並將其「提升」到模 p2、p4、p8 等解的技術。 Hensel 提升的最初應用之一是整數多項式因式分解的演算法，其中方程組與方程式具有相同數量的變數。雖然文獻、教科書、課程和線上筆記中都詳細介紹了這種情況下的亨塞爾提升，但在本說明性註釋中，我們感興趣的是一般情況，其中變數的數量可以多於或少於方程式的數量…
摘要 我們提出了一種信念動態理論，它解釋了人們內在的信念與他人在外在社會環境中的信念之間的相互作用
摘要 我們提出了一種信念動態理論，它解釋了人們內在的信念與他人在外在社會環境中的信念之間的相互作用。信念網絡理論在三方面超越了現有的信念動態理論。首先，它提供了個人思想中的信念網絡與社交網路上的信念動態之間的明確連結。這種連結是透過人們的社會信念或他人的感知信念而建立的，這是大多數先前理論所沒有的。其次，該理論認識到社會信念與他人實際信念之間的對應關係可能是不完美的，因為社會信…
摘要 環行在植物中廣泛存在，通常與探索性運動相關
摘要 環行在植物中廣泛存在，通常與探索性運動相關。然而，對其作用的定量理解仍然難以捉摸。在這項研究中，我們首次報告了嘈雜的迴旋在促進擁擠的相互遮蔭植物中最佳生長模式中的作用。我們重新審視向日葵觀察到的由遮蔭反應相互作用介導的自組織問題。我們的分析表明，迴轉運動符合有界隨機遊走，其特徵是速度分佈非常廣泛，涵蓋 3 個數量級。在運動動物系統中，如此廣泛的運動速度分佈經常被認為與行為…
摘要 無症狀傳播的重要性是我們研究和介入 COVID 19 大流行的關鍵發現
摘要 無症狀傳播的重要性是我們研究和介入 COVID 19 大流行的關鍵發現。 Joshua Weitz 在《無症狀》（約翰霍普金斯大學出版社，2024 年）一書中利用 SARS CoV 2 自然史的這一方面來討論流行病的許多違反直覺的特徵。在這篇文章中，我結合了書中的論點，並討論了為什麼無症狀傳播是傳染病研究的重要方面。我探索無症狀中包含的想法，並將它們與進化病毒學和疾病生態…
摘要 傳輸函數 R : V x V — 2v 模型抽象介數以及二元聚類
摘要 傳輸函數 R : V x V — 2v 模型抽象介數以及二元聚類。例子是 I(u, v)，u 和 v 之間的間隔，包括從 u 到 v 的最短路徑上的所有點，以及 C(u, v)，將 u 和 v 與 u 和 v 一起分開的所有割頂點的集合。這裡我們將超圖的割點傳輸函數描述為滿足所有 u, v, x E v 的單調傳輸函數 (x) R(u, v) C R(u, x) U R(…
摘要 多細胞性是主要的進化轉變之一，它的興起為複雜生物體居住的生物圈的出現提供了要素
摘要 多細胞性是主要的進化轉變之一，它的興起為複雜生物體居住的生物圈的出現提供了要素。在過去的幾十年裡，生物工程多細胞系統的潛力在探索自然和探索再生、疾病、認知和行為的新途徑方面發揮了重要作用。在這裡，我們提供了一系列未解決的問題，其中概括了該領域當前和未來的許多挑戰，並提出了可能促進進展的概念方法。
摘要 我們研究了雜訊對 Ornstein Uhlenbeck 製程參數擬合的影響，重點在於乘性雜訊和熱雜
摘要 我們研究了雜訊對 Ornstein Uhlenbeck 製程參數擬合的影響，重點在於乘性雜訊和熱雜訊對訊號分離精度的影響。為了解決這些問題，我們提出了能夠有效區分熱噪聲和乘性噪聲並提高參數估計精度以實現最佳數據分析的演算法和方法。具體來說，我們探討了乘性雜訊和熱雜訊對實際訊號混淆的影響，並提出了解決這些問題的方法。首先，我們提出了一種演算法，可以有效分離熱噪聲，其性能與漢…
摘要 我們研究服從類別複製隨機動力學和平均場相互作用的實體集合的長期行為，作為原始生態學的模型
摘要 我們研究服從類別複製隨機動力學和平均場相互作用的實體集合的長期行為，作為原始生態學的模型。我們證明了混沌傳播特性，並為 N 複製子系統的強持久性和一類相關 McKean Vlasov 動力學的不變分佈的存在建立了條件。特別是，我們的結果表明，與典型的中性生態模型不同，不需要假設適應度等效性，而是作為系統持續存在的條件而出現。此外，中性與獨特的狄利克雷不變機率測度相關。我們…
摘要 地球上的森林受到衛星記錄和近 20 億森林附近居民的生活經驗的持續監測
摘要 地球上的森林受到衛星記錄和近 20 億森林附近居民的生活經驗的持續監測。一般來說，衛星記錄以常規、相對粗略的尺度總結了產量估計，例如樹木覆蓋率。相反，局部感知傾向於捕捉不規則且非常精細尺度的變化。雖然這兩種資訊來源的實用性已被廣泛單獨證明，但很少有工作探索它們在哪些背景下會相互關聯或偏離，或如何定量整合它們。在這裡，我們收集了坦尚尼亞奔巴島 719 個 0.5 公里網格中…
摘要 在先前的計算模型中，具有 CRISPR Cas 免疫力的裂解病毒和微生物的共同演化動力學表現出宿主
摘要 在先前的計算模型中，具有 CRISPR Cas 免疫力的裂解病毒和微生物的共同演化動力學表現出宿主對病毒增殖的持續控制和主要病毒流行之間的交替。這些交替的動態尚未在其他宿主 病原體系統中觀察到。在這裡，我們用隨機生態演化模型來解決控制崩潰和向大規模爆發過渡的問題。我們建立了宿主密度依賴性競爭在病毒驅動的間斷演替中的作用以及在控制階段集中逃脫路徑的相關多樣性趨勢。利用感染和…
摘要 在隨機順序覆蓋（RSC）中，相同的物件被隨機地、不可逆地、順序地沉積；只接受增加覆蓋範圍的嘗試
摘要 在隨機順序覆蓋（RSC）中，相同的物件被隨機地、不可逆地、順序地沉積；只接受增加覆蓋範圍的嘗試。這個過程在無限基底上無限期地繼續，我們使用 k mers 分析了 Z 的 RSC 動力學。我們引入了一種方法，可以為該過程的動力學提供全面的解決方案。我們得出三聚體、四聚體和五聚體的明確解決方案；我們透過較長的聚合物 (k 5) 對 RSC 進行數值研究。
摘要 在研究玻璃化轉變時，長期以來，闡明微觀結構、新興物理性質和慢動力學之間的關聯一直是一項挑戰
摘要 在研究玻璃化轉變時，長期以來，闡明微觀結構、新興物理性質和慢動力學之間的關聯一直是一項挑戰。無定形構型中缺乏清晰可見的結構順序，使得辨識支撐慢動力學的關鍵物理機制變得複雜。在低溫下對平衡構型進行採樣的困難阻礙了徹底的數值和理論研究。我們以徹底改變電腦視覺和影像辨識的演算法為基礎，探索機器學習 (ML) 技術應對這些挑戰的潛力。我們展示了成功的 ML 應用程式和未來的開放式…
摘要 複雜的適應性系統（例如生命）是如何從簡單的組成部分產生的
摘要 複雜的適應性系統（例如生命）是如何從簡單的組成部分產生的？ 20 世紀 90 年代，Walter Fontana 和 Leo Buss 基於稱為 lambda 演算的正式計算模型，針對這個問題提出了一種新穎的建模方法。該模型展示了嵌入在巨大的可能性組合空間中的簡單規則如何能夠產生複雜的、動態穩定的組織，讓人想起生化反應網絡。在這裡，我們重新審視這個名為 AlChemy 的…
摘要 我們引入了基於模板的聚合過程，其中指定數量的組成簇必須組裝在更大的支架聚合體上才能發生反應
摘要 我們引入了基於模板的聚合過程，其中指定數量的組成簇必須組裝在更大的支架聚合體上才能發生反應。一個簡單的例子是二聚體支架，兩個單體在其上相遇並產生另一個二聚體，而二聚體和更大的簇以與質量無關的速率不可逆地連接。在平均場近似中，模板聚集具有不尋常的動力學，其中單體密度 ?(?) 和所有比單體重的簇的密度 ?(?) 隨著時間衰減為 ?∼?2∼?−2/3。這些與傳統聚合中的相…
摘要 臨界點描述了當系統僅響應環境條件的逐漸變化而經歷突然、快速且有時不可逆轉的變化時的情況
摘要 臨界點描述了當系統僅響應環境條件的逐漸變化而經歷突然、快速且有時不可逆轉的變化時的情況。鑑於此類事件在大多數情況下都是不受歡迎的，因此人們提出了多種方法來識別系統是否正在接近臨界點。此類方法被稱為早期預警訊號，代表了一組用於識別系統潛在行為在時間或空間上的統計變化的方法，這些變化表明臨界點正在逼近。儘管對一類臨界點進行預警的想法並不新鮮，但在過去 20 年中，該主題引起了…
摘要 我們研究了由與「驅動」布朗粒子的非互易相互作用驅動的「被動」粒子的過阻尼動力學
摘要 我們研究了由與「驅動」布朗粒子的非互易相互作用驅動的「被動」粒子的過阻尼動力學。當它們之間的相互作用是短程時，被驅動粒子的長期行為是非常普遍的－被驅動粒子的均方位移（MSD）和典型位置表現出相同的定性行為，而與勢的具體形式無關。特別是，MSD 在一維中以 t 1 / 2 增長，在兩個空間維度中以 logt 增長。我們計算 d = 1 和 2 中位置分佈的精確縮放函數。當交…
摘要 如此多的物種如何在自然生態系統中共存仍然是生態學的基本問題
摘要 如此多的物種如何在自然生態系統中共存仍然是生態學的基本問題。經典模型表明，對空間和資源的競爭應該會使共存物種的數量遠低於自然界中常見的驚人的多樣性。為了克服這個悖論，理論研究長期以來強調了許多有利於物種共存的機制，從物種之間相互作用強度的分佈到族群成長函數的形狀。特別是，一系列數學模型發現，當亞線性族群成長率（SG）與物種之間的競爭相結合時，物種多樣性可以穩定群落動態。這…
摘要 城市地區常常對野生動物施加強大的、新穎的選擇壓力
摘要 城市地區常常對野生動物施加強大的、新穎的選擇壓力。表型可塑性，包括行為可塑性，是幫助生物在新環境中建立族群的重要機制。在城市野生動物中研究行為可塑性可能很困難，因為許多城市環境變數很難透過實驗分離和操縱。我們利用 COVID 19 封鎖來評估城市鳥類在擺脫與人類的頻繁接觸後是否會表現出不同的領地攻擊性。我們使用模擬領地入侵來測量美國洛杉磯一所城市大學校園中常駐的黑眼燈籠草…
摘要 概要 許多生物表現出收集和收集行為作為覓食和生存方法
摘要 概要 許多生物表現出收集和收集行為作為覓食和生存方法。底棲大型無脊椎動物由於收集顆粒物質而被歸類為收集者。其中，水生寡毛動物 Lumbriculus variegatus（加州黑蟲）表現出攝取有機和無機材料（包括微塑膠）的能力。然而，早期的研究僅定性地描述了它們對此類材料的收集行為。黑蟲將離散顆粒整合成更大團塊的機制尚未被定量研究。在這項研究中，我們分析了一個大型場所中含…
摘要 由於熱力學第二原理，各種物理環境下各種系統的熵的時間依賴性總是引起人們的興趣
摘要 由於熱力學第二原理，各種物理環境下各種系統的熵的時間依賴性總是引起人們的興趣。物流圖…+1= 1 …2 …& ISIN； [ 1,1] (…& ISIN; [0,2]) 既不大，因為它只有一個自由度，也不封閉，因為它是耗散的。然而，它表現出其自然熵的特殊時間演化，即加法玻爾茲曼 吉布斯 香農一，…= n 元求和…=1…ln…，對於…的所有值，其中李雅普諾夫指數為正，以及非…
摘要 Boltzmann Gibbs von Neumann Shannon 加性熵 SBG = k a
摘要 Boltzmann Gibbs von Neumann Shannon 加性熵 SBG = k a i pi ln pi 及其連續和量子對應物構成了建構 BG 統計力學的基礎概念。這個偉大的理論已經在大量經典和量子系統中取得了成功，並且很可能在未來繼續取得成功。然而，近幾十年來，自然、人工和社會複雜系統的激增，違背了其基礎並使其不再適用。這個範式理論已於 1988 年被推…
摘要 保護和恢復生物多樣性正在成為一項巨大的挑戰，因為我們面臨著一個在未來幾十年內可能跨越地球邊界的世界
摘要 保護和恢復生物多樣性正在成為一項巨大的挑戰，因為我們面臨著一個在未來幾十年內可能跨越地球邊界的世界。這種挑戰需要考慮空間和時間上的多種複雜性。在大多數情況下，一個常見的威脅是非線性現象的存在，產生不同狀態之間的變化。這些突破點意味著對風險的新認識和不同的管理策略。一系列廣泛的現象影響健康群落的保護，並限制了處理保護的方式，從與棲息地喪失或便利化相關的局部特徵到中尺度或全球…
摘要 認知科學家過於狹隘地關注數據的獲取以及從這些數據中提取模式的方法
摘要 認知科學家過於狹隘地關注數據的獲取以及從這些數據中提取模式的方法。我們認為，成功的心靈科學需要擴大我們的關注範圍，以包括認知過程正在解決的問題。如果我們希望發現這些過程的更準確的描述，那麼從工具性解決問題的角度來描述認知過程的框架（例如演化社會科學中的框架）就變得必要。
摘要 人類經常在合作團隊中解決複雜的問題
摘要 人類經常在合作團隊中解決複雜的問題。已經確定了一系列廣泛的機制，可以提高這些團隊在達成共識時所達成的解決方案的品質。我們認為，這些機制中的許多機制是透過在小組試圖達成共識時增加解決方案的暫時多樣性來發揮作用的。這些機制可以在個體心理（例如行為慣性）、人際溝通（例如傳輸噪音）或群體結構（例如稀疏社交網絡）層面上運作。可以透過擴大可能解決方案的搜尋空間或減慢訊息傳播和延遲共識…
摘要 平均穩態意外將驅動隨機系統的資訊處理與其非平衡熱力學響應連結起來
摘要 平均穩態意外將驅動隨機系統的資訊處理與其非平衡熱力學響應連結起來。透過明確考慮非平衡穩態的影響，對意外結果的分解產生了資訊處理第一定律，該定律擴展並加強了各種資訊處理第二定律（嚴格平等）。應用隨機熱力學的積分漲落定理表明，在適當的限制下，分解可簡化為第二定律。在統一它們的過程中，第一定律為識別非平衡穩態系統利用資訊承載自由度來提取熱量的機制鋪平了道路。為了說明這一點，我們…
摘要 誤譯——氨基酸錯誤地摻入新生蛋白質——是蛋白質變異的一個來源，其頻率比 DNA 突變高出幾個數量級
摘要 誤譯——氨基酸錯誤地摻入新生蛋白質——是蛋白質變異的一個來源，其頻率比 DNA 突變高出幾個數量級。與其他非遺傳變異來源一樣，它可以影響適應性演化。我們利用應用於三種經驗適應性景觀的誤譯率實驗數據來研究誤譯的演化後果。我們發現，誤譯通常會透過降低高適應度基因型的適應度並增加低適應度基因型的適應度來平整化適應性景觀，但它並不會平等地影響所有基因型。最重要的是，它透過使許多中…
摘要 快速有效地向低碳能源生產轉型對於限制氣候變遷影響至關重要
摘要 快速有效地向低碳能源生產轉型對於限制氣候變遷影響至關重要。雖然科學界主要關注研發和技術經濟方面，但量化公眾可接受性和政策在塑造排放軌跡方面的作用卻更加難以捉摸。本研究調查了非線性社會政治接受度與人為二氧化碳排放的耦合動態，以及對氣候政策和清潔能源投資的影響。我們的研究結果表明，僅採用自上而下的政策方法可能不足以有效減排，這凸顯了需要結合自上而下和自下而上方法的多層次策略。…
摘要 儘管對演化生物學和醫學有影響，但遺傳學和環境對個體間免疫反應變異的相對和協同作用仍不清楚
摘要 儘管對演化生物學和醫學有影響，但遺傳學和環境對個體間免疫反應變異的相對和協同作用仍不清楚。在這裡，我們透過研究 C57BL/6、129S1 和 PWK/PhJ 近交小鼠（在室外圍欄中野化並感染寄生蟲毛蟲）來量化基因型和環境對免疫特徵的相互作用影響。雖然細胞組成是由基因型和環境之間的相互作用決定的，但細胞激素反應異質性（包括 IFN γ 濃度）主要由基因型驅動，從而影響蠕蟲…
摘要 延遲折現是衡量青春期衝動選擇的一種方法，因為它可以預測許多現實生活中的結果，包括肥胖和學業成績
摘要 延遲折現是衡量青春期衝動選擇的一種方法，因為它可以預測許多現實生活中的結果，包括肥胖和學業成績。然而，青年時期延遲貼現個別差異背後的靜止態功能網絡仍未被完整描述。在這裡，我們在大量兒童、青少年和成人樣本中研究了功能連結的多元模式與衝動選擇的個別差異之間的關聯。共有 293 名參與者（9 23 歲）完成了延遲折現任務並接受了 3T 靜息態 fMRI。使用基於多元距離的矩陣迴…
摘要 我們調查了對標有 BlackLivesMatter 和 AllLivesMatter 標籤的推文的
摘要 我們調查了對標有 BlackLivesMatter 和 AllLivesMatter 標籤的推文的看法，以及這些標籤的存在或不存在如何改變了美國參與者對推文的含義和隨後的解釋。我們發現黨派之爭對推文的看法有很大影響，政治左翼的參與者更有可能將 AllLivesMatter推文視為種族主義和攻擊性的，而政治右翼的參與者更有可能將 BlackLivesMatter推文視為種族…
摘要 粒線體的演化是一個重要事件，它產生了真核譜系和大多數大型複雜生命
摘要 粒線體的演化是一個重要事件，它產生了真核譜系和大多數大型複雜生命。粒線體起源的核心是原核生物之間的內共生。然而，儘管原核內共生可能帶來潛在的好處，但它們在現代的出現卻異常罕見。雖然許多因素可能導致它們的稀有，但我們缺乏估計它們限制原核內共生出現的程度的方法。在這裡，我們透過檢查原核宿主和內共生體之間代謝相容性的作用來解決這一知識差距。我們使用來自三個不同集合（AGORA、…
摘要 Epigenetic regulatory mechanisms allow multicellu
摘要 Epigenetic regulatory mechanisms allow multicellular organisms to develop distinct specialized cell identities despite having the same total genome. Cell fate choices are based on gene ex…
摘要 從離析物/產物對計算可靠的、化學上正確的原子圖已被證明是化學資訊學中的一個難題，因為化學上正確的解
摘要 從離析物/產物對計算可靠的、化學上正確的原子圖已被證明是化學資訊學中的一個難題，因為化學上正確的解決方案不一定是組合公式（例如最大公共子圖問題）的最佳解決方案。因此，在廣泛的基準研究中設計並比較了競爭模型。然而，由於產物和離析物之間的同構性，當給定離析物/產物對的兩個原子圖相同時，這並不是立即顯而易見的。我們在這裡形式化了原子圖的等價性，並證明原子圖的等價性又等價於標記輔…
摘要 全球糧食生產網絡的依賴可能導致許多地區短缺，俄羅斯 烏克蘭衝突對全球糧食供應的影響就證明了這一點
摘要 全球糧食生產網絡的依賴可能導致許多地區短缺，俄羅斯 烏克蘭衝突對全球糧食供應的影響就證明了這一點。在這裡，我們使用貿易（直接）和食品轉化（間接）的多層網路模型揭示了 192 個國家和地區農業生產受到局部衝擊後 125 種食品的損失，從而量化了 10(8) 衝擊傳播。我們發現，烏克蘭農業生產的完全損失對其他國家產生了異質性影響，透過直接影響導致葵花籽油相對損失高達 89%，…
摘要 一維構型熵的更新方法我們引入了一種受更新過程理論啟發的新方法，以確定一維晶格上粒子約束構型係綜的構
摘要 一維構型熵的更新方法我們引入了一種受更新過程理論啟發的新方法，以確定一維晶格上粒子約束構型係綜的構型熵。所提出的方法可以處理僅涉及佔用站點和空站點簇長度的所有局部規則。在此範圍內，此方法比傳遞矩陣方法更有系統且更容易實現。它在 k mer 沉積模型和封鎖範圍 b 的捕獲里德堡原子係綜上進行了詳細說明。
摘要 從這個角度來看，我們描述了大腦功能係統的分層組織的成熟變化如何支持青少年執行功能（EF）的發展改善
摘要 從這個角度來看，我們描述了大腦功能係統的分層組織的成熟變化如何支持青少年執行功能（EF）的發展改善。我們首先強調證據顯示功能性腦系統嵌入皮質組織的分層感覺運動關聯軸。然後，我們回顧數據，顯示功能係統的發展概況沿著這個軸變化：靠近關聯端的系統在功能上變得更加隔離，而位於中間的系統變得更加整合。強化皮質分層組織的發展變化可能透過促進自上而下的資訊流和平衡系統內和系統間的溝通來…
摘要 這項研究旨在量化奧地利地區的年齡和性別群體是否同樣受到第 2 型糖尿病發病率上升的影響
摘要 這項研究旨在量化奧地利地區的年齡和性別群體是否同樣受到第 2 型糖尿病發病率上升的影響。獲得了 2012 年至 2017 年間接受過抗高血糖治療或接受 HbA1c 監測的奧地利 50 歲以上公民的全民醫療索賠數據。糖尿病發生率是使用流行病學糖尿病進展模型來衡量的，該模型考慮了停止抗高血糖治療的患者；不穩定的群體。在 746,184 名患者中，268,680 名（140,9…
摘要 我們對土壤細菌在地球生態系的結構和功能中所發揮的基本作用的認識不斷擴大，但對這些細菌群落內部相互作
摘要 我們對土壤細菌在地球生態系的結構和功能中所發揮的基本作用的認識不斷擴大，但對這些細菌群落內部相互作用的本質的了解仍然很初級。細菌促進可以促進真核生物群的建立、生長和演替，提高整個土壤群落的複雜性和多樣性，進而調節多種生態系功能。全球氣候變遷經常改變土壤細菌群落的組成，進而影響其他依賴的生物群。然而，氣候變遷對細菌群落內促進作用的影響仍然知之甚少，儘管它可能對整個生態系統產…
摘要 識別物質拓撲量子態的新穎拓撲特性（例如量子化霍爾電導）是實現具有有吸引力的拓撲屬性的材料的重要一步
摘要 識別物質拓撲量子態的新穎拓撲特性（例如量子化霍爾電導）是實現具有有吸引力的拓撲屬性的材料的重要一步，這些拓撲屬性保證了它們不受現實缺陷、無序和環境幹擾的影響。物質拓樸量子態的引力耦合係數是一個有希望的候選者嗎？基本上建立在量子霍爾態的既定結果的基礎上，使用向錯作為受控創建原始空間曲率的工具，不受不良偽影（例如會幹擾感興趣的電子運動）的影響，在此我們報告了一大類物質的晶格拓…
摘要 2020 年初，隨著 SARS CoV 2 成為全球威脅，中國迅速頒布了嚴格的封鎖令，以防止傳入並
摘要 2020 年初，隨著 SARS CoV 2 成為全球威脅，中國迅速頒布了嚴格的封鎖令，以防止傳入並抑制傳播。相較之下，美國聯邦政府並未頒布全國性命令。州和地方當局只能根據有限的病例數據和科學資訊做出快速決策，以保護其社區。為了支持 2020 年初的地方決策，我們開發了一個模型，根據病毒的流行病學特徵以及確診和疑似病例的數量來估計美國各縣未發現的 COVID 19 流行病（…
摘要 在圖瓦和蒙古北部葉尼塞河的源頭，遊牧民族會依照季節輪流在營地之間遷徙，以方便他們的動物獲得優質草叢
摘要 在圖瓦和蒙古北部葉尼塞河的源頭，遊牧民族會依照季節輪流在營地之間遷徙，以方便他們的動物獲得優質草叢和庇護所。這些營地根據季節的使用和非正式所有權有助於說明產權關係變化背後的進化和生態原則。鑑於相對穩定的降水模式和資本改善回報，家庭通常會因年復一年重複使用相同的營地而受益。我們發現，經濟防禦力和資本投資較高的地點（冬令營和位於山/河谷的營地）比夏令營和位於開闊草原的營地更容…
摘要 生物多樣性變化的原因具有重大科學意義，也是旨在實現生物多樣性目標的政策努力的核心
摘要 生物多樣性變化的原因具有重大科學意義，也是旨在實現生物多樣性目標的政策努力的核心。世界各地都報導了物種多樣性的變化和高成分週轉率。在許多情況下，可以檢測到生物多樣性的趨勢，但這些趨勢很少歸因於可能的驅動因素。需要一個用於檢測和歸因生物多樣性變化的正式框架和指南。我們提出了一個推理框架來指導檢測和歸因分析，它確定了五個步驟——因果建模、觀察、估計、檢測和歸因——以實現穩健的…
摘要 背景識別不同分類群物種之間基因斷點的位置可以為潛在的演化過程提供有用的見解
摘要 背景識別不同分類群物種之間基因斷點的位置可以為潛在的演化過程提供有用的見解。給定其基因的確切位置，可以毫不費力地計算出斷點。然而，現有的基因註釋通常是錯誤的，或者只有核苷酸序列可用。特別是在粒線體基因組中，基因順序的高度變異通常伴隨著高度的序列不一致。這使得準確定位線粒體基因組核苷酸序列中的斷點成為一項具有挑戰性的任務。結果此貢獻提出了一種檢測完整粒線體基因組核苷酸序列中…
摘要 COVID 19 的全球大流行凸顯了對新出現的病原體採取更協調一致的應對措施的必要性
摘要 COVID 19 的全球大流行凸顯了對新出現的病原體採取更協調一致的應對措施的必要性。這些應對措施需要平衡流行病控制，同時最大限度地減少住院和經濟損失。我們開發了一個混合經濟流行病學模型框架，使我們能夠研究病原體出現第一階段經濟和健康影響之間的相互作用，當時封鎖、檢測和隔離是遏制疫情的唯一手段。這種可操作的數學設定使我們能夠在大規模流行病爆發的第一階段可能出現的各種情況下…
摘要 感覺系統似乎學會將傳入的感覺訊息轉化為感知表徵或“對象”，從而可以在最少的明確監督下通知和指導行為
摘要 感覺系統似乎學會將傳入的感覺訊息轉化為感知表徵或“對象”，從而可以在最少的明確監督下通知和指導行為。在這裡，我們建議聽覺系統可以透過使用時間作為監督者來實現這一目標，即透過學習時間上規律的刺激特徵。我們將證明這個過程產生的特徵空間足以支持聽覺感知的基本計算。詳細地，我們考慮區分自然聽覺物件的原型類別實例（即恒河猴發聲）的問題。我們在兩個與行為學相關的任務中測試辨別力：在雜…
摘要 使用時延嵌入從標量資料重建狀態空間動力學需要選擇延遲 r 和維度 m 的值
摘要 使用時延嵌入從標量資料重建狀態空間動力學需要選擇延遲 r 和維度 m 的值。這兩個參數對於手術的成功都至關重要，而且不容易進行正式驗證。雖然嵌入定理確實為這些選擇提供了正式的指導，但在實踐中，人們必須求助於啟發式方法，例如 Fraser & Swinney 的 r 的平均互資訊 (AMI) 方法或 Kennel 等人的偽近鄰 (FNN) 方法。形式。最佳實踐建議採用迭代方…
摘要 經濟體中藉貸的規模和條件取決於財富在對未來抱持不同信念的潛在債權人之間分配的方式
摘要 經濟體中藉貸的規模和條件取決於財富在對未來抱持不同信念的潛在債權人之間分配的方式。隨著不確定性的解決，這種分佈會隨著時間的推移而變化，如果貸款全額償還，則有利於樂觀者；如果存在廣泛的違約，則有利於悲觀者。我們在擁有兩種資產（風險債券和無風險現金）的經濟體中對此過程進行建模。在一段時間內，考慮到不同信仰類型的財富繼承分配，借貸的規模和條件是內生決定的。在良好的狀態下，總借貸…
摘要 我們考慮直線上的無限粒子系統，執行相同的布朗運動並透過 x y s Riesz 勢相互作用，導致粒
摘要 我們考慮直線上的無限粒子系統，執行相同的布朗運動並透過 x y s Riesz 勢相互作用，導致粒子的過阻尼運動。我們研究積分電流的波動和標記粒子的位置。我們證明，對於 0 < s < 1，兩個量的標準差 s 都隨著 t 2(1+s) 增長。當 s 1 時，交互作用實際上是短程的，並且出現普遍的 1 次擴散 t 4 增長，其幅度僅取決於指數 s。我們還表明，標記粒子位置的…
摘要 生物學課程的新研究生可能缺乏研究和職業生涯所需的定量技能
摘要 生物學課程的新研究生可能缺乏研究和職業生涯所需的定量技能。這些技能的獲得可能會受到教學和指導經驗的阻礙，這些經驗會降低而不是提高學生對其學習和應用定量方法能力的信念。在這篇評論文章中，我們認為修改教學經驗以確保增強學生的信心和定量技能可能會改善教育成果和職業成功。一些研究表明，在教學環境中明確解決生產性失敗並確保有效的指導可能是同時提高定量自我效能和定量技能的最有效途徑。…
摘要 分子和化石證據表明，複雜的真核多細胞生物在新元古代晚期進化，與雪球地球冰川期同時發生，冰蓋覆蓋了全
摘要 分子和化石證據表明，複雜的真核多細胞生物在新元古代晚期進化，與雪球地球冰川期同時發生，冰蓋覆蓋了全球大部分地區。在此期間，環境條件（例如海水溫度和海洋中光合活性光的可用性）可能發生了巨大變化。這些變化將對資源可用性和最佳表型產生重大影響。在這裡，我們建構並應用機械模型來探索（i）雪球地球期間的環境變化和生物物理約束如何產生選擇性壓力，以及（ii）這些壓力如何對具有不同生物…
摘要 背景臨床試驗結果的統計顯著性通常根據相同的閾值2.5%（在單側試驗中）進行定量解釋，以控制假陽性率
摘要 背景臨床試驗結果的統計顯著性通常根據相同的閾值2.5%（在單側試驗中）進行定量解釋，以控制假陽性率或I型錯誤，無論疾病負擔或患者偏好如何。也考慮了試驗結果的臨床意義（包括患者偏好），但透過定性手段可能難以與統計證據一致。目的我們旨在將貝葉斯決策分析應用於心臟衰竭設備研究，以選擇最佳顯著性閾值，使患者在無效假設和替代假設中的預期效用最大化，從而使臨床顯著性能夠在試驗設計階段…
摘要 幾個世紀以來，各國經濟一直參與國際貿易和生產
摘要 幾個世紀以來，各國經濟一直參與國際貿易和生產。由此產生的國際供應網絡不僅增加了各國的財富，而且還允許經濟衝擊跨境傳播。利用全球企業層面的供應網絡數據，我們估計一個國家因另一國企業倒閉而造成的直接和間接經濟損失。我們展示了國際系統性風險流動的網絡。我們發現，富裕國家比貧窮國家更容易面臨系統性風險。風險高度集中，但較高的風險水準並不能透過 GDP 水準的風險溢酬或較高的 GD…
摘要 癲癇發作期間神經元活動透過網路傳播，在多個尺度上參與大腦動態
摘要 癲癇發作期間神經元活動透過網路傳播，在多個尺度上參與大腦動態。這種傳播事件可以透過雪崩框架來描述，該框架可以將微尺度的時空活動與全球網路屬性連結起來。有趣的是，在健康網路中傳播雪崩表明了臨界動態，其中網路被組織為相變，從而優化了某些計算特性。有些人假設癲癇發作的病理性大腦動力學是微型神經元網路的新興特性，共同驅使大腦遠離臨界狀態。證明這一點將提供一種統一的機制，將微觀…
摘要 G 蛋白偶聯受體 (GPCR) 透過促進鳥嘌呤核苷酸交換來活化異三聚體 G 蛋白
摘要 G 蛋白偶聯受體 (GPCR) 透過促進鳥嘌呤核苷酸交換來活化異三聚體 G 蛋白。在這裡，我們研究了 G 蛋白與 GPCR 的偶聯，並描述了最終導致 GDP 從 G α 亞基中的結合口袋中彈出的事件，這是 G 蛋白激活過程中的限速步驟。利用分子動力學模擬，我們研究了 GDP 結合 Gs 蛋白（GsGDP；以下簡稱 GsGDP）在與 β 2 腎上腺素受體（β 2AR）偶聯後…
摘要 作者摘要V.創傷弧菌是世界上最致命的水傳播病原體之一
摘要 作者摘要V.創傷弧菌是世界上最致命的水傳播病原體之一。它是一種在水生環境中傳播的細菌，會引起嚴重的人類感染，通常會導致死亡。儘管創傷弧菌最近引起了公共衛生部門的關注，但人們對導致其爆發的環境力量卻知之甚少。在這項研究中，我們使用佛羅裡達州衛生部的創傷弧菌病例數據以及美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 的數據來確定與創傷弧菌病例和死亡相關的氣象因素。我們發現氣溫和水溫升…
摘要 药物会影响肠道微生物组
摘要 药物会影响肠道微生物组。在這裡，阿爾加維和博倫斯坦開發了一個機器學習框架，可以成功預測數千種藥物對數百種腸道微生物的影響，解釋藥物引起的生態失調和副作用。許多藥物會對我們腸道中的細菌產生負面影響，耗盡有益菌種，並造成不良影響。為了指導個人化藥物治療，需要全面了解各種藥物對腸道微生物組的影響，但迄今為止，在實驗上很難實現。為此，我們開發了一種數據驅動的方法，整合有關每種藥物…
摘要 與抵抗噪音的穩健系統或因噪音而破壞的脆弱系統相比，反脆弱性被定義為受益於噪音或無序的複雜系統的屬性
摘要 與抵抗噪音的穩健系統或因噪音而破壞的脆弱系統相比，反脆弱性被定義為受益於噪音或無序的複雜系統的屬性。在這裡，我們定義並測試了複雜動力系統的反脆弱性的簡單衡量標準。在這項工作中，我們使用反脆弱性措施來分析股票和加密貨幣市場回報價格的真實數據。我們對反脆弱性的定義是報酬價格和擾動的乘積。我們探索通常來自系統內部的不同類型的擾動。我們的結果表明，對於股票市場和加密貨幣市場來說，…
摘要 我們研究半無限線上布朗粒子的移動邊界問題，其中邊界移動的距離與粒子和邊界連續碰撞之間的時間成正比
摘要 我們研究半無限線上布朗粒子的移動邊界問題，其中邊界移動的距離與粒子和邊界連續碰撞之間的時間成正比。現象學上豐富的動力出現了。特別是，粒子第 n 次首次到達移動邊界的機率漸近地縮放為 t( (1+2 n))。由於該分佈的尾部逐漸變厚，因此連續的第一段之間的典型時間系統地變長。我們也發現，粒子和邊界之間的碰撞次數為 ln l t，而邊界位置的時間依賴性則為 t/ln t。
摘要 同儕審查是科學的重要組成部分，旨在對稿件提供專家和客觀的評估
摘要 同儕審查是科學的重要組成部分，旨在對稿件提供專家和客觀的評估。由於時間限制、獨特的專業知識需求和尊重等多種因素，許多期刊要求作者為自己的稿件推薦同儕審查員。先前的研究人員發現這種做法會產生不同的影響，但由於樣本量的原因，這些影響可能尚無定論。在本文中，我們使用 PLOS ONE 期刊神經科學部分的 46K 作者和 21K 審稿人的近 8K 篇手稿的大型數據集，分析了作者推…
摘要 在這裡，我們提出了 2000 年至 2019 年全球森林地上生物量的全球時間序列，分析了碳平衡的時
摘要 在這裡，我們提出了 2000 年至 2019 年全球森林地上生物量的全球時間序列，分析了碳平衡的時空模式，解釋了損失和收益。我們產生了 2000 年全球地上生物量 (AGB) 地圖，並評估了其與不同衛星產品的相關性。我們對像素層級的 AGB 變化進行了多年分析，估算了碳 (C) 損失和增加。最後，我們估計了由於森林砍伐和野火造成的碳損失，並分析了它們在生物群落和國家中的趨…
摘要 生化特異性對於酵素的功能、演化和工程至關重要
摘要 生化特異性對於酵素的功能、演化和工程至關重要。在這裡，我們採用已建立的動力學模型來剖析反應物幾何形狀和擴散對同源（正確）和近同源（不正確）底物存在下產物形成速度和準確性的影響。使用這種球形幾何形狀的穩態模型，我們發現，對於不同的動力學機制，反應的速度和準確性在幾何景觀的不同區域上得到了最佳化。從這個模型中，我們推斷出即使對於化學限制的反應，準確度也很大程度取決於反應物的幾…
摘要 在研究某些時間過程時使用縱向資料的一個主要挑戰是，速度和動態的差異可能會掩蓋過程之間的相似性
摘要 在研究某些時間過程時使用縱向資料的一個主要挑戰是，速度和動態的差異可能會掩蓋過程之間的相似性。就縱向微生物組數據而言，這可能會阻礙描述個體的共同時間趨勢或利用時間資訊來更好地理解微生物組與宿主之間的聯繫的努力。應對這項挑戰的一個可能的解決方案在於「時間對齊」領域——一種最佳對齊從速度可能變化的過程中獲得的縱向樣本的方法。在這項工作中，我們研究了基於比對的分析在微生物組領域…
摘要 背景：心房顫動（AF）是癌症患者中越來越被認可的共同診斷
摘要 背景：心房顫動（AF）是癌症患者中越來越被認可的共同診斷。目的：本研究旨在對癌症患者 AF 的共同盛行率和相對風險提供可靠的當代估計。方法：我們利用奧地利社會保障提供者協會資料集中的診斷代碼進行了全國性的分析。與未患癌症的個體相比，癌症和房顫的共患病率以及癌症患者房顫的相對風險的估計值是通過二項式精確置信區間的點患病率獲得的，並使用隨機效應模型對各個年齡組和癌症類型進行了…
摘要 計算模型已成為科學和政策的寶貴工具，但共享模型細節的社群標準卻沒有跟上腳步
摘要 計算模型已成為科學和政策的寶貴工具，但共享模型細節的社群標準卻沒有跟上腳步。對於要複製、評估和改進的研究，重要的是模型程式碼（以易於理解、透明且在理想情況下易於執行的方式編寫）與描述結果的已發表文章一起保存。對於大多數建模科學來說，情況還不是這樣。為了應對這項挑戰，科學建模界齊心協力，推廣發布模型代碼的最佳實踐標準，並支持專業激勵措施以鼓勵其採用。但我們還需要做更多的事情…
摘要 近年來，已發表科學的成長加劇了人類和演算法代理在推理先驗知識以選擇下一個實驗時所面臨的困難
摘要 近年來，已發表科學的成長加劇了人類和演算法代理在推理先驗知識以選擇下一個實驗時所面臨的困難。已發表研究結果的可重複性的不確定性加劇了這項挑戰。大量數位檔案、機器讀取、提取工具和自動化高通量實驗的可用性使我們能夠大規模地透過計算評估這些挑戰，並找到新的機會來制定加速科學進步的政策。在這裡，我們展示了一種貝葉斯演算，它能夠透過從已發表的文獻中提取的發現，並透過科學、社會和製度…
摘要 造訪網站的集合和造訪網站的數量是隨機遊走軌跡的兩個基本屬性
摘要 造訪網站的集合和造訪網站的數量是隨機遊走軌跡的兩個基本屬性。我們考慮超立方晶格上的兩個獨立隨機遊走，並研究與這些特徵相關的排序機率。第一個是在時間間隔 (0, t) 內，一個步行者造訪的站點數量永遠不會超過另一個步行者的機率。第二個是步行者訪問的網站仍然是另一個步行者訪問的網站的子集的機率。透過數值模擬，我們研究了空間維度 d = 1、2、3、4 中排序機率的主要漸近行為…
摘要 人們注意到，最全面的北高加索語言詞源詞典（NCED）由於所謂的字典缺陷而多次受到貶低，甚至完全被忽
摘要 人們注意到，最全面的北高加索語言詞源詞典（NCED）由於所謂的字典缺陷而多次受到貶低，甚至完全被忽視。人們還發現，一些對這本詞典不屑一顧的批評家並沒有列舉這本書本身的缺點，而只是簡單地引用了兩篇評論，一篇是 J. 尼科爾斯的評論，另一篇是已故的 W. 舒爾茨的評論。此外，我們發現尼科爾斯的評論尚未出版，無法供學者審查，而舒爾茨的評論雖然引用了一些分歧，但遠非主張忽視這本書…
摘要 人們注意到，最全面的北高加索語言詞源詞典（NCED）由於所謂的字典缺陷而多次受到貶低，甚至完全被忽
摘要 人們注意到，最全面的北高加索語言詞源詞典（NCED）由於所謂的字典缺陷而多次受到貶低，甚至完全被忽視。人們還發現，一些對這本詞典不屑一顧的批評家並沒有列舉這本書本身的缺點，而只是簡單地引用了兩篇評論，一篇是 J. 尼科爾斯的評論，另一篇是已故的 W. 舒爾茨的評論。此外，我們發現尼科爾斯的評論尚未出版，無法供學者審查，而舒爾茨的評論雖然引用了一些分歧，但遠非主張忽視這本書…
摘要 我們研究一維主動伊辛模型，其中排列的粒子經歷因其自旋符號而產生的擴散偏差
摘要 我們研究一維主動伊辛模型，其中排列的粒子經歷因其自旋符號而產生的擴散偏差。改變顆粒密度、跳躍速率和控制排列的溫度所獲得的相圖顯示出均勻的無序相，但沒有均勻的有序相，以及具有局部緻密結構的兩相。在聚集階段，大有序的聚集體以彈道方式移動，並隨機地反轉其運動方向。在我們所謂的「紫苑」相中，具有相反磁化強度的緻密不動聚集體彼此面對，交換粒子，而聚集體沒有任何淨運動。結合數值模擬和…
摘要 為難治性癲癇患者制定手術計劃通常需要使用顱內腦電圖記錄癲癇發作
摘要 為難治性癲癇患者制定手術計劃通常需要使用顱內腦電圖記錄癲癇發作。來自發作間期顱內腦電圖的定量測量產生了潛在有吸引力的生物標記來指導這些外科手術；然而，它們的實用性受到電極植入的稀疏性以及時空變化的神經活動和連接性的正常混雜的限制。我們建議，將顱內腦電圖記錄與顱內腦電圖活動和連通性的規範圖譜進行比較，可以可靠地繪製異常區域、確定侵入性治療的目標並增加我們對人類癲癇的了解。透…
摘要 邊緣人格譜（BPS）的症狀通常始於兒童期和青春期，但這些使人衰弱的症狀的潛在發育神經生物學仍然很少
摘要 邊緣人格譜（BPS）的症狀通常始於兒童期和青春期，但這些使人衰弱的症狀的潛在發育神經生物學仍然很少被探索。 Here, we sought to describe functional network abnormalities linked to the BPS in both young adults and children.
摘要 當群體之間的社會界線被打破時，人們建立和維持象徵性界線的傾向就會加劇
摘要 當群體之間的社會界線被打破時，人們建立和維持象徵性界線的傾向就會加劇。借鑒現有的邊界維護觀點，我們區分了人們在維護符號邊界時所追求的兩種策略：邊界保留——在預先存在的符號區別中鞏固自己——以及邊界改革——創新新的符號區別形式。測量符號邊界的傳統方法——訪談、參與者觀察和自我報告——不適合檢測邊界維護中的細粒度變化。為了克服這一限制，我們使用計算語言學和機器學習工具開發了一…
摘要 系統神經科學面臨著不斷增長的數據山
摘要 系統神經科學面臨著不斷增長的數據山。蛋白質工程和顯微鏡學的最新進展共同導致了神經科學的典範轉移。利用螢光，我們現在可以透過行為動物的整個大腦對每個神經元的活動進行成像。即使在較大的生物體中，我們可以同時記錄的神經元數量也會隨著時間呈指數增長。資料維度的增加帶來了計算和數學方法的爆炸性增長，每種方法都使用不同的術語、不同的方法和不同的數學概念。在這裡，我們以斑馬魚幼蟲作為範…
摘要 物種出現的大規模生物資料庫或觀察到物種的地理參考位置是對當前和未來物種分佈進行建模的重要輸入
摘要 物種出現的大規模生物資料庫或觀察到物種的地理參考位置是對當前和未來物種分佈進行建模的重要輸入。位置準確性通常透過確定觀測地理座標是否落在所宣布的政治分區的邊界內來評估。由於將政治部門名稱與正確的地理空間物件相符的難度，這種原本簡單的驗證變得複雜。多種語言中的拼字錯誤、縮寫、替代代碼和同義詞給名稱消歧帶來了艱鉅的挑戰。無法解析政治部門名稱會減少可用數據，對錯誤觀察的分析可能…
摘要 成長中的細胞採取共同的基本策略，在有限的可用資源下實現資源的最適分配
摘要 成長中的細胞採取共同的基本策略，在有限的可用資源下實現資源的最適分配。我們目前對這種「生長定律」的理解忽略了降解，假設它與細胞週期持續時間相比發生緩慢。在這裡，我們認為這種假設在緩慢增長的情況下不能成立，從而導致重要的後果。我們提出了一個簡單的框架，表明在緩慢生長時，蛋白質降解是透過一小部分的「維護」核醣體來平衡。因此，活性核醣體在生長消失時不會降至零，但隨著生長速率降低…
摘要 我們發展了一種社會互動模型，以及依賴此類社會活動的策略互動模型，並用它來衡量立法過程中的社會互補性
摘要 我們發展了一種社會互動模型，以及依賴此類社會活動的策略互動模型，並用它來衡量立法過程中的社會互補性。我們的模型允許在關係形成中存在黨派偏見和同質性，從而影響立法產出。我們用它來展示選舉競爭的加劇如何導致社會行為的增加以及政治極化對立法活動的非線性影響。我們使用第 105 屆至 110 屆美國國會（1997 2009 年）各屆議員的社會和立法努力數據來確定並結構性地估計我們…
摘要 創新或新物質、社會和文化事物在社會中的創造和傳播已在社會學和整個社會科學領域中廣泛研究，但研究的多
摘要 創新或新物質、社會和文化事物在社會中的創造和傳播已在社會學和整個社會科學領域中廣泛研究，但研究的多樣性和分散性使其難以駕馭。這種複雜性源自於創新對社會的重要性，但也源自於創新科學背後的基本弔詭：當創新變得可預測時，它就不再是新穎與變革的引擎。在這裡，我們回顧了創新研究，並表明創新是從不和諧和無序的環境中產生的，是對先前成功結構的破壞，透過一個我們稱之為破壞性創造的過程。這…
摘要 我們開發了一個基於代理商的英國房地產市場模型，以研究宏觀審慎政策實驗對關鍵房地產市場指標的影響
摘要 我們開發了一個基於代理商的英國房地產市場模型，以研究宏觀審慎政策實驗對關鍵房地產市場指標的影響。該模型的異質性使我們能夠評估此類實驗對住房、租賃和抵押貸款市場的影響，不僅在總體上，而且在單一家庭和細分市場的水平上，例如首次購房者、房主、買房出租（BTL）投資者和租屋者。因此，這種方法可以提供金融穩定政策分類影響的整體情況。該模型使用大量微觀數據進行校準，包括來自英國領先的…
摘要 解決這個問題的嘗試已經產生了許多定義明確的相互競爭的理論
摘要 解決這個問題的嘗試已經產生了許多定義明確的相互競爭的理論。在它們之間進行選擇可能對於基礎物理學的進步至關重要。
摘要 考慮到資源分配權衡的限制，植物生活史的變異反映了自然選擇的不同結果
摘要 考慮到資源分配權衡的限制，植物生活史的變異反映了自然選擇的不同結果。然而，預測葉、莖、根和生殖器官如何在不同環境中協調演化的選擇理論有限。在這裡，我們綜合了兩種最優理論，提出了植物碳經濟學的一般理論，稱為 Gmax 理論，該理論表明生命史變異如何局限於具有大致相似的單位體重生命週期淨碳增益的表型。因此，快 慢經濟譜是性狀組合從葉子中獲得相似的終生淨碳收益以及在莖、根和生殖…
摘要 我們考慮一組硬點粒子，它們以指定的密度均勻分佈在正半線上，並且全部最初處於靜止狀態
摘要 我們考慮一組硬點粒子，它們以指定的密度均勻分佈在正半線上，並且全部最初處於靜止狀態。粒子質量在 m 和 M 兩個值之間交替。粒子透過碰撞相互作用，從而守恆能量和動量。我們研究當最左邊的粒子被賦予正速度時所產生的級聯活動。長期以來，我們發現這導致了所觀察到的動力學中兩個令人著迷的特徵。首先，在大部分氣體中，形成激波前沿，將冷氣體與熱化區域分開。激波前緣以亞彈道方式傳播，大部…
摘要 先前對態度和疫苗接種意願之間關係的研究主要是橫向的，因此無法深入了解關係的方向
摘要 先前對態度和疫苗接種意願之間關係的研究主要是橫向的，因此無法深入了解關係的方向。在 COVID 19 疫苗開發和註冊階段，我們研究了與 COVID 19 疫苗和大流行的態度、整體疫苗接種、社會規範和信任相關的 COVID 19 疫苗接種意願的時間動態。這些數據來自荷蘭研究小組參與者的縱向調查研究（N = 744；2020 年 12 月至 2021 年 5 月期間進行的六次…
摘要 網路控制理論提供了一個框架，透過該框架可以將大腦的神經生理學動力學建模為由擴散 MRI 建構的結構
摘要 網路控制理論提供了一個框架，透過該框架可以將大腦的神經生理學動力學建模為由擴散 MRI 建構的結構連接組的函數。平均可控性描述了一個區域驅動大腦進入易於達到的神經生理狀態的能力，而模態可控性則描述了一個區域驅動大腦進入難以達到的狀態的能力。在這項研究中，我們發現與健康對照組相比，抗藥性癲癇兒童的平均可控制性和模態可控性增加。透過模擬，我們聲稱這些變化可能是丘腦皮質連結增加…
摘要 在分配有限疫苗時平衡社會效用和公平性是防範長期 COVID 19 大流行和未來突發衛生事件的關鍵政
摘要 在分配有限疫苗時平衡社會效用和公平性是防範長期 COVID 19 大流行和未來突發衛生事件的關鍵政策議題。最大化集體福祉和最小化特權群體與特權群體之間的差距之間的權衡本質是什麼？為了評估疫苗接種策略，我們提出了一種流行病模型，該模型明確考慮了社區之間的人口和流動性差異及其與異質性 COVID 19 風險的關聯，然後用大規模數據對其進行校準。使用這個模型，我們發現，當優先考…
摘要 跨階級社會互動程度低引起了廣泛關注(1 4)，並與更糟糕的結果相關，例如收入向上流動率較低(4 7
摘要 跨階級社會互動程度低引起了廣泛關注(1 4)，並與更糟糕的結果相關，例如收入向上流動率較低(4 7)。在這裡，我們基於我們配套論文 (7) 中的分析，使用 Facebook 的數據分析跨類別互動的決定因素。我們發現，大約一半的跨社經地位的社會脫節（以低社經地位（SES）朋友與高社經地位（SES）朋友的比例差異來衡量）可以用在學校和宗教組織等群體中與高社經地位（SES）人士…
摘要 從某種意義上說，中心性捕捉了頂點控製網路中資訊流的程度
摘要 從某種意義上說，中心性捕捉了頂點控製網路中資訊流的程度。在這裡，我們提出局部繞道中心性作為一種新穎的基於中心性的介數度量，它捕捉頂點與替代路徑相比縮短相鄰頂點之間的路徑的程度。在提出我們的測量之後，我們經驗證明它與其他主要的中心度量不同，例如介數、度數、接近度和三角形數量。透過實證案例研究，我們為局部繞道中心性提供了一種可能的解釋，作為衡量一個詞在語義網絡中的上下文多樣性…
摘要 腸道微生物群與飲食之間的關係一直是近期許多研究的焦點
摘要 腸道微生物群與飲食之間的關係一直是近期許多研究的焦點。此類研究旨在表徵飲食對微生物組組成的影響，以及微生物組利用飲食中各種化合物並產生可能對宿主有益的代謝物的能力。膳食纖維 (DF) 是一種多醣，不能被宿主的內源性酵素分解，主要由微生物組成員降解，眾所周知，膳食纖維 (DF) 的消耗會對微生物組產生深遠的影響。然而，仍缺乏針對特定膳食纖維消耗對微生物組組成和功能變化的全面…
摘要 「強化學習」（RL）的無模型演算法已經在各個學科中獲得了影響力，但基於模型的替代方案也同樣如此
摘要 「強化學習」（RL）的無模型演算法已經在各個學科中獲得了影響力，但基於模型的替代方案也同樣如此。本研究強調此模型空間的其他向度，考慮跨狀態和行動的關聯或歧視性概括。這個「廣義強化學習」（GRL）模型是強化學習的節儉擴展，它簡約地保留了單一獎勵預測誤差（RPE），但學習的範圍超出了所經歷的狀態和動作。相反，廣義 RPE 被有效地中繼以對其他表示的值估計進行雙向反事實更新。在…
摘要 在這項工作中，我們考慮在存在外部限制勢的情況下具有任意非線性指數 κ 的 2+1 維非線性薛丁格方
摘要 在這項工作中，我們考慮在存在外部限制勢的情況下具有任意非線性指數 κ 的 2+1 維非線性薛丁格方程式 (NLSE)。建構了系統的精確解，並探討了隨著我們增加「質量」（即 L2 範數）和非線性參數 κ 時它們的穩定性。我們從理論上和數值上觀察到，與無約束情況相比，約束勢的存在導致參數空間上的穩定域更寬。我們的分析表明，只要所有 κ 的質量小於臨界值 M (κ)，就存在穩定…
摘要 我們對病原體的進化和新疾病菌株的出現了解很多，但對宿主的抵抗力以及它如何向其他個體發出信號並隨後維
摘要 我們對病原體的進化和新疾病菌株的出現了解很多，但對宿主的抵抗力以及它如何向其他個體發出信號並隨後維持的了解較少。據推測，北美黑毛狼（Canis lupus）的出現頻率與犬瘟熱病毒（CDV）的爆發有關。我們使用北美狼群的橫斷面資料（這些狼群的 CDV 盛行率和使皮毛變黑的等位基因不同）、黃石國家公園的縱向資料和建模來檢驗這個假設。我們發現 CDV 爆發的頻率會產生波動的選擇…
摘要 儘管有科學證據證明其安全性，但對兒童疫苗和基因改造食品的懷疑仍在增加
摘要 儘管有科學證據證明其安全性，但對兒童疫苗和基因改造食品的懷疑仍在增加。對科學問題的信念很難改變，因為它們根植於許多相互關聯的道德擔憂和對其他人想法的信念中。我們提出了一種認知網絡模型，可以估計所有相互關聯的信念之間的網絡聯繫，以計算整體的不和諧和相互依賴。使用具有全國代表性的機率縱向研究，我們測試我們的模型是否可以用於預測信念變化，並為我們模型的預測找到支持：高網路失調預…
摘要 氣候變遷及其後果（例如海平面上升）將改變環境梯度，改變植物族群的空間分佈和持久性
摘要 氣候變遷及其後果（例如海平面上升）將改變環境梯度，改變植物族群的空間分佈和持久性。然而，生態系統工程師也可以修改環境梯度。為了量化氣候變遷和生態系統工程對人口擴散率的潛在交互作用影響，我們開發了一個空間模型，明確關注沿海植被生長和沼澤海拔環境梯度之間的回饋。我們使用該模型來確定海平面上升如何改變生態系統工程影響沼澤族群擴散速度的方式。該模型表明，在最初低海拔沼澤地沒有海平…
摘要 Pietraszewski 的表示方案簡潔且直觀
摘要 Pietraszewski 的表示方案簡潔且直觀。然而，內在心理表徵可能會受到資源限制，而偏好更不尋常的系統，例如稀疏編碼或壓縮感知。 Pietraszewski 的方案對於理解代理如何通訊可能最有用。衝突的部分原因可能是吝嗇的公共代表與資源效率較高的內部代表之間的複雜相互作用。
摘要 神經元透過複雜的分支過程（軸突和樹突）連接起來，這些過程為生物體處理訊息以對其環境做出反應
摘要 神經元透過複雜的分支過程（軸突和樹突）連接起來，這些過程為生物體處理訊息以對其環境做出反應。根據結構或功能的差異對神經元進行分類是神經科學的基本部分。在這裡，透過構建生物物理理論並針對分支結構的經驗測量進行測試，我們開發了一個通用模型，該模型建立了神經元結構和功能之間的對應關係，該對應關係由資訊處理的時間或功率最小化以及形成連接的空間約束等原則介導。我們根據從昆蟲到鯨魚等…
摘要 本文探討了源自奧地利動物學家卡爾‧馮‧弗里施 (Karl von Frisch) 的真社會性昆蟲研
摘要 本文探討了源自奧地利動物學家卡爾‧馮‧弗里施 (Karl von Frisch) 的真社會性昆蟲研究傳統。正如我在本文中所展示的，弗里希傳統最持久的特徵之一是弗里希在 1910 年代初期開發的實驗方法。透過追蹤弗里希的學生馬丁林道爾以及林道爾的兩名學生魯迪格韋納和蘭道夫門澤爾對這種方法的使用，本文闡明了 20 世紀後半葉動物行為學發展的一個令人驚訝的方面。也就是說，它揭示…
摘要 廢水監測已用於識別 SARS CoV 2 爆發並追蹤新變種
摘要 廢水監測已用於識別 SARS CoV 2 爆發並追蹤新變種。應擴大此哨兵系統以監測其他病原體並加強公共衛生準備。
摘要 動機：經常分析微生物組功能數據，以確定微生物功能（例如基因）和感興趣的樣本組之間的關聯
摘要 動機：經常分析微生物組功能數據，以確定微生物功能（例如基因）和感興趣的樣本組之間的關聯。然而，僅透過考慮功能來區分社區範圍內功能概況變化的不同可能解釋是具有挑戰性的。為了幫助解決這個問題，我們開發了 POMS，這是一個實現多個系統發育感知框架的套件，可以更穩健地識別豐富的功能。結果：關鍵貢獻是擴展的平衡樹工作流程，它結合了功能和分類信息，以識別跨獨立分類譜系的樣本組中一致…
摘要 真菌新型隱球菌是一種主要的人類病原體，具有顯著的細胞內生存策略，包括透過非裂解性胞吐作用（胞吐作用
摘要 真菌新型隱球菌是一種主要的人類病原體，具有顯著的細胞內生存策略，包括透過非裂解性胞吐作用（胞吐作用）離開巨噬細胞，並透過涉及非裂解性胞吐作用和吞噬作用的連續事件的機制在巨噬細胞之間轉移（龍胞作用）。吐胞作用和拖龍胞作用是真菌驅動的過程，但它們的觸發因素尚不清楚。我們假設龍胞作用的動力學可以繼承吞噬溶小體酸化的隨機性，而龍胞作用是由真菌細胞壓力觸發的。與此觀點一致，參與龍胞…
摘要 習慣和技能如何相互關聯
摘要 習慣和技能如何相互關聯？在習慣研究的許多傳統中，我們認為「行動失誤」習慣是最有可能與運動技能相關的類型。習慣傳統上被認為是整個行為的屬性。然而，我們建議，在中間運算的層面上可以更好地理解習慣，在這個層面上，習慣可以被認為等同於技能學習中的自動化現象——以靈活性為代價提高效能速度。我們也考慮了在認知資源有限的情況下習慣在學習複雜任務中的重要性，並建議刻意練習可以被視為打破和…
摘要 認知科學傳統上是圍繞著個體作為認知的基本單位來組織的
摘要 認知科學傳統上是圍繞著個體作為認知的基本單位來組織的。儘管通訊、人機互動、群體行為和社區組織等領域取得了發展，但以個人為中心的方法在認知研究及其應用中佔據主導地位。認知科學的一個有前景的方向是研究增強智能，或社會和技術系統與個體認知互動和擴展個體認知的方式。增強智慧的認知科學有望幫助社會應對現實世界的重大挑戰，而這些挑戰只能由具有互補技能的個人和機器組成的團隊發現和解決，…
摘要 我們建議定義一個名為「考古生態學」的研究領域，該領域類似於過去 6 萬年的人類與生態系統之間的相互
摘要 我們建議定義一個名為「考古生態學」的研究領域，該領域類似於過去 6 萬年的人類與生態系統之間的相互作用，以便更好地了解人類在其中的地位。考古生態學明確整合了考古學和生態學的問題、數據和方法，並結合了最近和未來的研究，這些研究證明了整合考古、環境和生態數據對於理解過去的有用性。正如環境考古學和古生態學的相關領域已成為不同的研究領域一樣，考古生態學的一個子領域的定義為幫助我們…
摘要 今年，《生物多樣性公約》締約方大會將召開會議，最終確定 2020 年後生物多樣性保護框架，需要對當
摘要 今年，《生物多樣性公約》締約方大會將召開會議，最終確定 2020 年後生物多樣性保護框架，需要對當前保護成功的障礙進行批判性分析。在這裡，我們解決了美國《瀕危物種法案》（通常被認為是全球瀕危物種保護典範）的持久謎題：為什麼成功恢復的物種如此之少？在1992年至2020年期間，我們分析了受關注物種的族群規模趨勢、物種首次申請列入名錄與實際受到保護之間的時間趨勢，以及瀕危物種…
摘要 對能源技術和其他排放源的氣候影響的評估在很大程度上取決於用於比較短期和長期溫室氣體排放的等效指標
摘要 對能源技術和其他排放源的氣候影響的評估在很大程度上取決於用於比較短期和長期溫室氣體排放的等效指標。然而，度量設計選擇的後果尚未完全理解，在實踐中，幾乎普遍使用單一度量，即全球暖化潛勢 (GWP)。近幾十年來，人們提出並評估了許多指標，但哪些指標表現較好以及原因仍有疑問。在這裡，我們就等效指標的設計如何影響氣候政策的結果提出了新的見解。我們將等價度量問題提煉為幾個關鍵的設計…
摘要 圍繞 Bogdanov Takens (BT) 分叉點徘徊的興奮性和抑制性尖峰神經元相互關聯的群體
摘要 圍繞 Bogdanov Takens (BT) 分叉點徘徊的興奮性和抑制性尖峰神經元相互關聯的群體的動力學可以在群體層面上產生觀察到的無標度雪崩和單一神經元高度可變的尖峰模式。這些特徵與大腦自發性內在活動的實驗結果相符。在本文中，我們討論了導致系統到達並保持在該 BT 點附近的機制。我們提出了一種有效的隨機神經場模型，它捕捉平均場模型的動態。我們展示了網路如何透過 STD…
摘要 5' 前導區域的移除是生命所有領域中 tRNA 分子成熟的重要步驟
摘要 5' 前導區域的移除是生命所有領域中 tRNA 分子成熟的重要步驟。該反應由各種 RNase P 活性催化，範圍從具有核酶活性的核糖核蛋白到僅蛋白質形式。在大腸桿菌中，RNase P 介導的切割效率可以透過計算設計的核糖開關元件以配體依賴性方式控制，其中 tRNA 前體的 5' 前導序列要么隔離在髮夾結構中，要么呈現為易於成熟的單鏈區域。在目前的工作中，這種人工構建體的調…
摘要 《文本即資料》代表了社會科學、數位人文和資料科學中文本分析教學的重大進步，它為如何概念化和部署自然
摘要 《文本即資料》代表了社會科學、數位人文和資料科學中文本分析教學的重大進步，它為如何概念化和部署自然語言處理技術提供了一個整合框架，以豐富文本中社會生活的描述性和因果分析。在這裡，我回顧了本書的成就，並強調了未採取的補充路徑，包括對變壓器等最新計算技術的討論，這些技術已經主導了自動語言理解，並且剛開始進入書中展示的仔細研究設計。這些新方法不僅強調文本是來自社會的訊號，而且強…
摘要 提出了一套基於經驗引導的普遍適用的統計方法，用於計算不確定性並測試源自液滴凍結實驗的冰成核溫度光譜
摘要 提出了一套基於經驗引導的普遍適用的統計方法，用於計算不確定性並測試源自液滴凍結實驗的冰成核溫度光譜之間溫度和/或冰活性位點密度的定量差異的顯著性。此類實驗廣泛用於確定不同顆粒樣本的異質冰核特性和冰核顆粒濃度譜，以及均勻冷凍的研究。我們的方法避免了現有方法固有的大多數假設和近似，並且當使用足夠大的樣本量（我們的系統中大約 150個液滴和 = 1000個引導樣本）時，可以捕獲…
摘要 蠟製蜜蜂蜂巢是動物分佈式建築的傑作
摘要 蠟製蜜蜂蜂巢是動物分佈式建築的傑作。當蜜蜂在預先存在的樹洞中築巢時，它們逐漸習慣於處理幾何約束，從而產生不規則的六邊形和拓撲缺陷。我們透過 3D 列印實驗框架來研究蜜蜂如何集體適應環境，並對壓印基礎施加各種限制。蜜蜂建造的蜂巢顯示出重複模式的明顯證據，並且可以透過晶體晶格形成的計算模型進行建模和複製。我們的模型使用局部規則和資訊再現蜂窩結構中的全域不規則性。它還將 Len…
摘要 新冠肺炎 (COVID 19) 疫情宣布兩年多後，我們仍在經歷傳染浪潮
摘要 新冠肺炎 (COVID 19) 疫情宣布兩年多後，我們仍在經歷傳染浪潮。由於這是一個長期的過程，因此有必要使用預測工具來識別區域內的密集活躍地點。本研究介紹了預測模型的開發，該模型用於預測墨西哥及其地區的傳染過程的進展。該方法涵蓋確定性和機率建模的各個方面。確定性部分由經典的 SIR 模型和一些調整組成。機率部分建構並填入一個三維數組，然後用於描述和回憶一段時間後從一種狀…
摘要 目標 應對全球環境挑戰需要廣泛的空間、時間和分類尺度的生物多樣性資料
摘要 目標 應對全球環境挑戰需要廣泛的空間、時間和分類尺度的生物多樣性資料。隨著生物多樣性資料庫的激增，此類數據的可用性最近呈指數級增長。然而，異質的覆蓋範圍、協定和標準阻礙了這些資料庫之間的整合。为了促进下一阶段的数据集成，我们在这里介绍了主要数据库的综合，并研究了（a）数据库的覆盖范围如何随着分类、空间和记录类型的变化而变化； (b) 数据库之间的整合程度如何； (c) 数…
摘要 Abbo 和 Gopher 認為，我們在最近的三篇論文中沒有為馴化研究提供任何新內容（Bogaar
摘要 Abbo 和 Gopher 認為，我們在最近的三篇論文中沒有為馴化研究提供任何新內容（Bogaard 等人，2021；Allaby 等人，2021；Allaby 等人，2022b）。他們聲稱我們沒有提供「創新、新的研究場所」並且「使用新的術語來表達舊的想法」。他們進一步聲稱我們關於馴化的關鍵結論是錯誤的：長期的、共同演化的、包括趨同演化的多種途徑、並且發生在景觀尺度上。在…
摘要 在這篇評論文章中，我們討論無序系統的物理學、推理問題中的相變和計算難度之間的關聯
摘要 在這篇評論文章中，我們討論無序系統的物理學、推理問題中的相變和計算難度之間的關聯。我們引入了代表玻璃系統行為的兩個模型：尖峰張量模型和廣義線性模型。我們將這些問題的隨機（非植入）版本作為典型最佳化問題進行討論，並將植入版本（具有隱藏解決方案）作為統計推理和學習中的典型問題進行討論。基於物理學的思想，這些問題中的許多都存在著從簡單（可在多項式時間內解決）到困難（需要指數時間…
摘要 化學微觀異質性是所有生命系統以及大多數軟質和結晶材料的一個屬性
摘要 化學微觀異質性是所有生命系統以及大多數軟質和結晶材料的一個屬性。其表徵需要大量的技術。這項工作提出了一種量化化學微觀異質性程度的策略。首先，我們的方法需要收集可以透過多指數函數擬合的時間演化訊號。最佳擬合是透過最大熵法確定的。多指數擬合函數的指前項用於估計模糊熵。與透過化學系統的微觀異質性實現模糊集的可能性相關。模糊熵成為可以透過微觀異質化學系統處理的模糊資訊的定量估計。…
摘要 比例恢復規則（PRR）認為，大多數中風倖存者可以預期減少固定比例的運動障礙
摘要 比例恢復規則（PRR）認為，大多數中風倖存者可以預期減少固定比例的運動障礙。作為一種統計模型，PRR 明確地將變化分數與基線值聯繫起來——這種方法有可能引入偽影和有缺陷的結論。我們描述的方法可以評估基線和基線變化之間的關聯，同時避免因數學耦合或由於測量誤差而回歸平均值而產生的偽影。我們也描述了可以比較不同恢復生物學模型的方法。在幾個真實的資料集中，我們找到了基線和變化之間…
摘要 共同組成Myzozoa的頂複門類、甲藻類和色足類的粒線體基因組僅編碼三種蛋白質（細胞色素b [CO
摘要 共同組成Myzozoa的頂複門類、甲藻類和色足類的粒線體基因組僅編碼三種蛋白質（細胞色素b [COB]、細胞色素c氧化酶亞基1 [COX1]、細胞色素c氧化酶亞基3 [COX3]），包含片段化核醣體RNA，並且表現出廣泛的重組、RNA轉拼和RNA 編輯。早期分化的Perkinsozoa是最後一個主要的Myzozoan譜系，其粒線體基因組仍知之甚少。先前對帕金瑟斯基因的報導…
摘要 由於樹木對於生物多樣性以及碳固存等生態系統功能和服務的重要性，保護地球樹木多樣性是一項保護優先事項
摘要 由於樹木對於生物多樣性以及碳固存等生態系統功能和服務的重要性，保護地球樹木多樣性是一項保護優先事項。在這裡，我們透過分析最近開發的涵蓋 46,752 個物種的樹種資料庫，為有效保護全球樹木多樣性奠定了基礎。我們量化每個物種的範圍保護和人為壓力，並在分類學、系統發育和功能多樣性維度上製定保育優先事項。我們還評估了幾個有影響力的建議保護優先框架的有效性，以保護前 17% 和前…
摘要 網絡形成的研究普遍存在於經濟學、社會學和許多其他領域
摘要 網絡形成的研究普遍存在於經濟學、社會學和許多其他領域。在本文中，我們將網路形成建模為網路節點連接其他節點的「選擇」。我們使用離散選擇模型來研究這些“選擇”，其中代理在兩個或多個離散選項之間進行選擇。我們採用「重複選擇」（RC）模型來研究網絡形成。我們認為，RC 模型克服了多項 Logit（MNL）模型的重要局限性，該模型為研究網絡形成提供了一個框架，並且非常適合研究網絡形…
摘要 透過第一原理計算，透過兩種類型的化學取代來研究蜥蜴石黏土 Mg 3(Si2O5)(OH)(4) 的
摘要 透過第一原理計算，透過兩種類型的化學取代來研究蜥蜴石黏土 Mg 3(Si2O5)(OH)(4) 的結構、電子和磁性特性。 Mg2+原子和(OH)( )基團分別被鹼金屬/過渡金屬/後過渡金屬/類金屬/非金屬原子和鹵素取代。根據結構、參數、能帶和態密度計算進行了詳細分析。我們的結果和系統的比較研究展示了化學改性後蜥蜴石物理特性的多功能性。上述修改，例如帶隙和磁性特性對於調整礦…
摘要 使用來自體外研究的公開 scRNA seq 數據對宿主細胞對 SARS CoV 2 感染的反應進行
摘要 使用來自體外研究的公開 scRNA seq 數據對宿主細胞對 SARS CoV 2 感染的反應進行偽時間分析，揭示了一種非線性、三相轉錄反應，並提出了一種全局調節機制。單細胞 RNA 定序 (scRNA seq) 是目前可用於研究數千個細胞對外部擾動的轉錄反應的最強大技術之一。在這裡，我們使用來自人類支氣管上皮細胞以及結腸和迴腸類器官的公開 scRNA seq 數據對 S…
摘要 在多個領域都是必不可少的
摘要 在多個領域都是必不可少的。最簡單的方法是計算 O(n3) 中的所有特徵值（其中 n 是網路中的節點數），然後對屬於區間 [a,b] 的特徵值進行計數。另一種方法是使用西爾維斯特慣性定律，這也需要 O(n3)。儘管這兩種方法都提供了 [a,b] 中特徵值的確切數量，但它們在大型網路中的應用在計算上是不可行的。有時，μ[a,b] 的近似值就足夠了。在這種情況下，切比雪夫方法在…
摘要 在 tRNA 成熟過程中，tRNA 核苷酸轉移酶進行的 CCA 添加是一種獨特且高度準確的反應
摘要 在 tRNA 成熟過程中，tRNA 核苷酸轉移酶進行的 CCA 添加是一種獨特且高度準確的反應。雖然核苷酸選擇和聚合的機制已廣為人知，但為什麼細菌和真核酶在有效催化 CCA 加成的同時卻表現出意想不到的低 tRNA 底物親和力，這仍然是一個謎。為了深入了解這種高保真 RNA 合成的演變，祖先酶的重建和表徵是一種多功能工具。在這裡，我們研究了來自 Gammaproteoba…
摘要 一個區位的比較優勢決定了它的產業結構
摘要 一個區位的比較優勢決定了它的產業結構。目前基於此原則的理論模型並沒有對不同產業或地點的比較優勢如何相互關聯，或者這種關聯模式可能意味著比較優勢的演變採取何種立場採取立場。我們建立了一個簡單的李嘉圖啟發模型，並表明可以透過觀察到的跨地點產業結構或跨產業地點結構之間的簡單相關性來捕捉有關產業間和地點間相關性的隱藏訊息。然後，我們使用這些恢復的資訊來計算隱含比較優勢的衡量標準，…
摘要 網路控制理論越來越多地用於透過神經動力學模擬來描繪大腦的能量景觀
摘要 網路控制理論越來越多地用於透過神經動力學模擬來描繪大腦的能量景觀。這種方法根據使用擴散磁振造影測量的結構連接組來估計模擬大腦迴路激活所需的控制能量，從而量化這些迴路的能量效率。然而，控制能量的生物學基礎仍然未知，阻礙了其進一步應用。為了填補這一空白，透過研究顳葉癲癇作為病變模型，我們發現患者比健康志願者需要更高的控制能量來激活邊緣網絡，特別是癲癇病灶同側。同側和對側顳邊緣…
摘要 分區 P 和層次結構 H 或樹狀分割系統 S 是否相容的問題自然會在廣泛的分類問題中出現
摘要 分區 P 和層次結構 H 或樹狀分割系統 S 是否相容的問題自然會在廣泛的分類問題中出現。在系統發育樹的設定中，我們要問P的集合是否與從樹T中刪除分別代表H或S的一些邊而獲得的連通分量的葉集是否一致。更一般地，我們詢問 T 的細化 T 是否存在，使得 T 和 P 在這個意義上是相容的。後者與是否存在與 P 相容的樹的問題密切相關。我們報告了與分區（的系統）相容的層次結構（…
摘要 我們開發了一種使用拓樸資料分析（TDA）來分析地理空間資料中的空間和時空異常的方法
摘要 我們開發了一種使用拓樸資料分析（TDA）來分析地理空間資料中的空間和時空異常的方法。為此，我們使用持久同源性 (PH)，它允許透過演算法檢測資料集中的幾何空洞並量化此類空洞的持久性。我們建構了一個有效的濾波單純複形（FSC），使得 FSC 中的空洞與異常一一對應。我們的方法不僅僅是識別異常；它還對有關異常之間關係的資訊進行編碼。我們使用葡萄園（可以將其解釋為隨時間變化的持…
摘要 我們研究了兩種關鍵控制措施對流行病傳播的相對重要性：內源性社會自我隔離和外源性強制隔離
摘要 我們研究了兩種關鍵控制措施對流行病傳播的相對重要性：內源性社會自我隔離和外源性強制隔離。我們使用自適應網路、矩閉合和常微分方程的框架來引入新的易感感染恢復（SIR）動力學模型類型。首先，我們將計算成本高昂的自適應網路模擬與其相應的計算高效的 ODE 等效項進行比較，並發現非常一致。其次，我們發現流行病閾值的參數空間存在一條臨界曲線，這表明兩種緩解策略之間存在相互補償效應：…
摘要 人類行為嵌入社交網路
摘要 人類行為嵌入社交網路。人們在這些網路中佔據的位置的某些特徵似乎在個人內部是穩定的。這些特徵可能部分源自於人們思考和行為方式的個體差異，而這可能是由支持社會情緒處理的神經解剖學的個體差異所驅動的。為了研究這種可能性，我們重建了三個研究生群體（N = 275；N = 279；N = 285）的完整社交網絡，其中一部分（N = 112）接受了擴散磁振造影。儘管沒有單獨的一條單獨…
摘要 我們報告了透過自熔法生長的 CaSb2 單晶（低於 T c 的超導，類似於 1.8 K）的費米麵和
摘要 我們報告了透過自熔法生長的 CaSb2 單晶（低於 T c 的超導，類似於 1.8 K）的費米麵和超導參數。德哈斯 範阿爾芬和舒布尼科夫 德哈斯振盪的頻率證明了準二維（準2D）費米麵，與第一原理計算預測的形成狄拉克線的費米麵之一一致。超導狀態下的測量表明，CaSb2 接近 I 型超導體，其 Ginzburg Landau 參數約為 1。考慮兩個超導帶的模型很好地描述了上臨…
摘要 伴侶促進其他（「客戶」）蛋白質的摺疊，進而影響這些客戶的適應性演化
摘要 伴侶促進其他（「客戶」）蛋白質的摺疊，進而影響這些客戶的適應性演化。具體來說，伴侶透過兩種相反的機制影響蛋白質的表型。一方面，它們可以緩衝蛋白質突變的影響，從而有助於保留祖先的突變前表型。另一方面，它們可以增強突變的效果，從而增強突變引起的表型變化。我們研究細菌 Hsp90 伴侶 (HtpG) 如何影響綠色螢光蛋白的演化。為此，我們在低和高細胞濃度的 Hsp90 下進行了…
摘要 我們研究當通訊平台的成員故意和/或無意地扭曲資訊時，通訊平台如何在不審查或事實查核資訊的情況下改善
摘要 我們研究當通訊平台的成員故意和/或無意地扭曲資訊時，通訊平台如何在不審查或事實查核資訊的情況下改善社交學習。訊息保真度取決於社群網路的深度（資訊可以轉發的次數）和廣度（典型使用者與之分享資訊的其他人的數量）。我們描述了真實訊息減去虛假訊息的預期數量如何取決於網路的廣度和深度以及噪音結構。可以透過限制深度來提高訊息保真度，或者如果不可能，則限制廣度，例如限制某人可以轉發給定…
摘要 天體生物學研究生會議 (AbGradCon) 是一個年度會議，由早期職業研究人員、博士後研究員和學
摘要 天體生物學研究生會議 (AbGradCon) 是一個年度會議，由早期職業研究人員、博士後研究員和學生組織，旨在培養下一代天體生物學家並發展強大的群體網絡。 AbGradCon 2021 於 2021 年 9 月 14 日至 17 日以虛擬方式舉行，由東京工業大學地球生命科學研究所 (ELSI) 主辦，此前由於 COVID 19 大流行而推遲了 2020 年的現場活動。會議…
一個被稱為現代共存理論的框架可以透過將入侵成長率劃分為共存機制來“衡量共存”，這些術語對應於共存的解釋類
摘要 物種如何共存？一個被稱為現代共存理論的框架可以透過將入侵成長率劃分為共存機制來“衡量共存”，這些術語對應於共存的解釋類別。有幾種合理的方法來定義共存機制，每種方法都取決於受低密度擾動的物種（入侵者）與保持典型密度的其他物種（居民）的比較。透過概念論證和兩個案例研究，我們比較了計算共存機制的五種方法：1）縮放因子，傳統方法試圖消除調節因素的線性影響； 2）簡單比較，對所有常…
摘要 意外的人口崩潰是自然系統的重要特徵，但許多觀察到的人口崩潰尚未得到解釋
摘要 意外的人口崩潰是自然系統的重要特徵，但許多觀察到的人口崩潰尚未得到解釋。解釋人口崩潰的兩個困難是人口崩潰的相對罕見性和生態系統的多原因性。我們透過實驗微觀世界來解決這個問題，其中有大量紅粉甲蟲族群（赤擬穀盜）的複製品。我們確定種群崩潰是由隨機性和連續的密度依賴性之間的相互作用引起的：產卵率的人口隨機性偶爾會產生高密度的卵；如此之高以至於沒有足夠的麵粉資源來生長隨後的幼蟲。…
摘要 最近的實驗表明，一種環境中的適應性達爾文進化可能會導致多種新特徵的出現，而這些新特徵不會在該環境中
摘要 最近的實驗表明，一種環境中的適應性達爾文進化可能會導致多種新特徵的出現，而這些新特徵不會在該環境中提供直接的好處。然而，這種潛在的非適應性特徵可以在未來的環境中變得適應性強。我們不知道突變或環境驅動的選擇對於此類性狀的出現更為重要。為了找到答案，我們在簡單（單一抗生素）環境和複雜（多種抗生素）環境中以兩種突變率進化出多個野生型和突變型大腸桿菌群體。然後，我們分析了演化族群…
摘要 蛋白質豐度會影響蛋白質基因型的演化，但我們不知道它如何影響蛋白質表現型的演化
摘要 蛋白質豐度會影響蛋白質基因型的演化，但我們不知道它如何影響蛋白質表現型的演化。在這裡，我們研究了蛋白質豐度在綠色螢光蛋白（GFP）向青色螢光新表型演化中的作用。我們透過多個循環的突變和選擇在大腸桿菌中進化了 GFP，並表明低 GFP 表達有利於青色螢光的進化。我們透過實驗測試其預測的計算模型有助於解釋原因：低表達的蛋白質受到更強的正確折疊選擇，這有助於它們在短進化時間尺度…
摘要 人類活動對全球生態系統的影響越來越大
摘要 人類活動對全球生態系統的影響越來越大。同時，經驗和理論證據表明，自然系統可能會因壓力源的逐漸增加而表現出突然崩潰，有時會帶來嚴重的生態和經濟後果。這些災難性的轉變比壓力源變化的預期更快、更大，而且一旦超過臨界點就會發生。驅動生態系統對擾動做出反應的主要機制在於它們的關係架構，即物種如何相互影響以及與物理環境和環境的空間結構如何相互作用。儘管如此，迄今為止關於災難性轉變的現…
摘要 性狀已成為生態和演化科學的重要組成部分，幫助研究人員了解生物體的形態、生理、生長和生命史的功能，以
摘要 性狀已成為生態和演化科學的重要組成部分，幫助研究人員了解生物體的形態、生理、生長和生命史的功能，以及對健康、行為、與環境和生態系統過程的相互作用的影響。然而，測量、編譯和分析性狀資料會帶來資料科學挑戰。我們提供 10 條（大部分）簡單規則，以及一些詳細的擴展，作為制定考慮特徵資料整個生命週期的關鍵決策的指南。本文特別受其最後一條規則的推動，即傳播良好實踐。其目的是讓人們認…
摘要 審慎的風險管理需要考慮最壞的情況
摘要 審慎的風險管理需要考慮最壞的情況。然而，對於氣候變化，人們對這種潛在的未來知之甚少。人為氣候變遷是否會導致全球社會崩潰甚至最終人類滅絕？目前，這是一個尚未充分探索的危險主題。然而，有充分的理由懷疑氣候變遷可能導致全球災難。分析這些極端後果的機制可能有助於激發行動、提高復原力並為政策（包括緊急應變）提供資訊。我們概述了有關極端氣候變遷可能性的當前知識，討論了為什麼理解從最壞…
摘要 我們感謝 Kelman 博士針對「氣候終局之戰」(2) 所做的貢獻「連結學科和數十年」(1)
摘要 我們感謝 Kelman 博士針對「氣候終局之戰」(2) 所做的貢獻「連結學科和數十年」(1)。我們自然同意凱爾曼博士的觀點，即探索災難性氣候情景至關重要、被忽視但也是可能的。我們進一步同意，探索災難性氣候情境需要在現有研究的基礎上進行跨學科工作。研究災難性氣候風險時有豐富的歷史可供參考。凱爾曼強調了其中一些，但還有更深更廣泛的根源。社會學中不僅有佩羅的正常事故理論，還有風…
摘要 我們感謝伯吉斯等人
摘要 我們感謝伯吉斯等人。 (1) 對於他們的貢獻，“災難性氣候風險不應被低估或誇大”，以回應“氣候終局之戰”(2)。我們同意研究災難性氣候情境和緩解極端風險勢在必行。我們不同意災難性情景已經被充分或過度研究。計算政府間氣候變遷專門委員會 AR6 第二工作小組報告中使用的共享社會經濟路徑 (SSP) SSP3 7.0 和 SSP5 8.5 情境並不能很好地代表災難性氣候風險評估…
摘要 我們感謝 Bhowmik 等人
摘要 我們感謝 Bhowmik 等人。他們的信「從氣候殘局到氣候長期博弈」(1)，以回應我們的手稿「氣候殘局：探索災難性氣候變遷情境」(2)。我們一致認為，目前對極端氣候風險的研究還不夠充分，了解它們至關重要且是可能的。我們強烈支持他們對民主、包容性治理和參與性行動研究的呼籲。事實上，這就是為什麼我們在「氣候終局之戰」中建議，災難性氣候風險評估應該「納入公開的協商民主方法，為決…
摘要 我們感謝魯爾和克雷格寫信「為預期治理設計極端氣候變遷情境」(1)，以回應我們的手稿「氣候終局」(2
摘要 我們感謝魯爾和克雷格寫信「為預期治理設計極端氣候變遷情境」(1)，以回應我們的手稿「氣候終局」(2)。我們同意極端氣候風險被忽視，需要進行全面災難性氣候評估。我們也同意，政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）並不是評估災難性氣候風險的完美場所。它的速度很慢，而且其共識決策往往會導致最低公分母結果 (3)，並對極端風險分析提出了挑戰。然而，它所提供的合法性、可信度和經驗是其他…
摘要 我們研究了尋找系外行星生命證據的領先技術的知識論基礎
摘要 我們研究了尋找系外行星生命證據的領先技術的知識論基礎。具體來說，我們考慮用於系外行星大氣光譜分析的“凌日法”，以及將系外行星大氣中的異常化學成分視為潛在生命存在的指標的實踐。我們提出了一種對大氣異常程度進行排名的方法，該方法使用支援向量機的數學裝置，其目的是對生命的特定化學生物特徵保持不可知性。我們認為，我們的方法是透過訴諸維根斯坦首先提出的認知論證的「鉸鏈」模型來證明的…
摘要 我們利用美國 1,400 多個高等教育機構 (IHE) 的檢測和病例數資料集，分析了 2020 年
摘要 我們利用美國 1,400 多個高等教育機構 (IHE) 的檢測和病例數資料集，分析了 2020 年秋季學期（2020 年 8 月至 12 月）這些 IHE 週邊縣的 SARSCoV 2 感染和死亡人數。我們發現，IHE 主要保持在線狀態的縣在 2020 年秋季學期的病例和死亡人數較少；而學期前後，這兩組的 COVID 19 發病率幾乎相同。此外，我們發現，與未報告任何…
摘要 高通量定序方法的進步促進了不同植物系統中多株病毒感染的發現
摘要 高通量定序方法的進步促進了不同植物系統中多株病毒感染的發現。這種現像似乎對於某些病毒物種普遍存在。然而，我們對導致這種混合感染的傳播方面的了解有限。最近，我們報告了草莓斑駁病毒（SMoV）、草莓皺紋病毒（SCV）和草莓病毒1（StrV 1）對單一草莓植株的混合感染。 SCV 和 StrV 1 分別由兩個和三個分子變異體代表，而 SmoV 則具有三個不同的 RNA1 和 R…
摘要 我們考慮一個粒子在具有吸收邊界的楔形內部擴散，並由頂點源產生的不可壓縮流體的徑向流驅動
摘要 我們考慮一個粒子在具有吸收邊界的楔形內部擴散，並由頂點源產生的不可壓縮流體的徑向流驅動。生存機率隨 (時間)( β) 衰減，β 取決於楔形件的張角和與流體動力流相關的雷諾數。指數 beta 的計算簡化為尋找無限深度阱中量子粒子的基態能量，勢阱的形狀由徑向流速決定。
摘要 我們調查了電線上鳥類的佔用統計
摘要 我們調查了電線上鳥類的佔用統計。鳥兒一隻接一隻地降落在一根電線上，並在降落的地方休息。每當一隻新到達的鳥落在已經休息的鳥的固定距離內時，這些休息的鳥就會立即飛走。我們確定電線的穩態佔用率、相鄰鳥之間的間隙分佈以及該過程的其他基本統計特徵。我們簡要討論更高維度中相應可觀測量的猜想。
摘要 在計算領域，教師發揮許多關鍵作用，包括培訓下一代研究人員、推進各種計算主題的科學研究以及將研究轉化
摘要 在計算領域，教師發揮許多關鍵作用，包括培訓下一代研究人員、推進各種計算主題的科學研究以及將研究轉化為實踐。因此，學術人員的組成決定了所取得的進步以及誰從中受益，部分原因是科學領域的人口多樣性可以加速創新並改善問題解決。儘管繼續強調擴大參與，但美國女教師的比例相對於美國女性人口的比例仍然不足二分之一以上，而黑人、西班牙裔和原住民教師的比例則低於五分之一以上。在國際上，電腦研…
摘要 第二次世界大戰期間，美國軍工生產以驚人的速度成長，導致單位成本大幅下降
摘要 第二次世界大戰期間，美國軍工生產以驚人的速度成長，導致單位成本大幅下降。然而，文獻的重點是使用特定產品的小型數據集來闡明這種關係背後的詳細機制。在這裡，我們退後一步，透過觀察前所未有的大量數據，我們發現外生技術進步和增加生產經驗帶來的內生效應都很重要，而且比例大致相似。對軍工產品的需求很大程度上是外生的，產量、累積產量和時間之間的相關性很弱，限制了反向因果關係和多重共線性…
摘要 在本文中，我們首次將科學外交視為一種可以影響和培育總統外交運作的新型政治工具來分析
摘要 在本文中，我們首次將科學外交視為一種可以影響和培育總統外交運作的新型政治工具來分析。我們在 COVID 19 引發的全球危機的背景下進行了這項分析，考慮到獲得疫苗和開發疫苗的技術的困難。我們討論南錐體大流行緊急情況下的俄羅斯與阿根廷關係。該案例提供了一個寶貴的框架，可以提出有效的建議，以納入和協調有關總統外交的科學外交行動。
摘要 週期系統將化學元素之間的順序和相似性交織在一起，源自於對構成化學空間的物質的了解
摘要 週期系統將化學元素之間的順序和相似性交織在一起，源自於對構成化學空間的物質的了解。然而，人們對空間的擴張如何促成 1860 年代製定的系統的出現卻知之甚少。在這裡，我們透過分析 1800 年至 1869 年間的空間表明，在 1826 年左右達到頂峰的不穩定時期之後，化學空間導致系統收斂到 1840 年代清晰可辨的主幹結構。因此，該系統在形成之前就已經在太空中編碼了大約二十…
摘要 雖然科學領域的不平等現像很常見，但大多數理解不平等的努力都將科學家視為孤立的個體，忽略了合作的網路
摘要 雖然科學領域的不平等現像很常見，但大多數理解不平等的努力都將科學家視為孤立的個體，忽略了合作的網路效應。在這裡，我們開發了模型來理清生產力的網絡效應，這些生產力被定義為論文數量，以及個體科學家在其合作網絡中高影響力出版物的突出程度。我們發現，職業中期研究人員的生產力和知名度的性別差異在很大程度上可以透過他們的合著者網絡的差異來解釋。因此，協作網絡充當了社會資本的一種形式，…
摘要 提供者網絡結構與醫院成本、利用率以及較小程度的品質、結果相關；然而，目前尚不清楚這些關係在不同的急
摘要 提供者網絡結構與醫院成本、利用率以及較小程度的品質、結果相關；然而，目前尚不清楚這些關係在不同的急診醫院特徵和美國各州之間是否存在異質性。本研究的目的是評估醫院提供者網絡結構與醫院結果（成本效率和品質）之間是否存在異質關係；並評估測量到的異質效應的來源。我們使用最近的因果隨機森林技術來估計醫院的提供者網絡結構及其績效（跨成本效率和品質）之間的（特定於醫院的）異質治療效果。…
摘要 我們回顧了有關生物醫學創新融資的最新文獻，特別關注藥物開發過程以及如何加強它以改善結果
摘要 我們回顧了有關生物醫學創新融資的最新文獻，特別關注藥物開發過程以及如何加強它以改善結果。我們首先列出有關藥物開發過程的結構及其相關成本和風險的典型事實，並且我們提供的證據表明，隨著時間的推移，挽救生命的治療方法的發現率有所下降，而成本卻有所增加。我們認為，這些結構特徵要求藥物開發（即生物製藥）公司依賴外部融資，同時放大市場摩擦，可能阻礙這些公司獲得融資的能力，特別是對…
摘要 隨機過程的預測狀態是一種非參數且可解釋的構造，與多種建模範例相關
摘要 隨機過程的預測狀態是一種非參數且可解釋的構造，與多種建模範例相關。從時間序列資料進行預測狀態的自監督重建的最新進展集中於使用再現核希爾伯特空間。在這裡，我們研究如何使用 Wasserstein 距離來檢測符號資料中的預測等價性。我們使用基於底層幾何的康托集的有限維序列嵌入來計算序列分佈之間的 Wasserstein 距離（「預測」）。我們表明，透過層次聚類和降維使用所得幾…
摘要 來自近 1000 個物種的數據揭示了生命之樹自然選擇可實現的生物量生產率的上限
摘要 來自近 1000 個物種的數據揭示了生命之樹自然選擇可實現的生物量生產率的上限。對於異養生物，最大生長速率在細菌中與生物體大小呈正相關，但在真核生物中呈負相關；而對於光養生物，藍藻的最大生長速率可以忽略不計，而對於真核生物則呈弱負相關。這些結果對於理解從原核生物到真核生物的轉變以及真核生物的某些群體擴展到多細胞生物的生物能後果具有重要意義。真核生物的縮放係數的大小顯著低於…
摘要 我們解決了隨機環境中的折現過程，這使得可以從經濟角度對未來進行評估
摘要 我們解決了隨機環境中的折現過程，這使得可以從經濟角度對未來進行評估。我們回顧了在連續時間背景下解決不同成熟隨機市場動態問題的幾種方法，其中包括 Feynman Kac 方法。我們也回顧了債券定價理論與折現之間的關係，並從直觀的角度介紹了風險的市場價格和風險中性測度，避免了過多的形式主義。我們為每種經濟模型提供折扣並討論其主要結果。最後，我們總結了我們先前對幾個國家關於長期…
摘要 作者提出了一種新的危重疾病概念模型，該模型擺脫了目前基於綜合徵的框架，轉而採用更精確的生物描述符—
摘要 作者提出了一種新的危重疾病概念模型，該模型擺脫了目前基於綜合徵的框架，轉而採用更精確的生物描述符——在越來越多的轉化證據和 2019 年冠狀病毒病 (COVID 19) 研究的見解的推動下。長期以來，重症醫學的研究和實踐都是透過綜合徵來定義的，儘管綜合徵是臨床上可識別的實體，但事實上，它們是異質狀態的鬆散混合物，對治療的反應可能不同。越來越多的轉化證據——受到嚴重急性呼吸…
摘要 網路科學日益成為流行病學領域和我們應對傳染病威脅的能力的核心
摘要 網路科學日益成為流行病學領域和我們應對傳染病威脅的能力的核心。然而，許多源自現代資料集的網路不僅很大，而且很密集，邊與節點的比率很高。這包括人員流動網絡，其中大多數位置都與許多其他位置有大量連結。模擬大規模流行病需要大量的計算資源，並且在許多情況下實際上是不可行的。減少在這些網路上模擬流行病的計算成本的一種方法是稀疏化，其中基於邊緣重要性的某種度量來選擇邊緣的代表性子集。…
摘要 複雜系統中存在大量級聯故障，Bak Tang Weisenfeld (BTW) 沙堆模型為其分析提
摘要 複雜系統中存在大量級聯故障，Bak Tang Weisenfeld (BTW) 沙堆模型為其分析提供了理論基礎。然而，它沒有考慮節點具有振盪動力學的可能性，例如電網和大腦網路中的節點。在這裡，我們考慮 BTW 模型在其上展開的 Kuramoto 振盪器網絡，使我們能夠研究振盪和級聯動力學之間的反饋如何導致新的湧現行為。我們假設節點與其鄰居越不同步，它就越容易受到攻擊，並相…
摘要 目的 細菌對溫度變化的反應會影響其對植物和人類的致病性
摘要 目的 細菌對溫度變化的反應會影響其對植物和人類的致病性。溫度的變化會影響細菌的細胞和生理反應，進而影響抗生素抗性基因的演化和流行。然而，人們對抗生素抗性基因如何影響微生物溫度反應知之甚少。方法與結果 我們研究了兩個物種—大腸桿菌的生長速率和對溫度的生理反應。大腸桿菌和葡萄球菌。表皮細胞－進化出 13 種抗生素的抗藥性後。我們發現，進化的抗性會導致物種、菌株和抗生素特異性的…
摘要 幾十年來，分光光度計一直用於測量細菌族群的密度，濁度以光密度 OD 表示
摘要 幾十年來，分光光度計一直用於測量細菌族群的密度，濁度以光密度 OD 表示。然而，單獨的 OD 是一個不可靠的指標，並且僅與細胞滴度成比例地精確到約 0.1 的 OD。 OD 和细胞滴度之间的关系取决于分光光度计的配置、穿过培养物的光路长度、细菌细胞的大小和细胞培养物密度。我們證明了讀板機校準對於確定 OD 和細胞數/mL 之間的確切關係的重要性。我们使用四个细菌属和两种尺…
摘要 各種各樣的文化實踐都有一個「隱性」維度，其原則對觀察者來說既不是顯而易見的，也不是專家們明確知道的
摘要 各種各樣的文化實踐都有一個「隱性」維度，其原則對觀察者來說既不是顯而易見的，也不是專家們明確知道的。這就為文化演化帶來了一個問題：如果初學者無法找出可以模仿的原理，專家也無法說出自己在做什麼，那麼隱性知識如何能夠代代相傳？我們提出了一個源自統計物理學的「隱性教學」的領域通用模型，該模型展示瞭如何實現隱性知識的高精度傳輸。當實踐的基本特徵受到相互作用和競爭的約束時，它就適用…
摘要 對從人類糞便樣本中獲得的微生物組和代謝組數據進行綜合分析是更好地了解人類腸道中細菌和代謝物之間在健
摘要 對從人類糞便樣本中獲得的微生物組和代謝組數據進行綜合分析是更好地了解人類腸道中細菌和代謝物之間在健康和疾病方面的相互作用的一個有前途的途徑。然而，從多個來源獲取、處理和統一此類資料集是一項艱鉅且具有挑戰性的任務。在這裡，我們提出了一個公開的、易於使用的、精心策劃的數據集，其中包含來自多個隊列的配對糞便微生物組 代謝組數據。此資料資源使研究人員能夠輕鬆獲得多個完全處理和整合…
摘要 我們最近引入了動態樂譜網絡的概念來表示任何樂曲中的和聲進行
摘要 我們最近引入了動態樂譜網絡的概念來表示任何樂曲中的和聲進行。透過和弦切片的過程，我們獲得了作為複雜網路的樂譜的表示，其中每個和弦都是一個節點，每個進程（語音主導）連結連續的和弦。在本文中，我們使用這種表示形式，使用最先進的統計力學技術從這些網路的拓撲分析中提取有關諧波複雜性的定量資訊。由於複雜網路透過對允許的訊息結構進行編碼來支援資訊通信，因此我們可以透過測量此類網路的熵…
摘要 據推測，宿主對感染的易感性遺傳變異性影響了病毒的演化
摘要 據推測，宿主對感染的易感性遺傳變異性影響了病毒的演化。宿主易感性的差異可以促使病毒多樣化為追蹤不同防禦等位基因（例如抗原多樣性）的病毒株或僅感染最易感的基因型。在這裡，我們研究了宿主防禦的變異性如何決定植物 RNA 病毒的演化命運。我們用蕪菁花葉病毒在擬南芥突變體中進行了演化實驗，這些突變體感染反應訊號路徑或其產物對馬鈴薯病毒感染至關重要的基因受到破壞。根據對感染的反應，…
摘要 我們提出了一種透過研究自旋玻璃基態對單耦合擾動的穩定性來理解零和低溫下自旋玻璃相的方法
摘要 我們提出了一種透過研究自旋玻璃基態對單耦合擾動的穩定性來理解零和低溫下自旋玻璃相的方法。在回顧了有限體積和無限體積基態的柔性、臨界液滴和相關量的概念之後，我們研究了它們的一些屬性，並回顧了部分或完全理解這些量的三個模型。我們也回顧了最近的一項結果，該結果顯示了我們的方法與無序混沌方法之間的關聯。然後，我們透過對基態以上最低能量大尺度激發的每個場景的預測來查看低溫自旋玻璃相…
摘要 背景：從亞硫酸氫鹽轉化的定序資料中調用種系 SNP 變異對傳統軟體提出了挑戰，傳統軟體沒有固有的能
摘要 背景：從亞硫酸氫鹽轉化的定序資料中調用種系 SNP 變異對傳統軟體提出了挑戰，傳統軟體沒有固有的能力將真正的多態性與化學處理誘導的人工突變分離。儘管如此，SNP 數據對於基因分型和了解遺傳背景下的 DNA 甲基化組都是可取的。然而，亞硫酸氫鹽轉化的混雜效應可以透過觀察每條鏈等位基因計數的差異在概念上得到解決，從而透過非互補鹼基對反映人工突變。結果：在此，我們提出了一種計算…
摘要 不同類型缺陷病毒基因組 (DVG) 的產生是 RNA 病毒複製容易出錯的不可避免的結果
摘要 不同類型缺陷病毒基因組 (DVG) 的產生是 RNA 病毒複製容易出錯的不可避免的結果。近年來，一類特定的 DVG，即含有長缺失或基因組重排的 DVG，由於其潛在的治療和生物技術應用而引起了人們的興趣。在高通量定序 (HTS) 資料中識別此類 DVG 已成為一個有趣的計算問題。已經提出了幾種演算法來實現這一目標，儘管所有演算法都會產生誤報，如果必須在實驗室中合成和測試此類…
摘要 適應、回覆和補償的動態一直是微生物演化的中心主題，一些研究試圖解決這些動態如何發生的群體遺傳學問題
摘要 適應、回覆和補償的動態一直是微生物演化的中心主題，一些研究試圖解決這些動態如何發生的群體遺傳學問題。然而，關於某些特徵（突變體的演化以及補償性突變是否完全或部分減輕成本）如何影響補償和回應的演化動態仍然存在疑問。在這項研究中，我們試圖利用計算和理論方法來解釋實驗演化的發現，以便更深入地理解突變率和補償性突變的適應度效應如何影響適應性動態。我們發現，當補償只是部分時，高突變…
摘要 當兩個實體透過共享資源進行合作時，一個實體會向另一個實體放棄一些有價值的東西
摘要 當兩個實體透過共享資源進行合作時，一個實體會向另一個實體放棄一些有價值的東西。這種明顯的利他主義在自然界中經常被觀察到。為什麼？經典治療假設結合資源可以產生直接效益的情況，例如透過互補性或閾值。在此我們要問的是，如果沒有這種情況，合作是否可以預見？我們研究了一個模型，其中資源隨著波動而自我倍增，這是從病毒傳播到金融投資等一系列現象的零模型。存在兩個基本成長率：整體平均成長…
摘要 儘管對皮質脊髓運動控制和中風病理生理學的理解取得了進展，但目前針對中風後上肢麻痺的復健治療在損傷層
摘要 儘管對皮質脊髓運動控制和中風病理生理學的理解取得了進展，但目前針對中風後上肢麻痺的復健治療在損傷層面的療效有限。為了解決這個問題，我們提出了新治療方法的概念案例。我們首先總結了目前對中風後手臂和手部運動控制缺陷的理解以及它們與脊髓損傷（SCI）的共同生理機制。然後，我們回顧了脊髓刺激 (SCS) 用於恢復 SCI 後運動能力的研究，這些研究為增強殘餘皮質脊髓功能提供了令人…
摘要 基於非標準熵的玻爾茲曼 吉布斯恆溫統計的幾種概括或擴展一直是近年來大量研究活動的焦點
摘要 基於非標準熵的玻爾茲曼 吉布斯恆溫統計的幾種概括或擴展一直是近年來大量研究活動的焦點。其中，冪律、非加熵 ?? ≡ ?1−Σ??????−1 (? ε ℝ; ?1 = ??? ≡ −? Σ? ?? ln ??) ?? 的特徵因此，恆溫統計值得仔細研究。在本工作中，我們分析了其中一個特徵，根據該特徵 q 對數函數 ln? ？ ≡ ?1 − ? − 11 −? (ln1 ? …
摘要 制度被描述為「建構政治、經濟和社會互動的人為設計的約束
摘要 制度被描述為「建構政治、經濟和社會互動的人為設計的約束。」制度的廣泛定義涵蓋了社會規範、法律、公司，甚至科學理論。我們描述了一個支持制度準平穩性、週期性和切換的非平衡、多尺度學習架構。個人集體建構構成機構的帳本。代理人只閱讀帳本的一部分——某個機構的正面和負面意見——其“公共立場”，其價值使代理人的偏好相對於競爭對手產生偏見。這些立場編碼了與法律、政黨在政治職位上的權力以…
摘要 本文對土耳其烏魯布倫海岸（約西元前 1320 年）發現的著名青銅時代晚期沉船所攜帶的錫錠進行了首次
摘要 本文對土耳其烏魯布倫海岸（約西元前 1320 年）發現的著名青銅時代晚期沉船所攜帶的錫錠進行了首次全面的來源分析。透過鉛同位素、微量元素和錫同位素分析，本研究顯示來自中亞（烏茲別克和塔吉克）的礦石被用來生產三分之一的烏魯布倫錫錠。剩下的三分之二來自土耳其的托羅斯山脈，即來自青銅時代早期廣泛開採後剩餘的流錫和殘留的低品位礦化。我們的冶金分析結果以及考古和文獻數據表明，文化多…
摘要 老化研究所涵蓋的學科廣度是無與倫比的，從研究影響衰老的力量的進化研究到揭示與年齡相關的功能衰退的潛
摘要 老化研究所涵蓋的學科廣度是無與倫比的，從研究影響衰老的力量的進化研究到揭示與年齡相關的功能衰退的潛在機制的分子研究。儘管共同的焦點是增進我們對老化的理解，但這些學科卻沿著不同的道路前進，幾乎沒有相互影響。我們提出復原力的概念可以彌補這一差距。彈性描述了系統透過返回其原始狀態來響應擾動的能力。儘管復原力已應用於老化研究的一些單獨學科，例如虛弱和認知能力下降，但它尚未被探索為…
摘要 人類如何準確地處理知識、語言、音樂和社會中資訊關係的模式尚不清楚
摘要 人類如何準確地處理知識、語言、音樂和社會中資訊關係的模式尚不清楚。統計學習領域的先前工作已經證明，人類透過建立底層網路結構的內部模型來處理此類資訊。然而，由於人類資訊處理的限制，這些心智圖往往不準確。這種限制的存在提出了明確的問題：給定一個希望人類學習的目標網絡，應該向人類呈現什麼樣的網絡？應該簡單地以原樣呈現目標網絡，還是應該強調網絡的某些部分以主動減少學習中的預期錯誤…
摘要 研究人員被引用的頻率通常對其職業發展起著決定性作用，因為學術機構經常明確或隱含地使用引用指標來評估
摘要 研究人員被引用的頻率通常對其職業發展起著決定性作用，因為學術機構經常明確或隱含地使用引用指標來評估研究影響和生產力。然而，研究表明，引用模式和實踐受到各種偏見的影響，包括被引用作者的聲望以及他們的性別、種族和國籍，無論是自我證明的還是感知的。一些評論員建議研究人員可以透過在提交出版的手稿中包含引文多樣性聲明來解決與社會認同或立場相關的偏見。引文多樣性聲明是放置在稿件參考文…
摘要 我們使用向後柯爾莫哥洛夫方程式方法來理解明顯矛盾的特徵，即在重複公平的硬幣翻轉中遇到不同的固定長度
摘要 我們使用向後柯爾莫哥洛夫方程式方法來理解明顯矛盾的特徵，即在重複公平的硬幣翻轉中遇到不同的固定長度的正面和反面序列的平均等待時間可能不同。对于长度为2的序列，直到序列HH（头 头）出现的平均时间等于6，而序列HT（头 尾）的等待时间等于4。我們給出了長度為3、4和5的序列的等待時間的完整結果；擴展到更長的序列很簡單（儘管更乏味）。我們也推導了矩生成函數，從中可以找到特定序…
摘要 我們開發了一個框架來確定隨機遊走理論中基本量的完整統計行為，即 n(1)、n(2)、n(3)...
摘要 我們開發了一個框架來確定隨機遊走理論中基本量的完整統計行為，即 n(1)、n(2)、n(3)...在時間 t(1)、t(2)、t(3)... 訪問不同站點的機率。從這個多次分佈中，我們表明一維隨機遊走的訪問統計是時間相關的，並且我們量化了該過程的非馬可夫性質。我們利用這些想法為兩次捕獲問題得出意想不到的結果，並確定兩個重要隨機過程（奔跑和翻滾粒子和有偏隨機遊走）的訪問統計…
摘要 人們對構成社會基礎之一的供應和生產網絡的結構、形成和動態知之甚少
摘要 人們對構成社會基礎之一的供應和生產網絡的結構、形成和動態知之甚少。這些網路的復原能力尚不清楚，我們也沒有辦法有系統地監控它們正在發生的變化。迄今為止，單一公司的系統性風險貢獻無法量化，因為除極少數國家外，不存在公司層面的供應網絡數據。在這裡，我們使用電信元資料幾乎即時重建全國範圍內的企業級供應網路。我們發現，鑑於兩家公司之間存在強大的溝通聯繫，觀察供應鏈的機率約為 90%…
摘要 幾十年來，科學出版物的數量一直在迅速增加，知識實際上以驚人的速度過時
摘要 幾十年來，科學出版物的數量一直在迅速增加，知識實際上以驚人的速度過時。只有少數科學里程碑仍然具有相關性並不斷吸引引用。在這裡，我們量化了科學工作被利用的時間、今天的工作被遺忘需要多長時間，以及里程碑論文與那些被遺忘的論文有何不同。為了回答這些問題，我們研究了所有美國物理學會期刊的完整時間引用網絡。我們根據年齡和過去收到的引用次數來量化個別出版物吸引引用的機率。我們在科學引…
摘要 考古學家長期以來一直強調在單一遺址或遺址群進行大規模發掘和多年甚至數十年計畫的重要性
摘要 考古學家長期以來一直強調在單一遺址或遺址群進行大規模發掘和多年甚至數十年計畫的重要性。在這裡，我們將重點放在考古現場策略，稱為取芯、剖析和挖溝 (CPT)，這些策略依賴於相對小規模的挖掘或從先前挖掘的溝渠（又稱測試單元或坑）中的完整沉積物中收集新樣本。來自非洲、亞洲和北美多個地點的例子表明，CPT 對於從考古研究有限或沒有、考古科學方法很少系統應用或僅在相對狹窄的時間段或…
摘要 手性材料與人手類似，具有可區分的右手和左手對映體，它們對外部刺激的反應可能不同
摘要 手性材料與人手類似，具有可區分的右手和左手對映體，它們對外部刺激的反應可能不同。在這裡，我們首次使用基於密度泛函理論（DFT）+PAOFLOW計算的方法來定量估計所謂的共線Rashba Edelstein效應（REE），該效應產生與電荷電流平行的自旋積累，並且可以在手性晶體中表現為依賴手性的電荷到自旋轉換。重要的是，我們揭示了電流引起的自旋積累本質上受到準持久自旋螺旋的保…
摘要 臨近預報是源自經濟學、金融學和氣象學的術語
摘要 臨近預報是源自經濟學、金融學和氣象學的術語。它是指透過間接手段確定當前經濟、市場或天氣的不確定狀態的過程。在本文中，我們描述了一種簡單的雙參數資料分析，該分析揭示了看似混亂的地震活動中隱藏的順序。這些參數之一與重大事件發生前地殼應變硬化物理學所引起的地震靜止機制有關。我們觀察到與加州大地震相關的地震週期，與長期以來的假設類似。可以透過使用接收器操作特徵技能得分形式的機器學…
摘要 在現實世界的系統中通常只能存取或測量自由度的子集
摘要 在現實世界的系統中通常只能存取或測量自由度的子集。因此，經驗建模的正確設定是部分觀測系統的設定。值得注意的是，對於可觀察自由度很少的系統，資料驅動模型始終優於基於物理的模型；例如水文系統。在這裡，我們為這種經驗上的成功提供了算子理論的解釋。為了使用基於物理的模型來預測部分觀測系統的未來行為，必須使用資料同化和模型參數化來明確解釋缺失的自由度。相較之下，資料驅動模型採用延遲…
摘要 非線性化學振盪器系統可以表現出多種非平凡狀態，這取決於表徵它們的參數
摘要 非線性化學振盪器系統可以表現出多種非平凡狀態，這取決於表徵它們的參數。其中，同步現象因其與自然界的化學和生物過程的直接聯繫而受到特別關注。我們對兩組具有不同性質的化學振盪器進行了數值實驗，並將其浸入 Belousov Zhabotinsky 溶液中。我們記錄了不同同步狀態的出現，這些狀態取決於表徵解決方案的參數。我們還表明，在介面區域，該系統在不同同步狀態之間產生穩定的間…
摘要 無細胞表現（CFE）系統是建構合成細胞的主要平台之一
摘要 無細胞表現（CFE）系統是建構合成細胞的主要平台之一。一個主要缺點是跨物種的無細胞系統的正交性。為了產生與最近建立的最小細胞構建體相容的 CFE 系統，我們嘗試使用基因組最小化細胞 JCVI syn3A (Syn3A) 及其親緣關係支原體山羊支原體 (Mcap) 的裂解物來優化基於支原體細菌的 CFE 系統。為了生產支原體衍生的粗裂解物，我們基於大腸桿菌的 S30 方案系…
摘要 無細胞表現（CFE）系統是建構合成細胞的主要平台之一
摘要 無細胞表現（CFE）系統是建構合成細胞的主要平台之一。一個主要缺點是跨物種的無細胞系統的正交性。為了產生與最近建立的最小細胞構建體相容的 CFE 系統，我們嘗試使用基因組最小化細胞 JCVI syn3A (Syn3A) 及其親緣關係支原體山羊支原體 (Mcap) 的裂解物來優化基於支原體細菌的 CFE 系統。為了生產支原體衍生的粗裂解物，我們基於大腸桿菌的 S30 方案系…
摘要 混沌振子的集體動力學引起了包括農業和林業在內的許多領域的廣泛關注
摘要 混沌振子的集體動力學引起了包括農業和林業在內的許多領域的廣泛關注。木本作物的輪生是指一年豐產後一年輕產的現象。通常使用稱為資源預算模型的帳篷圖來研究這種現象。交替結果是由果園中樹木之間的強烈同步引起的，是果樹生長的一個主要問題。為了發展交替結果的控制方法，有必要了解果園中樹木個體和群體層級的同步強度以及交替結果的機制。在本研究中，對 9562 個開心果 (Pistacia…
摘要 當充分互連時，振盪器系統通常會收斂到同步狀態
摘要 當充分互連時，振盪器系統通常會收斂到同步狀態。二十年前，耦合振盪器模型的數學分析揭示了複雜相位的可能性，這種複雜相位表現出同步和非同步簇共存，稱為「嵌合態」。除了在理論模型中重現之外，嵌合體還在專門設計的實驗條件下被觀察到，但它們在自然界中的出現仍然難以捉摸。在這裡，我們報告了在著名的自然同步實現中出現嵌合體的證據：螢火蟲。在額螢火蟲的錄影記錄中，我們觀察到，在單一螢火蟲…
摘要 螢火蟲群中的閃光同步是集體動物行為的一種優雅但難以捉摸的表現
摘要 螢火蟲群中的閃光同步是集體動物行為的一種優雅但難以捉摸的表現。人們已經在世界各地的一些族群中觀察到這種現象，有時甚至得到證實，但究竟哪些物種能夠進行大規模同步仍不清楚，特別是對於低密度的群體而言。我們在這裡解決的根本問題是：鑑於唯一可用的資訊是閃爍的時間和位置，如何將集體閃爍顯示定義為同步？我們提出了不同的統計方法，並將其應用於 Photinus knulli 螢火蟲集體…
摘要 AsymmeTree 是一個靈活且易於使用的 Python 套件，用於模擬基因家族歷史
摘要 AsymmeTree 是一個靈活且易於使用的 Python 套件，用於模擬基因家族歷史。它模擬物種樹，並考慮基因複製、缺失、轉換和水平轉移的聯合作用，以沿著物種樹進化基因家族。為了產生真實的場景，對各種來源的進化率異質性進行了建模。最後，可以沿著基因係統發育模擬核苷酸或胺基酸序列（可選擇性地具有插入缺失、位點間速率異質性和不變位點）。對於所有步驟，使用者可以從一系列替代方…
摘要 開源軟體 (OSS) 廣泛應用於工業、研究和政府領域
摘要 開源軟體 (OSS) 廣泛應用於工業、研究和政府領域。 OSS 代表了一種有效的開發模型，因為它以可擴展的方式利用了許多開發人員的分散工作。當 OSS 開發人員在相互依賴的模組上獨立工作時，他們以生態系統的形式創建了一個更大的有凝聚力的整體，留下了他們的貢獻和協作的痕跡。從這些痕跡中收集的數據使大規模去中心化協作工作的研究成為可能。我們提供有關 Rust 生態系統中數萬名…
摘要 2米長的人類DNA緊密地纏繞在10微米大小的細胞核中
摘要 2米長的人類DNA緊密地纏繞在10微米大小的細胞核中。 DNA 堆積是透過染色質纖維的折疊來解釋的。這種摺疊導致了以下層次結構的形成：染色體區域、區室；密集的基因組區域，稱為拓樸關聯域 (TAD) 或染色質接觸域 (CCD) 和環。我們提出了動態人類基因組折疊成人類淋巴母細胞、幹細胞和纖維母細胞系的分層成分的模型。我們的模型是基於爆炸滲透理論。染色體被建模為圖表，其中 C…
摘要 針對缺失值的社會科學方法可以預測來自密集資料集（通常是調查）中被避免、未要求或遺失的資訊
摘要 針對缺失值的社會科學方法可以預測來自密集資料集（通常是調查）中被避免、未要求或遺失的資訊。作者提出了一種用於缺失資料插補的矩陣分解方法，該方法（1）識別潛在因素，以對受訪者和回應之間的相似性進行建模；（2）對因素進行正則化，以減少其對最佳資料重建的過度影響。這種方法可以使社會科學家從具有大量特徵的稀疏資料集中得出新的結論，例如歷史或檔案來源、高流失率的線上調查或從網路抓取…
摘要 先前的研究表明，大腦皮層功能網絡的空間分佈或功能拓撲存在很大的個體差異
摘要 先前的研究表明，大腦皮層功能網絡的空間分佈或功能拓撲存在很大的個體差異。然而，目前尚不清楚青少年個體化網路的拓樸結構是否存在性別差異。在這裡，我們利用先進的機器學習方法（稀疏正則化非負矩陣分解）來定義 693 名青少年（8 至 23 歲）的個性化功能網絡，這些青少年作為費城神經發育隊列的一部分接受了功能 MRI。使用支援向量機的多變量模式分析根據功能地形對參與者性別進行分…
摘要 儲層計算是一種機器學習範例，它使用高維度動力系統或儲層來近似和預測時間序列資料
摘要 儲層計算是一種機器學習範例，它使用高維度動力系統或儲層來近似和預測時間序列資料。透過電子電路建構水庫，可以提高水庫電腦的規模、速度和功耗，一些實驗研究已經證明了這一方向的前景。然而，設計高品質的儲存器需要精確理解此類電路如何處理和儲存資訊。我們分析了包含線性元件（電阻器、電感器和電容器）和稱為憶阻器的非線性儲存元件的電子儲存器的可行性和最佳化設計。我們提供了有關這些儲層可…
摘要 為了在群體繁殖過程中生存，蜜蜂會形成由數千個懸浮個體組成的密集集群
摘要 為了在群體繁殖過程中生存，蜜蜂會形成由數千個懸浮個體組成的密集集群。這個比個體大幾個數量級的群體如何保持機械穩定？我們假設蜂群的內部結構在機械穩定性方面發揮關鍵作用，而關於該結構的先驗資訊很少。在這裡，我們首次使用 X 射線電腦斷層掃描對蜂群中蜜蜂的位置進行了 3D 重建。我們發現，一層中蜜蜂的質量隨著與附著表面的距離而減少。透過量化大小不同的蜂群（由 4000 10,0…
摘要 背景：隨著多種疾病成為常態而非例外，多種慢性病的管理成為全球醫療保健系統面臨的重大挑戰
摘要 背景：隨著多種疾病成為常態而非例外，多種慢性病的管理成為全球醫療保健系統面臨的重大挑戰。方法：利用英國 2005 年至 2016 年期間包含超過 450 萬名患者的大型全國代表性電子病歷資料庫，我們應用統計方法和網路分析來識別共病對和三聯症，並識別不同人口群體的慢性病群。與許多先前的研究通常採用基於封閉隊列的單一快照的橫斷面設計不同，我們採用縱向方法來檢查多重疾病模式的時…
摘要 人類是地球上每個陸地生態系的活躍組成部分
摘要 人類是地球上每個陸地生態系的活躍組成部分。儘管我們對這些生態系統演變的局部影響是不可否認的，並且有廣泛的記錄，但我們的活動如何改變它們仍然不清楚，部分原因是生態系統是由複雜的非線性反饋過程和級聯效應構成的動態系統。我們認為，只有透過研究大大超過任何人類個體壽命（即遙遠的過去或長期）的時間尺度上的人類與環境的相互作用，我們才有希望充分理解這些過程及其影響。在本文中，我們確定…
摘要 目前，許多病毒是根據其基因組組織及其衣殼和複製相關蛋白的核苷酸/胺基酸序列特性進行分類的
摘要 目前，許多病毒是根據其基因組組織及其衣殼和複製相關蛋白的核苷酸/胺基酸序列特性進行分類的。儘管也考慮了載體特異性和宿主範圍等生物學特徵，但對於大多數最近發現的僅從基因組序列表徵的病毒來說，後來的資訊很少。因此，基因組序列和衍生資訊經常被用作病毒分類的主要（如果不是唯一）標準，這需要對這一過程進行全面審查。在此，我們批判性地解決了高通量測序時代有關 Betaflexivir…
摘要 Helping behaviour is thought to play a major role
摘要 Helping behaviour is thought to play a major role in the evolution of group living animals. Yet, it is unclear to what extent human males and human females use the same stgies to secure s…
摘要 當電腦在 20 世紀 50 年代左右開始成為技術的主導部分時，可靠設計和穩健性的基本問題就變得非常
摘要 當電腦在 20 世紀 50 年代左右開始成為技術的主導部分時，可靠設計和穩健性的基本問題就變得非常重要。它們的發展引發了對新問題的探索，例如是什麼使大腦變得可靠（因為神經元會死亡）以及電腦如何從神經系統中獲得靈感。同時，第一個人工神經網路誕生了。從那時起，大腦和電腦之間的比較觀點就朝著新的、有時是意想不到的方向發展。隨著深度學習的興起和連結組學的發展，需要對硬體和神經複雜…
摘要 全球暖化、棲息地喪失和有限資源的過度開發正在導致令人震驚的生物多樣性下降
摘要 全球暖化、棲息地喪失和有限資源的過度開發正在導致令人震驚的生物多樣性下降。生態系統是複雜的適應性系統，顯示出多種替代狀態，並且可以突然地從一種狀態轉變到另一種狀態。其中一些臨界點已透過數學和計算模型確定和預測。此外，涉及多個尺度，潛在的緩解或乾預方案與從細胞到人類環境耦合系統的特定複雜程度相關。在處理生物圈時，人類是複雜、瀕臨滅絕的生態網絡的一部分，需要考慮新穎的理論和工…
摘要 網路神經科學領域已成為大腦研究的自然框架，並且越來越多地應用於神經科學中的不同問題
摘要 網路神經科學領域已成為大腦研究的自然框架，並且越來越多地應用於神經科學中的不同問題。從學科角度來看，網路神經科學最初是作為圖論（來自數學）和神經科學（來自生物學）的形式整合而出現的。這種早期的整合在描述神經單元在結構和功能上的互連性質方面提供了顯著的效用，並強調了這種互連與認知和行為的相關性。但自誕生以來，該領域的方法論構成並沒有保持靜止。相反，它已經發展到使用越來越先進…
摘要 背景：通常，序列和結構元素被假設為一致進化，使得同源序列位置對應於同源結構特徵
摘要 背景：通常，序列和結構元素被假設為一致進化，使得同源序列位置對應於同源結構特徵。因此，假設一致進化，基於序列和結構相似性的比對可以在單一比對中同時優化兩種相似性。為了模擬序列和結構特徵在位置上不同的不一致演化，我們最近引入了雙比對。這種基於序列和結構的比對的概括最好理解為相同實體的兩個不同的成對比對的比對：一個建模序列相似性，另一個建模結構相似性。結果：可以在四次空間和時…
摘要 城市生態學的一個重要目標是確定耐城市鳥類族群與其非城市祖先和不耐城市物種的差異
摘要 城市生態學的一個重要目標是確定耐城市鳥類族群與其非城市祖先和不耐城市物種的差異。城市成功的關鍵之一可能是對人類活動做出適當的反應，而鳥類將人類視為威脅的程度可以透過它們的逃脫行為來量化。然而，了解個體層面的可塑性需要追蹤已知的個體。我們比較了南加州城市和非城市人群中單獨標記的黑眼燈籠草 (Junco hyemalis) 的飛行起始距離 (FID) 和逃離距離 (DF)。相…
摘要 文章對比較阿爾泰語言學領域的現狀進行了簡要評價，認為過去15年來相對缺乏進展的主要原因是該假設的支
摘要 文章對比較阿爾泰語言學領域的現狀進行了簡要評價，認為過去15年來相對缺乏進展的主要原因是該假設的支持者和反對者分別採取了「同源最大化」和「同源最小化」相互衝突的對立策略，這兩種策略都無法充分解決問題的複雜性。有人建議，為了進一步推進阿爾泰假說，必須制定一個“黃金中間策略”，而實現這一目標的步驟之一可以是採用名稱學重建方法，該方法除了語音對應的規律性之外，更加強調潛在同源詞…
摘要 1972 年 8 月，菲利普·安德森 (Philip Anderson) 的文章《更多即是不同》發
摘要 1972 年 8 月，菲利普·安德森 (Philip Anderson) 的文章《更多即是不同》發表。在其中，他具體化了湧現的概念，認為「在複雜性的每個層次上都會出現全新的屬性」——也就是說，儘管化學受物理定律的約束，但我們不能從物理知識中推斷出化學領域。在這篇具有里程碑意義的出版物發表五十年後，八位科學家描述了他們領域中出現的最有趣的現象。
摘要 物理學領域女性作者被引用不足的情況進行了量化，並提出了可以克服這種不平等的措施
摘要 物理學領域女性作者被引用不足的情況進行了量化，並提出了可以克服這種不平等的措施。婦女對科學學術貢獻的低估是眾所周知的，並且得到了充分的研究。衡量這種歸因不足的一個指標是男性和女性之間的引用差距：相對於預期引用率，女性撰寫的論文被引用不足，而相對於預期引用率，男性撰寫的論文被引用過多。在這裡，我們探討當代物理學中的這一引用差距。我們發現了一種全球性偏見，其中女性撰寫的論文被…
摘要 視覺、聽覺和嗅覺系統外圍的神經迴路被認為可以透過適應自然環境的統計結構，有效地利用有限的資源來表示
摘要 視覺、聽覺和嗅覺系統外圍的神經迴路被認為可以透過適應自然環境的統計結構，有效地利用有限的資源來表示感覺訊息。這種「有效編碼」原理已被用來解釋早期視覺迴路的許多方面，包括光感受器的分佈、視網膜感受野的馬賽克幾何和中心環繞結構、相對於ON途徑的過量OFF途徑、掃視統計以及V1中簡單細胞感受野的結構。我們對這種適應在 V1 以外的皮質更深區域中發生的程度知之甚少。因此，我們回顧…
摘要 氣候變遷是漸進的，但它也可能引起短暫的極端熱浪，超過任何一種生物體的耐熱上限
摘要 氣候變遷是漸進的，但它也可能引起短暫的極端熱浪，超過任何一種生物體的耐熱上限。為了研究耐熱性上限的演化潛力，我們進化了適應寒冷的南極細菌 Pseudoalteromonas haloplanktis，使其能夠在 30°C 下生存，超出了其祖先的耐熱極限。這種高溫適應在多個族群中迅速發生。它涉及以高度並行的方式發生的基因組變化，並減輕了蛋白質錯誤折疊的影響。然而，它也面臨著…
摘要 警方打擊犯罪的努力通常依賴刑事違規報告，這隱含著犯罪、警務和社會之間的複雜關係
摘要 警方打擊犯罪的努力通常依賴刑事違規報告，這隱含著犯罪、警務和社會之間的複雜關係。因此，犯罪預測和預測性警務引發了爭議，最新的基於人工智慧的演算法對犯罪社會系統的了解有限。在這裡，我們表明，雖然預測模型可以透過刑事監視來增強國家權力，但它們也可以透過追蹤犯罪執法中的系統性偏見來實現對國家的監視。我們引入了一種隨機推理演算法，透過從事件報告中學習時空依賴性來預測犯罪，在芝加哥…
摘要 科學及其演化是基於複雜的知識論結構
摘要 科學及其演化是基於複雜的知識論結構。這種結構的兩個支柱無疑是熱情和懷疑，沒有這兩種成分，就很難獲得紮實的知識，當然也無法保證獲得紮實的知識。我們的朋友兼同事讓·威利·安德烈·克萊曼斯（Jean Willy André Cleymans，1944 2021）以其開放的個性、對創新的高度和長期的興趣以及在高能物理領域公認的領導地位，構成了前者的美麗典範。最近，約瑟夫·卡普斯塔…
摘要 詞嵌入模型是一種表示多維概念空間的強大方法，在多維概念空間中，所傳達的概念相互關聯、組合和競爭
摘要 詞嵌入模型是一種表示多維概念空間的強大方法，在多維概念空間中，所傳達的概念相互關聯、組合和競爭。此類模型代表了機器學習的最新進展，使學者能夠根據大規模文本資料中的局部和全局單字共現，以最小的語義失真有效地編碼複雜的意義系統。儘管它們的使用有可能擴大組織科學中的理論可能性，但嵌入對於組織學者來說在很大程度上是未知的，已知它們僅被用於有限的用途，並且它們仍然與可以在組織社區內…
摘要 人類癌症由一系列異質性疾病組成，具有不同的進展模式和對治療的反應
摘要 人類癌症由一系列異質性疾病組成，具有不同的進展模式和對治療的反應。然而，它們都是在限制其自然歷史的宿主環境中發展的。由於它發生在多種生物體中，因此我們可以推測癌症多重宇宙中存在秩序。有沒有辦法在可能的範圍內捕獲廣泛的腫瘤類型？在這裡，我們定義了腫瘤空間，這是一個整合了癌症複雜性的生態、演化和發育組成部分的座標系。腫瘤的空間位置是由其沿著這三個軸偏離健康組織而產生的，而進展…
摘要 半群 S 的無向冪圖 G(S) 是具有頂點集 S 的無向圖，其中兩個頂點 u、v 是 S 的元素，
摘要 半群 S 的無向冪圖 G(S) 是具有頂點集 S 的無向圖，其中兩個頂點 u、v 是 S 的元素，當且僅當存在正整數 In 使得 u(m) = v 或 v(m) = u 時相鄰。在這裡，我們研究一類阿貝爾群的冪圖，並在這種情況下回答冪圖是否是哈密頓量的問題。
摘要 微生物組工程提供了利用微生物群落來改善人類健康、農業和氣候成果的潛力
摘要 微生物組工程提供了利用微生物群落來改善人類健康、農業和氣候成果的潛力。為了將這種潛力轉化為現實，可靠地預測群落組成和功能至關重要。但是，我們可以組合微生物物種的方式數量激增，阻礙了對群落功能進行編目的強力方法。另一種方法是使用簡化的機械模型對微生物群落結果進行參數化，然後將這些模型推斷到我們採樣範圍之外。但這些方法仍然需要大量數據，並且需要先驗地指定包含哪些機制以及省略哪…
摘要 由於人類世帶來的第六次大規模滅絕，地球生物圈正經歷劇烈的重組
摘要 由於人類世帶來的第六次大規模滅絕，地球生物圈正經歷劇烈的重組。已證明，局部和區域物種滅絕的影響會透過它們所屬的複雜相互作用網絡傳播，導致二次滅絕並加劇生物多樣性喪失。當代生態理論已經發展了多種方法來分析生物多樣性喪失下生態網絡的結構和穩健性。然而，仍缺乏用於直接模擬和量化滅絕級聯以及創建新穎的相互作用（即重新佈線）的工具箱。在這裡，我們介紹了 NetworkExtinct…
摘要 孤獨有損幸福感，常常伴隨著自我報告的不被他人理解的感覺
摘要 孤獨有損幸福感，常常伴隨著自我報告的不被他人理解的感覺。是什麼導致孤獨的人產生這種感覺？我們使用 66 名一年級大學生的功能性 MRI 來不引人注目地測量人們對自然刺激的心理處理的相對一致性，並測試孤獨的人是否真的以特殊的方式處理世界。我們發現了這種特質的證據：孤獨個體的神經反應與同儕不同，特別是在默認模式網路的區域中，在這些區域中，相似的反應與共同的觀點和主觀理解相關。…
摘要 我們估計了 2021 年 12 月 5 日之前在 25 個低收入和中等收入國家 (LMIC) 中未
摘要 我們估計了 2021 年 12 月 5 日之前在 25 個低收入和中等收入國家 (LMIC) 中未發現的 SARS CoV 2 Omicron 變種出現的機率。在 9 個國家中，風險超過 50%；在土耳其、巴基斯坦和菲律賓，這一比例超過99%。美洲的風險通常低於歐洲或亞洲。
摘要 2021 年諾貝爾物理學獎表彰了複雜系統在自然科學中的基本作用
摘要 2021 年諾貝爾物理學獎表彰了複雜系統在自然科學中的基本作用。為了慶祝這一里程碑，這篇社論介紹了 JPhys Complexity 編輯委員會對該領域的成就、挑戰和未來前景的觀點。為了區分每位編輯的聲音和觀點，這篇社論由一系列編輯觀點和對少數選定主題的反思組成。複雜性科學領域的全面、多方面的觀點出現了。我們希望並相信這次公開討論將為複雜系統的未來研究帶來啟發。
摘要 作者提出了一個令人信服的案例，證明行為科學家錯誤地專注於改善個人決策，從而轉移了對影響個人決策的遊
摘要 作者提出了一個令人信服的案例，證明行為科學家錯誤地專注於改善個人決策，從而轉移了對影響個人決策的遊戲規則（社會制度和政策）的必要改變的注意力。為了解決這個問題，公共政策的行為科學需要重新思考基本的經濟概念，包括偏好和激勵。
摘要 延續經濟學和生物學之間長達數世紀的交流，我們的生殖偏差模型是對雇主和員工之間委託代理關係的改編
摘要 延續經濟學和生物學之間長達數世紀的交流，我們的生殖偏差模型是對雇主和員工之間委託代理關係的改編。受紫馬丁鳥 (Progne subis) 和天青鹀 (Passerina amoena) 案例的啟發，我們模擬了一個占主導地位的雄性，其健康不僅可以通過強制從屬雄性來提高，而且，在強制不可能或不具有成本效益的情況下，還可以通過為下屬提供積極的健康激勵，誘導他以有助於行事主導的雄…
摘要 我們將市場、國家和公民社會視為制度和政策的各個面向來闡述，這些制度和政策可能為瑪格麗特·萊維和扎卡
摘要 我們將市場、國家和公民社會視為制度和政策的各個面向來闡述，這些制度和政策可能為瑪格麗特·萊維和扎卡里·烏戈爾尼克提出的擴大命運共同體奠定基礎。我們所說的「協同單純形」為研究和辯論替代方案提供了一種語言和路線圖，作者（以及他們領導的道德政治經濟學計畫）已經卓有成效地啟動了這個過程。
摘要 利用人口和旅行成本模型，重建了智人在非洲和全球擴張的模式
摘要 利用人口和旅行成本模型，重建了智人在非洲和全球擴張的模式。然而，建模路線本身就受到遷移率的影響，反之亦然。我們將運動「高速公路」與人口元胞自動機結合起來，預測了世界上最早的人類活動之一——75,000 至 50,000 年前的薩胡爾事件。高速公路加權模型的新結果包括：(i) 與基於定向無監督模型（ 5000 年）的預測大陸飽和時間（ 10,000 年）相比，預測的大陸飽和…
摘要 週期系統對構成化學空間的已知物質在給定時間產生的化學元素之間的順序和相似性進行編碼
摘要 週期系統對構成化學空間的已知物質在給定時間產生的化學元素之間的順序和相似性進行編碼。儘管系統融入了新的元素，但與剩餘空間的連結仍有待分析，這就引出了指數成長的空間如何影響週期系統的問題。在這裡，透過分析1800年至2021年的空間，我們發現該體系透過六個階段向目前的穩定結構收斂，分別為元素的發現（1800 1826）、體系核心結構的出現（18 26 1860）、有機化學偏…
摘要 在我們的論文「基於頻率的大腦網路：從多重框架到完整的多層描述」（ 6 中的圖的顏色時，我們在正文中
摘要 在我們的論文「基於頻率的大腦網路：從多重框架到完整的多層描述」（ 6 中的圖的顏色時，我們在正文中發現了一個標籤錯誤。在圖 6 中，我們顯示了從 MEG 資料中獲得的四個不同網路重建的 λ2 值：同質多重網路（黑色圓圈）、異質多路網路（紅色圓圈）、同質全多層網路（橘色圓圈）和異質全多層網路（藍色圓圈）。這只是標籤中的錯誤，我們希望糾正它以防止可能的混淆。我們論文中的其他所…
摘要 線上產品評論是消費者做出購買決定時無處不在且有用的資訊來源
摘要 線上產品評論是消費者做出購買決定時無處不在且有用的資訊來源。消費者依靠評論的定量方面（例如效價和數量）以及文字描述來了解產品品質和合身性。在本文中，我們展示了自然語言處理的新成就如何為各種與評論相關的寫作任務提供重要幫助。在有趣的葡萄酒評論背景下，我們證明機器能夠執行直接從相當少量的產品屬性資料（元資料）撰寫專家評論的關鍵行銷任務。我們進行了一種「圖靈測試」來評估人類對機…
摘要 我們根據太陽能發電和儲存組合系統中的過剩容量確定實現給定可靠性的自給自足所需的能量儲存
摘要 我們根據太陽能發電和儲存組合系統中的過剩容量確定實現給定可靠性的自給自足所需的能量儲存。根據聖路易斯地區 40 年的太陽能數據，我們制定了一個統計模型，用於產生數百萬年的合成日照數據。我們使用這些數據來監測冬至附近儲存系統的能量消耗。根據這些信息，我們為所需的存儲以及成本優化的系統配置的性質（作為可靠性和過剩發電容量的函數）制定了明確的公式。最大限度地降低發電和儲存組合系…
摘要 現在，在自然的時間和空間尺度範圍內展開的現實生活活動有可能成為認知研究的主要目標
摘要 現在，在自然的時間和空間尺度範圍內展開的現實生活活動有可能成為認知研究的主要目標。此類研究的進展需要採用目前該領域不常見的綜合方法。當與徹底且生態上有效的經驗描述一起執行時，正確開發的實驗室任務可以作為模型系統來捕捉目標現實生活活動的要點。當整合在一起時，這兩種研究的數據可以促進控制該活動的心理和神經過程的因果分析和建模，從而比任何一種方法單獨提供更全面的解釋。由此產生的…
摘要 識別氣候驅動因素對於了解和預測蚊媒感染的流行至關重要，蚊媒感染的族群動態通常表現出季節性和多年
摘要 識別氣候驅動因素對於了解和預測蚊媒感染的流行至關重要，蚊媒感染的族群動態通常表現出季節性和多年週期。不同的研究需要考慮哪些氣候協變量，從溫度等當地因素到厄爾尼諾南方濤動等遠端驅動因素。利用部分小波相干性，我們對蚊媒疾病發生率與給定氣候因素之間的非平穩關聯進行了系統性研究，同時控制了另一個氣候因素。對全球不同地理尺度的近 200 個登革熱和瘧疾時間序列的分析表明，全球氣…
摘要 生態學中的尺度方法假設性狀是生物體影響生態系功能的主要屬性
摘要 生態學中的尺度方法假設性狀是生物體影響生態系功能的主要屬性。然而，最近的幾篇實證論文發現性狀和生態系統功能之間的聯繫很弱，對基於性狀的生態學（TBE）的有用性提出了質疑。我們認為這些研究常常存在一種或多種普遍存在的誤解。具體來說，這些研究經常（i）與TBE的概念基礎相衝突，（ii）缺乏理論或假設驅動的性狀選擇和使用，（iii）傾向於忽略種內變異，以及（iv）使用不太適合對…
摘要 在這項縱向研究中，我們採用複雜性方法來檢查與 COVID 19 大流行期間遵守行為措施相關的變數的
摘要 在這項縱向研究中，我們採用複雜性方法來檢查與 COVID 19 大流行期間遵守行為措施相關的變數的時間動態。荷蘭參與者 (N = 2399) 在 10 週內（2020 年 4 月 23 日至 6 月 30 日）完成了五次與 COVID 19 相關變數的調查。利用這些數據，我們估計了人體內的 COVID 19 態度網絡，其中包含廣泛的心理變數及其關係。這些網絡顯示變數在測量…
摘要 目前的研究說明如何採用經驗心理網絡方法來揭示風險認知和相關心理變項的交互作用
摘要 目前的研究說明如何採用經驗心理網絡方法來揭示風險認知和相關心理變項的交互作用。為此，我們提出了一個關於當地居民對其直接生活環境中危險物質處理相關風險認知的案例研究，該案例結合了根據荷蘭居民調查數據估計的網絡中不同級別的綜合風險認知框架（N = 1026）。此外，我們透過比較城市（即化學集群附近的讚丹 [n = 457] 和化學公司較少的代芬特爾 [n = 569]）來研究…
摘要 房室模型在描述涉及不同類型池之間的質量運動的系統動力學方面發揮著重要作用
摘要 房室模型在描述涉及不同類型池之間的質量運動的系統動力學方面發揮著重要作用。我們開發了一種理論來分析具有時間依賴性（即非自主）傳輸速率的線性區室系統中不同池中質量的平均年齡，其中涉及表徵粒子在特定池中花費的平均時間的傳輸時間。我們應用我們的理論結果來研究九維分區系統，池之間具有時間依賴性通量，模擬碳循環，這是卡內基 艾姆斯 史丹佛方法模型的修改。了解傳輸時間和平均年齡可以將…
摘要 識別新的藥物 標靶交互作用是藥物發現的關鍵和限速步驟
摘要 識別新的藥物 標靶交互作用是藥物發現的關鍵和限速步驟。雖然深度學習模型已經被提出來加速識別過程，但在這裡我們表明，最先進的模型無法推廣到新穎的（即從未見過的）結構。我們揭示了造成這一缺點的機制，展示了模型如何依賴利用蛋白質 配體二分網路拓撲的捷徑，而不是學習節點特徵。在這裡，我們介紹 AI Bind，這是一種將基於網路的採樣策略與無監督預訓練相結合的管道，以改進新型蛋白質…
摘要 5% 的固定單側顯著水準通常用於解釋隨機臨床試驗 (RCT) 結果的統計顯著性
摘要 5% 的固定單側顯著水準通常用於解釋隨機臨床試驗 (RCT) 結果的統計顯著性。雖然有必要降低假陽性率，但可以定量且透明地選擇所使用的閾值，以具體反映患者對利益 風險權衡的偏好以及其他考慮因素。如何將患者偏好明確納入帕金森氏症 (PD) 的隨機對照試驗中？這對設備批准的統計閾值有何影響？在此分析中，我們將貝葉斯決策分析 (BDA) 應用於從調查數據中得出的 PD 患者偏好…
摘要 我們引入了量子力學的一種特殊的非線性推廣，它具有這樣的性質：它可以根據通常線性量子力學問題的哈密頓
摘要 我們引入了量子力學的一種特殊的非線性推廣，它具有這樣的性質：它可以根據通常線性量子力學問題的哈密頓量的特徵值和特徵函數來精確地求解。我們希望這個簡單的例子能闡明解釋量子力學非線性推廣的一些問題，這些問題是為了解決有關量子測量理論的問題而提出的。
摘要 在這項工作中，我們研究了限制勢中 Gross Pitaevskii 方程式 (GPE) 的恆定密度
摘要 在這項工作中，我們研究了限制勢中 Gross Pitaevskii 方程式 (GPE) 的恆定密度（平頂）解的存在性和穩定性。這些是透過使用「反問題」方法建構的，該方法對應於識別限制電位，使平頂波形成為 GPE 的精確解。在一維情況下，精確解是穩態扭結解和反扭結解總和，在重疊區域中，密度是恆定的。在較高的空間維度中，精確解是此波函數的推廣。在沒有自相互作用的情況下，限制勢…
摘要 從多世紀的角度分析資訊流的空間和時間特性可以闡明人力資源使用策略的可持續性
摘要 從多世紀的角度分析資訊流的空間和時間特性可以闡明人力資源使用策略的可持續性。本文使用歷史和考古資料集來評估空間、時間、認知和文化限制如何影響過去社會中生態系統資訊的生成和流動，從而導致永續實踐的權衡。雖然眾所周知，優先事項相互衝突會阻礙成功的結果，但東波利尼西亞、北大西洋和美國西南部的案例研究表明，不完美的資訊也可能成為永續發展的主要障礙。我們正式開發了環境資訊流和感知（…
摘要 不同物種個體體型的成長或多或少取決於資源可用性等環境因素
摘要 不同物種個體體型的成長或多或少取決於資源可用性等環境因素。因此，個體生長曲線可以在很大程度上是固定的或更具可塑性。關於表型可塑性的經典理論假設這種可塑性具有相關成本。相反，根據動態能源預算理論，在資源可用性變化的情況下保持固定的成長率將產生額外的能源成本。在本文中，我們探討了個體生長曲線中可塑性程度和非可塑性、與環境無關的個體生長速率的同步演化。我們探討了可能的額外能量成…
摘要 現代社會依賴許多相互依存的網絡，如電網、供應鏈網絡和生態網絡
摘要 現代社會依賴許多相互依存的網絡，如電網、供應鏈網絡和生態網絡。本視角描述了利用統計物理和控制理論的見解來開發此類複雜網路和基礎設施系統的更好控制和管理策略的進展和挑戰。現實世界的網路通常由數以百萬計的異質元素組成，這些元素在多個時間尺度和長度尺度上相互作用。統計物理和控制理論領域都為理解、建模和控制這些系統提供了不同的觀點。為了解決現實世界的系統問題，這些領域之間需要更多…
摘要 人類和野生動物的一類高度多樣化的病原體，包括瘧原蟲惡性瘧原蟲，依賴多基因家族來編碼抗原變異
摘要 人類和野生動物的一類高度多樣化的病原體，包括瘧原蟲惡性瘧原蟲，依賴多基因家族來編碼抗原變異。因此，儘管在高傳播環境下當地人群的免疫力很高，但仍觀察到高（無症狀）盛行率。 「毒株」和編碼這種變異的基因的巨大多樣性對此類傳染病群體動態的既定模型的應用提出了挑戰。基於代理的模型已經被制定來解決菌株共存和結構的理論，但它們的複雜性可能限制應用以深入了解種群動態。受惡性瘧原蟲瘧疾的…
摘要 物理學最難的問題是什麼
摘要 物理學最難的問題是什麼？雖然肯定沒有唯一的答案，但幾乎任何人都會同意湍流是一個強有力的競爭者。湍流在宇宙中無所不在，包括廣泛的空間和時間尺度。在三維 (3D) 均勻和各向同性湍流中，能量從大尺度轉移到小尺度，即直接級聯。在二維 (2D) 中，情況正好相反，即逆級聯。由於行星自轉、密度分層和層幾何形狀，地球和天文物理背景中的許多重要流動都是各向異性的。透過改變各向異性的程度…
摘要 自然界生態群落的動態通常以涉及入侵動態的機率過程為特徵
摘要 自然界生態群落的動態通常以涉及入侵動態的機率過程為特徵。然而，由於技術挑戰，大多數理論和實驗研究都集中在共存動力學上。因此，了解共存結果在多大程度上可用於預測與自然系統相關的類似入侵結果已變得至關重要。在這裡，我們研究幾何和機率 Lotka Volterra 框架下這種可預測性的限制。我們表明，雖然共存動態中的個體生存機率可以相當接近地轉化為入侵動態中的入侵者殖民機率，但…
摘要 儘管認知圖假說在哺乳動物中得到了很好的證實，但它在昆蟲導航研究中引發了長達數十年的持續爭論，涉及該
摘要 儘管認知圖假說在哺乳動物中得到了很好的證實，但它在昆蟲導航研究中引發了長達數十年的持續爭論，涉及該領域許多最著名的研究人員。在本文中，我將這場爭論置於 20 世紀動物行為研究的更廣泛背景下，並認為這場爭論之所以持續存在，是因為相互競爭的研究團體受到不同的認知目標、理論承諾、首選動物主題和研究實踐的指導。本文提供的認知地圖的擴展歷史表明，認知地圖論點中的利害關係不僅僅是表徵…
摘要 COVID 19 大流行後，世界各地許多人留在家裡，這極大地改變了城市中的人類活動
摘要 COVID 19 大流行後，世界各地許多人留在家裡，這極大地改變了城市中的人類活動。這一特殊時刻為研究人員提供了測試城市動物如何應對人類幹擾的機會，在某些情況下測試有關城市行為對動物行為的機械影響的基本問題。然而，在這次「人類更年期」結束時，人類活動又回到了城市。這些強烈的變化在短期和長期內會如何影響野生動物？我們關注恐懼反應，這是忍受城市生活的重要特徵。我們在人類更年期…
摘要 儘管自然群體通常會受到多種壓力源的影響，但過去的大多數研究都集中在單一壓力源和兩個壓力源的相互作用
摘要 儘管自然群體通常會受到多種壓力源的影響，但過去的大多數研究都集中在單一壓力源和兩個壓力源的相互作用上，而很少關註三個或更多壓力源之間的高階相互作用。然而，高階相互作用似乎越來越普遍。因此，我們使用最近引入和改進的框架來重新分析高階生態相互作用。我們對過去 100 年（1920 2020 年）進行了文獻回顧，並重新分析了 38 篇已發表論文中的 142 個生態三壓力源相互作…
摘要 突變之間的相互作用（上位性）會大大增加基因型 表現型圖譜的複雜性，從而妨礙我們預測演化的能力
摘要 突變之間的相互作用（上位性）會大大增加基因型 表現型圖譜的複雜性，從而妨礙我們預測演化的能力。然而，最近的研究表明，突變的適應度效應通常可以使用簡單的線性關係從其遺傳背景的適應度來預測。這種現象稱為全域上位性，已被用來重建適應度景觀並推斷各種背景下的適應性軌跡。然而，人們很少關注全球上位性模式如何受到環境變遷的影響，儘管這種變化常常是演化的主要驅動力。這與抗藥性的演化尤其…
摘要 從美國返回墨西哥的移民對當地工人有何影響
摘要 從美國返回墨西哥的移民對當地工人有何影響？返回的移民增加了當地的勞動力供應，可能會傷害當地工人。然而，由於接觸了更先進的美國經濟，他們也可能擁有有利於非移民的人力資本。使用基於非自願返回移民的工具，我們發現，雖然與返回者從事相同職業的工人的工資有所下降，但從事其他職業的工人的工資卻有所上升。然而，這些影響是暫時的，並且僅限於接收海歸的城市工業。相較之下，海歸透過提高僱用他…
摘要 環境對免疫表型的影響已有充分記錄，但我們對環境中哪些元素影響免疫系統以及如何影響免疫系統的理解仍然
摘要 環境對免疫表型的影響已有充分記錄，但我們對環境中哪些元素影響免疫系統以及如何影響免疫系統的理解仍然模糊。行為，包括與他人的社交，是個人與環境互動的核心。因此，我們追蹤了室外圍欄中三種近交品系的野生實驗室小鼠的行為，並檢查了行為的貢獻，包括從時空共現測量到的與免疫表型的關聯。我們發現野化後小鼠品系之間和內部的個體和社會行為存在廣泛差異。此外，我們發現兩個人的相關性越強，他們…
摘要 透過擇偶進行的性選擇是一種強大的力量，可以導致演化變化，而解釋雌性為何選擇特定配偶的模型對於理解其
摘要 透過擇偶進行的性選擇是一種強大的力量，可以導致演化變化，而解釋雌性為何選擇特定配偶的模型對於理解其影響至關重要。主要的擇偶理論假設偏好僅由遺傳決定，但這個假設仍缺乏廣泛的支持。此外，偏好往往因個人或人群而異，無法與顯著的男性特徵相對應，或隨環境而變化，這些模式無法由主導模型預測。在這裡，我們提出了一種新模型，用一種通用的假設機制「推斷吸引力」來解釋這種擇偶複雜性。在這個模…
摘要 背景：跨部門合作和聯盟是預防兒童肥胖的有希望的方法，但很少有經驗證據表明它們如何影響改變
摘要 背景：跨部門合作和聯盟是預防兒童肥胖的有希望的方法，但很少有經驗證據表明它們如何影響改變。我們假設，聯盟成員對兒童肥胖預防知識和參與度的變化可以透過社交網絡傳播，進而影響政策、系統和環境。方法：我們研究了 2015 17 年馬薩諸塞州薩默維爾的一個專注於兒童早期肥胖預防的社區聯盟（N = 16，Shape Up Under 5“SUU5 委員會”）。知識、參與度和社交網絡…
摘要 我們研究了具有基於電導的突觸的尖峰洩漏整合和激發神經元的興奮性和抑制性（EI）稀疏連接群體的自發性
摘要 我們研究了具有基於電導的突觸的尖峰洩漏整合和激發神經元的興奮性和抑制性（EI）稀疏連接群體的自發性臨界動力學。我們使用自下而上的方法來推導單一神經元增益函數和線性泊松神經元近似，我們用它來研究 EI 群體及其分叉的平均場動力學。在低發射率狀態下，靜止狀態因鞍結或 Hopf 分岔而失去穩定性。特別是，在 Bogdanov Takens (BT) 分岔點（即二維動力系統的 H…
」在新劇《塞梅爾維斯博士》的開頭，這個奇怪的小個子男人在舞台邊緣大聲喊道
摘要 「聞！」在新劇《塞梅爾維斯博士》的開頭，這個奇怪的小個子男人在舞台邊緣大聲喊道。當他走上舞台時，他又重複了幾次——對自己、對觀眾、對其他角色、對任何願意聽的人。這個神秘的聲明是對即將展開的事件的故意預示，觀眾將與這個人一起旅行——很快就被確認為伊格納茲·塞梅爾維斯 (Ignaz Semmelweis)，一位 19 世紀的匈牙利醫生，他的簡單發現最終將永遠改變醫學。
摘要 COVID 19 對個人的影響尤其嚴重，取決於他們生活和工作的地點以及他們的種族、民族和社會經濟地
摘要 COVID 19 對個人的影響尤其嚴重，取決於他們生活和工作的地點以及他們的種族、民族和社會經濟地位。研究記錄了整個大流行期間關鍵時刻的災難性差異，但尚未系統地追蹤其嚴重程度。使用 2020 年 3 月 11 日至 2021 年 6 月 1 日的匿名住院數據和細粒度感染住院率，我們按年齡組和郵政編碼估計了德克薩斯州奧斯汀市 COVID 19 隨時間變化的負擔。在這 15 …
摘要 在美國，規範在公共場合攜帶槍支的法律因州而異
摘要 在美國，規範在公共場合攜帶槍支的法律因州而異。在一場廣為人知的事件中，新墨西哥州州長最近在一系列槍支暴力事件發生後，發布了一項緊急命令，暫時禁止在某些地區攜帶槍支，從而廢除了新墨西哥州的攜帶權法，並援引了一般社會暴力的統計閾值，在該閾值下，攜帶權法應被取代。在本文中，我們將這種政策幹預建構為一個動態系統模型，該模型將槍支暴力的發生率作為槍支流行率的函數來衡量。我們表明，州…
摘要 本研究分析了（1）民族國家內產生的科學出版物與（2）該民族國家簽署的聯合國關於氣候變遷研究和永續發
摘要 本研究分析了（1）民族國家內產生的科學出版物與（2）該民族國家簽署的聯合國關於氣候變遷研究和永續發展準則的決議之間的一致性。這項工作首先使用廣泛的科學計量學資料庫對智利現代科學期刊產出進行描述，然後將智利的分析結果與 2022 年 3 月在內羅畢舉行的第五屆聯合國環境大會上產生的聯合國 (UN) 決議進行比較。智利是一個有趣的選擇，因為最近的政治選舉任命了一位環保進步總統…
摘要 我們發展了一個概念框架，用於研究複雜社會認知系統中的集體適應，由社會整合策略、社會環境和問題結構的
摘要 我們發展了一個概念框架，用於研究複雜社會認知系統中的集體適應，由社會整合策略、社會環境和問題結構的動態交互作用所驅動。除了尋找「智慧」集體之外，我們還整合了不同學科的研究，並概述了可用於開始回答問題的建模方法，例如為什麼集體有時無法達成看似顯而易見的解決方案，他們如何改變策略和網絡結構以應對不同的問題，以及我們如何預測並可能改變未來有害的社會軌跡。我們討論了考慮路徑依賴、…
摘要 我們首先推導出連續時間馬可夫過程的漢密爾頓 雅可比理論，然後使用該結構開發一種變分演算法，用於估計
摘要 我們首先推導出連續時間馬可夫過程的漢密爾頓 雅可比理論，然後使用該結構開發一種變分演算法，用於估計具有多個固定點的通用隨機化學反應網絡的逃逸（最不可能或首次通過）路徑。我們的演算法的設計是這樣的：它獨立於系統的底層維數，離散化控制參數朝著連續極限更新，並且有一個易於計算的度量來衡量其解決方案的正確性。我們考慮了該演算法的幾種應用，並針對計算成本較高的方法（例如射擊方法和隨…
摘要 植物是陸地和水生生態系的基礎，也是人類生計的關鍵
摘要 植物是陸地和水生生態系的基礎，也是人類生計的關鍵。為了保護植物多樣性，需要係統的保護評估方法。許多國家都有旨在保護生物多樣性（包括植物）的立法或其他政策工具，而物種層面的評估對於識別需要特殊和立即保護措施的最受威脅物種至關重要。有些植物只出現在一個地方（例如，一個國家），在這裡，我們估計了這些「特有」物種中有多少已經在每個國家或全球鄰近國家/地區進行了威脅評估。我們表…
摘要 生態學家長期以來一直試圖了解多樣性和結構如何調節整個生態系統的穩定性
摘要 生態學家長期以來一直試圖了解多樣性和結構如何調節整個生態系統的穩定性。對於高度多樣性的食物網，物種之間的相互作用通常使用具有隨機選擇的相互作用強度的矩陣來表示。不幸的是，這個過程往往會產生沒有潛在平衡解的生態系統，因此這種方法的生態推論可能會因非生物學結果而產生偏差。利用代謝網路最新計算有效的方法論進展，我們首次採用逆向方法進行多樣性穩定性研究。我們將現實食物網拓樸（以下…
摘要 微生物群落、森林和城市等複雜族群的成長發生在截然不同的空間和時間尺度上
摘要 微生物群落、森林和城市等複雜族群的成長發生在截然不同的空間和時間尺度上。儘管不同領域的研究已經開發出詳細的、特定於系統的模型來理解每個單獨的系統，但缺乏對不同複雜群體的統一分析；這樣的分析可以加深我們對每個系統的理解，並促進跨領域工具和見解的交叉授粉。在這裡，我們使用共享框架來分析人類腸道微生物組、熱帶森林和城市就業的時間序列數據。我們證明，隨機族群動態的單一三參數模型可…
摘要 即使自古以來就使用了類似湧現的概念，我們也缺乏一致的定義
摘要 即使自古以來就使用了類似湧現的概念，我們也缺乏一致的定義。然而，湧現已被認為是複雜系統的主要特徵之一。 Most would agree on the statement “life is complex.”因此，理解出現和複雜性應該有利於生命系統的研究。可以說，生命是由複雜分子的相互作用所產生的。但這對於理解生命系統有多大用處呢？人工生命 (ALife) 是近幾十年來發…
摘要 溫度變化可能在決定北美前西班牙時期主要農業主糧玉米的傳播和生產潛力方面發揮了重要作用
摘要 溫度變化可能在決定北美前西班牙時期主要農業主糧玉米的傳播和生產潛力方面發揮了重要作用。美國西南部 (SWUS) 也是玉米到達北美北部和東部部分地區的門戶。 SWUS 的現有溫度重建通常空間或時間分辨率較低，時間深度較淺，或對低頻變化不敏感程度未知，從而阻礙了準確確定溫度在農業生產力中的作用以及西班牙裔前農民的分佈和成功的變化。在這裡，我們開發了一種基於模型的現代模擬技術 …
摘要 溫度變化可能在決定北美前西班牙時期主要農業主糧玉米的傳播和生產潛力方面發揮了重要作用
摘要 溫度變化可能在決定北美前西班牙時期主要農業主糧玉米的傳播和生產潛力方面發揮了重要作用。美國西南部 (SWUS) 也是玉米到達北美北部和東部部分地區的門戶。 SWUS 現有的溫度重建通常空間或時間分辨率較低，時間深度較淺，或對低頻變化不敏感程度未知，從而阻礙了準確確定溫度在農業生產力中的作用以及西班牙裔前農民的分佈和成功的變化。在這裡，我們開發了一種基於模型的現代模擬技術 …
摘要 人們普遍認為，學習經濟學會讓你變得更自私和政治保守
摘要 人們普遍認為，學習經濟學會讓你變得更自私和政治保守。我們使用雙重差異策略來區分經濟學教育的因果影響與選擇效應。我們評估了四種不同的中級微觀經濟學課程對學生透過實驗得出的社會偏好和對他人的信念以及政策觀點的影響。我們發現學習經濟學（無論課程內容為何）對自身利益或對他人自身利益的信念沒有明顯的影響。政策偏好的結果也顯示影響不大，除了經濟學可能會使學生不太反對高度限制性的移民政…
摘要 1. 樹木的大小和生活史的變化都會驅動森林的結構和動態，但人們對生命史頻率如何隨大小而變化知之甚少
摘要 1. 樹木的大小和生活史的變化都會驅動森林的結構和動態，但人們對生命史頻率如何隨大小而變化知之甚少。我們使用尺度框架來量化個體發育大小變化，並評估了原始新熱帶森林中超過 114,000 棵樹的生命史策略中的豐度、豐富度、生產力和光截獲模式。我們沿著兩條生命史軸對樹木進行分類：一條以生長與生存權衡為特徵的快 慢軸，以及一條身材 招募軸，一端是高大、長壽的先驅者，另一端是矮小…
摘要 DARPA Ground Truth 計畫試圖透過建構四個具有隱藏因果關係的不同模擬社會世界來評估
摘要 DARPA Ground Truth 計畫試圖透過建構四個具有隱藏因果關係的不同模擬社會世界來評估社會科學，並釋放科學家團隊來收集數據、發現其因果結構、預測其未來並製定政策以創造期望的結果。這項大規模、長期的電腦社會科學實驗揭示了當代定量社會科學方法的局限性，模擬世界的基本事實是已知的，但我們卻不知道。首先，在沒有共享本體論的情況下解決問題（其中許多世界特徵仍然存在不確定…
摘要 微生物學會議可以是建立合作和交流思想的強大場所，但對於酷兒和變性科學家來說，它們也可能成為疏遠和孤
摘要 微生物學會議可以是建立合作和交流思想的強大場所，但對於酷兒和變性科學家來說，它們也可能成為疏遠和孤立的根源。許多會議組織者希望舉辦歡迎和包容性的活動，但感覺自己沒有能力使這個願景成為現實，而且微生物學領域歷史上缺乏酷兒和跨性別者的代表性，這意味著我們自己很少擔任這些關鍵的領導角色。從更廣泛的角度來看，酷兒和跨性別科學家在科學領域被系統性地邊緣化，導致職業成果、專業網絡和機…
摘要 有限集 X 上的分裂系統 S， X = 3，是 X 的二分或分割集，其中包含 {x, X {x}}
摘要 有限集 X 上的分裂系統 S， X = 3，是 X 的二分或分割集，其中包含 {x, X {x}}, x e X 形式的所有分割。對於任何這樣的分割系統 S，我們可以將 Buneman 圖 B(S) 關聯起來，它本質上是一個帶有葉集 X 的中位數圖，顯示 S 中的分割。在本文中，我們考慮單射分割系統的屬性，即分割系統 S 具有 med(B(S))(Y) ? med(B(S…
摘要 我們提出了一種社會規範（或慣例）理論，該理論在男女、種族群體和階級之間實現了相當程度的不平等，並且
摘要 我們提出了一種社會規範（或慣例）理論，該理論在男女、種族群體和階級之間實現了相當程度的不平等，並且儘管效率低下且不受正式機構的支持，但仍長期存在。與歷史案例一致，我們擴展了標準的非對稱隨機進化博弈模型，以允許子種群大小不同，並且在某種程度上有意地對現狀慣例進行特殊拒絕（而不是像標準進化模型中那樣純粹隨機）。在這種情況下，如果特殊遊戲具有足夠的意圖，並且下屬階級相對於精英來…
摘要 生命史，即有機體生長、死亡和繁殖的時間和速度的時間表，是物種之間存在差異的關鍵軸
摘要 生命史，即有機體生長、死亡和繁殖的時間和速度的時間表，是物種之間存在差異的關鍵軸。同時，競爭是決定物種共存潛力的基本機制。先前的隨機競爭模型已經證明，即使在競爭單一公共資源時，大量物種也可以在很長一段時間內持續存在，但物種之間的生活史差異如何增加或減少共存的可能性，以及相反，競爭是否限制生活史策略的組合相互補充仍然是懸而未決的問題。在這裡，我們表明，在一個物種超越其競爭對…
摘要 簡介：本研究的研究目標是探討公共衛生機構為何會出現錯誤執行情況以及如何減少錯誤執行
摘要 簡介：本研究的研究目標是探討公共衛生機構為何會出現錯誤執行情況以及如何減少錯誤執行。錯誤實施是指過早結束有效的活動或繼續無效的活動，這會導致資源浪費和次優的健康結果。方法：研究團隊創建了一個基於代理的模型，該模型表示資訊流如何透過組織結構、能力、文化和領導優先順序進行過濾，從而形成持續決策。這種基於主體的模型使用了 2014 年至 2020 年間對美國各地州衛生部門人員的…
摘要 對於達爾文的「生存鬥爭」至關重要，競爭排斥原則（CEP）指出，任何「佔據同一生態位的兩個物種都會相
摘要 對於達爾文的「生存鬥爭」至關重要，競爭排斥原則（CEP）指出，任何「佔據同一生態位的兩個物種都會相互競爭，從而損害其中一個物種，從而被排除在外」。在這裡，我們報告了兩個自主、人工、自啟動、自我複製的基於聚合物的原始細胞之間的競爭實驗，這些原始細胞是在一鍋反應器中使用聚合誘導自組裝（PISA）從小型合成化學品的均勻混合物中產生的。這些原始細胞基於碳化學，但不含生物化學。這些…
摘要 為了為全球廢水監測系統的發展提供信息，我們調查了 43 個國家的計畫
摘要 為了為全球廢水監測系統的發展提供信息，我們調查了 43 個國家的計畫。大多數項目主要監測城市人口。在高收入國家 (HIC)，在集中處理廠進行複合採樣最為常見，而在低收入和中等收入國家 (LMIC)，從地表水、露天排水溝和坑式廁所進行抓樣採樣更為常見。幾乎所有項目都在國內分析樣本，高收入國家的平均處理時間為 2.3 天，中低收入國家的平均處理時間為 4.5 天。儘管 59%…
摘要 美國的刑事法律體系導致了全球最高的監禁率，其標誌性特徵是存在階級和種族差異(1 3)
摘要 美國的刑事法律體系導致了全球最高的監禁率，其標誌性特徵是存在階級和種族差異(1 3)。在 2019 年冠狀病毒病 (COVID 19) 大流行的第一年，美國被監禁人數減少了至少 17%，這是美國歷史上監獄人數減少幅度最大、最快的一次(4)。在這裡，我們詢問這種減少如何影響美國監獄的種族組成，並考慮這些動態的可能機制。使用來自公共來源的關於所有 50 個州和哥倫比亞特區監獄…
摘要 生物體的形態如何影響它們與環境和其他生物體的物理相互作用
摘要 生物體的形態如何影響它們與環境和其他生物體的物理相互作用？我對海洋系統的研究將生物體的物理棲息地、生活史策略和生態相互作用的實地研究與其生物力學的實驗室分析結合起來。在這裡，我回顧了我們如何尋求有關海洋生物的三個問題的答案：（a）底棲生物如何承受和利用周圍流動的水，（b）游泳和湍流的環境水流之間的相互作用如何影響小生物的去向，以及（c）毛茸茸的附屬物如何捕捉食物和氣味。我…
摘要 這項研究報告了 Smaldino 和 McElreath 提出的研究結果的獨立重複（Smaldin
摘要 這項研究報告了 Smaldino 和 McElreath 提出的研究結果的獨立重複（Smaldino, McElreath 2016 R. Soc. Open Sci. 3, 160384 ()）。複製成功，但有一個例外。我們發現，作用於科學家複製頻率傾向的選擇導致了一段短暫的旺盛複製期，而原始論文中由於編碼錯誤而未觀察到這一點。然而，這種差異並沒有改變作者最初的結論。我…
摘要 RNA 的結構分析是研究此類分子在細胞內和體外功能的重要且通用的工具
摘要 RNA 的結構分析是研究此類分子在細胞內和體外功能的重要且通用的工具。有幾種強大且可靠的程序可供使用，這些程序依賴於在逆轉錄過程中誘導 RT 終止或核苷酸錯誤摻入的化學修飾。其他則基於裂解反應和 RT 終止訊號。然而，這些方法僅解決 RT 終止或錯誤摻入位置的一側。在這裡，我們描述了 Led Seq，這是一種基於鉛誘導不配對 RNA 位置裂解的新方法，其中對兩種產生的裂解…
摘要 同質性，即人類在分享相似的特徵、特質或觀點時相互吸引的傾向，已被認為是結構化社會形成背後的主要驅動
摘要 同質性，即人類在分享相似的特徵、特質或觀點時相互吸引的傾向，已被認為是結構化社會形成背後的主要驅動力之一。在這裡，我們要問同質性在多大程度上可以解釋社會群體的形成，特別是其規模分佈。我們提出了一種受自旋玻璃啟發的自組裝框架，其中意見被表示為動態自組裝成組的多維旋轉； individuals within a group tend to share similar opin…
摘要 準最佳配對圖 (qBMG) 是一類遺傳性的有向、正確頂點著色的圖
摘要 準最佳配對圖 (qBMG) 是一類遺傳性的有向、正確頂點著色的圖。它們作為最佳匹配圖的概括在數學系統發生學中自然出現，它形式化了多個物種（頂點顏色）中基因（頂點）的進化最接近相關性的概念。它們可以透過有根樹來解釋，樹的葉子對應於頂點。與 BMG 相比，qBMG 僅代表有限系統發育距離內的最佳匹配。我們提供了 qBMG 的表徵，這些特徵產生了多項式時間識別演算法，並將 BM…
摘要 我想建議，技術最一般的定義是一組規則與嚴格約束系統的組合，當受這些規則約束時，該系統的自由度可以發
摘要 我想建議，技術最一般的定義是一組規則與嚴格約束系統的組合，當受這些規則約束時，該系統的自由度可以發揮有用的作用。因此，使用錘子、剪刀和引擎的程序都是技術。透過將工作的概念推廣到計算工作，我們將演算法與算盤、計算器和計算機一起使用。透過概括剛性來暗示可靠的推理和因果關係，那麼包括幾何和軟體在內的想法就是候選技術。對於簡單的經典現象，顯微鏡和望遠鏡一直是我們的「首選」技術。我…
摘要 當滿足以下條件時，複雜現象就成為可能：（i）基本物理對稱性被打破，以及（ii）從一組破缺的對稱性中
摘要 當滿足以下條件時，複雜現象就成為可能：（i）基本物理對稱性被打破，以及（ii）從一組破缺的對稱性中歷史上選擇的基態被應用於執行機械功和存儲自適應資訊。在幾十年的時間裡，菲利普·安德森列舉了複雜系統中對稱性破缺可以遵循的幾個關鍵原則。這些包括湧現、受挫隨機函數、自主性和廣義剛性。我將這些描述為安德森四項原則，所有這些都是進化功能出現的先決條件。我總結了這些想法，並簡要討論了…
摘要 隨機遞歸超圖（RRH）透過在每一步添加一個頂點和一條邊來增長，該邊是透過將新頂點連接到隨機選擇的現
摘要 隨機遞歸超圖（RRH）透過在每一步添加一個頂點和一條邊來增長，該邊是透過將新頂點連接到隨機選擇的現有邊而形成的。該模型是無參數的，新興超圖的幾個特徵允許透過調和數、伯努利數、歐拉數和第一類斯特林數進行簡潔的表達。 RRH 的自然變形產生了令人著迷的隨機超圖成長模型。
摘要 具有動力學約束的伊辛鏈提供了許多完全不可逆的零溫度動力學的例子，導致具有指數級大量吸引子的亞穩態
摘要 具有動力學約束的伊辛鏈提供了許多完全不可逆的零溫度動力學的例子，導致具有指數級大量吸引子的亞穩態。在大多數情況下，約束零溫動力學可以映射到隨機順序吸附模型。我們基於受限 Glauber Ising 鏈的範例，對這些模型的動力學及其透過上述映射獲得的吸引子的確切結果進行了簡短的教學回顧。 Puljiz 等人最近推出的 Riviera 模型。其行為與動力學約束的伊辛鏈類似。然…
摘要 透過分子動力學研究了鐵磁耦合平面旋轉器 d = 1 晶格的熱導率
摘要 透過分子動力學研究了鐵磁耦合平面旋轉器 d = 1 晶格的熱導率。慣性 XY 模型中假設有兩種不同類型的各向異性（局部各向異性和耦合各向異性）。在極端各向異性的極限下，兩個模型都接近伊辛模型及其導熱係數 K，在高溫下，其尺度與 T 3 類似。這種行為強化了在各種 d 維模型中獲得的結果，即 K 與 Le B(L gamma T)eta 1 q 成比例，其中 ez 1 q(…
摘要 離散隨機過程中的預測等價已成功應用於識別統計物理和混沌動力系統中的隨機性和結構以及推斷隱馬可夫模型
摘要 離散隨機過程中的預測等價已成功應用於識別統計物理和混沌動力系統中的隨機性和結構以及推斷隱馬可夫模型。我們研究了可以從時間序列資料可靠地重建預測狀態的條件，表明可以從測度弱拓撲中的經驗樣本實現預測狀態的收斂。此外，預測狀態可以在複製弱拓撲的希爾伯特空間中表示。我們從數學上解釋了這些表示在重建高內存過程並將它們連接到再現內核希爾伯特空間時如何特別有用。
摘要 大多數複雜系統的模型都是同質的，也就是所有元素都具有相同的屬性（空間、時間、結構、功能）
摘要 大多數複雜系統的模型都是同質的，也就是所有元素都具有相同的屬性（空間、時間、結構、功能）。然而，大多數自然系統都是異質的：很少有元素比其他元素更相關、更大、更強或更快。在均質系統中，臨界性（變化與穩定、有序與混亂之間的平衡）通常出現在參數空間中非常狹窄的區域，接近相變。使用隨機布林網路（離散動力系統的通用模型），我們表明時間、結構和功能上的異質性可以加性地拓寬發現關鍵性的…
摘要 目的：認知能力和精神病理學之間的相關性已得到廣泛認可，但先前的研究因關注智力障礙個體、單一診斷的精
摘要 目的：認知能力和精神病理學之間的相關性已得到廣泛認可，但先前的研究因關注智力障礙個體、單一診斷的精神病人群或很少的精神病理學測量而受到限制。在這裡，我們量化了不同尋求護理人群中全量程智商與精神病理學多個維度之間的關係，並新穎地關注精神病理學維度之間作為智商函數的差異耦合。方法：從健康大腦網路資料集中對 2,752 名兒童和青少年整理了總共 70 個精神病理學維度的測量值，…
摘要 神經損傷，例如先天性失明、耳聾、截肢和中風，通常會導致令人驚訝和令人印象深刻的行為變化
摘要 神經損傷，例如先天性失明、耳聾、截肢和中風，通常會導致令人驚訝和令人印象深刻的行為變化。皮質重組是指保留的腦組織承擔新的功能角色，通常被用來解釋這些行為變化。在這裡，我們回顧了許多經典的動物和患者皮質重映射研究，這些研究催生了這種重組的概念。我們強調了使這一概念受到質疑的經驗、方法論和概念問題。我們認為，重組理念的吸引力部分歸因於皮質圖的經驗推導方式。具體來說，皮質地圖通…
摘要 經過短短幾個月的模擬訓練，2019 年 1 月 19 日，23 歲的電競職業玩家 Enzo Bon
摘要 經過短短幾個月的模擬訓練，2019 年 1 月 19 日，23 歲的電競職業玩家 Enzo Bonito 走上賽道，擊敗了擁有數十年現實賽車經驗的電動方程式賽車手和前一級方程式賽車手盧卡斯·迪·格拉西 (Lucas di Grassi)。這一事件提出了一種可能性，即在虛擬實境中進行練習對於獲得現實世界任務中的運動專業知識可能非常有效。在這裡，我們評估了虛擬實境作為高度複雜…
摘要 病毒是專性細胞內寄生蟲，與宿主共同演化，建立了複雜的蛋白質 蛋白質交互作用網絡
摘要 病毒是專性細胞內寄生蟲，與宿主共同演化，建立了複雜的蛋白質 蛋白質交互作用網絡。在這裡，我們透過高通量酵母雙雜交篩選來鑑定蘿蔔花葉病毒 (TuMV) 與其天然宿主擬南芥之間的 378 種新型蛋白質 蛋白質相互作用。我們確定 RNA 依賴性 RNA 聚合酶 NIb 是接觸次數最多的病毒蛋白，其中包括關鍵的水楊酸依賴性轉錄調節因子。我們透過雙分子螢光互補測定驗證了植物中 25…
摘要 目標：作為反映健康的系統的一部分，全面了解身體活動、睡眠、情緒和生活目的之間的自然動態是促進幸福的
摘要 目標：作為反映健康的系統的一部分，全面了解身體活動、睡眠、情緒和生活目的之間的自然動態是促進幸福的關鍵。這項研究的主要目的是檢視這個健康系統的日常動態。方法：使用每天收集兩次的自我報告情緒（快樂、悲傷、憤怒、焦慮）和體力活動時間，以及透過智慧型手機體驗採樣每日報告的睡眠和生活目標，在超過 28 天的大學生（n = 226 名年輕人；平均值 [標準差] = 20.2 [1.…
摘要 serosim 是一個開源 R 包，旨在透過使用隨機效應模型模擬使用者指定的疫苗和抗體動力學過程產
摘要 serosim 是一個開源 R 包，旨在透過使用隨機效應模型模擬使用者指定的疫苗和抗體動力學過程產生的數據來幫助從血清學研究中進行推斷。血清學數據用於透過直接測量個體的抗體滴度來評估群體免疫力。他們發現易感的地點和/或人群，並提供過去感染或疫苗接種的證據，以幫助為公共衛生措施和監測提供資訊。血清學數據和用於解釋它們的新分析技術越來越廣泛。這需要模擬血清學研究和觀察到的滴度…
摘要 形成概念和抽像以及進行類比的能力是人類智慧的關鍵，但人工智慧系統要在這些領域與人類的能力相符還有很
摘要 形成概念和抽像以及進行類比的能力是人類智慧的關鍵，但人工智慧系統要在這些領域與人類的能力相符還有很長的路要走。為了開發能夠抽象和類比的機器，研究人員通常專注於理想化的問題領域，這些問題領域旨在捕捉人類抽象能力的本質，而不必處理現實世界情況的複雜性。這篇評論描述了為什麼人工智慧系統解決這些領域的問題仍然很困難，並討論了人工智慧研究如何在賦予機器這些基本能力方面取得進展。
摘要 我們調查了人工智慧 (AI) 研究界當前的激烈爭論，即大型預訓練語言模型是否可以理解語言以及語言編
摘要 我們調查了人工智慧 (AI) 研究界當前的激烈爭論，即大型預訓練語言模型是否可以理解語言以及語言編碼的物理和社會情境，以任何類人的方式理解。我們描述了支持和反對這種理解的論點，以及根據這些論點出現的更廣泛的情報科學的關鍵問題。我們認為，可以發展一門擴展的智力科學，它將深入了解不同的理解模式、它們的優點和局限性，以及整合不同形式的認知的挑戰。
摘要 我們考慮非線性薛丁格方程式的推廣，我們稱之為“卡普曼方程式”，其中包括額外的線性高階導數
摘要 我們考慮非線性薛丁格方程式的推廣，我們稱之為“卡普曼方程式”，其中包括額外的線性高階導數。奇異擾動卡普曼方程式產生廣義孤立波 (GSW)，其形式為具有指數級小振盪尾部的孤立波。奈米翅目是一種特殊的 GSW，其振盪尾部不會衰減。先前對連續三階和四階卡普曼方程式的研究表明，奈米翅目出現在特定的環境中。我們使用指數漸近技術來識別奇擾動連續卡普曼方程中的移動奈米翅目。然後，我們透…
摘要 近年來，包括最近的大流行在內，供應鏈的脆弱性及其在衝擊傳播中的作用已多次得到強調
摘要 近年來，包括最近的大流行在內，供應鏈的脆弱性及其在衝擊傳播中的作用已多次得到強調。然而，儘管微觀數據的重要性日益受到認可，但企業間的數據仍然很少。在本研究中，我們將供應鏈網路的重建表述為鏈路預測問題，並使用機器學習（特別是梯度提升）來解決它。我們在三個不同的供應鏈資料集上測試了我們的方法，結果表明它運作良好並且優於三個基準。對特徵重要性的分析表明，我們預測的關鍵數據是公司…
摘要 重正化群是一組工具，可用於將動態系統中波動的影響合併為系統參數的重新縮放
摘要 重正化群是一組工具，可用於將動態系統中波動的影響合併為系統參數的重新縮放。在這裡，我們將重正化群應用於模式形成隨機三次自催化反應擴散模型，並將其預測與數值模擬進行比較。我們的結果表明在理論有效性範圍內具有良好的一致性，並表明外部噪音可以用作此類系統中的控制參數。
摘要 海洋微生物的基因組可以透過營養循環來塑造，已知海洋尺度的氮可用性梯度會影響微生物氨基酸的使用
摘要 海洋微生物的基因組可以透過營養循環來塑造，已知海洋尺度的氮可用性梯度會影響微生物氨基酸的使用。然而，目前尚不清楚基因組特性如何在較小的空間尺度上受到養分變化的影響，例如，沿著垂直過渡到最低氧區（OMZ）或從碎屑顆粒的外部到內部。營養物質的可用性可以顯著影響微生物基因組和蛋白質組的精簡，例如，透過選擇較低的氮碳比。與營養豐富的沿海水域中的對應微生物相比，寡營養的公海微生物簡…
摘要 我們對刑事司法人員歧視的文獻進行了選擇性調查，並主張採用不同於傳統方法的傷害分類法
摘要 我們對刑事司法人員歧視的文獻進行了選擇性調查，並主張採用不同於傳統方法的傷害分類法。如果歧視減少了歧視對象的福利，同時又不符合歧視方的合法目的，那麼它可能會弄巧成拙。即使達到了合法目的，歧視也可能是蓄意的或有辱人格的，導致需要考慮的福利損失。透過對證人合作、清除率以及先發制人和報復性暴力的一般均衡影響，蓄意和貶低性的歧視也可能弄巧成拙。我們考慮如何檢測和避免有害的歧視，以…
摘要 間接互惠是個人與他人合作的機制
摘要 間接互惠是個人與他人合作的機制。這創造了一種機制，在這種機制中，不需要重複互動來激勵合作（而直接互惠則需要重複互動）。然而，間接互惠帶來了一個新問題：代理人如何知道誰與他人合作過？要了解這一點，代理商需要存取某種形式的聲譽資訊。也許有一個傳播聲譽訊息的通訊系統，但它如何保持真實和資訊豐富？大多數論文都假設存在一個真實、及時且資訊豐富的交流系統；在本文中，我們試圖解釋這樣的…
摘要 合作演化背後的許多機制，例如互惠、間接互惠和利他懲罰，都需要對個體行為的群體了解
摘要 合作演化背後的許多機制，例如互惠、間接互惠和利他懲罰，都需要對個體行為的群體了解。但是，當沒人注意時，是什麼讓人們保持合作？墨守成規的規範內化，即傾向於遵守群體中大多數人的行為，即使這對個人有害，也可能是答案。在本文中，我們分析了一個世界，其中（1）存在透過間接互惠進行的群體選擇和懲罰，但（2）許多行為（一半）未被觀察到，因此未受到懲罰。規範內化能否填補這種「觀察差距」並…
摘要 族群數量的突然變化在生態系中是普遍存在的，尤其是在擾動的情況下
摘要 族群數量的突然變化在生態系中是普遍存在的，尤其是在擾動的情況下。全球變遷的推動者可能會增加人為擾動的頻率和嚴重程度，但複雜人群的反應阻礙了我們對其動態和復原力的理解。此外，研究這些突然變化所需的長期環境和人口數據很少。將動態模型與人工智慧演算法擬合到群居鳥類 40 多年的族群波動中，結果顯示累積擾動後的擴散回饋會導致族群崩潰。這種崩潰可以透過模仿社會複製的非線性函數來很好…
摘要 計算和自主材料設計所帶來的新穎技術機會的實現需要一個高效且有效的框架
摘要 計算和自主材料設計所帶來的新穎技術機會的實現需要一個高效且有效的框架。二十多年來，aflow++（材料發現自動流程框架）提供了一系列互連的演算法和工作流程來應對這項挑戰。本文概述了該軟體及其一些最常用的功能，包括演算法細節、標準和範例。重點強調了重點：結構、電子、熱力學和熱機械特性的計算以及複雜材料（如高熵陶瓷和塊體金屬玻璃）的建模。 aflow++ 軟體優先考慮互通性，…
摘要 現實世界的電腦具有導致非零熵產生（EP）的操作限制
摘要 現實世界的電腦具有導致非零熵產生（EP）的操作限制。特別是，幾乎所有現實世界的計算機都是“週期性的”，迭代地經歷相同的物理過程；和“本地”，因為子系統在物理上與計算機的其餘部分分離的同時不斷發展。這些限制如此普遍，因為將複雜的計算分解為小的迭代計算使計算機變得如此強大。我們首先推導出由確定性有限自動機（DFA）（計算機科學理論的基礎系統）的局域性和週期性約束引起的非零 E…
摘要 適應度景觀理論預測，具有多個山峰的崎嶇景觀會損害達爾文進化論，但實驗證據有限
摘要 適應度景觀理論預測，具有多個山峰的崎嶇景觀會損害達爾文進化論，但實驗證據有限。在這項研究中，我們使用基因組編輯來繪製關鍵代謝酶二氫葉酸還原酶的超過 260,000 個基因型在針對該酶的抗生素甲氧芐啶存在下的適應性。由此產生的景觀非常崎嶇，擁有 514 座健身山峰。然而，進化中的人群可以透過豐富的健身增強路徑到達其最高峰。不同的峰值共享大的吸引力盆地，這使得適應性演化的結果…
摘要 大約一萬年前，在西南亞，新石器時代流動生活方式的終止和第一個村莊社區的出現標誌著人類歷史的根本變化
摘要 大約一萬年前，在西南亞，新石器時代流動生活方式的終止和第一個村莊社區的出現標誌著人類歷史的根本變化。第一個社區規模很小（數十到數百人），但仍然是半定居的。所謂的巨型遺址很快就出現了，被數千名久坐的居民佔據。伴隨著這種轉變，物質文化和古代生態數據顯示經濟和社會行為發生了深刻的變化。從居住流動性到物流流動性的轉變以及人口規模的增加是顯而易見的，並且可以透過生育率和/或當地群體…
摘要 分層處理需要在高階和低階皮質區域之間傳播活動
摘要 分層處理需要在高階和低階皮質區域之間傳播活動。然而，功能神經影像研究主要量化了區域內隨時間的波動，而不是空間上發生的傳播。在這裡，我們利用神經影像學和電腦視覺的進步來追蹤大量青少年樣本（n = 388）的皮質活動傳播。我們描繪了在我們的發育隊列中的所有個體以及密集採樣的成年人的獨立數據集中系統地上升和下降皮質層次結構的皮質傳播。此外，我們證明，隨著對認知控制的要求越來越高…
摘要 物理世界和社會世界的幾乎各個方面都越來越多地提供大量複雜的數據
摘要 物理世界和社會世界的幾乎各個方面都越來越多地提供大量複雜的數據。如此豐富的數據有可能幫助開啟理解和操縱我們周圍環境的新方法。人口的人口統計特徵傳達了有關一個城市或一個國家的異質區域的信息，而我們的線上活動編碼了有關我們是誰和我們做什麼的數據。人、城市、動物、植物、電腦等中的網路系統也蘊藏豐富的數據，這些數據既體現在其結構中，也體現在動態中。血管結構中營養物質的流動、流體的…
摘要 人類文化可能存在的空間是巨大的，但某些文化結構比其他文化結構更符合認知和社會約束
摘要 人類文化可能存在的空間是巨大的，但某些文化結構比其他文化結構更符合認知和社會約束。這導致了我們人類在數千年的文化進化中探索的可能性「景觀」。然而，這種限制和引導文化演進的健身景觀是什麼樣的呢？可以回答這些問題的機器學習演算法通常是針對大規模資料集開發的。對歷史記錄中稀疏、不一致和不完整的數據的應用受到的關注較少，標準建議可能會導致對邊緣化、研究不足或少數文化的偏見。我們展…
摘要 我們引入了一種快速且高效的物理上可實現的位元交換
摘要 我們引入了一種快速且高效的物理上可實現的位元交換。設計採用現成且可擴展的約瑟夫森結微技術，實現了最近推出的動量計算範例。其奈秒速度和亞蘭道爾熱力學效率源自於以動量自由度動態儲存記憶體。因此，在交換過程中，微觀狀態分佈永遠不會接近平衡，且記憶狀態動力學遠遠超出了假設詳細平衡馬可夫動力學的隨機熱力學範圍。此元件實現了位元交換操作，這是建立可逆通用計算所必需的基本操作。廣泛的、…
摘要 我們引入了範圍控制的隨機遊走，其跳躍率取決於範圍 N，即之前訪問過的不同站點的總數
摘要 我們引入了範圍控制的隨機遊走，其跳躍率取決於範圍 N，即之前訪問過的不同站點的總數。我們分析具有跳躍率 Na 的單參數類模型，並確定平均範圍的大時間行為，以及其在兩種極限情況下的完整分佈。我們發現，行為會發生巨大變化，取決於指數 a 是否小於、等於或大於臨界值 ad，僅取決於空間維度 d。當a ad時，覓食者會在有限的時間內覆蓋無限的格子。當 d = 2 時，臨界指數為 …
摘要 儘管玻爾茲曼吉布斯 (BG) 統計力學在描述熱平衡物理系統方面取得了百年的成功，但在過去幾十年中，
摘要 儘管玻爾茲曼吉布斯 (BG) 統計力學在描述熱平衡物理系統方面取得了百年的成功，但在過去幾十年中，它在解決許多非線性複雜系統的非平衡動力學方面表現出了一些缺陷。在這種情況下，事實證明，BG 理論的適當推廣（稱為非廣延統計力學並基於非加性熵）能夠令人滿意地處理廣泛的異常新興特徵和違反標準平衡規定的情況，例如遍歷性、混合、相空間均勻佔據對稱性的破壞以及相關特徵。在本研究中，我…
摘要 為了解決人類例外論的主張，我們確定了人類在更大的哺乳動物生殖不平等分佈中的位置
摘要 為了解決人類例外論的主張，我們確定了人類在更大的哺乳動物生殖不平等分佈中的位置。我們發現，與大多數其他哺乳動物相比，人類在雄性中表現出較低的生殖偏差（即存活後代數量的不平等），且生殖偏差的性別差異較小，但仍屬於哺乳動物的範圍。此外，一夫多妻制人類群體中的雌性生殖偏差平均高於一夫多妻制非人類哺乳動物。這種偏斜的模式可以部分歸因於一夫一妻制在人類中的盛行，而一夫多妻制在非人類…
摘要 神經科學研究的一個基本目標是揭示大腦的因果結構
摘要 神經科學研究的一個基本目標是揭示大腦的因果結構。這種對因果關係的關注是有道理的，因為因果資訊可以提供對大腦功能的解釋，並確定可靠的目標來理解認知功能並預防或改變神經系統疾病和精神疾病。在這項研究中，最常用的因果概念之一是「機制」——這可以在該領域的文獻和語言、指定支持哪些研究的撥款和資助查詢以及考慮發表哪些貢獻的期刊指南中看到。在這些背景下，機制通常與該領域主要目標的表達…
摘要 地震發生在時間上是否是隨機的，或者是否可能是混亂的，而混亂中隱藏著秩序，這對於確定這些事件的風險至
摘要 地震發生在時間上是否是隨機的，或者是否可能是混亂的，而混亂中隱藏著秩序，這對於確定這些事件的風險至關重要。許多年前就已經表明，如果餘震從地震目錄中刪除，剩下的顯然是隨機時間間隔發生的事件，因此無法及時預測。在目前的工作中，我們採用了使用接收者操作特徵分析的機器學習方法。透過這些方法，可以計算大事件的機率及其相關資訊值。這裡的資訊值是使用香農熵來定義的，克勞德香農表示它定義…
摘要 即使環境逐漸惡化，生態系統也可能突然從一種狀態轉變為另一種狀態
摘要 即使環境逐漸惡化，生態系統也可能突然從一種狀態轉變為另一種狀態。這種災難性的轉變很難預測，有時甚至難以逆轉（所謂的滯後）。雖然在簡化的背景下進行了充分的研究，但我們對災難性轉變如何在現實的空間結構景觀中傳播缺乏整體了解。對於不同類型的景觀結構，包括典型的陸地模組和河流樹突網絡，我們在這裡研究其斑塊可能局部表現出災難性變化的集合種群的景觀尺度穩定性。我們發現，此類集合種群通…
摘要 我們對細菌細胞週期的理解主要是基於群體為基礎的實驗，這些實驗關注的是理想化的平均細胞的行為
摘要 我們對細菌細胞週期的理解主要是基於群體為基礎的實驗，這些實驗關注的是理想化的平均細胞的行為。最著名的是，庫柏和赫爾姆斯泰特的貢獻有助於將快速生長的細菌中觀察到的重疊複製週期現象具體化。儘管這些方法具有不可否認的價值，但它們對理想化平均細胞行為的必要依賴掩蓋了單細胞生長和生理學固有的隨機性，並限制了它們的機械價值。為了彌補這一差距，我們提出了一個更新的、不可知的框架，以現有…
摘要 我們使用斷點回歸設計來估計印度工程畢業生線上技能認證的回報
摘要 我們使用斷點回歸設計來估計印度工程畢業生線上技能認證的回報。我們資料集中的個人參加電腦程式設計考試，並且需要得分高於閾值才能獲得印度線上工作技能認證平台提供的廣泛使用的軟體工程師 IT 服務證書。我們發現，經過認證的考生在考試後找到工作的機率大約高出 0.25。我們的結果表明，在這種情況下，技能認證是一種強烈的一次性品質訊號。然而，認證不能取代教育，也無法預測長期的就業市…
摘要 科學家一直在努力協調生物演化與物理學定義的宇宙不變定律
摘要 科學家一直在努力協調生物演化與物理學定義的宇宙不變定律。這些定律支撐著生命的起源、演化以及人類文化和技術的發展，但它們並不能預測這些現象的出現。進化論透過選擇的視角解釋了為什麼有些事物存在而另一些事物不存在。為了理解在沒有固有設計藍圖的情況下物理學如何產生多樣化的、開放式的形式，需要一種新的方法來理解和量化選擇。我們將組裝理論 (AT) 作為一個框架，它不會改變物理定律，…
摘要 我們研究科學與技術的影響力與令人驚訝的突破之間的關聯程度，以及這些突破是如何產生的
摘要 我們研究科學與技術的影響力與令人驚訝的突破之間的關聯程度，以及這些突破是如何產生的。識別科學和技術領域的突破需要能夠區分令人驚訝的大規模進步和預期的大規模進步的模型。我們利用生命科學、物理科學和專利發明領域的數千萬篇研究論文和專利，並使用超圖模型來預測研究內容（文章關鍵字）和上下文（被引用期刊）的實際組合，在此我們表明，內容和上下文的意外組合所帶來的驚喜可以預測巨大的影響…
摘要 最佳化和擴展是複雜系統分階段演化的兩種模式，其中宏觀可觀測值以遞減或遞增的速率變化
摘要 最佳化和擴展是複雜系統分階段演化的兩種模式，其中宏觀可觀測值以遞減或遞增的速率變化。微觀變數的數量及其交互作用在第一種情況下是固定的，但在第二種情況下是動態變化的。國內生產毛額 (GDP) 時間序列是進化擴張的典型例子，它衡量不斷變化的社會結構中的經濟活動，其成長的加速趨勢可能反映了推動變革的人類互動的倍增。天真地，人們可能會認為文化演化是最佳化過程的結果，然後預期相關的…
摘要 我們提出了一個簡單的數學模型，可以捕捉益生元隔間或原始細胞的演化能力
摘要 我們提出了一個簡單的數學模型，可以捕捉益生元隔間或原始細胞的演化能力。在這個模型中，原始細胞包含一個自催化組，其化學動力學與隔間的生長分裂動力學耦合。自催化組動力學的雙穩定性導致原始細胞可以以兩種不同的生長速率存在。化學反應中的隨機性起著突變的作用，並導致從一種生長狀態轉變為另一種生長狀態。我們表明，該系統表現出“自然選擇”，其中自催化組處於活躍狀態的“突變”原始細胞在一…
摘要 集聚是城市和城鎮化的重要標誌
摘要 集聚是城市和城鎮化的重要標誌。識別和衡量集聚經濟已經透過多種手段和多種學科實現，包括城市經濟學、定量地理學和區域科學。集聚通常表示為許多不同城市數量對以人口為代表的城市規模的非線性依賴。集聚效應的辨識與測量當然取決於空間單元的選擇。大都會地區（或類似地區）一直是城市尺度建模的首選空間單位。圍繞大都會區劃分的許多問題往往掩蓋了這樣一個事實：城市規模主要是指嵌入物理空間並由物…
摘要 過去 4.1 億年來，植物及其食草昆蟲一直是陸地生態景觀的主要組成部分，具有複雜的演化模式和相互依
摘要 過去 4.1 億年來，植物及其食草昆蟲一直是陸地生態景觀的主要組成部分，具有複雜的演化模式和相互依賴性。複雜系統的視角既可以詳細解析這些演化關係，也可以跨系統進行比較和綜合。使用化石葉子上保存的昆蟲食草動物損害（以損害類型或 DT 表示）的代理數據，功能二分網絡表示可以深入了解植物 昆蟲關聯如何依賴地質時間、古地理空間以及溫度和降水等環境變量。然而，從此類網路測量的指標很…
摘要 神經發育的動物研究表明，隨著可塑性下降和皮質成熟，內在皮質活動的記錄從同步和高振幅演變為稀疏和低振
摘要 神經發育的動物研究表明，隨著可塑性下降和皮質成熟，內在皮質活動的記錄從同步和高振幅演變為稀疏和低振幅。利用 1,033 名青少年（8 23 歲）的靜息態功能 MRI (fMRI) 數據，我們發現這種內在活動的刻板細化發生在人類發育過程中，並為神經發育變化的皮質梯度提供了證據。內在功能性磁振造影活動幅度的下降是跨區域異時啟動的，並且與皮質內髓磷脂（一種發育可塑性調節劑）的成…
摘要 當人們感到有聯繫時，他們往往會在對話中快速做出反應，從而在對話之間創造較短的間隙
摘要 當人們感到有聯繫時，他們往往會在對話中快速做出反應，從而在對話之間創造較短的間隙。但長時間的差距是否就一定是事情出了差錯的跡象？我們分析了陌生人之間和朋友之間的對話中長間隔（大於 2 秒）的頻率和影響。正如所預料的那樣，長時間的間隔意味著陌生人之間的疏遠。然而，朋友之間的長期隔閡標誌著聯繫增加的時刻，而且朋友之間的聯繫往往會更多。這些連結上的差異也被獨立的評估者所察覺：只…
摘要 自旋電子學中結構 性能關係的研究對於設計可在裝置中發揮特定作用的材料至關重要
摘要 自旋電子學中結構 性能關係的研究對於設計可在裝置中發揮特定作用的材料至關重要。例如，低對稱性材料允許非常規的電荷 自旋轉換配置，這可用於產生有效的自旋軌道扭矩。在這裡，我們探討了晶體對稱性與 Rashba Edelstein 效應 (REE) 幾何形狀之間的關係，該效應會響應施加的電流而導致自旋累積。基於對 230 個晶體空間群進行的對稱性分析，我們確定了可以容納傳統或共…
摘要 人類社會是複雜的系統，因此有臨界點
摘要 人類社會是複雜的系統，因此有臨界點。它們可以迅速地從一種操作模式轉變為另一種操作模式，從而改變它們作為一個整體的運作方式。這種轉變表現為金融或經濟危機、集體意見的快速波動、政治政權更迭或革命。在物理學中，集體轉變稱為相變。例如，水以液態、冰和氣態存在。幾個變數決定了要實現哪種狀態：溫度、壓力和體積。對於社會系統來說，集體社會狀態的決定因素還不太清楚。更好地理解社會臨界點將…
摘要 我們使用樣本空間縮減 (SSR) 過程的框架作為基於玻爾茲曼方程式的方法的替代方案，以導出盒子中非
摘要 我們使用樣本空間縮減 (SSR) 過程的框架作為基於玻爾茲曼方程式的方法的替代方案，以導出盒子中非彈性氣體的能量和速度分佈函數，作為耗散驅動系統的範例。 SSR 過程不假設分子混沌，其特徵在於特定類型的特徵值方程，其解代表平穩分佈函數。這些方程式以透明的方式結合了非彈性碰撞的幾何形狀和驅動機制。透過將撞擊容器壁的粒子提升至高能量來注入能量。所得方程式的數值解產生整個能量區…
摘要 地區進行前沿研究和技術開發的能力被認為是未來創造財富的必要條件
摘要 地區進行前沿研究和技術開發的能力被認為是未來創造財富的必要條件。世界不同地區特定領域的科學能力的品質和數量差異很大。能力、知識和技能是研究機構或公司工作的科學家的體現。人們對領先的區域科學環境的出現條件以及由此產生的早期技術領先地位知之甚少。人們通常認為存在一定數量的科學家，即一個地區可以建立相對強大的科學能力的閾值。利用幾十年來全球科學活動和研究人員流動性的獨特數據集，…
摘要 Boltzmann Gibbs 加性熵 SBG = −k Σi pi In pi 與相關統計力學於
摘要 Boltzmann Gibbs 加性熵 SBG = −k Σi pi In pi 與相關統計力學於 1988 年分別推廣為非加性熵 Sq = k 1−Σipqi /q−1 與非廣延統計力學。從那時起，出現了大量的醫療應用。在本綜述中，我們透過簡要介紹影像和訊號處理、組織輻射反應以及疾病動力學建模（例如針對 COVID 19 大流行的疾病動力學）來說明它們。
摘要 對於強混沌經典系統，基本的統計力學聯繫由平均 Pesin 式恆等式提供（Boltzmann Gib
摘要 對於強混沌經典系統，基本的統計力學聯繫由平均 Pesin 式恆等式提供（Boltzmann Gibbs 熵的產生率 SBG = Σi=1Wpi lnpi 等於正 Lyapunov 指數總和）。相反，在混沌的一般邊緣（最大李雅普諾夫指數消失），我們在最初接近的軌道上隨時間出現次指數散度。這通常發生在複雜的自然、人工和社會系統中，對於其中的一大類，適當的熵是非加性熵 Sqe …
摘要 集體調整其網路結構以適應他們面臨的挑戰
摘要 集體調整其網路結構以適應他們面臨的挑戰。有人假設，經歷過來自外群體的真實或想像的威脅的集體往往會在少數群體成員的支持下進行鞏固，而少數成員吸引大部分注意力的網絡結構更有可能出現在政治極端群體中。這些假設尚未在大規模的現實環境中得到檢驗。我們重建了由數萬名評論者組成的網絡，這些評論者參與了美國知名政治新聞網站的評論部分，涵蓋了從左到右的各個政治領域，包括《瓊斯母親》、《大西…
摘要 儘管科學、技術、工程和數學 (STEM) 學科中的性別差異已被廣泛關注，但引文差距仍然沒有得到充分
摘要 儘管科學、技術、工程和數學 (STEM) 學科中的性別差異已被廣泛關注，但引文差距仍然沒有得到充分研究，而且認識仍然較低。在這裡，我們解決了物理學中的引用不平等問題，並描述了個人和集體的緩解舉措，包括引用多樣性聲明。
摘要 鑑於其主題，生物精神病學具有獨特的優勢，能夠引領與殘疾相關的 STEM（科學、技術、工程和數學）D
摘要 鑑於其主題，生物精神病學具有獨特的優勢，能夠引領與殘疾相關的 STEM（科學、技術、工程和數學）DEI（多樣性、公平性和包容性）舉措。我們借鑒科學、哲學、精神病學和殘疾研究的文獻，概述瞭如何發揮這種領導作用。我們首先回顧了圍繞性別和種族軸推動生物精神病學 DEI 發展的現有機會。然後，我們探討了生物精神病學的 DEI 努力對殘疾的擴展，特別是在代表性和獲取、社區責任、第一…
摘要 在 COVID 19 大流行顯示傳染病出現和傳播的速度有多快之前幾十年，世界就面臨著愛滋病的流行
摘要 在 COVID 19 大流行顯示傳染病出現和傳播的速度有多快之前幾十年，世界就面臨著愛滋病的流行。由於研究人員專注於了解病毒的流行病學，最初阻止病毒傳播的努力進展緩慢。只有將流行病學理論與行為理論結合，成功的介入措施才開始控制愛滋病毒的傳播。隨著當前疫情的持續存在，顯然需要跨學科理論的類似應用來為決策、幹預和政策提供資訊。持續的感染和新變種的出現是進化、人類行為以及跨空間…
摘要 本文論證了大西孟貝萊語系的存在，將小巽他群島的帝汶 阿羅 潘塔語系與新幾內亞孟貝萊半島西部的巴布亞
摘要 本文論證了大西孟貝萊語系的存在，將小巽他群島的帝汶 阿羅 潘塔語系與新幾內亞孟貝萊半島西部的巴布亞語系納入一個譜系單位。將比較方法應用於這些語言中越來越多的可用數據，我們在 47 個具有基本規則的聲音對應的詞彙同源集的基礎上證明了它們的相關性。引用代名詞形式的語法證據來進一步證明這些語言的相關性。來自南島語系的借詞已被識別並從我們的比較中消除。家族的建立對我們對東南亞島嶼…
摘要 需要協助完成日常生活任務（例如穿衣或洗澡）的殘疾人經常與照顧者密切接觸
摘要 需要協助完成日常生活任務（例如穿衣或洗澡）的殘疾人經常與照顧者密切接觸。這可以防止殘疾人及其照護者彼此保持身體距離，而且還大大增加了兩組感染 COVID 19 的風險。社會如何幫助身心障礙者和照護者避免感染？為了回答這個問題，我們模擬了基於一座約有 100 萬人口的城市建模的網路感染。我們發現，一個好的策略是殘疾人及其照顧者在一起時都使用口罩。我們也發現，如果只是殘疾人士…
摘要 Bacteria commonly adhere to surfaces where they c
摘要 Bacteria commonly adhere to surfaces where they compete for both space and resources.儘管表面生長很重要，但細菌如何在表面進化仍然在很大程度上難以捉摸。我們先前進行了一項演化實驗，在有利於菌落傳播的選擇性制度下，我們進化出了不同的桿菌族群。在短短幾週內，枯草桿菌菌落就表現出強勁的擴張速度，…
摘要 自然梯度場是一個向量場，存在於配備了傑出黎曼度量的模型上，例如Fisher Rao 度量，並表示模
摘要 自然梯度場是一個向量場，存在於配備了傑出黎曼度量的模型上，例如Fisher Rao 度量，並表示模型上目標函數相對於該度量的最陡上升方向。在實踐中，人們試圖透過將普通梯度乘以與度量相關的格拉姆矩陣的逆來獲得參數空間上的相應方向。我們將參數空間上的這個向量稱為自然參數梯度。在本文中，我們研究自然參數梯度的前推何時等於自然梯度。此外，我們研究了自然參數梯度的不變性。這兩個問題…
摘要 變分自動編碼器和亥姆霍茲機使用識別網路（編碼器）來近似生成模型（解碼器）的後驗分佈
摘要 變分自動編碼器和亥姆霍茲機使用識別網路（編碼器）來近似生成模型（解碼器）的後驗分佈。在本文中，我們建立了識別網路的一些必要和充分的屬性，以便它可以準確地模擬真實的後驗分佈。這些結果是在機率圖形建模/貝葉斯網路的一般背景下得出的，其中網路表示一組條件獨立性語句。我們推導出 d 分離方面的全局條件和識別網路具有所需品質的局部條件。事實證明，對於本地條件，完美性屬性（對於每個節…
摘要 亥姆霍茲機 (HM) 是一類由兩個 Sigmoid 置信網路 (SBN) 組成的生成模型，分別充當
摘要 亥姆霍茲機 (HM) 是一類由兩個 Sigmoid 置信網路 (SBN) 組成的生成模型，分別充當編碼器和解碼器。這些模型通常使用稱為喚醒睡眠 (WS) 的兩步驟最佳化演算法進行訓練，最近使用改進版本進行訓練，例如重新加權喚醒睡眠 (RWS) 和雙向亥姆霍茲機 (BiHM)。 SBN 中連接的局部性以細粒度塊對角線結構的形式導致與機率模型相關的費舍爾資訊矩陣的稀疏性。在本…
摘要 最近有人建議，工程微生物菌株可用於保護生態系統免受不良臨界點和生物多樣性喪失的影響
摘要 最近有人建議，工程微生物菌株可用於保護生態系統免受不良臨界點和生物多樣性喪失的影響。在這方面的一個主要問題是潛在的意外後果，通常透過旨在控製過度增殖的設計基因建構來解決。在這裡，我們提出並討論基於某些生態網絡主題的非線性吸引子動力學的另一種觀點。這些生態防火牆旨在執行新穎的功能（例如塑膠去除），同時在居民社區內實現遏制。這有助於提供自我調節的生物防護。透過這種方式，工程生…
摘要 儘管外殼蛋白（CP）在苜蓿花葉病毒（AMV）和雀麥花葉病毒（BMV）的長距離移動中具有相關作用，但
摘要 儘管外殼蛋白（CP）在苜蓿花葉病毒（AMV）和雀麥花葉病毒（BMV）的長距離移動中具有相關作用，但其確切功能尚不完全清楚。先前的結果表明，運動蛋白 (MP) 的 C 端與同源 CP 之間的特定相互作用是全身轉運所必需的。因此，我們使用長距離運輸缺陷的AMV RNA3衍生物進行了補償進化實驗，該衍生物攜帶缺乏C端48個殘基且無法與AMV CP相互作用的BMV MP。經過數次…
摘要 數學證明既是確定性的範例，也是我們在文化記錄中擁有的一些最明確合理的論點
摘要 數學證明既是確定性的範例，也是我們在文化記錄中擁有的一些最明確合理的論點。然而，它們的明確性導致了一個悖論，因為隨著論證的擴展，錯誤的機率呈指數增長。當數學家遇到證明時，她如何相信它？在這裡，我們表明，在結合演繹推理和溯因推理的認知上合理的信念形成機制下，對數學論證的信念可以經歷我們所說的認知相變：在合理的主張到主張錯誤率水平下，從不確定性到近乎完全置信的戲劇性和快速傳播…
摘要 多發性硬化症患者的功能連結始終表現出廣泛的變化
摘要 多發性硬化症患者的功能連結始終表現出廣泛的變化。然而，不同研究中的改變是異質的，強調了多發性硬化症功能重組的複雜性。在這裡，我們的目標是透過應用時間分辨圖分析框架來識別多發性硬化症中動態功能連接重新配置的臨床相關模式，從而提供新的見解。使用多層群落檢測分析了 75 名多發性硬化症患者（N = 75，女性：男性比例為 3:2，中位年齡：42.0 ± 11.0 歲，中位病程：…
摘要 要實現電動車 (EV) 的廣泛採用，需要在未來十年內大力建立充電基礎設施
摘要 要實現電動車 (EV) 的廣泛採用，需要在未來十年內大力建立充電基礎設施。我們將充電基礎設施需求制定為尺度分析問題，並用它來估計美國縣級分辨率的電動車基礎設施需求。我們發現汽油和電動車充電站隨各自的車輛註冊量呈現次線性擴展，恢復了基礎設施典型的次線性擴展。令人驚訝的是，我們發現電動車充電站隨縣內人口規模超線性擴展，這與加油站的次線性擴展不同。我們討論這如何證明電動車和電動…
摘要 透過微生物物種的連續入侵來組裝微生物群落的實驗研究具有挑戰性
摘要 透過微生物物種的連續入侵來組裝微生物群落的實驗研究具有挑戰性。在這裡，我使用多個物種的基因組規模代謝模型來模擬群落組裝。每個這樣的模型都代表了一個物種用來從環境中的營養物質中構建生物質的所有已知的生化反應。這種模型中的物種相互作用源於最初的生化原理，要么通過對環境營養物的競爭，要么通過對常駐物種排泄的代謝副產品的交叉餵養。我使用這些模型研究了 250 個群落組裝序列。在每…
摘要 COVID 19 大流行顛覆了世界各地城市中心的日常生活並擾亂了人類活動
摘要 COVID 19 大流行顛覆了世界各地城市中心的日常生活並擾亂了人類活動。居家令清空了城市空間，消除或減少了與人類存在相關的城市野生動物的壓力。關於城市野生動物異常行為的軼事觀察在社交媒體上病毒式傳播，但其中一些報告被證明是錯誤的或捏造的。在這裡，我們研究了科學出版物和當地報紙，以了解城市災難對其對野生動物的影響的報導範圍有多大。我們閱讀了 1980 年 1 月至 202…
摘要 儘管檢測、接觸者追蹤和病例隔離計劃可以減輕 COVID 19 的傳播並允許放鬆社交距離措施，但世界
摘要 儘管檢測、接觸者追蹤和病例隔離計劃可以減輕 COVID 19 的傳播並允許放鬆社交距離措施，但世界上很少有國家成功地將此類努力擴大到抑制傳播的水平。檢測 追蹤 隔離的有效性可能取決於追蹤的速度和程度以及社區中 SARS CoV 2 的流行情況。在這裡，我們使用 COVID 19 傳播的精細模型，根據 2020 年 10 月 1 日至 2021 年 1 月 1 日在德克薩斯…
摘要 全球能源系統快速脫碳對於應對氣候變遷至關重要，但對成本的擔憂一直是實施的障礙
摘要 全球能源系統快速脫碳對於應對氣候變遷至關重要，但對成本的擔憂一直是實施的障礙。大多數能源經濟模型歷來都低估了再生能源技術的部署率並高估了其成本。這些問題促使人們呼籲採用替代方法和更可靠的技術預測方法。在這裡，我們使用基於機率成本預測方法的方法，該方法已通過對 50 多種技術的回溯測試進行了統計驗證。我們根據部署情況對太陽能、風能、電池和電解槽進行機率成本預測。我們使用這些…
摘要 隨著人們越來越關注透過加速向低碳能源系統轉型來應對氣候變化，對於最能實現這一目標的能源技術組合仍有
摘要 隨著人們越來越關注透過加速向低碳能源系統轉型來應對氣候變化，對於最能實現這一目標的能源技術組合仍有不同看法。由於經濟和技術因素存在廣泛的不確定性，確定技術路徑變得複雜。忽略這些不確定性的分析可以為低碳能源的未來提供高度精細和具體的路徑，但這些路徑是基於對未來條件的特定假設，並且意味著需要在很長一段時間內做出具體的技術承諾。我們將能源轉型問題定義為確定一種短期投資策略，該策…
摘要 CRISPR Cas9 已經產生了大量的效應子，包括標靶轉錄活化子、鹼基編輯器和初等編輯器
摘要 CRISPR Cas9 已經產生了大量的效應子，包括標靶轉錄活化子、鹼基編輯器和初等編輯器。目前誘導調節 Cas9 活性的方法缺乏時間精度，需要廣泛的篩選和最佳化。我們描述了一種多功能、化學控制且快速激活的單組分 DNA 結合 Cas9 開關 ciCas9，我們用它來賦予對七個 Cas9 效應器的時間控制，包括兩個胞苷鹼基編輯器、兩個腺嘌呤鹼基編輯器、一個雙鹼基編輯器、一…
摘要 沿著大腦結構連接組的訊號傳播會引起活動模式的改變
摘要 沿著大腦結構連接組的訊號傳播會引起活動模式的改變。這些活動模式定義了全局大腦狀態，並根據其預期發生機率包含資訊。作為資訊傳播的物理基礎，結構連接組與動力學相結合，決定了可能的大腦狀態集並限制了可訪問狀態之間的轉換。然而，這些對狀態轉換的結構性限制究竟如何與其資訊內容相關仍有待探索。為了解決這一知識差距，我們將資訊內容定義為激活分佈的函數，其中統計上罕見的激活值對應於高資訊…
摘要 數位人文主義強調人、社會、自然和機器之間的複雜關係
摘要 數位人文主義強調人、社會、自然和機器之間的複雜關係。它已被越來越多的個人和團體所接受，他們正在製定可能改變當前範式的方向。在這裡，我們將重點放在《維也納宣言》所提出的倡議。
摘要 應對與永續發展相關的社會挑戰，既需要了解潛在的複雜社會生態系統，也需要科學家以及實踐專家、決策者和
摘要 應對與永續發展相關的社會挑戰，既需要了解潛在的複雜社會生態系統，也需要科學家以及實踐專家、決策者和公民等相關利益相關者的參與。本文介紹了決策劇場三角，一種結合經驗資訊、數學建模和模擬的方法，以及科學家和利害關係人之間對話的格式。雖然它建立在先前的決策劇場工作的基礎上，但這三個要素的新結構強調了針對特定挑戰建立決策劇場所需的內容。根據德國可持續流動性這一具體例子的經驗，有人…
摘要 熱力學第二定律可以表述為任何經歷馬可夫動力學的系統的熵演化的限制
摘要 熱力學第二定律可以表述為任何經歷馬可夫動力學的系統的熵演化的限制。在這裡，我表明，如果我們有一組先驗約束來限制每個座標的動力學如何依賴其他座標，則第二定律的這種形式對於與多個熱力學庫耦合的多維複雜系統得到加強。例如，這種強化的第二定律（SSL）適用於由多個物理上分離、共同演化的子系統組成的複雜系統，每個子系統都被確定為整個系統的一個座標。在此範例中，約束涉及如何允許某些子…
摘要 在這篇文章中，我將考慮一系列問題，最後一個問題涉及我們的科學和數學的認知限制的廣度和深度
摘要 在這篇文章中，我將考慮一系列問題，最後一個問題涉及我們的科學和數學的認知限制的廣度和深度。然後我將提出一種可能的方法來規避這些限制。我首先考慮有關智力的生物功能的問題。這將引發有關人類語言的問題，這也許是我們發展過的最重要的認知假體。儘管人們傳統上對人類語言所提供的感知能力讚不絕口，但我要強調的是，它是多麼可怕地有限——因此也是有限的。這將引發這樣的問題：人類數學在我們的…
摘要 城市化可以透過引入新的選擇壓力（例如噪音污染和不同的環境傳播特性）來影響物種交流
摘要 城市化可以透過引入新的選擇壓力（例如噪音污染和不同的環境傳播特性）來影響物種交流。這些選擇壓力可能引發城市和非城市人口之間的差異。鳴禽依靠發聲來保衛領地和吸引配偶。城市鳴禽在某些物種和種群中已被證明可以增加頻率、縮短長度並改變其歌曲的其他時間特徵。這項研究比較了南加州四個城市和三個非城市黑眼燈籠草 (Junco hyemalis) 種群的歌曲。我們檢查了歌曲長度、顫音速率…
摘要 人們在談話時常常會笑
摘要 人們在談話時常常會笑。誰對笑聲負有更多責任，笑的人還是引起笑聲的伴侶？我們採用循環設計，參與者 (N = 66) 與 10 位同性陌生人進行 10 次不同的對話，併計算每次對話中每個人的笑聲。每次談話結束後，參與者都會評估他們與伴侶的相似度以及他們對談話的享受程度。一個人笑的次數的變化有一半以上是由笑的人造成的——有些人往往比其他人笑得更多。相較之下，只有不到 5% 的變…
摘要 CRISPR Cas構成了針對病毒和質粒等入侵核酸的適應性原核防禦系統
摘要 CRISPR Cas構成了針對病毒和質粒等入侵核酸的適應性原核防禦系統。除了在免疫中的作用之外，CRISPR Cas 系統已被證明可以透過調節其表現或透過直接的蛋白質 蛋白質接觸和酶活性與細胞 DNA 修復途徑的成分密切相互作用。整合酶 Cas1 通常參與 CRISPR Cas 免疫的適應階段，但先前已提出在細胞 DNA 修復途徑中的額外作用。在這裡，我們分析了來自 Ha…
摘要 美國的意識形態分歧在日常互動中日益凸顯
摘要 美國的意識形態分歧在日常互動中日益凸顯。因此，人們對政治極化進行了大量研究，包括最近從計算角度進行的許多研究。透過檢測文本文檔中的政治偏見，人們可以嘗試辨別和描述其極性。直觀上，文本中的命名實體（即名詞和充當名詞的短語）和主題標籤通常攜帶有關政治觀點的訊息。例如，使用「支持墮胎」一詞的人可能是自由派，而使用「反對墮胎」一詞的人可能是保守派。在本文中，我們試圖揭示社群媒體文…
摘要 目的：為美國 FDA 和肌萎縮側索硬化症 (ALS) 學會提供系統、透明和定量的框架，以評估 AL
摘要 目的：為美國 FDA 和肌萎縮側索硬化症 (ALS) 學會提供系統、透明和定量的框架，以評估 ALS 候選治療藥物 AMX0035 在 2 期試驗中的療效，該試驗在 137 名患者的相對較小樣本量中顯示出在減緩 ALS 進展速度方面具有統計學顯著效果（p 值為 3%）。方法：我們應用貝葉斯決策分析 (BDA) 來確定 AMX0035 的臨床證據支持 FDA 批准的最佳 I…
摘要 不同表型的演化既涉及分子交互作用網絡，也受到分子交互作用網絡的限制
摘要 不同表型的演化既涉及分子交互作用網絡，也受到分子交互作用網絡的限制。當這些網絡影響表現模式時，我們稱它們為基因調控網絡（GRN）。在這裡，我們開發了一個類似於準物種理論的 GRN 演化模型，該模型本身本質上是從經典群體遺傳學擴展到多個基因座的突變選擇平衡模型。透過這個 GRN 模型，我們證明了在廣泛的選擇壓力下，動態收斂到 GRN 上的平穩分佈。接下來，我們從第一原理出發…
摘要 加州中央山谷過度抽取地下水造成的地面沉降是一個重大問題，會產生多種負面影響，例如含水層儲存量減少和
摘要 加州中央山谷過度抽取地下水造成的地面沉降是一個重大問題，會產生多種負面影響，例如含水層儲存量減少和基礎設施受損，進而由於對農作物生產的高度依賴而造成經濟損失。這就是為什麼定期監測和評估發生的表面變形至關重要。本文試圖實現的兩個主要目標是變形表徵和變形預測。第一個目標是透過將主成分分析 (PCA) 應用於一系列干涉合成孔徑雷達 (InSAR) 影像來實現，這些影像可產生顯示…
摘要 加州間歇泉地熱田經常發生地震，多年來，地震導致該地區土地普遍下沉
摘要 加州間歇泉地熱田經常發生地震，多年來，地震導致該地區土地普遍下沉。在我們的研究中，我們探討了地熱資料與地震活動的相關性，發現注入速率與地震次數呈現高度相關性。此外，我們依靠衛星影像來測量地面沉降的程度，並開發了一個機器學習模型來預測未來的地面沉降，發現它的錯誤率相對較低。此外，我們將地熱數據納入該模型，發現它的性能更好。總而言之，這鼓勵在減災中使用機器學習模型，以盡量減少…
摘要 了解影響病毒進化的因素對於制定有效的抗病毒策略、準確預測病毒進化和預防大流行至關重要
摘要 了解影響病毒進化的因素對於制定有效的抗病毒策略、準確預測病毒進化和預防大流行至關重要。病毒演化的一個基本決定因素是病毒蛋白質生物物理學與調節蛋白質摺疊和品質控制的宿主機制之間的相互作用。病毒中的大多數適應性突變在生物物理上都是有害的，導致病毒蛋白產物具有折疊缺陷。在細胞中，蛋白質折疊由稱為蛋白質穩態網絡的動態伴侶系統和品質控制過程協助。宿主蛋白質穩態網絡可以透過協助折疊或…
摘要 新形成的內體會透過脫落一種蛋白質並獲得另一種蛋白質而成熟為早期內體
摘要 新形成的內體會透過脫落一種蛋白質並獲得另一種蛋白質而成熟為早期內體。在這裡，作者描述了一種由內體碰撞和融合驅動的觸發和轉換機制，控制著整體成熟的及時性。內體成熟對於將貨物可靠且及時地運輸到特定細胞區室至關重要。早期內體成熟最突出的模型涉及磷酸肌醇驅動的單一內體上特定蛋白質的獲得或損失，強調自主和隨機的描述。然而，快速體積成像的局限性長期以來阻礙了對成熟事件絕對數量的直接全…
摘要 Hanel 等人介紹並分析討論了相關機率模型
摘要 Hanel 等人介紹並分析討論了相關機率模型。 (2009) 基於指數 q 的自對偶變換，它表徵了當前玻爾茲曼 吉布斯統計力學的推廣，即非廣延統計力學，並在 N oo 極限下，對於任何選定的 Q E 值產生 Q 高斯分佈 [1, 3)。我們在這裡表明，透過正確推廣自對偶變換，可以獲得一整套此類機率模型，所有模型都在 N oo 極限下產生 Qc 高斯 (Qc = 1)。透過…
摘要 與暗能量描述相反，熵力宇宙學提供了對宇宙加速膨脹的具體物理理解
摘要 與暗能量描述相反，熵力宇宙學提供了對宇宙加速膨脹的具體物理理解。加速度似乎是與宇宙中資訊儲存相關的熵的結果。由於除非考慮修正項，否則這些宇宙學模型無法解釋不同的加速和減速週期，因此我們研究了在熱力學允許的熵力模型中包含次主導冪律項的影響。宇宙視界的溫度是透過明確的物理原理得到的，也就是要求保持熱力學的勒讓德結構。我們分析了各種類型的行為，並透過提供適當的約束來優化哈伯屏幕…
摘要 著名機構的教師主導科學話語，在所有研究出版物中所發表的份額不成比例
摘要 著名機構的教師主導科學話語，在所有研究出版物中所發表的份額不成比例。環境聲望可能會導致這種認知差異，但它導致教師生產力提高的機制仍然未知。在這裡，我們結合了美國大學系統 262 個博士授予機構的 78,802 名終身教授的就業、出版和聯邦調查數據，透過多種證據表明，在更有聲望的機構中，受資助的研究生和博士後勞動力的可用性更大，推動了聲譽對生產力的環境影響。特別是，更大的環…
摘要 生活在城市可以以更低的旅行成本獲得更多的資源、基礎設施和服務，從而改善社會生活並促進系統性效益
摘要 生活在城市可以以更低的旅行成本獲得更多的資源、基礎設施和服務，從而改善社會生活並促進系統性效益。然而，最近的研究表明，城市居民在使用城市設施方面也存在不平等，這體現在不同人口背景的居民的不同旅行和訪問模式上。在這裡，我們超越了簡單的有缺陷的相關分析，透過量化居民人口統計數據對從美國居民與數百萬城市場所的詳細互動中提取的流動模式的因果影響，揭示了普遍的可及性差距。此外，為了…
摘要 正念注意力的特徵是承認當前的經驗是短暫的心理事件
摘要 正念注意力的特徵是承認當前的經驗是短暫的心理事件。正念練習的早期階段可能需要更大的神經努力才能提高後期的效率。早期的努力可能會自我調節行為並專注於當下，但這種理解缺乏計算解釋。在這裡，我們使用網路控制理論作為外部控制輸入（操作性努力）如何在白質網路中分配正念注意力期間引起的神經活動變化的模型。我們假設具有更大網路可控性的個體，從而有效地分配控制輸入，有效地自我調節行為。我…
摘要 全球陸地碳彙的年際變化與熱帶氣溫和降雨量的變化密切相關
摘要 全球陸地碳彙的年際變化與熱帶氣溫和降雨量的變化密切相關。這種關聯表明水分驅動的熱帶植被生產力波動發揮重要作用，但缺乏量化負責任的生態過程的經驗證據。這些證據可以從樹木年輪數據中獲得，這些數據量化了主要植被生產力組成部分的變異性：木質生物量的增長。在這裡，我們編制了一個泛熱帶樹木年輪網絡，以表明年度木質生物量增長主要隨著旱季降水的增加而增加，並隨著旱季最高溫度的增加而減少。…
檢查侵入性和非侵入性麻雀的冒險行為和新恐懼症
摘要 大膽還是害羞？檢查侵入性和非侵入性麻雀的冒險行為和新恐懼症。行為為理解專業化提供了一個有用的框架，動物的性格有助於我們理解鳥類的入侵性。入侵意味著分散到未知區域，可能需要根據個性改變行為或空間聚集。減少恐懼症和增加探索行為可以讓個人在測試和使用不熟悉的資源時開拓新的領域。在這裡，我們假設來自入侵族群的家麻雀個體會比非入侵族群表現出更大膽的行為。我們評估了巴塞隆納（該麻雀被…
摘要 人們越來越擔心現實世界和數位世界中的社會活動之間的關係可能產生的影響
摘要 人們越來越擔心現實世界和數位世界中的社會活動之間的關係可能產生的影響。在這項研究中，我們在社會危機的背景下解決這個問題。我們對與關鍵流程相關的數據進行的定量和定性分析表明，這兩個世界之間存在著深刻而重要的關係。也许最重要的结果是指语言及其意义和象征在与社会系统的复杂性及其适应性相关的社会转型过程的发展中的主导作用。
摘要 標準大偏差理論 (LDT) 反映了玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 因子，該因子描述了短程哈密頓系統的熱
摘要 標準大偏差理論 (LDT) 反映了玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 因子，該因子描述了短程哈密頓系統的熱平衡，其速度分佈為麥克斯韋分佈。它通常適用於滿足中心極限定理 (CLT) 等的系統。當我們關注典型複雜系統（例如經典的長程哈密頓系統）的穩態時，CLT 和 LDT 都需要推廣。我們在這裡關注涉及強相關可交換隨機變數的尺度不變隨機過程，透過拉普拉斯 德菲內蒂定理，已知該過程會在…
摘要 這篇科學評論引用了 Lee 等人的「分解癲癇 MRI 表型異質性：邁向個人化分類的一步」
摘要 這篇科學評論引用了 Lee 等人的「分解癲癇 MRI 表型異質性：邁向個人化分類的一步」。 （ 的神經影像學研究已經捕捉了結構和功能迴路的廣泛重組，涉及邊緣區域以及全腦皮質和皮質下區域。這些數據促使人們將 TLE 重新概念化為一種神經網路疾病。 1 同時，利用日益複雜的分析方法進行的研究有助於揭示 TLE 系統層級重組的影像相關性，並描述了前者與臨床特徵之間的關聯。重要的…
摘要 了解網路中的雜訊並找到代表系統的正確尺度是網路生物學中的重要問題
摘要 了解網路中的雜訊並找到代表系統的正確尺度是網路生物學中的重要問題。大多數研究都集中在資料/模擬的原始微觀網路上，很少探索屬性的尺度依賴性。在這裡，我們介紹 einet 包，它使用資訊理論和網路科學的最新概念來研究生物網絡中資訊最豐富的尺度。 einet 使用兩個指標：有效訊息，衡量網絡邊緣的簡併性和決定論之間的相互作用；以及因果出現，發現具有最高有效信息的網絡規模。 ei…
摘要 點擊是社交聯繫最有力的隱喻之一
摘要 點擊是社交聯繫最有力的隱喻之一。但我們怎麼知道兩個人甚麼時候「點擊」呢？我們要求幾對朋友和陌生人互相交談並評價他們感受到的連結。對朋友和陌生人來說，反應速度是感受到連結的強大預測指標。反應時間較快的對話比反應時間較慢的對話感覺更緊密，並且在對話中，連結時刻比連結較少的時刻具有更快的反應時間。這種效應主要取決於伴侶的反應能力：人們感覺與伴侶的連結程度取決於伴侶對他們的快速反…
摘要 登革熱和其他蟲媒病毒的傳播構成了不斷擴大的全球健康威脅
摘要 登革熱和其他蟲媒病毒的傳播構成了不斷擴大的全球健康威脅。低收入和中等收入國家特大城市人口分佈的廣泛異質性和潛在的流動複雜性對預測模型提出了挑戰，儘管其對疾病傳播的重要性比以往任何時候都更加清晰。使用來自裡約熱內盧的高解析度監測數據，我們記錄了 DENV4 出現後連續流行病規模的尺度不變模式。使用裡約熱內盧 DENV4 登革熱血清型出現後的高解析度監測數據，我們記錄了連續流…
摘要 我們引入了智慧覓食者的理想化模型，其中更高的智慧對應於覓食者可以檢測食物的更大空間範圍
摘要 我們引入了智慧覓食者的理想化模型，其中更高的智慧對應於覓食者可以檢測食物的更大空間範圍。當最近的食物比其檢測範圍 R 更遠時，這種覓食者就會隨機擴散，並彈道地向位於其檢測範圍內的最近食物移動。同時，覓食者每一步的代謝能量消耗是其智力的遞增函數。愚蠢的覓食者會隨機徘徊，可能會錯過附近的食物，這很容易挨餓。相反，過於聰明的覓食者在尋找食物的過程中每一步都會產生大量的代謝成本，…
摘要 建模和推理是大多數科學領域的核心，尤其是不斷發展的複雜系統
摘要 建模和推理是大多數科學領域的核心，尤其是不斷發展的複雜系統。關鍵的是，我們所掌握的資訊往往是不確定且不充分的，導致推理不足的問題；多種推論、模型和理論與現有資訊一致。資訊理論（特別是最大資訊熵形式主義）提供了一種處理這種複雜性的方法。在過去的幾十年裡，它已被應用於許多學科內部和跨學科的許多問題。從這個角度來看，我們回顧了該過程的歷史發展，概述了最大熵的許多應用及其對複雜系…
摘要 動機：最近的技術發展促進了微生物組 代謝組學研究的擴展，其中使用基因組和代謝組學技術對樣本進行分析
摘要 動機：最近的技術發展促進了微生物組 代謝組學研究的擴展，其中使用基因組和代謝組學技術對樣本進行分析，以表徵微生物類群和代謝物的豐度。這些研究的一個共同目標是確定導致樣本之間代謝物水平差異的微生物物種或基因。先前的工作表明，將這些數據集與微生物代謝能力的參考知識相結合可以使微生物代謝物連結的推論更加精確和可靠。結果：我們提出了 MIMOSA2，一個 R 套件和 Web 應用…
摘要 從酵素結合到機器人抓取，許多機械系統的功能取決於其組件的大型協調運動
摘要 從酵素結合到機器人抓取，許多機械系統的功能取決於其組件的大型協調運動。這種運動源自於以連結（邊緣）形式存在的實體互動網絡，在組成元素（節點）之間傳遞力，並且已在已知網路中進行了卓有成效的建模。然而，由於相互作用的數量和非線性，新型網路中精確運動的原理設計變得困難。在這裡，我們使用動力系統理論的概念制定了一個簡單但強大的框架來設計完全非線性運動。我們證明了一個小型網路單元充…
摘要 當公眾沒有充分理解新出現的威脅和一系列前所未有的補救措施時，確保遵守公共衛生政策的挑戰就會變得更加
摘要 當公眾沒有充分理解新出現的威脅和一系列前所未有的補救措施時，確保遵守公共衛生政策的挑戰就會變得更加複雜。 COVID 19 大流行期間公民對疫苗接種態度的演變提供了基於心理學和社會學的見解，豐富了傳統的基於激勵和約束的政策設計方法。因此，我們為未來可能越來越多地面臨的突發公共衛生事件期間的政策合規行為科學做出了貢獻。從大流行初期開始，我們就對同一個人進行了追踪，深入了解人…
摘要 人類學家和生物學家長期以來一直對性別偏見的傳播感興趣，因為它可以建立種群並確定親屬關係、相關性和合
摘要 人類學家和生物學家長期以來一直對性別偏見的傳播感興趣，因為它可以建立種群並確定親屬關係、相關性和合作的模式。在大多數當代人類社會中，女性通常會在結婚時分手。在少數人類社會中，實行男性驅散、雙性戀或兩性驅散。先前的研究表明，農業、畜牧業或父系製的出現與某些語系中女性偏向的傳播有關。漢藏人性別特異性擴散的祖先模式及其生態相關性仍不確定。在這裡，我們使用比較系統發育方法來推斷漢…
摘要 由於數據有限，預測 COVID 19 的負擔受到阻礙，病例報告因檢測實踐而存在偏差，死亡人數遠遠落
摘要 由於數據有限，預測 COVID 19 的負擔受到阻礙，病例報告因檢測實踐而存在偏差，死亡人數遠遠落後於感染人數，以及醫院普查反映了隨時間變化的患者就診情況、入院標準和人口統計數據。在這裡，我們表明，入院人數與流動數據相結合可以可靠地預測嚴重急性呼吸綜合症冠狀病毒 2 (SARS CoV 2) 的傳播率和醫療保健需求。使用指導德州奧斯汀緩解政策的預測模型，我們估計當地再生數…
摘要 人口統計、性格和其他相關信念的個體差異與 2019 年冠狀病毒病 (COVID 19) 威脅信念相
摘要 人口統計、性格和其他相關信念的個體差異與 2019 年冠狀病毒病 (COVID 19) 威脅信念相關。然而，這些不同類型的個體差異對 COVID 19 威脅信念的相對貢獻尚不清楚。在這項研究中，克羅埃西亞共有 1,700 名參與者（68% 為女性；年齡 18 86 歲）完成了一項調查，其中包括有關 COVID 19 風險的問題、有關疫苗接種信念、對衛生系統的信任、對科學家…
摘要 重要性：據報道，住院的 COVID 19 患者以男性為主，男性的死亡率高於女性
摘要 重要性：據報道，住院的 COVID 19 患者以男性為主，男性的死亡率高於女性。目的：評估所報告的 COVID 19 大流行中的性別偏見是否已透過對一部分重症患者的分析得到驗證。設計：使用奧地利國家新冠肺炎資料庫進行了一項全國性回顧性隊列研究：我們進行了性別特異性 Lasso 回歸，以使用 ICU 入院前已知的變數來選擇最能解釋機械通氣和死亡結果的協變量。我們使用邏輯迴歸…
摘要 雖然東波利尼西亞考古學家很少發現獨木舟 (va'a) 的考古遺跡，但民族歷史文獻記錄了這些船隻如何
摘要 雖然東波利尼西亞考古學家很少發現獨木舟 (va'a) 的考古遺跡，但民族歷史文獻記錄了這些船隻如何在平民和酋長的日常生活中發揮核心作用。在這裡，我們透過綜合法屬玻里尼西亞社會群島獨木舟所使用的代理資訊（考古資料、民族誌和民族歷史來源的證據、生態模型、以人為中心的互動網絡），重新集中討論玻里尼西亞社會中的 va'a。雖然最初定居東波利尼西亞群島的所有社區都必須使用大型雙殼獨…
摘要 最大熵原理是六十多年前提出的，它提供了一種基於資訊理論、貝葉斯機率和約束優化原理的建模推理和數據分
摘要 最大熵原理是六十多年前提出的，它提供了一種基於資訊理論、貝葉斯機率和約束優化原理的建模推理和數據分析的系統方法。自提出以來，對該方法的一致性和約束的作用提出了批評。其中，主要的批評是最大熵不滿足因果關係原則，或類似地，由於因果資訊的不充分錶示，最大熵更新不一致。我們表明，這些批評源於對最大熵方法中必須指定約束的方式的誤解和誤用。對這些問題的糾正消除了批評者聲稱已經發現的看…
摘要 Scheffer 等人 (1) 令人興奮的新工作報告了 20 世紀末發生的理性與情感平衡的歷史性重
摘要 Scheffer 等人 (1) 令人興奮的新工作報告了 20 世紀末發生的理性與情感平衡的歷史性重新安排。它的方法是心理科學新趨勢的一部分，即使用大量文本來研究人類認知的基本模式。最近這方面的工作包括對性別表徵的普遍屬性 (2)、因果思維的興起 (3) 以及對語言本身積極性的認知偏見 (4) 的研究。 「從文本到思想」（5）的目標是一個有吸引力的目標，而機器學習時代的承諾…
摘要 素數的豐富歷史包括歐幾裡得等偉大人物，他首先分析性地研究了素數並證明了素數的數量是無限的；歐拉，他
摘要 素數的豐富歷史包括歐幾裡得等偉大人物，他首先分析性地研究了素數並證明了素數的數量是無限的；歐拉，他引入了函數 z(s) Σn=1∞n s=∏pprime11 p s；高斯，他估計了素數增加的速率；以及黎曼，他將零定下 11 p s(Rz)。非廣延統計力學所基於的非加性熵 Sq=kΣipilnq(1/pi)(q∈R;S1=SBG≡ kΣipilnpi，其中 BG 代表 Bo…
摘要 減少毀林和退化排放（REDD+）倡議利用生態系統服務付費作為發展中國家管理和保護森林的激勵措施
摘要 減少毀林和退化排放（REDD+）倡議利用生態系統服務付費作為發展中國家管理和保護森林的激勵措施。 REDD+ 倡議還優先考慮社會（和環境）共同效益，旨在改善依賴森林的社區的生計。儘管將共同效益納入REDD+目標，碳封存仍是各國可以從REDD+獲得付款的主要指標，但在REDD+實施十多年之後，許多特定地點的計畫未能完成碳核查過程。在這裡，我們研究了在坦尚尼亞彭巴島沒有碳支付…
摘要 在 2021 年联合国气候变化大会 (COP26) 第二天，130 个国家宣布决定到 2030 年
摘要 在 2021 年联合国气候变化大会 (COP26) 第二天，130 个国家宣布决定到 2030 年停止全球森林砍伐 (1)。这是一个值得欢迎的举措，也是一个政治上的成功，但在生态上却存在不足。該計劃需要擴大到覆蓋面積達 2000 萬平方公里的稀樹草原——超過熱帶森林覆蓋的 1700 萬平方公里 (2)——並且可能是比森林更重要的碳匯。一年中，坦尚尼亞的塞倫蓋蒂平原每公頃可…
摘要 很高興能夠參加 Nitant Kenkre 科學生涯的慶祝活動
摘要 很高興能夠參加 Nitant Kenkre 科學生涯的慶祝活動。在本文中，我們回顧了研究生物學中演化分支和多樣化的數學模型。我們重點介紹 Nitant Kenkre 在 2000 年代初作為美洲跨學科科學聯盟的一部分所做的工作所提供的見解。我們專注於使用這些模型來理解促進生物系統表型多樣化和創新的條件，被理解為固定解決方案的分支，以及作為研究聯盟的一部分出現的一些想法。我…
摘要 對降落傘科學的批評主張當地和國際科學家之間進行更密切的合作
摘要 對降落傘科學的批評主張當地和國際科學家之間進行更密切的合作。在這裡，在這種合作的基礎上，我們強調了當外部人員（通常透過國際非政府組織開展工作）未能尊重他們所工作的治理框架和當地現實時所面臨的進一步挑戰。具體來說，我們強調觀察治理結構、保持透明度以及靈活響應國家和地區優先事項（「向上看」）的重要性，並強調在設計教育計劃等乾預措施時需要密切關注當地文化背景（「向下看」）。解決…
摘要 我們考慮「部分資訊分解」（PID）問題，其目的是將一組來源隨機變數提供的有關目標隨機變數的資訊分解
摘要 我們考慮「部分資訊分解」（PID）問題，其目的是將一組來源隨機變數提供的有關目標隨機變數的資訊分解為單獨的冗餘、協同、聯合和獨特組件。在本文的第一部分，我們提出了建構多元 PID 的通用架構。我們的框架是根據集合論中的交集和並集的形式類比以及指定一個資訊來源何時比另一個資訊來源提供更多資訊的排序關係來定義的。我們的定義是從代數和公理學角度出發的，並且可以推廣到香農資訊理論…
摘要 城市鳥類面臨新穎的視覺線索和聲音景觀
摘要 城市鳥類面臨新穎的視覺線索和聲音景觀。為了在這些充滿挑戰的環境中茁壯成長，個人必須正確識別和校準人類及其活動所構成的威脅。我們發現，居住在城市棲息地的黑眼燈籠草（Junco hyemalis）對接近的人和物體發出的聲音有不同的反應。一個人走近燈科斯，同時播放通常以不同相對速度移動的物體類型的聲音：較快（自行車）、中等（滑板和踏板車）或較慢（人們行走）。 Juncos 的反…
摘要 習慣化是動物停止對重複刺激做出反應的過程，而習慣化在自閉症和其他情況下會改變
摘要 習慣化是動物停止對重複刺激做出反應的過程，而習慣化在自閉症和其他情況下會改變。在這裡，作者描述了斑馬魚大腦中的視覺習慣網絡，並發現 fmr1 突變體表現出更慢的全腦和行為習慣。習慣化是一種學習形式，在此期間動物停止對重複刺激做出反應，而習慣化缺陷是幾種精神疾病的特徵。由於技術挑戰，人們對調節習慣的全腦網絡知之甚少。在這裡，我們報告了斑馬魚幼蟲適應重複視覺迫近刺激期間的全腦…
摘要 許多社會系統的顯著穩健性與底層社交網絡中獨特的三角形結構有關
摘要 許多社會系統的顯著穩健性與底層社交網絡中獨特的三角形結構有關。彼此之間有三種正向關係（例如友誼）的三人組的比例嚴重過高。具有兩種消極關係（例如，敵意）和一種積極關係的三元組也被過度代表，而具有一種或三種消極關係的三元組則被嚴重抑制。近一個世紀以來，這些非常具體的（「平衡的」）三元組統計背後的機制仍然難以捉摸。在這裡，我們提出了一個簡單的現實自適應網路模型，其中代理傾向於最…
摘要 社區希望確定自己的氣候變遷調適策略，科學家和決策者應該聽取他們的意見——氣候變遷調適的公平性和有效
摘要 社區希望確定自己的氣候變遷調適策略，科學家和決策者應該聽取他們的意見——氣候變遷調適的公平性和有效性都取決於此。我們概述了研究人員和發展參與者可以用來支持社區並向社區學習的重要經驗教訓。
摘要 In networks of coupled oscillators, it is of inte
摘要 In networks of coupled oscillators, it is of interest to understand how interaction topology affects synchronization. Many studies have gained key insights into this question by studying …
摘要 Regardless of its success, the constant relaxatio
摘要 Regardless of its success, the constant relaxation time approximation has limited validity. Temperature and energy dependent effects are important to match experimental trends even in sim…
摘要 蘭道爾原理指出，資訊處理的能量成本必須超過溫度、波茲曼常數和資訊承載自由度的香農熵變化的乘積
摘要 蘭道爾原理指出，資訊處理的能量成本必須超過溫度、波茲曼常數和資訊承載自由度的香農熵變化的乘積。然而，這個下限只有在準靜態、接近平衡的計算中才能實現──也就是說，只能在無限時間內實現。在實踐中，資訊處理發生在有限的時間內，導致資訊耗散和潛在不可靠的邏輯結果。對於過阻尼朗之萬動力學，我們表明可以設計反絕熱勢來引導系統沿著所需的計算路徑快速準確地引導，從而提供允許精確設計有限時…
摘要 可塑性是指生長和繁殖等生命史過程對環境的依賴程度
摘要 可塑性是指生長和繁殖等生命史過程對環境的依賴程度。不同類群個體生長的可塑性差異很大。儘管如此，人們對個體生長的可塑性對族群生態動態的影響卻知之甚少。在本文中，我們分析了消費者群體的生理結構群體模型，其中個體成長率可以在完全塑膠和完全非塑膠之間變化。我們從動態能量預算模型中推導出這個群體層級模型，以確保個體內的攝取、體細胞維持、生長和繁殖之間準確的能量耦合。我們表明，消費群…
摘要 仙人掌科（cacti）是新世界植物科，是地球上最瀕危的生物類群之一
摘要 仙人掌科（cacti）是新世界植物科，是地球上最瀕危的生物類群之一。保育規劃尚不確定，因為尚不清楚氣候和土地利用變化是否會對全球仙人掌多樣性產生正面或負面影響。一方面，人們普遍認為未來的氣候將有利於仙人掌，因為它們具有多種適應能力和專門的生理和形態來應對炎熱和乾旱的增加。另一方面，超過 1,500 種仙人掌物種的廣泛多樣性（其中許多出現在較為濕潤和涼爽的生態系統中）對大多…
摘要 為了加深對生物多樣性和生態系功能的理解，生態學家尋求物種多樣性和其他生態系特徵（例如物種生產力、生
摘要 為了加深對生物多樣性和生態系功能的理解，生態學家尋求物種多樣性和其他生態系特徵（例如物種生產力、生物量和豐度）之間廣泛適用的關係。這些指標在不同的生態系中差異很大，迄今為止還沒有發現它們之間的任何組合之間存在跨棲息地、類群和空間尺度有效的關係。在這裡，我們結合生態學最大熵理論和生態學代謝理論的結果，推導出物種豐富度、能量流、生物量和豐度之間的這樣一個關係，即狀態方程式。它…
摘要 對美國 COVID 19 大流行軌蹟的短期機率預測已成為科學建模界與公眾和決策者之間明顯且重要的溝
摘要 對美國 COVID 19 大流行軌蹟的短期機率預測已成為科學建模界與公眾和決策者之間明顯且重要的溝通管道。預測模型提供具體、定量和可評估的預測，為醫療人員需求、學校關閉和醫療用品分配等短期決策提供資訊。從 2020 年 4 月開始，美國 COVID 19 預報中心 ( 收集、傳播並綜合了來自 90 多個不同學術、產業和獨立研究小組的數千萬個具體預測。每週結合數十個組別的預…
摘要 在他對阿克塞爾羅德等人的評論中
摘要 在他對阿克塞爾羅德等人的評論中。 (1)、德馬爾基 (2) 抱怨我們的兩極化模型遺漏了一些觀點改變的機制，因此該模型不能用來指導公共政策。然而，該模型的目的是在對吸引力和排斥力做出最小假設的情況下，深入了解隨著時間的推移可能發生的情況。
摘要 人類活動對生態系統帶來越來越大的壓力，常常導致局部物種滅絕
摘要 人類活動對生態系統帶來越來越大的壓力，常常導致局部物種滅絕。然而，目前尚不清楚局部滅絕如何影響區域過程，例如空間多樣性的分佈，特別是當滅絕表現出空間模式（例如聚集）時。因此，在空間明確的框架中研究滅絕及其後果至關重要。使用高度受控的微觀實驗和理論模型，我們在這裡詢問滅絕的數量和空間自相關如何交互作用影響元群落動態。我們發現，局部斑塊滅絕透過延遲排除劣勢競爭者而增加了局部多…
摘要 我們從第一原理出發，對兩體相互作用衰減為 1/rαij (α ≥ 0) 的孤立 d 維經典慣性 α
摘要 我們從第一原理出發，對兩體相互作用衰減為 1/rαij (α ≥ 0) 的孤立 d 維經典慣性 α−XY 鐵磁體的長期初始準穩態的溫度 TQSS 和持續時間 tQSS 進行了數值研究。結果表明，對於長程範圍 0 ≤ α/d ≤ 1，該溫度 TQSS（定義為與每個粒子的動能成比例）取決於 (α, d, U, N)，對於維度 d = 1, 2, 3，數值變化可忽略不計，其中 …
摘要 在繁殖群集期間，懸掛在環境中的結構（例如樹枝）上的超過 10,000 隻蜜蜂群暴露在環境溫度的晝夜
摘要 在繁殖群集期間，懸掛在環境中的結構（例如樹枝）上的超過 10,000 隻蜜蜂群暴露在環境溫度的晝夜變化中長達一周。蜂群根據這些變化集體調節其形態（即響應加熱/冷卻而膨脹/收縮），以將其內部溫度保持在可容忍的範圍內，並避免過早耗盡其蜂蜜儲備。為了了解溫度調節變形的時空面，我們測量了群簇的大小、形狀和內部溫度分佈隨動態溫度斜坡擾動的變化。當從 15 攝氏度加熱到 30 攝氏度…
摘要 在新墨西哥州和許多其他司法管轄區，如果檢察官透過明確且令人信服的證據證明釋放被告會對公眾構成危險，
摘要 在新墨西哥州和許多其他司法管轄區，如果檢察官透過明確且令人信服的證據證明釋放被告會對公眾構成危險，法官可以拘留被告。然而，一些政策制定者認為，某些類別的被告應該有“可反駁的危險性推定”，將舉證責任轉移給辯方。利用新墨西哥州四年內審前釋放的 15,000 多名重罪被告的數據，我們衡量了其中有多少人會根據不同的推定標準被拘留，以及這些被告中實際上構成危險的比例是多少，因為他們…
摘要 隨著海量文物數位化資料集的增加，社會和文化科學家擁有前所未有的發現和擴展文化理論的機會
摘要 隨著海量文物數位化資料集的增加，社會和文化科學家擁有前所未有的發現和擴展文化理論的機會。 WikiArt 資料集就是一個這樣的例子，其中包含超過 250,000 張高品質圖像，這些圖像來自 3000 多位藝術家，從 15 世紀到現在，具有歷史意義的藝術作品；它是潛在挖掘藝術家、流派和風格之間的模式和差異的豐富來源。然而，此類資料集通常難以分析和用於回答文化演化和分歧的複雜…
摘要 定義：熵的概念與能量一起構成了當代物理學及相關領域的基石
摘要 定義：熵的概念與能量一起構成了當代物理學及相關領域的基石。它最初由克勞修斯於 1865 年提出，其抽象思維主要關注宏觀物理過程的熱力學不可逆性。在接下來的十年中，玻爾茲曼將熵與微觀世界建立了天才的聯繫（吉布斯進一步發展了這一聯繫），這導致了一種新的、令人印象深刻的成功物理理論的製定，此後被命名為統計力學。馮諾依曼於 1927 年正式提出了量子力學系統的擴展，香農於 194…
摘要 最近試圖理解社會分裂的根源是基於自旋模型，其中包括解釋兩種社會現象的術語：同質性（具有相似觀點的人
摘要 最近試圖理解社會分裂的根源是基於自旋模型，其中包括解釋兩種社會現象的術語：同質性（具有相似觀點的人建立積極關係的傾向）和社會平衡（人們建立平衡的三元關係的傾向）。自旋表示編碼個體的多種（二元）意見的屬性向量，個體之間的社交互動可以是正面的或負面的。最近的研究表明，如果每個智能體的屬性數量小於 O(N^2) [Phys.萊特牧師。 125, 078302]。在這裡我們表明這…
摘要 目標：了解表型性狀如何變化一直是演化生物學家的長期目標
摘要 目標：了解表型性狀如何變化一直是演化生物學家的長期目標。在檢查細菌的抗生素抗藥性時，人們普遍認為，每種細菌菌株 抗生素組合的最低抑菌濃度 (MIC) 的變化最小。然而，有一個研究較少的抗性特徵，即突變體預防濃度 (MPC)，它測量最強抗性亞群的 MIC。人們對 MPC 是否變化以及如何變化知之甚少。在這裡，我們提出一個簡單但重要的問題：在單一菌株 抗生素關聯中，MPC 變…
摘要 生態系統的崩潰、物種的滅絕以及經濟和金融網絡的崩潰通常取決於底層網路的拓撲特性，例如自我維持（或自
摘要 生態系統的崩潰、物種的滅絕以及經濟和金融網絡的崩潰通常取決於底層網路的拓撲特性，例如自我維持（或自動催化）反饋循環的存在。這種崩潰可以理解為網路拓撲的巨大變化，通常伴隨著節點和鏈路的宏觀部分的消失。它通常與動力系統內最後一個相關定向催化循環的故障有關。如果沒有詳細的結構訊息，似乎無法說明網路是否強大，或者是否可能在不久的將來崩潰。在這裡，我們表明，儘管如此，預測一大類由線…
摘要 進化如何在由僅限於局部互動的簡單組件組成的系統中產生複雜的緊急計算
摘要 進化如何在由僅限於局部互動的簡單組件組成的系統中產生複雜的緊急計算？為了模擬這樣的過程，我們使用遺傳演算法（GA）來進化細胞自動機來執行需要全域協調資訊處理的計算任務。在大多數運行中，演化出一類相對簡單的策略，但在運行的子集上，發現了許多相當複雜的策略。我們從時空中「粒子」執行的資訊處理角度分析了這些策略背後的湧現邏輯，並詳細描述了這些策略的 GA 演化的世代進程。我們的…
摘要 本文基於一系列先前僅透過 GP 解決的程序發現問題，對遺傳編程 (GP) 與模擬退火 (SA) 和
摘要 本文基於一系列先前僅透過 GP 解決的程序發現問題，對遺傳編程 (GP) 與模擬退火 (SA) 和隨機迭代爬山 (SIHC) 進行了比較。所有三種搜尋演算法都採用分層可變長度表示來表示最近因 GP 範式而引人注目的程序 [8]。我們認為基於突變的自適應搜尋可以處理程序發現這一點在直觀上並不明顯，但迄今為止，對於我們嘗試過的每個 GP 問題，SA 或 SIHC 也適用。
摘要 近年來，中國的男性活產數已超過女性，遠高於人口中自然發生的活產數，這一趨勢對人口統計產生了重大影響
摘要 近年來，中國的男性活產數已超過女性，遠高於人口中自然發生的活產數，這一趨勢對人口統計產生了重大影響。據估計，2010年後，初婚市場的失衡每年約100萬男性。這些「過剩」的男性很難適應初婚模式發生重大變化的模式。目前的出生性別比對一對夫婦至少生育一個兒子的機率影響不大，因此未來性別比很可能會增加，特別是考慮到性別選擇性墮胎的機會越來越多。
摘要 此評論的目的是強調一些關於螞蟻合作覓食的現有實驗數據與「煽動」決策思想之間的明確對應關係，眾所周知
摘要 此評論的目的是強調一些關於螞蟻合作覓食的現有實驗數據與「煽動」決策思想之間的明確對應關係，眾所周知，大規模招募不如群體和大規模招募的組合靈活（Numaoka，1995）。介紹了一個考慮實驗觀察的簡單模型，並簡要地給出了它的相圖。
摘要 大多數兒童 HIV 1 感染是由母嬰傳播引起的，這種傳播可能因母乳哺育而發生在圍產期或產後(1 8
摘要 大多數兒童 HIV 1 感染是由母嬰傳播引起的，這種傳播可能因母乳哺育而發生在圍產期或產後(1 8)。在這項研究中，使用在懷孕期間和產後 6 個月期間收集的血漿和周邊血單核細胞 (PBMC) 樣本，檢查了母體病毒量對非母乳哺育母親向嬰兒傳播感染的影響。透過多種定量方法對這些樣本進行了分析，包括 PBMC 的病毒培養以及血漿中 HIV 1 RNA 和 PBMC 中 DNA …
摘要 使用全域定義的正弦基函數，針對初始值問題 u'(t) = f(t,u(t))、u(0) = 0 開
摘要 使用全域定義的正弦基函數，針對初始值問題 u'(t) = f(t,u(t))、u(0) = 0 開發了一個配置過程。結果表明，該正弦過程以指數速率收斂到解，即 O(M(2) exp( kappa root M))，其中 kappa 0 且在展開中使用 2M 基函數。域 R = ( 無窮大, 無窮大) 和 R(+) = (0, 無窮大) 上的問題用來說明過程的實現和準確性。
摘要 相關分析將應用於由一維元胞自動機的同步任務所產生的適應度景觀的子空間
摘要 相關分析將應用於由一維元胞自動機的同步任務所產生的適應度景觀的子空間。這產生了一個隨機模型，可用來表徵這些子空間的相關結構。結果表明，兩個子空間都可以透過 AR(2) 模型來表徵，無論是點突變還是交叉。
摘要 隨著汽車中安裝的路線、導航和行程規劃設備日益複雜，有必要考慮此類設備對整體交通系統性能可能產生的影
摘要 隨著汽車中安裝的路線、導航和行程規劃設備日益複雜，有必要考慮此類設備對整體交通系統性能可能產生的影響。提出了一個簡單的「高峰期」通勤模擬模型，並探討了各種代理級行為模式的系統級後果。在此模型的背景下，日益複雜的代理級通勤策略導致系統級表現下降（以多個標準衡量）。
摘要 食物網穩定性的理論研究通常沒有將空間視為影響物種共存的偶然因素
摘要 食物網穩定性的理論研究通常沒有將空間視為影響物種共存的偶然因素。在這裡，我考慮了空間異質性對基於個體的食物網模型穩定性的重要性。各個個體在細胞網格上擴散並根據一組機率相互作用係數相互作用。模擬在均勻和非均勻晶格上進行。此模型有兩種模式：1. 具有全局交互作用的平均場模式，2. 物種在局部鄰域內相互作用的空間局部模式。在不同的模擬中比較了物種的平衡數量，改變了網絡連接、相互…
摘要 在本文中，我們研究了實現形成隨機催化網絡的結構的序列群體的演化
摘要 在本文中，我們研究了實現形成隨機催化網絡的結構的序列群體的演化。序列被映射到結構中，結構之間的催化相互作用決定了它們的瞬時適應性。催化網絡被建構為有向隨機圖。在點突變下進化的族群實現了相對催化網絡。我們證明，在某些參數值下，族群可以穩定的一些相關子圖出現的機率最大化。我們提出的結果表明，群體可靠地發現並堅持催化圖中的定向循環，儘管這些可能由於隨機效應而丟失，並且我們研究了…
摘要 我們研究了單純 3 幾何空間上的 Lund Regge 度量的簽名，這在量子重力的某些公式中很重要
摘要 我們研究了單純 3 幾何空間上的 Lund Regge 度量的簽名，這在量子重力的某些公式中很重要。四面體可以連接在一起形成三維分段線性流形。此流形上的度量是透過將平面度量分配給四面體的內部並為其平方邊長分配值來指定的。服從三角形和類似不等式的邊長平方空間的子集是單純配置空間。我們在單純形配置空間上推導了 Lund Regge 度量，並展示了它如何在定義該度量（Regge…
摘要 自組織最初是在物理和化學背景下引入的，用於描述微觀過程如何在非平衡系統中產生宏觀結構
摘要 自組織最初是在物理和化學背景下引入的，用於描述微觀過程如何在非平衡系統中產生宏觀結構。最近的研究將這一概念擴展到動物行為學，顯示它提供了對動物，特別是社會性昆蟲中各種集體現象的簡明描述。這種描述並不依賴個體的複雜性來解釋群體層面出現的複雜時空特徵，而是假設簡單個體之間的相互作用可以產生高度結構化的集體行為。
摘要 已經對晶格倫敦模式進行了蒙特卡羅模擬，以研究渦旋晶格的熱力學性質，該渦晶格本質上由三維 II 型超
摘要 已經對晶格倫敦模式進行了蒙特卡羅模擬，以研究渦旋晶格的熱力學性質，該渦晶格本質上由三維 II 型超導體的層狀結構固定。透過結構因子的測量證明了兩個連續的轉變，觀察到：低溫轉變是由於通量線晶格熔化成近晶相而產生的，其中通量線被限制在ab平面之間，高溫轉變為渦流液相。
摘要 我們分析了古細菌、細菌、葉綠體、粒線體和真核生物的 16 S 和 16 S Like、23 S 和
摘要 我們分析了古細菌、細菌、葉綠體、粒線體和真核生物的 16 S 和 16 S Like、23 S 和 23 S like 核醣體 RNA 的鹼基配對機率分佈，正如 McCaskill 引入的 RNA 折疊分配函數方法所預測的那樣。透過將鹼基配對機率分佈與比較序列分析（比較結構）預測的結構進行比較，對RNA折疊的可靠性進行定量分析。我們區分了兩個與 RNA 最小自由能結構的可…
摘要 為了確定丙型肝炎基因 1 型病毒 (HCV) 的清除是否依賴幹擾素 α 2b (IFN α 2b)
摘要 為了確定丙型肝炎基因 1 型病毒 (HCV) 的清除是否依賴幹擾素 α 2b (IFN α 2b) 的劑量，在慢性丙型肝炎患者中比較了單劑量 3、5 或 10 mIU IFN α 後 HCV 的急性清除，測量了 IFN α 給藥後的 HCV RNA 水平。 24 小時時，3 mIU、5 mIU 和 10 mIU 的平均血清病毒減少百分比分別為 41.4%、63.7% 和 …
摘要 在一項針對長期倖存者和快速進展者的多中心橫斷面研究中，研究了宿主免疫遺傳學對兒童垂直傳播愛滋病毒感
摘要 在一項針對長期倖存者和快速進展者的多中心橫斷面研究中，研究了宿主免疫遺傳學對兒童垂直傳播愛滋病毒感染結果的影響。對 DRB1、DQB1 和 HLA A 基因座進行基於序列的分型。 30 名存活超過 8 年的兒童中，36.7% 具有一個或多個 HLA DR13 等位基因，而 14 名病情快速進展並在 2 歲內死亡的兒童中沒有一個具有這種等位基因，p = 0.009，Hald…
摘要 我们研究元胞自动机，其中每个站点的状态由其邻近站点的多数投票决定
摘要 我们研究元胞自动机，其中每个站点的状态由其邻近站点的多数投票决定。对于一组有限的初始条件，这些等效于零温度下伊辛模型的单自旋翻转动力学中的非零概率跃迁。我们证明，在三个或更多维度上，这些系统可以模拟 AND 和 OR 门的布尔电路，因此是 P 完备的。也就是说，预测未来时间步长的状态至少与串行计算机上需要多项式时间的任何其他问题一样困难。因此，除非在電腦科學中廣泛相信的猜…
摘要 本文提出了一種用於交通模擬的日常重路由鬆弛方法
摘要 本文提出了一種用於交通模擬的日常重路由鬆弛方法。從路線的初始規劃集開始，執行基於路線的微觀模擬。微觀模擬的結果輸入到重新路由器中，重新路由器會重新路由所有行程的一定比例。這種方法使得微觀模擬中的流量模式更加合理。此外，結果表明，本文描述的方法會導致解的強烈振盪。
摘要 大规模微观（即基于车辆的）交通模拟至少在两个应用领域对计算速度提出了很高的要求：（i）实时交通预测
摘要 大规模微观（即基于车辆的）交通模拟至少在两个应用领域对计算速度提出了很高的要求：（i）实时交通预测，以及（ii）长期规划应用（其中需要在微观模拟和个人行为的模拟规划之间重复“循环”）。作为粗略数字，对洛杉矶等地区（约 100 万旅客）的实时模拟将需要远高于每秒 100 万次“粒子”（= 车辆）更新的计算速度。本文回顧如何在不同的專案中解決這個問題，以及這些方法如何依賴特定…
摘要 本文總結了新電腦模型（人工化學）的一些初步實證結果，該模型展示了自創生組織的自發性出現和持續存在
摘要 本文總結了新電腦模型（人工化學）的一些初步實證結果，該模型展示了自創生組織的自發性出現和持續存在。該模型基於 Varela、Maturana 和 Uribe 最初提出的系統 [11]。在重新實現過程中，我們發現 Varela 等人的原始描述中未記錄的額外相互作用（基於鏈的鍵抑制）對於實現自創生現象至關重要。只有在仔細檢查原始模型早期版本的（未發布）原始程式碼之後，才重新發…
摘要 我們描述了一個用於城市交通微觀模擬的簡單框架
摘要 我們描述了一個用於城市交通微觀模擬的簡單框架。達拉斯的中型摘錄用於檢查交通流模擬的元胞自動機方法和簡單的交叉口模型的不同模擬保真度水平。我們指出了基本運動規則的顆粒結構所產生的問題。
摘要 我們考慮一種可以即時識別各種語言的模擬計算模型
摘要 我們考慮一種可以即時識別各種語言的模擬計算模型。我們透過組合迭代映射將輸入單字編碼為 R d 中的點，然後將不等式應用於結果點以測試語言中的成員資格。每類映射和不等式（例如具有有理係數的二次函數）都能夠識別特定類別的語言。例如，線性和二次映射可以同時具有堆疊式和佇列式記憶體。我們使用相當於 Vapnik Chervonenkis 維數的方法來將我們的一些類別彼此分開：線性…
摘要 在 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 的主要群體中，不同亞型（指定為 A 至 J）的病毒之間
摘要 在 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 的主要群體中，不同亞型（指定為 A 至 J）的病毒之間存在相當大的遺傳多樣性，該病毒在全球流行中占主導地位 (1 3)。如果有的話，早於愛滋病識別的 HIV 1 序列對於確定這些病毒在人類中的起源時間和隨後的進化可能至關重要。據報道，已知最古老的 HIV 1 感染病例是一名來自曼徹斯特的水手，他於 1959 年死於類似愛滋病的疾…
摘要 I 型牛乳突病毒 (BPV 1) 外顯子剪接抑制子 (ESS) 緊鄰 BPV 1 剪接增強子 1
摘要 I 型牛乳突病毒 (BPV 1) 外顯子剪接抑制子 (ESS) 緊鄰 BPV 1 剪接增強子 1 的下游並列，負向調節核苷酸 3225 處次優 3' 剪接位點的選擇。本研究表明，這種富含嘧啶的 ESS 透過阻斷剪接體組裝的早期步驟來抑制上游 3' 剪接位點的利用。對與 ESS 結合的蛋白質的分析表明，富含 U 的 5' 區域結合 U2AF(65) 和多聚嘧啶束結合蛋白，富…
摘要 我們提出並分析了 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 與目標細胞相互作用的模型，其中包括初始感
摘要 我們提出並分析了 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 與目標細胞相互作用的模型，其中包括初始感染和有效感染細胞形成之間的時間延遲。假設細胞之間相對於這種「細胞內」延遲的變化可以透過伽瑪分佈來近似，這是一種高度靈活的分佈，可以模擬各種生物學上合理的延遲，我們為開始使用一種或多種蛋白酶抑製劑進行抗逆轉錄病毒治療後血漿病毒濃度的預期下降提供了分析解決方案。然後，我們使用…
摘要 引入了基於可變響應閾值的昆蟲社會分工模型
摘要 引入了基於可變響應閾值的昆蟲社會分工模型。反應閾值是指對與任務相關的刺激做出反應的可能性。低閾值個體執行任務的刺激程度低於高閾值個體。在個別工作人員中，執行給定任務會導致相應閾值降低，而不執行該任務會導致閾值增加。這種組合的強化過程導致了專門工人的出現，即來自一群最初相同的個體的對與特定任務要求相關的刺激更敏感的工人。提出了由該模型產生的任務專業化動態的預測。也預測了當特…
摘要 我回顧了認知科學中計算方法和動力學方法之間所謂的對立
摘要 我回顧了認知科學中計算方法和動力學方法之間所謂的對立。我認為計算和動力學概念對於認知的完整解釋性解釋都是必要的，並給出了關於複雜系統的最新研究如何導致計算和動力學解釋風格之間急需的和解的觀點。
摘要 我們探討了空間投票下兩方競爭模型的動態
摘要 我們探討了空間投票下兩方競爭模型的動態。各政黨可以根據選民偏好和反對派平台所施加的投票梯度，逐步調整其平台。這個模型的重點是由這些條件形成的動態系統，特別是我們檢查瞬態路徑的特徵和演化平台的收斂點。我們發現，在機率投票的簡單空間模型中，無論各方的初始平台如何，平台最終都會收斂到一個獨特的、全局穩定的均衡，與選民偏好立場的強度加權平均值相符。這一結果對於選民偏好和政黨行為的…
摘要 我們證明了各種各樣的非線性元胞自動機（CA）可以分解為線性元胞自動機的準直積
摘要 我們證明了各種各樣的非線性元胞自動機（CA）可以分解為線性元胞自動機的準直積。這些 CA 可以透過使用具有二進位輸入的閘的深度為 0(log(2)t) 的平行電路來預測，或者如果允許具有無限數量輸入的「sum mod p」閘，則可以預測深度為 0(log t) 的平行電路。因此，這些 CA 可以透過（理想化的）平行計算機比透過顯式模擬更快地預測，即使它們是非線性的。此類別…
摘要 為了更了解丙型肝炎病毒的動態和乾擾素 α 2b (IFN) 的抗病毒作用，我們使用數學模型分析了
摘要 為了更了解丙型肝炎病毒的動態和乾擾素 α 2b (IFN) 的抗病毒作用，我們使用數學模型分析了 23 名患者在治療期間的病毒下降。分析表明，幹擾素的主要初始作用是阻斷病毒粒子的產生或釋放，每日劑量為 5、10 和 1500 萬國際單位時，阻斷效率分別為 81%、95% 和 96%。估計的病毒體半衰期（t(1/2)）平均為 2.7 小時，每天預處理並清除 10(12) 個…
摘要 我們引入了一類嵌入粒子模型，用於描述在細胞自動機（CA）中觀察到的新興計算策略，這些策略是為執行某
摘要 我們引入了一類嵌入粒子模型，用於描述在細胞自動機（CA）中觀察到的新興計算策略，這些策略是為執行某些計算任務而進化的。透過將模型的估計性能與其建模的 CA 的實際性能進行比較來評估模型。結果表明，透過緊密的定量一致性，嵌入式粒子框架捕獲了這些進化的 CA 中出現的新興計算的主要資訊處理機制。
摘要 使用元胞自動機模型模擬螞蟻對屍體的聚集，其規則是從實驗中精心推導出來的
摘要 使用元胞自動機模型模擬螞蟻對屍體的聚集，其規則是從實驗中精心推導出來的。從屍體的隨機空間分佈開始，墓地將自身組織成屍體簇。聚類的動力學可以與具有標量守恆序參數的二維理想化磁系統的相序動力學進行比較。特別是，發現了結構因子和團簇生長動力學的標度關係，可以與相序動力學理論預測的進行比較。觀察到的指數與早期相序動力學中預期的指數一致。
摘要 族群生物學家長期以來對自然族群的變異性很感興趣(1 6)
摘要 族群生物學家長期以來對自然族群的變異性很感興趣(1 6)。處理生態複雜性的一種方法是將系統減少到一個或幾個物種，對此可以求解有意義的方程式。這裡我們透過研究包含 600 多個物種的資料集的統計特性，即北美繁殖鳥類調查 (9)，探索另一種方法 (7,8)。該調查記錄了 31 年來沿著 3,000 多條觀測路線的年度物種豐度(10)。現在，我們使用該資料集分析族群變異性的動態…
摘要 在元胞自動機和迭代地圖等動態系統中，查看系統產生的語言或符號序列集通常很有用
摘要 在元胞自動機和迭代地圖等動態系統中，查看系統產生的語言或符號序列集通常很有用。有一些完善的分類方案，例如喬姆斯基層次結構，我們可以用它來衡量這些序列集的複雜性，從而衡量產生它們的系統的複雜性。在本文中，我們將研究兩個或更多 di]< 輸入 X 來訂購文章 (TGA: 101ED 00004) ISSN: 0022 4715 概念模式的複雜性層次結構的前幾個級別。我們表明，…
摘要 在覓食依賴群體和大規模招募的情況下，從理論上研究了接觸率對螞蟻覓食的效率（利用有利可圖的環境的能力
摘要 在覓食依賴群體和大規模招募的情況下，從理論上研究了接觸率對螞蟻覓食的效率（利用有利可圖的環境的能力）和靈活性（追蹤不斷變化的環境的能力）的影響。結果表明，如果（1）大規模招募與低水平的團體招募相結合，並且（2）聯繫率受到較弱的監管，則可以在各種規模的團體中實現效率和靈活性的結合。這些結果是結合實證工作來討論的。 (C) 1998 年學術出版社。
摘要 估計編碼序列的演化距離必須考慮蛋白質量的選擇，以避免相對低估較長的演化距離
摘要 估計編碼序列的演化距離必須考慮蛋白質量的選擇，以避免相對低估較長的演化距離。目前透過位點到位點速率異質性進行的選擇模型通常忽略了選擇的另一個方面，即位置特異性氨基酸頻率。這些頻率決定了高度分歧但功能和結構保守的序列預期的最大相異性，因此對於估計長距離至關重要。我們引入了編碼序列進化的密碼子級模型，其中位置特異性胺基酸頻率是自由參數。在我們的實作中，這些是使用前面描述的方法…
摘要 許多作者探索了具有有限數量連續自由度的動力系統的計算能力
摘要 許多作者探索了具有有限數量連續自由度的動力系統的計算能力。我們從物理學和循環神經網路的角度回顧這項工作。我們提出了一些限制維度、平滑度和對雜訊的魯棒性的猜想，這些系統可以具有並且仍然具有強大的運算能力。我們還探索了資源有限和即時模擬計算機，回顧如何使用 VC 維度等技術來證明下限，並提出了進一步研究的幾個方向。
摘要 我們回顧了過去十五年提出的幾種統計複雜性衡量標準，作為結構或相關性的一般指標
摘要 我們回顧了過去十五年提出的幾種統計複雜性衡量標準，作為結構或相關性的一般指標。最近，洛佩茲 魯伊斯、曼奇尼和卡爾貝特 [Phys. Lett, A 209 (1995) 321] 引入了另一種統計複雜性的度量 C LMC，與其他度量一樣，它滿足在極端有序和無序極限中消失的「邊界條件」。我們檢查了 C LMC 的一些性質，發現它既不是密集的也不是廣泛的熱力學變量，並且它在所…
摘要 我們引入了一個基於固定反應閾值的昆蟲社會勞動分工調節的簡單數學模型
摘要 我們引入了一個基於固定反應閾值的昆蟲社會勞動分工調節的簡單數學模型。具有不同閾值的個體對與任務相關的刺激的反應不同。與高閾值個體相比，低閾值個體參與的刺激程度較低。我們證明這個簡單的模型可以解釋 Wilson（1984）的實驗觀察，將模型擴展到更複雜的情況，探索其屬性，並研究在什麼條件下它可以解釋時間多民族主義。 (C) 1998 年數學生物學學會。
摘要 在某些實驗條件下觀察到螞蟻液滴的形成
摘要 在某些實驗條件下觀察到螞蟻液滴的形成。棒的末端會形成聚集體，聚集體的大小會波動，最終含有多達 40 隻螞蟻的液滴會落下。當進入的螞蟻流量足夠時，這個過程可以持續幾個小時，導致數十個液滴的形成和下降。這種現象讓人想起漏水的水龍頭，這是簡單混沌系統的一個眾所周知的例子。研究發現，相似性非常明顯：點與點間隔的時間序列似乎是由非線性低維動力學產生的，點間增量表現出長程反相關。
摘要 我們建議不必援引群體效應來解釋白蟻Macrotermes subhyalinus (Rambur)
摘要 我們建議不必援引群體效應來解釋白蟻Macrotermes subhyalinus (Rambur) 中不同大小的群體在建造開始時表現出的潛伏時間的差異。提出了一個簡單的替代模型，該模型與實驗數據完全一致。
摘要 自組織映射 (SOM) 是無監督的競爭性神經網絡，用於將高維資料投影到低維空間
摘要 自組織映射 (SOM) 是無監督的競爭性神經網絡，用於將高維資料投影到低維空間。在本文中，我們將展示如何使用 SOM 在平面上繪製圖形。基於 SOM 的圖形繪製方法屬於一般類力導向演算法，允許繪製任意加權圖形。它對於繪製大型圖形特別有效，並且可以用作應用更複雜的方法之前的預處理步驟。 (C) 1998 年由 Elsevier Science B.V. 出版。保留所有權利。
摘要 在其平均場版本中，使用了一個簡單的聚合模型來解釋觀察到的鮪魚群規模分佈的縮放特性（Bonabeau
摘要 在其平均場版本中，使用了一個簡單的聚合模型來解釋觀察到的鮪魚群規模分佈的縮放特性（Bonabeau E 和 Dagorn L 1995 Phys. Rev. E 51 5220）。當考慮到魚移動的空間尺寸時，模型會做出額外的預測。在這封信中，我們確定了兩種情況，其中平均場假設（對於自由遊動的金槍魚來說是合理的）不再有效。在這兩個範例中，也觀察到縮放，並以模型預測的方式從平…
摘要 迭代交通微觀模擬透過在微觀模擬和路線規劃器之間迭代來調整旅客路線計畫
摘要 迭代交通微觀模擬透過在微觀模擬和路線規劃器之間迭代來調整旅客路線計畫。在每次迭代中，路線規劃器都會根據前面的微觀模擬來調整個人的路線選擇。根據經驗，此過程會產生良好的結果，但在對現實世界流量進行建模時通常不清楚何時停止迭代過程。本文研究了判斷迭代過程鬆弛的幾個標準，強調了與旅行者決策相關的標準。
摘要 螞蟻基於招募的覓食的簡單模型說明了這樣的想法：當需要最少數量的活躍個體來建立和維持食物源開發時，同
摘要 螞蟻基於招募的覓食的簡單模型說明了這樣的想法：當需要最少數量的活躍個體來建立和維持食物源開發時，同步活動模式可以賦予蟻群更有效地覓食的能力。這個模型可以擴展到涉及招募的其他活動，可能有助於解釋為什麼在幾種螞蟻中觀察到同步爆發。 (C) 1998 Elsevier Science Ireland Ltd. 保留所有權利。
摘要 在本文中，我們介紹了一種簡單的巢內競爭性生長模型，該模型可以在不可預測的食物條件下最大限度地提高親
摘要 在本文中，我們介紹了一種簡單的巢內競爭性生長模型，該模型可以在不可預測的食物條件下最大限度地提高親代的適應性，這些模型表現出親本照顧、漸進性供應和初始巢內過度生產。我們認為，兄弟姊妹之間的競爭可能為父母提供一種近似機制，以根據食物條件調整倖存後代的數量或社會物種中群體的社會組織。
摘要 社會性昆蟲社會是複雜的適應系統，在一系列限制條件下進行自我組織
摘要 社會性昆蟲社會是複雜的適應系統，在一系列限制條件下進行自我組織。儘管承認群居昆蟲的全局秩序可能是昆蟲之間內部相互作用的結果很重要，但將外部因素和限制納入考慮也同樣重要，特別是當群體及其環境可能透過內部和外部因素之間的相互作用相互影響時。這句話的範圍超出了社會性昆蟲的範圍，適用於廣泛的生物系統，包括生態系統。
摘要 傳染病如何在一個流行週期內在太空中傳播是一個受到理論界廣泛關注的重要議題
摘要 傳染病如何在一個流行週期內在太空中傳播是一個受到理論界廣泛關注的重要議題。然而，由於資料稀缺，支持理論方法的實證研究很少。自 1984 年以來，從覆蓋整個法國領土的全科醫生網絡獲得的每週報告可以在精細的空間尺度上分析流感的時空動態。該分析表明，可能由於全球運輸系統的原因，長距離擴散速度如此之快，以至於在感染斑塊內流行之前就發生了均勻的全球混合。一個簡單的模型，其中病例總數…
摘要 提出了一種用於劃分圖的蒙特卡羅演算法
摘要 提出了一種用於劃分圖的蒙特卡羅演算法。該演算法基於自組織映射，這是一種無監督的競爭神經網路。平均場分析表明，該演算法的複雜度最多為 O(n(3)/\E\) 量級，其中 n 是圖的頂點數，\E\ 是邊數。該預測在一類隨機圖上進行了測試。獲得偏離平均場預測的縮放定律。儘管這些縮放定律的起源尚不清楚，但對其後果進行了討論。
摘要 為了區分連續和不連續的演化變化，需要表型之間的接近關係
摘要 為了區分連續和不連續的演化變化，需要表型之間的接近關係。這種關係是基於一種表型可透過基因型的變化從另一種表型獲得的機率。這種鄰近關係透過計算轉移RNA二級結構的形狀鄰域來舉例說明，並提供RNA中不連續形狀轉變的特性。在選擇下複製和突變 RNA 群體的模擬表明，突然的適應性進展大部分（但並非總是）與不連續的形狀轉變一致。這些轉變的本質闡明了中性遺傳漂變在其實現中的關鍵作用。
摘要 金融市場中技術交易規則的廣泛使用和已證明的盈利能力長期以來一直是金融學術界的一個難題
摘要 金融市場中技術交易規則的廣泛使用和已證明的盈利能力長期以來一直是金融學術界的一個難題。在本文中，我們使用聖達菲人工股票市場表明，由於多人囚犯困境，可能會出現廣泛的技術交易，其中將技術交易規則納入單一代理人的規則庫中是一種優勢策略。所有代理人都使用這種優勢策略：在市場上創造了一個對稱的納許均衡，在這種均衡中，與所有代理人僅依賴基本規則的假設情況相比，所賺取的財富更低，價格波…
摘要 可以從隨機庫中選擇或篩選具有新功能的生物聚合物和化合物
摘要 可以從隨機庫中選擇或篩選具有新功能的生物聚合物和化合物。最近，透過非天然化學部分的綴合或摻入來增強生物聚合物的功能已成為可能。未來，設計能夠自我進化的系統應該被證明是可能的，從而揭示出意想不到的湧現特性。
摘要 相關性並不意味著因果關係，這一事實是眾所周知的
摘要 相關性並不意味著因果關係，這一事實是眾所周知的。兩個位點的變數之間的相關性並不意味著這兩個位點直接相互作用，因為，例如，遠距離位點之間的相關性可能是由一組介入的、直接相互作用的位點之間的相關性鏈引起的。這種「非因果相關性」在統計物理學中是很好理解的：一個例子是自旋系統中的長程有序，其中僅具有短程直接相互作用的自旋，例如：伊辛模型，在一定距離處顯示相關性。人們很少認識到，這…
摘要 比較生命史的一個顯著特徵是有據可查的成長率和壽命之間的負相關性(1,2)
摘要 比較生命史的一個顯著特徵是有據可查的成長率和壽命之間的負相關性(1,2)。生長和繁殖過程中的資源分配模式反映了物種之間生活史的差異(1,2)。這在熱帶森林中尤其引人注目，其中樹種的生長速度和成熟年齡可能存在很大差異，但仍具有相似的樹冠尺寸(3,4)。在這裡，我們提供了一個將生命史變數與生產率 dM/dt 聯繫起來的理論框架，其中 M 是地上質量，t 是時間。由於代謝率限制…
摘要 提出了動物聚集的基本模型
摘要 提出了動物聚集的基本模型。此模型所得的群體規模分佈是截斷冪律。研究發現該模型的預測與描述鮪魚、沙丁魚和非洲水牛群體規模分佈的數據一致。
摘要 聲音化背後的想法是合成的非語言聲音可以表示數位資料並為許多不同類型的資訊處理活動提供支援
摘要 聲音化背後的想法是合成的非語言聲音可以表示數位資料並為許多不同類型的資訊處理活動提供支援。本文介紹了可聽化在輔助技術、遠端協作、工程分析、科學視覺化中的一些使用方式。緊急服務和飛機駕駛艙。對設計超音波的方法進行了調查，概述了現有方法和應用引起的酸性問題。關係被吸引到其他知識領域，這些領域也出現了類似的問題，例如小屋與電腦互動、科學視覺化和電腦音樂。最後是一個資源列表，可幫…
摘要 在先前的論文中（Theraulaz et al., 1995; Bonabeau et al.,
摘要 在先前的論文中（Theraulaz et al., 1995; Bonabeau et al., 1996），我們繼 Hogeweg 和 Hesper（1983, 1985）之後提出，動物社會中支配秩序的形成可能是由涉及雙重強化機制的自組織過程產生的：勝利者增強了他們獲勝的可能性，失敗者的可能性增強了失敗。此假設以及隨後建立的模型均基於原始社會性黃蜂（Polistes d…
摘要 物理學家最近開始進行金融研究，儘管這項運動還不到五年，但有趣且有用的貢獻已經出現
摘要 物理學家最近開始進行金融研究，儘管這項運動還不到五年，但有趣且有用的貢獻已經出現。本文回顧了四個領域的這些進展，包括價格的經驗統計特性、價格動態的隨機過程模型、基於代理人的建模和實際應用。
摘要 本文介紹了電腦模擬股票市場的實驗結果
摘要 本文介紹了電腦模擬股票市場的實驗結果。在這個市場中，人工智慧演算法扮演了交易者的角色。他們對未來做出預測，並根據對未來風險和回報的預期來買賣股票。價格是內生設定的，以出清市場。該市場的時間序列是從真實市場中眾所周知的經驗特徵的角度進行分析的。模擬市場能夠複製其中一些現象，包括基本面和技術可預測性、波動性持續性和峰度。此外，代理行為被證明與這些特徵一致，因為它們以時間序列測…
摘要 本文分析了三個海洋類群（軟體動物、棘皮動物和魚類）和三個陸地類群（哺乳動物、昆蟲和植物）的化石記錄
摘要 本文分析了三個海洋類群（軟體動物、棘皮動物和魚類）和三個陸地類群（哺乳動物、昆蟲和植物）的化石記錄起源動態。測試了四個假設：（1）譜繫起源的長期衰退；（2）進化創新的長期衰退； (3) 譜繫起源的多樣性依賴性； (4)譜繫起源的自組織臨界性。所有群體中都存在譜繫起源和重大創新產生的下降，這表明超越了陸地和海洋區別的控制。多樣性和起源之間的關係似乎在海洋中很強，而在陸地上很…
摘要 熱力學深度是一種有吸引力但有缺陷的結構複雜度衡量標準
摘要 熱力學深度是一種有吸引力但有缺陷的結構複雜度衡量標準。它取決於系統的一組宏觀狀態，但無論是 Lloyd 和 Pagels 最初的介紹或任何後續工作都沒有考慮如何選擇這些狀態。因此，深度本質上是任意的。計算力學是解決結構複雜性的另一種方法，它提供了系統最小的、必要的因果狀態的定義以及尋找它們的過程。我們表明，熱力學深度或下潛的增加率是系統的反時香農熵率，因此深度僅測量宏觀隨…
摘要 許多先前的模型已經解釋了視覺皮層中眼部優勢和方向選擇性柱如何發展
摘要 許多先前的模型已經解釋了視覺皮層中眼部優勢和方向選擇性柱如何發展。然而，很少有模型研究主要視覺區域之間半球間連接的地形排列。最近引入了貓視覺皮層胼胝體連接發育的新模型（Hely，1999）。該模型顯示了觀察到的胼胝體感受野（RF）位置的沙漏圖案是如何由於視網膜專題映射到皮層而產生的。在貓身上，胼胝體連接僅在視野 RF 位於垂直子午線附近的細胞之間形成。相較之下，在大鼠視覺…
摘要 經過兩個世紀的研究均衡－不需要進一步行為調整的靜態模式－經濟學家開始研究經濟結構的普遍出現和模式的
摘要 經過兩個世紀的研究均衡－不需要進一步行為調整的靜態模式－經濟學家開始研究經濟結構的普遍出現和模式的發展。從非均衡形成的角度來看，經濟模式有時會簡化為標準經濟學的簡單靜態均衡。更常見的是，它們不斷變化，表現出永遠新穎的行為和新興現象。複雜性將經濟描繪成不是確定性的、可預測的和機械性的，而是依賴過程的、有機的、並且總是在發展的。
摘要 αβT 細胞受體和與 MHC 基因編碼的分子結合的勝肽之間的相互作用是 T 細胞活化的基礎
摘要 αβT 細胞受體和與 MHC 基因編碼的分子結合的勝肽之間的相互作用是 T 細胞活化的基礎。超過 1% 的 T 細胞被外來（同種異體）MHC 分子激活，這種現象稱為同種異體反應性。調和高頻率的同種異體反應性與 10(4) 10(6) 中只有 1 個 T 細胞對自身 MHC 上呈現的給定外來抗原做出反應的事實一直是一個長期存在的難題。我們透過使用定量模型表明，這種差異源自於…
摘要 T 細胞抗原受體 (TCR) 與主要組織相容性複合體 (MHC) 基因編碼的分子上呈現的勝肽的結合
摘要 T 細胞抗原受體 (TCR) 與主要組織相容性複合體 (MHC) 基因編碼的分子上呈現的勝肽的結合是驅動 T 細胞發育和活化的關鍵事件。胸腺中 T 細胞庫的選擇涉及兩個步驟。首先，正向選擇促進以足夠的親和力結合胸腺自身MHC 勝肽複合物的細胞的存活。由此產生的庫是自身 MHC 限制的：它辨識自身上呈現的外來勝肽，但不辨識外來 MHC。其次，負選擇刪除了可能有害的細胞，因為…
摘要 提出了一種嚴格產生最小自由能和任意上限之間的所有次優二級結構的演算法
摘要 提出了一種嚴格產生最小自由能和任意上限之間的所有次優二級結構的演算法。該演算法在最小自由能附近特別快。這使得統計量的有效近似成為可能，例如配分函數或結構多樣性的測量。低能態密度及其相關結構對於從熱力學角度評估基態的定義程度至關重要。我們透過探索鹼基修飾在 tRNA 二級結構中的作用來證明這一點，無論是在大腸桿菌的單一序列層級上，還是透過比較人工生成的具有相同 tRNA 結…
摘要 給定阿貝爾沙堆中沙子的初始分佈，在所有可能的雪崩發生後，沙子會鬆弛到什麼最終狀態
摘要 給定阿貝爾沙堆中沙子的初始分佈，在所有可能的雪崩發生後，沙子會鬆弛到什麼最終狀態？當 d 大於或等於 3 時，我們證明這個問題是 P 完全的，因此幾乎肯定需要對系統進行明確模擬。我們也證明了確定沙堆狀態是否循環的問題在 d 大於或等於 3 時是 P 完全的，並簡要討論了構造恆等式的問題。在 d = 1 時，我們給出了兩種演算法來預測大小為 n 的格子上的沙堆，兩種演算法都…
摘要 眾所周知，在具有界面表示的模型中，例如二聚體模型、三角形伊辛反鐵磁體、六頂點冰模型和方形晶格上的三
摘要 眾所周知，在具有界面表示的模型中，例如二聚體模型、三角形伊辛反鐵磁體、六頂點冰模型和方形晶格上的三態反鐵磁波茨模型，相反電荷的拓撲缺陷被熵驅動的庫侖力吸引。我們詳細研究了 Potts 模型，明確顯示如何透過局部場感受到這種力，並計算了缺陷的遷移率。然後，我們採用兩種方法來數值測量該力。首先，我們將隨機初始狀態淬火至零度溫度，並測量缺陷密度 rho(t) 作為時間的函數。雖…
摘要 我们检查直方图重新加权方法 Tor Monte Carlo 数据分析中的误差来源
摘要 我们检查直方图重新加权方法 Tor Monte Carlo 数据分析中的误差来源。我们证明，除了其他地方研究过的标准统计误差之外，还有其他两个误差来源。一個是透過重新加權樣本中的相關性而產生的。一种是由有限长度模拟所采样的有限能量范围产生的。我们证明，与统计波动相比，前一种修正通常可以忽略不计。后者可能不是，并给出了根据后一个校正的大小判断直方图外推的有效性范围的标准。
摘要 我們研究了連續有限稀釋測定（SLDA）的設計，用於在嚴重限制可用於測定的材料量的設定中估計效應細胞
摘要 我們研究了連續有限稀釋測定（SLDA）的設計，用於在嚴重限制可用於測定的材料量的設定中估計效應細胞頻率，並且單次命中泊松模型的假設是合理的。對於不同的設計（即稀釋因子、稀釋水平數和每個水平的重複數），我們使用四個定量標準評估最大似然和最小卡方估計量：無資訊測定的機率 (PNI)、偏倚、變異係數 (CV) 和均方誤差 (MSE)。我們的結果是精確的，不是基於模擬的，也不是近…
摘要 宿主免疫因素，包括人類免疫缺陷病毒 (HIV) 特異性細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL)，被認為有
摘要 宿主免疫因素，包括人類免疫缺陷病毒 (HIV) 特異性細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL)，被認為有助於控制 HIV 1 型 (HIV 1) 複製，從而延緩感染個體的疾病進展。宿主免疫因素也可能影響圍產期 HIV 1 從受感染母親傳播到嬰兒的原因。在這項研究中，CTL 在調節 HIV 1 從母親到嬰兒的傳播中的潛在作用在 11 名 HIV 1 感染母親中進行了檢查，其中 3…
摘要 我們表明，顯生宙期間滅絕率的下降可以透過累積總滅絕的對數擬合來準確描述
摘要 我們表明，顯生宙期間滅絕率的下降可以透過累積總滅絕的對數擬合來準確描述。這意味著滅絕強度大約隨著時間的倒數而減弱。我們證明，僅此一項觀察就足以解釋所提出的冪律形式在滅絕事件大小分佈和顯生宙滅絕功率譜中的存在，這些結果先前已透過出現在演化動力學的自組織批判理論中得到了解釋。
摘要 在一项前瞻性队列研究中，研究了导致 1 型人类免疫缺陷病毒 (HIV 1) 母婴传播的临床和生物学
摘要 在一项前瞻性队列研究中，研究了导致 1 型人类免疫缺陷病毒 (HIV 1) 母婴传播的临床和生物学因素，并根据标准化方案对感染 HIV 的孕妇及其婴儿进行了前瞻性评估。在 204 名可評估的女性中，81% 在懷孕期間接受了齊多夫定。 209名可評估嬰兒的感染率為9.1%。透過單變量分析，組織學絨毛膜羊膜炎、胎膜破裂時間延長和尖圭濕疣病史與傳播有顯著相關。與傳播相關的其他接…
摘要 Stigmergy 是一類介導動物與動物相互作用的機制
摘要 Stigmergy 是一類介導動物與動物相互作用的機制。皮埃爾 保羅·格拉斯 (Pierre Paul Grasse) 在 1959 年提出這個概念，使得解釋當時被認為是自相矛盾的觀察結果成為可能：在昆蟲社會中，個體的工作就好像他們是單獨的，而他們的集體活動似乎是協調的。在本文中，我們描述了社會性昆蟲背景下的恥辱歷史，並討論了兩種不同的恥辱機制的一般特性：定量恥辱和定性恥…
摘要 我們提出了一種基於條件機率的符號序列複雜性度量，並捕捉複雜性的計算方面，而無需顯式構造最小確定性有
摘要 我們提出了一種基於條件機率的符號序列複雜性度量，並捕捉複雜性的計算方面，而無需顯式構造最小確定性有限自動機（DFA）。此外，如果序列是透過適當的編碼從動態系統獲得的，並且其運動方程式已知，我們將展示如何估計與具有統計上等效的未來（因果狀態）的計算狀態相對應的相空間區域。 [S1063 651X(99)11707 0]。
摘要 我們提出了一個簡單的遺傳調控網絡布爾網絡模型，可以解釋造血細胞的分化
摘要 我們提出了一個簡單的遺傳調控網絡布爾網絡模型，可以解釋造血細胞的分化。在這個模型中，雖然決策選擇是隨機的，但沿著特定途徑分化的機率是由出現分化訊號時細胞的基因表現狀態決定。這種機率可以根據個人的急性和慢性需求而改變。突變會破壞正常的成熟。該論文還提出了一個更大的布林網路模型，可用於研究正常和白血病幹細胞吸引子狀態。 (C) 1999 年由愛思唯爾科學有限公司出版。保留所有…
摘要 在本文中，我們研究了 Watts 和 Strogatz 的小世界網路模型，該模型模仿了社交互動網路
摘要 在本文中，我們研究了 Watts 和 Strogatz 的小世界網路模型，該模型模仿了社交互動網路結構的某些方面。我們認為，模型中存在一個非平凡的長度尺度，類似於其他系統中的相關長度，它在無限系統大小的極限下被明確定義，並且隨著網絡中的隨機性趨於零而不斷發散，在該極限下給出一個正常臨界點。此長度尺度控制模型中從大世界到小世界行為的交叉，以及網路上給定半徑鄰域中的頂點數量。…
摘要 在比較首次接種流感疫苗組和多次接種組的疫苗功效的研究中，結論有所不同
摘要 在比較首次接種流感疫苗組和多次接種組的疫苗功效的研究中，結論有所不同。例如，Hoskins 研究 [Hoskins, T. W. Davis, J. R., Smith, A. J., Miller, C. L. & Allchin, A. (1979) Lancet i, 33 35] 得出結論，重複接種疫苗從長遠來看並沒有保護作用，而 Keitel 研究 [Keite…
摘要 我們使用 Gawron [IJMPC, 9(3):393, 1998] 引入的基於排隊動態的簡單交
摘要 我們使用 Gawron [IJMPC, 9(3):393, 1998] 引入的基於排隊動態的簡單交通微觀模擬模型來模擬波特蘭/俄勒岡州的交通。連結具有流量容量，也就是說，它們每秒釋放的車輛數量不會超過其容量所能允許的數量。如果需求超過容量，這會導致隊列堆積。鏈路還具有儲存容量，這意味著一旦鏈路滿了，想要進入該鏈路的車輛就需要等待。這會導致隊列透過網路溢出。該模型與基於路線…
摘要 我們研究小世界網路模型，它模仿規模不斷增大的社交網路中規則格子和隨機格子行為之間的轉變
摘要 我們研究小世界網路模型，它模仿規模不斷增大的社交網路中規則格子和隨機格子行為之間的轉變。我們認為，隨著隨機程度趨於零，模型顯示出具有發散特徵長度的臨界點。我們提出了模型的實空間重整化群變換，並證明該變換在大系統規模的限制下是精確的。我們使用這個結果來計算系統的單一臨界指數的精確值，並導出網路上兩個節點之間的平均「分離度」數作為三個自變數的函數的縮放形式。我們透過廣泛的數值…
摘要 使用不同的蒙特卡羅演算法研究了具有高斯無序的隨機場 Ising 模型
摘要 使用不同的蒙特卡羅演算法研究了具有高斯無序的隨機場 Ising 模型。此演算法結合了副本交換法和雙副本集群法的優點，對於某些無序實現比Metropolis演算法要高效得多。研究了尺寸為 24(3) 的三維繫統。每個無序的實現都在溫度值和均勻場下進行模擬，該溫度值和均勻場被調整到該無序實現的相變區域。從一種無序的實現到另一種無序的實現，能量和磁化強度分佈顯示出很大的差異。對…
摘要 我們檢查在周期加倍過渡到混沌時的單峰映射，並詢問其長期記憶是類似堆疊（後進先出）還是類似隊列（先進
摘要 我們檢查在周期加倍過渡到混沌時的單峰映射，並詢問其長期記憶是類似堆疊（後進先出）還是類似隊列（先進先出）。我們證明它可以被具有一個佇列或兩個堆疊的即時自動機識別，並給出它的幾個新的語法特徵。我們認為它的記憶體具有類似佇列的特徵，因為單一堆疊是不夠的。我們也證明了它的動力學zeta函數、生成函數和生長函數是超越的。相同的結果適用於任何週期倍增級聯。我們認為超越性也可能是其他…
摘要 我們研究了一個合作與背叛在動態穩態下共存的模式
摘要 我們研究了一個合作與背叛在動態穩態下共存的模式。在我們的模型中，合作者和叛逃者的亞群居住在網格上。站點中個體之間的互動（以囚徒困境（PD）博弈的形式）決定了他們的適應度。所選的 PD 回報允許合作者（而不是叛逃者）維持同質群體。個體在類型之間發生變異並遷移到鄰近地點的可能性很低。我們考慮模型的密度相關和密度無關版本。此模型中合作的持續性可以用一個地點人口的生命週期來解釋。…
摘要 候選解決方案群體和測試案例群體之間的協同進化作為一種有前景的生物學啟發方法，用於提高進化計算技術的
摘要 候選解決方案群體和測試案例群體之間的協同進化作為一種有前景的生物學啟發方法，用於提高進化計算技術的性能，受到越來越多的關注。然而，共同演化的研究結果卻好壞參半。迄今為止，看似更令人印象深刻的結果之一是 Juille 和 Pollack 透過進化細胞自動機來執行分類任務所證明的共同演化的改進。然而，與大多數其他關於共同演化的研究一樣，他們的研究並沒有調查引起所觀察到的改進的…
摘要 為了研究量子計算，將語言和自動機理論的結構推廣到量子情況可能會有所幫助
摘要 為了研究量子計算，將語言和自動機理論的結構推廣到量子情況可能會有所幫助。為此，我們提出了有限狀態和下推自動機的量子版本，以及常規和無競爭語法。我們發現了幾個經典定理的類似物，包括泵引理、閉包性質、有理和代數生成函數以及格雷巴赫範式。我們也表明，存在一些並非上下文無關的量子上下文無關語言，因此 QCFL 不等於 CFL。 (C) 2000 Elsevier Science …
摘要 我們研究小世界網路上疾病傳播的一些簡單模型，其中疾病感染的機率或其傳播的機率是變化的，或者兩者兼而
摘要 我們研究小世界網路上疾病傳播的一些簡單模型，其中疾病感染的機率或其傳播的機率是變化的，或者兩者兼而有之。當感染或傳播機率上升到網路上站點或鍵滲透的閾值以上時，所得模型會顯示流行行為，並且我們在各種情況下對該閾值的位置給出了精確的解決方案。我們透過數值模擬證實了我們的分析結果。
摘要 我們研究了三角晶格上的四態反鐵磁 Potts 模型
摘要 我們研究了三角晶格上的四態反鐵磁 Potts 模型。我們證明該模型具有六種類型的缺陷，這些缺陷根據某些守恆定律進行擴散和湮滅，這些守恆定律與其具有向量值拓撲電荷一致。利用這些缺陷的性質，我們推導出模型的 (2 + 2) 維高度表示，從而表明該模型等效於 Kagome 上的三態 Potts 反鐵磁體：晶格以及三角形和蜂窩晶格上的鍵著色模型。我們也計算模型的基本陳舊係綜的臨界…
摘要 從理論和實踐的角度研究了內部擴散限制聚合（DLA）的計算複雜性
摘要 從理論和實踐的角度研究了內部擴散限制聚合（DLA）的計算複雜性。我們證明，對於二維或更多維度，從給定路徑集預測簇的問題對於複雜性類別 CC 來說是完整的，CC 是 P 的子集，其特徵在於由比較器閘組成的電路。 CC 完整性被認為意味著，在最壞的情況下，即使在平行電腦上，成長大小為 n 的群集也需要 n 的多項式時間。提出了一種平行鬆弛演算法，該演算法利用簇接近球形的事實從…
摘要 我們研究小世界網路上的滲透，它被提出作為疾病傳播的簡單模型
摘要 我們研究小世界網路上的滲透，它被提出作為疾病傳播的簡單模型。地點和債券的佔據機率分別對應於個體對疾病的易感性和疾病的傳播能力。我們給出了位點和鍵滲透模型的精確解，包括流行病行為開始的滲透轉變的位置、控制這種轉變的關鍵指數的值、轉變下方簇大小（疾病爆發）分佈的均值和方差，以及轉變上方巨型成分（流行病）的大小。
摘要 我們考慮其閘在非關聯群群（例如擬群或迴圈）中執行乘法的電路和表達式
摘要 我們考慮其閘在非關聯群群（例如擬群或迴圈）中執行乘法的電路和表達式。我們定義一類，稱為多交換群，由阿貝爾群的迭代擬直積形成。我們證明擬群可以表達任意布林函數當且僅當它不是多交換函數時，在這種情況下其表達式求值和電路值問題分別是 NC1 完全和 P 完全。對於一般的類群來說，情況並非如此，我們給出一個反例。我們證明，如果群形具有不可解的乘法群或半群，則表達式求值也是 NC1…
摘要 小世界網路模型是社交網路結構的簡單模型，兼具規則格和隨機圖的特徵
摘要 小世界網路模型是社交網路結構的簡單模型，兼具規則格和隨機圖的特徵。該模型由一維晶格組成，在隨機選擇的點對之間添加了低密度的捷徑。這些捷徑大大減少了晶格上任意兩點之間的典型路徑長度。我們提出了模型中平均路徑長度和路徑長度分佈的平均場解。此解決方案在系統規模較大以及快捷方式數量較多或較少的情況下是準確的。
摘要 人們相信，世界上幾乎任何一對人都可以透過一條短的中間熟人鏈（通常長度約為六人）相互連結
摘要 人們相信，世界上幾乎任何一對人都可以透過一條短的中間熟人鏈（通常長度約為六人）相互連結。這種現象通俗地稱為“六度分離”，最近已成為物理學界相當感興趣的主題。本文對此主題進行了簡短回顧。
摘要 我們提出了一種新的蒙特卡羅演算法，用於研究任何晶格上的位點或鍵滲透
摘要 我們提出了一種新的蒙特卡羅演算法，用於研究任何晶格上的位點或鍵滲透。該演算法允許我們在單次運行中計算諸如簇大小分佈或整個位點範圍內的跨越機率或從零到一的鍵佔據機率等量，這需要與晶格上的位點數量線性縮放的時間量。我們使用我們的演算法來確定方格上的位點滲濾的滲流轉變發生在 p(c) = 0.592 746 21(13) 處，並為跨越機率函數中推測的 4/3 次方拉伸指數尾部提…
摘要 最近，一些作者指出，從化石滅絕資料中提取的幾個數量分佈似乎遵循冪律，包括大規模滅絕事件規模的分佈、
摘要 最近，一些作者指出，從化石滅絕資料中提取的幾個數量分佈似乎遵循冪律，包括大規模滅絕事件規模的分佈、大規模滅絕事件的功率譜和類群壽命的分佈。在本文中，我們簡要回顧了這些結果，然後討論了一些作為可能的解釋而提出的模型。
摘要 許多研究表明，感染基因2型丙型肝炎病毒（HCV）的患者對幹擾素（IFN） α治療的反應優於基因型1
摘要 許多研究表明，感染基因2型丙型肝炎病毒（HCV）的患者對幹擾素（IFN） α治療的反應優於基因型1患者；然而，造成這種差異的機制尚不清楚。在這項研究中，比較了基因型之間高劑量 IFN 誘導治療期間的病毒動力學，每組患者接受 10 MU IFN α 2b 治療 14 天，並經常測定 HCV RNA 水平。對每位患者單獨進行非線性擬合，並使用混合效應方法，將病毒動力學數據與 …
摘要 正常細胞向癌細胞的轉變是一個演化過程
摘要 正常細胞向癌細胞的轉變是一個演化過程。癌前細胞群繁殖、變異並爭奪資源。其中一些突變最終會導致癌症。我們在一組簡化的假設下計算癌症的機率，然後詳細說明這些計算，最終對細胞動力學進行簡單的模擬。基於代理的模型使我們能夠檢查對癌症發展至關重要的突變的相互作用，這些突變要么是進化中性的，要么是選擇性的。我們還檢查了這些突變與源自突變的「突變表型」的相互作用，該突變提高了整個細胞的…
摘要 提出了一個我們稱為動態系統博弈的理論框架，其中博弈本身會因玩家行為和狀態的影響而改變
摘要 提出了一個我們稱為動態系統博弈的理論框架，其中博弈本身會因玩家行為和狀態的影響而改變。也就是說，遊戲本身的本質被描述為一個動態系統。應用此框架討論博弈動態與策略演化之間的關係。對簡單的單人遊戲進行電腦實驗，以展示動態資源的有效利用的動態系統的演化。
摘要 提出了一個簡單的多智能體三維建構模型
摘要 提出了一個簡單的多智能體三維建構模型。研究了該模型的特性。基於這些屬性，定義適應度函數來表徵模型可以產生的結構化模式。適應度函數為每個模式分配一個值。適應度函數的選擇透過以下事實得到驗證：人類觀察者傾向於將具有高（或低）適應度的模式視為結構化（或非結構化）。基於此適應度函數的遺傳演算法用於探索可能模式的空間。遺傳演算法能夠利用現有模式的子模組並將它們重新組合以產生新的模式…
摘要 對社會性昆蟲行為的研究為電腦科學家提供了設計分散式控制和最佳化演算法的強大方法
摘要 對社會性昆蟲行為的研究為電腦科學家提供了設計分散式控制和最佳化演算法的強大方法。這些技術已成功應用於各種科學和工程問題。除了在廣泛的「靜態」問題上取得良好的效能之外，此類技術往往在動態環境中表現出高度的靈活性和穩健性。
摘要 在幾種螞蟻中，工蟻會合作取回大型獵物
摘要 在幾種螞蟻中，工蟻會合作取回大型獵物。通常，一隻螞蟻發現獵物，嘗試移動它，如果一段時間不成功，就會透過直接接觸或化學標記來招募巢穴同伴。當一群螞蟻試圖移動大型獵物時，螞蟻會改變位置和排列，直到獵物可以移向巢穴。描述了這種現象的機器人實現。儘管機器人系統看起來不是很高效，但它是一組機器人分散解決問題的有趣例子，並且它提供了螞蟻合作運輸的第一個正式模型。 (C) 2000 E…
摘要 本文分析了貓視覺皮層 V1 局部連接和胼胝體連接的分佈
摘要 本文分析了貓視覺皮層 V1 局部連接和胼胝體連接的分佈。使用計算模型表明，可以透過假設兩個細胞之間的連接機率主要取決於兩個因素——感受野重疊和方向選擇性來解釋半球內連接的模式。這些因素也可以解釋胼胝體連接模式的許多實驗觀察。這些包括同側半球視野的同側表示範圍以及胼胝體投射和接收細胞沿 V1/V2 邊界的分佈。研究結果表明，兩個半球內部和之間的聯繫發展存在共同機制。 (C)…
摘要 在本文中，我們考慮具有獨特基因型 表型關係的催化活性物種的演化動力學
摘要 在本文中，我們考慮具有獨特基因型 表型關係的催化活性物種的演化動力學。 RNA 分子的摺疊景觀是這種與基本中性特性關係的範例。景觀本身由表型（實現為 RNA 二級結構）劃分。每個基因型（表示為序列）都以獨特的方式分配一個結構。映射到特定結構的所有序列的集合被建模為序列空間中的隨機圖（所謂的神經網路）。催化網絡被實現為具有最大出度二和二級結構作為頂點集的隨機有向圖。與確定性…
摘要 在二十世紀的大部分時間裡，關於宏觀進化與微觀進化的爭論時好時壞
摘要 在二十世紀的大部分時間裡，關於宏觀進化與微觀進化的爭論時好時壞。最初，古生物學家和其他演化生物學家提出了各種非達爾文演化過程，作為對化石記錄中發現的模式的解釋，強調宏觀演化是形態新穎性的來源。後來，從辛普森到古爾德、史丹利等人，古生物學家都接受了自然選擇的首要地位，但認為快速的物種形成導致了微觀和宏觀進化之間的不連續性。第二階段強調物種之間創新的分類。其他不連續性出現在趨…
摘要 暴露於大鼠間皮、腎臟和甲狀腺致癌物和氧化壓力物溴酸鉀 (KBrO3) 4 或 12 小時後，測定體
摘要 暴露於大鼠間皮、腎臟和甲狀腺致癌物和氧化壓力物溴酸鉀 (KBrO3) 4 或 12 小時後，測定體外間皮細胞的基因表現模式。使用 cDNA 陣列觀察到的基因表現變化表明，在處理的永生化大鼠腹膜間皮細胞中存在氧化壓力、有絲分裂停滯和細胞凋亡。氧化壓力反應基因 HO 1、QR、HSP70、GADD45、GADD153、p21(WAF1/CIP16)、GST、GAPDH、TPX…
摘要 RNA從序列折疊成二級結構是一個簡單而強大的、以生物物理學為基礎的基因型 表型圖模型，其中可塑性、
摘要 RNA從序列折疊成二級結構是一個簡單而強大的、以生物物理學為基礎的基因型 表型圖模型，其中可塑性、進化性、上位性和模組性等概念不僅可以精確定義和統計測量，而且還揭示了自然選擇的同時且深刻的非獨立效應。分子可塑性在此被视为 RNA 序列通过在恒温下平衡而呈现各种能量上有利的形状的能力。通过基于实验设计的模拟，我们研究了在恒定环境中向预定目标形状演化的 RNA 分子群体的动态…
摘要 最近關於互聯網、社交網路和電網的工作已經解決了這些網路對隨機或有針對性地刪除網路節點或連結的彈性問
摘要 最近關於互聯網、社交網路和電網的工作已經解決了這些網路對隨機或有針對性地刪除網路節點或連結的彈性問題。此類刪除包括例如互聯網路由器或電力傳輸線的故障。隨機圖上的滲流模型提供了該過程的簡單表示，但通常僅限於頂點處具有泊松度分佈的圖。這類圖與現實世界的網路完全不同，現實世界的網路通常具有冪律或其他高度傾斜的度分佈。在本文中，我們研究了具有完全一般度分佈的圖上的滲流，為各種情況…
摘要 儘管 1 24% 的 T 細胞具有同種異體反應性
摘要 儘管 1 24% 的 T 細胞具有同種異體反應性。即對外源性單倍型編碼的 MHC 分子作出反應，一般認為 T 細胞無法辨識結合外源性 MHC 分子的外源性勝肽。我們使用定量模型證明，如果 T 細胞選擇和活化是親和力驅動的，那麼 1 24% 的同種異體反應性與教科書上的自我 MHC 限制是絕對的概念不相容。如果平均 1% 的克隆具有同種異體反應性，那麼根據我們的模型，平均而…
摘要 香農的通用模擬計算機（GPAC）是連續石灰模擬計算的優雅模型
摘要 香農的通用模擬計算機（GPAC）是連續石灰模擬計算的優雅模型。在本文中，我們考慮GPAC可計算函數的集合G在迭代下是否為閉集，即對於任何函數f(x)是否為G的元素，是否存在函數F(x, t)是G的元素，使得對於非負整數t，F(x, t) = f(t)(x)。我們證明 G 在迭代下不是封閉的，但它的一個簡單擴展是封閉的。特別是，如果我們稍微放寬 GPAC 的定義以包含邊界值…
摘要 結構玻璃的某些簡單模型（Cugliandolo L F、Kurchan J、Parisi G 和
摘要 結構玻璃的某些簡單模型（Cugliandolo L F、Kurchan J、Parisi G 和 Ritort F 1995 Phys. Rev. Lett. 74 1012、Parisi G 1997 隨機矩陣的統計特性和複製方法 Preprint cond mat/9701032）映射到隨機矩陣模型。這些隨機矩陣模型的特徵值分佈有差距。事實證明，特徵值分佈中存在間隙的…
摘要 考慮 Fredholm 積分方程族 u(t,gamma) = g(t) + gamma 積分(0)
摘要 考慮 Fredholm 積分方程族 u(t,gamma) = g(t) + gamma 積分(0)(1) k(t,gamma)u(y,gamma)dy，其中 gamma 足夠小以保證解，並且柯西系統 u(gamma)(t, gamma) =積分(0)(1) K(t,y,gammady( K(t,y',gamma)K(y',y,gamma)dy', 0小於或等於t, y小於…
摘要 我們使用基於單一鹼基對的形成、解離和移位的新演算法研究 RNA 序列隨機折疊動力學為二級結構
摘要 我們使用基於單一鹼基對的形成、解離和移位的新演算法研究 RNA 序列隨機折疊動力學為二級結構。我們討論了折疊機制以及構象景觀屏障結構與摺疊動力學之間的相關性，基於人工和天然序列的許多例子，包括 tRNA 中鹼基修飾的影響。
摘要 在生命的演化過程中，經歷了幾次轉變，個體開始合作，形成更高層次的組織，有時甚至失去獨立的生殖身份，
摘要 在生命的演化過程中，經歷了幾次轉變，個體開始合作，形成更高層次的組織，有時甚至失去獨立的生殖身份，例如多細胞和昆蟲社會多次獨立演化。已經提出了賦予更高層次的組織進化優勢的幾個因素。在本文中，我們強調了另一個因素：個人之間的資訊共享。資訊共享不受實體資源共享的內在守恆定律的約束。一個簡單的模型將說明資訊共享如何產生聚合，使個人既能獲得更多有關其環境的信息，又能為此付出更少的…
摘要 分支歷史中的時間不對稱性經常在下古生代輻射中進行研究
摘要 分支歷史中的時間不對稱性經常在下古生代輻射中進行研究。然而，後古生代的模式卻不太為人所知。本文在序數層級分析了中生代心海膽的差異和多樣性變化，並比較了姐妹群 Holasteroida 和 Spatangoida、它們的並系幹群 Disasteroida 以及更具包容性的分支，Atelostomata 總目。使用代表測試架構的 38 維基於地標的形態空間來描述總方差和總範圍…
摘要 對 HIV 1 序列進行了分析，以估計 HIV 1 主要菌株（導致愛滋病大流行的菌株）的祖先序列出
摘要 對 HIV 1 序列進行了分析，以估計 HIV 1 主要菌株（導致愛滋病大流行的菌株）的祖先序列出現的時間。使用平行超級電腦並假設演化速率恆定，我們將最大似然系統發育方法應用於前所未有的大量資料進行計算。我們透過正確估計兩個歷史記錄點的時間來驗證我們的方法。使用全面的全長包膜序列比對，我們估計 HIV 1 主要群體的最後共同祖先的日期為 1931 年 (1915 41)。…
摘要 羌塘保護區的考古證據表明，人類可能在更新世晚期首次定居青藏高原
摘要 羌塘保護區的考古證據表明，人類可能在更新世晚期首次定居青藏高原。葉片、小葉片和微葉片技術作為表面組合出現在海拔 4500 公尺以上的各種環境中。由於缺乏現代類似的高海拔環境中的覓食族群，導致人們重新考慮更新世狩獵採集適應的多樣性和組織。
摘要 我們描述了一種基於兩個簡單原理的生物學習和適應機制：（i）神經元活動僅透過網路最強的突觸連接傳播（
摘要 我們描述了一種基於兩個簡單原理的生物學習和適應機制：（i）神經元活動僅透過網路最強的突觸連接傳播（極值動力學），以及（ii）如果犯錯，活動突觸的強度就會減弱，否則不會發生變化（負回饋）。這兩種傾向的平衡通常會形成一個突觸景觀，其配置幾乎不穩定，因此高度靈活。這樣可以快速適應新情況。對過去成功的回憶是透過懲罰曾經參與與成功輸出相關的活動的突觸來實現的，這些突觸比從未成功過的…
摘要 最近關於社交網路和網路結構的工作將注意力集中在頂點度分佈的圖上，這些分佈與過去廣泛研究的泊松度分佈
摘要 最近關於社交網路和網路結構的工作將注意力集中在頂點度分佈的圖上，這些分佈與過去廣泛研究的泊松度分佈顯著不同。在本文中，我們詳細發展了具有任意度分佈的隨機圖理論。除了簡單的無向單部圖之外，我們還研究了有向圖和二部圖的屬性。除此之外，我們推導出了巨組件首次形成的相變位置、平均組件大小、巨組件的大小（如果有）、距隨機選擇的頂點一定距離的頂點的平均數量以及圖中的平均頂點到頂點距離…
摘要 介紹了一種基於社會昆蟲分工模型的任務或資源分配方法，並將其應用於動態流水車間調度問題
摘要 介紹了一種基於社會昆蟲分工模型的任務或資源分配方法，並將其應用於動態流水車間調度問題。該問題包括將卡車分配到卡車設施中的噴漆室，以最大限度地減少總完工時間和噴漆沖刷次數。基於螞蟻的方法和基於市場的方法之間的相似之處得到了強調。這兩個系統都能很好地適應不斷變化的條件。
摘要 演化模型研究表明，自 HIV 1 大流行病毒株的最近共同祖先出現以來，已經過去了不到一個世紀，在這
摘要 演化模型研究表明，自 HIV 1 大流行病毒株的最近共同祖先出現以來，已經過去了不到一個世紀，在這段時間內，已經形成了極其多樣化的病毒種群。 HIV 1採用多種方案來產生變異：鹼基取代的累積、插入和缺失、包膜蛋白中糖基化位點的添加和缺失以及重組。 HIV 和流感病毒之間的比較說明了 HIV 變異的巨大規模，並強調了探索創新的 HIV 疫苗策略的重要性。更深入了解變異對抗體…
摘要 突變率的估計通常使用基於 Luria Delbruck 分佈的結果來進行
摘要 突變率的估計通常使用基於 Luria Delbruck 分佈的結果來進行。在實務上使用這種分佈有一定的困難，我們在本文中解決了其中一些困難（其他問題在配套論文 Oprea 和 Kepler, Theor. Popul. Biol., 2001 中）。分佈很難精確計算，特別是對於較大的隨機變數值。為了克服這個問題，我們推導了 Luria Delbruck 分佈的積分錶示，可…
摘要 我們基於生化動力學和異速生長原理推導了一個通用模型，該模型描述了溫度和體重對代謝率的影響
摘要 我們基於生化動力學和異速生長原理推導了一個通用模型，該模型描述了溫度和體重對代謝率的影響。此模型適合微生物、變溫動物、吸熱動物的代謝率； （包括冬眠期的植物）和溫度範圍為0°C至40°C的植物。所有生物體的質量和溫度補償靜止代謝率都是相似的：最低代謝率（對於單細胞生物和植物）與最高代謝率（對於吸熱脊椎動物）相差約 20 倍。溫度和體型是生物時間和生態作用的主要決定因素。
摘要 「昂貴的訊號」假說提出，動物訊號透過適當的訊號成本保持誠實
摘要 「昂貴的訊號」假說提出，動物訊號透過適當的訊號成本保持誠實。相反，我們表明，即使利益發生衝突，誠實的信號傳遞也不需要信號成本。我們透過為 Grafen (1990) 和 Godfray (1991) 的兩個典型訊號賽局建構無成本訊號均衡的例子來說明此原理。我們的研究結果可以解釋為什麼有些動物訊號使用成本來確保誠實，而有些則不然，並表明訊號假設的實證檢驗不應關注均衡成本，而…
摘要 我們表明，資訊源產生的序列的香農熵收斂於源熵率的方式可用於監控智能代理如何建構和有效使用其環境的預
摘要 我們表明，資訊源產生的序列的香農熵收斂於源熵率的方式可用於監控智能代理如何建構和有效使用其環境的預測模型。我們引入了環境表觀記憶的自然測量以及必須（i）從代理的觀察中提取以與環境同步的信息量以及（ii）由代理存儲以進行最佳預測的信息量。如果忽略結構屬性，則錯過的規律性將轉換為明顯的隨機性。相反，使用假設過多記憶體的表示會導致錯誤的可預測性。
摘要 轉錄調控本質上是一個吵雜的過程
摘要 轉錄調控本質上是一個吵雜的過程。這種隨機行為的起源可以追溯到控制轉錄速率的操縱子的離散化學狀態之間的隨機轉變，以及轉錄本合成和降解的生化反應中的有限數量波動。我們開發了這些隨機反應是固有的隨機模型，以及一系列更簡單的模型，這些模型是從第一個模型中明確導出的，作為不同參數範圍的近似值。這種固有的隨機性可以對基因調控網絡的行為產生定量和定性的影響。我們引入了確定性分岔的自然推…
摘要 演化在化學、生物和社會系統中產生了複雜且結構化的相互作用組件網絡
摘要 演化在化學、生物和社會系統中產生了複雜且結構化的相互作用組件網絡。我們描述了一個理想化化學系統演化的簡單數學模型，以研究合作分子物種網路如何產生和演化，變得更加複雜和結構化。該網絡由有向加權圖建模，其正向和負向連結代表分子物種之間的「催化」和「抑制」相互作用，並且隨著人口最少的物種（通常是那些滅絕的物種）被新物種取代而演變。偶然出現的小型自催化組為圖中連結性和合作的自發性…
摘要 我們基於三個一般原則提出了一些社交網絡增長的簡單模型：（1）如果一對有一個或多個共同朋友，則成對個
摘要 我們基於三個一般原則提出了一些社交網絡增長的簡單模型：（1）如果一對有一個或多個共同朋友，則成對個體之間的會議發生率較高，否則較低； (2) 成對的人之間的熟人很少會隨著時間的推移而衰退； (3) 一個人可以維持的友誼數量是有上限的。透過電腦模擬，我們發現包含所有這些特徵的模型再現了真實社交網絡的許多特徵，包括高水平的集群或網絡傳遞性以及強大的社區結構，在這種結構中，個人…
摘要 發出警報的行為在許多遭受捕食的物種中很常見
摘要 發出警報的行為在許多遭受捕食的物種中很常見。雖然親緣選擇或互惠利他主義通常被用來解釋這種行為，但一些作者推測，一些警報聲可能是獵物發出的昂貴信號，目的是通知接近的捕食者它們已被發現。我們開發了一個通用的博弈論模型，即警惕的胡言亂語遊戲，其中獵物向捕食者發出信號意識。我們得出警報呼叫作為誠實信號發揮作用的充分必要條件。我們表明，如果（1）獵物對捕食風險的感知準確反映了捕食者…
摘要 意識通常被認為需要一種特殊的解釋
摘要 意識通常被認為需要一種特殊的解釋。但是，當有機體達到一定程度的複雜性時，自我意識的各個方面可能會出現：沒有必要假設額外的機製或隱藏的原因。從最基本的層面來看，即基本粒子物理學，出現了三個原理——自然與其自身的一致性、簡單性標準的適用性以及數學的某些部分在描述物理現實中的效用——它們本身就是物理基本定律的自然屬性。在連續的層面上，相關問題中類似數學描述的可用性使得下一步顯得…
摘要 人們觀察到類粒子物體在許多空間擴展的動力系統中傳播和相互作用
摘要 人們觀察到類粒子物體在許多空間擴展的動力系統中傳播和相互作用。對於此類系統中最簡單的一類，即一維元胞自動機，我們為這些相互作用可以產生的不同產品的數量建立了嚴格的上限。上限由相互作用粒子的結構複雜度控制——此處定義的一個量，用於測量粒子儲存的時空資訊量。在此過程中，我們根據元胞自動機的計算力學分析建立了域和粒子的許多屬性；從而闡明為什麼該方法具有普遍實用性。針對幾個相對複…
摘要 我們提出了對社會群體中無關成員之間合作的解釋，其中合作的發展是因為它構成了成員作為配偶、聯盟夥伴或
摘要 我們提出了對社會群體中無關成員之間合作的解釋，其中合作的發展是因為它構成了成員作為配偶、聯盟夥伴或競爭對手的品質的誠實信號，因此對於那些以這種方式發出信號的人來說會產生有利的聯盟。我們的模型被建構為一個多人公共物品博弈，不涉及重複或分類互動，因此，如果沒有訊號效益，不合作將成為主導的策略。我們證明，透過向群體成員提供公共物品而發出的潛在品質的誠實信號可以在進化上穩定，並且…
摘要 最近的研究顯示時間範圍在金融學習模型中的重要性
摘要 最近的研究顯示時間範圍在金融學習模型中的重要性。智能體如何調整以相信周圍的世界是靜止的，這對於收斂到理性預期平衡來說可能與在學習過程中獲得正確的參數和模型規範一樣重要。本文探討了一個簡單的基於代理的金融市場中學習和時間範圍的演變過程。結果表明，儘管這裡使用的簡單模型結構複製了長視野智能體的通常理性預期結果，但將長視野和短視野智能體群體單獨進化到長視野的途徑可能很困難。此外…
摘要 利用物理學、生物醫學研究和電腦科學領域科學論文的電腦資料庫，我們建構了每個學科的科學家之間的合作網
摘要 利用物理學、生物醫學研究和電腦科學領域科學論文的電腦資料庫，我們建構了每個學科的科學家之間的合作網絡。在這些網路中，如果兩位科學家共同撰寫了一篇或多篇論文，則他們被認為是有連結的。在這裡，我們研究這些網路的各種非本地統計數據，例如科學家之間通過網路的典型距離，以及中心性的測量，例如接近度和介數。我們進一步認為，諸如此類的簡單網絡無法捕捉協作關係強度的變化，並根據成對科學家…
摘要 我們詳細描述了一種用於研究任何晶格中的位點或鍵滲透的有效演算法
摘要 我們詳細描述了一種用於研究任何晶格中的位點或鍵滲透的有效演算法。此演算法可以在隨系統規模線性縮放的時間內測量滲流系統中位點或鍵佔據機率從零到一的所有值的可觀察量。我們透過使用它來研究滲流理論中的許多問題來展示我們的演算法，包括方格上位點滲流的滲流轉變的位置、遠離臨界點的機率的拉伸指數行為，以及隨機圖上位點滲流的巨大分量的大小。
摘要 目前，多個研究方向正在趨向於對突變機制及其演化影響的綜合理解
摘要 目前，多個研究方向正在趨向於對突變機制及其演化影響的綜合理解。實驗上，晶體結構揭示了序列背景對聚合酶保真度的影響；大規模定序計畫產生大量序列多態性資料；特定位點的資料庫正在建構中。在計算方面，已經開發出軟體和分析工具來分析突變數據、識別突變熱點並比較誘變劑的特徵。
摘要 利用物理學、生物醫學研究和電腦科學領域科學論文的電腦資料庫，我們建構了每個學科的科學家之間的合作網
摘要 利用物理學、生物醫學研究和電腦科學領域科學論文的電腦資料庫，我們建構了每個學科的科學家之間的合作網絡。在這些網路中，如果兩位科學家共同撰寫了一篇或多篇論文，則他們被認為是有連結的。我們研究網路的各種統計特性，包括作者撰寫的論文數量、每篇論文的作者數量、科學家擁有的合作者數量、互聯科學家的巨大組成部分的存在和規模，以及網路中的聚類程度。我們也強調了研究對象之間合作模式的一些…
摘要 研究了科學合作網絡的結構
摘要 研究了科學合作網絡的結構。如果兩位科學家共同撰寫了一篇論文，並且透過使用從多個資料庫（包括 MEDLINE（生物醫學研究）、Los Alamos e Print Archive（物理學）和 NCSTRL（計算機科學））中提取的數據構建了這種聯繫的明確網絡，則他們被認為是有聯繫的。我證明這些協作網絡形成了“小世界”，其中隨機選擇的科學家對通常僅被中間熟人的一小段距離分開。我…
摘要 我們應用基於個體的模擬來研究生活在斑駁棲息地的克隆物種中分株之間生理整合的影響
摘要 我們應用基於個體的模擬來研究生活在斑駁棲息地的克隆物種中分株之間生理整合的影響。比較了三種策略：（1）Splitter，將基因片段化為獨立的分株； (2) 瞬態積分器，僅連接分株組； (3)Permanent Integrator，不發生碎片化，整個基因被整合。我們分別研究了這些策略和競爭中空間擴散和人口成長的動態。透過改變有利棲息地斑塊的密度來模擬各種棲息地類型。我…
摘要 報告了代表三個藻類的多細胞和單細胞植物的植物年化生物量生產（“生長”）率、不同的體型尺寸（乾重和長
摘要 報告了代表三個藻類的多細胞和單細胞植物的植物年化生物量生產（“生長”）率、不同的體型尺寸（乾重和長度）測量以及每株植物（或細胞）的光合生物量（或色素濃度）的異速生長關係；水生蕨類植物；水生和陸生草本雙子葉植物；以及木葉單子葉樹、雙葉單子葉樹葉樹葉植物和喬子葉樹。年化成長率 G 為體重 M 的 3/4 次方，超過 M 的 20 個數量級（即 G 與 M 3/4 成比例）；植…
摘要 眾所周知，給定的有限區域是否可以用給定的一組瓦片進行瓦片的問題是NP完全的
摘要 眾所周知，給定的有限區域是否可以用給定的一組瓦片進行瓦片的問題是NP完全的。我們證明，對於方形格子上的右側特羅米諾和方形四格骨，或者單獨的右側特羅米諾，也是如此。在這個過程中，我們證明了平面三次圖的單調一合三可滿足性是 NP 完全的。在更高維度中，我們展示了立方晶格上一般區域的多米諾骨牌和直特羅米諾骨牌以及四維超立方晶格上的簡單連接區域的 NP 完備性。
摘要 我們研究確定固定有限廬半群上的方程組是否有解的計算複雜度
摘要 我們研究確定固定有限廬半群上的方程組是否有解的計算複雜度。在[6]中，顯示在群的限制情況下，如果群是阿貝爾群且是 NP 完全群，則問題是容易處理的。我們證明，在任意有限廬半群的情況下，如果該廬半群整除阿貝爾群和交換冪等廬半群的直積，則問題在 P 中，否則是 NP 完全的。在右側僅出現常數的受限情況下，我們表明，如果廬半群屬於 R 1 V L 1 類，則問題出在 P 中，否…
摘要 脊椎動物免疫的生髮中心反應（GCR）提供了進化演替的一個顯著例子，其中有利的表型作為親代類型的自發
摘要 脊椎動物免疫的生髮中心反應（GCR）提供了進化演替的一個顯著例子，其中有利的表型作為親代類型的自發性突變而出現，並最終完全取代親代類型。在對半抗原（4 羥基 3 硝基苯基）乙醯基（NP）的免疫反應中，與其他幾種設計的免疫原一樣，該過程由單一關鍵突變主導。這極大地簡化了數據的建模和分析。我們開發了該過程的兩階段模型，其中第一階段代表突變體群體的出現和建立作為隨機過程，而…
摘要 在早期的工作中，對人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 序列進行了分析，以估計 HIV 1 主
摘要 在早期的工作中，對人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 序列進行了分析，以估計 HIV 1 主要群體（導致獲得性免疫缺陷綜合症大流行的病毒）的祖先序列的時間，得出了 1931 年的最佳估計（1915 1941 年的 95% 置信區間）。我們將簡要回顧這項工作，概述如何擴展系統發育工具以納入改進的演化模型，如何調整分子鐘模型以納入可變的潛伏期，以及如何透過正確估計兩個歷…
摘要 我們描述了洛斯阿拉莫斯國家實驗室 TRANSIMS 交通研究計畫的部分架構
摘要 我們描述了洛斯阿拉莫斯國家實驗室 TRANSIMS 交通研究計畫的部分架構。它包括路線規劃器和微觀交通模擬的並行實現，以及動態路線分配的迭代重新規劃。並行實現使用域分解和自適應負載平衡方案。我們提供了具有多達 20 000 個鏈路的街道網路的效能數據，並對更大的網路進行了估計，這將用於下一個 TRANSIMS 案例研究。 (C) 2001 Elsevier Science…
摘要 我們假設父母利用幼崽的信號強度來確定他們帶多少食物到巢中，並且食物分配的模式是由信號強度和父母未察
摘要 我們假設父母利用幼崽的信號強度來確定他們帶多少食物到巢中，並且食物分配的模式是由信號強度和父母未察覺的其他非信號行為的強度決定的。我們探索訊號、非訊號行為和競爭不對稱可能相互作用以確定食物分配的不同方式。在模型 0 中，只有訊號傳導影響食物分配。與較小的兄弟姐妹相比，更具競爭力的小雞乞討更少，並獲得更多的食物。在模型 1 中，訊號和非訊號行為的線性組合決定了食物分配。當非…
摘要 本文論證了「人工生命」和計算進化的可能性，首先討論（透過高度簡化的版本）約翰·馮·諾依曼的自我複製
摘要 本文論證了「人工生命」和計算進化的可能性，首先討論（透過高度簡化的版本）約翰·馮·諾依曼的自我複製自動機，然後介紹了一些最近關注計算進化的工作，其中「細胞自動機」是一種並行和分散的計算系統，是透過「遺傳演算法」進化的。有人認為，這樣的電腦實驗有助於理解我們是否最終能夠建造出智慧且有生命力的電腦的問題。
摘要 我們研究經典原子液體的 Hessian 矩陣 H（位能二階導數矩陣）特徵值的統計特性，並將這些特性
摘要 我們研究經典原子液體的 Hessian 矩陣 H（位能二階導數矩陣）特徵值的統計特性，並將這些特性與隨機矩陣模型的預測進行比較。特徵值譜（瞬時簡正模式或 INM 譜對分子動力學模擬產生的構型進行數值評估。我們發現最近鄰特徵值 s 之間的間距分佈很好地服從維格納預測 s exp( s(2)），對於固定溫度下的較高密度，這種數量具有較高偏差顯示與液體中局部本徵態（簡正模式我們…
摘要 我們展示了實驗結果，其中遺傳演算法（GA）用於進化二維細胞自動機（CA）以執行需要全局協調資訊處理
摘要 我們展示了實驗結果，其中遺傳演算法（GA）用於進化二維細胞自動機（CA）以執行需要全局協調資訊處理的特定計算任務（「密度分類」）。結果與早期關於演化一維 CA 的工作類似。分析了演進的 2D CA 的行為，並將其性能與幾種手工設計的 2D CA 的性能進行了比較。 (C) 2001 Elsevier Science B.V. 保留所有權利。
摘要 新達爾文演化模型的當前實現通常假設可能的表型集合被組織成高度對稱且規則的空間，配備距離概念，例如歐
摘要 新達爾文演化模型的當前實現通常假設可能的表型集合被組織成高度對稱且規則的空間，配備距離概念，例如歐幾里德向量空間。最近基於 RNA 序列折疊成二級結構的生物物理基因型 表型模型的計算工作顯示了一幅截然不同的圖景。如果表型根據遺傳可及性進行組織，則所得空間缺乏度量，並且由不熟悉的結構（稱為前拓撲）形式化。表型進化的模式──例如標點符號、不可逆性、模組化──自然地由這個空間的…
摘要 我們研究簡單的演化過程，在該過程中，我們反覆在代理群體中找到最不適合的代理，並賦予它新的適應度，該
摘要 我們研究簡單的演化過程，在該過程中，我們反覆在代理群體中找到最不適合的代理，並賦予它新的適應度，該適應度是從指定的分佈中獨立隨機選擇的。我們表明，該過程的許多平均屬性可以使用分析方法精確計算。特別是，我們發現了任意時間的適應度分佈，以及同一代理的命中運行長度的分佈，後者被發現遵循指數為 1 的冪律，類似於 Bak Sneppen 模型和基於所謂記錄動態的模型中進化事件之間…
摘要 在某些實驗條件下觀察到螞蟻 Linepithema humile (Mayr) 液滴的形成：在棒的
摘要 在某些實驗條件下觀察到螞蟻 Linepithema humile (Mayr) 液滴的形成：在棒的末端形成波動的聚集體，並且含有多達 40 只螞蟻的液滴最終落下。當進入的螞蟻流量足夠時，這個過程可以持續幾個小時，導致數十個液滴的形成和下降。先前的工作表明，滴到滴間隔的時間序列可能是由非線性低維動力學產生的，並且滴間增量表現出長程反相關性。聚集和液滴形成的模型。基於實驗觀察…
摘要 [1] 上個世紀觀測到的大氣 CO2 濃度持續增加，預計將持續到下一個世紀，這對大氣 CH4 具有
摘要 [1] 上個世紀觀測到的大氣 CO2 濃度持續增加，預計將持續到下一個世紀，這對大氣 CH4 具有重要意義。二氧化碳濃度升高對微生物甲烷循環的影響可能是透過其對植物生理學的影響來介導的，其中包括增強碳同化、地下碳分配和水利用效率。為了確定此類變化對甲烷循環的重要性，在北卡羅來納州杜克森林的自由空氣碳轉移和儲存 (FACTS) I 地點對影響土壤 CH4 消耗的地下因素進行…
摘要 我們研究高效並行量子電路的 QNC 類，即 NC 的量子模擬
摘要 我們研究高效並行量子電路的 QNC 類，即 NC 的量子模擬。我們展示了幾個有用的小工具，並證明各種類型的電路可以並行化到對數深度，包括用於編碼和解碼標準量子糾錯碼的電路，或者更一般地說，任何由受控非門、受控 pi 移位和哈達瑪門組成的電路。最後，雖然我們注意到精確的量子傅立葉變換可以並行化到線性深度，但我們推測它或更簡單的樓梯電路都不能並行化到小於這個深度。
摘要 社交網路的研究，特別是網路上疾病傳播的研究，最近引起了物理學界的廣泛關注
摘要 社交網路的研究，特別是網路上疾病傳播的研究，最近引起了物理學界的廣泛關注。在本文中，我們表明一大類標準流行病學模型，即所謂的易感/感染/移除（SIR）模型可以在各種網路上精確求解。除了固定傳染時間和所有個體之間固定且不相關的傳播機率的標準但不切實際的情況之外，我們還解決了時間和機率不均勻且相關的情況。我們也考慮了結構性族群中流行病的一個簡單案例，即男性和女性族群中的性傳染…
摘要 如果網路中具有許多連接的節點傾向於連接到其他具有許多連接的節點，則稱該網路表現出選型混合
摘要 如果網路中具有許多連接的節點傾向於連接到其他具有許多連接的節點，則稱該網路表現出選型混合。在這裡，我們測量了各種網路中的混合模式，發現社交網路大多是分類混合的，但技術和生物網路往往是不分類的。我們提出了一個分類混合網路模型，我們對它進行了分析和數值研究。在這個模型中，我們發現如果網路是可分類的，那麼它們更容易滲透，而且它們對於頂點去除也更穩健。
摘要 高度最佳化的容差是工程系統中的一種最佳化模型，它導致此類系統中故障事件的冪律分佈
摘要 高度最佳化的容差是工程系統中的一種最佳化模型，它導致此類系統中故障事件的冪律分佈。典型的例子是高度最佳化的森林重新模型。在這裡，我們給出了該模型的解析解，它解釋了冪律的起源。我們也概括了該模型，將風險規避納入其中，這會導致冪律尾部被截斷，從而大大降低發生災難性大事件的機率，從而使系統更加穩健。
摘要 二維小世界網絡上的滲透已被提議作為植物病害傳播的模型
摘要 二維小世界網絡上的滲透已被提議作為植物病害傳播的模型。在本文中，我們結合生成函數方法和高階級數展開給出了該模型的解析解。我們的解決方案可以根據小世界網路中「捷徑」的密度對諸如滲透閾值的位置和疾病爆發的典型規模等數量進行準確的預測。我們的結果與同一模型的縮放假設和數值模擬一致。
摘要 我們基於具有任意度分佈的隨機圖，描述了一些新的完全可解的社交網路結構模型
摘要 我們基於具有任意度分佈的隨機圖，描述了一些新的完全可解的社交網路結構模型。我們給出了簡單的單部分網絡（例如熟人網絡）和二部分網絡（例如關係網絡）的模型。我們將模型的預測與許多現實世界社交網絡的數據進行比較，發現在某些情況下，模型與數據非常一致，而在其他情況下，一致性較差，這可能表明網絡中存在隨機圖未捕獲的額外社會結構。
摘要 我們的目的是調查 I 類和 II 類 HLA 特異性以及母嬰 HLA 一致性對 HIV 1 垂直傳
摘要 我們的目的是調查 I 類和 II 類 HLA 特異性以及母嬰 HLA 一致性對 HIV 1 垂直傳播的影響。 Ariel 研究是一個圍產期 HIV 1 傳播隊列，包括 203 對母嬰，透過血清學和分子方法對來自參加 Ariel 研究的母親和嬰兒樣本進行 HLA 分型。 HLA 效應單獨評估，並透過多變量模型進行評估，同時考慮其他在圍產期 HIV 1 傳播的已知預測因子（母…
摘要 適應度景觀已被證明是演化生物學、組合最佳化和無序系統物理學中的一個有價值的概念
摘要 適應度景觀已被證明是演化生物學、組合最佳化和無序系統物理學中的一個有價值的概念。適應度景觀是從配置空間到實數的映射。配置空間配備了一些鄰接、鄰近、距離或可及性的概念。景觀理論的出現是為了設計適當的數學結構來描述景觀的「靜態」特性及其對適應動態的影響。在這篇綜述中，我們將重點放在景觀理論與代數組合學和隨機圖論的聯繫，其中可以獲得確切的結果。
摘要 我們將某些類別的適應度景觀視為各種凱萊圖上的譜分析問題
摘要 我們將某些類別的適應度景觀視為各種凱萊圖上的譜分析問題。特別是，源自 RNA 折疊的景觀在漢明圖上實現，並根據沃爾什變換進行分析；分配問題被解釋為對稱群上的函數，並根據 S n 的表示論進行分析。我們證明，使用快速傅立葉變換技術，沃爾什/傅立葉變換的明確計算對於具有多達 108 個配置的景觀是可行的。我們發現線性和分配問題的成本函數僅涉及對稱群的定義表示，而二次分配問題是…
摘要 我們綜合了實驗加熱和自然氣候梯度觀測兩種方法，以闡明對生態系統碳儲存的短期和長期氣候控制，並研究山
摘要 我們綜合了實驗加熱和自然氣候梯度觀測兩種方法，以闡明對生態系統碳儲存的短期和長期氣候控制，並研究山地草甸氣候的碳循環回饋。一項為期 10 年的供暖實驗使加熱的地塊土壤變暖並乾燥，並大幅減少（大約 200 +/ 150 g C m( 2)）土壤有機質中儲存的碳量，這是對變暖的正反饋。原位二氧化碳通量測量、實驗室土壤孵化以及加熱引起的植被群落組成從高生產力物種向低生產力物種的…
摘要 自從圖靈（1952）在形態發生的化學基礎上做出開創性工作以來，生物學中大規模空間模式的起源一直是理
摘要 自從圖靈（1952）在形態發生的化學基礎上做出開創性工作以來，生物學中大規模空間模式的起源一直是理論推測的重要來源。了解這些模式是如何出現的以及它們的功能作用對於我們理解生物複雜性的演化和自組織所扮演的角色非常重要。然而，到目前為止，真實生物系統中局部活化 遠端抑制機制的確鑿證據仍難以捉摸。這裡提出了蟻群聚類行為所表現出的模式形成動力學的明確的實驗和理論分析。這些實驗和一…
摘要 在單細胞和多細胞生物體中，代謝率與體重 (M) 的四分之三次方成正比，這一事實表明，相同的生物設計
摘要 在單細胞和多細胞生物體中，代謝率與體重 (M) 的四分之三次方成正比，這一事實表明，相同的生物設計原理適用於組織的多個層面。我們使用分形分佈網絡的通用模型框架以及哺乳動物能量轉化的數據來分析和預測有氧代謝的異速生長，其質量範圍超過 27 個數量級，涵蓋四個組織層次：個體生物體、單細胞、完整線粒體和酶分子。我們發現，雖然體內細胞代謝速率為 M 1/4，但所有哺乳動物（無論大…
摘要 進食關係可能會導致一個物種的入侵、滅絕和族群波動，極大地影響各種自然棲息地內的其他物種
摘要 進食關係可能會導致一個物種的入侵、滅絕和族群波動，極大地影響各種自然棲息地內的其他物種。經驗證據表明，如此強烈的影響很少會透過距離初始擾動超過三個連結的食物網傳播。然而，複雜社區內這些潛在影響範圍的大小通常是未知的。在這裡，我們表明，來自各種水生和陸地生態系統的大型群落內的物種平均相距兩個鏈接，超過 95% 的物種通常彼此相距三個鏈接。隨著網絡複雜性以及更出乎意料的物種豐…
摘要 人類細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 對人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 的反應已被深入
摘要 人類細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 對人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 的反應已被深入研究，數百個 CTL 表位已通過實驗定義、發表並彙編在 HIV 分子免疫學數據庫中。 HIV 1 蛋白序列上的 CTL 抗原決定位圖譜表明，確定的抗原決定位傾向於聚集。在這裡，我們整合全球序列和免疫學資料庫，系統地探討HIV 1胺基酸序列和CTL表位分佈之間的關係。迄今為止，…
摘要 使用最近引入的模擬微規範（固定佔用）樣本中滲流的演算法，我們研究了具有方形邊界的開放系統（特別是方
摘要 使用最近引入的模擬微規範（固定佔用）樣本中滲流的演算法，我們研究了具有方形邊界的開放系統（特別是方形晶格上的位點滲流）的滲流閾值的許多估計隨著系統規模的增加而收斂。我們表明，平均機率估計的收斂性是透過先前預測的非平凡的縮放校正指數來描述的，並測量該指數的值為 0.90+/ 0.02。對於滲濾閾值的中值和單元到單元的估計，我們驗證收斂不依賴該指數，而是使用簡單的分析領先指數…
摘要 相互作用的分子物種不斷演化的網絡模型顯示出反覆的崩潰，其中幾個物種的數量迅速減少，然後又恢復
摘要 相互作用的分子物種不斷演化的網絡模型顯示出反覆的崩潰，其中幾個物種的數量迅速減少，然後又恢復。這個網路不可避免地會自組織成一個自催化結構，該結構由一個不可簡化的「核心」和一個被寄生「外圍」包圍的結構組成。當現有的自催化裝置變得脆弱並遭受「核心轉移」（理論上定義的圖表）時，通常會發生碰撞。崩潰後恢復的性質，特別是恢復時間，取決於在崩潰中倖存下來的組織結構。圖的鄰接矩陣的最大…
摘要 許多電腦病毒透過電子郵件傳播，利用電腦使用者的電子郵件通訊錄作為新受害者的電子郵件地址來源
摘要 許多電腦病毒透過電子郵件傳播，利用電腦使用者的電子郵件通訊錄作為新受害者的電子郵件地址來源。這些通訊錄形成了病毒在個人之間傳播的定向社交網絡。在這裡，我們使用從大型電腦安裝中提取的數據來實證研究該網路的結構，並討論該結構對於理解和預防電腦病毒流行的影響。
摘要 市場具有導致過度波動和其他難以用理性預期模型解釋的現象的內部動態
摘要 市場具有導致過度波動和其他難以用理性預期模型解釋的現象的內部動態。本文使用在市場訂單交易背景下開發的非均衡價格形成規則來研究這些問題。因為這比標準的跨期均衡模型簡單得多，所以可以分析研究多時期市場。由此產生的價格動態具有二階振盪項。價值投資並不一定會導致價格追隨價值。趨勢追蹤會導致價格的短期趨勢，但也會導致長期振盪。當價值投資和趨勢追蹤結合起來時，即使幾乎沒有線性結構，也…
摘要 我們研究了記憶免疫反應和病原體突變之間的相互作用如何影響兩個相關模型中的流行病動態
摘要 我們研究了記憶免疫反應和病原體突變之間的相互作用如何影響兩個相關模型中的流行病動態。第一個模型明確地模擬了病原體突變和個體記憶免疫反應，接觸過的個體只有在接觸到與其記憶庫中其他菌株顯著不同的菌株時才會被感染。第二個模型是將第一個模型簡化為差分方程組。在這種情況下，個體在廣義免疫類別中花費固定的時間。在這兩個模型中，我們觀察到四種根本不同類型的行為，取決於參數：（1）由於個…
摘要 RNA 序列折疊成二級結構是一個簡單但具有生物物理基礎的基因型 表現型圖譜模型
摘要 RNA 序列折疊成二級結構是一個簡單但具有生物物理基礎的基因型 表現型圖譜模型。它的計算和數學分析揭示了一種令人驚訝的豐富統計結構，其特徵是形狀空間覆蓋、中性網絡和質體發生一致性。我回顧了這些概念並討論了它們的進化意義。 (C) 2002 年 Wiley 期刊公司
摘要 最近的研究完全證明了作者曾經有爭議的估計，即經濟地位的高水平代際持續性、智商遺傳性在此過程中的不重
摘要 最近的研究完全證明了作者曾經有爭議的估計，即經濟地位的高水平代際持續性、智商遺傳性在此過程中的不重要性，以及學校教育對認知發展的貢獻在解釋為什麼受教育程度較高的人收入較高方面幾乎沒有發揮作用這一事實。其他研究則支持了作者關於人格特質而非技能本身作為勞動市場成功決定因素的假設。最近對文化演化研究的貢獻使作者能夠更具體地了解如何在學校學習行為。
摘要 食物网结构调节生物多样性丧失的巨大影响，包括次生和“级联”灭绝
摘要 食物网结构调节生物多样性丧失的巨大影响，包括次生和“级联”灭绝。我們透過模擬陸地和水生生態系 16 個食物網中主要物種的喪失來研究這些影響，並測量隨後的二次滅絕的穩健性。正如在其他網路中觀察到的那樣，食物網對於隨機去除物種的能力比選擇性去除與其他物種最具營養聯繫的物種的能力更強。更令人惊讶的是，鲁棒性随着食物网连接的增加而增加，但似乎与物种丰富度和杂食性无关。特別是，食物…
摘要 在生物宏觀進化以及社會系統進化中觀察到的重大和快速轉變的原因是一個備受爭議的話題
摘要 在生物宏觀進化以及社會系統進化中觀察到的重大和快速轉變的原因是一個備受爭議的話題。在這裡，我們確定了模型系統中動態出現的崩潰和恢復的直接原因，在該模型系統中，（分子）物種種群與其化學相互作用網絡共同進化。崩潰是涉及許多物種迅速滅絕並恢復新物種同化的事件。這些根據網路的結構特性進行分析和分類。我們發現，在沒有大的外部擾動的情況下，「創新」是大規模滅絕的主要原因，也是恢復的首…
摘要 在 1 小於或等於 tod 小於或等於 2 的擴散聚集粒子 d 維繫統中，研究了棒 (m,t) 上
摘要 在 1 小於或等於 tod 小於或等於 2 的擴散聚集粒子 d 維繫統中，研究了棒 (m,t) 上平均質量分佈 (P) 的大時間小質量漸近行為。透過重正化群計算以及平均質量分佈的小反應率展開中主導項的直接恢復，表明 (P) 在 bar (m,t) 上類似於 (1/t(d))(m(1/d)/roott)(e)(KR)，其中 m<
摘要 體型和溫度是影響幾乎所有生物速率和時間的兩個最重要的變數(1 7)
摘要 體型和溫度是影響幾乎所有生物速率和時間的兩個最重要的變數(1 7)。體型和溫度與發育的關係特別令人感興趣，因為在個體發育過程中體型變化和溫度經常變化(8 12)。在這裡，我們基於異速生長和生化動力學的第一原理推導出一個通用模型，該模型預測個體發育時間作為體重和溫度的函數。此模型適合鳥類和水生變溫動物（魚類、兩棲動物、水生昆蟲和浮游動物）的各種蛋大小和孵化溫度的胚胎發育時間…
摘要 許多有關昂貴訊號理論的文獻都集中在分離連續訊號博弈的均衡
摘要 許多有關昂貴訊號理論的文獻都集中在分離連續訊號博弈的均衡。在這種平衡狀態下，每個訊號發送器都會發送不同的訊號，並且訊號接收器能夠根據發送的訊號準確地推斷出訊號發送器的狀況。在本文中，我們介紹了一種向量場求解方法，該方法簡化了求解分離平衡的過程。使用這種方法，我們表明，儘管訊號發送者和接收者之間存在利益衝突，但連續訊號博弈可以具有低成本的分離均衡。我們發現，與先前的論點相反…
摘要 來自廣泛的物理、生物和社會系統的網路最近被描述為「小世界」和「無標度」
摘要 來自廣泛的物理、生物和社會系統的網路最近被描述為「小世界」和「無標度」。然而，研究不同意稱為食物網的生態網絡是否具有這些網絡類別成員資格所需的特徵路徑長度、聚類係數和度分佈。我們的分析表明，這些分歧是基於對相對較少的食物網的選擇性使用，以及掩蓋數據中重要變異性的分析決策。我們分析了來自各種水生和陸地生態系統的 16 個高品質食物網，有 25 172 個節點。食物網通常具有…
摘要 我們基於被視為原始抵抗機制的遺傳密碼，探索翻譯結合多樣性的適應性理論
摘要 我們基於被視為原始抵抗機制的遺傳密碼，探索翻譯結合多樣性的適應性理論。修改 tRNA 反密碼子分子結合的密碼子群或改變結合的特異性，可降低病毒等翻譯寄生蟲的複製率。提高寄生蟲的翻譯效率需要宿主 tRNA 對寄生蟲密碼子具有高度的特異性。這顯示遺傳密碼可能是抵禦感染的第一道防線。我們建構了翻譯多樣性的紅皇后理論：在這個理論中，宿主翻譯策略（由冗餘程度（單一反密碼子結合單一胺…
摘要 據說導致無法檢測到或最小的表型變化的基因突變揭示了冗餘功能
摘要 據說導致無法檢測到或最小的表型變化的基因突變揭示了冗餘功能。冗餘在突變率低、族群規模小的高等生物的表型中很常見。冗餘在具有高突變率和大量群體的生物體中或在多細胞生物體的快速分裂細胞中不太常見。在這些情況下，人們甚至觀察到相反的趨勢：對突變過度敏感，我們稱之為抗冗餘。在本文中，我們分析了冗餘和反冗餘的演化動力學。假設存在冗餘成本，我們發現大量群體將進化出消除突變體的抗冗餘機…
摘要 穩定的自我複製分子的起源是生命起源的根本障礙
摘要 穩定的自我複製分子的起源是生命起源的根本障礙。原始複製子的低保真度限制了原始核酸字母表中編碼的資訊量。生命起源的進一步困難是小型原始族群中的漂移作用，降低了高級複製基因的固定率，以及增加了發育噪音的惡劣條件。因此，突變、噪音和漂移是三種不同的隨機效應，人們認為它們使生命的演化變得不可能。相反，在這裡我們展示了，在敵對的早期環境中存在的噪音如何透過放大有限族群中的選擇來增加…
摘要 我們分析頻率解碼訊號轉導網路的計算模組
摘要 我們分析頻率解碼訊號轉導網路的計算模組。促性腺激素釋放激素 (GnRH) 訊號傳導網絡介導促性腺激素、黃體生成素 (LH) 和卵泡刺激素 (FSH) 的生物合成和釋放。下視丘產生 GnRH 的脈動模式對腦下垂體中促性腺激素的釋放和合成有關鍵影響。在人類中，較慢的脈衝會導致 LH 蛋白 β 亞基的表達，並導致不排卵和閉經。較高頻率的脈衝導致α亞基的表達和性腺機能減退狀態。頻…
摘要 社區治理是一組小組社會互動，與市場和國家一起決定經濟結果
摘要 社區治理是一組小組社會互動，與市場和國家一起決定經濟結果。我們認為（i）社區治理解決了一些常見的市場和國家失靈問題，但通常依賴於內部與外部的區別，這可能在道德上令人反感並且在經濟上代價高昂； (ii) 支持社區治理的個人動機不屬於自私或利他主義； (iii) 社區、市場和國家是互補的，而不是替代的； (iv) 如果設計不當，市場和國家就會促進管理；未來社區的重要性可能會增…
摘要 迄今為止，一般的、數學上透明的城市成長模型一直缺乏微觀現實性
摘要 迄今為止，一般的、數學上透明的城市成長模型一直缺乏微觀現實性。用於此目的的物理模型，即擴散限制聚合、介電擊穿模型和相關滲濾，都具有微觀動力學，與城市增長的類比似乎有所延伸。基於馬可夫隨機場公式，我們發展了一個模型，能夠再現各種重要的城市形態特徵，並且具有真實的微觀動力學。本文提出的結果對於「城市擴張」尤其重要，其中一個重要面向是積極擴張低密度土地利用。這種類型的成長日益在…
摘要 描述了耦合映射晶格的光譜特性
摘要 描述了耦合映射晶格的光譜特性。使用線性穩定性分析導出空間均勻混沌解的穩定性條件。也提供了全域穩定性分析結果。分析結果透過數值例子進行補充。二次映射用於具有不同耦合方案的場地動力學，例如全局耦合、最近鄰耦合、中間範圍耦合、隨機耦合、小世界耦合和無標度耦合。
摘要 我們提出了 QAC(0) 的定義，QAC(0) 是具有任意扇入的 AND 和 OR 閘的恆定深度電
摘要 我們提出了 QAC(0) 的定義，QAC(0) 是具有任意扇入的 AND 和 OR 閘的恆定深度電路的經典類別 AC(0) 的量子模擬，以及 QACC[q] 的定義，QACC[q] 是 ACC[q] 類別的模擬，其中也允許使用 Mod(q) 閘。我們證明奇偶校驗或扇出允許我們構造量子 MODq，即任何 q 的恆定深度的閘，因此 QACC[2] = QACC。更一般地，我們…
摘要 我們研究不斷發展的網絡，其中新節點連接到網絡時與具有首選距離的其他節點形成連結
摘要 我們研究不斷發展的網絡，其中新節點連接到網絡時與具有首選距離的其他節點形成連結。一種特殊情況是始終選擇最短距離（「與目前朋友的朋友交朋友」）。我們提供了網路參數的模擬結果，例如圖拉普拉斯圖的第一個特徵值（同步性）、聚類係數、平均距離和不同距離偏好的度分佈，並將它們與隨機和無標度網路的參數值進行比較。我們發現，對於最短距離規則，我們獲得了與無標度網路中一樣的冪律度分佈，而其…
摘要 化學自主劑被定義為執行熱力學工作循環的複製分子系統，讓人想起最早利用自由能的生命起源複製子
摘要 化學自主劑被定義為執行熱力學工作循環的複製分子系統，讓人想起最早利用自由能的生命起源複製子。利用自由能促進複製的效率是衡量此類系統選擇性適應性的指標。對典型自主代理在各種可能的參數設定上的操作進行模擬，揭示了具有明確定義的最大值的適應度景觀以及易於根據進化概念進行解釋的各種特徵。
摘要 自組織映射 (SOM) 是無監督的競爭性神經網絡，用於將高維資料投影到低維空間
摘要 自組織映射 (SOM) 是無監督的競爭性神經網絡，用於將高維資料投影到低維空間。本文表明，SOM 可用於在圖上執行多維縮放 (MDS)。基於 SOM 的方法應用於兩個隨機圖族和三個現實世界網路。 (C) 2002 Elsevier Science Inc. 保留所有權利。
摘要 最近的許多研究都集中在社交網路和萬維網等網路系統的統計特性
摘要 最近的許多研究都集中在社交網路和萬維網等網路系統的統計特性。研究人員特別關注許多網路似乎共有的一些屬性：小世界屬性、冪律度分佈和網路傳遞性。在本文中，我們將重點放在許多網路中存在的另一個屬性，即社群結構的屬性，其中網路節點以緊密結合的群體形式連接在一起，而群體之間只有較鬆散的連結。我們提出了一種檢測此類社區的方法，該方法圍繞著使用中心性指數來查找社區邊界的想法建構。我們在…
摘要 在本文中，我們研究了新媒體產業的網頁設計公司如何探索和試驗塑造新經濟的可能形式和價值來源
摘要 在本文中，我們研究了新媒體產業的網頁設計公司如何探索和試驗塑造新經濟的可能形式和價值來源。重點關注“跨學科網頁設計專案團隊的協作工程”，我們研究“當不同學科之間在相互競爭的績效標準之間協商工作妥協時，網站如何作為異質學科之間的臨時解決方案出現。
摘要 使用 cDNA 微陣列對基因表現進行大規模分析有望快速檢測藥物和其他化學物質的毒性模式
摘要 使用 cDNA 微陣列對基因表現進行大規模分析有望快速檢測藥物和其他化學物質的毒性模式。 cDNA 微陣列用於檢查化學誘導的 HepG2 細胞中基因表現的變化，這些細胞以等毒性暴露濃度暴露於不同組別的毒物。處理為哇巴因 (43 μM)、月桂基硫酸鹽 (260 μM)、二甲亞砜 (1.28 M)、放線菌酮 (62.5 μM)、甲苯磺丁脲 (12.8 mM)、氟化鈉 (3 m…
摘要 我們研究香農通用模擬計算機的受限版本，其中我們只允許機器求解線性微分方程
摘要 我們研究香農通用模擬計算機的受限版本，其中我們只允許機器求解線性微分方程。我們證明，如果允許這台計算機以可微的方式感知不等式，那麼它就可以精確計算初等函數，即在時間和空間複雜性下封閉的最小已知遞歸類。此外，我們表明，如果機器可以存取函數 f(x)，並且隨著 x 趨向無窮大，函數 f(x) 具有適當的增長，那麼它可以在 Grzegorczyk 層次結構的任何給定層級上計算函…
摘要 許多系統都採用網路的形式，包括網路、分銷和運輸網路、神經網路、食物網和社交網路
摘要 許多系統都採用網路的形式，包括網路、分銷和運輸網路、神經網路、食物網和社交網路。這些系統的表徵和建模已被證明適合使用統計和計算物理技術進行處理，因此近年來在物理學文獻中引起了相當大的關注。在本文中，作者回顧了該領域的一些有趣問題，並回顧了他自己和其他人最近在這些問題上的一些工作。 (C) 2002 Elsevier Science B.V. 保留所有權利。
摘要 我們提出了一種預測方法，可以模擬高等脊椎動物抗原呈現的一個重要步驟，即涉及將多肽蛋白酶體降解成具有
摘要 我們提出了一種預測方法，可以模擬高等脊椎動物抗原呈現的一個重要步驟，即涉及將多肽蛋白酶體降解成具有與 MHC I 類分子結合潛力的片段的步驟。迄今為止發表的蛋白酶體裂解預測演算法是根據使用組成型蛋白酶體的體外消化實驗的數據進行訓練的。因此，他們沒有考慮到在生理條件下受γ 幹擾素刺激的細胞中發現的結構修飾蛋白酶體（通常稱為免疫蛋白酶體）的特徵。我們的演算法不僅接受了體外資料…
摘要 基於最近的剪切顆粒介質模型，我們提出了一個新的慢動力學機制
摘要 基於最近的剪切顆粒介質模型，我們提出了一個新的慢動力學機制。它包括兩個主要步驟：全域最佳化和重組。我們展示了模型的數值結果及其對層次格的分析處理。簡化的局部版本可以映射到真正的自迴避隨機遊走，因此可以精確地求解。 (C) 2002 Elsevier Science B.V. 保留所有權利。
摘要 我們將平鋪組和高度函數應用於 Wang 平舖的平面區域平鋪，該平鋪具有彩色邊界的正方形，其中共享邊
摘要 我們將平鋪組和高度函數應用於 Wang 平舖的平面區域平鋪，該平鋪具有彩色邊界的正方形，其中共享邊緣的顏色必須匹配。如果一組圖塊包含與其圖塊組中的標識等效的所有圖塊，則我們將其定義為明確的。對於除一組具有兩種顏色的明確圖塊之外的所有圖塊，我們給出了有效的演算法，可以判斷具有彩色邊界的給定區域是否可圖塊，展示如何對隨機圖塊進行採樣，以及如何計算將一個圖塊轉換為另一個圖塊所需…
摘要 本文提出了一種基於代理人的民事暴力計算模型
摘要 本文提出了一種基於代理人的民事暴力計算模型。提出了民事暴力模型的兩種變體。首先，中央當局試圖鎮壓分散的叛亂。在第二種情況下，中央當局尋求鎮壓兩個交戰民族之間的社區暴力。
摘要 我認為自主代理是一個能夠代表自己行動的物理系統，例如沿著葡萄糖梯度遊動的細菌
摘要 我認為自主代理是一個能夠代表自己行動的物理系統，例如沿著葡萄糖梯度遊動的細菌。我暫時將自主代理定義為一種能夠自我複製並且至少能夠執行一個熱力學工作循環的系統。我舉一個假設的化學例子。然後我探討了這個定義日益奇怪的涵義。
摘要 實驗室和現場數據都表明，即使在一次性互動中，人們也會懲罰不合作的人
摘要 實驗室和現場數據都表明，即使在一次性互動中，人們也會懲罰不合作的人。儘管這種「利他懲罰」可以解釋人類社會中的高水準合作，但它造成了一個進化難題：現有模型表明，非親屬之間的利他合作僅在小群體中才具有進化穩定。因此，將此類模型應用於利他懲罰的演變，可以預測人們不會為了向大量非親屬群體提供利益而付出懲罰他人的成本。然而，我們在這裡表明，利他合作和利他懲罰之間的一種重要的不對稱性…
摘要 關於無序自旋系統的多谷結構的許多資訊可以用簡單的樹狀結構（勢壘樹）來表示，其葉子和內部節點分別代表
摘要 關於無序自旋系統的多谷結構的許多資訊可以用簡單的樹狀結構（勢壘樹）來表示，其葉子和內部節點分別代表局部最小值和連接這些最小值的最低能量鞍。在這裡，我們將系統發育樹研究中使用的一些統計數據應用於由 p 自旋模型的能量景觀產生的屏障樹。這些統計數據提供了有關這些屏障樹形狀的信息，特別是有關平衡和對稱性的信息。然後我們詢問它們是否可以用於對不同類型的景觀進行分類，將它們與隨機樹…
我們如何認識以前從未見過的模式
摘要 什麼是模式？我們如何認識以前從未見過的模式？模式概念和模式發現過程的形式化和量化是科學實踐的核心。在過去的幾十年裡，隨著確定性混沌的發現，科學對自然缺乏結構（其不可預測性）的看法經歷了重大革新。在表面隨機性的背後，許多過程是高度有序的，遵循簡單的規則。隨著新千禧年的開始，根據計算理論改編的工具將把經驗科學帶到自動發現模式並量化其結構複雜性的邊緣。例如，我們不是根據給定模型…
摘要 在這個清醒的後泡沫時代，這樣說似乎幾乎是不負責任的
摘要 在這個清醒的後泡沫時代，這樣說似乎幾乎是不負責任的。但資訊革命確實正在引領我們進入數十年的繁榮。美國最重要的經濟思想家之一 W. 布萊恩‧阿瑟 (W. BRIAN ARTHUR) 撰寫的一篇文章。
摘要 我們研究資訊源產生的序列的香農熵如何收斂到源的熵率
摘要 我們研究資訊源產生的序列的香農熵如何收斂到源的熵率。我們綜合了幾種現象學方法，透過使用香農熵增長曲線的連續導數，將隨機性和記憶的資訊理論度量應用於隨機和確定性過程。反過來，這導致對來源中儲存的表觀記憶的自然測量，以及必須從來源的觀察中提取的資訊量，以便對其進行最佳預測並使觀察者與其同步。為了衡量同步的難度，我們定義了瞬態資訊並證明，對於馬可夫過程，它與同步到過程時經歷的總…
摘要 生物體生命週期中發生的相互衝突的選擇壓力對複製的穩健性構成了嚴峻的挑戰
摘要 生物體生命週期中發生的相互衝突的選擇壓力對複製的穩健性構成了嚴峻的挑戰。病毒提供了一個可靠的模型系統，用於分析因進化利益衝突而出現的問題。我們提出了正鏈 RNA 病毒生命週期的多層次選擇模型。該模型結合了細胞內複製動力學和蛋白質合成，以及病毒粒子產生和傳播的細胞群動態。我們展示了這兩個層次的宿主內選擇如何相互作用，從而在不考慮宿主死亡率的情況下在病毒的生命史策略中產生權衡…
摘要 我們引入了基於隨機訂單放置的雙重拍賣市場的微觀模型
摘要 我們引入了基於隨機訂單放置的雙重拍賣市場的微觀模型。交易者發布市價或限價訂單，這些訂單儲存在交易所的帳簿中，並透過中央訂單匹配機制執行。我們使用量綱分析、模擬和分析近似來對價格影響函數做出可測試的預測。我們發現價格影響函數總是凹的，與經驗測量一致：我們根據訂單流的屬性對其凹性提供了解釋。 (C) 2002 Elsevier Science B.V. 保留所有權利。
摘要 我們研究了一個由擴散粒子組成的 d 維繫統，這些粒子在接觸時要麼以 1/(q 1) 的機率湮滅，要
摘要 我們研究了一個由擴散粒子組成的 d 維繫統，這些粒子在接觸時要麼以 1/(q 1) 的機率湮滅，要麼以 (q 2)/(q 1) 的機率凝結。在一維中，系統對 q 態 Potts 模型中疇壁的零溫格勞伯動力學進行建模。我們在 (m,t) 上計算 (P)，即隨機選擇的晶格位置包含其祖先已經經歷過 (m 1) 次凝固的粒子的機率。使用 d<2 的微擾重正化群分析，我們發現，如果…
摘要 生態系特性部分源自於個體生物體的特徵
摘要 生態系特性部分源自於個體生物體的特徵。目前尚不清楚這些個體特徵如何影響生態系層面的過程。由於新陳代謝是許多個體和群體層級變數的基本過程，因此它提供了一種將個體特徵與大規模過程聯繫起來的機制。在這裡，我們利用新陳代謝和生態系統熱力學從生理學擴展到個體生物量生產和人口層面的能源使用。個體水平生物量生產的溫度校正率顯示，從單細胞生物到哺乳動物和維管植物，各種需氧真核生物都具有相…
摘要 長屋谷 (Long House Valley) 位於美國亞利桑那州東北部的黑台地 (Black M
摘要 長屋谷 (Long House Valley) 位於美國亞利桑那州東北部的黑台地 (Black Mesa) 地區，自公元前 1800 年左右起，就有卡延塔·阿納薩齊 (Kayenta Anasazi) 人居住。約西元 1300 年。這些人是科羅拉多高原現代普韋布洛文化的史前先驅。基於沖積地形學、孢粉學和樹木氣候學的豐富古環境記錄可以準確定量重建潛在農業產量的年度波動（公斤…
摘要 我們假設訂單到達和取消是泊松隨機過程，對市場中的交易和價格形成進行建模
摘要 我們假設訂單到達和取消是泊松隨機過程，對市場中的交易和價格形成進行建模。該模型對市場最基本的屬性做出可檢驗的預測，例如價格擴散率（這是金融風險的標準衡量標準）以及價差和價格影響函數（這是交易成本的主要決定因素）。在量綱分析、模擬和平均場理論的指導下，我們發現了訂單流量的比例關係。我們表明，即使在完全隨機的訂單流下，儲存供給和需求以促進交易的需要也會導致價格的異常擴散和時間…
摘要 最近的實驗研究揭示了涉及無關個體之間互動的人類行為形式，這些行為已被證明很難用親屬或互惠利他主義來
摘要 最近的實驗研究揭示了涉及無關個體之間互動的人類行為形式，這些行為已被證明很難用親屬或互惠利他主義來解釋。其中一個特徵是強烈的互惠性，它是一種與他人合作的傾向，並以個人成本懲罰那些違反合作規範的人，即使這些成本很難得到回報。我們提供的證據支持強互惠作為預測和理解人類利他主義的模式。我們證明，在人類演化早期階段的典型特徵條件下，少數強互惠者可能會入侵自利類型的群體，而強互惠是…
摘要 智人是我們觀察到大量基因無關個體之間廣泛合作的唯一物種
摘要 智人是我們觀察到大量基因無關個體之間廣泛合作的唯一物種。社會學家、生物學家和經濟學家提出了不同的方法來解釋人類之間的合作。沒有一個是完全成功的。此外，每個學科都忽略了其他學科的基本見解。本文透過結合這些學科的核心貢獻來解釋合作，發展了一種文化演化模型，其中我們使用（a）規範內化的社會學概念來解釋文化傳播； (b) 垂直和傾斜傳播的生物學概念，以模擬文化和生物適應的相互作用…
摘要 高度多態性的人類白血球抗原 (HLA) I 類分子有助於確定免疫反應的特異性和全部內容
摘要 高度多態性的人類白血球抗原 (HLA) I 類分子有助於確定免疫反應的特異性和全部內容。這些抗原結合分子的巨大多樣性賦予了它們在回應病原體方面的不同優勢，但也為區分 HLA 等位基因特異性效應帶來了主要障礙。 HLA I 類超型為許多不同的 HLA 等位基因提供了功能分類，這些等位基因在勝肽結合特異性上重疊。我們分析了這些離散的 HLA 超型與 HIV 感染男性族群中 H…
摘要 雪崩尺寸分佈的資訊是透過計算Bak Sneppen演化模型中資訊的熵（IE）來測量的
摘要 雪崩尺寸分佈的資訊是透過計算Bak Sneppen演化模型中資訊的熵（IE）來測量的。發現IE隨著模型的演化而增加。具體來說，我們建立了 IE 和自組織閾值 f(c) 之間的關係。 IE 在臨界點附近的變化產生指數熵指數 E = (tau 1)/sigma，其中 tau 和 sigma 分別代表雪崩尺寸分佈和雪崩尺寸截止的臨界指數。一個新量 Dtau(g) (g = 1 …
摘要 表型對突變的魯棒性等現像是隨著適應而進化還是只是遺傳系統的固有特性，這是一個懸而未決的問題
摘要 表型對突變的魯棒性等現像是隨著適應而進化還是只是遺傳系統的固有特性，這是一個懸而未決的問題。作為一個案例研究，我們從代謝生理學的主導地位來研究這個問題。傳統上，從代謝控制分析得出的結論是，優勢是多酶系統不可避免的特性，因此不需要演化解釋。這種觀點是基於通常稱為通量求和定理的數學結果。然而，這裡表明，對於涉及酶濃度的有限變化（任何大小）的突變，通量求和定理只能在非常有限的條…
摘要 我們提出了基於主體的群體結構人口模型模擬，其中社會制度中的群體差異透過文化傳播，個人行為透過基因傳
摘要 我們提出了基於主體的群體結構人口模型模擬，其中社會制度中的群體差異透過文化傳播，個人行為透過基因傳播。我們使用標準的擴展適應度計算框架來識別參數空間，使這種共同演化過程產生高水準的群體有益行為。我們表明，群體間衝突可以解釋以下兩者的演化成功：（a）人類社會對群體中無關成員的利他形式； (b) 群體層面的製度結構，例如食物共享，在人類歷史進程中在各種生態環境中反覆出現和傳播…
摘要 我們綜合了實驗和自然梯度場方法，研究了氣候變遷和變異對美國科羅拉多州甘尼森縣 11 種亞高山草甸灌
摘要 我們綜合了實驗和自然梯度場方法，研究了氣候變遷和變異對美國科羅拉多州甘尼森縣 11 種亞高山草甸灌木、雜草和禾本科植物開花物候的影響。在亞高山草甸，架空電輻射加熱器將融雪日期提前了 16 天，並在生長季節使土壤變暖和乾燥。在另外三個地點，除雪作業將融雪日期提前了 7 天，而不會改變生長季節土壤小氣候。我們比較了對實驗氣候變化的物候響應與對小尺度和景觀尺度的空間梯度以及另一…
摘要 複雜自適應系統是非線性動力系統的一個子集，其研究最近已成為社會科學和自然科學跨學科研究的主要焦點
摘要 複雜自適應系統是非線性動力系統的一個子集，其研究最近已成為社會科學和自然科學跨學科研究的主要焦點。非線性系統無所不在；正如數學家斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆（Stanislaw Ulam）所觀察到的那樣，談論「非線性科學」就像將動物學稱為「非大象動物」的研究（引自 Campbell 等人，1985 年，第 374 頁）。非線性系統研究的初始階段側重於確定性混沌，但最近的研究已經研…
摘要 魯棒性是表型面對擾動時的不變性
摘要 魯棒性是表型面對擾動時的不變性。表型的穩健性出現在生物組織的各個層面，包括基因表現、蛋白質折疊、代謝通量、生理穩態、發育，甚至有機體適應性。魯棒性背後的機制是多種多樣的，從RNA和蛋白質水平的熱力學穩定性到有機體層面的行為。表型可以抵抗可遺傳的擾動（例如突變）或不可遺傳的擾動（例如天氣）。在這裡，我們主要關注第一種穩健性－遺傳穩健性－並調查了三種不斷發展的研究途徑：（1）…
摘要 我們發展了多維空間結構和模式的資訊理論測量
摘要 我們發展了多維空間結構和模式的資訊理論測量。眾所周知，二維構型的熵密度可以透過條件熵的收斂序列有效且準確地估計。我們表明，這些條件熵收斂到其漸近值的方式可以作為任何維度空間系統的全局相關性和結構的度量。我們將熵收斂與互資訊和結構因子技術進行比較和對比，以量化和檢測空間結構。
摘要 第二次愛滋病疫苗會議，即 2003 年愛滋病疫苗會議，與會者包括科學家、政策制定者、社區倡導者以及
摘要 第二次愛滋病疫苗會議，即 2003 年愛滋病疫苗會議，與會者包括科學家、政策制定者、社區倡導者以及對疫苗概念和試驗感興趣的人士。雖然尚未出現在開發有效疫苗方面具有明顯優勢的單一策略，但新的概念正在構思中，並且對交叉反應免疫原性的細微差別的更深入的了解正在發展。許多概念正在從假設轉向動物免疫原性測試的初始階段，有些已經發展到人類的安全性和毒性測試。這些策略包括使用修飾的單體…
摘要 內在規範是一種部分由內在製裁（例如羞恥、內疚和喪失自尊）強制執行的行為模式，而不是純粹的外在製裁（
摘要 內在規範是一種部分由內在製裁（例如羞恥、內疚和喪失自尊）強制執行的行為模式，而不是純粹的外在製裁（例如物質獎勵和懲罰）。人類普遍具有內化規範的能力，儘管在一些所謂的「反社會者」中，這種能力有所減弱或缺乏。假設有一個基因位點控制內化規範的能力。該模型表明，如果內部規範是適應性增強的，那麼對於合理的社會化模式，規範內化的等位基因在演化上是穩定的。這個框架可以用來模擬赫伯特·西…
摘要 一夫多妻制閾值模型指出，如果就繁殖環境品質而言，一夫多妻制所產生的成本低於一夫多妻制所獲得的收益，
摘要 一夫多妻制閾值模型指出，如果就繁殖環境品質而言，一夫多妻制所產生的成本低於一夫多妻制所獲得的收益，那麼一夫多妻制就會受到青睞並可能發展。我們建構了數學模型和電腦模擬來評估這個假設。在基本模型中，有一個帶有兩個等位基因的基因座，它調節雌性是否接受一夫多妻制。有兩種不同品質的繁殖情況，雄性隨機分配。然後雌性根據相關的繁殖情況以及雄性是否已經有配偶來選擇配偶。這個基本模型在數學…
摘要 許多所謂的致病菌，如腦膜炎奈瑟菌、流感嗜血桿菌、金黃色葡萄球菌和肺炎鏈球菌，更有可能在健康個體中無
摘要 許多所謂的致病菌，如腦膜炎奈瑟菌、流感嗜血桿菌、金黃色葡萄球菌和肺炎鏈球菌，更有可能在健康個體中無症狀地定植和維持族群，而不是引起疾病。疾病對這些細菌來說是一個死胡同：毒力縮短了傳播到新宿主的時間窗口，而真正導致疾病的細菌亞群，如血液或腦脊髓液中的細菌亞群，很少傳播到新宿主。因此，其偶爾致病性背後的毒力因子必須根據選擇而進化，而不是使宿主生病。這些選擇壓力是什麼？我們在腦…
摘要 隨機布林網路最初是作為基因調控網絡模型而發明的，是一系列顯示豐富動態結構的複雜系統的簡單模型
摘要 隨機布林網路最初是作為基因調控網絡模型而發明的，是一系列顯示豐富動態結構的複雜系統的簡單模型。從生物學的角度來看，最有趣的網路位於參數空間中的臨界點或附近，該臨界點將「有序」吸引子動力學與「混沌」吸引子動力學分開。我們研究了此類網路中動態相關節點的平均數量和不同吸引子的中位數數量的縮放。我們的計算表明，只有非常大的系統才會出現正確的漸近標度。
摘要 人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 在大腦中的遺傳進化與淋巴組織中的遺傳進化不同，這表明該病
摘要 人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 在大腦中的遺傳進化與淋巴組織中的遺傳進化不同，這表明該病毒具有組織特異性區室化。來自未培養腦組織的初級 HIV 1 包膜糖蛋白 (Env) 很少得到生物學上的充分錶徵。在這項研究中，我們分析了四名愛滋病患者的未培養腦部活檢和血液樣本的 37 個全長 env 基因。患者體內序列集的系統發育分析顯示，大腦相對於血液環境序列有明顯的聚集…
摘要 最近的工作表明，許多網路具有廣泛的頂點度分佈
摘要 最近的工作表明，許多網路具有廣泛的頂點度分佈。在這裡，我們表明這對以自我為中心的網絡的形狀以及基於自我為中心的網絡的概念和方法（例如雪球採樣和“漣漪效應”）產生了重大影響。特別是，我們認為一個人的熟人，即熟人網絡中的直接鄰居，遠不是總體中的隨機樣本，並且這使鄰居的數量偏差了兩步或更多步。我們使用學術合作網路上的數據來演示這個概念。 (C) 2002 Elsevier Sc…
摘要 我們引入了一種新穎的數學方法來研究封閉社區中傳染病的傳播和控制
摘要 我們引入了一種新穎的數學方法來研究封閉社區中傳染病的傳播和控制。肺炎支原體是美國細菌性肺炎的主要原因。支原體引起的疾病爆發通常發生在封閉或半封閉的社區。由於疫情檢測延遲、細菌潛伏期長以及對感染控制策略有效性的了解不完全，這些疫情難以遏止。我們的模型明確地捕捉了具有多個病房的機構中患者和護理人員之間的互動模式。分析。此接觸網絡預測，儘管護理人員中支原體肺炎的盛行率相對較低，…
摘要 社會主體之間的協調程度非常高；然而，這些代理協調的確切機制尚不清楚
摘要 社會主體之間的協調程度非常高；然而，這些代理協調的確切機制尚不清楚。在這裡，我們研究了溝通在實現協調中的作用——特別是，賦予代理人溝通能力是否會帶來更有利的結果？為了解決這個問題，我們使用策略溝通代理人的自適應模型（Miller et al. J Econ Behav Organ 2002, 47, 179 195）來玩雄鹿狩獵遊戲。我們發現，溝通對於智能體達成並維持高階…
摘要 已知人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 的初級毒株透過對可溶性 CD4 (sCD4) 和中和
摘要 已知人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 的初級毒株透過對可溶性 CD4 (sCD4) 和中和抗體 (NAb) 敏感來適應體外細胞系中的複製。 T 細胞係有利於分離使用 CXCR4 作為共受體的變體，而初級分離物主要使用 CCR5。我們現在研究了初級 R5 分離株 CC1/85 如何適應初級人類週邊血單核細胞 (PBMC) 中的長時間複製。 19代後，出現變異病毒CC…
摘要 儘管生態研究進展迅速，但某些關鍵問題的答案仍然困擾著我們
摘要 儘管生態研究進展迅速，但某些關鍵問題的答案仍然困擾著我們。本文考慮了生態學面臨的一些當代挑戰。 (1) 用語繁多且定義不清，導致溝通效率低落。 (2)規模的概念影響我們對系統結構和功能的推論，要求我們繼續對斷裂、領域和整合進行近乎啟發式的研究。為了在生態學領域取得進展，需要開發更明確納入標量議題的新工具。 (3) 越來越多的人預計應用問題將在不到一年的時間內解決。生態學家…
摘要 我們提出並研究了一組用於發現網路中社群結構的演算法——將網路節點自然劃分為緊密連接的子群組
摘要 我們提出並研究了一組用於發現網路中社群結構的演算法——將網路節點自然劃分為緊密連接的子群組。我們的演算法都有兩個明確的特徵：首先，它們涉及從網路中迭代刪除邊緣以將其分割成社區，刪除的邊緣使用多種可能的「中間性」度量中的任何一個來識別，其次，至關重要的是，這些度量在每次刪除後都會重新計算。我們也提出了一種衡量演算法發現的社群結構強度的方法，這為我們提供了一個客觀的指標來選擇…
摘要 最近，在甲型流感病毒核蛋白（NP418 426）中鑑定出 HLA B 3501 限制性細胞毒性 T
摘要 最近，在甲型流感病毒核蛋白（NP418 426）中鑑定出 HLA B 3501 限制性細胞毒性 T 淋巴細胞（CTL）表位，該表位表現出高度的變異性。在本研究中，研究了人類細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 對抗原表位變異體的識別。人類 CD8+ CTL 克隆對流感病毒一種亞型內的 NP418 426 抗原決定位變異體具有特異性，或與異亞型變異體發生交叉反應。 9 聚體中…
摘要 化石記錄保存了大量的自然實驗，可以揭示生態群落對環境變化的反應
摘要 化石記錄保存了大量的自然實驗，可以揭示生態群落對環境變化的反應。然而，直接觀察滅絕生物的群落動態是不可能的。作為替代方案，中性生態模型（1 3）顯示物種豐度分佈反映了遷移、競爭、補充和滅絕等動態過程。活死比較顯示這種分佈可以忠實地保存在岩石記錄中(4)。在這裡，我們使用最大似然方法來證明來自德克薩斯州玻璃山（二疊紀時期）的四個時間上不同的生態景觀的腕足動物（燈殼）豐度分佈…
摘要 我們考慮耦合映射的網絡，其中單元之間的連接涉及時間延遲
摘要 我們考慮耦合映射的網絡，其中單元之間的連接涉及時間延遲。我們表明，與無延遲情況類似，網路的同步取決於連接拓撲，其特徵是圖拉普拉斯的頻譜。因此，儘管資訊流存在延遲，但無標度網路和隨機網路仍能夠同步，而具有最近鄰連接的常規網路及其小世界變體通常表現出較差的同步性。另一方面，連接延遲實際上有利於同步，因此延遲的系統可以在未延遲的系統無法同步的情況下進行同步。此外，延遲決定了同步…
摘要 人類基因組人類白血球抗原 (HLA) I 類區域的極端多態性被認為在 CD8(+) T 細胞介導的
摘要 人類基因組人類白血球抗原 (HLA) I 類區域的極端多態性被認為在 CD8(+) T 細胞介導的病原體防禦中具有優勢(1 3)。 HLA I 類分子將病原體衍生的勝肽呈現在受感染細胞的表面，以供 CD8(+) T 細胞辨識。然而，HLA A 和 B 等位基因的相對貢獻尚未評估。我們對針對人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 的 I 類限制性 CD8(+) T 細胞反應進行了…
摘要 大都會人均個人收入 (PCPI) 和大都會每份工作平均薪資 (AWPJ) 的標準差為美國大都會經濟
摘要 大都會人均個人收入 (PCPI) 和大都會每份工作平均薪資 (AWPJ) 的標準差為美國大都會經濟體提供了無條件西格瑪收斂的直接指標。我們使用 1969 2001 年期間美國大陸所有大都會區的數據，透過對兩個標準差的時間序列應用兩個單位根檢定來檢驗無條件西格瑪收入收斂假說。我們的結果表明，時間序列可以被描述為帶有漂移的隨機遊走，從而支持大都市經濟體之間的收入差距並未縮小的…
摘要 我們在存在對稱勢阱的情況下考慮一維空間中的狄拉克方程式
摘要 我們在存在對稱勢阱的情況下考慮一維空間中的狄拉克方程式。當電位從零開啟時，我們將 E = +m 和 E = m 處的散射相移分別與離開正能量連續體或加入負能量連續體的態數連結起來。
摘要 先前的研究表明，食物網理論尚未解釋海洋與其他類型生態系統食物網特性的重大差異
摘要 先前的研究表明，食物網理論尚未解釋海洋與其他類型生態系統食物網特性的重大差異。我們透過分析美國東北部大陸架、加勒比海珊瑚礁和南非附近的本格拉的食物網網路結構來研究這個問題。這些海洋網的連接度（每個物種的連結數 (2)）、連結密度（每個物種的連結數）、平均鍊長以及中間類、雜食類和同類相食類群的分數有些高，但仍在其他網中觀察到的範圍內。我們透過使用經驗證實的「生態位模型」進一…
摘要 在本文中，我們研究 O(N) phi(4) 場論的輔助場公式中出現的 Schwinger Dyso
摘要 在本文中，我們研究 O(N) phi(4) 場論的輔助場公式中出現的 Schwinger Dyson 方程式的重正化。一旦透過對 phi 域進行積分獲得有效作用，輔助場公式就可以將大 N 展開簡單解釋為輔助場 chi 中生成函數的循環展開。然後，我們的全階結果用於獲得基於截斷展開的有限重正化 Schwinger Dyson (SD) 方程，該方程利用了雙粒子不可約 (2 …
摘要 對巴厘島進口陶器中發現的一顆牙齒進行的 DNA 分析表明，公元前一千年末印度商人的存在的可能性很大
摘要 對巴厘島進口陶器中發現的一顆牙齒進行的 DNA 分析表明，公元前一千年末印度商人的存在的可能性很大
摘要 新陳代謝為利用物理、化學和生物學的第一原理將個體生物體的生物學與種群、群落和生態系統的生態聯繫起來
摘要 新陳代謝為利用物理、化學和生物學的第一原理將個體生物體的生物學與種群、群落和生態系統的生態聯繫起來提供了基礎。代謝率，即生物體吸收、轉化和消耗能量和物質的速率，是最基本的生物速率。我們已經開發了一個關於代謝率如何隨身體大小和溫度變化的定量理論。代謝理論透過設定從環境中獲取資源的速率以及生存、生長和繁殖的資源分配速率來預測代謝速率如何控制從個體到生物圈的各個組織層面的生態過…
摘要 我們建構了細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 對抗原反應和免疫記憶維持的隨機階段結構模型
摘要 我們建構了細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 對抗原反應和免疫記憶維持的隨機階段結構模型。此模型遵循病毒感染的動態以及天然 CD8+ T 細胞的刺激、增殖和分化為效應 CTL，從而消除病毒感染的細胞。該模型能夠追蹤多個 T 細胞克隆的動態，每個克隆都有一個由數字字串表示的 T 細胞受體。 MHC 病毒肽複合物也以字串表示，字串匹配規則用於計算 T 細胞受體對病毒表位的親和…
摘要 細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 反應被認為對於控制許多病毒和其他感染很重要
摘要 細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 反應被認為對於控制許多病毒和其他感染很重要。 CTL 反應的定性方面，包括表位特異性、親和力和克隆組成，可能會影響 T 細胞介導感染控制的能力。儘管很明顯抗原的引入方式和劑量可以影響反應的這些定性方面，但對其機制知之甚少。我們開發了 CTL 反應的電腦模型，用於研究抗原劑量、抗原動力學和重複抗原遞送對反應的影響。結果表明，最近觀察到的對…
摘要 儘管群體成員之間的遺傳相關性較低，但人類群體如何保持高水準的合作
摘要 儘管群體成員之間的遺傳相關性較低，但人類群體如何保持高水準的合作？我們認為，許多人都有懲罰那些違反群體利益規範的人的傾向，即使這會為懲罰者帶來適應成本。人們廣泛觀察到這種利他懲罰可以維持行為實驗和自然環境中的高水準合作。我們提供了一種稱為強互惠的合作與懲罰模型：在群體成員因相互遵守社會規範而受益的情況下，強互惠者遵守規範並懲罰違反者，儘管他們因此獲得的回報低於其他群體成員…
摘要 我們先前描述了在 AD101（一種結合 CCR5 輔助受體的小分子抑制劑）的選擇壓力下，人類免疫缺
摘要 我們先前描述了在 AD101（一種結合 CCR5 輔助受體的小分子抑制劑）的選擇壓力下，人類免疫缺陷病毒 I 型 (HIV 1) 的逃脫變異體的產生（A. Trkola、S. E. Kuhmann、J. M. Strizki、E. Maxwell、T. Ketas、T. Morgan、PgatAach、S.S. Shapiro、J. W. Clade、S. McCombi…
摘要 諸如緊密聯繫的住宅區和種族相關企業等去中心化群體往往會實現高水準的合作，同時進行我們稱之為狹隘主義
摘要 諸如緊密聯繫的住宅區和種族相關企業等去中心化群體往往會實現高水準的合作，同時進行我們稱之為狹隘主義的排他性做法。我們研究了群體內文化親和力對教區群體在社會困境中合作的能力的貢獻。我們分析了狹隘網絡，在這些網絡中，由於不與外部人進行交易而造成的損失被透過增強內部人之間的信任來增強執行非正式合約的能力所抵消。我們表明，存在一定程度的狹隘主義，狹隘主義網絡可以與提供不受限制的交…
摘要 網路中社群結構的發現和分析是物理學界最近備受關注的一個主題，但迄今為止提出的大多數方法由於其計算成
摘要 網路中社群結構的發現和分析是物理學界最近備受關注的一個主題，但迄今為止提出的大多數方法由於其計算成本而不適合非常大的網路。在這裡，我們提出了一種用於檢測社群結構的分層聚集演算法，該演算法比許多競爭演算法更快：它在具有 n 個頂點和 m 個邊的網路上的運行時間為 O(mdlog n)，其中 d 是描述社群結構的樹狀圖的深度。許多現實世界的網路都是稀疏且分層的，具有 m n …
摘要 關於生態系對人為氣候變遷反應的實地研究主要使用自然梯度或實驗方法
摘要 關於生態系對人為氣候變遷反應的實地研究主要使用自然梯度或實驗方法。單獨來看，每種方法都面臨方法論、空間和時間上的限制，這些限制可能會限制結果和預測的普遍性。將這兩種方法整合到一項研究中可以克服其中一些局限性，並提供區分一致的、動態的和依賴環境的生態系統對全球暖化的反應的方法。一個簡單的概念模型和兩個案例研究重點關注氣候變遷對亞高山草甸生態系統開花物候和碳循環的影響，說明了…
摘要 自 20 世紀 40 年代克勞德·香農 (Claude Shannon) 的開創性工作以來，眾所周
摘要 自 20 世紀 40 年代克勞德·香農 (Claude Shannon) 的開創性工作以來，眾所周知，對於不熟悉消息所用語言的接收者來說，在有限頻寬的信道上以最佳效率傳輸的消息與隨機噪聲無法區分。我們得到了一些關於電磁傳輸的類似結果。 In particular, we show that if electromagnetic radiation is used as a…
摘要 廣泛中和單株抗體 (MAb) 是人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 疫苗設計中潛在的重要工具
摘要 廣泛中和單株抗體 (MAb) 是人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 疫苗設計中潛在的重要工具。一些罕見的單株抗體已被深入研究，但我們對其中和廣度的了解仍然有限。使用假病毒測定，我們評估了來自進化枝 B 感染供體的單株抗體和進化枝 B HIV+ 血漿針對來自不同背景的 93 種病毒的情況。抗 gp120 MAb 對進化枝 B 表現出比非 B 病毒更大的活性，而抗 gp…
摘要 在本文中，我們使用數學模型和模擬來探索週邊免疫系統效應細胞，特別是肺泡巨噬細胞的穩態
摘要 在本文中，我們使用數學模型和模擬來探索週邊免疫系統效應細胞，特別是肺泡巨噬細胞的穩態。我們感興趣的是允許這樣的群體自我維持的分散式控制機制。我們引入了一種多功能模擬器，旨在研究單一細胞對局部分子訊號的反應及其對群體動態的影響。我們使用模擬器開發生長因子調節巨噬細胞增殖和存活的模型。我們在關於新肺泡巨噬細胞來源的兩個相互競爭的假設的背景下研究了這種調節形式的影響。在一種模型…
摘要 互資訊的多元概括，即多訊息，是在熱力學極限中定義的
摘要 互資訊的多元概括，即多訊息，是在熱力學極限中定義的。這個定義透過考慮相互作用勢的平移不變吉布斯度量的下確界來考慮相共存。事實證明，這個下確界是在純淨狀態下獲得的。可以找到伊辛方格的明確公式，其中證明數量在相變點處最大化。透過這種方式，相位共存以嚴格的方式與高模型複雜性相關聯。
摘要 我們分析了當觀察者最初不知道序列的相位時，同步到結構已知的周期序列有多麼困難
摘要 我們分析了當觀察者最初不知道序列的相位時，同步到結構已知的周期序列有多麼困難。我們檢查瞬態資訊 T，這是最近引入的資訊論量，用於測量觀察者在同步序列時所經歷的不確定性。我們也考慮同步時間 tau，它是推斷週期訊號相位所需的平均測量次數。我們計算週期 23 之前（包括週期 23）的所有週期序列的 T 和 tau。我們顯示給定週期的哪些序列具有最大和最小可能的 T 和 tau…
摘要 博弈論理性在人類行為中通常不被觀察到
摘要 博弈論理性在人類行為中通常不被觀察到。一個重要的原因是受試者對任務的知覺方式與實驗者不同。此外，參與者帶入實驗室的豐富合作歷史也會影響他們所做的決定。
摘要 我們提出了一個模型，可以處理構成一個物種的一組種群，並定義在描述那些表示生殖單位內可能出現的各種類
摘要 我們提出了一個模型，可以處理構成一個物種的一組種群，並定義在描述那些表示生殖單位內可能出現的各種類型的種群組成的因素時至關重要的術語。這裡，種群是從種群生物學的意義上理解的，即一組具體的生物體。因此，物種的概念獲得了超越族群概念的意義，使其與微觀演化機制的研究相關。
摘要 了解由基因、RNA、蛋白質組成的基因調控網絡以及它們之間的網絡聯繫和動態控制規則，是當代系統生物學
摘要 了解由基因、RNA、蛋白質組成的基因調控網絡以及它們之間的網絡聯繫和動態控制規則，是當代系統生物學的重大任務。我在這裡重點討論使用集成方法來尋找一個或多個定義明確的模型網絡集成，其統計特徵與真實細胞和生物體的統計特徵相匹配。這樣的集合應該有助於解釋和預測真實細胞和生物體的特徵。更準確地說，模型網路的集合是透過對監管互動的「接線圖」的約束以及管理網路受監管組件的動態行為的「…
摘要 我們報告了雜訊引起的分叉延遲，導致簡單神經迴路中持續的突觸持續放電
摘要 我們報告了雜訊引起的分叉延遲，導致簡單神經迴路中持續的突觸持續放電。兩個神經鞍結振盪器與相互的興奮性突觸耦合。增加突觸電流使電路經由分叉進入雙穩態反相狀態。對兩個神經元施加小的隨機電流會延遲雙穩態的開始。我們分析了各種活動狀態的相平面，發現這種噪音誘發機制可能與非同步和同步活動狀態的結構有關。 (C) 2004 Elsevier B.V. 保留所有權利。
摘要 異性傳播是全球人類免疫缺陷病毒 1 (HIV 1) 感染的主要原因，但決定傳播適應性或生長的病毒特
摘要 異性傳播是全球人類免疫缺陷病毒 1 (HIV 1) 感染的主要原因，但決定傳播適應性或生長的病毒特性尚未明確。在這裡，我們表明，對於八個異性傳播對，受體病毒是單系的，編碼緊湊的、聚醣限制性包膜糖蛋白。這些病毒對傳播夥伴的抗體中和也特別敏感。因此，中和表位的暴露似乎在新感染的宿主中受到青睞，中和表位在慢性感染中因免疫逃脫而流失。這揭示了影響 HIV 1 傳播的包膜糖蛋白的特…
摘要 對於倫敦證券交易所，我們證明訂單的跡象遵循長期記憶過程
摘要 對於倫敦證券交易所，我們證明訂單的跡象遵循長期記憶過程。自相關函數大致依照冪律衰減，指數為 0.6，對應赫斯特指數 H = 0.7。這意味著未來訂單的跡象可以從過去訂單的跡像中預測出來；在其他條件相同的情況下，這表明市場效率非常低。然而，我們證明，訂單符號的波動可以透過交易規模和流動性的反相關波動來補償，這也是一個長記憶過程，可以使回報更白。我們表明，有些機構表現出長期記…
摘要 我們引入外部和內部複雜性的概念來分析自適應系統與其環境之間的關係
摘要 我們引入外部和內部複雜性的概念來分析自適應系統與其環境之間的關係。我們將此理論框架應用於認知系統中的模型構建，以及透過在循環過程中對資料集進行選擇性觀察來選擇假設，並提出相應的神經網路架構。 (C) 2003 年由 Elsevier GmbH 出版。
摘要 在本研究中，研究了人類 CTL 對甲型流感病毒抗原決定位變異體的識別
摘要 在本研究中，研究了人類 CTL 對甲型流感病毒抗原決定位變異體的識別。為此，產生了對核蛋白(NP418 426)中的HLA B 3501限制性表位的天然變體具有特異性的人類CD8(+)CTL克隆。透過 Cr 51 釋放測定和 HLA B 3501 肽四聚體複合物的流式細胞儀測定，發現 CTL 克隆對一種亞型內的表位具有特異性，或與該表位的異亞型變體發生交叉反應。使用表位的…
摘要 我們研究倫敦證券交易所價格大幅波動的原因
摘要 我們研究倫敦證券交易所價格大幅波動的原因。這是在單一事件的微觀層面上完成的，其中事件是下達或取消買入或賣出訂單。我們表明，單一市價訂單引起的價格波動本質上與訂單量無關。相反，價格的大幅波動是由流動性波動、市場吸收新訂單能力的變化所引起的。即使對於流動性最強的股票，訂單簿中也可能存在巨大差距，對應於不包含報價的相鄰價格水平區塊。當最佳價格附近存在這樣的差距時，新訂單可以刪除…
摘要 圖 G 的拉普拉斯算子的特徵向量近年來受到越來越多的關注
摘要 圖 G 的拉普拉斯算子的特徵向量近年來受到越來越多的關注。在這裡，我們研究它們所謂的節點域，即 G 的最大誘導子圖的連通分量，其中特徵向量 psi 不會改變符號。庫朗節點域定理的類似物提供了節點域數量的上限，取決於 psi 在頻譜中的位置。然而，這種界限總體上並不尖銳。在這篇文章中，我們考慮計算特定圖的最小和最大節點域數的問題。詳細討論了布爾超立方體的類別。我們發現，儘管…
摘要 最近的實證分析表明，流動性波動對於理解金融資產的大幅價格變化非常重要
摘要 最近的實證分析表明，流動性波動對於理解金融資產的大幅價格變化非常重要。這些流動性波動透過訂單簿中的缺口來量化，對應於不包含報價的相鄰價格水平區塊。在這裡，我們研究了倫敦證券交易所 (LSE) 交易的 16 隻股票的限價訂單簿狀態的統計特性。我們表明，前三個間隙的時間序列在機率分佈中以肥尾為特徵，並由長記憶過程描述。
摘要 入侵防禦系統 (IPS) 對於保護資訊科技 (IT) 變得至關重要
摘要 入侵防禦系統 (IPS) 對於保護資訊科技 (IT) 變得至關重要。然而，由於問題的複雜性、威脅性質的變化以及 IPS 對受保護應用程式細節的依賴，IPS 永遠不會成為作業系統完全整合的一部分。但某些 IPS 功能可能會轉移到作業系統中，即針對漏洞類別提供簡單保護的固有防禦，以及 IPS 管道（即目前位於核心模組中的 IPS 元件）。 IPS 的這些面向與作業系統的整合將…
摘要 背景 B 目的：雖然已經描述了原發感染期間丙型肝炎病毒動力學和免疫決定因素，但病毒與宿主之間的相互
摘要 背景 B 目的：雖然已經描述了原發感染期間丙型肝炎病毒動力學和免疫決定因素，但病毒與宿主之間的相互作用尚未完全了解。我們使用數學模型來闡明和量化病毒宿主動態。方法：10 隻黑猩猩經肝內感染 H77 RNA (n = 3) 或靜脈注射感染血清。每週採集血液樣本 1 3 次，持續 6 個月。一個新模型適合觀察到的 HCV RNA 和丙胺酸轉氨酶 (ALT) 動力學。結果：感染…
摘要 有益突變是自然選擇演化的驅動力
摘要 有益突變是自然選擇演化的驅動力。然而，對於人群中有益突變的適應度效應的分佈知之甚少。吉萊斯皮和奧爾最近的工作提出了一些關於有益健康效應分佈的初步概括，令人驚訝的是，它們對生物學細節的依賴程度很弱。特別是，該理論表明，有益突變服從適應度效應的指數分佈，在基因型空間的不同區域具有相同的指數參數，前提是該基因型可用的可能有益突變很少。在這裡，我們用 RNA 進化的準經驗模型測試…
摘要 我們比較了文獻中最近使用的一些方法，以檢測屬於同一經濟部門的股票收益是否存在一定程度的共同行為
摘要 我們比較了文獻中最近使用的一些方法，以檢測屬於同一經濟部門的股票收益是否存在一定程度的共同行為。具體來說，我們討論基於隨機矩陣理論和層次聚類技術的方法。我們將這些方法應用於在倫敦證券交易所交易的股票投資組合。所研究的時間序列以每日時間範圍和 5 分鐘時間範圍記錄。相關係數矩陣在不同的時間範圍內有很大不同，這證實了在較長的時間範圍內觀察到更結構化的相關係數矩陣。所有考慮的方…
摘要 遺傳密碼具有某些無法用機械解釋的規律
摘要 遺傳密碼具有某些無法用機械解釋的規律。這些包括密碼子的第一個鹼基和合成編碼的氨基酸的前體之間以及密碼子的第二個鹼基和編碼的氨基酸的疏水性之間的強相關性。這些規律在將現代密碼投影到由編碼一組簡單胺基酸的雙聯體密碼子組成的更簡單的代碼上時更加引人注目。如果在大分子出現之前，簡單的胺基酸是在二核苷酸與源自還原三羧酸循環或還原乙酸途徑的α 酮酸的共價複合物中合成的，則可以解釋這些…
摘要 我們研究了多元時間序列因子模型相關矩陣的特徵值譜密度
摘要 我們研究了多元時間序列因子模型相關矩陣的特徵值譜密度。透過利用隨機矩陣理論，我們分析量化了由於樣本的有限性而導致的統計不確定性對光譜密度的影響。我們考慮了廣泛的模型，從單因素模型到分層多因素模型。
摘要 衝突管理是社會複雜性的首要要求之一
摘要 衝突管理是社會複雜性的首要要求之一。在衝突管理的多種形式中，最罕見和最有趣的一種是第三方監管，或公正地干預以控制衝突。第三方監管應該很難發展，因為警察個人要為幹預付出成本，而收益卻分散在整個群體中。在這項研究中，我們調查了靈長類社會中治安的發生率和成本。我們報告了非人靈長類動物辮子獼猴中非親屬警務的定量證據。我們發現，當由最有權勢的個人執行警務時，可以有效地減少衝突的強度…
摘要 衝突管理機制對系統的穩健性有直接、關鍵的影響，因為它們可以減輕衝突強度並幫助修復受損的關係
摘要 衝突管理機制對系統的穩健性有直接、關鍵的影響，因為它們可以減輕衝突強度並幫助修復受損的關係。然而，魯棒性機制還可以透過促進組件之間的交互作用來對系統完整性產生間接影響。我們探討衝突管理機制在維持社會系統穩健性方面發揮的間接作用，使用擾動技術「淘汰」負責有效衝突管理的組件。我們以 84 隻圈養個體為對象，探討基因敲除對辮尾獼猴 (Macaca nemestrina) 社會組…
摘要 我們研究金融時間序列平均退出時間（MET）的理論和實證方面
摘要 我們研究金融時間序列平均退出時間（MET）的理論和實證方面。理論建模是在連續時間隨機遊走的框架內完成的。我們以經驗驗證平均退出時間遵循二次標度定律，並且它與特定於所分析股票的前因子相關聯。我們進行了一系列統計測試，以確定哪種相關性導致了這種特異性。主要貢獻與股票報酬的自相關特性有關。我們引入並分析解決了二態和三態馬可夫鏈模型。使用二狀態馬可夫鏈模型獲得的分析結果使我們能夠…
摘要 1. 我們提出了一個模型，根據體型和溫度對個體代謝率的限制，對三個重要庫（自養生物、分解者、不穩定
摘要 1. 我們提出了一個模型，根據體型和溫度對個體代謝率的限制，對三個重要庫（自養生物、分解者、不穩定土壤碳）中的碳通量、儲存和周轉進行生態系統層級的預測。 2. 此模型預測，由於光合作用速率的大小依賴性，從樹木為主的生態系統轉向以浮游植物為主的生態系統，碳週轉率將增加 10 000 倍。 3. 此模型預測，由於呼吸複合物中 ATP 合成的溫度依賴性，在攝氏 0 30 度的溫…
摘要 儘管網路中全局社群結構的推論最近已成為物理學界非常感興趣的話題，但所有此類演算法都要求完全已知圖
摘要 儘管網路中全局社群結構的推論最近已成為物理學界非常感興趣的話題，但所有此類演算法都要求完全已知圖。在這裡，我們定義了一種局部社區結構的度量方法和一種演算法，該演算法透過一次探索圖的一個頂點來推斷包圍給定頂點的社區層次結構。對於一般圖，當 d 是平均度，k 是要探索的頂點數時，演算法的運行時間為 O(k2d)。對於探索新頂點非常耗時的圖，運行時間是線性的，O(k)。我們表明…
摘要 一些 HLA I 類等位基因與人類免疫缺陷病毒 (HIV) 疾病進展緩慢相關，支持 HLA I 類
摘要 一些 HLA I 類等位基因與人類免疫缺陷病毒 (HIV) 疾病進展緩慢相關，支持 HLA I 類限制性細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 在控制 HIV 感染中發揮的重要作用。 HLA B63 是密切相關的 HLA B 1516 和 HLA B 1517 等位基因的血清學標記，與 HLA B57 和 HLA B58（這兩個等位基因與 HIV 疾病進展緩慢相關）具有相同的…
摘要 有很多不同的概念來涵蓋我們直觀地賦予“複雜性”一詞及其相反的“簡單性”的所有含義
摘要 有很多不同的概念來涵蓋我們直觀地賦予“複雜性”一詞及其相反的“簡單性”的所有含義。有一種複雜性最符合普通對話和大多數科學對話中「複雜性」一詞的意思。這就是我所說的有效複雜性。粗略地說，有效複雜性是指對實體規律性的非常精確描述的長度。不是被視為隨機或偶然的特徵，而是被視為規律的特徵。
摘要 在除特殊情況外的所有情況下，時間相關過程的測量僅間接反映內部結構和相關性
摘要 在除特殊情況外的所有情況下，時間相關過程的測量僅間接反映內部結構和相關性。建立此類隱藏資訊來源的預測模型需要以某種方式發現內部狀態和機制。不幸的是，通常有許多可能的模型在觀察上是等效的。在這裡我們表明情況並不像人們想像的那麼隨意。我們證明隱藏隨機過程的產生器可以簡化為最小形式，並將這種簡化的表示與計算力學 epsilon 機提供的表示進行比較。在為後者發展更深入的測度理論…
摘要 了解生物體中營養物質的儲存、流動和周轉對於量化生物群對生物地球化學循環的貢獻非常重要
摘要 了解生物體中營養物質的儲存、流動和周轉對於量化生物群對生物地球化學循環的貢獻非常重要。在這裡，我們提出了一個模型，該模型根據粒線體中 ATP 產生的質量和溫度依賴性來預測真核生物中富含磷的 RNA 的儲存和全身磷含量。來自各種真核生物的數據支持該模型的兩個主要預測。首先，全身 RNA 濃度與粒線體密度成正比，因此與體重成 1/4 次方。其次，在真核單細胞中，全身磷含量隨著…
摘要 觀察到分子進化速率在譜系內部和譜系之間差異很大，這使人們對單一「分子鐘」的存在產生了懷疑
摘要 觀察到分子進化速率在譜系內部和譜系之間差異很大，這使人們對單一「分子鐘」的存在產生了懷疑。根據遺傳和化石證據估計的演化事件時間的差異進一步引發了人們對分子鐘準確性的質疑。在這裡，我們提出了一個核苷酸替代模型，它將代謝率理論與現在經典的分子演化中性理論結合。該模型定量預測速率異質性，並可以協調分子和化石估計的演化事件日期的差異。模型預測得到粒線體和核基因組的大量數據的支持。…
摘要 峇裡島位於印尼群島南部島嶼鏈的中心附近，這裡是早期狩獵採集者遷徙到美拉尼西亞和澳洲以及最近南島農民
摘要 峇裡島位於印尼群島南部島嶼鏈的中心附近，這裡是早期狩獵採集者遷徙到美拉尼西亞和澳洲以及最近南島農民從東南亞大陸遷徙到太平洋的踏腳石。峇裡島是目前唯一居民信奉印度教並保留各種其他印度文化、語言和藝術傳統的島嶼（Lansing 1983）。在這裡，我們檢查了 551 名巴厘島男性 Y 染色體上的遺傳變異，以調查南島農民和新石器時代前狩獵採集者對當代巴厘島父系基因庫的相對貢獻，…
摘要 ARTIS 是一個人工免疫系統框架，包含多種適應性機制
摘要 ARTIS 是一個人工免疫系統框架，包含多種適應性機制。 LISYS 是 ARTIS 的一個版本，專門用於解決網路入侵偵測問題。 LISYS 的自適應機制根據其機器學習對應機制進行了表徵，並描述了一系列實驗，每個實驗都隔離了 LISYS 的不同機制並研究其對系統整體性能的貢獻。實驗是在新的數據集上進行的，該數據集比早期的數據集更新且更現實。網路入侵偵測問題具有挑戰性，因為…
摘要 我們已經找到了離散 phi(4) 場論模型的精確、週期性、時間相關的孤立波解
摘要 我們已經找到了離散 phi(4) 場論模型的精確、週期性、時間相關的孤立波解。對於有限格，根據考慮的是排斥還是吸引的情況，解是雅可比橢圓函數，或 dn(x,m) 和 cn(x,m) [對於 m 1 簡化為脈衝函數 sech(x)]。我們對這些解的穩定性進行了數值研究，發現我們的解在大多數情況下是線性穩定的。我們證明該模型是哈密頓系統，並且由於離散性而導致的有效 Peier…
摘要 生態學、統計學、數學、資訊學和計算科學交叉領域的創造性方法對於提高我們對複雜生態系統的理解至關重要
摘要 生態學、統計學、數學、資訊學和計算科學交叉領域的創造性方法對於提高我們對複雜生態系統的理解至關重要。例如，新的資訊技術，包括強大的電腦、空間嵌入式感測器網路和語意網路工具，正在成為研究生態現象的潛在革命性工具。这些技术可以在开发和测试多尺度描述现实世界系统的详细模型方面发挥重要作用。主要挑戰包括選擇理解跨空間和時間的生物模式所需的適當模型複雜性水平，並應用這種理解來解決保…
摘要 研究過去文化對天堂的興趣和概念的研究者常常狹隘地對待這個主題，而不是在整個文化的背景下
摘要 研究過去文化對天堂的興趣和概念的研究者常常狹隘地對待這個主題，而不是在整個文化的背景下。來自許多不同學科的考古天文學家透過嘗試識別與天體事件和過程相關的建築排列和岩石藝術等考古特徵來探索這個主題。另一方面，人類學考古學家的目標是了解過去文化的演化軌跡，他們常常完全忽略宇宙學的整個概念和天體現象的作用。本文探討了人類考古學家和考古天文學家未能有效利用彼此研究成果的原因，並為…
摘要 我們引入並研究了一種進化互補博弈，在每一輪中，種群 1 的一個玩家與種群 2 的一個成員配對
摘要 我們引入並研究了一種進化互補博弈，在每一輪中，種群 1 的一個玩家與種群 2 的一個成員配對。博弈是對稱的，每個玩家都試圖獲得有利的交易，但當其中一個人逼得太緊時，根本無法達成任何交易，他們都輸了。遊戲有許多平衡點，其中達到哪個平衡點取決於互動的歷史，因為玩家根據適應度函數進化，該適應度函數衡量他們在互動過程中的收益。然後，我們可以透過為群體分配不同的策略空間來打破對稱性…
摘要 包容性健身模式(1,2) 預測了許多常見的行為：在人類中，對家庭內部暴力(3)、食物分配(4,5)
摘要 包容性健身模式(1,2) 預測了許多常見的行為：在人類中，對家庭內部暴力(3)、食物分配(4,5) 和兒童保育(6) 的研究發現，人們更青睞與自己關係更密切的人。然而，在某些情況下，親屬利他主義的影響似乎不大(7 9)。個人對親屬的愛是否達到親屬利他主義模式所預測的程度？南非移工向其原籍農村家庭匯款的數據可以進行明確的測試，據我們所知，這對人類來說是首次。透過與匯款相關的…
摘要 讓考古軌跡吸引當代觀眾的一種方法是透過帶有圖形介面的詳細電腦模擬，使學生或研究人員能夠探索歷史序列
摘要 讓考古軌跡吸引當代觀眾的一種方法是透過帶有圖形介面的詳細電腦模擬，使學生或研究人員能夠探索歷史序列並提出「假設」問題。我們討論了美國西南部梅薩維德地區長期對耦合人類系統和生態系統進行建模的進展，該計畫在開發時考慮了研究和教育產品。這個項目有很多重點，但在這裡我們重點關注薪材的供應及其在西班牙裔之前在該地區侏儒森林中的使用。我們的初步結果往往表明，在這個序列中，用作燃料的木…
摘要 （自動）催化網絡的概念已成為理解生物進化以及社會和經濟系統進化多樣性突然急劇增加的可能性的基石
摘要 （自動）催化網絡的概念已成為理解生物進化以及社會和經濟系統進化多樣性突然急劇增加的可能性的基石。在這裡，我們研究關於產品最終結果多樣性的催化隨機網絡。我們證明，透過將問題映射到一組非線性遞推方程式上，可以對這個長期存在的問題進行分析處理。這些方程式的解顯示最終產物數量對初始產物數量和催化生產規則密度的關鍵依賴性。對於固定密度的規則，我們可以證明存在從幾乎無人居住的政權到完…
摘要 我們推導了 Coleman、Jackiw 和 Politzer 輔助場公式中的一點和兩點函數的重正
摘要 我們推導了 Coleman、Jackiw 和 Politzer 輔助場公式中的一點和兩點函數的重正化 Schwinger Dyson 方程式 [S. Coleman、R. Jackiw 和 H. D. Politzer，物理學家。 Rev. D 10, 2491 (1974).] 用於 lambda phi(4) 場論，在 2PI 1/N 展開中為 1/N 階。我們表明，…
摘要 最近的實證研究表明，金融市場上買賣訂單的跡象具有長期記憶性[J. P. Bouchaud，Y. G
摘要 最近的實證研究表明，金融市場上買賣訂單的跡象具有長期記憶性[J. P. Bouchaud，Y. Gefen，M. Potters，M. Wyart，Quant。金融 4, 176 (2004)； F. Lillo 和 J. D. Farmer Dyn。系統。應用。 8, 3 (2004)]。我們展示了市場出清延遲是如何造成這種情況的。在訂單拆分的常見做法下，大訂單被分解為…
摘要 在西非鯖魚 (Chlorocebus sabaeus) 中對殺傷細胞免疫球蛋白 (Ig) 樣受體
摘要 在西非鯖魚 (Chlorocebus sabaeus) 中對殺傷細胞免疫球蛋白 (Ig) 樣受體 (KIR) 進行了表徵，以闡明該分子家族多樣性進化的機制。在兩隻不相關的鯖猴中鑑定出編碼四種形式的 KIR 分子（包括 KIR3DL、KIR2DL4、KIR2DL5 和 KIR3DH 形式）的互補 DNA。也鑑定出一種新的混合形式，其顯示出 KIR2DL5 和 KIR3DH …
摘要 我們提出了一個模型，該模型受到愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的現實標準的啟發，並以經典通信為補充，
摘要 我們提出了一個模型，該模型受到愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的現實標準的啟發，並以經典通信為補充，該模型正確地再現了泡利算子在 n 量子位 GHZ 狀態（或“貓狀態”）上的所有乘積測量的量子力學預測。我們的模型採用的 n 2 位元對於允許的測量集來說是最佳的，這表明所需的通訊開銷與 n 成線性比例。我們在模型所使用的局部值的產生與穩定器形式主義之間建立了聯繫，這使我們推測…
摘要 有效控制傳染病需要對檢疫、感染控制預防措施、病例識別和隔離以及免疫幹預措施進行定量比較
摘要 有效控制傳染病需要對檢疫、感染控制預防措施、病例識別和隔離以及免疫幹預措施進行定量比較。我們使用接觸網路流行病學來預測各種控制政策對輕度傳染性疾病（例如嚴重急性呼吸道症候群）和中度傳染性疾病（例如天花）的效果。介入措施的成功取決於疾病的傳播性以及社區內人與人之間的接觸模式。模型預測，使用口罩和一般疫苗接種只會適度影響輕度傳染病的傳播。相較之下，檢疫和環圍疫苗接種可以防止多…
摘要 生態系中通常會報告尺度關係（其中身體大小作為自變數）和冪律分佈
摘要 生態系中通常會報告尺度關係（其中身體大小作為自變數）和冪律分佈。在這篇綜述中，我們分析了與能量獲取和轉換相關的標度關係以及與數量波動相關的冪律。我們的目的是展示個體層面的屬性如何幫助解釋和預測可以在組織高層傳播的群體層面的模式。我們回顧了在生態不變關係（即與大小無關）的背景下對水生生態系（即生物量譜）的分析中也出現的類似關係，例如「能量等效規則」和「線性生物量假設」。我們…
摘要 在本文中，我們利用博弈論、電腦遊戲和進化計算的原理構建了一個框架，用於調查古代美洲的一大謎團：為什
摘要 在本文中，我們利用博弈論、電腦遊戲和進化計算的原理構建了一個框架，用於調查古代美洲的一大謎團：為什麼前西班牙裔普韋布洛（Anasazi）民族在公元 1200 年代末離開了大部分領土？遊戲概念疊加在基於代理的大規模阿納薩齊模擬之上。遊戲中的智能體遵循 Fogel (1966) 的工作，使用文化演算法框架來修改其有限狀態自動機 (FSA) 控制器。在遊戲中，可以有兩種主動代理…
摘要 我們將 Linkser 的前饋神經網路 Infomax 原理擴展到隨機相互依賴性的測量，以捕捉循環
摘要 我們將 Linkser 的前饋神經網路 Infomax 原理擴展到隨機相互依賴性的測量，以捕捉循環系統中的空間和時間訊號屬性。這種隨機交互作用的度量量化了馬可夫鏈與單一單元過程的分裂鏈乘積的 Kullback Leibler 散度。對於無約束馬可夫鏈，隨機交互作用的最大化（也稱為時間資訊最大）先前已被證明會導致幾乎確定性的動態。這封信考慮了受限馬可夫鏈上的時態 Infom…
摘要 我們提出了認知科學表徵概念的新定義，該定義是基於對演化系統中用於儲存記憶的結構起源的研究
摘要 我們提出了認知科學表徵概念的新定義，該定義是基於對演化系統中用於儲存記憶的結構起源的研究。這項研究包括細胞自動機進化中執行重要任務的新穎電腦實驗以及有關通用記憶的生物學證據。我們的主要觀察是，表示需要惰性結構來編碼訊息，用於為不斷發展的系統建立適當的動態配置。我們提出了標準來決定給定的結構是否是透過解壓縮可用作任意動態配置的記憶體的惰性結構的想法來表示的。使用遺傳演算法，…
摘要 希臘教與猶太教之間的對抗可以追溯到亞歷山大大帝軍隊入侵中東
摘要 希臘教與猶太教之間的對抗可以追溯到亞歷山大大帝軍隊入侵中東。這些不同的意識形態最初由亞歷山大的斐洛合理化，在過去 2000 年來不斷出現。無法解決分歧可以追溯到宗教原教旨主義者和科學家的不同知識論，他們的觀點可以追溯到卡爾·波普爾、伊曼紐爾·康德，最後是亞里斯多德。
摘要 許多傳染病透過個體之間的身體接觸所形成的網絡在人群中傳播
摘要 許多傳染病透過個體之間的身體接觸所形成的網絡在人群中傳播。這些接觸的模式往往是高度異質的。然而，流行病學中傳統的「區室」模型假設人口群體是完全混合的，也就是說，每個人都有平等的機會將疾病傳播給其他人。將區室模型應用於嚴重急性呼吸系統綜合症（SARS），得出了稱為基本再生數 R 0 的基本量的估計，即由單個初始病例（以上）引起的 SARS 新病例數，這意味著，如果沒有公共衛…
摘要 我們研究了一個簡單的網路形成生成模型
摘要 我們研究了一個簡單的網路形成生成模型。該模型旨在描述親屬關係、貿易、企業聯盟或自催化化學反應網絡的成長，其中回饋是網路成長的基本要素。在這些情況下，底層圖透過循環形成和節點添加之間的競爭而成長。選擇給定節點後，將搜尋合適距離處的另一個節點。如果找到這樣的節點，則新增一個連結將其連接到原始節點，並增加圖中的循環數；如果找不到這樣的節點，則新增一個節點，該節點連結到原始節點。…
摘要 背景：近年來，RNA 被認為是細胞調節的關鍵參與者
摘要 背景：近年來，RNA 被認為是細胞調節的關鍵參與者。在許多情況下，非編碼 RNA 透過與其他核酸結合來發揮其功能，例如 microRNA 和 snoRNA。這些相互作用的特異性源自分子間鹼基配對的穩定性。因此，RNA RNA 結合的精確計算處理是目標預測演算法的核心。方法：用於計算線性單股RNA分子二級結構的標準動態程式演算法擴展到兩個相互作用的RNA的共同摺疊。結果：我…
摘要 由於幾乎沒有經過驗證的方法足以快速實施優先研究結果，這一事實阻礙了醫療保健領域的實證決策
摘要 由於幾乎沒有經過驗證的方法足以快速實施優先研究結果，這一事實阻礙了醫療保健領域的實證決策。一個關鍵的挑戰是，在許多傳播研究中測試的簡單、控制良好的干預措施無法勝任促進提供醫療保健的複雜適應性系統發生變化的任務。我們需要考慮到這種複雜性的概念模型和研究方法。國家癌症研究所的系統研究和實施倡議包括一個為期兩年的綜合階段，以整合選定係統和網絡研究傳統中的概念框架和工具，以創建一…
摘要 本文討論了構成網路通道模型基礎的系統理論，描述了對其進行測試的初步嘗試，並介紹了正在開發的用於實施
摘要 本文討論了構成網路通道模型基礎的系統理論，描述了對其進行測試的初步嘗試，並介紹了正在開發的用於實施網路通道方法的資訊技術。
摘要 我們使用來自 10 個人群中每組 25 50 個人樣本中線粒體 DNA (mtDNA)、Y 染色體
摘要 我們使用來自 10 個人群中每組 25 50 個人樣本中線粒體 DNA (mtDNA)、Y 染色體和 X 染色體上兩個基因座的重測序數據來估計一般隔離與遷移模型的參數。應用基於合併的馬可夫鏈蒙特卡羅技術可以同時推斷分歧時間、基因流速率以及有效族群規模的變化。撒哈拉以南非洲和歐亞人群的比較結果估計，與 4 萬年前 (KYA) 相似，有 1500 個人建立了歐亞人群的祖先。此…
摘要 最近，集中的 HIV 1 基因（共識、最近的共同祖先和樹的中心）已被探索用於誘導廣泛的反應性免疫反
摘要 最近，集中的 HIV 1 基因（共識、最近的共同祖先和樹的中心）已被探索用於誘導廣泛的反應性免疫反應，以克服 HIV 1 株之間非凡的遺傳多樣性。儘管所有這些策略都是基於電腦程式預測的人工序列，但它們保留了生物學功能，並使用 CCR5 輔助受體作為傳播的 HIV 1 包膜進入目標細胞。實驗動物的結果表明，集中免疫原在誘導跨亞型 T 和 B 細胞免疫反應方面優於許多野生型免…
摘要 波利尼西亞圖案是波利尼西亞祖先社區的粒線體 DNA 標記，在重建遙遠的海洋歷史中發揮了關鍵作用
摘要 波利尼西亞圖案是波利尼西亞祖先社區的粒線體 DNA 標記，在重建遙遠的海洋歷史中發揮了關鍵作用。儘管這個主題為玻里尼西亞女性提供了有效的敘述，但從父系血統中並沒有同等的男性歷史。在這裡，我們描述了具有絕對波利尼西亞親和力的 Y 染色體二元多態性。我們說明了其與早期波利尼西亞社區的獨特的空間和時間聯繫，並透過對相關短串聯重複變異的分析，我們描述了波利尼西亞境內第一個清晰的家…
摘要 「選擇的力量」已被證明可以從根本上改變許多隨機演算法的行為
摘要 「選擇的力量」已被證明可以從根本上改變許多隨機演算法的行為。在這裡，我們探討選擇對隨機樹生長模型的影響。在我們的模型中，每個新節點都有 k 個隨機選擇的聯絡人，其中 k 1 是常數。然後，它會附著到這些接觸中在某種意義上最需要的任何一個，例如與根的距離或其度數。即使新節點只有兩個選擇，即 k = 2 時，生成的樹也可能與隨機圖或樹非常不同。例如，如果新節點連接到最接近樹根…
摘要 傅立葉採樣技術使量子演算法相對於現有最好的經典演算法實現了顯著的指數級加速，該技術由 Bernst
摘要 傅立葉採樣技術使量子演算法相對於現有最好的經典演算法實現了顯著的指數級加速，該技術由 Bernstein 和 Vazirani 引入，並由 Simon 和 Shor 開發為解決隱藏子群問題的方法。事實證明，這種方法對於阿貝爾群是成功的，從而產生了用於因式分解、提取離散對數和其他數論問題的有效演算法。然而，我們表明，即使在最弱的資訊理論意義上，這種方法也無法解決對稱群中的隱…
摘要 多細胞生物中的細胞分化在創造新細胞類型的發育過程中具有明顯的功能
摘要 多細胞生物中的細胞分化在創造新細胞類型的發育過程中具有明顯的功能。然而，在細胞更新頻繁的長壽生物體中，在不再需要或不再產生新的細胞類型後，細胞分化通常會持續下去。在這裡，我們解決為什麼這是真的的問題。據信，如果沒有抑制生物體內細胞間體細胞選擇的機制，多細胞生物就不可能出現或進化穩定，否則會破壞生物體的完整性。在這裡，我們提出這樣的機制之一是一種持續細胞分化的特定模式，這種…
摘要 動機：對哺乳動物、尾索動物和線蟲的結構化 ncRNA 基因進行全基因組篩選，預測了數千個假定的 n
摘要 動機：對哺乳動物、尾索動物和線蟲的結構化 ncRNA 基因進行全基因組篩選，預測了數千個假定的 ncRNA 基因和其他結構化 RNA 基序。其功能註釋的先決條件是高精度地決定閱讀方向。結果：雖然 RNA 及其反向互補體的摺疊能相似，但這些差異至少與取代模式結合起來足以區分結構化 RNA 及其互補體。我們在這裡提出了一種支援向量機，它可以從多序列比對中可靠地對結構化 RNA…
摘要 我們對 2003 年 9 月實現的電力運輸協調聯盟 (UCTE) 電網的拓撲結構以及對錯誤和攻擊的
摘要 我們對 2003 年 9 月實現的電力運輸協調聯盟 (UCTE) 電網的拓撲結構以及對錯誤和攻擊的靜態容忍度進行了分析，涉及 33 個不同的網路。儘管研究的每個電網都具有指數度分佈，並且大多數缺乏典型的小世界拓撲，但它們對節點丟失的反應模式與無標度網絡中觀察到的相似。我們發現節點移除行為與電網規模呈對數關係。這種對數行為表明，儘管規模有利於脆弱性，但成長可以降低脆弱性。我…
摘要 背景：最近的實驗和計算研究為大量與蛋白質編碼基因無關的不同轉錄本提供了壓倒性的證據
摘要 背景：最近的實驗和計算研究為大量與蛋白質編碼基因無關的不同轉錄本提供了壓倒性的證據。一個亞類由那些需要獨特的二級結構基序來發揮其生物學功能的RNA組成，因此表現出獨特的序列保守特徵模式，用於RNA二級結構的正選擇。由 NHGRI 協調的 12 種果蠅物種的深度定序提供了比較計算方法的理想數據集，以確定編碼進化保守 RNA 基序的基因組位點。此類基因座包括大多數已知的小 n…
摘要 小調節性 microRNA (miRNA) 在長前體中編碼，並在加工過程中透過部分雙鏈莖環結構內的
摘要 小調節性 microRNA (miRNA) 在長前體中編碼，並在加工過程中透過部分雙鏈莖環結構內的裂解而從前體中釋放出來。在目前的工作中，我們研究了擬南芥核 RNA 結合蛋白 HYL1 和核 RNase III 酶 DCL1 在初級 miRNA (pri miR171a) 加工中的作用。 miR171a 基因很複雜，具有多個轉錄起始位點，以及外顯子的選擇性剪接和選擇性多聚…
摘要 自從發現視交叉上核 (SCN) 的腦時鐘功能以及隨後的研究揭示其組成神經元的顯著異質性以來，視交叉
摘要 自從發現視交叉上核 (SCN) 的腦時鐘功能以及隨後的研究揭示其組成神經元的顯著異質性以來，視交叉上核 (SCN) 神經解剖學一直是人們密切關注的課題。研究表明，其功能電路（在時鐘基因的空間和時間表達中很明顯）可以透過來自內部和外部環境的輸入進行重組，了解 SCN 的網路組織變得越來越重要。儘管已經提出了多種用於 SCN 神經元之間耦合的機制，但對 SCN 電路的精確模式…
摘要 我們推導了從一組長度為 T 的 N 個時移、獨立同分佈高斯時間序列所獲得的相關矩陣特徵值譜的精確形
摘要 我們推導了從一組長度為 T 的 N 個時移、獨立同分佈高斯時間序列所獲得的相關矩陣特徵值譜的精確形式。這些矩陣是隨機、實數和非對稱矩陣，由於時滯而具有疊加結構。我們證明，對於大矩陣（lim N 無窮大），相關的（複數）特徵值譜是圓對稱的。這一事實允許透過對稱問題密度的逆阿貝爾變換來精確計算特徵值密度。透過與隨機時間序列的數值實現的比較證明了該方法的有效性。作為一個例子，給…
摘要 我們引入了一種新技術將生成樹與平均連鎖聚類分析相關聯
摘要 我們引入了一種新技術將生成樹與平均連鎖聚類分析相關聯。我們將此樹稱為平均連結最小生成樹。我們還引入了一種技術，透過使用資料的引導副本將可靠性值與基於相關性的圖的連結相關聯。這兩種技術均適用於 2001 年至 2003 年期間在紐約證券交易所交易的 300 隻市值最高的股票的投資組合。我們表明，平均連結最小生成樹將經濟部門和子部門識別為網路中的社區，比最小生成樹稍好。我們還…
摘要 從大型相關矩陣中過濾資訊的問題在許多應用中非常重要
摘要 從大型相關矩陣中過濾資訊的問題在許多應用中非常重要。我們最近提出使用 Kullback Leibler 距離來衡量當變數由多元高斯分佈描述時過濾演算法在恢復底層相關矩陣方面的表現。在這裡，我們使用 Kullback Leibler 距離來研究基於隨機矩陣理論和收縮技術的濾波方法的性能。我們也提出了將 Kullback Leibler 距離應用於非高斯分佈的多元資料的一些結…
摘要 在本文中，我們提出了一種複雜網路方法來研究軟體工程
摘要 在本文中，我們提出了一種複雜網路方法來研究軟體工程。我們在大量以 C++ 和 Java 編寫的物件導向 (OO) 軟體系統中發現了通用網路模式。這裡分析的所有系統都表現出小世界行為，即即使耦合度低且內聚度高，任何一對類別之間的平均距離也非常小。此外，物件導向軟體的結構是一個非常異質的網絡，其特徵是度分佈遵循具有相似指數的冪律。我們研究了這些普遍模式的起源。我們的研究表明，…
摘要 急速線的經典問題要求一條曲線，從靜止狀態滑動並通過重力加速的物體將在最短的時間內從一個點滑到另一個
摘要 急速線的經典問題要求一條曲線，從靜止狀態滑動並通過重力加速的物體將在最短的時間內從一個點滑到另一個點（無摩擦）。在經典力學本科課程中，這個問題的解決是變分微積分威力的主要例子。在這裡，我們解決了廣義的急速問題，該問題要求點和給定曲線之間或兩條給定曲線之間的最快滑動曲線。廣義問題可以透過考慮不同端點的變化來解決。我們將把正式的解決方案與基於對稱性和運動學推理的簡單得多的解決…
摘要 達爾文用演化論解釋了人類的起源
摘要 達爾文用演化論解釋了人類的起源。透過更好地傳達對進化論局限性的科學關注，甚至可能改善更廣泛公眾對進化論的看法。從無生命的地圈中出現生命是一個引人注目的例子。演化論描述了複雜的有機體或生態系。
摘要 原核生物中的水平基因轉移在短期和中期進化時間尺度上十分猖獗
摘要 原核生物中的水平基因轉移在短期和中期進化時間尺度上十分猖獗。它對我們重建生命演化樹的能力提出了一個根本問題。它在長進化距離中也很常見嗎？為了解決這個問題，我們分析了 438 個完整定序的原核生物基因組中來自所有 20 個主要家族的 2,091 個插入序列的演化。具體來說，我們將插入序列的出現映射到我們分析的基因組的 16S rDNA 樹上，並且我們還構建了插入序列轉座酶編…
摘要 West 等人的個體發育生長模型（OGM）
摘要 West 等人的個體發育生長模型（OGM）。提供了個體發育過程中代謝能量如何在新生物量的產生和現有生物量的維持之間分配的一般描述。在這裡，我們重新檢查 OGM，進行一些小的修改和更正，並進一步評估其解釋脊椎動物個體發育期間和不同成年體型的物種之間代謝率和生物量的經驗變化的能力。我們表明，模型的更新版本是內部一致的，並且與代謝尺度理論和經驗數據的其他預測一致。 OGM 不僅…
摘要 給出了馬氏體合金的奧氏體、花呢相和孿生相與旋轉玻璃合金中相應的順磁性相、自旋玻璃相和週期相之間的簡
摘要 給出了馬氏體合金的奧氏體、花呢相和孿生相與旋轉玻璃合金中相應的順磁性相、自旋玻璃相和週期相之間的簡要定性映射。
摘要 網路將能量、材料和資訊分配給各種自然和人類工程系統的組件，包括有機體、大腦、互聯網和微處理器
摘要 網路將能量、材料和資訊分配給各種自然和人類工程系統的組件，包括有機體、大腦、互聯網和微處理器。配電網路使這些系統能夠整合和協調運行，但也限制了它們的設計。鑑於生物體的結構是透過自然選擇進化的，而微處理器是由工程師設計的，因此在生物體和微處理器中觀察到的類似分層分支網絡是驚人的。代謝標度理論 (MST) 表明，網絡向生物體傳遞能量的速率與其質量的 3/4 次方成正比。我們證…
摘要 烏瑪市和省是公元前 21 世紀烏爾帝國第三王朝南美索不達米亞核心的一部分
摘要 烏瑪市和省是公元前 21 世紀烏爾帝國第三王朝南美索不達米亞核心的一部分。它對比較學術和區域學術的重要性源於一個世紀前的搶劫者在那裡發現了大約 20,000 塊楔形文字板，其中包括該省中央行政檔案的很大一部分。一方面，沒有任何可比較的資訊來源，特別是關於那個時期和那種類型的著名城市中心的經濟、農業和勞動管理制度的資訊。但無可否認，該文本語料庫的限制、公式化和短視限制削弱了…
摘要 胚胎發育是由分層動態過程定義的，該過程將遺傳訊息（基因型）轉化為空間基因表現模式（表型），為生物體
摘要 胚胎發育是由分層動態過程定義的，該過程將遺傳訊息（基因型）轉化為空間基因表現模式（表型），為生物體的正確展開提供位置資訊。基因型 表現型作圖的本質和演化意義仍然是演化發育生物學（evo devo）的關鍵主題。我們透過一個簡單的基因調控網絡模型探討了 evo devo 中的中立性、穩健性和多樣性問題。此系統規模較小，可對整個健身景觀及其中立程度進行詳盡的分析。該分析表明，進…
摘要 我們介紹了一種從有限字母表中生成多元符號序列的方法，該字母表具有基於漢明距離的給定相似性層次結構
摘要 我們介紹了一種從有限字母表中生成多元符號序列的方法，該字母表具有基於漢明距離的給定相似性層次結構。相似性的目標層次結構是任意的，例如透過應用於經驗相似性矩陣的某種層次聚類方法所獲得的結構。我們在這裡提出的方法是基於不利用突變率的生成機制，該機制廣泛用於系統發育分析。在這裡，我們使用所提出的模擬方法來研究與系統發育節點相關的引導值與在真實系統發育中找到該節點的機率之間的關係…
摘要 印記基因與多種疾病有關
摘要 印記基因與多種疾病有關。許多這些疾病的症狀可以在有利於這些基因座印記表達的演化力量的背景下理解。圍產期生長和資源獲取的調節在印記的演化中發揮了核心作用，許多與印記基因相關的疾病都涉及某種生長或餵食障礙。在本章的第一部分，我們討論印記的演化與印記相關疾病的臨床表現之間的關係。在後半部分，我們考慮了可以破壞印記基因表現和功能的各種過程。我們特別詢問是否有理由相信印記基因特別容…
摘要 人類社會中不協調的個體追求個人最優策略並不總是能達到社會最優，即對整個社會最有利的狀態
摘要 人類社會中不協調的個體追求個人最優策略並不總是能達到社會最優，即對整個社會最有利的狀態。相反，形成納許均衡的策略通常在社會上不是最優的。因此，社會必須為其成員之間缺乏協調而付出無政府狀態的代價。在這裡，我們透過分析幾個主要城市的道路網絡的旅行時間來評估這種無政府狀態的代價。我們的模擬表明，不協調的駕駛員可能會浪費大量的旅行時間。與直覺相反，僅僅封鎖某些街道就可以部分改善交…
摘要 q 高斯分佈作為線性擴散方程式及其廣義非線性形式、偏導數 P(x,t)/偏導數 t = D 偏導數
摘要 q 高斯分佈作為線性擴散方程式及其廣義非線性形式、偏導數 P(x,t)/偏導數 t = D 偏導數(2)P(x,t)q/偏導數 x(2)（多孔介質方程式）的特定解的穩定性透過數值和解析方法進行了研究。對分佈峰度的分析強烈表明，以指數 q(i) 為特徵的初始 q 高斯漸近地接近以指數 q 為特徵的多孔介質方程的最終解析解，從而峰度的鬆弛規則根據 q 指數隨時間演化，鬆弛指數…
摘要 對二十世紀生化動力學進行了簡要回顧，主要關注酶動力學和協同過程
摘要 對二十世紀生化動力學進行了簡要回顧，主要關注酶動力學和協同過程。分子生物學，特別是結構生物學為分子層次的生物現象建模提供了基礎。結構被認為是生物過程找到令化學家和物理學家滿意的解釋的最終且唯一的層次。分子方法從單一分子和反應成功擴展到細胞和有機體水平，開啟了生物學的新紀元。從 20 世紀 80 年代的全基因組定序開始，越來越多的技術適用於從分子到細胞的升級。一系列研究計劃…
摘要 馬克·佩格爾認為，基因組和語言表明，生物和社會的複雜性源於資訊的使用方式，而不是資訊的數量
摘要 馬克·佩格爾認為，基因組和語言表明，生物和社會的複雜性源於資訊的使用方式，而不是資訊的數量。
摘要 中立論和選擇論是理解分子演化模式和演化創新出現的詮釋譜的兩個極端
摘要 中立論和選擇論是理解分子演化模式和演化創新出現的詮釋譜的兩個極端。儘管最近來自蛋白質編碼基因的基因組規模數據反對中性主義，但分子工程和蛋白質進化數據認為中性突變和突變穩健性對於演化創新很重要。在這裡，我提出了一種和解，其中中性突變為後來的演化適應奠定了基礎。這一觀點的關鍵是對分子表型的明確理解，這是近年來才變得可行的。
摘要 突變穩健性促進演化創新
摘要 突變穩健性促進演化創新。基因重複是一種獨特的突變，因為它們通常會增加這種穩健性。因此，調控網絡中基因重複與演化創新的頻繁關聯是將創新與穩健性連結起來的一般機制的一個特例。這裡透過幾個例子說明了這種機制在大時間尺度上促進演化創新的潛在力量。其中包括基因複製在脊椎動物輻射、開花植物演化和心臟發育中的作用，其中包括生命演化中一些最引人注目的創新。
摘要 使用確定性時間連續模型研究了最小 Lotka Volterra 型捕食者 被捕食者模型，該模型描述
摘要 使用確定性時間連續模型研究了最小 Lotka Volterra 型捕食者 被捕食者模型，該模型描述了實體之間的共同演化特徵，其交互作用強度受一對單倍體二等位基因座的影響。我們展示了霍普夫分岔，它控制著從進化停滯到週期性紅皇后動態的轉變。如果捕食者基因型的捕食效率不同，則更有效的基因型將漸進地達到較低的固定濃度。 (C) 2007 Elsevier B.V. 保留所有權利。
摘要 雖然對蛋白質家族進化史的研究很常見，但對 microRNA 和一些 snoRNA 以外的非編碼 R
摘要 雖然對蛋白質家族進化史的研究很常見，但對 microRNA 和一些 snoRNA 以外的非編碼 RNA 知之甚少。在這裡，我們詳細研究了後生動物完全或部分定序的基因組中九個剪接體 snRNA 家族（U1、U2、U4、U5、U6、U11、U12、U4atac 和 U6atac）的演化史。在所有基因組中都發現了五種主要剪接體 snRNA 的代表。在線蟲或 Oikopleura…
摘要 開發 HIV 1 疫苗必須面對的主要挑戰之一是設計一種策略，產生足夠廣度的細胞免疫，以應對病毒非凡
摘要 開發 HIV 1 疫苗必須面對的主要挑戰之一是設計一種策略，產生足夠廣度的細胞免疫，以應對病毒非凡的遺傳多樣性。來自同一演化支的病毒包膜中的胺基酸可以相差 15%，來自不同演化支的病毒包膜胺基酸可以相差 30%。有人提出，使用集中的 HIV 1 基因序列創建免疫原可能為此問題提供實際的解決方案。這種集中的基因可以透過採用許多不同的策略來產生：共有、祖先或樹序列中心。這些電…
摘要 背景：闡明細胞大規模遺傳調控網絡的結構和動力學是系統生物學的重要目標
摘要 背景：闡明細胞大規模遺傳調控網絡的結構和動力學是系統生物學的重要目標。我們研究了調節大腸桿菌代謝的遺傳網絡的系統級動態特性，並展示了其設計如何導致具有生物學用途的細胞特性。我們的研究使用包含 583 個基因和 96 個外部代謝物的資料庫（Covert 等人，Nature 2004），該資料庫不僅描述了網絡連接，還描述了每個基因節點的布林規則，該規則控制基因作為其輸入的函數…
摘要 目的：我們調查大陸到島嶼傳播的方向性，重點是非洲 馬達加斯加蝙蝠屬 Triaenops（Hippo
摘要 目的：我們調查大陸到島嶼傳播的方向性，重點是非洲 馬達加斯加蝙蝠屬 Triaenops（Hipposideridae）的案例研究。分类单元包括来自东非的 T. persicus 和来自马达加斯加的三种 Triaenops 物种（T. auritus、T.furculus 和 T. rufus）。这个蝙蝠家族的进化大大晚于马达加斯加与非洲的构造分裂，排除了替代性假设作为可行…
摘要 人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 突變使細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 無法識別，有時
摘要 人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 突變使細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 無法識別，有時會導致病毒適應性降低。然後，在不存在受先前宿主的 HLA 等位基因限制的 CTL 介導的免疫選擇壓力的情況下，這些突變可以在傳播到新宿主時恢復。為了確定病毒上這些潛在的關鍵識別點，我們使用三種系統發育校正方法對來自 261 名南非人的完整 HIV 1 C 亞型蛋白質組進行了 …
摘要 全基因組多序列比對 (MSA) 是日益多樣化的比較基因組方法的必要先決條件
摘要 全基因組多序列比對 (MSA) 是日益多樣化的比較基因組方法的必要先決條件。在這裡，我們提出了一種為非蛋白質編碼序列生成高品質 MSAS 的通用方法。 NcDNAlign 管道結合了成對 BLAST 比對來建立初始 MSA，然後對其進行局部改進和修剪。該程式針對速度進行了最佳化，因此特別適合試點研究。我們在三個案例研究中展示了 NcDNAlign 的實際用途：在γ變形菌中…
摘要 為了理解大規模生物和社會系統的多部分組織，我們引入了一種資訊理論方法，揭示了加權和有向網路中的社區
摘要 為了理解大規模生物和社會系統的多部分組織，我們引入了一種資訊理論方法，揭示了加權和有向網路中的社區結構。我們使用網路上隨機遊走的機率流作為真實系統中資訊流的代理，並透過壓縮機率流的描述將網路分解為模組。其結果是一張地圖，既簡化又突出了結構及其關係的規律性。我們透過繪製超過 6,000 種期刊的引用模式中捕獲的科學傳播地圖來說明該方法。我們發現了一個多中心組織，其領域的規模…
摘要 我們使用螢光共振能量轉移和免疫共沉澱來分析擬南芥異源三聚體 G 蛋白的 α、β 和 γ 1 亞基之
摘要 我們使用螢光共振能量轉移和免疫共沉澱來分析擬南芥異源三聚體 G 蛋白的 α、β 和 γ 1 亞基之間的相互作用。使用青色和黃色螢光蛋白融合構建體，我們表明過度表現的 G(gamma 1) 定位於原生質體膜，但僅當 G gamma(1) 蛋白共過度表現時，G beta 才表現出膜定位。過度表現的 G α 顯示膜定位，但不伴隨 G β 或 G γ 的過度表現 (1)。我們檢測…
摘要 我們研究統計複雜性如何取決於系統規模以及整個系統的複雜性與其子系統的複雜性之間的關係
摘要 我們研究統計複雜性如何取決於系統規模以及整個系統的複雜性與其子系統的複雜性之間的關係。我們研究了兩種著名的複雜性度量的大小依賴性，即 Grassberger 的過剩熵和 Tononi、Sporns 和 Edelman 引入的神經複雜性。我們將這些結果與人們在尋求公理表徵時可能希望施加的複雜性度量的屬性進行比較。事實證明，這兩個度量並不能滿足所有這些要求，但 TSE 複雜度…
摘要 在許多動物物種中，個體在一系列相關行為方面始終存在差異，與人類的性格相似
摘要 在許多動物物種中，個體在一系列相關行為方面始終存在差異，與人類的性格相似。越來越多的證據表明，構成人格差異的基本因素之一是個體對環境刺激的反應。雖然有些人往往對此類刺激高度敏感，但有些人則反應遲鈍，並表現出類似例行公事的行為。許多研究都集中在這些差異的直接原因上，但對其演化起源知之甚少。在這裡，我們提供了進化論的解釋。我們開發了一個簡單但通用的演化模型，該模型基於兩個關鍵…
摘要 本文展示如何使用 De Bruijn 圖計算元胞自動機中的原像
摘要 本文展示如何使用 De Bruijn 圖計算元胞自動機中的原像。所提出的方法適用於一維空間中的任何 k 狀態和 r 半徑。為了計算原像，我們從 De Bruijn 圖建立原像矩陣以及應用於這些矩陣的運算子。以這種方式，計算原像的問題被簡化為解決圖論中的經典路徑尋找問題，其中所有可能的路徑都是元胞自動機的原像。
摘要 人們很少關注內戰的社會過程——社會行為者、結構、規範和實踐的轉變，這些轉變有時會為戰後時期留下持久
摘要 人們很少關注內戰的社會過程——社會行為者、結構、規範和實踐的轉變，這些轉變有時會為戰後時期留下持久的遺產。在本文中，我探討了六個社會進程所帶來的變化：政治動員、軍事社會化、社會認同的兩極化、地方當局的軍事化、性別角色的轉變以及地方政治經濟的碎片化。其中一些社會進程發生在和平時期，但戰爭可能會從根本上改變其步伐、方向或後果，並可能產生不可逆轉的影響。我追踪了四个国家战争期间…
摘要 我們提供了一套線上工具來設計候選疫苗蛋白，並使用 k mers（作為潛在 T 細胞表位的代表）的覆
摘要 我們提供了一套線上工具來設計候選疫苗蛋白，並使用 k mers（作為潛在 T 細胞表位的代表）的覆蓋率作為指標來評估抗原潛力。疫苗設計工具使用最近發布的鑲嵌方法來產生針對高頻 k mers 覆蓋進行優化的蛋白質序列；覆蓋率評估工具有助於對任何潛在抗原進行覆蓋率比較。為了展示這些工具，我們為 B 進化枝 HIV 1 Gag、Pol 和 Nef 設計了嵌合蛋白組，並將它們與最…
摘要 在生態學中，人們一直試圖在相對物種豐度（RSA）（具有給定豐度的群落中物種的比例）與物種面積關係（
摘要 在生態學中，人們一直試圖在相對物種豐度（RSA）（具有給定豐度的群落中物種的比例）與物種面積關係（SAR）的冪律形式（物種豐富度對採樣面積的依賴性）之間建立聯繫。然而，SAR 和生態學中的其他模式通常不會在相當大的尺度範圍內表現出冪律行為。這就提出了一個問題：當所分析的系統不表現出冪律行為時，是否可以應用縮放框架。在這裡，我們推導了一個適用於此類系統的通用有限尺寸縮放框架…
摘要 我們研究了費米子的兩種不同初始條件，以解決與經典電磁場耦合的費米子對產生問題，並在 (1 + 1)
摘要 我們研究了費米子的兩種不同初始條件，以解決與經典電磁場耦合的費米子對產生問題，並在 (1 + 1) 維升壓不變座標中產生反作用。這兩個條件都與原本處於真空狀態的費米子一致。我們給出了電場 E、電流 J、物質能量密度 epsilon 和壓力 p 的原時演化結果，作為這兩種情況下原時的函數。我們也將插值數密度確定為適當時間的函數。我們發現，當我們對費米子場使用「一階絕熱」真空…
摘要 為了在分子層次上描述細胞，「基因」的概念既沒有必要也沒有幫助
摘要 為了在分子層次上描述細胞，「基因」的概念既沒有必要也沒有幫助。考慮分子（即染色體、轉錄物、蛋白質）及其相互作用來描述細胞過程就足夠了。由此產生的高解析度的缺點是，使用基於分子術語的語言來解決有機體和表型層面上的特徵變得非常乏味。尋找處理不同層次生物組織的生物學學科之間缺失的聯繫，我們建議回到「基因」一詞背後的初衷。為此，我們建議研究是否可以基於潛在的功能概念來建立有用的「…
摘要 我們引入隨機和量子有限狀態換能器作為經典隨機和量子有限過程的計算理論模型
摘要 我們引入隨機和量子有限狀態換能器作為經典隨機和量子有限過程的計算理論模型。正式的流程語言代表流程行為的分佈，由適當的專業化來識別和產生。我們描述並比較了確定性和非確定性版本，總結了它們在有限過程語言層次結構中的相對計算能力。量子有限態感測器和發生器藝術，是對單一、重複測量的量子動力系統進行計算理論分析的第一步。它們透過幾個物理系統進行探索，包括迭代分束器、磁場中的原子和離…
摘要 量子系統的行為取決於它的測量方式
摘要 量子系統的行為取決於它的測量方式。觀察到的二次曲線有多少是來自量子系統本身的結構，又有多少是來自觀察者測量的選擇？我們透過分析量子有限狀態產生器的語言多樣性來探索這些問題。一個結果是一種將量子設備與其經典（隨機）對應設備區分開來的新方法。雖然這兩個計算類產生的語言的多樣性在週期性過程的情況下是相同的，但量子系統通常會產生比經典系統更廣泛的語言。
摘要 最近透過廣義傅立葉變換（即 q 傅立葉變換）實現了與非廣延統計力學一致的中心極限定理的推廣
摘要 最近透過廣義傅立葉變換（即 q 傅立葉變換）實現了與非廣延統計力學一致的中心極限定理的推廣。這裡在函數類別 G = U 1 <= q<3 G(q) 中得到 q 傅立葉逆轉換的表示公式，其中 G(q) = {f = ae(q)( beta x2), a 0 beta 0}。這構成了逆 q 傅立葉運算的一般表示的第一步，這將使有趣的物理和其他應用成為可能。 (C) 2008 …
摘要 我們仔細研究了哈密頓平均場模型準穩態下的中心極限定理 (CLT) 行為，該模型是遠程相互作用的經典
摘要 我們仔細研究了哈密頓平均場模型準穩態下的中心極限定理 (CLT) 行為，該模型是遠程相互作用的經典多體系統的典範。我們提出的新計算表明，隨著時間的演化，我們可以觀察和分類三種具有不同相關性的長期準穩態（QSS）。每個類別出現的頻率取決於系統的規模。 QSS 的不同微觀性質導致不同的動態相關性，從而導致觀察到的 CLT 行為的不同結果。 (c) 2008 Elsevier …
摘要 對所有先前發表的以及兩個新的 Antedon mediterranea (Crinoidea) 和
摘要 對所有先前發表的以及兩個新的 Antedon mediterranea (Crinoidea) 和 Ophiura albida (Ophiuroidea) 完整棘皮動物線粒體基因組的線粒體基因順序的綜合分析表明，所有主要類型的重排操作對於解釋線粒體基因組的進化都是必要的。除了蛋白質編碼基因之外，我們的分析還包括所有 tRNA 基因以及控制區域。令人驚訝的是，GenBan…
摘要 醫學和公共衛生領域的許多最大挑戰都涉及病原體抗藥性的演變
摘要 醫學和公共衛生領域的許多最大挑戰都涉及病原體抗藥性的演變。自然選擇理論的最新進展表明，藥物或疫苗可以針對兩大類病原體特徵。第一類由有利於攜帶它們的個體生物體的特徵組成，引起強烈的進化反應和抗藥性的迅速出現。第二類由有利於包括個體提供者在內的病原體生物體群體的特徵組成，導致較弱的進化反應和較低的抗藥性。儘管以前的大多數藥物開發都針對第一類，但將重點放在第二類作為藥物和疫苗開…
摘要 透過對 1212 個病毒完整基因組的 1832 個片段進行全面研究，我們發現，在病毒基因組中，熱力
摘要 透過對 1212 個病毒完整基因組的 1832 個片段進行全面研究，我們發現，在病毒基因組中，熱力學預測的 RNA 二級結構的髮夾結構比簡單隨機零假設下的預期更加豐富。檢測到的RNA二級結構的髮夾結構存在於四組病毒（dsDNA、dsRNA、ssDNA和ssRNA）的編碼區和非編碼區。對於所有群體，在非編碼區而非編碼區中，RNA 二級結構的髮夾結構的檢測頻率高於隨機原假設的…
摘要 電網定義了我們這個時代最重要的技術網絡之一，並維持我們複雜的社會
摘要 電網定義了我們這個時代最重要的技術網絡之一，並維持我們複雜的社會。它已經發展了一個多世紀，成為一個極其龐大、看似強大且易於理解的系統。但當意外的、通常是最小的故障變成未知的動態行為，導致例如突然的大規模停電時，它也變得極其脆弱。這裡我們探討選擇性節點移除影響下歐洲電網的脆弱性。針對攻擊的脆弱性的平均場分析與觀察到的模式一起呈現。分析了攻擊下網路滲透（和碎片）與理論條件的偏…
摘要 許多作者認為基因組不穩定性是腫瘤發生的關鍵引擎
摘要 許多作者認為基因組不穩定性是腫瘤發生的關鍵引擎。然而，越來越多的證據表明，一小群抗藥性癌細胞也可能是腫瘤進展的關鍵組成部分。這種癌症幹細胞將定義一個有效地充當大多數腫瘤細胞來源的區室。在這裡，我們使用兩種類型的組織結構來研究癌症動力學的這兩個相互衝突的組成部分之間的相互作用。研究了平均場模型和多室模型。研究表明，組織結構影響癌症動力學模式，不穩定的癌症會自發性組織成高度不…
摘要 背景：識別化學反應網路中的循環路徑很重要，因為這種循環可能表明在電腦模擬中違反了能量守恆，或是體內
摘要 背景：識別化學反應網路中的循環路徑很重要，因為這種循環可能表明在電腦模擬中違反了能量守恆，或是體內回饋的存在。不幸的是，我們識別化學計量網絡（例如訊號傳導和基因組規模代謝網絡）中循環的能力受到目前使用方法的計算複雜性的阻礙。結果：我們描述了一種用於識別化學計量網絡中循環的新演算法，並透過詳盡地識別幽門螺旋桿菌、巴克氏菌、大腸桿菌和釀酒酵母的基因組規模代謝網絡中包含的循環，…
摘要 背景：系統生物學領域的研究需要用於多種目的的軟體
摘要 背景：系統生物學領域的研究需要用於多種目的的軟體。軟體必須用於儲存、檢索、分析，有時甚至收集從系統層級（通常是高通量）實驗獲得的數據。還必須使用軟體來實現系統級模擬和理論預測所需的數學模型和演算法。結果：我們引入了一個免費、易於使用、開源、整合的軟體平台，稱為系統生物學研究工具（SBRT），以促進系統生物學的計算方面。 SBRT 目前執行 35 種用於分析化學計量網絡的方…
摘要 這是三篇論文系列中的第二篇，專門討論化學和生物過程中的能量流和熵變化，以及它們與計算熱力學的關係
摘要 這是三篇論文系列中的第二篇，專門討論化學和生物過程中的能量流和熵變化，以及它們與計算熱力學的關係。在該系列的第一篇論文中，顯示熱力學第二定律的一般形式維度論證捕捉了許多生命領域中控制生長和發展的標度關係。也有人認為，基於可逆變換的生理模型提供了實現第二定律標度的合理近似。本文根據熱機卡諾循環的化學當量，為分解一般循環、固定溫度化學反應提供了正式基礎。結果表明，第二定律將執…
摘要 我們研究了一組線性催化反應來模擬基因和蛋白質交互作用
摘要 我們研究了一組線性催化反應來模擬基因和蛋白質交互作用。該模型基於實驗驅動的交互網絡拓撲，旨在捕獲基因表現統計的一些關鍵特性。我們透過強制邊界條件來確保化學物質的非負濃度，從而對系統施加非線性。系統穩定性透過最大李亞普諾夫指數來量化。我們發現非負約束導致參數空間中李亞普諾夫指數完全消失的區域急劇膨脹。在模型中，這項發現可以完全解釋為正性約束所引起的對稱性破缺機制的結果。討論…
摘要 這是分析生物圈中資訊的表示以及限制該資訊的強加或維護的能量約束的三篇論文中的第一篇
摘要 這是分析生物圈中資訊的表示以及限制該資訊的強加或維護的能量約束的三篇論文中的第一篇。生物資訊本質上是一種化學性質，但同樣是控制流的一個方面，也是相當於計算的過程的結果。本文提出了對能夠納入這三個特徵及其定量結果的生物資訊理論的限制。這篇論文透過考慮生物圈的存在和復原力問題，說明了對連接能量和資訊的理論的需求，並提供了有機體水平上生長和發育的經驗證據，表明所開發的理論將捕捉…
摘要 統計力學的許多核心概念和（尤其是場論）工具都是在熱力學平衡的背景下發展起來的，其中狀態變數被視為電
摘要 統計力學的許多核心概念和（尤其是場論）工具都是在熱力學平衡的背景下發展起來的，其中狀態變數被視為電荷，這意味著它們的值在時間方向逆轉的情況下本質上保持不變。非平衡統計力學的一個主要關注點是了解電流的出現和穩定性，電流的值在時間反轉的情況下改變符號。儘管經典電荷值狀態變數與其潛在的統計或量子係綜之間的對應關係已被很好地理解，但對遠離平衡的電流的研究卻更加零碎，經典描述依賴於…
摘要 著名的萊布尼茨三角形有一個顯著的性質，即它的每個元素都等於其西南和東南鄰居的總和
摘要 著名的萊布尼茨三角形有一個顯著的性質，即它的每個元素都等於其西南和東南鄰居的總和。用機率術語來說，這對應於滿足尺度不變性的 N 個同等機率的二元變數的相關性的特定形式。事實上，N 系統的邊際機率與 (N 1) 系統的聯合機率完全一致。另一方面，非加性熵 S q 等價於 (1 積分(無窮大)( 無窮大)p(x))/(q 1)（q 是 R 的一個元素；S 1 = 積分(無窮大…
摘要 氣候變遷對生物群落的空間指紋通常與物種在緯度或海拔極值分佈的變化有關
摘要 氣候變遷對生物群落的空間指紋通常與物種在緯度或海拔極值分佈的變化有關。透過比較1905年至1985年和1986年至2005年西歐整個海拔範圍（海拔0至2600公尺）171種森林植物物種的海拔分佈，我們發現氣候變暖導致物種最適海拔顯著上移，平均每十年上升29公尺。對於僅限於山地棲息地的物種和草類物種來說，這種轉變更大，這些物種的特徵是種群更替更快。我們的研究表明，氣候變遷除…
摘要 背景：中性網絡或集合由具有給定表型的所有基因型組成
摘要 背景：中性網絡或集合由具有給定表型的所有基因型組成。這些集合的大小和結構對生物系統對突變的穩健性、其進化性、產生表型變異的能力有很大影響；在分子表型的少數研究案例中，該集合越大，表型的穩健性和進化性就越大。不幸的是，任何一個中性集合通常只包含基因型空間的一小部分。因此，目前的方法無法準確測量中性集合大小，除非在最小的基因型空間中。結果：在這裡，我們介紹了一種廣義的蒙特卡羅…
摘要 隨著人們對我們目前面臨的前所未有的全球環境挑戰的共識不斷增強，公共資助的科學有責任投入資源來克服這
摘要 隨著人們對我們目前面臨的前所未有的全球環境挑戰的共識不斷增強，公共資助的科學有責任投入資源來克服這些挑戰的觀念也隨之增強。為了讓科學家將注意力和資源轉移到最迫切的全球問題上，我們必須先列舉這些問題，並就解決這些問題的重要性和可行性在學術界建立共識。為此，我們將概念圖應用於大量不同的學科專家（康乃爾大學的全體教師），以實證方式評估他們對我們最緊迫的全球危機是什麼、它們之間如…
摘要 組成向量樹 (CVTree) 是一種無參數、無比對的方法，可從完整基因組推斷原核生物系統發育
摘要 組成向量樹 (CVTree) 是一種無參數、無比對的方法，可從完整基因組推斷原核生物系統發育。它在輸入資料和方法上都不同於傳統的 16S rRNA 分析。使用CVTree方法建構的原核生物系統發育樹在所有主要類群和細分枝模式上都與Bergey分類法非常吻合。因此，結合使用 CVTree 方法和 16S rRNA 分析可以提供生命之樹原核分支的客觀可靠的重建。
摘要 背景：最近關於生命複雜性的研究強調了演化力量在不同個體層面所扮演的角色
摘要 背景：最近關於生命複雜性的研究強調了演化力量在不同個體層面所扮演的角色。在解釋從複雜細胞到多細胞生物和社會等實體的個性轉變時，核心難題之一是不同的自主單位如何將對其功能的控制權交給群體中的其他單位。除了需要減少因完成專門任務而產生的衝突之外，差異化群體還必須控制對公共資源的利用，否則就會被更適合的群體競爭。結果：我們提出兩種形式的衝突──群體內資源的取得和種系代表權──可…
摘要 所有高級中樞神經系統都表現出自發性的神經活動，儘管這種活動的目的和機制起源仍然知之甚少
摘要 所有高級中樞神經系統都表現出自發性的神經活動，儘管這種活動的目的和機制起源仍然知之甚少。我們定量分析了微電極陣列上生長的培養皮質神經元網路中集體自發電生理活動的引發和傳播。領導神經元形成單突觸連結的初級迴路，並啟動大多數網路爆發，被發現是記錄神經元的一小部分。領導者/跟隨者發射延遲時間形成時間穩定的正偏分佈。阻斷抑制性突觸通常會導致更短的延遲時間和更少的變異。這些分佈是內…
摘要 評估是「系統思維」流行的眾多領域之一，據說前景廣闊
摘要 評估是「系統思維」流行的眾多領域之一，據說前景廣闊。然而，對於什麼構成系統思維存在分歧。它的意義是模糊的，系統學者對它進行了多種不同的嘗試來描述它。其他起源包括：馮貝塔朗菲、亞里斯多德、老子或多個非週期「波」。一些學者將其描述為系統科學的同義詞（即非線性動力學、複雜性、混沌）。其他人則將其視為分類法——系統方法的詳細清單。在如此多的噪音中，評估人員通常很難找到系統思考訊號…
摘要 精確鑑定負責有效臨床感染的 HIV 1 包膜糖蛋白 (Env) 可能有助於闡明 HIV 1 傳播的
摘要 精確鑑定負責有效臨床感染的 HIV 1 包膜糖蛋白 (Env) 可能有助於闡明 HIV 1 傳播的分子基礎和設計有效的疫苗。在這裡，我們開發了隨機病毒進化的數學模型，並結合系統發育樹構建，用它來分析 3,449 個完整的 env 序列，這些序列是透過來自 102 名急性 HIV 1（B 分支）感染受試者的單基因組擴增而獲得的。從個體傳播或創始病毒進化而來的病毒環境基因通常…
摘要 所有生物體都面臨著如何促進個體發育的問題
摘要 所有生物體都面臨著如何促進個體發育的問題。我們提出了一個基於鳥類和哺乳動物數據的經驗模型，該模型正確預測生長中的動物如何在新生物量的合成和現有生物量的維持之間分配食物能量。先前的能量預算模型通常以食物消耗率或代謝能量消耗率為基礎。我們的模型提供了一個框架，可以協調這兩種方法，並強調確定食物同化率和維持、生物合成、活動和儲存的能量分配率的基本原則。該模型預測所有動物的生長和…
摘要 我們漸進研究異常擴散的發生及其相關的統計演化方程族
摘要 我們漸進研究異常擴散的發生及其相關的統計演化方程族。從朗之萬的非馬可夫過程開始，我們證明粒子位移的平均機率分佈遵循廣義非線性福克 普朗克方程式。因此，我們表明，異常行為可以與微觀動力學層面上具有記憶的快速波動過程以及耗散變數的緩慢波動聯繫起來。一般結果可以應用在與布朗體係不同的各種物理系統。 (C) 2007 Elsevier B.V. 保留所有權利。
摘要 我們將金融市場視為一個模型系統，並實證研究代理商如何策略性地調整大訂單的屬性，以滿足他們的偏好並儘
摘要 我們將金融市場視為一個模型系統，並實證研究代理商如何策略性地調整大訂單的屬性，以滿足他們的偏好並儘量減少其影響。我們透過檢測表徵不同機構交易活動的變數之間的縮放關係來量化這種策略行為。我們還觀察了投資時間範圍、執行大訂單所需的交易數量以及大型機構交換的交易價值中的冪律分佈，並且我們表明，代理的異質性是出現表徵這個複雜系統的一些聚合屬性的關鍵因素。
摘要 本講座探討了一些關於建模的長期誤解
摘要 本講座探討了一些關於建模的長期誤解。其中之一是目標始終是預測。該講座區分了作為建模目標的解釋和預測，並提供了除了預測之外的十六種建立模型的理由。它也挑戰了科學理論源於數據並「總結」數據的普遍假設，而理論通常先於並指導數據收集；沒有理論，換句話說，不清楚要收集什麼數據。除此之外，它還認為模特兒事業強化了對自由至關重要的思維習慣。它是基於作者在 2008 年巴士底日在喬治梅森…
摘要 人類道德是一種重要的演化適應，自更新世以來人類社會行為就以此為基礎
摘要 人類道德是一種重要的演化適應，自更新世以來人類社會行為就以此為基礎。我們認為，道德行為是人性的組成部分，人類道德與人類認知和言語一樣重要。我們斷言，道德行為不一定是謀取個人利益的手段。由於我們作為道德存在的本性，人類因道德行為而感到高興，並因不道德行為而感到痛苦。從演化的角度來看，我們認為，在標誌著智人出現的那些年裡，道德行為增強了適應度，因為擁有許多利他主義者的人類群體…
摘要 互聯網的域間路由協定 BGP 支援複雜的自治系統網絡，該網絡容易受到許多潛在的嚴重攻擊
摘要 互聯網的域間路由協定 BGP 支援複雜的自治系統網絡，該網絡容易受到許多潛在的嚴重攻擊。人們已經提出了幾種有前景的基於密碼學的解決方案，但由於社區共識、公鑰基礎設施 (PKI) 合作以及通用安全協議的需要，這些解決方案的採用受到了阻礙。本文研究的是適合增量部署的分散式安全方法，而不是在分散式網路中強制進行集中控制。通常，此類方法不太全面且無法證明安全。該論文描述了一種分散…
摘要 不幸的是，新古典經濟學和物理熱力學之間的類比歷史很長，掩蓋了這兩個領域之間的兩個重要關係：它們對均
摘要 不幸的是，新古典經濟學和物理熱力學之間的類比歷史很長，掩蓋了這兩個領域之間的兩個重要關係：它們對均衡的定義本質上源於系統數學表示的相同三個公理，而各自選擇強調的變換類別，以及它們對路徑依賴問題的反應，導致它們對這些表示中的二元性產生了截然不同的解釋。儘管存在這些傳統差異，我們表明，所有主體對某些商品都具有準線性偏好的經濟體具有與具有經典熱力學狀態方程式的物理系統結構同構的…
摘要 人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 突變使細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 無法識別，有時
摘要 人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 突變使細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 無法識別，有時會導致病毒適應性降低。然後，在不存在受先前宿主的 HLA 等位基因限制的 CTL 介導的免疫選擇壓力的情況下，這些突變可以在傳播到新宿主時恢復。為了確定病毒上這些潛在的關鍵識別點，我們使用三種系統發育校正方法對來自 261 名南非人的完整 HIV 1 C 亞型蛋白質組進行了 …
摘要 背景：最近的研究表明，許多生物系統在面對突變時仍能保持功能，因此可以被認為具有遺傳穩健性
摘要 背景：最近的研究表明，許多生物系統在面對突變時仍能保持功能，因此可以被認為具有遺傳穩健性。然而，與魯棒性相關的幾個問題仍然知之甚少，例如它對進化性的影響（產生適應性進化創新的能力）。結果：在這裡，我們使用 Avida 數位進化平台來探索遺傳穩健性對演化性的影響。首先，我們透過在先前顯示的突變率和族群規模的組合下進化數位生物體來選擇不同的穩健性水平，從而獲得了具有不同穩健性…
摘要 鳥類和哺乳動物的族群密度已被證明隨著體重的增加而下降，其下降速度與代謝率的增加大致相同，這表明能量
摘要 鳥類和哺乳動物的族群密度已被證明隨著體重的增加而下降，其下降速度與代謝率的增加大致相同，這表明能量需求限制了恆溫動物的族群密度。在變溫動物中，代謝率隨體溫呈指數增加，這表明環境溫度可能還會限制族群密度。在這裡，我們透過檢查 483 個蜥蜴族群來測試生態上重要的變溫脊椎動物群體的簡單生物能模型。我們發現蜥蜴族群密度隨著體重的冪律而減少，其斜率大約與代謝率和體重之間關係的斜率…
摘要 如今，生物演化樹的重建主要基於分子序列資料
摘要 如今，生物演化樹的重建主要基於分子序列資料。然而，序列資料有時不足以可靠地解析特定的深層分支。因此，非常需要找到可以從豐富的基因組數據中得出的新穎、更可靠類型的系統發育標記。在這裡，我們考慮接近較早存在的內含子的增益。因為正確的剪接受到非常小的外顯子的阻礙，所以附近的內含子對很少共存，也就是說，新內含子的獲得幾乎總是與舊內含子的丟失有關。兩個事件甚至可能直接相關，如內含子…
摘要 物種更替模式對於生物多樣性地理和由此產生的保育挑戰至關重要，但在廣泛的範圍內仍然知之甚少
摘要 物種更替模式對於生物多樣性地理和由此產生的保育挑戰至關重要，但在廣泛的範圍內仍然知之甚少。在這裡，我們採用第一個空間明確的全球視角來將物種和環境的空間週轉連結起來。我們比較了主要變溫脊椎動物（兩棲類）和恆溫動物（鳥類）對空間環境梯度的反應。我們發現，無論環境週轉率如何，都會發生高水準的物種週轉，但環境週轉為物種週轉提供了下限。隨著熱帶地區的環境更替，這個下限會急劇增加。雖…
摘要 目前對眾多物種基因組的分析表明，其功能和行為特徵的多樣性與編碼該生物體的基因數量不成正比
摘要 目前對眾多物種基因組的分析表明，其功能和行為特徵的多樣性與編碼該生物體的基因數量不成正比。我們研究了這樣的假設：有機體特徵的多樣性是由於等級組織造成的。我們使用最近引入的有限過程湯模型來做到這一點，該模型允許對結構複雜性的整體動態進行詳細的數學和定量分析。在這裡，我們表明，有限過程湯中的全局複雜性是由於連續更高級別的組織的出現，層次結構自發出現，並且結構創新的過程是透過發…
摘要 近年來，破解代謝網絡的模組化組織並了解模組化如何演變引起了人們的極大興趣
摘要 近年來，破解代謝網絡的模組化組織並了解模組化如何演變引起了人們的極大興趣。在這裡，我們對整個細菌生命樹的模組化進行了全面的大規模表徵，系統地量化了超過 300 種細菌物種的代謝網絡的模組化。確定了代謝網絡模組化的三個主要決定因素。首先，網路規模是網路模組化的重要拓樸決定因素。其次，一些環境因素影響網絡模組化，內共生體和哺乳動物特異性病原體的模組化得分低於佔據更廣泛生態位的…
摘要 演化社會科學的一個中心原則認為，諸如與社會主導地位相關的行為會產生受文化選擇影響的適應性效應
摘要 演化社會科學的一個中心原則認為，諸如與社會主導地位相關的行為會產生受文化選擇影響的適應性效應。然而，這種選擇的證據尚無定論，因為它是基於行為與生育率之間的短期統計關聯。在這裡，我們表明，可以使用 DNA 的非編碼區域來檢測族群層級上的優勢的演化效應。 Y染色體非重組部分上高度可變的多態性可用於追蹤來自共同男性祖先的血統。因此，可以測試父系之間生育率差異的持續性。我們檢查了…
摘要 對互聯網成長進行建模對於了解當前網路以及預測和改善其未來都很重要
摘要 對互聯網成長進行建模對於了解當前網路以及預測和改善其未來都很重要。迄今為止，互聯網模型通常試圖解釋以下特徵的子集：網路結構、流量、地理和經濟。在本文中，我們提出了一個離散的、基於代理的模型，它將所有這些模型整合在一起。我們表明，該模型產生的網路具有類似於互聯網的拓撲、動態和更具推測性的空間分佈。
摘要 分類群內物種體型的分佈呈現出延伸多個數量級的沉重右尾，其中大多數物種比最小的物種大得多
摘要 分類群內物種體型的分佈呈現出延伸多個數量級的沉重右尾，其中大多數物種比最小的物種大得多。我們提供了一個簡單的演化時間內的分支發生擴散模型，該模型省略了種間競爭和其他微進化過程的明確機制，但充分解釋了這種分佈的形狀。我們根據化石數據估計了該模型的參數，發現它可靠地再現了第四紀晚期 4002 種哺乳動物的分佈。觀察到的擬合表明，不對稱分佈源於短期選擇優勢（科普規則）和在存在特…
摘要 累積性的文化變革需要有機體能夠進行探索性的個人學習和忠實的社會學習
摘要 累積性的文化變革需要有機體能夠進行探索性的個人學習和忠實的社會學習。在我們的模型中，生物體的表型最初是由先天決定的（由其基因型值決定）或透過社會學習（從父母一代複製表型）決定，然後可能會或可能不會透過個體學習（圍繞初始表型的探索）進行修改。環境在兩種狀態之間週期性地交替，每種狀態都定義為可以生存的一定範圍的表型。這些狀態可能重疊，在這種情況下，相同的表型可以在兩個狀態中存…
摘要 我提出了一個動態生物能模型，將個體能量學和族群動態結合起來，以預測當前蜥蜴的範圍和氣候變暖後的範圍
摘要 我提出了一個動態生物能模型，將個體能量學和族群動態結合起來，以預測當前蜥蜴的範圍和氣候變暖後的範圍。此模型的預測獨特地基於形態學、生命史和熱生理學的第一原理。我將此模型應用於分佈廣泛的北美蜥蜴（Sceloporus undulatus）的五個族群，以研究性狀和生活史的地理變異如何影響分佈範圍。這種地理差異反映了物種適應環境變化的潛力。然後我考慮了密切相關的 Scelopo…
摘要 目的：模擬系統連結性對功能障礙組織恢復的影響
摘要 目的：模擬系統連結性對功能障礙組織恢復的影響。設計：具有小世界特徵的一維基本元胞自動機模型，其中一些單元的中心輸入不是來自其自身，而是以給定的機率來自另一個單元。這個機率代表了網路的連通性。隨機選擇遠端連線來調查遠端資訊流入本地區域的潛在影響。設定：MATLAB 和 Mathematica 計算環境。患者：沒有。幹預措施：無。測量和主要結果：我們確定了擾動均勻休眠系統後的…
摘要 對海拔多樣性梯度的研究可以追溯到生物地理學的基礎
摘要 對海拔多樣性梯度的研究可以追溯到生物地理學的基礎。儘管植物和動物多樣性的海拔模式已經被研究了幾個世紀，但微生物的這種模式尚未被報導，而且人們仍然知之甚少。在這裡，為了評估海拔多樣性模式的普遍性，我們沿著海拔梯度檢查了土壤細菌和植物多樣性。為了深入了解建構這些模式的力量，我們採用了多方面的方法，將有關山地群落的結構、多樣性和空間更替的資訊納入系統發育背景。我們發現觀察到的植…
摘要 背景：預測一組相關 RNA 的共有結構是後續分析的重要第一步
摘要 背景：預測一組相關 RNA 的共有結構是後續分析的重要第一步。 RNAalifold 計算由一組比對序列同時形成的最小能量結構，是用於此任務的最古老和最廣泛使用的工具之一。近年來，人們提出了幾種替代方法，指出了原始 RNAalifold 方法的一些缺點。結果：我們表明，透過引入不同的、更合理的比對間隙處理，並用更複雜的類似 RIBOSUM 的評分矩陣替換相當簡單的協方差評…
摘要 我們推導了從一組時移、有限布朗隨機遊走（時間序列）導出的相關矩陣的特徵值譜的精確形式
摘要 我們推導了從一組時移、有限布朗隨機遊走（時間序列）導出的相關矩陣的特徵值譜的精確形式。這些矩陣可以看作是真實的、不對稱的隨機矩陣，其中時移疊加了一些結構。我們證明，對於大型矩陣，相關的特徵值譜在複平面上是圓對稱的。這一事實使我們能夠透過對稱問題密度的逆阿貝爾變換來精確計算特徵值密度。我們用數字證明了這種方法的有效性。然後將理論結果與從 S&P 500 的實際高頻（5 分鐘…
摘要 發育演化的研究描述了個體發育過程中基因調控動態建構和引導表型變異的方式
摘要 發育演化的研究描述了個體發育過程中基因調控動態建構和引導表型變異的方式。這些研究已經確定了許多進化規律：（1）表型僅佔據可能表型的一小部分空間，（2）突變的影響並不均勻，並且通常是渠道化的，（3）在多細胞生命歷史的早期就進化出了大量的形態變異。這些研究的一個重要意義是，多樣性很大程度上是基因調控演化的結果，而不是新的結構基因的出現。使用一個簡單的模型，考慮發育圖譜的通用屬…
摘要 我們引入了一種統計物理模型，用於隨機網路上的意見動態，其中只有當這些鄰居的比例超過某個閾值 p(u
摘要 我們引入了一種統計物理模型，用於隨機網路上的意見動態，其中只有當這些鄰居的比例超過某個閾值 p(u) 時，代理人才會採用大多數直接鄰居所持有的意見。我們發現從完全最終共識到代理人之間意見共存的混合階段的轉變。相關參數是群體內初始意見分佈的相對大小以及底層網路的連結性。作為訂單參數，我們 de. ne 意見的漸近狀態。在相圖中，我們找到了完全一致的區域和混合相。隨著「落後參…
摘要 透過對個體新陳代謝的影響，溫度驅動生態系中能量和材料的生物控制通量和轉化
摘要 透過對個體新陳代謝的影響，溫度驅動生態系中能量和材料的生物控制通量和轉化。由於初級演替涉及多個生物和非生物過程之間的回饋，我們預期它會表現出複雜的動力學和不尋常的溫度依賴性。我們提出了一個基於化學動力學第一原理的模型，以解釋生物介導的「反應物」濃度的溫度依賴性如何誇大此類過程的有效溫度依賴性。然後，我們應用該模型來檢驗以下假設：由於較高溫度下反應物的累積較快，早期初生演替…
摘要 我們在傳播過程中引入了新的機制──忘記記住機制
摘要 我們在傳播過程中引入了新的機制──忘記記住機制。配備了這種機制的人很容易忘記收到的「訊息」並記住忘記的訊息，即在活動（有訊息）和非活動（無訊息）之間切換他的狀態。狀態切換的機率由歷史時間的線性或指數忘記記住函數控制，歷史時間是透過自最近狀態變更以來經過的時間來衡量的。我們的大量模擬表明，忘記記住機制對訊息傳播的飽和度有顯著影響，甚至可能在某些條件下導致傳播終止。這項發現可…
摘要 文化經常被用來解釋人口健康上的差異
摘要 文化經常被用來解釋人口健康上的差異。本術語表定義了與文化概念相關的關鍵概念和術語，並描述了在確定文化影響健康的具體途徑方面的三個挑戰——定義、理論和方法。
摘要 代謝網絡的拓撲結構不僅可以為了解物種的代謝能力提供重要的見解，還可以為了解它們進化的棲息地提供重要
摘要 代謝網絡的拓撲結構不僅可以為了解物種的代謝能力提供重要的見解，還可以為了解它們進化的棲息地提供重要的見解。在這裡，我們引入了代謝網絡“種子集”的概念（基於網絡拓撲的外源獲取的化合物集），並提供了一個方法框架來通過計算推斷給定網絡的種子集。這樣的種子組在代謝網絡與其周圍環境之間形成生態“界面”，接近每個物種的有效生化環境。透過分析 478 個物種的代謝網絡並識別每個物種的種…
摘要 在發育過程中，細胞經歷分裂，產生多種細胞類型
摘要 在發育過程中，細胞經歷分裂，產生多種細胞類型。增殖和分化取決於細胞基因組編碼的遺傳程序和局部細胞環境產生的環境線索，對細胞施加局部選擇壓力。我們探索細胞訊號在大範圍的潛在參數範圍內發揮的作用，以最大限度地減少發育錯誤：分化錯誤，其中產生了不適當比例的分化子細胞。我們發現，當訊號透過正回饋生存訊號的形式時，分裂細胞群產生的營養因子可以補償增加的錯誤率。我們將這些訊號操作為體…
摘要 7SK 小核 RNA (snRNA) 是聚合酶 (pol) II 轉錄調節的關鍵參與者
摘要 7SK 小核 RNA (snRNA) 是聚合酶 (pol) II 轉錄調節的關鍵參與者。長期以來，7SK RNA 一直被認為是高度保守的脊椎動物特有的。基底後口動物和一些冠輪動物物種的同源物最近才被報導。在更長的時間尺度上，7SK 進化迅速，只有很少的保守序列和結構基序。因此，儘管付出了巨大的努力，先前鑑定果蠅同源物的嘗試仍然沒有成功。在這裡，我們報告了使用基於 pol …
摘要 在本文中，我們提出了一種分析工具，用於基於物理主方程式方法來理解結構化覆蓋網路在擾動下的性能
摘要 在本文中，我們提出了一種分析工具，用於基於物理主方程式方法來理解結構化覆蓋網路在擾動下的性能。我們激發 Chord 網路並推導了一個方程，用於計算流失期間找到所採取的平均跳數。我們詳細分析這個方程，以了解有流失和沒有流失的情況下的行為。然後，我們利用這種理解來預測查找將如何針對不同的對等群體以及不同的路由表大小進行擴展。我們還考慮了覆蓋層維護演算法的變化，從週期性穩定到僅…
摘要 城市自文明伊始就存在，始終與人類文化和技術發展密切相關
摘要 城市自文明伊始就存在，始終與人類文化和技術發展密切相關。城市中發生的人類和社會動態在很大程度上是可以跨越時間、空間和文化直觀地識別的；然而，對於城市為何存在，或者哪些因素對於城市繁榮或崩潰至關重要，我們仍然沒有明確的答案。在這裡，我們使用美國、歐洲和中國城市的大型資料集，對許多城市指標隨城市規模的變化進行了廣泛的定量描述。我們表明，表徵財富和新思想創造的社會和經濟數量顯示…
摘要 幹擾素 β (IFN β) 是一種基於蛋白質的多發性硬化症 (MS) 疾病緩解劑，其抗體的形成是臨
摘要 幹擾素 β (IFN β) 是一種基於蛋白質的多發性硬化症 (MS) 疾病緩解劑，其抗體的形成是臨床上的一個問題。這些抗體可能會中和蛋白質藥物的生物效應，從而可能降低其治療效果。透過高解析度 HLA I 類和 II 類分型，我們鑑定了兩個與 IFN β 抗體產生相關的 HLA II 類等位基因。在兩個獨立的連續和二元性狀關聯研究中，HLA DRB1 0401 和 HLA …
摘要 強恆定色電場產生的膠子和夸克 反夸克對的橫向分佈取決於兩個規範不變量，C 1=(EEa) E a
摘要 強恆定色電場產生的膠子和夸克 反夸克對的橫向分佈取決於兩個規範不變量，C 1=(EEa) E a 和 C 2=d(abc)E(a)E(b)E(c)，如前面的 [G. C. Nayak 和 P. van Nieuwenhuizen，物理學家。 Rev. D 71, 125001 (2005)] 對於膠子和 [G. C.納亞克，物理學家。 Rev. D 72, 125010 …
摘要 Xenoturbella bocki 最近被確定為最基礎的後口動物之一，儘管不能排除更基礎的系統發
摘要 Xenoturbella bocki 最近被確定為最基礎的後口動物之一，儘管不能排除更基礎的系統發育位置。在這裡，我們報告了 X bocki 部分 Hox 同源框序列的聚合酶鏈反應調查。令人驚訝的是，我們沒有找到超過 5 個 Hox 基因的證據，一個明顯的唇部/PG1 直向同源基因，一個與 Abulacaria 的 PG9/10 基因最相似的後部基因，以及三個中心組基因，…
摘要 突變率是演化的核心
摘要 突變率是演化的核心。適應需要突變，但大多數具有表型效應的突變都是有害的。因此，使適應最大化的突變率將是某個中間值。在這裡，我們使用數位生物來研究自然選擇調整和優化突變率的能力。我們透過經驗確定什麼突變率產生最高的適應率來評估最佳突變率。然後，我們允許突變率進化，並評估與最佳值的接近程度。儘管我們選擇了有利於突變率最佳化的條件，但在各種實驗參數設定中，進化率始終遠低於最佳值…
摘要 我們表明，在幾乎每一個具有可分離外部性的經濟體中，每一種競爭均衡都可以透過一系列匿名商品稅來帕累托
摘要 我們表明，在幾乎每一個具有可分離外部性的經濟體中，每一種競爭均衡都可以透過一系列匿名商品稅來帕累托改進，從而導致價格調整和市場在不同的個人消費水平上進行重新出清。這種競爭性配置的次優性可能為具有外部性的經濟體的經濟政策提供依據。它表明政策制定者應該尋找對所有人都有幫助的良好稅收方案，而不是認為稅收必然對某些反對他們的遊說團體不利。 (C) 2007 年由 Elsevier…
摘要 某些（大得多的）d 維量子系統的大部分（線性大小 L）的玻爾茲曼 吉布斯 馮·諾依曼熵遵循所謂的面
摘要 某些（大得多的）d 維量子系統的大部分（線性大小 L）的玻爾茲曼 吉布斯 馮·諾依曼熵遵循所謂的面積定律（對於黑洞），即與 Ld 1 成正比。這裡我們表明，對於 d= 1 2，（非加性）熵 S q 滿足，對於 q 不等於 1 的特殊值，熵的經典熱力學規定是廣泛的，即 S q alpha L d。因此，我們將量子系統中普遍存在的面積定律與經典熱力學相協調。最近，在具有尺度不…
摘要 我們報告了薄的、透明的、高催化碳奈米管薄膜的合成
摘要 我們報告了薄的、透明的、高催化碳奈米管薄膜的合成。奈米管催化三碘化物的還原，這是對染料敏化太陽能電池很重要的反應，透過電化學阻抗譜測量，電荷轉移電阻隨著薄膜厚度的增加而降低。此外，透過將奈米管暴露於臭氧以引入缺陷可以顯著增強催化活性。經過臭氧處理的有缺陷的奈米管薄膜可以作為染料敏化太陽能電池的催化、透明和導電電極。其他可能的應用包括電池、燃料電池和電分析裝置。
摘要 我們透過開發一個簡單的模型來研究價格的隨機遊走，該模型將單一價格變化的符號和絕對值的屬性與較長時間
摘要 我們透過開發一個簡單的模型來研究價格的隨機遊走，該模型將單一價格變化的符號和絕對值的屬性與較長時間尺度的價格擴散率（波動性）聯繫起來。我們證明這個基準模型無法重現真實價格的擴散特性。具體來說，我們發現對於一小時的時間間隔，模型始終高估實際價格序列的波動性約 70%，並且隨著時間間隔長度的增加，這種效應變得更強。透過選擇性地打亂資料的某些組成部分，同時保留其他組成部分，我們…
摘要 近年來，網路已成為描述和量化許多科學分支中的複雜系統的寶貴工具(1 3)
摘要 近年來，網路已成為描述和量化許多科學分支中的複雜系統的寶貴工具(1 3)。最近的研究表明，網路通常表現出層次結構，其中頂點分為多個組，這些組進一步細分為多個組，等等。在許多情況下，這些群體被發現與已知的功能單元相對應，例如食物網中的生態位、生化網絡中的模組（蛋白質相互作用網絡、代謝網絡或遺傳調控網絡）或社交網絡中的社區(4 7)。在這裡，我們提出了一種從網路資料推斷層次結…
摘要 西元前 2000 年之前，美國西南部就開始種植玉米農業，但在開發或引進生產力更高的地方品種之前，對
摘要 西元前 2000 年之前，美國西南部就開始種植玉米農業，但在開發或引進生產力更高的地方品種之前，對人口增長率的影響可以忽略不計：在更多樣化的條件下成功種植玉米的能力，其中旱作尤為重要；在飲食中添加豆類、南瓜，最後是火雞；久坐增加；我們公元一世紀交換網絡的發展。村莊。我們對出生率和成長率的估計是根據人類遺骸中未成熟個體的比例得出的。這些比例在某種程度上受到我們地區戰爭的影響…
摘要 大量研究表明，代理在類別的幫助下處理資訊
摘要 大量研究表明，代理在類別的幫助下處理資訊。在本文中，我們分成兩部分來研究這現象。首先，我們建立了一個模型，說明如何將體驗分類以及分類如何影響決策。其次，在部分錶徵最佳分類的一系列結果中，我們顯示分類會出現特定的偏差。例如，人群中不太常見的體驗和物體類型往往會被更粗略地分類並集中在一起。因此，決策者在面對此類物體時所做的預測較不準確。即使沒有惡意的歧視傾向，這也可能導致對少…
摘要 文昌魚 Hox 簇通常被視為脊索動物譜系的「原型」
摘要 文昌魚 Hox 簇通常被視為脊索動物譜系的「原型」。在這裡，我們對橫跨佛羅裡達文昌魚 Hox 簇（從 Hox14 到 Hox1）的 448 kb 區域進行了描述性描述。我們提供了先前描述的所有 14 個文昌魚序列的完整編碼序列，並對保守的非編碼調控序列元件進行了詳細分析。我們發現Hox簇的後部衍生得如此之高，以至於即使完整的基因組序列也不足以決定後部Hox基因是否由獨立複…
摘要 動機：眾所周知，從（核酸）序列資料進行系統發育重建的基於序列的方法受到兩種影響的困擾：同質性和比對
摘要 動機：眾所周知，從（核酸）序列資料進行系統發育重建的基於序列的方法受到兩種影響的困擾：同質性和比對錯誤。大的進化距離意味著大量的同質位點。由於大多數蛋白質編碼基因在替換率方面表現出巨大的變化，並且這些變化在整個序列中並非不相關，因此這通常會導致（i）系統發育資訊和（ii）有效隨機區域的拼湊模式。此外，在高度可變的區域中，對齊錯誤會累積，有時會導致系統發育重建中產生誤導性訊…
摘要 對 1918 1919 年流感大流行疾病模式的空間變異的研究仍然很少
摘要 對 1918 1919 年流感大流行疾病模式的空間變異的研究仍然很少。我們探討了 1918 1919 年秋季和冬季流感大流行在英格蘭和威爾斯城市、城鎮和農村地區的流感死亡率、傳播性以及若干地理和人口指標之間的關係。根據模型假設和大流行波，以再生數估計的平均傳播率介於 1.3 和 1.9 之間，且空間變化很小。死亡率隨著城市化進程的不同而顯著變化，城鎮的死亡率比農村地區高出…
摘要 我們根據作者和出版物的數量來分析多個科學學科內新興領域的時間演變
摘要 我們根據作者和出版物的數量來分析多個科學學科內新興領域的時間演變。透過書目檢索，我們建構了作者、論文及其出版日期的資料庫。我們表明，每個領域的時間發展雖然在細節上有所不同，但可以透過人口傳染模型很好地描述，並根據流行病學進行適當調整以反映科學互動的動態。估計和討論動態參數以反映該領域的基本特徵，例如學徒時間和招募率。我們還表明，這些領域的特點是簡單的標度法則，將新出版物的…
摘要 競爭在大空間尺度上影響物種分佈的程度尚不清楚
摘要 競爭在大空間尺度上影響物種分佈的程度尚不清楚。為了評估這個問題，需要不依賴參數假設的假設檢定。在這裡，我們開發了一個廣泛適用的測試，只需要一個參數假設。令 i 和 j 分别表示到达某个地点的第 i 个和第 j 个殖民者，并且 < i j 如果 i 和 j 属于同一“单位”（例如，功能组、属），我们将展示如果对于所有 i 和 j，< i j 与 i 和 j 是否与其他殖民者…
摘要 動機：在過去的幾年裡，已有 20 多個脊椎動物基因組被定序，基因組 DNA 資訊的獲取速度正在迅速
摘要 動機：在過去的幾年裡，已有 20 多個脊椎動物基因組被定序，基因組 DNA 資訊的獲取速度正在迅速加快。基因重複和基因缺失事件本質上限制了僅基於序列相似性的直系同源檢測的準確性。確實存在用於直系同源註釋的全自動方法，但通常無法識別大基因家族中的個體成員，或無法區分缺失資料和可追蹤基因缺失。在許多情況下，可以透過包含保守的同線性資訊來改善這種情況。結果：在這裡，我們展示了 …
摘要 我們為新興資產類別（例如新興市場）提供定價理論，這些資產類別尚未成熟到對公眾具有吸引力
摘要 我們為新興資產類別（例如新興市場）提供定價理論，這些資產類別尚未成熟到對公眾具有吸引力。我們展示了槓桿週期如何在我們稱為焦慮經濟的頻繁重複階段中導致蔓延、抵押品逃逸和發行配給。我們的模型解釋了新興經濟體進入國際金融市場的波動性，以及自 20 世紀 90 年代末以來我們在新興市場和高收益數據中發現的三個典型事實。我們的分析框架是一個一般均衡模型，具有異質主體、不完全市場和內…
摘要 宿主範圍的擴展被認為可以讓病毒透過獲取新資源來擴大其生態位
摘要 宿主範圍的擴展被認為可以讓病毒透過獲取新資源來擴大其生態位。然而，控制多個宿主感染的特徵可能會降低原始宿主的適應性，因為適應性突變的多效性可能會導致宿主之間的適應性權衡。在這裡，我們透過實驗研究了植物病原體菸草蝕刻馬鈴薯病毒（TEV）的宿主特化的後果。 TEV 的複製群體被允許在原始煙草宿主或新宿主胡椒上進化 15 次連續未稀釋的傳代。在實驗過程中評估了兩個潛在宿主上每個…
摘要 寄生是生物體中最常見的消費策略，但直到最近才有人呼籲將傳染病病原體納入食物網
摘要 寄生是生物體中最常見的消費策略，但直到最近才有人呼籲將傳染病病原體納入食物網。這項努力的價值取決於寄生蟲是否影響食物網特性。越來越多的證據表明，寄生蟲有可能在鍊長、連接性和穩健性方面獨特地改變食物網的拓撲結構。此外，寄生蟲可能會影響食物網的穩定性、相互作用強度和能量流。食物網結構也會影響傳染病的動態，因為寄生蟲依賴它們所居住的生態網絡。根據經驗，將寄生蟲納入食物網是很簡單…
摘要 我們提出了一種新方法，用於闡明許多複雜系統中固有的網路結構的尺度相關拓撲描述
摘要 我們提出了一種新方法，用於闡明許多複雜系統中固有的網路結構的尺度相關拓撲描述。該技術基於“分區解耦零模型”，這是一類新的零模型，它將集群分區的相互作用合併到隨機模型中並概括高斯係綜。作為一個應用程序，我們分析了從紐約證券交易所 (NYSE) 和全國證券交易商協會自動報價 (NASDAQ) 股票 4 年收盤價得出的相關矩陣。在這個例子中，我們揭示了（i）由市場的兩個相互作用…
摘要 眾所周知，局部極小值和在能量景觀中將它們分開的鞍點主導著生物聚合物折疊的動力學
摘要 眾所周知，局部極小值和在能量景觀中將它們分開的鞍點主導著生物聚合物折疊的動力學。在這裡，我們引入了「折疊漏斗」的概念，它是根據能量最小值和鞍點進行簡明定義的，同時符合蛋白質折疊文獻中討論的「折疊漏斗」的概念。
摘要 本文討論網絡和控制系統之間的相互作用
摘要 本文討論網絡和控制系統之間的相互作用。隨著我們對物理網路的結構和動力學有了更多的了解。它們對閉環控制系統性能的影響以及控制此類網路的能力提供了豐富的研究領域。本文回顧了此類研究，特別強調了跨網路資訊傳輸的連結性和延遲。 (C) 2008 Elsevier Ltd. 保留所有權利。
摘要 關於食物網（棲息地內物種之間的攝食關係網絡），已經發展了豐富的經驗基礎理論
摘要 關於食物網（棲息地內物種之間的攝食關係網絡），已經發展了豐富的經驗基礎理論。然而，古代生態系統缺乏詳細的食物網數據和分析，很大程度上是因為類群的分辨率低，加上有關攝食相互作用的不確定和不完整的資訊。對於大多數化石組合來說，這些障礙似乎是無法克服的。然而，一些跨營養級軟體保存良好的組合是食物網資料彙編和拓撲分析的候選者。在這裡，我們展示了寒武紀澄江頁岩和伯吉斯頁岩組合的合理…
摘要 內在運算是指動態系統如何儲存、建構和轉換歷史和空間資訊
摘要 內在運算是指動態系統如何儲存、建構和轉換歷史和空間資訊。透過繪製結構複雜度度量與隨機性度量的圖表，複雜度 熵圖顯示了整個系統類別中不同類型的內在計算。在這裡，我們使用複雜性熵圖來分析廣泛的確定性非線性和線性隨機過程中的內在計算，包括區間圖、元胞自動機、一維和二維的伊辛自旋系統、馬可夫鍊和機率最小有限狀態機。由於複雜度 熵圖僅是觀察到的配置的函數，因此它們可用於比較系統而無…
摘要 基於代理的金融市場模型通常會對代理偏好的程式化策略做出假設
摘要 基於代理的金融市場模型通常會對代理偏好的程式化策略做出假設。迄今為止，這些假設的實證驗證尚未在整個市場規模上進行。在此，我們對西班牙證券交易所會員公司所遵循的策略進行了全面研究。我們能夠證明，它們可以透過最終的策略來表徵，並分為三個明確定義的公司組。第一組公司的交易股票庫存變化與同步股票收益呈正相關，而第二組公司則呈負相關。第三組公司的庫存變動與庫存退貨不相關。多年來，公…
摘要 標準中心極限定理在玻爾茲曼 吉布斯統計力學中發揮基礎作用
摘要 標準中心極限定理在玻爾茲曼 吉布斯統計力學中發揮基礎作用。這個重要的物理理論在 1988 年得到了推廣 [1]，使用熵 S q = 1 Sigma(i)p(i)(q)/q 1（其中 q 是 R 的一個元素）而不是其特定的 BG 情況 S 1 = S BG = Sigma(i)p(i)lnp(i)。出現的理論通常被稱為非廣延統計力學，它恢復了 q = 1 的標準理論。在過去…
摘要 我們表明，幾乎不需要什麼就能造成流動性供應不足的均衡
摘要 我們表明，幾乎不需要什麼就能造成流動性供應不足的均衡。信貸需求約束本身可能會導致流動性供應不足，而無需文獻中其他模型中使用的不確定性、中介、資訊不對稱或複雜的國際金融框架。我們表明，供應不足是導致供應不足的需求扭曲的非單調函數，這一結果可能對新興市場經濟體產生有趣的影響。最後，當我們將信用約束設為內生時，由於乘數的存在，效率可能會很大。
摘要 我們使用基於介入的因果獨立性概念（因果網絡理論的基本概念）來定義因果效應強度的測量
摘要 我們使用基於介入的因果獨立性概念（因果網絡理論的基本概念）來定義因果效應強度的測量。我們將此度量稱為“資訊流”，並將其與已知的資訊流度量（例如傳遞熵）進行比較。
摘要 在許多傳染病中，未知部分的感染會產生足夠輕微的症狀而不會被記錄下來，這一事實可能會嚴重影響流行病學
摘要 在許多傳染病中，未知部分的感染會產生足夠輕微的症狀而不會被記錄下來，這一事實可能會嚴重影響流行病學記錄的解釋。霍亂是一種流行性細菌性疾病，無症狀感染與有症狀感染的比率估計為 3 至 100（參考文獻 1 5）。在缺乏直接證據的情況下，對霍亂傳播、免疫學和控制的基本方面的理解是基於對該比率以及隱性感染的免疫學後果的假設。在這裡，我們展示了一個模型，該模型結合了高無症狀率和迅…
摘要 我們在這裡介紹一種啟發式的 RNA 動態折疊方法，透過逐步組合構建塊來建立二級結構
摘要 我們在這裡介紹一種啟發式的 RNA 動態折疊方法，透過逐步組合構建塊來建立二級結構。這些塊對應於子序列及其熱力學最佳結構。這些是由 RNA 折疊的標準動態程式方法決定的。使用摩根 希格斯啟發式和基於屏障樹的啟發式以鹼基對分辨率對折疊軌跡進行建模，以連接局部構建塊的組合。該演算法在 Kinwalker 程式中實現，允許共轉錄折疊，可用於折疊長度最多約 1500 個核苷酸的序…
摘要 在大型網路的限制下，所謂的無標度網路的度分佈通常表現出與 1/(k(0) + k)(gamma)
摘要 在大型網路的限制下，所謂的無標度網路的度分佈通常表現出與 1/(k(0) + k)(gamma) 成比例的 p(k) 形式（其中 gamma 0 且 k(0) 0）。這種形式恰好與與 exp(q) ( k/k) (q = 1 且 k 0) 成正比的 q 指數 p(k) 一致，其中 gamma = 1/(q 1) 且 k(0) = k/(q 1)。它優化非加熵 S q = …
摘要 小非蛋白编码 RNA (ncRNA) 已在从大肠杆菌到智人的各种模式生物中进行了系统研究
摘要 小非蛋白编码 RNA (ncRNA) 已在从大肠杆菌到智人的各种模式生物中进行了系统研究。在这里，我们分析了致病性丝状真菌烟曲霉的小 ncRNA 转录组。為此，我們透過從大小選定的小 RNA 物種中生成專門的 cDNA 文庫，透過實驗篩選了在各種生長條件或特定發育階段中表達的 ncRNA。我們的篩選揭示了來自已知 ncRNA 類別的 30 種新型 ncRNA 候選物，例如…
摘要 利他主義、互惠、內在動機和維護道德規範等社會偏好對於良好的政府至關重要，它們往往會促進社會理想的分
摘要 利他主義、互惠、內在動機和維護道德規範等社會偏好對於良好的政府至關重要，它們往往會促進社會理想的分配，而僅靠自身利益的激勵是無法實現的。但實驗和其他證據表明，傳統的經濟誘因和社會偏好可能是互補的，也可能是替代的，明確的激勵會擠入或擠出社會偏好。我們研究了在這些影響下為公共利益做出貢獻的最優激勵的設計，與假設不存在顯性激勵的天真的規劃者相比，或多或少地使用了顯性激勵。 (C…
摘要 Karmarkar Karp 差分演算法是最著名的數位分割問題多項式時間啟發式演算法，是理論電腦科
摘要 Karmarkar Karp 差分演算法是最著名的數位分割問題多項式時間啟發式演算法，是理論電腦科學和統計物理學的基礎。我們透過將差分演算法映射到非線性速率方程式來分析差分演算法在隨機實例上的表現。我們的分析揭示了強烈的有限尺寸效應，這解釋了為什麼很難透過模擬建立差分解的精確漸近性。從速率方程中出現的漸近級數滿足 Karmarkar Karp 演算法的所有已知界限，並投影…
摘要 最近的實驗室實驗表明，分子的中性進化能力對於其產生進化創新的能力非常重要
摘要 最近的實驗室實驗表明，分子的中性進化能力對於其產生進化創新的能力非常重要。與實驗室實驗相反，生命的展開需要數十億年的時間尺度。在這裡，我們詢問分子的中性演化能力（衡量其穩健性的指標）是否也能在這些大時間尺度上促進演化創新。為此，我們使用蛋白質可設計性，即可以採用給定蛋白質結構的序列數量，作為對該結構中性進化能力的估計。基於基因本體論中功能多樣性催化多樣性和分子功能多樣性的…
摘要 目前的動植物多樣性最多只保留了過去 6 億年來存在的物種的 1 2%
摘要 目前的動植物多樣性最多只保留了過去 6 億年來存在的物種的 1 2%。但了解這些滅絕的演化影響需要多種指標。傳統的衡量標準是類群（物種或更高類別）的損失，但在缺乏系統發育資訊的情況下，很難區分不同滅絕模式的演化深度：同一物種的損失可能包含非常不同的演化歷史損失。此外，分類和系統發育測量都不能很好地衡量形態差異。其他失去多樣性的衡量標準包括：功能多樣性、架構組成部分、行為和…
摘要 生物體透過生物擾動、氧化還原梯度修改和結構建構等活動影響其環境
摘要 生物體透過生物擾動、氧化還原梯度修改和結構建構等活動影響其環境。其中一些活動改變了建造者的選擇制度（生態位建設），一些活動影響其他物種的生態成功（生態系統工程）及其演化前景。在本文中，我認為這些過程產生的影響在地質時期持續存在，調節宏觀演化模式和多樣性。例子包括更大的沉積物生物擾動以及貝殼床厚度和持久性的增加。這些過程的影響隨著時間的推移而不斷增加，與早期顯生宙相比，最近…
摘要 文化界線往往是歧視、民族主義、宗教戰爭和種族滅絕的基礎
摘要 文化界線往往是歧視、民族主義、宗教戰爭和種族滅絕的基礎。然而，人們對文化群體如何形成，或群體歸屬和群體內偏好背後的演化力量知之甚少。因此，我們透過實驗檢驗了這些力量，並表明任意象徵性標記雖然最初毫無意義，但演變為在文化群體形成和群體內偏好中發揮關鍵作用，因為它們使異質個體群體能夠解決重要的協調問題。這個過程要求個體在某些關鍵但不可觀察的方面存在差異，並且需要自由且靈活地選…
摘要 生態學的一個中心問題是確定形成由物種及其攝食關係形成的複雜網絡（稱為食物網）的過程
摘要 生態學的一個中心問題是確定形成由物種及其攝食關係形成的複雜網絡（稱為食物網）的過程。這些網路的拓撲結構是生態系統動態的主要決定因素，並最終決定它們對人類影響的反應。針對自然界中觀察到的複雜食物網，人們提出了幾種簡單的模型。我們表明，迄今為止提出的三個主要模型未能完全複製經驗數據，並且我們開發了一種基於可能性的方法，用於基於網路的完整結構直接比較替代模型。結果驅動了一個新模…
摘要 我們解決具有指數、均勻和無標度分佈的網路上的一致規則
摘要 我們解決具有指數、均勻和無標度分佈的網路上的一致規則。特別是，我們得到了將兩種狀態之一的漸近節點數與該狀態下節點的初始分數相關聯的方程式。指數網路和均勻網路的解是精確的，無標度情況的解析近似與模擬結果完全一致。我們使用這些解決方案為食物網實驗數據中的生物多樣性喪失提供理論理解，這適用於所討論的三種網路類型。該模型原則上可以估計必須從系統中移除以導致多樣性完全崩潰的物種的臨…
摘要 自主自我複製分子機器（原始細胞）的一個關鍵要求是能夠消化資源並將其轉化為萌芽塊
摘要 自主自我複製分子機器（原始細胞）的一個關鍵要求是能夠消化資源並將其轉化為萌芽塊。因此，原始細胞需要一系列由可用化學氧化還原電位或光形式的外部自由能驅動的代謝過程。我們介紹並研究了一種最小的光驅動代謝系統，該系統基於遺傳分子催化的資源分子的光碎片。我們表示和分析反應動力學方程式的完整代謝組，並透過一組近似，簡化反應動力學，以便可以獲得構建塊生產的解析表達式。將分析近似值與完…
摘要 複雜性的測量對於自主機器人領域具有直接意義，既可以作為行為分類的手段，也可以作為機器人行為自主發展
摘要 複雜性的測量對於自主機器人領域具有直接意義，既可以作為行為分類的手段，也可以作為機器人行為自主發展的目標函數。在本文中，我們將感測器空間中的預測資訊視為兩輪機器人在有多個障礙物的矩形場地中移動的行為複雜性的度量。根據經驗發現，過去和未來感測器值之間的互資訊 (MI) 對於探索性且對環境敏感的行為具有最大值。這使得預測資訊成為此類行為自主發展的目標函數的潛在候選者。我們推導…
摘要 高績效組織和經濟體的運作不僅基於物質利益，也基於亞當·斯密的「道德情感」
摘要 高績效組織和經濟體的運作不僅基於物質利益，也基於亞當·斯密的「道德情感」。精心設計的法律和公共政策可以利用自身利益來實現共同利益。然而，當訴諸自身利益的激勵措施破壞了導致人們利他行為或其他公益行為的道德價值時，它們可能會失敗。這裡回顧的行為實驗表明，當經濟誘因表明自私是一種適當的反應時，它們可能會適得其反。建構一個學習環境，隨著時間的推移，人們會採取更多自利動機；損害個人…
摘要 經濟學中均衡模型的興起源自於人們對考慮人類推理的經濟現象的簡約模型的渴望
摘要 經濟學中均衡模型的興起源自於人們對考慮人類推理的經濟現象的簡約模型的渴望。這種方法一直是現代經濟理論的基石。我們解釋為什麼會這樣，讚揚均衡理論的優點；然後我們提出批評並描述為什麼這種方法本質上是有限的，以及為什麼經濟學如果要繼續取得進展就需要朝著新的方向發展。我們強調，這不應該是教條問題，而應該透過經驗來解決。在某些情況下，均衡模型可以提供有用的預測，而在某些情況下，…
摘要 背景：生物的生長速率是重要的表型性狀，直接影響其在特定環境中的生存能力
摘要 背景：生物的生長速率是重要的表型性狀，直接影響其在特定環境中的生存能力。在這裡，我們首次對佔據各種代謝棲息地的 113 種細菌物種的生態策略和生長率之間的關聯進行了大規模計算研究。基因組數據用於重建物種的代謝網絡和宜居的代謝環境。然後，這些重建被用來研究生物體在兩個基本物種特異性措施方面採取的典型生態策略：代謝變異性——一個物種在各種不同環境中生存的能力；和共居得分向量 …
摘要 連結形成受隨機過程控制的網路通常會經歷滲透轉變，其中在臨界點附近，少量連接的添加會導致網路的相當一
摘要 連結形成受隨機過程控制的網路通常會經歷滲透轉變，其中在臨界點附近，少量連接的添加會導致網路的相當一部分突然連結在一起。通常，這種轉變是連續的，因此連接在一起的網路的百分比在轉變點正上方趨向於零。滲透轉變是否可能是不連續的一直是個懸而未決的問題。在這裡，我們表明，在經典的鄂爾多斯 仁義網絡形成模型中加入有限數量的選擇會導致其滲濾過渡變得不連續。
摘要 辨識近似圖積的問題出現在理論生物學
摘要 辨識近似圖積的問題出現在理論生物學。本文提出了一種辨識一大類近似圖產品的演算法。此貢獻的主要部分涉及一種新的局部素因式分解演算法，該演算法將大量圖上的所有強乘積分解，特別是包含至少三個頂點上的無三角形圖的所有乘積。對於固定最大度數的圖，局部方法是線性的。 (C) 2008 Elsevier Ltd. 保留所有權利。
摘要 代謝網絡的拓樸結構不僅可以深入了解每個物種內發生的代謝過程，還可以深入了解不同物種之間的相互作用
摘要 代謝網絡的拓樸結構不僅可以深入了解每個物種內發生的代謝過程，還可以深入了解不同物種之間的相互作用。在這裡，我們引入了一種新穎的成對、基於拓撲的生物合成支持測量方法，反映了一個物種的營養需求可以透過另一個物種的生物合成能力來滿足的程度。為了評估給定物種對的生物合成支持，我們使用基於圖的演算法來識別第一個物種的代謝網絡中的一組外源獲得的化合物，並計算該組在第二個物種的代謝網絡…
摘要 我們提出了 (1+1) 和 (3+1) 維 QED 中增強不變座標中強電場產生費米子粒子 反粒子的
摘要 我們提出了 (1+1) 和 (3+1) 維 QED 中增強不變座標中強電場產生費米子粒子 反粒子的半經典 Boltzmann Vlasov 方程式的數值解。我們將玻爾茲曼 弗拉索夫的結果與最近的量子場論計算結果進行了比較，發現了很好的一致性。我們的結論是，將玻爾茲曼 弗拉索夫方法擴展到 QCD 的情況應該使我們能夠徹底研究反反應如何影響最近的結果，即夸克和反夸克的橫向動量…
摘要 生物體的行為有助於改變其環境
摘要 生物體的行為有助於改變其環境。當有機體對環境的影響回饋到影響有機體的密度、活力、繁殖力或持久性時，環境可以解釋為有機體的延伸。這種增強適應性的環境轉變過程稱為生態位建構。我們關註生態位建構與物種或菌株多樣性的關係，以及生態位建構投資與繁殖的可變性。我們展示了利基建設的基本困境，即共享資源的建設導致了公地悲劇，而競爭往往會消除利基建設策略。透過空間鄰近或優先開發來壟斷生態位…
摘要 最近在統計物理學中，一種稱為 q 期望值的特定平均值已廣泛用於處理遵循冪律分佈的 q 廣義統計中
摘要 最近在統計物理學中，一種稱為 q 期望值的特定平均值已廣泛用於處理遵循冪律分佈的 q 廣義統計中。在這種情況下，q 期望值會自然出現。由於最近使用非常強的穩定性概念表明該非線性函數是不穩定的，因此了解 q 期望結果在基礎分佈函數的小變化下何時穩健的充分條件非常有意義。我們證明，對容許機率分佈域的合理限制可以恢復 q 期望值的均勻連續性。可以給出允許變化大小的界限。討論了用…
摘要 識別成功傳播的變異體的特定遺傳特徵可能對開發有效的疫苗和殺菌劑幹預措施至關重要
摘要 識別成功傳播的變異體的特定遺傳特徵可能對開發有效的疫苗和殺菌劑幹預措施至關重要。儘管人類免疫缺陷病毒的傳播與人口瓶頸有關，但不同因素對傳播病毒多樣性的影響程度尚不清楚。我們在這裡估計了 69 名原發性 C 亞型感染的異性戀男性和女性中傳播的變異數量。從使用單一基因組擴增方法獲得的 1,505 個 env 序列中，我們發現 78% 的感染涉及單變體傳播，22% 涉及多變體傳…
摘要 埃文斯和萊文森 (E&L) 認為語言共通性是一個神話
摘要 埃文斯和萊文森 (E&L) 認為語言共通性是一個神話。 Christiansen 和 Chater (2008) 最近提出，先天普遍語法也是一個神話。這篇評論探討了這兩個論點之間的聯繫，並對語言認知科學產生了更廣泛的影響。
摘要 熵的熱力學概念由克勞修斯於 1865 年引入，以建構精確的微分 dS = delta Q/T，其中
摘要 熵的熱力學概念由克勞修斯於 1865 年引入，以建構精確的微分 dS = delta Q/T，其中 delta Q 是傳熱，絕對溫度 T 是積分因子。幾年後，在 1872 年至 1877 年期間，玻爾茲曼表明，這個量可以用與系統微觀配置相關的機率來表達。我們將此基本聯繫稱為玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 熵，即（以其離散形式）S BG = k Sigma(W)(i=1) p(…
摘要 了解互聯網的圖結構是建立準確的網路模型和為互聯網應用設計高效演算法的關鍵一步
摘要 了解互聯網的圖結構是建立準確的網路模型和為互聯網應用設計高效演算法的關鍵一步。然而，要獲得這種圖結構可能是一項非常困難的任務，因為無法明確查詢邊。例如，對網際網路協定 (IP) 位址網路的實證研究通常依賴追蹤路由等間接方法來建構近似單源、全目的地、最短路徑樹。這些樹僅對網路邊緣的一小部分進行採樣，Lakhina 等人的一篇論文。 [2003] 根據經驗發現，所得樣本本質上…
摘要 簡要回顧了非廣延熵 S q 和非廣延統計力學（玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 理論的當前推廣）的計算應
摘要 簡要回顧了非廣延熵 S q 和非廣延統計力學（玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 理論的當前推廣）的計算應用。也提供了相應的參考書目。 (C) 2008 Elsevier B.V. 保留所有權利。
摘要 生態學的一個主要挑戰是預測物種滅絕的影響，考慮到當前人類對地球的影響，這是一個迫切的問題
摘要 生態學的一個主要挑戰是預測物種滅絕的影響，考慮到當前人類對地球的影響，這是一個迫切的問題。物種喪失的後果（例如二次滅絕）很難預測，因為物種不是孤立的，而是在複雜的生態關係網絡中相互作用。由於它們相互依賴，單一物種的消失可能會導致多次共滅絕。在這裡，我們展示了一種改編自谷歌用來對網頁進行排名的演算法，可以根據物種對共滅絕的重要性對物種進行排序，從而提供導致網路最快崩潰的損失…
摘要 鑑於目前物種滅絕的速度以及許多物種受到人類影響（包括棲息地破壞和氣候變遷）的威脅，生態系統對物種喪
摘要 鑑於目前物種滅絕的速度以及許多物種受到人類影響（包括棲息地破壞和氣候變遷）的威脅，生態系統對物種喪失的穩健性是生態學的核心問題。從二次滅絕的角度來看，魯棒性已在食物網的背景下得到解決，以考慮對擾動反應的複雜物種相互作用網絡。電腦模擬去除實驗研究了食物網的結構特性，這些特性增強或阻礙了生態系統對物種損失的魯棒性，重點關注樞紐（聯繫最緊密的物種）的作用。在這裡，我們採取不同的…
摘要 民族史、遺傳學和模擬被用來提出一個新的「萌芽模型」來描述複雜灌溉社區可能形成的歷史過程
摘要 民族史、遺傳學和模擬被用來提出一個新的「萌芽模型」來描述複雜灌溉社區可能形成的歷史過程。我們回顧了兩種替代理論，維特福格爾的自上而下的國家形成理論和公共池資源管理，並建議萌芽模型將更好地解釋巴厘島島上經過充分研究的灌溉社區網絡的現有考古學和人類學描述。這個萌芽模型得到了銘文和民族歷史文獻的支持，這些文獻描述了佩塔努河排水系統及其周圍的灌溉工程，該地區擁有巴厘島最古老的濕稻…
摘要 我們研究了一個資料集，其中包含一年內奧地利境內幾乎所有主要金融參與者帳戶之間的所有金融交易
摘要 我們研究了一個資料集，其中包含一年內奧地利境內幾乎所有主要金融參與者帳戶之間的所有金融交易。我們對貨幣（流入和流出）流動的交易網絡進行實證分析，並報告特徵網絡參數。我們觀察到網路拓撲對觀察時間尺度的顯著依賴，且節點度和交易量之間的相關性非常低。我們進一步使用金融代理的交易時間序列來計算協方差矩陣及其特徵值譜。詳細分析了偏離 Marcenko Pastur 定律的特徵值對應…
摘要 我們提出了一個定量模型，用於描述大類相關物種（例如陸生哺乳動物）中物種體重的生物進化，其中體重 M
摘要 我們提出了一個定量模型，用於描述大類相關物種（例如陸生哺乳動物）中物種體重的生物進化，其中體重 M 根據分支（物種形成）、乘性擴散和隨質量呈對數增加的滅絕機率而進化。我們用 lnM 的對流擴散反應方程式來描述這種演化。穩態行為與近期陸地哺乳動物的經驗數據非常一致，時間依賴性行為也與 95 50 Myr 之前滅絕的哺乳動物物種的數據一致。
摘要 在大型分類組合中，成年體重為 M 的物種數量的特徵是分佈廣泛但不對稱，最大質量比典型質量大幾個數量
摘要 在大型分類組合中，成年體重為 M 的物種數量的特徵是分佈廣泛但不對稱，最大質量比典型質量大幾個數量級。這種典型的形狀可以透過分支發生擴散來解釋，分支發生擴散的邊界以下是對可行物種質量的硬性限制，而上面的邊界是隨著質量的增加而微弱增加的滅絕風險。在這裡，我們介紹並分析求解簡化的分支發生擴散模型。當適當參數化時，擴散反應方程式預測的質量分佈與第四紀晚期的 4,002 種陸生哺…
摘要 冪律分佈出現在許多具有科學意義的情況下，並對我們對自然和人造現象的理解產生重大影響
摘要 冪律分佈出現在許多具有科學意義的情況下，並對我們對自然和人造現象的理解產生重大影響。不幸的是，由於分佈尾部（代表大量但罕見事件的分佈部分）發生的大波動以及識別冪律行為適用範圍的困難，冪律的檢測和表徵變得複雜。分析冪律資料的常用方法（例如最小二乘擬合）可能會對冪律分佈的參數產生相當不準確的估計，即使這些方法返回準確的答案，它們仍然不能令人滿意，因為它們根本沒有表明資料是否服…
摘要 由於消費者與資源的關係和其他物種的相互作用，生態系統中的物種喪失可能導致二次滅絕
摘要 由於消費者與資源的關係和其他物種的相互作用，生態系統中的物種喪失可能導致二次滅絕。我們比較了四種結構食物網模型和第五種零模型產生的群落二次滅絕的水平，以回應主要物種的連續清除。我們關注食物網結構完整性的各個方面，包括穩健性、群落崩潰和閾值期，以及這些特徵如何與不同模型、不同物種喪失序列以及多樣性和複雜性的簡單衡量標準的假設相關。分層進食是食物網結構的基本特徵，似乎在穩健性…
摘要 在廣泛的市場中，個人買家和賣家透過中介機構進行交易，中介機構透過策略考量來確定價格
摘要 在廣泛的市場中，個人買家和賣家透過中介機構進行交易，中介機構透過策略考量來確定價格。通常，並非所有買家和賣家都能接觸到相同的中介機構，他們的交易價格也相應不同，這反映了他們在市場上的相對權力大小。我們使用一個遊戲來模擬這種現象，其中買家、賣家和交易者在圖表上進行交易，該圖表代表每個買家和賣家對交易者的訪問權限。我們證明，最終的博弈總是具有子博弈完美納許均衡，並且所有均衡都…
摘要 生態學中一個長期存在的問題是種間競爭是否會影響物種的共現模式
摘要 生態學中一個長期存在的問題是種間競爭是否會影響物種的共現模式。存在 不存在數據 (NMTPA) 的空模型測試是解決該問題的重要方法，但當應用於相同數據時，不同的測試常常會給出相互矛盾的結果。內曼 皮爾遜假設檢定理論為評估統計檢定的有效性和最適性提供了嚴格且廣泛接受的架構。在這裡，我在這個框架內處理 NMTPA，並測量 72 個代表性測試的穩健性和偏差。我的結果表明，當滿足…
摘要 經濟學家和生物學家都發展了在社會困境中與自私個體群體合作的重複互動模型
摘要 經濟學家和生物學家都發展了在社會困境中與自私個體群體合作的重複互動模型。重複的互動確實為合作者提供了懲罰叛逃者的機會，並且在兩人一組中可能會有效。然而，這些模型不適用於較大規模的群體，無法對每個人可獲得的資訊做出合理的假設。此外，即使假設合作個體具有非凡的認知能力和耐心水平，兩個以上個體組成的群體也不可能採用模型所確定的合作均衡，而且幾乎可以肯定，如果要採用一種合作均衡，…
摘要 道德體係是一種基於規定性、內化的社會規則的衝突管理適應體系
摘要 道德體係是一種基於規定性、內化的社會規則的衝突管理適應體系。我們將道德體系分解為整體層面的公平感、道德判斷和規則。我們探索每個層次是如何建構的，包括這個過程如何受到認知和組織限制以及社會架構的影響。我們考慮這些層面的回饋以及部分時間尺度分離對減少行為結果的不確定性的影響。我們建議處理這些問題的適當理論架構是利基建構的擴展理論。
摘要 最近在基底脊索動物中檢測到 MicroRNA offset RNA (moRNA) 是一類高度豐富
摘要 最近在基底脊索動物中檢測到 MicroRNA offset RNA (moRNA) 是一類高度豐富的小 RNA。使用短讀長定序數據，我們在此表明 moRNA 也是由人類 microRNA 前體產生的，儘管表達量相當低。 moRNA 的表達量與相關 microRNA 的表達量無關。令人驚訝的是，也顯示 moRNA 的 microRNA 前體通常在進化上很古老，包括早期雙邊對…
摘要 隨著人口和資源需求的不斷增長，生物多樣性保護變得前所未有的重要
摘要 隨著人口和資源需求的不斷增長，生物多樣性保護變得前所未有的重要。大約四分之一的哺乳動物面臨滅絕的危險，超過一半的哺乳動物數量正在減少。保育科學的首要任務是了解預測滅絕風險的生態特徵以及使某些物種比其他物種更脆弱的預測因素之間的相互作用。在這裡，我們使用包含近 4,500 個哺乳動物物種的新資料庫，使用決策樹模型來量化與滅絕風險相關的多個交互作用因素。我們表明，哺乳動物之間…
摘要 當兩性都表達的性狀存在特定性別的最佳狀態，而共享基因庫的限制阻止男性和女性獨立達到最佳狀態時，位內
摘要 當兩性都表達的性狀存在特定性別的最佳狀態，而共享基因庫的限制阻止男性和女性獨立達到最佳狀態時，位內性衝突就會出現。這種情況可能會導致兩性之間的健康負相關。在這裡，我首先討論位點內衝突和位點間衝突之間的主要區別，即雄性和雌性之間在交配互動中出現的性衝突類型。然後，我回顧了全基因組性對抗變異存在的實驗證據，並討論如何解決基因座內衝突。果蠅實驗室群體中存在大量的全基因組性拮抗變…
摘要 價格的資訊含量是競爭市場一般均衡分析的核心問題
摘要 價格的資訊含量是競爭市場一般均衡分析的核心問題。理性預期均衡將同時對同期價格和私人資訊的調節視為資訊進入價格的機制。在這裡，我們透過市場生態來解釋價格的資訊內容。市場可以選擇具有不同信念的交易者，或者，讓人想起“群體的智慧”，市場可以平衡許多參與者的不同訊息。我們提供支持第一種機制、反對第二種機制的理論支持。在這個過程中，我們證明了 Sandroni [2000] 中發現…
摘要 現代人類的生物地理擴張始於大約 5 萬年前
摘要 現代人類的生物地理擴張始於大約 5 萬年前。這種擴張導致了全球大部分陸地區域和棲息地的殖民化，並取代了先前存在的原始人類物種。然而，對於生活史緩慢、依賴密度的大型靈長類動物來說，如此快速的人口增長和地理分佈有點出乎意料。在這裡，我們提出了一種透過修改簡單的密度相關族群模型來實現這些結果的機制，以允許對有限資源進行不同程度的種內競爭。減少種內競爭可以提高承載能力、成長率和穩…
摘要 SmY RNA 是一個類似於線蟲中發現的 70 90 nt 小核 RNA 的家族
摘要 SmY RNA 是一個類似於線蟲中發現的 70 90 nt 小核 RNA 的家族。在線蟲中，SmY RNA 在與參與線蟲 mRNA 轉拼的 SL1 和 SL2 snRNP 相關的小核糖核蛋白 (snRNP) 複合物中共純化。在這裡，我們描述了對目前可用基因組序列中發現的 SmY RNA 同源物的全面計算分析。我們鑑定了 Chromadorea 類所有已定序線蟲基因組中的同…
摘要 理論表明，食物網可能由形成「區塊」、「隔間」或「行會」的物種群體組成
摘要 理論表明，食物網可能由形成「區塊」、「隔間」或「行會」的物種群體組成。我們考慮生態網絡——完整食物網的子集——涉及相鄰營養級的物種。當（例如）傳粉者（或傳粉者群體）專門研究特定的花卉物種（或此類物種的群體）時，就會發生相互專業化，反之亦然。這種專業化傾向於將物種分為行會。我們描述了對抗性相互作用（特別是寄生蜂及其宿主）和互利相互作用（例如昆蟲和它們授粉的花朵）的互惠專業化…
摘要 動機：RNA RNA 交互作用問題 (RIP) 在於尋找兩個相互結合的 RNA 分子的能量最佳結構
摘要 動機：RNA RNA 交互作用問題 (RIP) 在於尋找兩個相互結合的 RNA 分子的能量最佳結構。標準模型允許兩個夥伴中的二級結構以及兩個 RNA 之間的附加鹼基對受到某些限制，以確保 RIP 可透過多項式時間動態程式演算法解決。 RNA RNA 結合，就像 RNA 摺疊一樣，通常不受基態結構支配。相反，大量替代結構有助於相互作用熱力學。結果：我們在此提出了一種 O(N…
摘要 背景：Roo 是果蠅中最豐富的反轉錄轉座子
摘要 背景：Roo 是果蠅中最豐富的反轉錄轉座子。因此，它的演化起源和動態對於了解果蠅基因組組織的演化歷史特別重要。我們在這裡研究了 roo 的系統發育分佈和演化，以及在果蠅屬 12 個完全定序的基因組中高度分化的相對 rooA。結果：我們總共鑑定出 164 個 roo 拷貝，其中 57 個是先前未識別的拷貝，出現在 12 個基因組中的 9 個中。此外，我們在四個基因組中發現了…
摘要 表徵具有許多未知參數的細胞電路的行為和穩健性是系統生物學的主要挑戰
摘要 表徵具有許多未知參數的細胞電路的行為和穩健性是系統生物學的主要挑戰。其難度隨著電路元件的數量呈指數級上升。我們在這裡提出了一種新穎的分析方法來應對這項挑戰。我們的方法識別高維參數空間的區域，其中電路顯示實驗觀察到的行為。它透過以主成分分析為指導的蒙特卡羅方法來實現這一點，以便對該空間進行有效採樣。然後，「局部」分析對「全局」分析進行補充，其中針對全局分析中採樣的數千個參數…
摘要 語言具有根本性的社會功能
摘要 語言具有根本性的社會功能。人類互動過程以及領域通用認知過程塑造了語言的結構和知識。最近的認知科學研究表明，使用模式強烈影響語言的習得、使用和變化。這些過程並不是彼此獨立的，而是同一複雜自適應系統 (CAS) 的各個方面。語言作為一種 CAS 涉及以下關鍵特徵： 此系統由多個相互互動的代理（語音社群中的說話者）組成。系統具有適應性；也就是說，說話者的行為是基於他們過去的互動…
摘要 在我們考慮的社會系統中，代理人不僅以其狀態為特徵，而且可以自由選擇互動夥伴以最大化其效用
摘要 在我們考慮的社會系統中，代理人不僅以其狀態為特徵，而且可以自由選擇互動夥伴以最大化其效用。我們將此類系統映射到伊辛模型上，其中自旋透過動態網路中的連結動態耦合。在這個模型中，有兩個動態量在正規框架中排列成最小能量狀態：自旋 s(i) 和鄰接矩陣元素 c(ij)。此模型是完全可解的，因為微正則配分函數可簡化為二項式因子的乘積，這是 c(ij) 最小化能量的直接結果。我們求解…
摘要 基因表現過程會產生材料成本，這是由於製造 mRNA 和蛋白質所需的碳、氮、硫和磷的數量所造成的
摘要 基因表現過程會產生材料成本，這是由於製造 mRNA 和蛋白質所需的碳、氮、硫和磷的數量所造成的。當任何此類化學元素在生態上受到限制時，增加這些成本的突變就會減少生長。在這裡，我們詢問此類突變對於釀酒酵母的自然選擇是否「可見」。我們發現，導致表達小幅增加的突變，甚至單一氨基酸替換，都可以根據其材料成本進行自然選擇。
摘要 資訊是一種特殊的量
摘要 資訊是一種特殊的量。與遵循物理定律守恆的物質和能量不同，來自多個來源的知識的聚合實際上可以產生比其各部分總和更多的資訊（協同作用）或更少的資訊（冗餘）。這項特徵可以賦予群體解決問題的策略，這些策略優於非互動個體之間可能存在的策略，反過來，可以為集體合作和協調提供選擇動力。在這裡，我們探討資訊聚合的形式屬性，作為解釋社會組織特徵的一般原則。我們根據資訊理論的一般形式主義來量…
摘要 生命科學中第一個專門的核酸序列集合之一是「tRNA 序列和 tRNA 基因序列的編譯」( ( tR
摘要 生命科學中第一個專門的核酸序列集合之一是「tRNA 序列和 tRNA 基因序列的編譯」( ( tRNAdb 由萊比錫大學、馬爾堡大學和斯特拉斯堡大學合作託管和維護。 tRNAdb 重新實現為關聯式資料庫，將定期更新，並且可以以高度靈活且使用者友好的方式進行搜尋。目前，它包含超過 12000 個 tRNA 基因，根據氨基酸特異性分為家族。此外，NCBI 分類樹的實施有利於系…
摘要 MicroRNA (miRNA) 是一組類似 21 nt 長的小型核糖調節因子，在轉錄後層級抑制基
摘要 MicroRNA (miRNA) 是一組類似 21 nt 長的小型核糖調節因子，在轉錄後層級抑制基因表現。它們最獨特的結構特徵是其前體 pre miRNA 的折返髮夾。儘管 miRBase 中存放的每個 pre miRNA 的二級結構都已預測，但人們對 pre miRNA 之間的結構保守模式知之甚少。我們透過使用 FOLDALIGN 基於成對、序列和二級結構比對對人類 p…
摘要 在本文中，我們探討了二元分層模型、其邊緣多胞體和碼字多胞體（線性碼的凸公牛）之間的關聯
摘要 在本文中，我們探討了二元分層模型、其邊緣多胞體和碼字多胞體（線性碼的凸公牛）之間的關聯。確定了可由層次模型實現的線性程式碼的類別。我們對所有全維多胞形進行分類，其頂點形成線性程式碼，並給出確定它們的演算法。
摘要 一項針對從九個不同隊列中選出的人類免疫缺陷病毒 (HIV) 感染者進行的全基因組關聯研究發現了等位
摘要 一項針對從九個不同隊列中選出的人類免疫缺陷病毒 (HIV) 感染者進行的全基因組關聯研究發現了等位基因多態性，這些多態性與病毒設定點（HCP5 和 5' HLA C）或 HIV 疾病進展（RNF39 和 ZNRD1）相關。為了確定這些多態性對宿主愛滋病毒控制的影響，我們進行了一個基於人群的關聯研究。分析顯示，HCP5 和 HLA B 5701/HLA Cw 06 之間存在…
摘要 除少數例外，目前的短讀長映射方法利用簡單的種子啟發法來加速搜尋
摘要 除少數例外，目前的短讀長映射方法利用簡單的種子啟發法來加速搜尋。大多數底層匹配模型都忽略了不僅允許不匹配，還允許插入和刪除的必要性。然而，目前的評估表明，非常不同的錯誤模型適用於新型高通量定序方法。雖然 Illumina 讀取中最常見的錯誤類型是不匹配，但 454 的 GS FLX 產生的讀取主要包含插入和刪除 (indel)。儘管 454 定序儀能夠產生更長的讀數，但該…
摘要 給定觀察到的隨機過程，計算力學提供了一種在最大預測模型類別中建立最小隱馬可夫模型的顯式且有效的方法
摘要 給定觀察到的隨機過程，計算力學提供了一種在最大預測模型類別中建立最小隱馬可夫模型的顯式且有效的方法。這裡，相應的所謂的 epsilon 機器對預測機制進行編碼。我們根據能夠產生底層隨機過程的隱馬可夫模型提出了預測模型的替代概念。這兩種預測概念的比較表明，我們的方法限制較少，因此允許預測模型比 epsilon 機更簡潔。
摘要 在贊同 Evans & Levinson (E&L) 要求嚴格記錄變異的同時，我們捍衛通用語法作為
摘要 在贊同 Evans & Levinson (E&L) 要求嚴格記錄變異的同時，我們捍衛通用語法作為語言習得機制工具包的想法。作者透過忽略可想像但不存在的語言的空間、淡化主要的設計共通性、將定量與定性的變化混為一談，並假設語言特徵的效用足以解釋兒童如何獲得它來誇大多樣性。
摘要 我們發展了一種友誼形成模型，揭示了社會和經濟網絡中觀察到的隔離模式
摘要 我們發展了一種友誼形成模型，揭示了社會和經濟網絡中觀察到的隔離模式。個人有類型，並從友誼中看到與類型相關的好處。我們研究了友誼形成的匹配過程的穩態平衡的性質。我們使用該模型來理解友誼形成的三種經驗模式：(i) 較大的群體往往比小群體形成更多的同類型關係，而較少的其他類型關係；(ii) 較大的群體人均形成更多的關係；(iii) 相對於人口統計數據，所有群體都偏向於同類型關係…
摘要 瘧原蟲惡性瘧原蟲的特徵是參與毒力和免疫逃脫的抗原位點具有高水平的遺傳多樣性
摘要 瘧原蟲惡性瘧原蟲的特徵是參與毒力和免疫逃脫的抗原位點具有高水平的遺傳多樣性。了解這些基因的族群結構和動態對於設計控制方案和了解瘧疾免疫力的獲得非常重要；然而，高同源和非同源重組率以及宿主內複雜的表達模式阻礙了透過實驗闡明這些結構的嘗試。在這裡，我們使用一種新穎的網絡技術分析來自肯亞的血清學數據，以解構患者對不同寄生蟲分離株的免疫反應之間的關係。我們表明，特定的群體結構和表…
摘要 傳播/創始病毒的鑑定首次使得對感染的 HIV 1 蛋白質組的宿主免疫反應進行全基因組分析成為可能
摘要 傳播/創始病毒的鑑定首次使得對感染的 HIV 1 蛋白質組的宿主免疫反應進行全基因組分析成為可能。對三名急性感染患者中誘導的主要 HIV 1 特異性 T 細胞反應進行了完整的剖析。細胞檢測以及識別病毒基因組中正向選擇位點的新演算法表明，初級 HIV 1 特異性 T 細胞在急性感染中病毒量下降的同時，會快速選擇逃脫突變。病毒免疫逃脫的動力學分析和數學模型表明，CD8 T 細…
摘要 本文的中心主題是從食物網理論最新發展的角度來討論塞倫蓋蒂草原生態系統的動態
摘要 本文的中心主題是從食物網理論最新發展的角度來討論塞倫蓋蒂草原生態系統的動態。東非氣候的季節性降雨模式為塞倫蓋蒂地區較大的有蹄類動物的攝食機會創造了每年振蕩的大規模空間鑲嵌；這反過來又造成了捕食者每年可獲得的食物的顯著變化。在較小的空間尺度上，旱季期間的周期性火災會產生高營養的牧場，這些牧場會優先於周圍較老的不太可口的植被被吃掉。草食動物與植物、食肉動物與草食動物之間的物種…
摘要 簡介： 誰成為社會中最核心的個體，為什麼
摘要 簡介： 誰成為社會中最核心的個體，為什麼？什麼決定了一個人有多少朋友？是什麼決定了社會中友誼的聚集程度或緊密程度？在本期《美國國家科學院院刊》報導的一系列重要且原創的新發現中，Fowler、Dawes 和 Christakis (1) 提供了證據，證明上述網絡特徵是可遺傳的：也就是說，他們表明雙胞胎遺傳物質重疊的增加對應於其某些社交網絡特徵的協變的增加。
摘要 菠菜花葉病毒 (PepMV) 是一種新出現的病原體，儘管人們不斷嘗試控制，但仍給北半球的番茄作物
摘要 菠菜花葉病毒 (PepMV) 是一種新出現的病原體，儘管人們不斷嘗試控制，但仍給北半球的番茄作物 (Solanum lycopersicum L.) 造成嚴重的經濟損失。事實上，它被認為是全世界番茄生產中最重要的病毒疾病之一，它可能構成分析作物病毒出現的良好模型。我們將群體遺傳學方法與病毒株的植物特性分析相結合，以解釋觀察到的流行病學模式。雜交分析表明，PepMV 群體由…
摘要 使用主成分分析評估了 14 個已發表的食物網的 20 種食物網網絡結構特性加上淨初級生產力之間的協
摘要 使用主成分分析評估了 14 個已發表的食物網的 20 種食物網網絡結構特性加上淨初級生產力之間的協方差。三個主要成分解釋了資料集中 84% 的變異性，顯示文獻中使用的屬性之間存在很大的協方差。第一個維度解釋了 48% 的方差，可歸因於關聯性，與中間物種的比例和特徵路徑長度有顯著共變。第二個維度解釋了19%，與營養物種豐富度有關。第三軸解釋了 17%，與生態系淨初級生產…
摘要 我們研究國家選擇軍備水平，然後選擇是否發動戰爭
摘要 我們研究國家選擇軍備水平，然後選擇是否發動戰爭。我們證明，如果戰爭成本不太高或太低，那麼所有均衡都必須涉及鴿派、鷹派和威懾策略，並且在任何給定時期，戰爭的機率為正（但小於一）。戰爭發生在軍備水平不同的國家之間，戰爭的頻率因軍備水平的存在而受到影響，而軍備水平是根據其威懾特性而明確選擇的。隨著贏得戰爭的可能性對軍備增加的反應更加敏感，戰爭的頻率就會減少。隨著談判達成可信解決…
摘要 電子郵件圖表已被用來說明溝通和協作社交網路的一般屬性
摘要 電子郵件圖表已被用來說明溝通和協作社交網路的一般屬性。然而，大多數網路流量越來越多地反映了機會主義而非共生的社會關係。在這裡，我們使用從一所大型大學提取的電子郵件資料來建立電子郵件交換的有向圖，該圖量化了分別以合法訊息和垃圾郵件為代表的社交行為和機會主義行為之間的差異。我們表明，雖然其他社交網路的典型結構特徵在很大程度上被合法組件所共享，但它們並不是機會主義流量的特徵。為…
摘要 柑橘外皮質類病毒 (CEVd) 群體由密切相關的單倍型組成，其在群體中的頻率是由突變、選擇和遺傳漂
摘要 柑橘外皮質類病毒 (CEVd) 群體由密切相關的單倍型組成，其在群體中的頻率是由突變、選擇和遺傳漂變之間的平衡產生的。透過比較經過10年進化後從受感染的枳橙和酸橙幼苗樹中恢復的種群與在原始宿主Etrog citron中維持相同時期的祖先種群，研究了感染不同柑橘宿主的CEVd種群的遺傳多樣性。此外，從這些三葉橙樹和酸橙樹中分離出來的種群被傳回 Etrog 香櫞植物，並研究了…
摘要 達爾文關於物種間相互依存關係的「糾纏銀行」的經典形象長期以來表明，很難預測一個物種的消失如何影響其
摘要 達爾文關於物種間相互依存關係的「糾纏銀行」的經典形象長期以來表明，很難預測一個物種的消失如何影響其他物種的豐富度。我們表明，對於現實結構的生態網絡的動態模型，其中成對的消費者 資源相互作用異速縮放至 3/4 次方（如代謝理論所示），透過在自然界中容易觀察到的變量的簡單函數可以很好地預測失去一個物種對另一個物種的影響。透過從 600 個網路中系統地刪除單一物種，從 10 3…
摘要 在過去的二十年中，文化在人口健康領域已成為健康結果和差異的常見解釋
摘要 在過去的二十年中，文化在人口健康領域已成為健康結果和差異的常見解釋。本文系統性地回顧了此類文化敘述，重點關注著名人口健康期刊的歷史文章樣本（1930 2008，n=100）和《美國公共衛生雜誌》的當代文章樣本（2008，n=95）。審查表明，對文化的提及很少（1）具體說明文化影響健康的精確途徑或（2）評估這些途徑的合理性。儘管存在這些弱點，一些研究已經開始澄清、衡量和評估…
摘要 繁殖率R 0是流行病學中的一個基本量，它決定了易感宿主族群中傳染病的初始成長
摘要 繁殖率R 0是流行病學中的一個基本量，它決定了易感宿主族群中傳染病的初始成長。在大多數流行病模型中，都有一個特定的R 0值，即流行病閾值，高於該值有可能發生流行病，但低於該值則不會發生流行病。隨著流行病模型複雜性的增加，計算流行病閾值的難度也隨之增加。在這裡，我們在一類簡單的動態隨機網路中推導出易感者感染者復健（SIR）流行病的繁殖率和流行病閾值。與大多數流行病學模型一樣…
摘要 兒童的語言發展為理解從原始語言到語言的轉變提供了一個窗口
摘要 兒童的語言發展為理解從原始語言到語言的轉變提供了一個窗口。在這裡，我們首次分析了複雜網路中語法的出現。先前未報導的急劇轉變發生在兩歲左右，從（句法前）樹狀結構到無標度的小世界句法網絡。因此，這些網路的發展揭示了一種非線性動態模式，其中語法圖的全局拓撲從分層的樹狀模式轉變為無標度組織。這種變化似乎很難在自組織框架下解釋。相反，它實際上支持某些潛在先天成分的存在，正如一些作者…
摘要 我們展示了為什麼過去和未來之間傳遞的資訊量（過剩熵）通常不是現在儲存的資訊量（統計複雜性）
摘要 我們展示了為什麼過去和未來之間傳遞的資訊量（過剩熵）通常不是現在儲存的資訊量（統計複雜性）。這是一個難題，而且是一個長期存在的難題，因為前者描述了觀察到的行為，而最佳預測則需要後者。我們根據最佳因果預測器和逆向預測器（兩者都是計算力學的 epsilon 機）提出了過剩熵的封閉式表達式。這給我們帶來了兩個新的系統不變量：因果不可逆性（因果表示之間的不對稱性）和神秘性（過程隱…
摘要 我們引入了隨機動力系統的靈巧視圖，比較它們的正向時間和反向時間表示，然後將它們整合到單一時間對稱表
摘要 我們引入了隨機動力系統的靈巧視圖，比較它們的正向時間和反向時間表示，然後將它們整合到單一時間對稱表示中。该观点在理论上、计算上和概念上都很有用。在數學上，我們證明了過剩熵（複雜系統中常見的組織度量）不僅是過去和未來之間的互信息，而且也是預測因果狀態和追溯因果狀態之間的互信息。实际上，我们利用预测和回顾之间的联系来直接计算过剩熵。从概念上讲，这些导致人们发现随机动力系统的新…
摘要 有向无环图构成了一类基本的网络，其中包括引文网络、食物网和家谱等
摘要 有向无环图构成了一类基本的网络，其中包括引文网络、食物网和家谱等。在這裡，我們為有向無環圖定義了一個隨機圖模型，並給出了模型的許多屬性的解決方案，包括連接機率和組件大小，以及在計算機上模擬模型的快速演算法。我們將模型的預測與物理論文之間的真實引用網絡進行比較，發現驚人的一致性，這表明隨機圖可以很好地描述真實網絡的結構。
摘要 在這裡，我們提出了人口和資源穩定狀態下森林結構和動態的定量理論的第二部分
摘要 在這裡，我們提出了人口和資源穩定狀態下森林結構和動態的定量理論的第二部分。該理論是基於樹木如何利用資源、填充空間和生長的個體水平異速生長縮放關係。這些規模擴大以確定不同森林的新興特性，包括尺寸頻率分佈、間距關係、樹冠結構、死亡率、族群動態、演替動態和資源通量率。該理論獨特地對標準水平縮放指數和標準化進行定量預測。我們透過編譯和分析來自幾個熱帶森林的宏觀生態數據集來評估這些…
摘要 社會和經濟互動網絡常常受到節點之間未觀察到的結構的影響
摘要 社會和經濟互動網絡常常受到節點之間未觀察到的結構的影響。基於未觀察到的社群結構如何產生互動網路的簡單模型，我們公理化了一種從網路資料中偵測潛在社群結構的方法。該方法基於最大似然估計。
摘要 我們為歐幾里德晶格上的（非阿貝爾）離散規範理論提出了一系列新的規範不變性非局部序參數 Delta(
摘要 我們為歐幾里德晶格上的（非阿貝爾）離散規範理論提出了一系列新的規範不變性非局部序參數 Delta(A)(alpha)，它們與有限群 H 的量子雙 D(H) 表示理論得出的激發譜一一對應。它們將由共軛類標記的磁通量扇區與隨通量交換的扶正器子群的電表示相結合。特別是，像磁通量的平凡類別或電荷的平凡類別這樣的情況，這些階數參數分別簡化為熟悉的 Wilson 和 't Hooft…
摘要 背景：血吸蟲是扁形動物門的吸蟲寄生蟲
摘要 背景：血吸蟲是扁形動物門的吸蟲寄生蟲。就發病率和死亡率而言，它們被認為是最重要的人類蠕蟲寄生蟲。曼氏血吸蟲和日本血吸蟲的基因組序列草案現已提供。非編碼 RNA (ncRNA) 在基因表現調控、細胞功能和防禦、體內平衡和發病機制中發揮著至關重要的作用。 ncRNA 的全基因組註釋是一項艱鉅的任務，除非已經有密切相關物種的註釋良好的基因組。結果：對曼氏鏈黴菌基因組中的結構化 …
摘要 我們評估資訊論量，這些量根據 k 階統計依賴性來量化複雜性，而這些依賴性不能簡化為 k 1 個隨機
摘要 我們評估資訊論量，這些量根據 k 階統計依賴性來量化複雜性，而這些依賴性不能簡化為 k 1 個隨機變數之間的交互作用。使用耦合地圖和元胞自動機的符號動力學作為模型系統，我們證明這些措施能夠識別複雜的動力學機制。
摘要 我們最近開發了一種新策略，利用單基因組擴增和隨機病毒進化模型來識別急性感染人群中傳播的 HIV 1
摘要 我們最近開發了一種新策略，利用單基因組擴增和隨機病毒進化模型來識別急性感染人群中傳播的 HIV 1 基因組。在這裡，我們使用這種方法確定了 18 隻實驗感染的印度恒河猴中猿猴免疫缺陷病毒 (SIV) 傳播的分子特徵。動物經直腸內 (i.r.) 或靜脈注射 (i.v.) 接種 SIVmac251 或 SIVsmE660 儲備液，這些儲備液表現出早期慢性 HIV 1 感染典型…
摘要 我們研究兩個空間維度上拓樸有序相之間的疇壁
摘要 我們研究兩個空間維度上拓樸有序相之間的疇壁。我們提出了一種方法，該方法允許確定此類壁的激勵的超選擇扇區，並導致對壁的運動學及其兩側的兩個階段的統一描述。這結合了域壁散射過程的描述，可應用於穿牆傳輸問題。除了一般形式主義之外，我們還給出了代表性的例子，包括磁場中基塔耶夫蜂窩晶格模型的阿貝爾和非阿貝爾拓撲相之間的疇壁，以及最近提出的不同填充分數下自旋極化和非極化非阿貝爾分數量…
摘要 我們分析了八個科學領域從誕生到成熟的出現和發展，並根據科學論文的共同作者來衡量其合作網絡隨時間的演
摘要 我們分析了八個科學領域從誕生到成熟的出現和發展，並根據科學論文的共同作者來衡量其合作網絡隨時間的演變。我們表明，隨著一個領域的發展，它的協作結構會經歷拓撲轉變，從一個小的不連貫圖到一個更大的網絡，其中出現了巨大的協作連接組件。結果，最大分量中的邊和節點的數量經歷從總數的一小部分到所有出現的大多數之間的轉變。這些結果涉及對技術演變的許多定性觀察以及對「科學革命結構」的討論。…
摘要 我們研究了由玻色準粒子凝聚引起的兩個空間維度中拓撲有序相之間的轉變
摘要 我們研究了由玻色準粒子凝聚引起的兩個空間維度中拓撲有序相之間的轉變。為此，我們提出了對稱破缺相變理論的擴展，該理論適用於具有由量子群或模張量類別描述的拓撲激發的相。這使我們能夠處理準粒子具有非整數子維度並服從編織統計的相。這種相的許多例子都可以從二維有理共形場論中構造出來，我們發現量子群對稱破缺和共形場論中某些眾所周知的構造之間存在著美麗的聯繫，特別是陪集構造、軌道模型的…
摘要 在過去的幾年中，我們目睹了新型社交網路的出現（主要是在線上社群中），這些網路的表示需要比過去使用的
摘要 在過去的幾年中，我們目睹了新型社交網路的出現（主要是在線上社群中），這些網路的表示需要比過去使用的更複雜的圖形結構。一個例子是大眾分類法，這是一種由使用者、資源和標籤組成的三方結構，由使用者協作應用於資源，以便在原本無差別的資料庫上賦予有意義的結構。在這裡，我們提出了這種三方結構的數學模型，將它們表示為隨機超圖。我們證明，在大型網路規模的限制下，可以精確計算模型的許多屬性…
摘要 縱向行為資料通常包含大量結構
摘要 縱向行為資料通常包含大量結構。在這項工作中，我們透過模型來識別日常行為固有的結構，這些模型可以準確地分析、預測和聚類來自人群社交網絡內的個人和社區的多模態數據。我們透過完整行為資料集的主要組成部分（我們稱之為特徵行為的一組特徵向量）來表示這種行為結構。在我們的模型中，一個人在特定一天的行為可以透過他或她的主要特徵行為的加權和來近似。當一天中途計算這些權重時，它們可以用來預…
摘要 我們研究了流動性股票在經歷較大的盤中價格變化後限價訂單簿的動態
摘要 我們研究了流動性股票在經歷較大的盤中價格變化後限價訂單簿的動態。在數據中，我們發現幾個微觀指標的巨大變化，例如買賣價差的波動性、買賣不平衡、排隊限價單的數量、限價單下達和取消的活動（數量和數量）等。數量的放鬆通常非常緩慢，可以用千分之一指數0.4的冪律來描述。我們引入數值模型以便更好地理解實證結果。我們發現，透過訂單流的零智能沉積模型，可以定性地再現經驗結果。這表明緩慢的…
摘要 隨機相交圖是透過為每個頂點獨立分配給定集合的子集並當且僅當它們各自的子集相交時在兩個頂點之間繪製一
摘要 隨機相交圖是透過為每個頂點獨立分配給定集合的子集並當且僅當它們各自的子集相交時在兩個頂點之間繪製一條邊來構造的。在本文中開發了一個模型，其中每個頂點都被賦予隨機權重，並且權重較大的頂點更有可能被分配較大的子集。給定頂點的度的分佈被表徵並且被證明取決於頂點的權重。特別是，如果權重分佈是冪律分佈，則度分佈也是冪律分佈。此外，也導出了圖中聚類的漸近表達式。透過調整模型的參數，可…
摘要 我研究貝葉斯網絡背景下的隨機依賴性和因果關係之間的相互作用以及資訊理論
摘要 我研究貝葉斯網絡背景下的隨機依賴性和因果關係之間的相互作用以及資訊理論。最近定義的因果資訊流測量的應用提供了賴興巴赫共同原因原理的定量細化。 (c) 2008 Elsevier B.V. 保留所有權利。
摘要 來自領鞭毛類Monosiga brevicollis、長形動物 Trichoplax adhaer
摘要 來自領鞭毛類Monosiga brevicollis、長形動物 Trichoplax adhaerens 和刺胞動物 Nematostella vectensis 的全基因組序列證實了比較進化發育研究的結果，即許多曾經被認為是兩側對稱動物特徵的發育工具包在動物進化中出現得更早。具有有限數量的細胞類型和有限的發育庫的動物中轉錄因子和信號通路基因的多樣性令人費解，特別是考慮到…
摘要 自達爾文以來，群體間的敵對行為在解釋人類社會行為的演化中佔有重要地位
摘要 自達爾文以來，群體間的敵對行為在解釋人類社會行為的演化中佔有重要地位。然而，人類祖先在很大程度上是「和平的」還是「好戰的」仍然存在爭議。我問一個更精確的問題：如果更多的合作群體在與其他群體的衝突中更有可能獲勝，那麼群體間暴力的程度是否足以影響人類社會行為的演變？使用群體間競爭的演化影響模型和一個新的資料集，該資料集將更新世晚期和全新世早期死亡原因的考古證據與狩獵採集人群的…
摘要 在新定序的基因組的初始發布中通常缺少非蛋白質編碼 RNA 的詳細註釋
摘要 在新定序的基因組的初始發布中通常缺少非蛋白質編碼 RNA 的詳細註釋。在這裡，我們報告了粘性絲盤菌（Trichoplax adhaerens）基因組的全面 ncRNA 註釋，粘盤絲盤菌可能是最基礎的後生動物，其基因組迄今為止已發表。由於blast僅辨識出一小部分最保守的ncRNA，特別是rRNA、tRNA和一些snRNA，因此我們開發了半全域動態程式設計工具GotohSc…
摘要 空間環境條件的變化（例如海拔或緯度）可能會導致植被類型密度的顯著變化，從而導致空間連結性的顯著變化
摘要 空間環境條件的變化（例如海拔或緯度）可能會導致植被類型密度的顯著變化，從而導致空間連結性的顯著變化。我們使用空間顯式模擬來研究從相連植被到破碎植被的轉變。將靜態（梯度滲濾）模型與動態（梯度接觸過程）模型進行比較。連通性是從使用這種植被類型作為棲息地的各種物種的角度來表徵的，並且在分散或遷移範圍上有所不同，即整個景觀的「步長」。由特定步長描繪的相連植被的邊界被稱為“船體邊緣…
摘要 自 1800 年代初期馮洪堡的研究以來，生物多樣性與氣候之間的關聯對於生物學家來說是顯而易見的，但
摘要 自 1800 年代初期馮洪堡的研究以來，生物多樣性與氣候之間的關聯對於生物學家來說是顯而易見的，但建立氣候與生態和演化模式的關係卻更加困難。在演化時間尺度上，氣候可以透過生物和非生物效應影響能量供應。生物多樣性與氣候之間聯繫的一些最佳證據來自多樣性的緯度梯度，這為探索氣候與演化之間更普遍的關係提供了途徑。在廣泛的生物假說中，那些具有最大經驗支持的假說表明，氣候變暖通過促進…
摘要 在許多生物系統中，穩健性是透過冗餘接線來實現的，並透過連接系統組件的圖中循環的存在來反映
摘要 在許多生物系統中，穩健性是透過冗餘接線來實現的，並透過連接系統組件的圖中循環的存在來反映。在分析此類圖時，我們對循環穩健的循環基很感興趣，因為它們可用於透過迭代添加基循環來產生給定 2 連通圖的所有循環。眾所周知，嚴格的基本（或基爾霍夫）基，即可以從生成樹導出的基，不一定具有循環穩健性。這裡我們注意到，相反，循環穩健的基底（即使是平面圖）不一定是基本的。此外，我們提出了一…
摘要 語言變化的研究已開始有助於回答認知科學中幾個迫切的問題，包括人類語言能力的起源、認知的社會建構以及
摘要 語言變化的研究已開始有助於回答認知科學中幾個迫切的問題，包括人類語言能力的起源、認知的社會建構以及一般文化變化的機制。在這裡，我們描述了一種新興的語言變化研究框架內的最新進展，該框架將這種變化建模為競爭性語言變體之間的演化過程。我們認為，該框架的一個關鍵且統一的要素是使用機率、數據驅動的模型來推斷變化並比較有關社會和認知對語言變化影響的相互競爭的主張。
摘要 我們研究了遊說和收買選票的後果，假設收銀台的做法是允許的並且沒有恥辱
摘要 我們研究了遊說和收買選票的後果，假設收銀台的做法是允許的並且沒有恥辱。兩名遊說者透過向立法者提供預付款以換取他們的選票來爭取立法者的選票。我們分析遊說者的預算限制和立法者的偏好如何決定獲勝者和付款。當遊說者受到預算限制時，所有立法者的偏好都會很重要，遊說者的相對實力隨著預算的增加而增加，比立法者對該遊說者立場的原始偏好的增加幅度更大。當遊說者不受預算限制時，只有接近中間立…
摘要 比較發育證據表明，發育基因調控網絡（GRN）的重組是動物形態（包括身體結構）演化變化的基礎
摘要 比較發育證據表明，發育基因調控網絡（GRN）的重組是動物形態（包括身體結構）演化變化的基礎。我們在這裡認為，監管變化引起的演化改變的性質取決於 GRN 中變化的層次位置。這個概念既不能被微觀進化論也不能被宏觀進化論所容納。透過評估 GRN 變化對形態演化的影響，很快就能透過實驗研究這些想法。
摘要 本文利用 2003 年至 2004 年間在舊金山灣區收集的 501(c)(3) 營運慈善機構的隨機
摘要 本文利用 2003 年至 2004 年間在舊金山灣區收集的 501(c)(3) 營運慈善機構的隨機樣本數據，分析了專業價值觀和實踐如何影響非營利組織的特徵。非營利領域擴大的專業精神不僅涉及帶薪全職職業和經過認證的專業知識，還涉及將專業理想融入慈善工作的日常世界。我們制定專業精神的關鍵指標，並透過策略規劃、獨立財務審計、定量計畫評估和顧問的使用來衡量組織合理化程度。正如假設…
摘要 從手機收集的數據有可能提供對個人關係動態的洞察
摘要 從手機收集的數據有可能提供對個人關係動態的洞察。本文將手機觀測數據與標準自我報告調查數據進行了比較。我們發現這兩個資料來源的資訊重疊但又不同。例如，身體接近度的自我報告與手機記錄的偏差取決於互動的新近度和顯著性。我們還證明，僅根據觀察數據就可以準確推斷 95% 的友誼，其中朋友二人組在物理接近度和呼叫模式方面表現出獨特的時間和空間模式。這些行為模式反過來又可以預測個人層面…
摘要 背景：了解植物演化以使其生物活動適應不斷變化的環境的分子機制是一個有趣的問題，需要係統生物學方法
摘要 背景：了解植物演化以使其生物活動適應不斷變化的環境的分子機制是一個有趣的問題，需要係統生物學方法。在這裡，我們提出了全基因組表達數據的網絡分析與逆向工程網絡模型相結合，以剖析擬南芥的轉錄控制。透過使用包含來自幾種生長條件、發育階段、生物和非生物脅迫以及各種突變基因型的穩態RNA表達水平的微陣列數據組裝來推斷調控網絡。結果：我們顯示擬南芥調控網絡具有分層網絡的特性。我們成功…
摘要 我們在可量化和動態的社會物理框架中製定了帕金森關於官僚低效率的三篇著名的描述性文章
摘要 我們在可量化和動態的社會物理框架中製定了帕金森關於官僚低效率的三篇著名的描述性文章。在第一個模型中，我們展示瞭如何使用最近的小團體輿論形成模型來理解帕金森的觀察，即一旦內閣或董事會等決策機構的規模超過臨界「低效率係數」（通常約為 20），它們的效率就會變得非常低下。帕金森的第二個觀察（有時稱為帕金森定律）是，官僚或行政機構的成長通常與其整體效率的急劇下降同時發生。在我們的…
摘要 我們研究小型社交網絡中的意見形成過程
摘要 我們研究小型社交網絡中的意見形成過程。我們特別展示了一個群體的有效決策能力如何取決於其規模。我們採用門檻選民模型，並表明存在一個特徵大小，超過該特徵大小，形成內部派系的機率 從而缺乏共識 會發生質的變化。我們的工作是基於經驗，受到決策團體規模與其在國家政府特定情況下的績效之間明顯相關性的推動。 (C) 2009 Elsevier B.V. 保留所有權利。
摘要 我們提出了一種演化模型，旨在重現化石資料的統計特徵，特別是滅絕事件的分佈、每個屬的物種分佈和壽命分
摘要 我們提出了一種演化模型，旨在重現化石資料的統計特徵，特別是滅絕事件的分佈、每個屬的物種分佈和壽命分佈，所有這些都屬於冪律類型。該模型結合了物種間相互作用和祖先關係。這項工作的主要新穎之處在於展示了 k 核滲透作為選擇機制的可行性。我們對可觀察的分佈進行理論預測，透過電腦模擬確認其有效性並與化石數據進行比較。該模型的一個關鍵特徵是由潛在物種相互作用的拓撲結構決定的共同演化的…
摘要 許多人類學研究和理論涉及行為、主觀經驗和看待世界的方式（即文化差異）的群體差異是如何產生和維持的
摘要 許多人類學研究和理論涉及行為、主觀經驗和看待世界的方式（即文化差異）的群體差異是如何產生和維持的。在美國國內外，生育率存在著巨大的群體差異。在美國，美洲印地安人群體的生育能力最高、最早。我們使用人類學資料以及結構化卡片分類和問卷資料來比較阿巴拉契亞切羅基族和白人青年的生育文化模式。切羅基族和白人青年之間的關鍵區別不是第一次生育的理想年齡的模態差異，而是生育孩子的時間相對於…
摘要 我們提出了一個動態的投票率模型，選民在一次選舉中的行為僅取決於他們是否在上一次選舉中投票以及他們的
摘要 我們提出了一個動態的投票率模型，選民在一次選舉中的行為僅取決於他們是否在上一次選舉中投票以及他們的政黨是否獲勝。這個假設可以透過假設公民滿意或假設他們根據他們是否投票和選舉結果來調整關於至關重要的主觀信念來證明。無論個人層面的機制如何，先前的選民投票率和先前的選舉結果影響當前投票率的假設都有實證支持，我們表明這意味著投票率動態與在幾個國家觀察到的動態一致。因此，這種假設或…
摘要 有效的愛滋病疫苗必須控制高度多樣化的 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 流行株
摘要 有效的愛滋病疫苗必須控制高度多樣化的 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 流行株。在 HIV 1 基因產物中，包膜 (Env) 蛋白包含可變區域和保守區域。在本報告中，測試了針對 HIV 1 Env M 組全局序列的 T 細胞疫苗設計資訊學方法。合成的 Env 抗原被設計來表達嵌合體，最大限度地包含常見的潛在 T 細胞表位 (PTE) 9 聚體，並最大限度地減少可能引…
摘要 大型化學反應網絡通常表現出獨特的特徵，可以解釋為更高層次的結構
摘要 大型化學反應網絡通常表現出獨特的特徵，可以解釋為更高層次的結構。主要的例子是生化環境中的代謝途徑。我們回顧了利用化學計量結構（可以被視為特定的有向超圖）來導出化學組織的代數圖的數學方法。然後，我們根據集合值集合函數給出另一種解釋，該函數封裝了各個反應的產生規則。從數學的角度來看，這些函數定義了化學物質集合上的廣義拓樸空間。我們表明組織理論概念也以自然的方式出現在拓樸語言中…
摘要 LHC有望成為頂級夸克工廠
摘要 LHC有望成為頂級夸克工廠。如果基本普朗克尺度接近 TeV，那麼我們也預期頂夸克是透過霍金輻射從黑洞產生的。在這封信中，我們計算了大型強子對撞機中黑洞產生頂夸克的橫截面，並將其與通過次次前導階（NNLO）的部分子融合過程直接產生的頂夸克橫截面進行比較。我們發現，黑洞產生的頂夸克可能大於或小於 NNLO 處的 pQCD 預測，這取決於普朗克質量和黑洞質量。因此，在大型強子對…
摘要 植物和動物的許多特徵與身體大小成比例，如 Y = βM{alpha} 形式的異速生長方程式所描述，
摘要 植物和動物的許多特徵與身體大小成比例，如 Y = βM{alpha} 形式的異速生長方程式所描述，其中 Y 是生物體的屬性，β 是隨屬性變化的係數，M 是生物體大小的度量，{alpha} 是另一個常數，即縮放指數。在目前模型中，經常觀察到的四分之一冪縮放指數被假設是由於分形結構造成的。然而，並非所有植物或動物都符合這些模型的假設。因此，它們可能具有不同的縮放關係。我們研究…
摘要 在結核病傳播動力學的背景下，探討了使用均質混合和異質混合流行病模型的優點和局限性
摘要 在結核病傳播動力學的背景下，探討了使用均質混合和異質混合流行病模型的優點和局限性。重點是三種類型的模型：標準發生同質混合模型、包含「家庭」接觸的非同質混合模型、年齡結構模型。使用人口統計和流行病學資料對模型進行參數化，並對這些模型產生的模式進行比較。此外，也探討了人口增長、隨機性、接觸人群聚集和年齡結構對疾病動態的影響。此框架用於評估觀察到的結核病通報歷史下降的可能原因。
摘要 在適當的範數和寬度限制下，玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 熵 S BG = k 積分 dx p(x)
摘要 在適當的範數和寬度限制下，玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 熵 S BG = k 積分 dx p(x) lnp(x) 的極值化產生與 e( beta x2) 成比例的高斯分佈 p(G)(x)。此外，標準 Fokker Planck (FP) 方程式（與加性雜訊的 Langevin 方程式相關）以及中心極限定理吸引子的基本解都是高斯解。具有此類特徵的最簡單的隨機模型是 N 8 個…
摘要 我們研究機率分佈函數的穩健性，例如 Renyi 和非加性 S q 熵，以及分佈小變化下的 q 期望
摘要 我們研究機率分佈函數的穩健性，例如 Renyi 和非加性 S q 熵，以及分佈小變化下的 q 期望值。我們專注於三種重要類型的分佈函數，即 i）連續有界，ii）具有有限狀態數的離散，以及 iii）具有有限狀態數的離散。魯棒性的物理概念與數學上更強的穩定性條件和泛函的 Lesche 穩定性形成對比。我們明確證明，在連續分佈的情況下，一旦排除無界分佈和導致負熵的分佈，Reny…
摘要 語言習得和處理受遺傳限制
摘要 語言習得和處理受遺傳限制。一個尚未解決的關鍵問題是，這些遺傳限制與語言共同進化的程度如何，可能會導致高度專業化和物種特異性的語言“模組”，以及語言習得和處理在多大程度上重新部署了預先存在的認知機制。在目前的工作中，我們探索了編碼語言特定屬性的基因可能與語言本身共同演化的情況。我們提出了一個在電腦模擬中實現的基因與語言相互作用的關鍵方面的理論模型。我們的結果表明，語言基因可…
摘要 本文考慮了 Cooper、Shepard 和 Sodano 檢查的方程式的 PE 對稱擴展
摘要 本文考慮了 Cooper、Shepard 和 Sodano 檢查的方程式的 PE 對稱擴展。根據 PT 對稱方程式的標度性質，導出了與廣義 KdV 方程式的任何孤立波解的能量、動量和速度相關的一般定理。我們也討論了壓實解的穩定性作為影響非線性的參數的函數。
摘要 我們引入了一種在感知和現實之間具有反饋的進化遊戲，我們稱之為現實遊戲
摘要 我們引入了一種在感知和現實之間具有反饋的進化遊戲，我們稱之為現實遊戲。這是一種機會遊戲，其中不同客觀結果（例如，拋硬幣的正面或反面）的機率取決於對這些結果的下注金額。透過改變將投注金額與結果機率聯繫起來的“現實地圖”，可以從機率不依賴投注的純粹客觀遊戲連續轉變為機率等於投注金額的純粹主觀遊戲。我們研究自我強化遊戲，在這種遊戲中，對結果下更多的賭注會增加其賠率，以及自我挫敗…
摘要 Hog1 絲裂原激活蛋白激酶 (MAPK) 途徑的適當調節對於細胞在滲透壓下生存至關重要
摘要 Hog1 絲裂原激活蛋白激酶 (MAPK) 途徑的適當調節對於細胞在滲透壓下生存至關重要。在這裡，我們表明 Hog1 上游的兩種感測機製表現出不同的訊號特性。 Sho1 分支是一個誘導型非基礎系統，而 Sln1 分支顯示受 MAPK 介導的反饋機制限制的高基礎訊號傳導。 Snl1 分支的二維數學模型（包括高基礎訊號傳導和 Hog1 調節的負回饋）表明，與沒有基礎訊號傳導的…
摘要 我們提出了人口和資源穩定狀態下森林結構和動態的定量理論的第一部分
摘要 我們提出了人口和資源穩定狀態下森林結構和動態的定量理論的第一部分。該理論使用基於新陳代謝和生物力學的異速生長關係來量化樹木如何利用資源、填充空間和生長。這些個體層面的特徵和屬性可以擴大規模來預測林分的新興屬性，包括大小頻率分佈、間距關係、資源通量率和冠層配置。從這個分析中得出兩個見解：（i）整個森林中樹木的大小結構和空間排列是功能不變的木質部元素捆綁在一起以將水和養分從樹…
摘要 基因組規模的代謝網絡對於消除酵素編碼基因非常穩健
摘要 基因組規模的代謝網絡對於消除酵素編碼基因非常穩健。它們的結構可以透過消除這些基因的突變以及透過添加新的酶編碼基因的水平基因轉移來快速進化。使用通量平衡分析，我們研究了大量的代謝網絡基因型及其與代謝表型的關係，以及在由可用碳源範圍定義的環境中維持生命的能力。兩個這樣的網路通常在大多數反應上有所不同，幾乎沒有共同的基本反應。我們的觀察結果表明，大腸桿菌代謝網絡對突變的穩健性是…
摘要 我們為網路理論中的一個長期存在的問題提供了一種解決方案，創建一個合理的、可解的網路模型，該模型顯示
摘要 我們為網路理論中的一個長期存在的問題提供了一種解決方案，創建一個合理的、可解的網路模型，該模型顯示聚類或傳遞性——網路節點的兩個鄰居也相互成為鄰居的傾向。我們展示如何推廣標準隨機圖模型以合併聚類，並為所得網路的各種屬性提供精確的解決方案，包括網路組件的大小、巨型組件的大小（如果有）、巨型組件形成的相變位置以及網路上滲透的相變位置。
摘要 突變和重組是產生遺傳變異的兩個主要力量
摘要 突變和重組是產生遺傳變異的兩個主要力量。大多數這種變異可能是有害的。由於重組可以重組整個基因和遺傳迴路，因此它可能比點突變產生更大的後果。我們在這裡探討重組對在胚胎發育中扮演重要角色的轉錄調控電路模型的影響。我們發現重組對這些電路的表現型的有害影響比模仿更弱。此外，如果此類電路的群體在突變和重組的影響下進化，我們發現會出現三個關鍵特性：（1）突變的有害影響顯著減少；（2）…
摘要 本文探討了戰時暴力的一種特殊模式，即許多武裝團體相對不存在性暴力
摘要 本文探討了戰時暴力的一種特殊模式，即許多武裝團體相對不存在性暴力。這個被忽視的事實具有重要的政策意涵：如果某些群體不參與性暴力，那麼戰爭中的強暴就不會像有時聲稱的那樣不可避免，並且有更充分的理由追究那些參與性暴力的群體的責任。在建立了一個理論框架來理解所觀察到的戰時性暴力的變化之後，本文分析了斯里蘭卡泰米爾伊拉姆猛虎解放組織分離主義組織中令人困惑的不存在性暴力的情況。
摘要 近年來，小分子藥物與蛋白質標靶之間相互作用數據的可用性大幅增加
摘要 近年來，小分子藥物與蛋白質標靶之間相互作用數據的可用性大幅增加。使用七個不同的資料庫，我們能夠收集 802 種藥物和 480 個標靶之間總共 4767 種獨特的相互作用，這意味著目前已知平均每種藥物與 6 個標靶之間總共 4767 種獨特的相互作用，這意味著目前已知平均每種藥物與 6 個標靶相互作用。網路理論對這些數據的分析的應用揭示了藥物 標靶相互作用的出乎意料的複雜圖…
摘要 人類語言形成了一個獨特且很大程度上獨立的文化複製者類別，其行為和保真度可以與基因相提並論
摘要 人類語言形成了一個獨特且很大程度上獨立的文化複製者類別，其行為和保真度可以與基因相提並論。生物演化和語言演化之間的相似性意味著受系統發育學和比較生物學啟發的統計方法正越來越多地應用於研究語言。由語言元素建構的系統發育樹描繪了人類文化的歷史，比較研究揭示了語言如何進化的令人驚訝和普遍的特徵，包括語言元素進化速率的模式和影響語言進化時間趨勢的社會因素。對於人類學和人類行為生態…
摘要 權衡長期以來一直是生活史理論的一個主要主題，但它們很難記錄
摘要 權衡長期以來一直是生活史理論的一個主要主題，但它們很難記錄。我們引入了一種新方法，該方法在根據體型和生活方式對後代資源分配率的普遍變化進行調整後，揭示了不同權衡的模式。結果表明，斷奶前對捕食的脆弱性是決定雌性胎盤哺乳動物如何在一窩內的幾個大型後代和許多小型後代之間以及在繁殖季節內的幾個大型後代和許多小型後代之間分配生產的主要因素。偶蹄類、奇蹄類、鯨類和鰭足類動物在陸地或海…
摘要 物種豐度分佈（SAD）是生態學中少數的普遍模式之一
摘要 物種豐度分佈（SAD）是生態學中少數的普遍模式之一。對這種基本分佈的研究主要集中在數字計數的研究上，而不考慮個體的特徵。在這裡，我們表明，考慮一組廣義物種豐度分佈（GSAD），包含多種豐度度量，例如數量豐度、生物量和資源利用，可以為生態群落的結構及其組織力量提供新的見解。我們使用宏觀生態資料集的分類多樣化組合來研究 GSAD 之間的異同。然後，我們在簡約的假設下使用機率論…
摘要 經濟學關注物理世界中的材料和過程之間的界面現像以及認知、法律和文化領域的策略行動
摘要 經濟學關注物理世界中的材料和過程之間的界面現像以及認知、法律和文化領域的策略行動。在經濟一般均衡理論的數學架構內，人們提出了一系列關於商品合理最適配置是否存在的非常有限的問題。獨立地，特定經濟系統的各種特定模型已經在運籌學、宏觀經濟學以及最近不斷發展的經濟物理學領域建立起來。直到最近，人們還沒有對經濟過程的綜合建模框架給予足夠的關注，該框架在一般性上與均衡理論的數學相當，…
摘要 科學引用過程的數學模型預測了一種強大的「先發」效應，在這種效應下，一個領域的第一篇論文基本上無論內
摘要 科學引用過程的數學模型預測了一種強大的「先發」效應，在這種效應下，一個領域的第一篇論文基本上無論內容如何，都會以遠高於後來發表的論文的速度獲得引用。此外，論文有望永久保留這一優勢——無論在其之後發表了多少其他論文，它們都應該無限期地獲得更多的引用。我們根據選定領域的數據測試了這個猜想，並在一些情況下發現了與理論預測相似的先發效應。如果我們今天戴著憤世嫉俗的帽子，我們可能會…
摘要 真核細胞中的基因表現受到複雜的相互作用網絡的調節，其中轉錄因子及其在基因組 DNA 上的結合位點發
摘要 真核細胞中的基因表現受到複雜的相互作用網絡的調節，其中轉錄因子及其在基因組 DNA 上的結合位點發揮決定性作用。由於轉錄因子很少（如果有的話）單獨發揮作用，因此相互作用因子的結合位點通常緊密排列，形成所謂的順式調節模組。即使單一結合位點已知，模組發現仍然是一個困難的組合問題，我們在這裡將其形式化為最佳燒烤問題。它要求從 K 個彩色區間排列中同時刺入最大數量的不同顏色區間。…
摘要 Limit distributions are not limited to uncorrelat
摘要 Limit distributions are not limited to uncorrelated variables but can be constructively derived for a large class of correlated random variables, as was shown e. g。在大偏差理論 [1] 的背景下，以及最近 Hi…
摘要 有人認為，老化研究正處於一個階段，可以透過更深入地參與系統生物學和複雜性科學所強調的觀點而受益匪淺
摘要 有人認為，老化研究正處於一個階段，可以透過更深入地參與系統生物學和複雜性科學所強調的觀點而受益匪淺。如果我們想要對老化、長壽及其與健康的關係有一個全面、基本的了解，就需要更全面、更有系統的方法。更廣泛、更深入、更定量和預測性的概念框架可以產生能夠定量地面對數據的理論方法和現實模型，也許更重要的是，可以激發新的問題和新的實驗。其中不可或缺的是尋找潛在的因果多層次機制和原則，…
摘要 我們提出了一個使用微衛星和單核苷酸多態性（SNP）等共顯性基因組標記在自然群體中進行譜系重建的軟體
摘要 我們提出了一個使用微衛星和單核苷酸多態性（SNP）等共顯性基因組標記在自然群體中進行譜系重建的軟體包。如果可用，則演算法會利用先驗訊息，例如已知的關係（子譜系）或個體的年齡和性別。統計置信度透過馬可夫鏈蒙特卡羅 (MCMC) 取樣來估計。該演算法的準確性透過模擬數據以及具有已知譜系的經驗數據集得到證明。即使有基因分型錯誤，親子關係推論也是穩健的。
摘要 最近顯示了混沌邊緣邏輯映射迭代和的機率分佈[U.蒂爾納克利，物理學家
摘要 最近顯示了混沌邊緣邏輯映射迭代和的機率分佈[U.蒂爾納克利，物理學家。 Rev. E 75, 040106(R) (2007)]在數值上與 q 高斯分佈一致，該分佈在適當的約束下最大化非加性熵 S q，這是非廣延統計力學的基礎。此分析是基於對分佈尾部的研究。我們現在檢查整個分佈，特別是它的中心部分。鑑於中心極限定理最近的 q 推廣，這一點很重要，該定理指出，對於某些強相關…
摘要 統計力學構成了當代物理學的支柱之一
摘要 統計力學構成了當代物理學的支柱之一。它與力學（經典、量子、相對論）、電磁學和熱力學一起被認為是世界各地幾乎所有中級和高級物理學課程的必修理論之一。正如這種基本科學範式通常發生的那樣，它被置於各種其他知識分支的十字路口。就統計力學而言，標準理論（以下稱為玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 統計力學）在各種微觀、介觀和宏觀物理層面以及與機率論（特別是與中心極限定理，CLT）表現出高度…
摘要 一般認為，由於缺乏校對機制，RNA病毒的突變率本來就很高
摘要 一般認為，由於缺乏校對機制，RNA病毒的突變率本來就很高。然而，突變率的直接估計卻出乎意料地稀少，特別是對於植物病毒。在這裡，基於對菸草蝕刻病毒體內突變頻率的分析，我們計算出每個位點和每輪複製的突變率上限估計為 3 x 10( 5)；事實證明該值與方法論錯誤無法區分。儘管如此，該值僅處於 RNA 病毒可接受範圍的下限，儘管與其他植物病毒獲得的唯一直接估計值非常一致。這些觀…
摘要 在本文中，我們提出了一個基於非線性動力學的框架，用於建模和分析電腦系統
摘要 在本文中，我們提出了一個基於非線性動力學的框架，用於建模和分析電腦系統。透過該框架，我們使用自訂測量基礎設施和延遲座標嵌入來研究這些複雜非線性系統的動力學。我們從多種證實方法中發現了在流行的英特爾計算機上運行的簡單程序的性能中存在低維動力學的強烈跡象，包括真實計算機硬體中混沌動力學的第一個實驗證據。我們還發現，當我們在不同類型的英特爾電腦上執行相同的程式時，或者當程式稍微…
摘要 核醣體 RNA (rRNA) 基因可能是系統發育重建中最常使用的資料來源
摘要 核醣體 RNA (rRNA) 基因可能是系統發育重建中最常使用的資料來源。 rRNA 比對的各個列由於其高度保守的二級結構而不是獨立的。除非明確考慮到，否則這些相關性可能會扭曲系統發育訊號和/或導致對樹穩定性的整體高估。最大似然法和貝葉斯方法當然適合使用適當處理保守鹼基對的 RNA 特異性替換模型，但需要準確的二級結構模型作為輸入。然而，到目前為止，還沒有準確且易於使用的…
摘要 大多數晚期癌症的標準治療是多種藥物治療
摘要 大多數晚期癌症的標準治療是多種藥物治療。不幸的是，臨床上的組合通常無法達到預期的效果。因此，為了補充基於生物學假設識別合理藥物組合，我們假設對藥物組合進行功能性篩選，不限制組合大小，將有助於識別有效的藥物混合物。考慮到無數可能的雞尾酒，並受到醫學以外不同領域搜尋演算法範例的啟發，我們開發了一種新穎、高效的搜尋策略，稱為醫學演算法組合篩選 (MACS)。此類演算法的工作原理…
摘要 在本文中，我指出了兩個過程，它們可以潛在地補充達爾文所概述的自然選擇演化的經典觀點，而達爾文僅捕捉
摘要 在本文中，我指出了兩個過程，它們可以潛在地補充達爾文所概述的自然選擇演化的經典觀點，而達爾文僅捕捉了驅動適應性演化的部分過程。這種經典觀點應該與生物系統本身響應其自身結構和動態（即自組織）而產生的秩序來源進行補充，並考慮生物體與其環境之間相互作用中基本循環的存在，以便生物體的行為改變其選擇環境，從而影響其自身的進化。這兩個過程（及其相互作用）的形式化和包含代表了達爾文傳統…
摘要 儘管越來越多的證據表明，已經感染 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 的個體可能會感染該病毒的
摘要 儘管越來越多的證據表明，已經感染 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 的個體可能會感染該病毒的異源毒株，但首次感染所提供的針對重複感染的保護程度以及重複感染的生物學後果尚不清楚。我們在 HIV 1/AIDS 的猿猴免疫缺陷病毒 (SIV)/恒河猴模型中探討了這些問題。我們用 SIVmac251 或 SIVsmE660 感染恒河猴群，然後透過直腸內接種將動物暴露於相反的…
摘要 人類疾病病原體可以透過感染程度傳播，也可以從父母到後代垂直傳播
摘要 人類疾病病原體可以透過感染程度傳播，也可以從父母到後代垂直傳播。根據其進化動態的細節，它們的毒力可能會隨著時間的推移而增加或減少。在這些和其他方面，細菌轉座元件的演化動力學與人類病原體的演化動力學相似。我在這裡簡要地強調這兩個演化過程的異同。我還建議，從流行病學的角度，結合未來對數百個基因組轉座元件演化參數的估計，可能會深入了解維持細菌群體中轉座元件的力量。
摘要 背景：基因調控網絡的逆向工程提出了系統生物學的重大挑戰之一
摘要 背景：基因調控網絡的逆向工程提出了系統生物學的重大挑戰之一。基因調控網絡通常是從一組單基因過度表現和/或敲除實驗推斷出來的。基因之間的功能關係可以從穩態基因表現或相應的時間序列中檢索。結果：我們提出了一種基於過度表現實驗的穩態基因晶片數據的基因網路重建新演算法。該演算法基於線性基因動力學方程式的直接解，其中實驗數據作為解的第一個預測因子輸入。我們在眾所周知的大腸桿菌實驗數…
摘要 優化已被證明是某些生物結構進化的驅動力，例如大腦或傳輸網路中的神經圖
摘要 優化已被證明是某些生物結構進化的驅動力，例如大腦或傳輸網路中的神經圖。在這裡，我們表明昆蟲網絡也表現出最優性的特徵。透過使用白蟻巢室組織的圖形表示和無序晶格模型，發現這些空間巢接近滲透閾值。這表明白蟻以低成本建造了跨越大部分巢穴體積的有效畫廊系統。概述了進化的後果。
摘要 我們研究了一個複雜系統的演化模型，該系統在催化動力學和達爾文選擇下進化，並表現出自發生長、停滯，然
摘要 我們研究了一個複雜系統的演化模型，該系統在催化動力學和達爾文選擇下進化，並表現出自發生長、停滯，然後其結構崩潰。我們發現系統的典型壽命隨著其組件或物種的多樣性而急劇增加。我們也發現崩潰的主要原因是系統自然發生的內部脆弱性。這種脆弱性體現在網路組織特徵中，並且與其元件之間路徑或回饋循環的多樣性減少有關。這些結果也適用於模型的幾個概括。這項工作為理解不斷發展的分子網絡、生態系…
摘要 我們研究了雙重拍賣金融市場中價差突然變化後買賣價差和中間價的鬆弛動態
摘要 我們研究了雙重拍賣金融市場中價差突然變化後買賣價差和中間價的鬆弛動態。我們發現價差依照冪律衰減到其正常值。我們測量改變價差的一般事件的價格回歸動態和永久影響，即對價格的長期影響，我們發現即時影響和永久影響之間存在近似線性關係。我們假設利差的冪律衰減是流動性提供者策略性限價訂單的結果。我們透過調查幾個數量來支持這個假設，例如下單率、價格分佈以及提交訂單的時間，這些因素會影響…
摘要 儘管已測序和重測序的基因組數量迅速增加，但有關大規模測序數據的計算組裝的許多問題仍未解決
摘要 儘管已測序和重測序的基因組數量迅速增加，但有關大規模測序數據的計算組裝的許多問題仍未解決。計算組裝在大型基因組計劃以及不斷發展的高通量技術中至關重要，並且在處理這些方法產生的資訊中發揮重要作用。在這裡，我們提供了當前公開的序列組裝程序的全面概述。我們描述了計算組裝的基本原理以及主要關注點，例如基因組 DNA 中的重複序列、高表達基因和 EST 序列中的替代轉錄本。我們總結…
摘要 我們給出了神秘性的系統擴展——最近引入的一種衡量靜態過程內部狀態資訊的不可訪問性的方法
摘要 我們給出了神秘性的系統擴展——最近引入的一種衡量靜態過程內部狀態資訊的不可訪問性的方法。這導致了 k 加密過程的層次結構，並使我們能夠識別具有無限加密順序的有限狀態過程 內部狀態資訊存在於任意長的觀察序列中。隱性展開在有限階和無限階情況下都是精確的。事實證明，k 加密性是描述過程中狀態資訊的馬可夫有限階屬性的補充。這些結果的一個應用是多餘熵（過程的無限過去和無限未來之間的…
摘要 工業區和區域集群依賴同處一地的組織之間的相互聯繫所形成的網絡，而企業之間的物理鄰近性可以改變通過網
摘要 工業區和區域集群依賴同處一地的組織之間的相互聯繫所形成的網絡，而企業之間的物理鄰近性可以改變通過網絡的資訊和資源流動的性質。我們使用 1988 年至 1999 年 12 年期間工業區和區域集群中美國生命科學公司專利活動的負二項式計數模型，考慮地理鄰近性和網路位置對組織創新的聯合影響。我們發現有證據顯示區域集聚和網路中心性對組織創新有互補但偶然的影響。結果表明，在高速、研究…
摘要 G. Arthur Cooper 和 Richard E. Grant 在德州西部二疊紀盆地數十年
摘要 G. Arthur Cooper 和 Richard E. Grant 在德州西部二疊紀盆地數十年的野外工作中收集到的矽化腕足動物群為研究化石生態群落結構的變化提供了重要的資源。使用 511 個動物區系列表進行排序分析，其中包括從昆古階到瓜達盧佩和玻璃山的卡皮坦階段（類似於 15 密爾）的 967 個物種（190 屬），揭示了四個不同的主要地層群，每個群可分為兩到三個子群…
摘要 無論基因組極性如何，必須合成互補意義的中間體並將其用作產生新基因組鏈的模板
摘要 無論基因組極性如何，必須合成互補意義的中間體並將其用作產生新基因組鏈的模板。取決於這些新的基因組鏈本身是否成為產生額外反基因組鏈的模板，從而產生幾何增長，或者只有首先合成的反基因組鏈可以用於此目的，因此遵循Luria的沖壓機模型，突變基因組的豐度和分佈將有所不同。在這裡，我們提出了數學和位元串模型，可以區分沖壓機和幾何複製。我們觀察到，無論適應度景觀的拓樸結構如何，隨著複…
摘要 更新世末期海平面上升，形成了印尼和馬來西亞巽他陸架的島嶼，這提供了群落分解的自然實驗，並提供了關於
摘要 更新世末期海平面上升，形成了印尼和馬來西亞巽他陸架的島嶼，這提供了群落分解的自然實驗，並提供了關於體型和生態位對豐度、分佈和多樣性的影響的見解。自隔離以來，這些島嶼上的陸地哺乳動物群落因滅絕而減少，幾乎沒有抵消殖民化的影響。我們記錄了三種拆卸的經驗模式，所有這些模式都與隨機組裝的零模型顯著不同：（i）多樣性 面積關係：類群的數量與島嶼面積呈強正相關； (ii) 嵌套子集組…
摘要 目的 人們越來越認識到，森林內樹木的平均木材密度與地上森林生物量緊密相關
摘要 目的 人們越來越認識到，森林內樹木的平均木材密度與地上森林生物量緊密相關。然而，尚不清楚森林生物量與平均群落木材密度之間的正相關關係是否是整個森林的普遍現象。了解生物量的空間變化作為森林內部和森林之間木材密度的函數，對於預測因全球變化而儲存的碳的變化非常重要，在這裡，我們評估了六種熱帶森林內部和之間生物量 木材密度正關係的普遍性。地點 哥斯大黎加、巴拿馬、波多黎各和厄瓜多…
摘要 薩納克生物複雜性計畫是一項跨學科研究工作，重點關注阿拉斯加灣西部阿拉斯加半島以南 50 公里的一個
摘要 薩納克生物複雜性計畫是一項跨學科研究工作，重點關注阿拉斯加灣西部阿拉斯加半島以南 50 公里的一個小島群島。這個由考古學家、陸地生態學家、社會人類學家、潮間帶生態學家、地質學家、海洋學家、古生態學家和建模師組成的團隊正在尋求了解古代、歷史和現代阿留申群島在當地和區域生態系統的結構和功能中的作用。利用從系統調查到穩定同位素化學等技術，在不斷變化的氣候狀況和人類影響的背景下，…
摘要 U3 snoRNA 是一種特殊的盒式 C/D snoRNA，它參與前 rRNA 加工，無需直接化學
摘要 U3 snoRNA 是一種特殊的盒式 C/D snoRNA，它參與前 rRNA 加工，無需直接化學修飾。我們在此報告一項綜合計算調查，得出了 90 多種其他真核生物的 U3 序列。此擴展資料基礎用於改進二級結構模型。對 U3 snoRNA 結構變異的詳細研究比之前想像的要廣泛得多。此外，許多真菌 U3 基因含有內含子。 U3 啟動子與 snRNA 類似，但即使在相關物種之…
摘要 使用者驅動的電腦 RNA 同源性搜尋仍然是一項艱鉅的任務
摘要 使用者驅動的電腦 RNA 同源性搜尋仍然是一項艱鉅的任務。在某種程度上，這是計算工具精度有限的結果，儘管該領域最近取得了令人興奮的進展，並且在某種程度上，計算成本在實踐中仍然是一個問題。正如我們在這裡所討論的，一個重要且主導的問題是對 RNA 良好策劃（二級）結構比對的依賴。這些通常很難獲得，並不是因為可用數據的固有限制，而是因為它們需要大量的手動管理，而這種努力很少被承…
摘要 7SK RNA 是聚合酶 II 轉錄調節的關鍵參與者
摘要 7SK RNA 是聚合酶 II 轉錄調節的關鍵參與者。 7SK RNA被認為是高度保守的脊椎動物創新。然而，在幾種昆蟲和冠輪蟲中發現的保守性較差的同源物意味著其演化起源要早得多。 7SK 功能的機制需要與蛋白質 HEXIM 和 La 相關蛋白 7 相互作用。在這裡，我們對後生動物中的這兩種蛋白質進行了全面的計算分析，並透過幾個額外的候選者擴展了 7SK RNA 的集合。特…
摘要 植物病毒的自然混合感染很常見，常常導致症狀、傳染性、累積和/或載體傳播性發生不可預測的變化
摘要 植物病毒的自然混合感染很常見，常常導致症狀、傳染性、累積和/或載體傳播性發生不可預測的變化。花椰菜花葉病毒 (CaMV) 經常在蕓薹屬植物中與蕪菁花葉病毒 (TuMV) 混合感染中發現。本研究探討了混合感染對機械接種 cDNA 感染性克隆的擬南芥植物中 CaMV 和 TuMV 的感染性、致病性和累積的影響。在單次感染的植物中，TuMV 累積量比 CaMV 高約 8 倍。在…
摘要 透過仔細考慮描述演化過程的“粒度”，關於適應論的爭論可以得到澄清和部分解決
摘要 透過仔細考慮描述演化過程的“粒度”，關於適應論的爭論可以得到澄清和部分解決。 「適應性景觀」的框架可以用來說明和促進這項調查。我們認為，自然選擇在演化過程的中間分析中可能具有特殊的地位。鐮狀細胞疾病和基因組印記的病例被用作案例研究。
摘要 众所周知，进化的自然系统表现出某种分布式鲁棒性，以防止单个组件的丢失
摘要 众所周知，进化的自然系统表现出某种分布式鲁棒性，以防止单个组件的丢失。這種魯棒性不僅僅是冗餘的結果。相反，它似乎基于简并性，即结构不同的元素执行相同功能或产生相同输出的能力。在这里，我们探讨了由 NAND 门形成的一类演进数字系统中简并性的相关性如何，以及什么类型的网络结构是演进设计对给定单元的移除或丢失的弹性的基础。结果表明，只有当鲁棒性以分布式方式出现时，我们的容错电…
摘要 護航平均值（或 q 矩）構成了有用的理論工具，用於描述某些機率密度的基本特徵，例如像冪律一樣漸近衰
摘要 護航平均值（或 q 矩）構成了有用的理論工具，用於描述某些機率密度的基本特徵，例如像冪律一樣漸近衰減的機率密度。它們自然地出現在許多複雜動力系統的研究中，特別是那些遵循非廣延統計力學（玻爾茲曼 吉布斯理論的當前推廣）的系統。他們恢復 q=1 的標準平均值（或矩）。在這裡，我們討論透過一組合適的所有伴隨平均值以及所有相關歸一化量的集合來表徵（非負）機率密度，前提是它們全部收…
摘要 新感染個體的病毒多樣化模式提供了有關新傳播病毒通常經歷的宿主環境和免疫反應的資訊
摘要 新感染個體的病毒多樣化模式提供了有關新傳播病毒通常經歷的宿主環境和免疫反應的資訊。例如，在多個早期感染患者中趨於快速進化的位點可能參與逃避常見的早期免疫反應，可能代表對新感染宿主快速生長的適應，或者可能代表從先前宿主中選擇用於免疫逃避的不太適合的病毒形式的逆轉。在這裡，我們研究了 81 種非常早期的 B 亞型感染中 HIV 1 env 編碼序列的多樣性，這些感染先前表明是…
摘要 全長傳播的 HIV 1 基因組的鑑定可以透過直接分析那些實際導致有效臨床感染的病毒，從而有助於 H
摘要 全長傳播的 HIV 1 基因組的鑑定可以透過直接分析那些實際導致有效臨床感染的病毒，從而有助於 HIV 1 發病機制、殺微生物劑和疫苗研究。我們在 12 名急性感染受試者（9 個 B 分支和 3 個 C 分支）中證明，可以透過單基因組擴增和血漿病毒體 RNA 定序來推斷傳播/創始病毒的完整 HIV 1 基因組。這使得能夠對傳播/創始病毒進行分子克隆和生物學分析，並對宿主選…
摘要 背景：網路主題是循環互動模式，在生物互動圖中遇到的頻率明顯高於隨機網路中的預期
摘要 背景：網路主題是循環互動模式，在生物互動圖中遇到的頻率明顯高於隨機網路中的預期。它們的存在引發了關於它們的出現和功能的問題。在這種情況下，研究表明，由三個基因組成的前饋環（FFL）能夠透過以非常具體、穩健的方式做出反應來處理外部訊號，加速或延遲反應。早期研究顯示拓樸和動力學之間存在一對一的映射，但這種觀點一再受到質疑。 FFL 的功能歸因於這種特定的反應。一般的反應分析很…
摘要 我們引入了一種新的一維單峰耗散圖的普遍性類別
摘要 我們引入了一種新的一維單峰耗散圖的普遍性類別。新系列，從現在起稱為 (z(1), z(2)) 對數圖，對應於 z 邏輯圖的推廣。這些圖的類費根鮑姆常數被決定。最近表明，z logistic 映射的混沌邊緣處的迭代和的機率密度在數值上與 q 高斯分佈一致，該分佈在適當的約束下優化非加性熵 S q。我們在這裡重點關注目前的廣義映射，以檢查它們是否構成關於 q 高斯吸引子分佈的…
摘要 HIV 1 可以演化出 HLA 特異性逃脫變異體，以回應 HLA 介導的細胞免疫
摘要 HIV 1 可以演化出 HLA 特異性逃脫變異體，以回應 HLA 介導的細胞免疫。宿主群體中常見的 HLA 等位基因可能會增加群體層級上此類逃逸變異的頻率。當病毒適應性的喪失是由免疫逃脫變異引起時，這些變異可能會在感染不具有相應 HLA 等位基因的新宿主時恢復。此外，針對不一致的 HLA 等位基因，可能會出現額外的逃脫變異。由於具有罕見 HLA 等位基因的個體不太可能被具…
摘要 根據多項轉錄組和蛋白質組大型高通量調查的結果，基因概念的精確闡明已成為激烈討論的主題
摘要 根據多項轉錄組和蛋白質組大型高通量調查的結果，基因概念的精確闡明已成為激烈討論的主題。在先前的工作中，我們提出了一種建構基因概念的方法，將基因組遺傳性與功能性要素結合。在這裡，我們在細胞相互作用的計算框架中介紹了基因的定義。這個定義旨在滿足註釋所施加的實際要求，捕獲調節的邏輯方面，並包含同源性的進化特性。
摘要 穹窿RNA (vtRNA) 是小的、大約100 nt 長的聚合酶III 轉錄物，包含在真核細胞的穹
摘要 穹窿RNA (vtRNA) 是小的、大約100 nt 長的聚合酶III 轉錄物，包含在真核細胞的穹窿顆粒中。大概由於其神秘的功能，與大多數其他非編碼 RNA (ncRNA) 家族相比，它們很少受到關注。它們較差的序列保守性使得同源搜尋即使在脊椎動物中也是一項複雜而乏味的任務。在這裡，我們報告了對後口動物中這一類快速進化的 ncRNA 的系統和全面的分析，提供了計算預測的 …
摘要 越來越多的證據表明，達爾文的自然選擇進化論為癌症的病因和治療提供了見解
摘要 越來越多的證據表明，達爾文的自然選擇進化論為癌症的病因和治療提供了見解。在微觀尺度上，腫瘤細胞滿足達爾文選擇的演化條件：具有影響細胞存活和複製的遺傳變異性的細胞繁殖。這表明，與生物學和生物醫學研究的其他領域一樣，達爾文理論可以為理解癌症的許多方面提供一個總體框架，包括具有重要臨床意義的問題。隨著原始分子數據的可用性迅速增加，該理論可以為將數據轉化為理解和進步提供指導。演化…
摘要 背景：代谢网络表现出巨大的进化可塑性，因为即使在密切相关的原核生物之间，它们也可能存在很大差异
摘要 背景：代谢网络表现出巨大的进化可塑性，因为即使在密切相关的原核生物之间，它们也可能存在很大差异。任何一种代谢网络还可以通过其他途径重新路由代谢流来有效地补偿单个反应的阻塞。這些觀察結果，加上新的微生物代謝途徑和酶的不斷發現，提出了代謝網絡在改變其酶反應補充方面僅受到微弱限制的可能性。結果：為了探討情況是否如此，我對 200 多個完整定序的原核生物屬代表中編碼代謝酶的基因共…
摘要 背景：在過去的二十年裡，分子系統發育和系統發育組學極大地修改和豐富了真菌系統學
摘要 背景：在過去的二十年裡，分子系統發育和系統發育組學極大地修改和豐富了真菌系統學。大多數分析是透過比較單一或多個直系同源基因區域來進行的。序列比對一直是樹建構中的重要元素。這些基於比對的方法（以下稱為標準方法）需要獨立驗證，以便使真菌生命之樹（TOL）站穩腳跟。定序真菌基因組數量的不斷增加以及我們新提出的免比對組合向量樹（CVTree，參見方法）方法最近的成功使驗證可行。結…
摘要 小規模人類社會的範圍從具有強烈平等主義精神的覓食群體到經濟分層的農牧社會
摘要 小規模人類社會的範圍從具有強烈平等主義精神的覓食群體到經濟分層的農牧社會。我們使用動態模型來解釋這種不平等的變化，其中人口的長期穩態不平等程度取決於其最重要的財富形式在家庭內代代相傳的程度。我們估計了三種不同類型的財富（物質財富、實體財富和關係財富）的世代傳遞程度，以及 21 個歷史和當代人群的財富不平等程度。我們表明，財富的世代傳遞和財富不平等在游牧和小規模農業社會中是…
摘要 細胞定義了生命的最小組成部分
摘要 細胞定義了生命的最小組成部分。細胞生命如何出現和進化意味著跨越生命和非生命物質之間的界線。在這裡，我們透過介紹涉及化學、物理和自然選擇的整個圖像的幾個相關組成部分來探討這個問題。現有證據表明，生命的基本邏輯是可以理解的，並最終轉化為細胞生命的合成形式。一個簡單的、物理上合理的無訊息原始細胞複製模型表明，如何耦合新陳代謝和容器的基本邏輯可能比所使用的一組特定參數更相關，從而…
摘要 我們提出了一個理論架構來描述隨機的、規模結構的群落組裝，並使用該框架進行群落層面的生態預測
摘要 我們提出了一個理論架構來描述隨機的、規模結構的群落組裝，並使用該框架進行群落層面的生態預測。我們的模型可以被認為是透過結合體型變化和生長動態，在中性生物多樣性理論中添加生物現實主義，並允許人口統計率取決於個體的體型。我們發現物種豐度分佈 (SAD) 對模型中的尺寸結構細節不敏感，這表明 SAD 不能很好地指示尺寸相關過程。我們也推導了物種生物量分佈 (SBD)，並發現 S…
摘要 基因調控網絡構成了細胞適應和監視的細胞計算的第一層
摘要 基因調控網絡構成了細胞適應和監視的細胞計算的第一層。在這些網絡中，轉錄因子與其目標基因之間的數千種相互作用建立了一組因果關係。這些網路的規模龐大且相互糾纏，因此很難對其內部組織進行全局了解。在此，透過大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母基因調控網絡的比較研究解決了這個問題。我們提取因果關係的最小核心，從新穎的動態/因果角度揭示層次和模組化組織。我們的結果揭示了一個明顯的自上而…
摘要 背景：亞型間重組在三個地理區域的愛滋病毒流行中占主導地位
摘要 背景：亞型間重組在三個地理區域的愛滋病毒流行中占主導地位。為了更了解 HIV 重組體在當前 HIV 流行中的作用，我們在此介紹了對 9435 個 HIV 1 序列進行大規模亞型分析的結果，其中涉及 A、B、C、G、F 亞型以及來自三大洲的流行病學上重要的重組體。結果：循環的重組形式 CRF02 AG 在中非西部常見，似乎是由亞型 A 和 G 分歧早期發生的重組事件引起的，…
摘要 這項工作在具體人工智慧和自組織的背景下提出了一種新穎的學習方法，該方法對世界和底層模型的假設和限制
摘要 這項工作在具體人工智慧和自組織的背景下提出了一種新穎的學習方法，該方法對世界和底層模型的假設和限制盡可能少。學習規則源自於最大化感覺運動迴路中的預測訊息的原理。它是在具有單獨控制的非通訊段的不同長度的機器人鏈上進行評估的。結果的比較表明，與每個機器人的最大化相比，最大化每個輪子的預測資訊會導致物理連接的機器人具有更高的協調行為。本文的另一個重點是分析機器人鏈條長度對機器人…
摘要 背景：需要有效的生物資訊解決方案來應對工業規模基因組註釋所帶來的挑戰
摘要 背景：需要有效的生物資訊解決方案來應對工業規模基因組註釋所帶來的挑戰。我們推出了 Bcheck，一種包裝工具，它透過結合模式匹配的速度和協方差模型的敏感性來預測 RNase P RNA 基因。 Bcheck 的核心是亞家族特定描述子模型和協方差模型的函式庫。結果：在單一 CPU 上掃描 GenBank 中的所有微生物基因組，僅需 4 小時即可識別出 1024 個微生物染色…
摘要 為本研究的目的，間隔是指指定區域內兩次地震之間經過的時間；規定了地震的最小震級
摘要 為本研究的目的，間隔是指指定區域內兩次地震之間經過的時間；規定了地震的最小震級。破紀錄的間隔是指比之前的間隔更長（或更短）的間隔；必須指定開始時間。我們考慮了震級大於 5.5 級的全球地震，並表明破紀錄的地震間隔可以透過泊松（隨機）理論很好地估計。我們還考慮了 2004 年帕克菲爾德地震的餘震，並表明破紀錄的間隔是透過非常不同的統計數據得出的近似值。在這兩種情況下，我們都…
摘要 本文提出了地震破裂引發和傳播的複合模型
摘要 本文提出了地震破裂引發和傳播的複合模型。此模型包括損傷力學、纖維束模型和滑塊模型等面向。元素陣列的引入類似於纖維束的纖維。每個元件的失效時間由泊松分佈指定。假設危險率對壓力具有冪律依賴性。當一個單元失效時，它將被移除，失效單元上的應力將均勻地重新分佈到給定相互作用範圍內的指定數量的相鄰單元。損壞被定義為失效元件的比例。失效時間和破裂擴展模式被確定為危險率指數和交互作用範圍…
摘要 人們常注意到，世界上大多數主要宗教都擁護某種版本的「黃金法則」
摘要 人們常注意到，世界上大多數主要宗教都擁護某種版本的「黃金法則」。在本文中，我們考慮了這種學說的文化演變，即對他人採取利他行為的責任普遍適用，而不僅僅是同一社會的其他成員。使用博弈論模型，我們發現超過臨界規模的社會可以從採用普遍利他主義模式中受益。這些「黃金法則社會」必須透過制定這項普遍規則的例外情況來證明針對外來者的暴力行為是正當的。對於較小的群體，採用只需要群體內部合作…
摘要 在受基因組印記的基因座上，等位基因的表達模式取決於其親代來源
摘要 在受基因組印記的基因座上，等位基因的表達模式取決於其親代來源。通常，一個等位基因表達，而另一個等位基因轉錄沉默，並且該基因座的自然選擇將由活性等位基因的包容性適應性驅動。對於表型的某些方面，母本和父本衍生的等位基因之間的相關適應度函數不同，因此母本和父本表達的印記基因座參與基因組內的基因座間衝突。在這裡，我考慮了具有多效性效應的基因座之間的這種衝突的後果，並表明表型被驅離…
摘要 紅皇后（1）描述了一種自然觀，其中物種不斷進化，但並沒有變得更好地適應
摘要 紅皇后（1）描述了一種自然觀，其中物種不斷進化，但並沒有變得更好地適應。這是演化生物學中比較獨特的隱喻之一，但從未針對可以預測幾乎相同結果的競爭模型對其物種形成以恆定速率發生的主張進行過檢驗（2），也沒有提出任何可能導致恆定速率現象的機制。在這裡，我們使用 101 個動物、植物和真菌類群的系統發育來測試針對四個競爭模型的恆定速率主張。系統發育分支長度記錄了連續的物種形成事…
摘要 演化生物學家越來越認識到，分子演化的速率和節奏可能經常在物種形成時或附近發生改變，即物種形成在某種
摘要 演化生物學家越來越認識到，分子演化的速率和節奏可能經常在物種形成時或附近發生改變，即物種形成在某種程度上是基因的特殊時期。分子系統發育經常揭示與物種形成相關的遺傳進化速率的增加，其他研究表明，各種類型的突然基因組破壞可以在透過生殖隔離促進物種形成方面發揮重要作用。這些現象與分子演化的漸進觀點相衝突，分子演化觀點隱含在我們對物種形成的許多思考和現代生物學工具中。這提出了研究…
摘要 許多動物類群表現出雄性異配性（XY）和雌性異配性（ZW）之間頻繁且快速的轉變
摘要 許多動物類群表現出雄性異配性（XY）和雌性異配性（ZW）之間頻繁且快速的轉變。我們發展了一個模型，展示了性別對抗選擇如何驅動這些轉變。作用於與新的性別決定突變相關的基因座的性別對抗選擇可以導致其入侵，但是當作用於與祖先性別決定基因相關的基因座時，將會抑制入侵。隨後對舊的和新的性別決定基因座進行間接選擇的強度是由性別對抗選擇的強度、性別對抗和性別決定基因之間的聯繫以及遺傳變…
摘要 生態系內的物種共存和族群規模隨時間變化模式的穩定性是生態理論的核心主題
摘要 生態系內的物種共存和族群規模隨時間變化模式的穩定性是生態理論的核心主題。在過去的十年中，適應性行為被提出作為人口穩定的機制。特別是，廣泛分佈的適應性營養行為（ATB），即由於營養環境的變化而導致的個體攝食相關性狀的適應性增強變化，可能在調節自然群落內攝食關係的動態方面發揮關鍵作用。在本文中，我們回顧並綜合了處理 ATB 對複雜食物網結構和動態影響的理論研究模型和結果。我們…
摘要 RNA沉默是一種真核機制，涉及多種細胞過程，其中一個例子是序列特異性抗病毒防禦
摘要 RNA沉默是一種真核機制，涉及多種細胞過程，其中一個例子是序列特異性抗病毒防禦。許多植物病毒已經開發出在許多情況下具有多功能的反防禦蛋白，例如菸草蝕紋病毒（TEV）的輔助成分蛋白酶（HC Pro）。在先前的工作中，產生了 TEV HC Pro 中氨基酸替換的突變體集合，並在瞬時表達測定中量化了它們抑制 RNA 沉默能力的影響。在這項研究中，三個導致抑制活性降低的突變和三個…
摘要 演化博弈論已成功用於研究系統動力學，其中許多實體具有競爭性相互作用
摘要 演化博弈論已成功用於研究系統動力學，其中許多實體具有競爭性相互作用。從物理學的角度來看，研究相互作用的實體（無論是自旋、粒子、細菌、動物或人類）發生協調或合作的條件是很有趣的。在這裡，我們分析實體異構的情況，特別是兩個具有衝突交互作用和兩種可能狀態的群體的情況。對於此類系統，將為穩態解和相關特徵值確定顯式數學公式，從而確定其穩定性。這樣，可以對四種不同類型的系統動力學進行…
摘要 我們提出了熊彼特經濟動態的簡單定量模型
摘要 我們提出了熊彼特經濟動態的簡單定量模型。新的商品和服務是透過現有商品的組合內生產生的。一旦新商品進入市場，它們可能會與現有商品競爭。換句話說，新產品可能會對現有商品產生破壞性影響。這種競爭機制的結果是，現有商品可能被逐出市場－通常會導致一系列次要缺陷（熊彼特式的破壞）。該模型導致了一般的動態，其特徵是相對經濟穩定的階段，隨後是市場大規模重組的階段——這可以解釋為熊彼特的商…
摘要 傳統上，演化被視為一個過程，其中從族群的可能變異池（例如生物物種或工業品）中選擇了一些能夠生存和增
摘要 傳統上，演化被視為一個過程，其中從族群的可能變異池（例如生物物種或工業品）中選擇了一些能夠生存和增殖的變異，而其他變異則消失。生存機率和增殖率通常與特定變異的「適應性」相關。在本文中，我們認為適應度的概念是一個後驗概念，從某種意義上說，人們可以為倖存的物種分配更高的適應度，但通常不能推導出或預測適應度本身。增殖率可以測量，而適應度景觀（即增殖率的相互依賴性）卻無法測量。基…
摘要 動機：小核仁 RNA 是一類豐富的非編碼 RNA，可指導 rRNA、snRNA 和一些 mRNA
摘要 動機：小核仁 RNA 是一類豐富的非編碼 RNA，可指導 rRNA、snRNA 和一些 mRNA 的化學修飾。然而，對於許多「孤兒」snoRNA 來說，目標核苷酸仍然未知。框 H/ACA 子類確定了透過明確的二級結構配置中的特異性互補結合轉化為假尿苷的尿苷殘基，這超出了常見 RNA（共）折疊演算法的範圍。結果：RNAsnoop 實現了一種動態編程演算法，可以在高效的掃描變…
摘要 迄今為止，人類群體行為的量化還無法採用經驗主義的、可證偽的方法
摘要 迄今為止，人類群體行為的量化還無法採用經驗主義的、可證偽的方法。這是由於社會系統的資料取得存在巨大困難。大型多人線上遊戲 (MMOG) 提供了一種令人著迷的新方式來觀察數十萬同時參與虛擬經濟活動的社交互動個人。我們編制了一個資料集，其中包含 30 萬人玩的 MMOG 中 3 年內所有玩家的幾乎所有行為。這個社會經濟單位的大規模資料集包含來自單一一致來源的所有社會和經濟資料…
摘要 在網路媒體中收集個人指紋的能力徹底改變了研究人員探索人類社會的方式
摘要 在網路媒體中收集個人指紋的能力徹底改變了研究人員探索人類社會的方式。社交系統可視為眾多複雜社交網絡的非線性疊加，其中節點代表個體，連結捕捉各種不同的社會關係。人們非常重視社交互動的網路拓撲，然而，這些互動的多維性質在很大程度上被忽視，主要是因為缺乏數據。在這裡，我們首次分析了一個由 30 萬多名大型多人線上遊戲玩家組成的社會的完整、多關係、大型社交網路。我們提取了玩家之間…
摘要 幫助、分散或性別比例等現像如何演變在很大程度上取決於人口和生活史因素
摘要 幫助、分散或性別比例等現像如何演變在很大程度上取決於人口和生活史因素。生物學家特別感興趣的一種表型是基因組印記，它會導致親代特異性基因表達，從而偏離孟德爾規則的預測。基因組印記演化最突出的解釋是親屬關係理論，該理論最初指出，當後代影響母體資源供應時，多重父子關係會導致印記演化。大多數親屬關係理論模型都沒有詳細說明人口細分、人口統計和生活史如何影響印記的演化。在這項工作中，…
摘要 流行病學控制策略的設計和評估是公共衛生政策的核心
摘要 流行病學控制策略的設計和評估是公共衛生政策的核心。雖然反問題方法在許多應用中經常使用，但儘管它們的潛在影響很大，但在這個領域中它們的使用相對較少。我們描述了與人口層面的流行病學建模特別相關的方法。然後將這些方法應用於肺炎球菌疫苗接種策略的研究，作為相關範例，這提出了其他傳染病常見的許多挑戰。我們證明了可以估計相關但通常未知的參數，並表明如果疫苗歷史與感染和定植資訊一起記錄…
摘要 標靶藥物可以顯著降低細胞毒性作用並提高治療活性
摘要 標靶藥物可以顯著降低細胞毒性作用並提高治療活性。雙氫青蒿素（DHA）已被證明可以有效殺死癌細胞。然而，它表現出非目標特性。全轉鐵蛋白（TF）是一種適合針對癌細胞的藥物載體，因為癌細胞需要透過 TF 介導的機制攝取鐵來維持其不受控制的生長。此外，TF受體（TF R）在癌細胞表面高度表現。本文採用3 (4,5 二甲基噻唑 2 基) 2,5 二苯基溴化四唑(MTT)法評估4 (…
摘要 背景：面容失認症是一種臉部辨識的選擇性缺陷，可以是後天獲得的（例如腦損傷後），也可以是出生時出現的
摘要 背景：面容失認症是一種臉部辨識的選擇性缺陷，可以是後天獲得的（例如腦損傷後），也可以是出生時出現的（先天性的）。面盲症患者的臉部辨識缺陷的特徵是準確性較差、反應時間較長、注視行為更加分散以及對特徵處理的強烈依賴。方法/主要發現：我們引入了先天性面盲症的統覺/聯想型概念模型，其中整體處理的缺陷通過對孤立的信息特徵的系列檢查來補償。基於所提出的模型，我們調查了一組 16 名先…
摘要 我們引入了一種推斷隨機動力系統因果結構的方法，該方法將率失真理論擴展到使用因果屏蔽（一種自然的學習
摘要 我們引入了一種推斷隨機動力系統因果結構的方法，該方法將率失真理論擴展到使用因果屏蔽（一種自然的學習原理）。我們研究因果推理的兩種不同情況：最優因果濾波和最優因果估計。過濾對應於測量序列的機率分佈已知的理想情況，給出了一種在所需表示層級上近似系統因果結構的原理方法。我們證明，在放鬆模型複雜性限制的限制下，過濾可以找到隨機動力系統的確切因果架構，稱為因果狀態劃分。由此，我們可…
摘要 自適應（下坡）步行是分析健身景觀幾何結構的一種計算方便的方法
摘要 自適應（下坡）步行是分析健身景觀幾何結構的一種計算方便的方法。然而，它們固有的隨機性限制了它們的數學分析。在這裡，我們開發了一個框架，將自適應行走解釋為組合向量場中的確定性軌跡，並反過來將這些組合向量場與測量其在景觀中的陡度的權重相關聯。我們證明了組合向量場及其權重具有受景觀中性控制的乘積結構。這種乘積結構使實際計算變得可行。這裡提出的框架也提供了另一種在數學上更方便的方…
摘要 我們討論一些定量研究相關矩陣性質的方法
摘要 我們討論一些定量研究相關矩陣性質的方法。相關矩陣在投資組合優化以及金融市場資產價格動態的其他幾個定量描述中發揮著重要作用。在這裡，我們討論如何從相關矩陣定義和獲取分層樹、基於相關的樹和網路。對相關矩陣執行的分層聚類和其他過程以檢測其統計上可靠的方面被視為相關矩陣的過濾過程。我們也討論了一種將分層嵌套因子模型關聯到從相關矩陣獲得的分層樹的方法。過濾過程中保留的資訊及其相對於…
摘要 正如查爾斯·達爾文早期指出的那樣，語言的行為和變化與生物物種非常相似
摘要 正如查爾斯·達爾文早期指出的那樣，語言的行為和變化與生物物種非常相似。它們表現出高度的多樣性，在空間和時間上存在差異，出現和消失。大量文獻探討了選擇性場景下智能體群體中資訊交換和通訊限制的作用。這些模型對於解釋複雜的溝通形式在演化壓力下如何出現非常有幫助。然而，大型組織的其他模式可以使用忽略溝通特徵的數學方法來描述。這些方法考慮較短的時間尺度，並透過利用理論生態學和統計物…
摘要 染色體表現出多種特徵，顯示其時空動力學是自組織的
摘要 染色體表現出多種特徵，顯示其時空動力學是自組織的。最近有人提出，基因組大小和平均染色體數量之間的負相關性也可能是自組織的指紋，與人類語言在單字和音節層面的組織方式有關。然而，非編碼DNA在真核基因組中的巨大主導地位應該會阻止基於與資訊儲存和傳輸相關的功能權衡來解釋基因組/染色體大小。此外，所報告的負相關性被證明是染色體和基因組長度定義的必然結果，因此與任何類型的特殊生成過…
摘要 前現代人類社會在社會經濟不平等方面存在很大差異
摘要 前現代人類社會在社會經濟不平等方面存在很大差異。儘管這些差異的原因有很多有用的理論，但缺乏關於財富不平等的個人層面的定量數據。本專題部分的論文首次對前現代社會的代際財富傳遞和不平等進行了可比較的估計，其中包含來自 21 個前現代社會的 40 多種體現財富、物質財富和關係財富的數據，代表了四種生產體系（狩獵採集者、園藝者、游牧者和農業者）。主要發現包括（1）物質財富、實體財…
摘要 人類語言是使人類有別於其他物種的關鍵進化創新
摘要 人類語言是使人類有別於其他物種的關鍵進化創新。然而，語言的結構是錯綜複雜的，所有層次的描述（從語義到語法）都涉及多層複雜性。最近的工作表明，可以根據連接詞的網路來分析此類層級所顯示的全局特徵。在這裡，我們回顧了語言網路的最新技術及其與認知科學的潛在相關性。透過語言習得出現的語法被用作案例研究，以說明該方法如何闡明有關語言組織及其演變的相關問題。
摘要 我們報告了一組狩獵採集人群的財富衡量標準的世代傳播和全民不平等的定量估計
摘要 我們報告了一組狩獵採集人群的財富衡量標準的世代傳播和全民不平等的定量估計。財富被廣泛定義為有助於個人或家庭福祉的因素，範圍從體重和狩獵成功等具體形式，到家庭用品等物質形式，以及交換夥伴的關係財富。這些人群的代際財富傳遞程度較低至中等，但預計仍會對個人的生活機會產生可衡量的影響。對於大多數財富類型來說，財富不平等（以基尼係數衡量）是適度的，符合定性民族誌研究普遍表明的情況（…
摘要 本文使用過去和現在實行集約農業的八個社會的數據來衡量前工業化農業社會中財富的世代傳遞
摘要 本文使用過去和現在實行集約農業的八個社會的數據來衡量前工業化農業社會中財富的世代傳遞。我們著眼於財富的體現形式、物質形式和關係形式，比較父母和孩子之間的財富水平，以估計財富從一代人傳遞到下一代的效率如何，以及一代人的不平等如何影響下一代的不平等。我們發現，在這些社會中，物質財富是迄今為止最重要、分配最不平等、傳遞性最強的財富形式，而具體財富和關係形式的財富則表現出較弱的重…
摘要 穿過有孔的薄膜的顆粒的濃度差將引起擴散通量
摘要 穿過有孔的薄膜的顆粒的濃度差將引起擴散通量。如果擴散物體與孔隙的長度尺度相同，則擴散可能並不簡單；物體可以以需要後退才能繼續前進的配置移動到孔隙中。從統計上看，阻止流過孔隙的結構可能是優選的，這是系統的有吸引力的亞穩態。這種效應是純粹的動力學效應，不依賴電位、摩擦力或耗散。我們討論了產生這種效果的幾種幾何形狀，並引入了一種捕捉定性特徵的啟發式模型。
摘要 幽門螺旋桿菌的基因組定序揭示了這種流行的人類病原體的潛在蛋白質和遺傳多樣性，但對其轉錄組織和非編碼
摘要 幽門螺旋桿菌的基因組定序揭示了這種流行的人類病原體的潛在蛋白質和遺傳多樣性，但對其轉錄組織和非編碼 RNA 輸出知之甚少。大規模平行 cDNA 定序 (RNA seq) 徹底改變了全球轉錄組分析。在這裡，我們使用一種選擇性初級轉錄物 5' 端的新型差異方法 (dRNA seq)，展示了幽門螺旋桿菌轉錄起始位點和操縱子的全基因組圖譜。我們在操縱子內發現了數百個轉錄起始位點，…
摘要 本文關注的是多體系統中透過競爭性相互作用和無序的組合而產生的複雜宏觀行為，即使是微觀層面上的簡單成
摘要 本文關注的是多體系統中透過競爭性相互作用和無序的組合而產生的複雜宏觀行為，即使是微觀層面上的簡單成分。它試圖指出和說明在廣泛的科學學科中概念理解、方法論和應用方面所出現的豐富性，並暗示一些仍有待挖掘的進一步機會。在此過程中，它採用了物理學的視角，並試圖展示（儘管相當簡短）物理學是如何做出貢獻和受到刺激的。
摘要 針對無標度穩態網路的情況，介紹並分析了重佈線網路上的流行病傳播模型
摘要 針對無標度穩態網路的情況，介紹並分析了重佈線網路上的流行病傳播模型。研究發現，與人們天真的預期相反，重新佈線過程通常會抑制流行病的傳播。特別是，我們發現，與平均場近似下的靜態網路一樣，度分佈指數γ 3的重新佈線網路在感染率方面表現出一個閾值，低於該閾值流行病就會在穩態下消失。然而，在重新佈線的情況下，門檻更高。 2人份
摘要 植物維管網絡對於植物形態、功能和多樣性至關重要
摘要 植物維管網絡對於植物形態、功能和多樣性至關重要。在這裡，我們開發了一種植物網絡擴展理論，該理論基於血管系統的最佳空間填充以及水力安全性和效率之間的權衡。包括這些進化驅動因素可以預測樹液流、從樹幹到末端小枝的木質部導管半徑的錐度，以及木質部導管的頻率如何隨導管半徑變化。為了檢驗我們的預測，我們使用了楓樹、橡樹和松樹的綜合經驗測量以及我們從各種樹種獲得的補充文獻資料。對我們的…
摘要 複製子動力學準種模型的一般假設是基因型的適應性完全由其序列決定
摘要 複製子動力學準種模型的一般假設是基因型的適應性完全由其序列決定。然而，從生物學角度更合理的情況是，適應性取決於催化代謝反應（包括複製）的蛋白質。在複製子的攪拌群體中，例如在同一細胞內複製和累積的病毒，給定基因組與其編碼的蛋白質之間的關聯並不緊密，因為它可以透過從其他基因組翻譯的蛋白質來複製。我們研究了這種互補現像如何影響簡單準種平均場模型中的誤差閾值。我們首先研究了一個模…
摘要 有效的 HIV 疫苗必須引發辨識遺傳多樣性病毒的免疫反應 (1,2)
摘要 有效的 HIV 疫苗必須引發辨識遺傳多樣性病毒的免疫反應 (1,2)。它必須產生控制 HIV 複製的 CD8(+) T 淋巴細胞和幫助生成和維持針對病毒的細胞和體液免疫反應的 CD4(+) T 淋巴細胞(3 5)。創造能夠引發針對遺傳變異的愛滋病毒循環分離株的細胞免疫反應的免疫原是創造愛滋病毒疫苗的關鍵挑戰(6,7)。透過對 HIV 天然株進行電腦重組而衍生的多價嵌合免疫…
摘要 背景：代謝基因型包括生物體可以透過其基因組中編碼的酵素催化的所有化學反應
摘要 背景：代謝基因型包括生物體可以透過其基因組中編碼的酵素催化的所有化學反應。如果基因型能夠產生生物體生存和繁殖所需的所有生物量成分，則該基因型在給定環境中是可行的。先前的工作主要集中在個體基因型的特性上，而對於具有給定功能的基因組規模的代謝網絡如何改變其反應內容卻知之甚少。結果：我們在這裡描述了此類基因型的空間。具體來說，我們研究代謝基因型，其表型在其唯一碳源不同的最小化學…
摘要 雖然蒙古牧民聽起來好像實行了資本主義民主，但他們實際上是在用話語來表達自己的意識形態
摘要 雖然蒙古牧民聽起來好像實行了資本主義民主，但他們實際上是在用話語來表達自己的意識形態。基於1998年和2003年收集的認知數據，本文運用聯結主義理論表明，蒙古牧民的政治模式是由三種現象的聯繫所塑造的：（1）後社會主義政治經濟賦予牧民權利和自由以及家庭/家庭層面的經濟責任；（2）前社會主義文化主題，即欣賞獨立、將領導人視為遙遠的庇護者以及他們自己與治理的隔離；引導對兩者的解…
摘要 簡介：點火連鎖在減少酒後駕駛方面的有效性受到醉酒駕駛 (DWI) 罪犯逃避法院安裝該裝置的命令的能
摘要 簡介：點火連鎖在減少酒後駕駛方面的有效性受到醉酒駕駛 (DWI) 罪犯逃避法院安裝該裝置的命令的能力的限制。方法：在新墨西哥州的一個試點計畫中，四名聖達菲縣法官對聲稱沒有汽車或無意開車的罪犯實施家庭監禁（透過電子監控手環）。將聖達菲縣聯鎖安裝率與新墨西哥州所有其他縣在兩年計劃和兩年計劃後期間的安裝率進行了比較。結果：在兩個計劃實施期間，聖達菲縣被判醉酒的司機中有 70% …
摘要 變化是生物學、技術、經濟和科學本身相互作用模式的基本要素：生物體內部和生物體之間的相互作用發生變化
摘要 變化是生物學、技術、經濟和科學本身相互作用模式的基本要素：生物體內部和生物體之間的相互作用發生變化；空中、陸地和海上的運輸模式都在變化；全球金融流動變化；以及科學研究前沿的變化。網路和聚類方法已成為理解這些大規模結構實例的重要工具，但如果沒有區分真實趨勢和雜訊資料的方法，這些方法對於研究網路如何變化是沒有用的。只有當我們能夠賦予單一網路的劃分重要性時，我們才能區分有意義的…
摘要 眾所周知，累積量展開是矩展開的另一種方法，可以在所有矩存在的情況下充分錶徵機率分佈
摘要 眾所周知，累積量展開是矩展開的另一種方法，可以在所有矩存在的情況下充分錶徵機率分佈。如果情況並非如此，則提出所謂的護航平均值（或 q 矩）來表徵具有發散矩的機率密度 [C. Tsallis 等人，J. Math。物理。 50, 043303 (2009)]。我們在這裡引入一個新的數學對象，即 q 累積量，它與累積量類似，為機率密度的 q 矩提供了另一種表徵。為了說明流程的…
摘要 摘要：背景：自然網路分析過程中的一個實際問題是其複雜性，因此使用合成電路將能夠揭示自然的運作機制
摘要 摘要：背景：自然網路分析過程中的一個實際問題是其複雜性，因此使用合成電路將能夠揭示自然的運作機制。自催化基因調控網絡在塑造多細胞生物體的發育中發揮重要作用，而振盪電路則用於在光暗循環等可變環境下控制基因表現。結果：我們提出了一種使用最少數量的基因產生發育模式和振盪的新機制。為此，我們設計了具有拮抗性自我調節的合成基因迴路，以研究蛋白質表現的時空控制。在這裡，我們展示了我們…
摘要 細胞命運是透過基因調控網絡進行編程的，基因調控網絡執行多次計算以做出適當的決定
摘要 細胞命運是透過基因調控網絡進行編程的，基因調控網絡執行多次計算以做出適當的決定。在電腦模擬中，進化優化模仿了大自然設計此類基因調控網絡的方式。在這篇綜述中，我們討論了這些演化方法的基本原理以及如何將它們應用於工程合成網路。我們總結了實現矽進化設計方法的基本準則，以及迭代驅動網路架構走向指定動態行為的突變和選擇算子。有趣的是，正如自然進化中發生的那樣，我們展示了間斷進化模式…
摘要 Leacutevy 引入的 α 穩定分佈在機率理論研究及其各種應用（例如統計物理學、生命科學和經濟
摘要 Leacutevy 引入的 α 穩定分佈在機率理論研究及其各種應用（例如統計物理學、生命科學和經濟學）中發揮重要作用。在本文中，我們研究長程相關隨機變數序列，其分佈具有漸近冪律衰減，稱為 (q,alpha) 穩定分佈。這些序列是獨立且同分佈的 α 穩定分佈的概括，之前尚未研究過。在描述非廣延統計力學、細胞生物學、金融學中的異常過程時，可能會出現長期依賴 (q,alpha)…
摘要 大規模滅絕後的生物恢復具有一系列複雜的動態特徵，包括從倖存者和機會性物種的低多樣性組合中重建整個生
摘要 大規模滅絕後的生物恢復具有一系列複雜的動態特徵，包括從倖存者和機會性物種的低多樣性組合中重建整個生態。人們提出了恢復期間的三大類多樣性動態：立即線性響應、邏輯恢復和物種相互作用的簡單正回饋模式。在這裡，我們提出了一個簡單的恢復模型，該模型透過物種相互作用程度的差異產生這三種情景，從而捕捉恢復模式的動態邏輯。模型結果表明，隨著生物交互作用在恢復過程中變得更加重要，生物恢復的…
摘要 我們提出了一種貝葉斯方法，使用微衛星和單核苷酸多態性 (SNP) 等共顯性基因組標記來重建克隆群體
摘要 我們提出了一種貝葉斯方法，使用微衛星和單核苷酸多態性 (SNP) 等共顯性基因組標記來重建克隆群體中的譜系。透過模擬數據證明了該演算法的準確性。我們表明，即使使用中等功率的標記組，也可以高精度地聯合估計感興趣的參數（例如自體受精率）。在這種情況下，經典方法只能分配非常有限數量的具有統計意義的親子關係，因此會失敗。統計置信度透過馬可夫鏈蒙特卡羅 (MCMC) 取樣來估計。該…
摘要 染色質調控被認為是真核細胞基因調控的基本模式之一
摘要 染色質調控被認為是真核細胞基因調控的基本模式之一。我們認為，決定染色質結構的基本蛋白質構成了生命所有三個領域中共有的進化古老的轉錄調控層。我們從系統發育角度探索染色質調控的創新來源，並著重在與染色質結構和功能相關的蛋白質結構域，證明染色質調控的複雜性逐漸增加。基於高度保守地使用染色體結構蛋白變體來區分染色體狀態，Eukarya 其次獲得了將化學修飾「寫入」到構成持久訊號的…
摘要 我們批判性地研究了一個試圖解釋人類語言中冪律（例如齊夫定律）出現的模型
摘要 我們批判性地研究了一個試圖解釋人類語言中冪律（例如齊夫定律）出現的模型。該模型基於溝通中的最小努力原則，具體來說，整體努力在說話者努力和聽眾努力之間進行平衡，並進行一些權衡。事實證明，這原理的資訊理論解釋足以解釋齊普夫定律在參考無用系統（所有可參考物件一個訊號）和索引參考系統（每個物件一個訊號）之間過渡附近的出現。相變是在以權衡參數表示的通訊精度（資訊內容）空間中定義的。…
摘要 當我們在平面上的點之間添加剛性桿時，在什麼點上會出現一個巨大的（線性大小的）剛性組件，它可以旋轉和
摘要 當我們在平面上的點之間添加剛性桿時，在什麼點上會出現一個巨大的（線性大小的）剛性組件，它可以旋轉和平移，但沒有內部靈活性？如果這些點是通用的，則這僅取決於由條形形成的圖形的組合。我們證明，如果該圖是 Erdos Renyi 隨機圖 G(n,c/n)，則存在出現巨大剛性組件的尖銳閾值。對於 c < c 2，w.h.p。所有剛性組件跨越一個、兩個或三個頂點，並且當 c c 2…
摘要 從半索動物門 (1)、蛇形目 (3)、海膽總目 (1) 和海參總目 (1) 的代表中確定了六個新的
摘要 從半索動物門 (1)、蛇形目 (3)、海膽總目 (1) 和海參總目 (1) 的代表中確定了六個新的完整線粒體基因組的基因組結構和氨基酸序列，並與先前已知的序列一起進行了分析。系統發育分析恢復了棘皮動物中的三個譜系：海百合總科、蛇形總科和海參總科。 Echinoidea 和 Asteroidea。與先前對線粒體基因組的分析相反，增加的數據集使用半索動物外群代表在最大似然和貝…
摘要 演化演算法面臨探索和利用之間的基本權衡
摘要 演化演算法面臨探索和利用之間的基本權衡。性能的快速提高往往伴隨著潛在解決方案群體多樣性的快速喪失，導致過早收斂於局部最優而非全局最優。然而，群體中多樣性喪失的速度不僅是選擇強度的函數，還取決於選擇的效率，或相對於變異損失的表現提高率。選擇效率可以量化為客觀表現和繁殖之間的線性相關。常用的選擇演算法包含多種低效率的根源，其中一些很容易避免，而有些則不然。基於連續變化的世代時…
摘要 隨著蛋白質組成的合成和降解，生物網絡會動態變化
摘要 隨著蛋白質組成的合成和降解，生物網絡會動態變化。了解網絡的時間依賴性以及在多細胞生物體中的組織依賴性可以帶來超越將時變相互作用分解為單一靜態圖的觀點的洞察力。傳統演算法僅限於透過將網路簡化為一系列不相關的快照來分析不斷發展的網路。在這裡，我們介紹一種透過動態分層隨機區塊模型根據共享交互作用模式對蛋白質進行分組的方法。隨著相互作用模式隨時間和空間的變化，塊中的蛋白質成員資格…
摘要 我們研究隨機圖分佈的指數族作為系統量化網路結構的架構
摘要 我們研究隨機圖分佈的指數族作為系統量化網路結構的架構。在本文中，我們將自己限制在無向無標籤圖上。對於這些圖，具有不超過 k 個連結的子圖的計數足以統計最多 k 個連結之間交互作用的指數族圖。在此框架中，我們研究了通常用於量化網絡結構的幾個可觀察量之間的依賴性，例如度分佈、聚類和相配係數。
摘要 證人恐嚇涉及策略複雜性和雙向不確定性：犯罪者無法知道威脅是否會嚇阻證人，證人也無法知道威脅是否會被
摘要 證人恐嚇涉及策略複雜性和雙向不確定性：犯罪者無法知道威脅是否會嚇阻證人，證人也無法知道威脅是否會被實施。我們對這種互動進行建模，並探討恐嚇、證詞和定罪率如何回應證詞價值、警察與社區之間的關係以及證人保護計畫的變化。如果證詞的價值上升，犯罪者就會面臨更強烈的威脅動機，但威脅的可信度就會降低。威脅的增加可能足以抵消證詞的更大價值，從而導致被定罪的罪犯減少這種矛盾的結果。當證人…
摘要 非裔美國人死於兇手之手的可能性是美國白人的六倍，而謀殺他人的可能性大約是白人的七倍
摘要 非裔美國人死於兇手之手的可能性是美國白人的六倍，而謀殺他人的可能性大約是白人的七倍。年輕黑人男性被謀殺的可能性是年輕白人男性的 15 倍。這種差異是歷史性的、普遍存在的，不能用個人特質來解釋。暴力文化和分配尾端理論也不足以解釋這種差異的地理和人口模式。我們認為，任何令人滿意的解釋都必須考慮到謀殺可能具有先發制人的動機這一事實：人們有時只是為了避免被殺而殺人。因此，在（內在…
摘要 預測地球表面生物多樣性的變化是生態學的基本問題，在本文中，我們將重點放在研究最廣泛的空間生物多樣性
摘要 預測地球表面生物多樣性的變化是生態學的基本問題，在本文中，我們將重點放在研究最廣泛的空間生物多樣性模式之一：物種 面積關係（SAR）。 SAR 是保育的核心工具，用於預測全球氣候變遷導致的物種喪失，並且其在不同地理區域和整個生命樹中的普遍性令人震驚。在本文中，我們利用量子場論的方法和中性群落生態學的基礎，得出了第一個 SAR 空間明確的中性預測。我們發現 SAR 分為三個…
摘要 背景：在世界許多地方，流行初期階段感染的指數增長率已被用來對繁殖數 R 進行統計推斷，R 是 20
摘要 背景：在世界許多地方，流行初期階段感染的指數增長率已被用來對繁殖數 R 進行統計推斷，R 是 2009 年新型甲型 H1N1 流感傳播潛力的概括衡量標準。日本流行初期的成長率導致 R 的估計值在 2.0 至 2.6 範圍內，反映了 2009 年 5 月學齡兒童中初次爆發的強度。提供了考慮了5月29日至7月14日疫情數據的R。採用年齡結構的更新過程來捕捉與年齡相關的傳播動態…
摘要 金融市场中的大型交易通常会分成较小的部分，并在较长时间内逐步进行交易
摘要 金融市场中的大型交易通常会分成较小的部分，并在较长时间内逐步进行交易。我們將這些大額交易視為隱藏訂單。為了識別和表徵隱性訂單，我們將隱馬可夫模型擬合到西班牙證券交易所市場成員的逐筆庫存變化符號的時間序列。我们的方法论以概率的方式检测交易序列，其特征是绝大多数买入或卖出交易。我们将这些连续买入或卖出交易的补丁解释为交易隐藏订单的代理。我們發現這些補丁的時間、交易量和交易規模…
摘要 我們研究隨機進化討價還價遊戲中的均衡選擇，其中特殊的遊戲是有意的而不是隨機的
摘要 我們研究隨機進化討價還價遊戲中的均衡選擇，其中特殊的遊戲是有意的而不是隨機的。在契約博弈中，透過有意的特殊玩法選擇的隨機穩定狀態是納許討價還價，而不是通常的卡萊 斯莫羅丁斯基解決方案。
摘要 我們在這裡分析群體遺傳學背景下延遲選擇的演化後果
摘要 我們在這裡分析群體遺傳學背景下延遲選擇的演化後果。在演化動力學的經典著作中，個體產生的後代與其適應度成正比，在這個過程中可能會發生突變。在目前延遲選擇的情況下，獲得有害突變的個體仍然可以毫髮無傷地繁殖幾代。在這段時間內，傳遞給後代的損傷可能會透過隨後的補償性突變得到修復。如果沒有這種修復，個體就會變得不孕。在這裡，我們透過數值模擬和理論建模研究這種時間延遲的群體遺傳效應。…
摘要 背景：合成生物學的最終目標是構思和建構對其設計功能而言可靠的遺傳電路（例如振盪器、開關）
摘要 背景：合成生物學的最終目標是構思和建構對其設計功能而言可靠的遺傳電路（例如振盪器、開關）。由於生物建構模組固有的協同作用以及實驗和數學模型之間的回饋不足，這項任務仍有待完成。儘管如此，這些方向的進展仍然是巨大的。結果：文獻中強調，遺傳振盪器的結構必須包括正向（活化）和負向（抑制）遺傳交互作用，才能產生穩健的振盪。我們的結果指出，振盪能力不僅受到相互作用極性的影響，而且還受…
摘要 分子量 < 25 kDa 的蛋白質參與主要生物過程，例如核醣體形成、壓力適應（例如溫度降低）和細胞
摘要 分子量 < 25 kDa 的蛋白質參與主要生物過程，例如核醣體形成、壓力適應（例如溫度降低）和細胞週期控制。儘管它們很重要，但標準蛋白質體研究中較小蛋白質的覆蓋範圍相當稀疏。在這裡，我們研究了影響識別覆蓋率和有效性的生化和質譜參數。低分子量 (LMW) 蛋白質的代表性不足可能是由於胰蛋白酶消化形成的蛋白水解勝肽數量較少，以及它們在蛋白質分離和濃縮/脫鹽過程中容易流失。在大…
摘要 牧民社會經常被描述為經濟平等的社會，反映出畜群的不穩定性質以及允許財富重新分配作為一種保險形式的多
摘要 牧民社會經常被描述為經濟平等的社會，反映出畜群的不穩定性質以及允許財富重新分配作為一種保險形式的多種機構的存在。出於對代際傳遞在建構持續不平等中的作用的興趣，我們研究了來自世界不同地區（東非、西非和西南亞）的四個牧民人口的物質財富（四種衡量標準）和體現財富（一種衡量標準）的代際傳遞程度。我們發現代際傳播水準很高，經濟不平等也很明顯。我們認為，父母和後代的物質財富之間的高度…
摘要 經典的流行病學框架用於對檢疫和隔離對沒有可用治療或立即診斷工具的傳染病動態的影響進行初步成本分析
摘要 經典的流行病學框架用於對檢疫和隔離對沒有可用治療或立即診斷工具的傳染病動態的影響進行初步成本分析。在此框架內，我們考慮實施三種類型的動態控制策略所產生的成本。以2003年香港爆發SARS為例，我們使用簡單的成本函數從公共衛生資源配置的角度來比較每種混合（隔離和隔離）控制策略的總成本。其目標是透過利用大量有關傳染病動態的文獻，發展針對新出現疾病的動態檢疫策略的理論框架，從而…
摘要 「黑熱病」（或印度內臟利甚曼病）是一種媒介傳播的傳染病，影響世界熱帶和亞熱帶地區的社區
摘要 「黑熱病」（或印度內臟利甚曼病）是一種媒介傳播的傳染病，影響世界熱帶和亞熱帶地區的社區。印度比哈爾邦是黑熱病患病率和死亡率最高的邦之一。然而，問題的嚴重程度很難評估，因為大多數病例是由私人醫療服務提供者處理的，他們不需要也不會向衛生部報告。使用比哈爾邦地區級報告的發病率數據少報的影響是本手稿的主要目標。我們推導了黑熱病繁殖數的表達式併計算了其估計值，這是疾病流行率的間接衡…
摘要 人群運動主要是由基於行人之間局部相互作用的自組織過程所驅動的
摘要 人群運動主要是由基於行人之間局部相互作用的自組織過程所驅動的。雖然大多數關於人群行為的研究只考慮孤立個體之間的互動，但事實證明，人群中高達 70% 的人實際上是在群體中移動，例如朋友、情侶或家人一起散步。這些群體構成了中等規模的聚合結構，它們對人群動態的影響仍然很大程度上未知。在這項工作中，我們分析了自然條件下約 1500 個行人群體的運動，並表明群體成員之間的社交互動產…
摘要 所有生物催化劑要么是蛋白質，要么是核酶的假設導致了生物發生的一個突出謎團——如何確定單體的合成途徑
摘要 所有生物催化劑要么是蛋白質，要么是核酶的假設導致了生物發生的一個突出謎團——如何確定單體的合成途徑，以便在不存在任何此類大分子的情況下有效形成催化大分子。在過去的 60 年裡，化學家們對有機催化和配體場論的理解不斷加深，這兩者都提供了可證明的低分子量催化劑。我們假設，過渡金屬配體複合物很可能是在深海海溝中透過天然存在的海洋金屬與由浮現的 CO2、H 2、NH3、H2S 和…
摘要 我們實證研究交易訂單對市場的影響
摘要 我們實證研究交易訂單對市場的影響。我們對增量執行的大額交易訂單特別感興趣，我們稱之為隱藏訂單。這些是使用西班牙股票市場和倫敦證券交易所的數據根據有關市場成員代碼的資訊進行統計重建的。我們發現市場影響是強烈凹的，大約隨著訂單大小的平方根而增加。此外，當執行給定命令時，影響會根據冪律隨時間增長；訂單完成後，會恢復到峰值時的約0.5 0.7的水平。我們觀察到，除了訂單開始和結束…
摘要 將新陳代謝作為分子相互作用網絡的系統級圖景的搜尋提供了一個範例，說明用於表徵系統的方法如何影響其功
摘要 將新陳代謝作為分子相互作用網絡的系統級圖景的搜尋提供了一個範例，說明用於表徵系統的方法如何影響其功能意義的解釋。使用網路理論的新技術對代謝圖進行了分析，揭示了一些重要的、功能相關的特性。其中包括小世界結構和分層模組化。然而，正如這裡所討論的，其中一些屬性實際上可能是由定義網路互動的不適當方式造成的。從所謂的代謝二分組織開始，其中考慮了兩個有意義的子集（反應和代謝物），目前…
摘要 擴展用於研究 Rosenau Hyman (RH) 方程中壓緊子的 Pade 近似方法，我們研究了
摘要 擴展用於研究 Rosenau Hyman (RH) 方程中壓緊子的 Pade 近似方法，我們研究了 Cooper Shepard Sodano (CSS) 方程中單一壓緊子的數值穩定性及其成對相互作用。 CSS 方程式有一個守恆哈密頓量，它允許採用多種方法來分析研究解的非線性穩定性。我們研究了三種不同的壓縮解，發現它們在數值上是穩定的。與 RH 壓實子之間的碰撞類似，CS…
摘要 我們提出了一種使用 Pade 近似計算均勻網格上平滑函數高階導數的系統方法
摘要 我們提出了一種使用 Pade 近似計算均勻網格上平滑函數高階導數的系統方法。我們透過使用傳統二階有限差分公式作為起點推導高階近似來說明我們的發現。我們採用這些方案來研究 K (2,2) Rosenau Hyman 壓緊子的穩定性和動力學特性，包括兩個壓緊子的碰撞以及由此產生的激波形成。我們的方法使用一種差分方案，僅涉及統一空間網格上的最近鄰和次近鄰。壓實子的偏微分方程式涉…
摘要 生物系統中最有趣的動態之一是群集的出現，即個體在物理或行為空間中自組織成單獨的聚集體
摘要 生物系統中最有趣的動態之一是群集的出現，即個體在物理或行為空間中自組織成單獨的聚集體。人們已經發展了幾種理論來解釋多細胞生物、蟻群、蜂巢、鳥群、魚群和動物群等中的聚集。然而，一個持續存在的難題是人群中意見的聚集，特別是當意見不斷變化時，例如公民支持或反對疫苗接種計劃的程度。現有的持續意見形成模型預測，從長遠來看，“單一文化”，除非人口的子集彼此完全分離。然而，社會多樣性是…
摘要 描述了Hukushima和Iba提出的群體退火演算法
摘要 描述了Hukushima和Iba提出的群體退火演算法。群體退火將複製群體中的模擬退火和玻爾茲曼加權差分複製相結合，以對平衡狀態進行採樣。群體退火可以直接獲得自由能。結果表明，可觀測值的無偏測量可以透過多次運行的加權平均值來獲得，權重因子與運行中的自由能估計相關。群體退火非常適合併行化，並且對於具有粗糙自由能景觀（例如自旋玻璃）的系統來說，可能是並行回火的有用替代方案。該方…
摘要 共同基金產業管理著美國股市約四分之一的資產，因此在美國經濟中扮演重要角色
摘要 共同基金產業管理著美國股市約四分之一的資產，因此在美國經濟中扮演重要角色。有多少控制權集中在最大的參與者手中的問題最好根據共同基金規模分佈的尾部行為來定量討論。我們對分佈進行了實證研究，結果表明，用對數正態分佈比用冪律更好地描述尾部，這表明尾部的集中程度低於個人收入等。結果具有高度統計顯著性，並且在十五年中保持一致。這與最近有關交易量分佈冪律尾端起源的理論相矛盾。根據配套…
摘要 兩個次世代定序平台與詳細的比較 BAC 物理重疊群圖譜的協同組合，提供了一種經濟高效的家養火雞 (
摘要 兩個次世代定序平台與詳細的比較 BAC 物理重疊群圖譜的協同組合，提供了一種經濟高效的家養火雞 (Meleagris gallopavo) 基因組序列組裝。定序的源基因組的雜合性允許發現超過 600,000 個高品質的單核苷酸變異。儘管存在這種雜合性，但目前的基因組組裝（類似於 1.1 Gb）包括分配給特定火雞染色體的 917 Mb 序列。註釋識別出近 16,000 個基…
摘要 動機：已經證明，標靶位點的可及性對 RNA RNA 結合（特別是 miRNA 和 siRNA 的特
摘要 動機：已經證明，標靶位點的可及性對 RNA RNA 結合（特別是 miRNA 和 siRNA 的特異性和效率）具有至關重要的影響。最近，O(N 6) 時間和 O(N 4) 空間動態規劃 (DP) 演算法已可用，可計算 RNA RNA 相互作用複合物的配分函數，從而提供對其熱力學性質的詳細了解。結果：對早期方法基礎語法的修改使得能夠計算目標 RNA 上任何給定區間的相互作用…
摘要 傳統的網路隨機圖模型產生局部樹狀網絡，這意味著所有局部鄰域都採用樹的形式
摘要 傳統的網路隨機圖模型產生局部樹狀網絡，這意味著所有局部鄰域都採用樹的形式。在这方面，此类模型是非常不现实的，大多数真实网络都具有强烈的非树状邻域，其中包含短环、派系或其他双连通子图。在本文中，我们提出并分析了一类包含一般子图的随机图模型，允许非树状邻域，同时仍然保持许多基本网络属性的可解性。除此之外，我们还给出了巨型组分的尺寸、巨型组分出现的相变位置以及模型生成的网络上的…
摘要 我們將 SL(2; q)、PSL(2; q) 和 PGL(2; q)（李型有限群的三個相關族）中的
摘要 我們將 SL(2; q)、PSL(2; q) 和 PGL(2; q)（李型有限群的三個相關族）中的隱藏子群問題 (HSP) 簡化為仿射群 AGL(1; q) 中可有效求解的 HSP。這些群以「幾乎」3 傳遞方式作用於射影空間，我們在每個群中使用這一事實來區分其 Borel（上三角）子群的共軛，該子群也是射影空間元素的穩定子群。我們的觀察主要是群論，因此在量子演算法方面幾乎…
摘要 作為研究恆星形成區域氣體顆粒化學模型的一部分，因為它們與含有氰化物（ C相當於N）基團的分子有關，
摘要 作為研究恆星形成區域氣體顆粒化學模型的一部分，因為它們與含有氰化物（ C相當於N）基團的分子有關，我們在這裡搜尋銀河系中心區域SgrB2中的分子2 氰基乙醇（OHCH2CH2CN）和甲氧基乙腈（CH3OCH2CN）。這些物種彼此是結構異構體，旨在研究甲醇和氨光解產物產生的途徑與涉及含氰基分子的途徑的交叉偶聯。甲醇和氨冰是冷雲中元素 C、O 和 N 的兩個主要儲存庫，了解它…
摘要 世界人口的成長、資源的有限、經濟問題和環境問題迫使工程師為物流系統開發越來越有效率的解決方案
摘要 世界人口的成長、資源的有限、經濟問題和環境問題迫使工程師為物流系統開發越來越有效率的解決方案。然而，純粹的效率優化往往會導致技術解決方案容易受到供需變化和擾動的影響。相比之下，大自然已經提供了大量高效、靈活且強大的物流解決方案。我們能否利用生物學原理來設計能夠靈活適應難以預測的波動條件的系統？我們提出了一種受生物啟發的「生物物流」方法，利用模組化、自組裝、自組織和分散協調…
摘要 了解突變率和自發性突變的分子譜對於了解病毒族群的遺傳組成如何演化非常重要
摘要 了解突變率和自發性突變的分子譜對於了解病毒族群的遺傳組成如何演化非常重要。先前的研究表明，RNA病毒的自發性突變率在每個基因組和世代的0.01到2個突變之間變化很大，而植物RNA病毒總是佔據該範圍的較低側。然而，植物 RNA 病毒的這種特性是基於非常有限的研究。在這裡，我們分析了菸草蝕刻馬鈴薯Y病毒（正鏈RNA病毒的模型系統）的自發性突變譜和突變率。我們的實驗設定最大限度…
摘要 過去十年研究蓬勃發展的生物系統背景下的一個基本概念是這些系統的明顯魯棒性，即它們抵抗外部或邊界元素
摘要 過去十年研究蓬勃發展的生物系統背景下的一個基本概念是這些系統的明顯魯棒性，即它們抵抗外部或邊界元素引起的擾動或約束的能力，例如作用於神經網絡的電磁場、作用於遺傳網絡的微RNA，甚至作用於神經和遺傳網絡的激素流。最近的研究顯示解決神經網路和遺傳網路等生物網路的環境穩健性問題的重要性。在某些情況下，外部監管要素可以透過將其同化到邊界條件或透過邊界條件對其進行建模來給出相關的形…
摘要 一段時間以來，人們已經知道圖同構可以簡化為隱藏子群問題（HSP）
摘要 一段時間以來，人們已經知道圖同構可以簡化為隱藏子群問題（HSP）。更重要的是，量子計算中的大多數指數加速都是透過求解 HSP 實例來獲得的。由此產生的演算法的一個共同特徵是使用量子陪集狀態，它對隱藏子組進行編碼。一個懸而未決的問題是使用這些狀態來解決圖同構問題有多難。 Moore、Russell 和 Schulman [30] 最近表明，一個或一對陪集狀態只能提供指數級少…
摘要 道德判斷常常影響現實世界中的科學判斷，但目標文章中諾布的例子並沒有捕捉到這種現象
摘要 道德判斷常常影響現實世界中的科學判斷，但目標文章中諾布的例子並沒有捕捉到這種現象。
摘要 交互認識論的一個核心發現是，當存在以共同先驗和戰略交互關鍵方面的共同知識形式存在的知識共性時，理性
摘要 交互認識論的一個核心發現是，當存在以共同先驗和戰略交互關鍵方面的共同知識形式存在的知識共性時，理性主體會實現納許均衡。然而，認知賽局理論未能闡明知識共享的一般條件。本文明確了知識共享背後的基本知識論假設。
摘要 本文表明，社會規範可以更好地解釋為底層博弈相關均衡的關聯裝置，而不是納許均衡
摘要 本文表明，社會規範可以更好地解釋為底層博弈相關均衡的關聯裝置，而不是納許均衡。儘管理性主體發揮納許均衡的知識論要求非常嚴格且通常令人難以置信，但相關均衡的要求相當於共同先驗的存在，我們將其解釋為由相關社會的文化體系引起的。當關聯裝置擁有完美的資訊時，我們只需假設個人遵守社會規範，而這樣做是沒有成本的。當關聯裝置的資訊不完整時，社會規範的運作就要求個人有遵守規範的傾向，即使…
摘要 我們透過思想實驗證明，基於適應度的群體動態演化方法無法對某些演化系統的長期行為做出定量的、可證偽的
摘要 我們透過思想實驗證明，基於適應度的群體動態演化方法無法對某些演化系統的長期行為做出定量的、可證偽的預測。演化系統的一個關鍵特徵是新物種的持續內源產生。這些新實體改變了現有物種的條件。即使是達爾文的惡魔，一個對所有物種的豐度及其在特定時間的適應性功能有確切了解的假設實體，也無法預測這些新奇事物對現有種群的影響。我們認為，適應性始終是後驗知識的衡量標準，但不能解釋為什麼一個物…
摘要 背景：如果兩個基因中的任何一個單獨突變不是致命的，但兩個基因的突變都會導致死亡或生物體適應性顯著下
摘要 背景：如果兩個基因中的任何一個單獨突變不是致命的，但兩個基因的突變都會導致死亡或生物體適應性顯著下降，則稱為合成致死（SL）。 SL 基因對的檢測構成了一種有前景的抗癌治療替代方案。由於癌細胞表現出大量突變，識別這些突變基因的 SL 伴侶可能會提供特定的抗癌候選藥物，而對健康細胞的干擾較小。由於現有的 SL 數據主要僅限於酵母篩選，因此人類 SL 候選者的道路僅限於推理方…
摘要 實施涉及抗病毒治療和/或隔離措施的最佳控制策略可以顯著減少流感臨床病例的數量
摘要 實施涉及抗病毒治療和/或隔離措施的最佳控制策略可以顯著減少流感臨床病例的數量。必須仔細評估大流行層級的控制措施，特別是在資源有限的情況下。流感傳播動力學模型用於評估流感大流行期間隔離和/或抗病毒藥物傳遞措施的影響。在「無限」資源假設下測試了五種預先選定的涉及抗病毒治療和隔離的控制策略，隨後探討了在 1918 年型流感大流行情況下資源有限時這些「最佳」政策的影響。在大流行開…
摘要 線性化催化反應方程式（例如，遺傳調控網絡的動力學建模）在表達水平（即核酸材料的分子濃度）為正的約束
摘要 線性化催化反應方程式（例如，遺傳調控網絡的動力學建模）在表達水平（即核酸材料的分子濃度）為正的約束下，表現出重要的動力學特性，這取決於反應網絡的平均連接性。在這些系統中，混沌邊緣的膨脹和多重穩定性已被證明存在。正約束引入了非線性，這使得混沌動力學成為可能。儘管這種最小非線性系統很簡單，但它們的基本特性使我們能夠理解複雜生物反應網絡的基本動力學特性。我們分析李亞普諾夫譜，確…
摘要 由於除非團體的大多數成員都做出貢獻，否則互利合作可能會瓦解，因此人們經常聯合起來搭便車，並在維持合
摘要 由於除非團體的大多數成員都做出貢獻，否則互利合作可能會瓦解，因此人們經常聯合起來搭便車，並在維持合作具有成本效益的情況下懲罰他們。相較之下，目前的合作演化模型假設懲罰是不協調和無條件的。這些模型很難解釋懲罰的演化出現，因為罕見的無條件懲罰者承受巨大成本並因此被淘汰。此外，在懲罰不協調的人類行為實驗中，懲罰者及其目標的成本總和往往超過因懲罰搭便車者而增加的合作所帶來的利益。…
摘要 微生物分泌物操縱環境並向鄰居傳達訊息
摘要 微生物分泌物操縱環境並向鄰居傳達訊息。單一微生物的分泌物通常在外部起作用並有益於當地群體的所有成員。秘密在成長方面施加了成本，因此不秘密的作弊者可以透過分享利益而無需付出成本來獲得收益。在一些實驗和自然環境中都觀察到了作弊者。鑑於在直接競爭中作弊者比分泌者生長得更快，是什麼維持了廣泛觀察到的分泌模式？最近的理論強調了族群的遺傳結構，其中分泌者傾向於與其他分泌者在空間上聯繫…
摘要 隨著全球城市人口急劇增加，城市在人類社會和地球的永續發展中發揮越來越重要的作用
摘要 隨著全球城市人口急劇增加，城市在人類社會和地球的永續發展中發揮越來越重要的作用。有效政策的一個障礙是缺乏基於對城市定量理解的有意義的城市指標。通常，線性人均指標用於描述城市特徵和排名。然而，這些都隱含地忽略了非線性集聚對城市生命史的根本作用。因此，人均指標將所有城市共有的一般非線性效應與每個城市特有的當地動態混為一談，無法直接衡量當地事件和政策的影響。大多數城市社會經濟指…
摘要 從原核生物到植物和動物，生物體在可擴散的有益外部產品上進行了昂貴的投資
摘要 從原核生物到植物和動物，生物體在可擴散的有益外部產品上進行了昂貴的投資。雖然生產此類產品的成本僅由生產者承擔，但收益可能會被更廣泛地分配。外部商品生產群體如何穩定免受非生產變種的入侵，而這些變種無需付出成本就能獲得好處？這個問題與利他主義的經典問題相似，但由於外部商品生產本身不一定是利他主義的，所以更廣泛的條件可能會導致這些特徵的維持。我們從擴散物理學出發，提出了有利於可…
摘要 最近，統計技術已被用來協助藝術史學家分析藝術作品
摘要 最近，統計技術已被用來協助藝術史學家分析藝術作品。我們提出了一種利用稀疏編碼模型來量化藝術風格的新技術。稀疏編碼模型最初是在視覺研究中開發的，可以透過最大化從該空間中任意選擇的圖像的表示的峰度來訓練稀疏編碼模型來表示任何圖像空間。我們應用這樣的分析，成功地區分了老彼得·勃魯蓋爾的一組真實繪畫與另一組著名的勃魯蓋爾模仿品。我們表明，我們的方法涉及基於單一相關統計數據的直接比…
摘要 物理生態系工程是某些物種改變生態系中物質和能量分佈的過程
摘要 物理生態系工程是某些物種改變生態系中物質和能量分佈的過程。儘管多項研究表明，這個過程是當地物種多樣性的驅動因素，但目前的挑戰是預測生態系統工程何時何地將對群落產生或大或小的影響，同時還要解釋為什麼影響程度因工程物種和環境而異。本研究解決了這個問題，並提出了沿著物理壓力的環境梯度在三個空間尺度（斑塊、棲息地和景觀）上對這些影響的一系列預測。本研究的綜合預測是，隨著工程和…
摘要 在從公共物品提供到資訊收集的背景下，玩家的福祉取決於他或她自己的行為以及他或她的鄰居所採取的行動
摘要 在從公共物品提供到資訊收集的背景下，玩家的福祉取決於他或她自己的行為以及他或她的鄰居所採取的行動。當以底層連結網絡為模型的鄰裡結構影響收益時，我們提供了一個框架來分析這種策略互動。在我們的框架中，個人部分了解社交網路的結構。不完整資訊的引入使我們能夠提供一般結果，描述網路結構、個人在網路中的位置、博弈的性質（策略替代與補充、正外部性與負外部性）以及資訊層級如何塑造個人行為…
摘要 生命的多樣化涉及生物體規模和複雜性的巨大增加
摘要 生命的多樣化涉及生物體規模和複雜性的巨大增加。從原核生物到單細胞真核生物再到後生動物的演化轉變伴隨著代謝設計的重大創新。在這裡，我們表明，新陳代謝率、人口成長率和生產效率與體型的比例在演化過程中發生了變化。原核生物中代謝率與體重呈超線性關係，原生生物中呈線性關係，後生動物中呈次線性關係，因此克萊伯的 3/4 冪比例定律並不普遍適用於所有生物體。最大族群成長率的縮放從原核生…
摘要 如果我們要整合令人滿意的多學科場景，例如關於人類群體的分散，那麼準確重建史前社會組織就很重要
摘要 如果我們要整合令人滿意的多學科場景，例如關於人類群體的分散，那麼準確重建史前社會組織就很重要。這種考慮適用於印歐語系和南島語系，這兩個大型語係被認為代表了新石器時代的擴張。祖先的親屬關係模式大多是透過使用語言比較方法重建祖先原始語言中的親屬術語以及基於親屬術語和民族志親屬關係「事實」的比較模式的地理或分佈論證來推斷的。雖然這些方法詳細且有價值，但從數據中得出結論的過程未能…
摘要 衝突會破壞社會互動的穩定，並阻礙生物組織多個層面的合作
摘要 衝突會破壞社會互動的穩定，並阻礙生物組織多個層面的合作。引起根本利益的是衝突動盪時期的原因。我們分析了猴子社會模型系統中的衝突動態。我們開發了一種技術，即歸納博弈論，可以直接從時間序列資料中提取個人和群體使用的決策策略。該技術使用蒙特卡羅模擬來測試衝突動態的替代因果模型。我們發現個體的戰鬥決定是基於對社會因素的記憶，而不是短期的生態資源競爭。此外，這些決策所依據的社會評估…
摘要 我們研究了在三類集合系統中僱用代理商團隊的真實機制：頂點覆蓋拍賣、k 流拍賣和切割拍賣
摘要 我們研究了在三類集合系統中僱用代理商團隊的真實機制：頂點覆蓋拍賣、k 流拍賣和切割拍賣。對於頂點覆蓋拍賣，頂點由自私且理性的代理人擁有，拍賣師希望從他們那裡購買頂點覆蓋。對於 k 流拍賣，邊由代理商擁有，對於給定的 s 和 t，拍賣師希望購買 k 條邊不相交的 s t 路徑。在相同的設定中，對於切割拍賣，拍賣師希望購買 s t 切工。只有代理人知道他們的成本，拍賣師需要根…
摘要 演化博弈論已成功用於研究系統動力學，其中許多實體具有競爭性相互作用
摘要 演化博弈論已成功用於研究系統動力學，其中許多實體具有競爭性相互作用。從物理學的角度來看，研究相互作用的實體（無論是自旋、粒子、細菌、動物或人類）發生協調或合作的條件是很有趣的。在這裡，我們分析實體異構的情況，特別是兩個具有衝突交互作用和兩種可能狀態的群體的情況。對於此類系統，將為穩態解和相關特徵值確定顯式數學公式，從而確定其穩定性。這樣，可以對四種不同類型的系統動力學進行…
摘要 在發育過程中，哺乳動物的大腦分化成具有不同功能的專門區域
摘要 在發育過程中，哺乳動物的大腦分化成具有不同功能的專門區域。雖然許多因素有助於功能專業化，但我們探討了神經元密度對體外神經元交互作用發展的影響。研究了兩種類型的皮質網絡，分別含有 50,000 個和 12,500 個細胞的密集和稀疏皮質網絡。使用競爭性第一響應模型建立代表成對神經元交互作用的活化圖。這些圖表表明，在體外發育過程中，密集網絡比稀疏網絡更早形成活化連接。密集網絡…
摘要 許多研究假設股票價格遵循稱為幾何布朗運動的隨機過程
摘要 許多研究假設股票價格遵循稱為幾何布朗運動的隨機過程。儘管模型大致正確，但無法解釋頻繁發生的極端價格波動，例如股市崩盤。透過使用來自三個不同股票市場的大量數據，我們提出了證據，表明對隨機模型的修改（在過程的標準差中添加緩慢但顯著的波動）可以準確地解釋不同大小的價格變化的機率，包括相對較高頻率的極端波動。此外，我們表明這個過程在不同股票之間是相似的，因此它們的價格波動可以用一…
摘要 實驗研究表明，雖然大多數選民都有某種形式的空間偏好，但個人的空間偏好類型有所不同：許多選民更喜歡在
摘要 實驗研究表明，雖然大多數選民都有某種形式的空間偏好，但個人的空間偏好類型有所不同：許多選民更喜歡在政策空間中與自己更接近的候選人（鄰近投票），其他選民則更喜歡與自己在問題上同一立場的候選人（定向投票），還有一些選民更喜歡那些政策最接近他們的候選人（折扣鄰近投票）。沒有現有的理論可以解釋這種變化。我提出了一種理論，其基礎是人們對候選人進行分類並且對類別有不同的偏好。隨著選民…
摘要 在這個特別部分中，我們提出了對前現代人群中財富不平等的出現和持續的解釋，以及探索這一假設的人種學和
摘要 在這個特別部分中，我們提出了對前現代人群中財富不平等的出現和持續的解釋，以及探索這一假設的人種學和定量證據。我們認為，前現代社會不平等的長期軌跡是基於三類財富——物質財富、實體財富和關係財富——的不同重要性，以及這些類型的財富在世代傳遞上的差異。本論壇的後續文章使用 21 個人群的個人和家庭財富數據來評估這一點以及有關財富階層、傳播率、生產系統（採集、園藝、畜牧和農業）和…
摘要 有影響力的人口預測表明，到本世紀中葉，全球人口將穩定在 90 100 億左右
摘要 有影響力的人口預測表明，到本世紀中葉，全球人口將穩定在 90 100 億左右。这些预测基于两个基本假设。首先，推動發展所需的能源以及相關的生育率下降將在遙遠的未來與能源需求保持同步。第二，人口轉變是不可逆的，一旦國家開始走上較低生育率的道路，就無法逆轉到較高生育率。這兩種假設都有問題，可能會影響人口預測。在这里，我们明确地检验这些假设。具體來說，考慮到能源使用和人口成長率…
摘要 提出了一種新技術，將遺傳演算法（GA）與水平集函數結合，以分割影像上已知形狀和變化的物件
摘要 提出了一種新技術，將遺傳演算法（GA）與水平集函數結合，以分割影像上已知形狀和變化的物件。 GA 的個體（也稱為染色體）由水平集函數的參數序列組成。每條染色體代表一個獨特的分割輪廓。分割輪廓的初始群體是基於從訓練影像中學習到的水平集參數的變化而產生的。每個分割輪廓（個體）根據其包圍區域的紋理來評估其適合度。最適應的個體可以透過選擇、交叉和突變傳播到遺傳演算法運行的後代。因…
摘要 背景：了解更新世晚期整個歐亞大陸東北部人類活動範圍擴張的動態對於建立美洲殖民化的經驗時間限制至關重
摘要 背景：了解更新世晚期整個歐亞大陸東北部人類活動範圍擴張的動態對於建立美洲殖民化的經驗時間限制至關重要[1]。關於美洲如何以及何時被殖民的觀點差異很大，支持者支持在末次盛冰期（LGM）之前[2]或之後[1,3,4,5,6]殖民化，透過橫跨白令陸橋的陸橋[3,4,5]、環太平洋沿海航線[1,3]、跨大西洋航線[4]或跨大西洋航線[5]。在這裡，我們分析了大量來自歐亞舊石器時代…
摘要 背景：合作對整個社會至關重要，但常常受到個人自身利益的挑戰
摘要 背景：合作對整個社會至關重要，但常常受到個人自身利益的挑戰。雖然博弈論對這個問題進行了廣泛的研究，但對於具有不同偏好或信念的群體內部和群體之間的互動卻很少有研究。然而，來自不同社會或文化背景的人們經常會面並互動。這可能會產生衝突，因為從一個群體的角度來看，被一個群體視為合作的行為可能會被另一個群體視為不合作。方法論和主要發現：為了了解群體內部和群體之間競爭互動的動態和結果…
摘要 背景：最大配對問題 (MPP) 是生物資訊學中備受關注的一類組合優化問題的原型：給定任意兩對葉子
摘要 背景：最大配對問題 (MPP) 是生物資訊學中備受關注的一類組合優化問題的原型：給定任意兩對葉子 (x, y) 之間的路徑的任意系統發育樹 T 和權重 omega(xy)，最大化總權重的葉子對之間的邊不相交路徑的集合是什麼？前面已經描述了二元樹和相等權重的 MPP 的特殊情況；然而，解決通用 MPP 的演算法仍然缺失。結果：我們針對二元樹的特殊情況描述了一種相對簡單的動態…
摘要 我們考慮結構化先驗在分析從複雜自適應系統採樣的資料中的價值
摘要 我們考慮結構化先驗在分析從複雜自適應系統採樣的資料中的價值。我們提出，自適應動態需要基本限制（記憶、資訊處理）和特徵（最佳化和演化歷史），這些限制可以顯著縮小搜尋空間和候選參數值。我們認為，「自適應自我意識」的屬性在適用時進一步限制模型選擇，使得預測統計模型收斂於系統本身的內在規律表示。因此，有原則的模型建構應該先根據研究系統的自適應特性來確定越來越受約束的模型的層次結構…
摘要 問題：物種交互作用網絡中的交互作用模式是否與人們偶然預期的不同
摘要 問題：物種交互作用網絡中的交互作用模式是否與人們偶然預期的不同？尤其。這些網路是否嵌套了一種模式，其中更專業的消費者所獲得的資源構成了更普遍的消費者所獲取的資源的適當子集？生物體：分別有 59 個和 42 個互惠網絡和寄主 寄生相互作用網絡。分析方法：對於每個網絡，將觀察到的嵌套度之二與從 1000 個隨機網絡的集合導出的嵌套度值的分佈進行比較。那些嵌套值低於所有隨機值 …
摘要 生態物種形成被認為是對局部適應選擇的適應性反應
摘要 生態物種形成被認為是對局部適應選擇的適應性反應。然而，除了適當的生態條件外，該過程還需要選型交配，以保護新生物種免受基因流的同質化。透過一個簡單的模型，我們證明了破壞性的生態選擇有利於象徵當地適應的裝飾品的性偏好的演變。這種偏好誘導了生態特徵方面的選型交配，並增強了破壞性選擇的強度。因此，即使存在大量基因流，自然選擇和性選擇也能協同作用，實現局部適應和生殖隔離。由此產生的…
摘要 眾所周知，股票價格表現出非高斯動態，人們對理解這種行為的起源很感興趣
摘要 眾所周知，股票價格表現出非高斯動態，人們對理解這種行為的起源很感興趣。在這裡，我們提出了一個模型，該模型解釋了盤中股票價格波動（稱為盤中回報）分佈的形狀和規模，並使用倫敦證券交易所交易的幾隻股票的大型資料庫驗證了該模型。我們提供的證據表明，這些股票的報酬分佈是非高斯分佈且形狀相似，且分佈在盤中時間範圍內顯得穩定。我們透過假設收益波動性在日內恆定但在較長時期內變化來解釋這些…
摘要 背景：高密度遺傳圖譜和基因分型平台的可用性已經改變了人類遺傳學研究
摘要 背景：高密度遺傳圖譜和基因分型平台的可用性已經改變了人類遺傳學研究。這些平台的使用使得基於人群的全基因組關聯研究成為可能。然而，在基於遺傳的研究中，目前的方法並沒有充分利用此類基因分型分析中存在的資訊。結果：在本文中，我們描述了一種改進的方法，用於識別來自最近共同祖先的同源（IBD）遺傳區域。此方法透過利用相位資訊來改進現有方法，即使相位資訊不完全準確或遺失。我們分析了與…
摘要 市場選擇假說指出，在預期效用最大化者中，競爭性市場會選擇具有正確信念的代理人
摘要 市場選擇假說指出，在預期效用最大化者中，競爭性市場會選擇具有正確信念的代理人。在一些經濟體中，這個假設成立，而在其他經濟體中則失敗。它適用於具有共同折現因子和有限總消費的完全市場經濟體。當市場不完整、消費成長過快或折扣因素與信念相關時，它可能會失敗。這些見解對資產價格和宏觀經濟現象的一般均衡模型有影響。
摘要 神經元執行計算，並透過其輸出尖峰序列的統計結構傳達這些計算的結果
摘要 神經元執行計算，並透過其輸出尖峰序列的統計結構傳達這些計算的結果。在這裡，我們提出了一種基於預測的資訊理論分析的實用方法，用於推斷該結構的最小表示並表徵其複雜性。從尖峰序列開始，我們的方法找到了它們的因果狀態模型（CSM）、能夠產生統計上相同的時間序列的最小隱馬可夫模型或隨機自動機。然後，我們使用這些 CSM 來客觀地量化尖峰序列的通用結構和特殊隨機性。具體來說，我們表明…
摘要 本文介紹了一個簡化的動力系統框架，用於研究大型社區中合作學習成長背後的機制
摘要 本文介紹了一個簡化的動力系統框架，用於研究大型社區中合作學習成長背後的機制。我們從簡化的假設開始，基於個人的學習專注於提高個人的“適應度”，而協作學習可能會導致群體適應度的提高。本文的目的不是決定哪種學習形式更有效，而是確定可以透過協作學習建構哪些類型的學習者社會社群。我們簡化框架的潛在價值受到皮亞傑和維高斯基觀點所認同的智力發展理論（個人到集體或反之亦然）之間觀察到的緊…
摘要 我們研究了空間公共物品博弈中合作的演變，包括四種競爭策略：合作者、背叛者、懲罰合作者和懲罰背叛者
摘要 我們研究了空間公共物品博弈中合作的演變，包括四種競爭策略：合作者、背叛者、懲罰合作者和懲罰背叛者。為了探討代價高昂的懲罰促進合作效果的穩健性，除了通常的策略採用動態之外，我們還應用了策略突變。正如預期的那樣，頻繁的突變創造了一種混合良好的條件，這支持了叛逃者的擴散。然而，當突變率較小時，最終的穩定狀態與無突變模型的狀態沒有顯著差異，與懲罰罰款和成本的值無關。然而，突變率會…
摘要 最近的研究表明，語言演化是一個文化變遷的過程，其中語言結構是透過領域通用機制的重複學習和使用循環而
摘要 最近的研究表明，語言演化是一個文化變遷的過程，其中語言結構是透過領域通用機制的重複學習和使用循環而形成的。本文闡述了這個觀點對於理解語言習得問題的意義，語言習得問題以一種新的、更容易處理的形式出現。本質上，孩子麵臨歸納問題，其目標是與他人協調（C 歸納），而不是模擬自然世界的結構（N 歸納）。我們認為，在這兩者中，C 歸納要容易得多。更廣泛地說，我們認為，要理解任何文化形…
摘要 蛋白質基因型空間中蛋白質結構的組織已被充分研究
摘要 蛋白質基因型空間中蛋白質結構的組織已被充分研究。對於蛋白質功能來說，情況並非如此，其組織對於理解新的蛋白質功能如何透過序列空間的盲目進化搜尋而產生非常重要。在蛋白質以外的系統中，基因型空間的兩個組織特徵促進表型創新。首先，具有相同表現型的基因型形成巨大且相連的基因型網絡。第二是這個空間中的不同鄰域包含不同的新表型。我們使用超過 30,000 個具有已知結構和功能的蛋白質的…
摘要 Daniel Simon 於 1994 年發現了一種有效的量子演算法，用於查找 Z(2)(n) 的
摘要 Daniel Simon 於 1994 年發現了一種有效的量子演算法，用於查找 Z(2)(n) 的“隱藏移位”，這提供了第一個代數問題，量子電腦的速度比經典電腦的速度呈指數級增長。在本文中，我們研究西蒙問題對任意群的推廣。固定有限群 G，這是恢復右箭頭上的對合 (m) 的問題 = (m(1),..., m(n)) 是來自預言機 f 的 G(n) 的元素，其屬性為 f ((…
摘要 人類載脂蛋白B mRNA編輯酶催化多肽樣3G（APOBEC3G，以下簡稱A3G）是一種先天性病毒限
摘要 人類載脂蛋白B mRNA編輯酶催化多肽樣3G（APOBEC3G，以下簡稱A3G）是一種先天性病毒限制因子，可抑制人類免疫缺陷病毒1型（HIV 1）複製並誘導新生逆轉錄物中胞苷殘基過度脫氨基。為了檢驗這種酵素還可以幫助產生病毒序列多樣化和有益病毒變異體演化的假設，我們在體外檢查了 A3G 對 ( )2',3' 二脫氧 3' 硫胞苷 (3TC) 抗性所獲得的影響。在 A3G …
摘要 野油菜黃單胞菌 pv. 的基因組
摘要 野油菜黃單胞菌 pv. 的基因組。 vesicatoria 編碼一種組成型表達的小 RNA，我們將其命名為 PtaRNA1，「質粒轉移的反義 RNA」。它具有新型 RNA 抗毒素的所有特徵，可透過頻繁的水平轉移進行增殖。它顯示出不穩定的系統發育分佈，分佈在β 和γ 變形菌中的一些個體菌株的染色體上。此外，也發現了位於銅綠假單胞菌質粒pMATVIM 7上的同源基因。所有 p…
摘要 我們使用符號動力學來研究具有多個時間延遲的離散時間動力系統
摘要 我們使用符號動力學來研究具有多個時間延遲的離散時間動力系統。我們利用避免集的概念，它源自於相空間的特定非生成分區，並限制與動力學特徵相關的某些符號序列的出現。特別是，我們表明所產生的禁止序列與系統中的時間延遲密切相關。我們提出了耦合映射網格的兩種應用，即（1）檢測同步和（2）確定可能具有定向和加權連接以及測量雜訊的網路中傳輸延遲的未知值。此方法適用於多維和集值映射，以及具…
摘要 信用卡的引入和廣泛使用提高了交易效率，但同時也提高了貨幣流通速度，在沒有貨幣幹預的情況下會導致通貨
摘要 信用卡的引入和廣泛使用提高了交易效率，但同時也提高了貨幣流通速度，在沒有貨幣幹預的情況下會導致通貨膨脹。如果貨幣當局試圖透過減少貨幣供應量來恢復信用卡前的價格水平，它可能不得不犧牲效率收益。當信用卡違約時，通貨膨脹會加劇，效率收益也會減少。然後，貨幣當局可能必須接受低於信用卡前的效率，以恢復信用卡前的價格水平，否則，如果它不願意將效率降低到信用卡前的水平以下，就必須接受通…
摘要 儘管克洛維斯 福爾瑟姆轉變對於理解北美西部的歷史很重要，但其時空動態仍不清楚
摘要 儘管克洛維斯 福爾瑟姆轉變對於理解北美西部的歷史很重要，但其時空動態仍不清楚。在這裡，我們報告了一項由三部分組成的研究，其中我們使用來自克洛維斯和福爾瑟姆遺址的放射性碳測年技術調查了這一轉變。在研究的第一部分，我們使用福爾瑟姆遺址階段的日期來確定福爾瑟姆起源的時間和地點。在研究的第二部分中，我們利用克洛維斯和福爾瑟姆的日期進行分析，旨在確定福爾瑟姆是透過人口傳播還是文化傳…
摘要 我們使用超深度定序從三名急性感染受試者的縱向樣本中的 CD8+ T 淋巴細胞靶向區域獲得了數萬個
摘要 我們使用超深度定序從三名急性感染受試者的縱向樣本中的 CD8+ T 淋巴細胞靶向區域獲得了數萬個 HIV 1 序列，並模擬了感染關鍵第一週內的病毒進化。先前的研究表明，單一病毒可以產生有效感染，但由於樣本有限，這些結論受到了影響。現在，透過基於更廣泛的採樣對觀察到的最早樣本多樣性進行建模，我們大大增加了對這一觀察結果的信心。對急性/早期感染的 HIV 1 進行常規測序顯示…
摘要 我們描述了急性感染期間病毒進化的數學模型和蒙特卡羅（MC）模擬
摘要 我們描述了急性感染期間病毒進化的數學模型和蒙特卡羅（MC）模擬。我們考慮病毒感染新標靶細胞的同步過程和同步過程。該模型能夠評估源自單一傳播病毒株的新 HIV 1 感染的預期序列多樣性，估計傳播病毒譜系的最近共同祖先 (MRCA)，並估計合併回 MRCA 的時間。我們也計算了 MRCA 是傳播病毒或進化變種的機率。排除插入和缺失，我們假設 HIV 1 在免疫反應之前的 HI…
摘要 我們表明，特定問題的測量的自然尺度定義了從該測量尺度獲得的觀測值最可能的機率分佈
摘要 我們表明，特定問題的測量的自然尺度定義了從該測量尺度獲得的觀測值最可能的機率分佈。我們的方法擴展了最大熵方法，以使用測量尺度作為一種資訊約束。我們認為，一個非常常見的測量尺度在小幅度時是線性的，在大幅度時是對數的，導致觀察到十個遵循學生機率分佈，該機率分佈對於平均值的小波動具有高斯形狀，對於平均值的大波動具有冪律形狀。出現十的逆標度，其中隨著量值從小到大移動，測量自然地從…
摘要 作者提出並分析了嚴重恐怖攻擊頻率的模型，該模型概括了約翰遜等人最近提出的模型
摘要 作者提出並分析了嚴重恐怖攻擊頻率的模型，該模型概括了約翰遜等人最近提出的模型。該模型基於自組織臨界性的概念，描述了恐怖組織如何隨著時間的推移聚集和瓦解，預測攻擊嚴重程度的分佈應遵循指數為 alpha = 5/2 的冪律形式。這項預測與目前對全球恐怖攻擊的經驗估計非常一致，該估計給出的 (alpha) 上限 = 2.4 +/ 0.2，作者表明該預測與模型的某些細節無關。作者…
摘要 我們提出了狄拉克δ平面波表示的推廣，delta(x)=(1/2 pi)integral(infin
摘要 我們提出了狄拉克δ平面波表示的推廣，delta(x)=(1/2 pi)integral(infinity)( infinity)e( ikx)dk，即 delta(x)=[(2 q)/2 pi]integral(infinity)( infinity)e(q)( ikx)dx 1+(1 q)ix)，其中 e(1)(ix) 等價於 e(ix)，x 是任何實數，對於區間 [1…
摘要 圖是物件之間二元關係的一般結構和抽象
摘要 圖是物件之間二元關係的一般結構和抽象。為了深入了解這些關係，可以將它們相應的圖表視覺化。過去，已經定義了許多類別圖，例如針對這些類別提出了樹、平面圖、有向無環圖和視覺化演算法。儘管許多圖可能僅被歸類為「一般」圖，但它們可以包含屬於某一類的子結構。 Archambault 提出了 TopoLayout 框架：不是使用一種方法繪製任意圖，而是將圖拆分為與一個圖類同質的組件，然…
摘要 個人必須為共同努力做出貢獻或共享稀缺資源的情況無所不在
摘要 個人必須為共同努力做出貢獻或共享稀缺資源的情況無所不在。然而，如果沒有適當的機制來確保合作，最大化個人成功的演化壓力往往會造成公地悲劇（例如過度捕撈或環境破壞）。這項貢獻透過演化博弈理論方法解決了人類行為的許多相關難題，因為它已多次成功地用於解釋從細菌到脊椎動物的其他生物物種的行為。我們的基於代理的模型區分了應用四種不同行為策略的個體：不合作個體（「叛逃者」）、放棄懲罰努…
摘要 本著劉易斯理查森對致命衝突統計的原始研究的精神，我們研究了自 1968 年以來全球恐怖攻擊的頻率和
摘要 本著劉易斯理查森對致命衝突統計的原始研究的精神，我們研究了自 1968 年以來全球恐怖攻擊的頻率和嚴重程度。我們表明，這些事件的統一特徵是「尺度不變性」現象，即頻率與嚴重程度成反比，P(x) 與 x( alpha) 成正比。我們發現，這種特性是恐怖主義的一個強大特徵，當我們控制目標國家的經濟發展、使用的武器類型，甚至是短期尺度時，這種特性仍然存在。此外，我們還表明，分佈中…
摘要 Eigenfactor (TM) 指標提供了一種評估學術期刊的替代方法，該方法基於類似於 Goog
摘要 Eigenfactor (TM) 指標提供了一種評估學術期刊的替代方法，該方法基於類似於 Google 頁面排名演算法的迭代排名過程。這些指標最近已被湯森路透採用，並與影響因子一起列在期刊引文報告中。但這些指標是否有足夠的差異，足以成為文獻計量工具箱的有用補充？ Davis (2008) 認為他們沒有這樣做，因為他發現醫學領域期刊樣本的特徵因子得分與總引用數之間的相關係數…
摘要 在過去的二十多年裡，不同的經濟學方法正在慢慢出現
摘要 在過去的二十多年裡，不同的經濟學方法正在慢慢出現。它有幾個名字：複雜性經濟學、基於主體的計算模型、生成經濟學、聖塔菲經濟學，每一個都有自己的風格、自己的追隨者和自己的細微差別。我想在本文中做的是敘述我自己對所發生的事情的參與，以及聖達菲研究所所扮演的角色。我還想問經濟學的這項新運動是什麼：複雜性經濟學到底是什麼。在對不需要進一步行為調整的一致性均衡模式進行了兩個世紀的研究…
摘要 我們考慮一類單粒子一維隨機方程，其中包括外場、加性和乘性雜訊
摘要 我們考慮一類單粒子一維隨機方程，其中包括外場、加性和乘性雜訊。我們使用參數 theta 是 [0,1] 的元素，這使得傳統的 It 和 Stratonovich 方法能夠統一，現在分別在 theta = 0 和 theta = 1/2 的特殊情況下恢復，以導出相關的 Fokker Planck 方程式 (FPE)。這些 FPE 是線性的，其穩態由 q 高斯分佈給出，其中 …
摘要 遺傳穩健性的演化起源仍然存在爭議：它可能是由於不同環境條件所施加的要求的結果，由於代謝要求等內在因
摘要 遺傳穩健性的演化起源仍然存在爭議：它可能是由於不同環境條件所施加的要求的結果，由於代謝要求等內在因素，或者直接由於有利於使物種能夠忍受遺傳擾動的基因的適應性選擇。對每個起源的個體影響進行分層需要研究不同條件下許多物種的相關進化力量。在這裡，我們進行了首次大規模計算研究，繪製了許多模擬生長環境中數百種細菌物種代謝網絡的穩健程度。我們提供的證據表明，物種之間穩健性水平的差異反…
摘要 隨機生態網路佔用 (SENO) 模型預測物種出現在生態網路樣本中的機率
摘要 隨機生態網路佔用 (SENO) 模型預測物種出現在生態網路樣本中的機率。在這篇綜述中，我們引入 SENO 模型作為填補生態學家理論工具包空白的一種手段。 SENO 模型使用拓樸互動網路以及每個物種的殖民和滅絕率（包括消費者效應）作為輸入。然後，SENO 模型隨著時間的推移模擬生態網絡，產生一系列可用於識別常見社群模組的子網路。一個物種在斑塊中出現的時間比例給出了它的預期出…
摘要 背景：我們考慮優化脂質體藥物配方的問題：一個複雜的化學系統，具有許多成分（例如脂質庫的元素），這些
摘要 背景：我們考慮優化脂質體藥物配方的問題：一個複雜的化學系統，具有許多成分（例如脂質庫的元素），這些成分以無法從第一原理預測的方式非線性和協同地相互作用。方法/主要發現：我們實驗中的最佳化標準是透過分光光度測定實驗檢測到的目標藥物兩性黴素 B 的包封百分比。優化這樣一個複雜的系統需要能夠在極大的潛在實驗空間中有效地發現解決方案的策略。我們設計並實施了一種新的實驗進化設計策略…
摘要 我們引入了一種對一類狀態切換過程進行分段的演算法
摘要 我們引入了一種對一類狀態切換過程進行分段的演算法。分段演算法是一種非參數統計方法，能夠辨識時間序列的狀態（補丁）。該過程由連續的可變長度補丁組成。在每個補丁中，該過程由平穩複合泊松過程描述，即泊松過程，其中每個計數與波動訊號相關聯。每個補丁中的過程參數不同，因此時間序列是非平穩的。我們的方法是 Bernaola Galvan 等人提出的演算法的推廣。 [物理。萊特牧師。 …
摘要 單次爆發流行病模型的數學理論真正始於大約 8 年前 Kermack 和 Mackendrick 的
摘要 單次爆發流行病模型的數學理論真正始於大約 8 年前 Kermack 和 Mackendrick 的工作。這為一個長期存在的問題提供了一個簡單的答案：為什麼流行病會突然出現，然後突然消失，而不會感染整個人口。因此，預計理論家們會立即著手擴展這個數學框架似乎是很自然的，因為處理反覆出現的單一傳染病爆發的需要一直是公共衛生官員的首要任務，而且因為理論家們經常試圖突破現有理論的極…
摘要 狀態空間模型提供了分析時間序列的重要技術
摘要 狀態空間模型提供了分析時間序列的重要技術。但它們的使用需要估計未觀察到的狀態。狀態的最佳估計是給定觀察歷史的條件期望。當現有的濾波方法（包括順序蒙特卡羅）存在非線性時，計算這個期望是很困難的。往往要么不準確，要么緩慢。在本文中，我們研究了用於非線性/非高斯狀態空間模型的非線性濾波器。它使用拉普拉斯方法。漸進級數展開，以近似狀態的條件平均值和方差，以及高斯條件分佈。這個拉普…
摘要 我們研究了空間公共物品博弈中合作的演變，除了經典的合作（C）和背叛（D）策略之外，我們還考慮懲罰合
摘要 我們研究了空間公共物品博弈中合作的演變，除了經典的合作（C）和背叛（D）策略之外，我們還考慮懲罰合作者（PC）或懲罰背叛者（PD）作為附加策略。使用極簡建模方法，我們的目標是分別闡明和確定兩種懲罰策略的後果。由於懲罰的成本很高，因此在混合良好的相互作用的情況下，懲罰策略會失去演化競爭。然而，當考慮到空間交互作用時，結果可能會截然不同，合作可能會蔓延。根本機制取決於懲罰策略…
摘要 用於資源獲取的額外能量會加快新陳代謝速度，但會降低能量的淨產量
摘要 用於資源獲取的額外能量會加快新陳代謝速度，但會降低能量的淨產量。在直接競爭中，資源獲取率高的微生物菌株往往會戰勝資源獲取速度慢但產量較高的菌株，從而減少群體的淨產出。在這裡，我使用數學模型來分析遺傳和人口因素，這些因素使平衡傾斜到利率或產量。我的模型闡明了廣泛討論的親緣選擇和種群空間結構的作用。我還強調了兩個先前被忽視的因素的強烈影響：群體生存和繁殖的人口統計方面強烈影響…
摘要 目前治療開始後病毒動力學和抗藥性進化建模的範例僅考慮循環病毒和細胞感染的水平（Cl模型），而忽略了
摘要 目前治療開始後病毒動力學和抗藥性進化建模的範例僅考慮循環病毒和細胞感染的水平（Cl模型），而忽略了細胞內水平。該模型已成功用於解釋幹擾素治療期間的 HIV 動態和丙型肝炎病毒 (HCV) 動態。然而，在針對 HCV 的直接作用抗病毒藥物 (DAA) 的新時代，病毒動力學的特徵是野生型病毒的下降速度更快，且抗藥性菌株的早期出現危及治療結果。儘管 Cl 模型可以擴展來描述這些…
生態系的面積或大小會影響能量和物質的獲取、儲存和重新分配
摘要 P 1。生態系的面積或大小會影響能量和物質的獲取、儲存和重新分配。由於自然或人為棲息地喪失而導致的斑塊尺寸減小不僅會改變物種分佈和斑塊結構，還會影響生態系統過程，而生態系統過程在一定程度上負責斑塊的持久性。 2. 在依賴霧的森林生態系中，樹木及其建築在從收集表面捕獲和重新分配水方面發揮著重要作用。在本文中，我們解決了森林斑塊大小和結構如何相互作用以確定半乾旱智利（南緯 3…
摘要 我們在非阿貝爾規範理論中提出了一個電磁對稱群，我們稱之為骨架群
摘要 我們在非阿貝爾規範理論中提出了一個電磁對稱群，我們稱之為骨架群。我們在非阿貝爾不間斷規範對稱性的背景下工作，並透過將骨架群的表示理論與電荷扇區的標記和融合規則聯繫起來，為我們的建議提供證據。我們證明，非阿貝爾楊 米爾斯理論中的電、磁和動力扇區的標籤可以用骨架群的不可約表示來解釋。因此，分解這些表示的張量積給出了一組融合規則，其中包含有關這些電荷扇區的完整融合規則的資訊。我…
摘要 癌症侵襲和轉移取決於腫瘤誘導的血管生成，這是癌細胞吸引和維持血液供應的方式
摘要 癌症侵襲和轉移取決於腫瘤誘導的血管生成，這是癌細胞吸引和維持血液供應的方式。在血管生成過程中，細胞過程由訊號分子及其受體緊密協調。了解內皮細胞如何合成多種生化訊號可以促進對抗癌症的新型治療策略的發展。這項研究首次提出了一個訊號傳導模型，強調參與血管生成的關鍵受體（即 VEGF、整合素和鈣黏蛋白受體）之間的串擾。根據實驗數據，我們建立了受體串擾的網路模型並分析其動態。我們確…
摘要 基本存在和福利定理所依據的瓦爾拉斯競爭均衡的定義假設去中心化交換經濟中的所有交易都以最終均衡價格進
摘要 基本存在和福利定理所依據的瓦爾拉斯競爭均衡的定義假設去中心化交換經濟中的所有交易都以最終均衡價格進行，這進一步意味著在均衡價格下，每個主體的均衡商品包的價值等於其禀賦的價值，並且對具有相同偏好、技術和禀賦的主體給予平等對待。定理的邏輯支持這樣的結論：在競爭性經濟中，價格、商品配置、所得和物質福利的分配是由代理人的偏好、技術和禀賦決定的。然而，在現實市場中，代理人只能透過以…
摘要 動態系統如何儲存和處理資訊是一個基本問題，涉及一系列非常廣泛的當代問題：從摩爾定律的崩潰（預測數位
摘要 動態系統如何儲存和處理資訊是一個基本問題，涉及一系列非常廣泛的當代問題：從摩爾定律的崩潰（預測數位電路的不可阻擋的進步）到自然世界模式的基本哲學問題。這個問題也讓人們回到動力系統理論、機率論、數理邏輯、通訊理論和理論電腦科學基礎的最早期。我們在本期焦點期刊中介紹了廣泛且相當不拘一格的文章集，重點介紹了當前計算和動力系統中的一系列挑戰。
摘要 本文對馬克思對經濟體中的剝削和價格的分析進行了正式概括，在這些經濟體中，勞動類別根據其創造交換價值
摘要 本文對馬克思對經濟體中的剝削和價格的分析進行了正式概括，在這些經濟體中，勞動類別根據其創造交換價值的不平等能力進行區分。對勞動類別的剝削衡量標準與淨產品價格 未分配購買力（PNP UPP）（新解釋）和馬克思價值論的傳統解釋相一致，其定義在勞動類別和部門上始終一致。為了根據實際經濟數據來衡量剝削率，需要對相對剝削率（馬克思經常明確假設是相等的）進行一些額外的假設。
摘要 原核系統發育的組成向量方法提供了一種基於全基因組數據的免比對和無參數方法
摘要 原核系統發育的組成向量方法提供了一種基於全基因組數據的免比對和無參數方法。它也已應用於病毒和真菌。在所有研究案例中，推論的系統發育關係與主要類群和精細分支的分類學知識非常吻合。在這篇綜述文章中，在展示其成功應用於 892 個基因組（包括 62 個古生菌、822 個細菌和 8 個真核生物）的集合之後，我們將概述一些正在進行的為這種新方法奠定基礎的工作。
摘要 同質性，即人們與與自己相似的人交往的傾向，在許多社交網絡中都可以觀察到，從友誼到婚姻再到商業關係，
摘要 同質性，即人們與與自己相似的人交往的傾向，在許多社交網絡中都可以觀察到，從友誼到婚姻再到商業關係，它基於多種特徵，包括種族、年齡、性別、宗教和教育。我們提出了一種區分同質性的兩個主要來源的技術：個人對其朋友類型的偏好偏差和人們遇到其他類型的個人的機會偏差。我們使用這種技術從 Add Health 資料集中分析一組美國高中友誼網絡中的種族模式。在這些數據中，偏好偏差和會議率…
摘要 亞洲大陸和新幾內亞之間的地理區域的特徵是有許多小島嶼，人口與世隔絕
摘要 亞洲大陸和新幾內亞之間的地理區域的特徵是有許多小島嶼，人口與世隔絕。從表型上看，西部的群體與東南亞大陸的鄰居相似，新幾內亞附近的東部群體與美拉尼西亞人相似，中間的群體在外觀上處於中間狀態。一個長期存在的問題是，這種模式是否主要反映了具有不同起源的群體之間的混合，或者自然選擇是否透過對整個地區的人口採取不同的作用來塑造了這種變化範圍。為了解決這個問題，我們對來自亞洲大陸到美…
摘要 背景：随着 2009 年 H1N1 流感大流行在全球蔓延，学龄儿童比成人更容易受到感染
摘要 背景：随着 2009 年 H1N1 流感大流行在全球蔓延，学龄儿童比成人更容易受到感染。尽管有一些证据表明老年人中预先存在免疫力，但仅凭这一点可能无法解释特定年龄感染率的显着差异。方法與結果：根據對上世紀流感大流行株的回顧性分析，我們發現學齡兒童通常在幼稚人群中經歷最高的發病率，而在接下來的季節中負擔轉移到成年人身上。使用基於網路的簡約數學模型，該模型結合了易感人群中不斷…
摘要 背景：剪接體內含子的位置在遠端相關基因之間通常是保守的
摘要 背景：剪接體內含子的位置在遠端相關基因之間通常是保守的。位於非保守位置的內含子要么是新的，要么是某些進化譜系中內含子頻繁丟失的殘餘物。很難證明最近獲得了此類內含子。然而，需要驗證新穎的內含子來評估當代內含子增益過程。結果：我們在 31 個果蠅基因中鑑定出了 25 個明確的新內含子位置案例，這些基因表現出近內含子對 (NIP)。此處，NIP 由一個古老的內含子位置和一個新的…
摘要 RNA二級結構的動態變化在許多調控RNA的功能中扮演重要角色
摘要 RNA二級結構的動態變化在許多調控RNA的功能中扮演重要角色。這種動力學效應，特別是在時變和外部觸發的系統中，通常透過對大量單獨折疊軌跡進行廣泛且昂貴的模擬來研究。在這裡，我們描述了一種通用方法的理論基礎，該方法不僅允許直接計算近似人口密度，而且還將分析折疊能量景觀所需的工作量減少到一次性預處理步驟。基本概念是考慮單一景觀的動力學，並將外部觸發因素和環境變化建模為景觀中微…
摘要 植被格局的形成是世界上一些水資源有限的生態系的顯著特徵
摘要 植被格局的形成是世界上一些水資源有限的生態系的顯著特徵。通常，它們是在基於徑流的生態系統中描述的，強調水、生物質攔截、生長和擴散之間的局部相互作用。在這裡，我們表明這種情況絕不是普遍的，因為在沒有降雨的地區和沒有功能性根的植物（鳳梨鐵蘭）以及霧是主要水分來源的地區，植被的帶狀圖案可能會出現。我們證明，基於風引起的霧水平流及其被植被攔截的簡單模型可以重現帶狀圖案，這與在沿海…
摘要 2009 年 10 月 10 日至 11 日，CNRS MPG 系統生物學聯合計畫組織的「基因組規
摘要 2009 年 10 月 10 日至 11 日，CNRS MPG 系統生物學聯合計畫組織的「基因組規模代謝模型中實驗資料整合的挑戰」會議報告，巴黎亨利龐加萊研究所，2009 年 10 月 10 日至 11 日。
摘要 我們研究具有任意網路拓撲的非擴散耦合映射網路的同步，其中不同單元之間的連接通常不對稱，並且可以攜帶
摘要 我們研究具有任意網路拓撲的非擴散耦合映射網路的同步，其中不同單元之間的連接通常不對稱，並且可以攜帶正權重和負權重。我們表明，與擴散耦合網路相比，非擴散耦合網路的同步行為可能與其組成單元的行為截然不同。特別是，我們表明，儘管各個單元的動力學非常簡單，但混沌可以以同步行為的形式出現。相反，當網路同步時，單獨的混沌單元可以表現出簡單的行為。我們給出了一個同步準則，該準則取決於廣…
摘要 有機體發育和許多細胞生物過程以模組化方式組織，其中調節分子形成組，組內相互作用較多，組間相互作用很
摘要 有機體發育和許多細胞生物過程以模組化方式組織，其中調節分子形成組，組內相互作用較多，組間相互作用很少。因此，模組內元素的活動很少依賴模組外部的元素。模組化促進了可遺傳變異和進化創新的產生。對於模組化如何發展尚未達成共識，特別是對於正在開發的模組。我們表明，作為基因活動專業化的副產品，基因調控網絡的模組化可以增加。這種專門化發生在基因調控網絡被選擇以產生出現在特定身體結構或…
摘要 是什麼讓兩張圖片看起來很像
摘要 是什麼讓兩張圖片看起來很像？在這裡，我們測試了這樣一個假設：藝術品的感知相似性與早期視覺系統所適應的基本圖像統計相關。在兩個實驗中，我們對繪畫觀察者的配對影像相似度評分進行多維尺度（MDS）分析。分別測試兩組影像，分為「風景」和「肖像/靜物」。對於景觀，我們發現前兩個 MDS 相似度中的一個與基本灰階圖像統計密切相關，而另一個維度可以透過語義變數（人的表示）來解釋。對於肖…
摘要 我們根據與正常和異常密度相關的輔助場重寫拉格朗日，導出了稀玻色氣體作為複合場傳播器的循環展開的理論
摘要 我們根據與正常和異常密度相關的輔助場重寫拉格朗日，導出了稀玻色氣體作為複合場傳播器的循環展開的理論描述。我們證明，這種非微擾方法已經在前導階中描述了大範圍的耦合常數值，滿足戈德斯通定理，產生二階玻色 愛因斯坦躍遷，並且與次前導大 N 展開在弱耦合極限中預測的臨界溫度一致。
摘要 大多數細菌病原體族群的研究都是基於在短時間內從患病個體或其接觸者收集的分離株
摘要 大多數細菌病原體族群的研究都是基於在短時間內從患病個體或其接觸者收集的分離株。然而，對於偶爾引起疾病的共生生物，例如腦膜炎奈瑟菌，有必要對長期無症狀攜帶的分離株進行分析，以闡明其進化和種群結構。在這裡，我們使用數學模型分析了捷克共和國近 30 年來收集的攜帶腦膜炎雙球菌分離株中三種候選疫苗抗原的結構和動態。數據表明，儘管有證據表明重組率很高，但抗原等位基因的穩定組合在這段…
摘要 保育從業者往往缺乏監測社區運作的工具，因為時間和金錢的限制在最佳監測方法與保育的實際需求之間造成了
摘要 保育從業者往往缺乏監測社區運作的工具，因為時間和金錢的限制在最佳監測方法與保育的實際需求之間造成了差距。交互網絡提供了一個已被證明在生態研究中有用的框架。然而，對於保護目的而言，它們被認為耗時且過於昂貴。我們透過使用在挪威兩年多時間採樣的高度解析的互惠植物傳粉者網絡，研究是否可以經濟有效地對相互作用網絡進行採樣，以及數據質量和採樣數據所需的資源量之間是否存在折衷。以降低的…
摘要 我們提出了財富不平等及其在四個園藝人群中的世代傳遞的實證措施
摘要 我們提出了財富不平等及其在四個園藝人群中的世代傳遞的實證措施。財富被廣泛地解釋為體現的軀體和神經資本，包括身體尺寸、生育力和文化知識、土地和家庭財富等物質資本，以及聯盟支持和田野勞動形式的關係資本。大多數財富形式的財富不平等程度較低，物質資源的世代財富傳遞較低，而實體財富和關係財富的世代財富傳遞程度較低。我們的分析表明，馴化本身並不能改變社會結構；相反，在不平等和財富轉移…
摘要 我們採用資訊理論中的工具來分析觀察者如何與有限平穩隨機過程的隱藏狀態同步
摘要 我們採用資訊理論中的工具來分析觀察者如何與有限平穩隨機過程的隱藏狀態同步。我們表明，同步是由過程的內部組織和觀察者的模型決定的。我們使用狀態區塊和區塊狀態熵的收斂來分析這些分量，並將它們與先前已知的香農塊熵的收斂特性進行比較。在此過程中，我們引入了資訊量詞的層次結構作為這些熵的導數和積分，這與區塊熵引入的類似層次結構相似。我們也得出同步屬性和製程可控性之間的二元性。這些工…
摘要 背景：表達微陣列上探針點的亮度旨在測量特定 mRNA 標靶的豐度
摘要 背景：表達微陣列上探針點的亮度旨在測量特定 mRNA 標靶的豐度。序列中至少包含三個鳥嘌呤 (G) 的探針顯示異常高強度，這反映的是探針效應而不是目標濃度。這種 G 偏差需要在下游表達分析之前進行校正。結果：沿著探針序列的三個或多個連續 G 的較長運行，特別是在其溶液末端的三重簡併 G（(GGG) 1 效應）與 GeneChip 表達陣列上異常大的探針強度相關。這種強度偏…
摘要 HIV 1 的全球多樣性為疫苗開發帶來了前所未有的挑戰(1,2)
摘要 HIV 1 的全球多樣性為疫苗開發帶來了前所未有的挑戰(1,2)。迄今為止，在非人靈長類動物研究和臨床試驗中，源自天然 HIV 1 序列的抗原僅引發了有限範圍的細胞免疫反應。相較之下，多價「鑲嵌」抗原旨在優化整體 HIV 1 序列多樣性的細胞免疫覆蓋範圍 (3)。在這裡，我們發現，與恒河猴中的共有序列或自然序列 HIV 1 抗原相比，重組、複製無能的腺病毒血清型 26 載…
摘要 異源鼠白血病病毒相關病毒已在慢性疲勞症候群患者的血球中以及同一地理區域 3.7% 的健康對照組中檢
摘要 異源鼠白血病病毒相關病毒已在慢性疲勞症候群患者的血球中以及同一地理區域 3.7% 的健康對照組中檢測到。我們透過即時定量 PCR 測定對參與多中心愛滋病隊列研究的 996 名男性進行了血球中異種鼠白血病病毒相關病毒序列的評估。由於缺乏異源鼠白血病病毒相關病毒 DNA，因此在這些男性中均未檢測到異源鼠白血病病毒相關病毒，這表明感染可能具有人群特異性。
摘要 摘要：雖然在實踐中廣泛使用，但流行的模組識別技術（稱為模組化最大化）的行為和準確性在實際環境中尚未
摘要 摘要：雖然在實踐中廣泛使用，但流行的模組識別技術（稱為模組化最大化）的行為和準確性在實際環境中尚未得到很好的理解。在這裡，我們對其在這種情況下的性能進行了廣泛的描述。首先，我們重新檢視並澄清模組化最大化的分辨率極限現象。其次，我們證明模組化函數 Q 表現出極端的簡併性：它通常允許指數數量的不同高分解決方案，並且通常缺乏明確的全局最大值。第三，我們推導了一種無限模組化網路模…
摘要 rho 統計通常用於推斷分子譜系的年代日期，特別是從人類學背景下獲得的粒線體 DNA 序列中推斷
摘要 rho 統計通常用於推斷分子譜系的年代日期，特別是從人類學背景下獲得的粒線體 DNA 序列中推斷。自從 12 年前描述這種方法以來，它已被應用於估計 200 多項研究中的分子日期，其中包括一些發表在頂級期刊上的研究。然而，這種方法尚未得到很好的評估，並且從 rho 統計中獲得的日期的準確性仍然未知，特別是對於從具有複雜人口統計歷史的人群中收集的遺傳數據。在這裡，將從 p …
摘要 背景：傳染病爆發的軌跡受到個體行為的影響，而行為往往與個體的風險感知有關
摘要 背景：傳染病爆發的軌跡受到個體行為的影響，而行為往往與個體的風險感知有關。我們評估了針對 H1N1 流感的風險認知和預防行為的時間變化和地理差異。方法：2009 年 4 月 28 日至 5 月 27 日期間，1,290 名美國成年人完成了一項關於針對 H1N1 流感的風險認知、對藥物幹預措施（預防性幹預和治療性幹預）的興趣以及參與預防活動（資訊查找活動和採取隔離措施）的線…
摘要 在時間相關過程和多種真實系統（例如某些食物網以及電子和神經線路）中自然觀察到的前饋關係可以用所謂的
摘要 在時間相關過程和多種真實系統（例如某些食物網以及電子和神經線路）中自然觀察到的前饋關係可以用所謂的有向無環圖（DAG）來描述。分析此類網路的一個重要組成部分是將觀察到的架構與隨機圖集合進行適當比較，從而量化真實系統相對於適當的零模型的隨機性。當實際系統的有限尺寸和/或大連通性無法與從所謂的配置模型獲得的預測進行充分比較時，這種近似值尤其相關。在本文中，我們分析了兩種 DA…
摘要 羥基丙酮的扭轉 旋轉光譜在分子物理學中提出了一個極具挑戰性的分析問題
摘要 羥基丙酮的扭轉 旋轉光譜在分子物理學中提出了一個極具挑戰性的分析問題。天文學家對羥基丙酮的興趣剛剛興起，他們相信羥基丙酮可能將星際介質（ISM）中觀察到的各種有機化學家族聯繫起來，因此對該物質的持續分析非常引人注目。最近的工作已經證明了毫米光譜分析的困難，並且該區域的適度較弱的光譜無法提供ISM檢測。我們將實驗室測量和分析擴展到室溫玻爾茲曼峰值接近 300 GHz，因此提…
摘要 生命技術的概念，即基於生命強大核心特徵的技術，透過人工生命軟體、可重建和可進化硬體、自主複製機器人
摘要 生命技術的概念，即基於生命強大核心特徵的技術，透過人工生命軟體、可重建和可進化硬體、自主複製機器人、化學原細胞和混合電子化學系統的例子來解釋和說明。當生命科技的核心系統源自於其他生物時，我們認為它是次要的。主要生活技術目前正在興起、獨特且具有潛在的強大潛力，這推動了本次審查。我們追蹤生命科技與人工生命（軟的、硬的和濕的）、合成生物學（自上而下和自下而上）以及奈米、生物、資…
摘要 誘導產生中和多種人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 分離株的抗體是疫苗開發的主要目標
摘要 誘導產生中和多種人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 分離株的抗體是疫苗開發的主要目標。為了研究廣泛中和的自然例子，我們分析了 103 名 HIV 1 感染者的血清。在進展患者中，20% 的血清中和了 20 種不同病毒分離株中超過 75% 的病毒。在長期非進展者（精英控制者）的血清中觀察到很少的活性。中和的廣度與病毒量相關，但與 CD4 數、先前抗逆轉錄病毒使用史、年…
摘要 群體結構人群中的個人成功有兩個組成部分
摘要 群體結構人群中的個人成功有兩個組成部分。首先，個人透過與鄰居競爭當地資源而獲益。其次，個人在群體成功中所佔的份額必須以群體的總生產力來衡量。社會性的本質源自於對鄰居的自私利益與自私透過降低群體效率而造成的相關損失之間的緊張關係。如果沒有某種力量來調節自私，自利的自然傾向通常會降低群體績效，從而損害所有人。這就是公地的悲劇。親緣選擇提供了生物學中討論最廣泛的克服悲劇的方法。…
摘要 我們考慮 1 + 1 維中的非線性狄拉克方程式 (NLDE's)，其中標量 標量自相互作用 g(2
摘要 我們考慮 1 + 1 維中的非線性狄拉克方程式 (NLDE's)，其中標量 標量自相互作用 g(2)/k+1((Psi) over bar Psi)(k+1)，以及向量 向量自相互作用 g(2)/k+1((Psi) over bar gamma(mu)P(Pammasi(mu)P(P7) 107070000 月）。我們找到了任意 k 的孤立波的精確解析形式，並發現它們是非…
摘要 我們對雙重競價市場中觀察規定價格變化 Delta 所需的訂單簿價格首次通過時間 (FPT)、執行限
摘要 我們對雙重競價市場中觀察規定價格變化 Delta 所需的訂單簿價格首次通過時間 (FPT)、執行限價訂單的填充時間 (TTF) 以及取消訂單的取消時間 (TTC) 進行了實證研究。我們發現所有三個量的分佈均按照冪律漸近衰減，但 FPT 的分佈比 TTF 的分佈明顯更肥。因此，簡單的首次通過時間模型無法解釋觀察到的限價單 TTF。我們認為這種差異的根源是取消的存在。我們概述…
摘要 背景：複雜的生物系統通常被建模為相互作用單元的網路
摘要 背景：複雜的生物系統通常被建模為相互作用單元的網路。蛋白質之間的生化相互作用網絡、宿主之間的流行病學接觸以及生態系統中的營養相互作用等網絡為塑造和穿越這些系統的動態過程提供了有用的見解。節點度（交互數量）和聚類程度（一組三個節點互連的趨勢）是許多經過充分研究的網路屬性中的兩個，這些屬性可以從根本上塑造系統。然而，理清各種網路屬性的相互依賴的影響可能很困難。簡單的網路模型可…
摘要 簡介：產後出血（PPH）是全世界孕產婦死亡和殘疾的主要原因
摘要 簡介：產後出血（PPH）是全世界孕產婦死亡和殘疾的主要原因。 PPH的辨識依賴於主觀視覺量化。本研究旨在評估和比較孟加拉國馬特拉布熟練助產士 (SBA)、傳統助產士 (TBA) 和非專業助產士報告的產後失血過多的閾值。方法：使用變異數分析、Hochberg 檢定、Kruskal Wallis 檢定和標準描述性統計分析來自詢問產後失血過多的六個問題的數據。結果：我們發現外行…
摘要 我們在這樣的環境中研究學習：智能體接收有關變數真實值的獨立雜訊訊號，然後在網路中進行通訊
摘要 我們在這樣的環境中研究學習：智能體接收有關變數真實值的獨立雜訊訊號，然後在網路中進行通訊。他們天真地透過重複取鄰居意見的加權平均值來更新信念。我們證明，當且僅當最有影響力的代理人的影響隨著社會的發展而消失時，一個大社會中的所有觀點都會趨於事實。我們也確定了這方面的障礙，包括突出群體，並在網路上提供結構條件，確保高效學習。代理人是否收斂於事實與達成共識的速度無關
摘要 最近，儲存在互聯網上的大型資料集使得能夠以新的細節水平對流程進行分析，例如資訊的大規模傳播
摘要 最近，儲存在互聯網上的大型資料集使得能夠以新的細節水平對流程進行分析，例如資訊的大規模傳播。在最近的一項研究中，Liben Nowell 和 Kleinberg [(2008) Proc Natl Acad Sci USA 105:4633 4638] 觀察到，互聯網上的信息流表現出令人驚訝的模式，連鎖信通過數百個中介的漫長路徑到達其典型收件人。我們證明，基本的高爾頓 華…
摘要 由於RNA病毒和其他亞病毒病原體體積較小且編碼的蛋白質數量較少，因此通常被認為在遺傳上過於簡單
摘要 由於RNA病毒和其他亞病毒病原體體積較小且編碼的蛋白質數量較少，因此通常被認為在遺傳上過於簡單。然而，這種結構的簡單性也使得病毒 RNA 序列需要編碼一種以上的蛋白質，而蛋白質必須執行多種功能，所有這些都導致了遺傳相互作用的複雜模式。在這項工作中，我們將首先回顧揭示病毒基因組結構由基因座之間的拮抗相互作用主導的實驗研究。其次，我們還將回顧數學模型並提供用於研究 RNA…
摘要 動機：現有的合併模型和基於它們的系統發育工具並不是為研究像 HIV 那樣的序列譜係而設計的，因為在
摘要 動機：現有的合併模型和基於它們的系統發育工具並不是為研究像 HIV 那樣的序列譜係而設計的，因為在 HIV 重組體中，親本株之間經常出現多個交叉點。因此，在將 HIV 序列分類為亞型和循環重組形式 (CRF) 時，模糊的情況一直採用臨時方法進行處理，但缺乏基於解釋複雜重組模式的綜合合併模型的工具。結果：我們開發了 ARGUS 程序，該程序將序列分類為亞型和重組形式。它重建…
摘要 人類語言的演化允許非遺傳訊息的有效傳播，從而創造了一種新的進化變化形式
摘要 人類語言的演化允許非遺傳訊息的有效傳播，從而創造了一種新的進化變化形式。兒童的語言發展為探索這種複雜的溝通系統的出現提供了機會，並為理解從原始語言到語言的轉變提供了一個窗口。在這裡，我們首次分析了複雜網路中語法的出現。先前未報導的急劇轉變發生在兩歲左右，從（句法前）樹狀結構到無標度的小世界句法網絡。觀察到的組合模式為理解語法習得所涉及的認知過程的本質提供了有價值的數據，引…
摘要 先前關於恐怖主義衝突動態的研究往往著重於我們是否會看到政府對策後攻擊模式發生變化
摘要 先前關於恐怖主義衝突動態的研究往往著重於我們是否會看到政府對策後攻擊模式發生變化。我們認為，除了反叛亂之外，還有許多因素可以影響團體是否訴諸恐怖主義，包括團體之間的競爭，以及他們與輿論和其他政治事件的關係。因此，要理解與多個行為體的長期衝突中的恐怖分子策略，需要我們考慮行為體之間的創新、模仿、競爭和依賴的更一般框架。我們使用有關恐怖攻擊、反恐和以色列 巴勒斯坦衝突中的輿論…
摘要 Binmore 和 Shaked（本期）批評 Fehr 和 Schmidt（1999）的不平等厭惡
摘要 Binmore 和 Shaked（本期）批評 Fehr 和 Schmidt（1999）的不平等厭惡模式。我們提出了大量支持不平等厭惡動機的實驗研究。賓莫爾和沙克德也敦促實驗者「當從非常薄弱的數據推斷出有關人類行為的深遠主張時，採取更加懷疑的態度」。確實，實驗結果表明，標準新古典模型無法預測實驗室中廣泛觀察到的相當大範圍的策略行為，特別是在規範行為在日常社會生活中普遍存…
摘要 對 gp120 和 gp41 HIV 1 包膜糖蛋白 (Env) 的分子和抗原結構的了解不斷增加，
摘要 對 gp120 和 gp41 HIV 1 包膜糖蛋白 (Env) 的分子和抗原結構的了解不斷增加，為疫苗設計提供了重要的新見解，但很難將這些資訊轉化為引發廣泛中和抗體的免疫原。為了幫助彌補這一差距，我們使用系統發育校正的統計方法來識別來自產生有效中和抗體的人的 Env 中的氨基酸特徵模式，並假設這些 Env 可能具有共同的特徵，這些特徵對於納入疫苗免疫原是有用的。在嘗試此…
摘要 背景：令人驚訝的是，人們對全基因組範圍內 tRNA 基因和 tRNA 相關序列的組織和分佈知之甚少
摘要 背景：令人驚訝的是，人們對全基因組範圍內 tRNA 基因和 tRNA 相關序列的組織和分佈知之甚少。雖然 tRNA 基因互補體通常作為基因組註釋工作的一部分而被順便報告，並且已經詳細描述了溶組織內阿米巴中 tRNA 基因的串聯排列等特殊特徵，但係統的比較研究很少，而且大多僅限於細菌。因此，我們著手調查多種真核生物中 tRNA 基因和假基因的基因組排列，以確定常見模式和分類…
摘要 經濟學的複雜性方法很大程度上源自於聖塔菲觀點：在聖塔菲複雜系統研究研究所（以下簡稱 SFI）的經濟
摘要 經濟學的複雜性方法很大程度上源自於聖塔菲觀點：在聖塔菲複雜系統研究研究所（以下簡稱 SFI）的經濟學計畫（19882004）中工作的一群科學家的觀點。 （1）本文講述了聖達菲觀點的故事，追溯了其與 SFI 在這一開創性時期出現的其他思想的關係，並總結了對經濟學中複雜性理論現狀的一些反思。我將經濟學計畫的生命週期分為三個時期，大致對應於三個致力於「經濟作為一個不斷發展的複雜…
摘要 東南亞島嶼的早期歷史通常被描述為兩個主要人口分散的故事：大約 45 年前的薩胡爾最初的舊石器時代殖
摘要 東南亞島嶼的早期歷史通常被描述為兩個主要人口分散的故事：大約 45 年前的薩胡爾最初的舊石器時代殖民，以及大約 4 年前的南島語農民的新石器時代擴張。在這裡，在迄今為止對印尼 Y 染色體最大規模的調查中，我們提供了多個遺傳層的證據，這些遺傳層可能是透過一系列不同的遷移過程產生的。我們對來自印尼 32 個社區的 1,917 名男性樣本進行了一系列廣泛的 Y 染色體標記的基因…
摘要 闡明導致 HIV 1 傳播的病毒與宿主的相互作用對於推進 HIV 1 預防策略非常重要
摘要 闡明導致 HIV 1 傳播的病毒與宿主的相互作用對於推進 HIV 1 預防策略非常重要。為此，在隨機病毒進化模型的背景下，單基因組擴增（SGA）和 HIV 1 定序首次使得對傳播/創始病毒的明確識別和對其數量的精確估計成為可能。在這裡，我們將這種方法應用於一組急性感染的男男性行為者 (MSM) 的 HIV 1 env 分析，發現其中很大一部分人（28 人中的 10 人；3…
摘要 我們研究具有微擾約束的 f(R) 引力理論中的中子星結構
摘要 我們研究具有微擾約束的 f(R) 引力理論中的中子星結構。我們推導了修正的托爾曼 奧本海默 沃爾科夫方程式並求解它們以獲得多方狀態方程式。我們研究了由此產生的中子星質量和半徑的變化，並表明僅對錶面現象的觀察無法打破改變引力理論與選擇不同的中子星物質狀態方程式之間的簡併性。另一方面，中子星冷卻的觀測取決於恆星內部物質的密度，可能會對理論參數產生重大限制。
摘要 航空運輸網路是關鍵基礎設施的基本組成部分，由一系列單獨的航空公司組成，每個航空公司都具有系統設計和
摘要 航空運輸網路是關鍵基礎設施的基本組成部分，由一系列單獨的航空公司組成，每個航空公司都具有系統設計和工程的網路結構。我們分析了美國七家最大客運航空公司的各自結構，發現具有密集互連性的網路（透過大 k 核心來量化，以獲得高 k 值）對於有針對性地刪除機場（節點）和隨機刪除飛行路徑（邊緣）都具有極強的彈性。儘管刪除了大多數節點或邊，此類網路仍保持連接並且啟發式旅行時間的增加最小…
摘要 在這項工作中，我們將群體中的每個人視為一台伺服器，其狀態可以是忙碌（受感染）或空閒（易受影響）
摘要 在這項工作中，我們將群體中的每個人視為一台伺服器，其狀態可以是忙碌（受感染）或空閒（易受影響）。這種伺服器方法允許考慮感染狀態持續時間的一般分佈，而不是僅限於指數分佈。為了實現這一目標，我們首先推導出 SIS（易感 感染 易感）和 SEIS（易感 潛伏 感染 易感）隨機流行病模型的準平穩分佈（QSD）的新近似值。我們給出一個將基本再生數 R 0 和伺服器利用率 rho 連…
摘要 生物化學計量理論考慮生命系統中多種化學元素的平衡，而代謝縮放理論考慮尺寸如何影響從細胞到生態系統的
摘要 生物化學計量理論考慮生命系統中多種化學元素的平衡，而代謝縮放理論考慮尺寸如何影響從細胞到生態系統的代謝特性。我們回顧了在植物生態學和全球變化背景下整合生物化學計量學和代謝尺度理論的最新進展。儘管維管植物在葉面碳：氮：磷比率方面表現出很大的變化，但它們表現出比以前認識到的更高程度的「化學計量穩態」。因此，陸地碳：氮：磷化學計量將反映當地生長條件調整以及物種更替的影響。植物化…
摘要 齊普夫定律是顯示縮放行為的最常見的統計分佈
摘要 齊普夫定律是顯示縮放行為的最常見的統計分佈。城市、人口或公司只是這看似普遍法則的例子。儘管已經提出了許多不同的模型，但尚未證明其普遍性存在普遍的理論解釋。在這裡，我們證明齊普夫定律其實是一類非常普遍的隨機系統的必然結果。借用演算法資訊理論的概念，我們的推導是基於透過對具有無數可能狀態的系統進行連續觀察而獲得的符號序列的屬性。具體來說，我們假設觀察序列提供的系統描述的複雜性…
摘要 從進化樹到河流流域或運輸網絡，其組織表現出因果不對稱約束的系統通常可以用一組離散任意單元上的有向路
摘要 從進化樹到河流流域或運輸網絡，其組織表現出因果不對稱約束的系統通常可以用一組離散任意單元上的有向路徑來描述，包括狀態空間中的狀態、前饋神經網絡、給定事件集合的進化歷史或沿著複雜計算訪問的計算狀態圖。這樣一組路徑定義了前饋、非循環網路。與這些系統相關的關鍵問題涉及表徵其路徑可逆性的內在程度：給定圖中的末端節點，向後恢復過程直到原點的不確定性是多少？在這裡，我們提出了一個新的…
摘要 幾十年來，人們都知道動物的代謝率與體重成正比，其指數幾乎總是<1, 2/3，並且通常非常接近 3/
摘要 幾十年來，人們都知道動物的代謝率與體重成正比，其指數幾乎總是<1, 2/3，並且通常非常接近 3/4。 3/4 指數自然地從兩種資源分配網路模型（徑向爆炸模型和分層分支模型）中出現，它們包含最少的具體細節。兩個模型都表明，如果流速保持恆定，則指數為 2/3，但如果速度與其最大指數 1/12 成比例，則可以獲得最大值 3/4。即使沒有潛在的分形，四分之一冪縮放也可能出現。生…
摘要 為了更好地表徵恆星形成區域中涉及 CN 基團的化學特徵，我們記錄了 2 氰基乙醇的毫米波旋轉光譜
摘要 為了更好地表徵恆星形成區域中涉及 CN 基團的化學特徵，我們記錄了 2 氰基乙醇的毫米波旋轉光譜。近 6000 個新躍遷被分配給兩個獨立的構象異構體和三個扭轉激發態。最低能量構象異構體，gauche 2 氰乙醇，其第一激發撓場和反 1 構象異構體的基態最好用基本的不對稱剛性轉子哈密頓量（包括畸變）來表徵。所有這些都接近實驗不確定性。戈什構造體的第二和第三激發扭轉態的擬合品…
摘要 背景：愛滋病毒性傳播或母嬰傳播中遺傳瓶頸的發生已有充分記錄
摘要 背景：愛滋病毒性傳播或母嬰傳播中遺傳瓶頸的發生已有充分記錄。這導致大多數新感染都是同質的，也就是由單一基因株引發。感染後早期，在宿主免疫反應開始之前，病毒族群呈指數成長。在這種簡單的設定中，基於多樣性測量比較來估計演化和人口統計參數的方法是現有貝葉斯方法（例如 BEAST）的可行替代方案，而現有貝葉斯方法則是基於譜系模擬。結果：我們設計了一種網路工具，透過將其與中性生長模…
摘要 我們開發了計算強彩色電場產生費米子對動力學的方法，包括使用半經典玻爾茲曼 弗拉索夫 (B V) 方
摘要 我們開發了計算強彩色電場產生費米子對動力學的方法，包括使用半經典玻爾茲曼 弗拉索夫 (B V) 方程式的反反應。我們透過在 B V 方程式中插入一個包含泡利阻塞效應的源項來實現施溫格對產生式。我們給出了 (1+1) 笛卡爾維度中具有 SU(2) 對稱性的模型的數值結果。
摘要 本文是闡明星際介質中氰基化學研究的第二篇論文，其中我們提出了甲氧基乙腈的毫米波光譜的特性
摘要 本文是闡明星際介質中氰基化學研究的第二篇論文，其中我們提出了甲氧基乙腈的毫米波光譜的特性。 Braakman 和 Blake 的論文（已提交出版）[1] 描述了其結構異構體 2 氰基乙醇。甲氧基乙腈的旋轉光譜顯示了良好的不對稱剛性轉子的特徵。我們將近 7400 個躍遷分配給 2 個構象異構體和 2 個激發態。所有這些都適合 Watson A 簡化的哈密頓量，僅包括離心畸變…
摘要 生態學的代謝理論利用新陳代謝隨身體大小和溫度的變化來解釋物種豐度的原因和後果
摘要 生態學的代謝理論利用新陳代謝隨身體大小和溫度的變化來解釋物種豐度的原因和後果。然而，該理論及其實證檢驗從未同時研究寄生蟲和自由生活的物種。這是不幸的，因為寄生蟲代表了至少一半的物種多樣性。我們表明，在考慮營養動態之前，代謝尺度理論無法解釋三個河口食物網中寄生或自由生活物種的豐富度。隨後的分析表明，所有物種的豐度均與體重成 3/4 次方關係。該結果表明“生產當量”，其中營養…
摘要 生物學家嚴重依賴克勞德·香農（Claude Shannon）開發的資訊理論領域中常見的資訊、編碼和
摘要 生物學家嚴重依賴克勞德·香農（Claude Shannon）開發的資訊理論領域中常見的資訊、編碼和傳輸語言，但對於這種語言是否不僅僅是簡單的隱喻，存在著公開的爭論。生物學哲學家認為，當生物學家談論基因和演化中的信息時，他們並不是談論香農理論所涉及的那種資訊。首先，哲學家認為香農的理論只適用於發展一種淺層的相關性概念，即所謂的訊息「因果意義」。其次，他們通常認為，在遺傳學和…
摘要 借助幾種多元資訊測量（有些是熟悉的，有些是新的），我們分析了離散值隨機時間序列中嵌入的資訊
摘要 借助幾種多元資訊測量（有些是熟悉的，有些是新的），我們分析了離散值隨機時間序列中嵌入的資訊。我們剖析了單一觀察的不確定性，以證明度量的漸近行為如何為生成過程的內部資訊動態提供結構和語意上的啟發。這些措施隨著時間視窗的長度而變化，它捕獲了密集型（增長率）和次廣泛型組成部分。我們為組件提供解釋，並在它們之間建立明確的關係。我們還確定了過去和未來之間共享的資訊成分，這些資訊成分…
摘要 背景：菠菜花葉病毒（PepMV）被認為是全世界感染番茄的最危險的病原體之一
摘要 背景：菠菜花葉病毒（PepMV）被認為是全世界感染番茄的最危險的病原體之一。該病毒高度多樣化，已經描述了四種不同的基因型以及株間重組體。這些分離株在受感染的植物物種上表現出多種症狀，從輕度花葉到嚴重壞死。然而，人們對 PepMV 分子演化的機制和模式以及單一蛋白質在宿主 病原體相互作用中的作用知之甚少。方法：對症狀學和地理起源不同的 PepMV 分離株的三基因塊 3 (T…
摘要 採集者成為農民是否只是因為種植農作物是更好的謀生方式
摘要 採集者成為農民是否只是因為種植農作物是更好的謀生方式？如果是這樣，那麼人類生計史上最偉大的革命就很容易解釋了。為了回答這個問題，我利用民族誌和歷史記錄中關於採集者和土地豐富的手工工具農民的數據以及考古證據，估算了用於採集野生物種和種植第一批農民所利用的穀物的每小時勞動的熱量回報。一個令人信服的答案不僅必須考慮到採集和耕種的工作，還必須考慮到儲存、加工和其他間接勞動，以及與…
摘要 一類廣泛的物理分佈似乎遵循 q 高斯形式，根據 q 廣義中心極限定理，它扮演吸引子的角色，其中 q
摘要 一類廣泛的物理分佈似乎遵循 q 高斯形式，根據 q 廣義中心極限定理，它扮演吸引子的角色，其中 q 廣義傅立葉變換起著重要作用。我們在這裡介紹一種根據 q 傅立葉變換知識和一些補充資訊來確定分佈的方法。這個過程涉及狄拉克δ及其作用的函數類別的最近 q 廣義表示。本方法方便地擴展了標準傅立葉變換的逆變換，因此預計在許多複雜系統的研究中非常有用。
摘要 我們的不確定性量子宇宙最顯著的可觀察特徵是經典物理學的確定性定律在廣泛的時間、地點和尺度上保持著極
摘要 我們的不確定性量子宇宙最顯著的可觀察特徵是經典物理學的確定性定律在廣泛的時間、地點和尺度上保持著極好的近似。本文描述了日常經驗的經典可預測性領域如何從宇宙狀態和動力學的量子理論中出現。
摘要 超級統計描述了行為類似於不同逆溫度 beta 疊加的統計系統，因此機率分佈為 p(epsilon(
摘要 超級統計描述了行為類似於不同逆溫度 beta 疊加的統計系統，因此機率分佈為 p(epsilon(i)) alpha積分(無限大)(0)f(beta)e( beta epsilon i)d beta，其中「核心」f(beta) 是非負且標準化的 [積分 f(beta)d beta = 1]。我們討論該分佈與廣義熵形式 S = Sigma(i)s(p(i)) 之間的關係。假…
摘要 我們展示了相空間體積 Omega(N) 對系統尺寸 N 的依賴性如何唯一地確定經典系統的廣延熵
摘要 我們展示了相空間體積 Omega(N) 對系統尺寸 N 的依賴性如何唯一地確定經典系統的廣延熵。當該熵不是玻爾茲曼 吉布斯類型而是必須採用廣義（非加性）形式時，我們給出一個簡潔的標準。我們證明，只有當系統中動態（統計）相關的自由度分數在熱力學極限內消失時，廣義熵才能存在。這些系統的大部分自由度都被凍結並且統計上不活躍。因此，由廣義熵控制的系統是其相空間體積有效塌陷到較低維…
摘要 出於希望熱力學框架可以擴展到強相互作用的統計系統（特別是複雜系統）的動機，過去已經提出了許多廣義熵
摘要 出於希望熱力學框架可以擴展到強相互作用的統計系統（特別是複雜系統）的動機，過去已經提出了許多廣義熵。到目前為止，對其基本起源的理解仍不清楚。在這裡我們從首要原則來解決這個問題。我們首先觀察到許多統計系統滿足一組三個一般條件（香農 辛欽公理，K1 K3）。第四個條件（可分離性）僅適用於非交互作用、不相關或馬可夫系統（Shannon Khinchin 公理，K4）。如果所有四…
摘要 動物族群的領地性創造了被認為可以自然緩衝疾病入侵的空間結構
摘要 動物族群的領地性創造了被認為可以自然緩衝疾病入侵的空間結構。然而，領土人口通常也包括流動性強的非居民個人，這些人可能成為疾病的超級傳播者。利用塞倫蓋蒂獅子計畫的長期數據，我們描述了地區野生動物族群的接觸網絡結構，並解決了遊牧個體的流行病學影響。正如預期的那樣，獅群的接觸主要是與鄰近獅群的互動，以及在遊牧者在整個生態系統中漫步時與他們的相遇。然而，獅群之間的網絡也包括獅群之…
摘要 最近證明（Hilhorst 2010 J. Stat. Mech. P10023），傅立葉變換的
摘要 最近證明（Hilhorst 2010 J. Stat. Mech. P10023），傅立葉變換的 q 泛化在 q 1 的機率密度函數的整個空間中是不可逆的。最近也表明，如果我們不僅處理函數本身的 q 傅立葉變換，而且處理它的所有移位，這種複雜性就會消失（Jauregui 和 Tsallis 2011 Phys.快報375 2085）。在這裡，我們表明存在另一種途徑來完全消…
摘要 最近關於重力量子理論的許多提議都是基於時空幾何和引力是派生概念並且僅適用於近似水平的想法
摘要 最近關於重力量子理論的許多提議都是基於時空幾何和引力是派生概念並且僅適用於近似水平的想法。任何此類方法都面臨兩個基本挑戰。在概念層面上，廣義相對論的「永恆」與湧現之間存在著衝突。其次，缺乏基本時空使得直接應用眾所周知的統計物理學方法來解決問題變得困難。我們最近發起了一項針對此類問題的研究，使用基於量子網路演化的自旋系統，沒有先驗幾何概念作為新興幾何和引力的模型。在本文中，…
摘要 廣義達爾文主義和自組織已被定位為解釋經濟和製度變遷過程的競爭框架
摘要 廣義達爾文主義和自組織已被定位為解釋經濟和製度變遷過程的競爭框架。每種觀點的支持者都質疑另一種觀點的本體論有效性和解釋力。本文認為，植根於現代熱力學的資訊理論提供了將這兩種觀點整合到一個共同且嚴格的框架中的潛力。演化和自組織都可以概括為可應用於人類社會現象的計算過程。根據這種觀點，演化是透過組合設計空間進行演算法搜尋的過程，而自組織則是資訊聚合的非零和增益的結果。演化依賴…
摘要 本文強調了政治學對聯邦政府和州政府之間權力分配的興趣
摘要 本文強調了政治學對聯邦政府和州政府之間權力分配的興趣。權力邊界被研究為（a）作為機制設計問題，其中權力被最佳分配以實現社會目標； (b) 作為實證政治理論中的問題，因為權力分配會產生競爭性利益； (c) 作為一個制度設計問題，邊界由保障措施維持； (d) 作為一個複雜的自適應系統，其邊界隨著不同主體的相互作用而演變。文章最後提出，隨著憲法演化動態模型的發展，反映自下而上的…
摘要 背景：長末端重複（LTR）反轉錄轉座子是真核生物基因組中廣泛存在的轉座元件
摘要 背景：長末端重複（LTR）反轉錄轉座子是真核生物基因組中廣泛存在的轉座元件。由於它們能夠產生大規模突變和基因組重排，因此它們是基因組進化的主要因素。與其他轉座元件相比，屬於 LTR 反轉錄轉座子的後生動物 BEL/Pao 亞類的元件很少受到關注。迄今為止，還沒有這些元素的全面表徵。本研究的目的是描述一組 62 個已定序的後生動物基因組中的所有 BEL/Pao 元件，並分析…
摘要 競爭和寄生是塑造生命史、遷移率和族群動態的兩種重要的選擇力量
摘要 競爭和寄生是塑造生命史、遷移率和族群動態的兩種重要的選擇力量。最近，在各種病理系統中，寄生蟲可以改變種內競爭，從而產生寄生的間接成本。在這裡，我們使用兩種不同毒力的病毒（菸草蝕刻病毒和蕪菁花葉病毒）研究了這種現像是否存在於植物馬鈴薯病毒系統中。此外，我們也詢問寄生是否與避蔭症候群（植物特有的表型可塑性響應種內競爭）相互作用。我們的結果表明，寄生對種內競爭的改變並不存在於本…
摘要 法布里 珀羅諧振器在提高太赫茲 (THz) 頻率光譜系統的靈敏度方面具有巨大潛力
摘要 法布里 珀羅諧振器在提高太赫茲 (THz) 頻率光譜系統的靈敏度方面具有巨大潛力。提高靈敏度將有利於補償目前高解析度連續波太赫茲輻射技術相對較低的功率，並隨著源功率的增加充分發揮太赫茲光譜的潛力。靈敏度和掃描速度的提高將有助於對大分子在太赫茲波長下表現出的複雜振動 旋轉 隧道動力學進行詳細研究，並且對於研究更難以捉摸的瞬態物質（例如行星大氣和星際介質中存在的物質）尤其重要…
摘要 基因組印記是基於親代的等位基因的差異表達
摘要 基因組印記是基於親代的等位基因的差異表達。最近對印記基因數量的全轉錄組評估揭示了發育階段和細胞類型之間印記表達的複雜模式。這些數據需要一個全面的演化框架來理解自然選擇對印記基因表現的影響。我們提出了這樣一個框架，說明人口統計參數和適應度效應的不對稱如何導致基因組印記的演化，並將最新的理論進展納入該框架。這代表了對親屬關係理論的現代解釋，非常適合研究具有複雜社會互動的人群，…
摘要 經過數百萬年的獨立演化，胎盤類、有袋類和單孔類哺乳動物在生理學、生活史和生殖生態學方面有明顯的分歧
摘要 經過數百萬年的獨立演化，胎盤類、有袋類和單孔類哺乳動物在生理學、生活史和生殖生態學方面有明顯的分歧。生活史的差異尤其引人注目。與胎盤動物相比，有袋類動物的懷孕期較短，出生時後代體型較小，育兒袋內的哺乳期較長。單孔目動物也表現出短暫的懷孕期，但在卵中孵化胚胎，然後是孵化後的長期哺乳。透過使用大量哺乳動物物種樣本，我們發現，值得注意的是，儘管它們的生活史截然不同，但不同哺乳動…
摘要 優先依戀是一種流行的成長網絡模式
摘要 優先依戀是一種流行的成長網絡模式。我們考慮一個具有隨機節點刪除以及優先和隨機附件組合的廣義模型。使用主方程式的高度展開，我們根據節點去除率以及優先與隨機附著的相對強度來確定拓撲相變，其中度分佈從冪律分佈到具有指數尾部的分佈。
摘要 丙型肝炎病毒 (HCV) 動力學的數學模型廣泛用於了解病毒發病機制和預測治療結果
摘要 丙型肝炎病毒 (HCV) 動力學的數學模型廣泛用於了解病毒發病機制和預測治療結果。標準模型基於五個非線性常微分方程 (ODE) 系統，該系統描述了病毒動力學和治療開始後藥物濃度的變化。在這種複雜的模型中，參數估計具有挑戰性，並且需要對每個個體進行頻繁的取樣測量。透過借用研究對象之間的信息，非線性混合效應模型可以處理每個個體的稀疏採樣。然而，在這種情況下尋找最佳設計受到評估…
摘要 背景：多基因交互作用可能在複雜表型的發展中發揮重要作用，並且交互作用基因之間的關係在微陣列分析中提
摘要 背景：多基因交互作用可能在複雜表型的發展中發揮重要作用，並且交互作用基因之間的關係在微陣列分析中提出了具有挑戰性的統計問題，因為參與這些交互作用的基因可能不會表現出邊際差異表達。因此，有必要開發能夠識別區分錶型的相互作用基因組的工具，而不要求表型之間的分類邊界是凸的。結果：我們描述了一種新的無監督統計學習技術（稱為分區解耦方法（PDM））對基因表現微陣列資料的擴展和應用。…
摘要 食物網是生態系中的餵食關係網絡，為決定生態系穩定性和持久性的機制提供了基本見解
摘要 食物網是生態系中的餵食關係網絡，為決定生態系穩定性和持久性的機制提供了基本見解。食物網分析和一般網路分析的標準方法是識別隔間或模組，由隔間內的許多連結和它們之間的很少連結定義。這種方法可以識別網路中較大的棲息地邊界，但可能無法辨識其他重要結構。初級生產者的低解析度資料進一步限制了食物網的實證分析。在本文中，我們提出了一種貝葉斯計算方法，用於使用靈活的定義來識別群體結構，該…
摘要 人口和經濟呈指數級增長，現在對氣候、生態系統過程和生物多樣性的影響遠遠超過其他物種
摘要 人口和經濟呈指數級增長，現在對氣候、生態系統過程和生物多樣性的影響遠遠超過其他物種。與所有生物體一樣，人類也受到自然法則的約束，並受到能源和其他資源的限制。在本文中，我們採用宏觀生態學方法，將物理學、生態學和經濟學的觀點與廣泛的全球數據分析相結合，以展示能源如何對經濟成長和發展造成根本性的限制。我們證明了隨著時間的推移，國家間和國家內部人均能源使用量與人均國內生產毛額 (…
摘要 隨著時間的推移，重建人類社會複雜性的興衰對於理解人類歷史上一些最重要的轉變至關重要
摘要 隨著時間的推移，重建人類社會複雜性的興衰對於理解人類歷史上一些最重要的轉變至關重要。基於語言多樣性的系統發育方法提供了一種重建史前事件並模擬文化隨時間變化的轉變率的方法。我們對南島語系 (n = 88) 和班圖語系 (n = 89) 社會的社會複雜性演變進行了建模和比較，這兩個社會是世界上最大的語系，其社會代表了廣泛的社會複雜性。我們的結果表明，在這兩個語系中，社會複雜性…
摘要 在本文中，我們開發了對可能包含矛盾的資料集進行自動假設空間探索的技術
摘要 在本文中，我們開發了對可能包含矛盾的資料集進行自動假設空間探索的技術。為此，我們利用兩個公式之間的等價性：有限模型假設下帶有前綴模態量詞的一階謂詞邏輯和混合整數線性規劃 (MILP) 問題。與其他方法不同，我們並沒有假設所有邏輯斷言都是正確的。相反，我們透過識別相應 MILP 的替代最佳解決方案來尋找有關主張有效性的替代假設。我們在導出的線性約束中使用鬆弛變數的集合來指示…
摘要 了解彈丸點類型內部和之間變化的原因對於古印第安考古學家來說是一項重要任務，因為他們嚴重依賴點來調查
摘要 了解彈丸點類型內部和之間變化的原因對於古印第安考古學家來說是一項重要任務，因為他們嚴重依賴點來調查定居動態和狩獵實踐等事情。對於早期古印第安點形狀的變化，一種長期存在的解釋是，獵物的大小影響了拋射點的大小和形狀。這裡報告的研究利用南部平原和西南部與猛獁像或野牛遺骸相關的克洛維斯和福爾瑟姆點記錄的標準和幾何形態測量數據評估了這一假設。人們發現，用於捕獵猛獁象的點比用於捕獵野…
摘要 我們表明斯蒂爾（2010）對漢密爾頓和布坎南（2007）以及布坎南等人的批評
摘要 我們表明斯蒂爾（2010）對漢密爾頓和布坎南（2007）以及布坎南等人的批評。 (2008) 並不成立，並證明他對 Hamilton 和 Buchanan (2007) 以及 Buchanan 等人 (2008) 資料集的重新分析是有缺陷的。在此過程中，我們為有興趣使用放射性碳定年重建人口流動和人口統計的研究人員強調了一些重要問題。最值得注意的是，我們解釋了為什麼在估計擴…
摘要 各種研究已經對材料變形和損傷的物理過程進行了建模，作為廣義相變的例子，涉及臨界現像或旋節線成核
摘要 各種研究已經對材料變形和損傷的物理過程進行了建模，作為廣義相變的例子，涉及臨界現像或旋節線成核。在這裡，我們研究了一個具有長程相互作用和反覆損傷的摩擦滑動模型，該模型透過滑動過程中的損傷和部分癒合過程進行參數化。我們在元胞自動機滑桿模型中引入了故障閾值弱化參數，該參數允許區塊在事件期間的所有後續故障中以降低的故障閾值發生故障。我們表明，達到了一個臨界點，超過該臨界點，系統…
摘要 碳、氮和磷 (C、N、P) 化學計量會影響植物的生長和生態系統內的養分循環
摘要 碳、氮和磷 (C、N、P) 化學計量會影響植物的生長和生態系統內的養分循環。事實上，元素比率被用作植物之間功能差異及其對養分供應的自然或人為變化的反應的指數。我們研究了無根陸生鳳梨科植物鐵蘭的生長和元素含量的變化，該植物從阿塔卡馬沙漠的沿海霧中獲取水分，也可能獲取養分。我們透過使用相互移植評估了（1）霧養分供應如何影響植物生長和化學計量，以及（2）植物生長和化學計量對養分…
摘要 細胞分裂（複製老化）導致的端粒逐漸縮短為人類腫瘤的進展提供了障礙
摘要 細胞分裂（複製老化）導致的端粒逐漸縮短為人類腫瘤的進展提供了障礙。這個程序在實驗室小鼠中並不保守，因為它們有較長的端粒和組成型端粒酶。已經報導了使用/不使用複製衰老的野生物種，但缺乏不同表型的進化和理解其端粒用途的概念框架。我們檢查了超過 60 個哺乳動物物種的培養細胞中的端粒/端粒酶，以將端粒的不同用途放在廣泛的哺乳動物背景中。基於系統發育的統計分析重建了祖先狀態。我們…
摘要 大多數生物體的人口統計率是由食物能量的消耗所支持的，食物能量用於產生新的生物質並為生理過程提供燃料
摘要 大多數生物體的人口統計率是由食物能量的消耗所支持的，食物能量用於產生新的生物質並為生理過程提供燃料。與其他物種不同，現代人類使用獨立於生理學而獲得的「代謝外」能源，這也會影響人口統計。我們詢問能量預算中添加的代謝外能量是否會以可預測的方式影響人口和生活史特徵。目前尚不清楚人類人口統計數據如何對能源使用做出反應，我們使用異速生長方法來描述這種反應。我們研究的所有人類生活史特…
摘要 在這裡，我們鑑定了感染早期可能有利於傳播的 HIV 1 B 進化枝包膜 (Env) 氨基酸特徵，以
摘要 在這裡，我們鑑定了感染早期可能有利於傳播的 HIV 1 B 進化枝包膜 (Env) 氨基酸特徵，以及慢性感染中可能反映免疫逃脫常見途徑的反覆突變模式。為了實現這一目標，我們比較了從感染早期或慢性感染的數百個體中透過單基因組擴增獲得的數千個序列。樣本一開始就被分為假設形成集和驗證集，我們使用系統發育校正的統計策略來識別簽名，系統地掃描所有 Env。特徵包括單一胺基酸、糖基化…
摘要 逆轉錄病毒和許多逆轉錄轉座子的兩側都有稱為長末端重複序列 (LTR) 的序列重複序列
摘要 逆轉錄病毒和許多逆轉錄轉座子的兩側都有稱為長末端重複序列 (LTR) 的序列重複序列。這些序列包含在 5' LTR 中活躍的啟動子區域和在 3' 末端的 LTR 拷貝中活躍的轉錄終止訊號。 LTR 中間的一個部分稱為冗餘區，出現在 mRNA 的兩端。在這裡，我們表明，在copia型反轉錄轉座子Tto1中，LTR的啟動子和終止子功能可以由異源序列提供，從而將LTR轉化為明顯…
摘要 人類特徵是基因與文化共同演化的產物，這是一種涉及基因和文化長期相互作用的演化動態
摘要 人類特徵是基因與文化共同演化的產物，這是一種涉及基因和文化長期相互作用的演化動態。基因 文化協同演化是生態位建構的一個特例。基因 文化共同演化導致人類的其他偏好、公平品味、同理心能力以及道德和品格美德的突出。
摘要 動機：小核仁 RNA (snoRNA) 是一類豐富的非編碼 RNA，具有多種細胞功能，包括 RNA
摘要 動機：小核仁 RNA (snoRNA) 是一類豐富的非編碼 RNA，具有多種細胞功能，包括 RNA 的化學修飾、端粒維護、前 rRNA 加工和選擇性剪接中的調節活動。 Box C/D snoRNA 的主要作用是確定 2' O 核糖甲基化的標靶，這對於 rRNA 成熟和某些 mRNA 的剪接調節非常重要。然而，許多「孤兒」snoRNA 的標靶仍然未知。雖然 box H/AC…
摘要 這項研究的前提是，當地對石灰岩的了解及其可行的特徵是墨西哥尤卡坦州普克地區景觀居住的基礎
摘要 這項研究的前提是，當地對石灰岩的了解及其可行的特徵是墨西哥尤卡坦州普克地區景觀居住的基礎。尤卡坦半島北部的經典瑪雅建築通常被認為代表了瑪雅建築實力的頂峰，廣泛使用了芯板砌體並建造了高而寬的牛腿拱頂。較少討論的是尤卡坦半島優質石灰石的不同分佈、支撐石灰石採石、運輸和加工的社會矩陣，以及石頭建築中體現的明顯社會差異。本研究透過利用尤卡坦半島普克丘陵地區薩伊爾考古遺址的尤卡坦瑪…
摘要 系統發育多樣性（生態群落中生物之間的系統發育相關性模式）為了解群落組裝的機制提供了重要的見解
摘要 系統發育多樣性（生態群落中生物之間的系統發育相關性模式）為了解群落組裝的機制提供了重要的見解。測量微生物群落系統發育多樣性的研究主要局限於單一標記基因方法，即使用 rRNA 基因的小亞基 (SSU rRNA) 來量化微生物類群之間的系統發育關係。在這項研究中，我們提出了一種基於 DNA 片段的隨機宏基因組定序來推斷微生物之間系統發育關係的方法。為了克服宏基因組資料的碎片性…
摘要 陸地植被在調節碳和水循環以及調整行星反照率方面發揮核心作用
摘要 陸地植被在調節碳和水循環以及調整行星反照率方面發揮核心作用。因此，對植被動態的清晰理解和準確表徵對於理解和模擬更廣泛的氣候系統至關重要。最大樹高是森林植被的重要特徵，因為它與許多生態和環境量的整體規模直接相關，並且是了解植物群落某些特性（包括總生物量和資源利用）的重要指標。我們提出了一個模型，可以預測整個美國大陸的局部最大樹高，與數據非常吻合。該模型結合了標度法則（對許多…
摘要 本文研究了匿名局部博弈中對稱均衡對先驗信念擾動的穩健性
摘要 本文研究了匿名局部博弈中對稱均衡對先驗信念擾動的穩健性。如果玩家在先驗條件下對於該類別中的任何遊戲在均衡狀態下獲得相似的預期收益，則該類遊戲的兩個先驗策略在策略上是接近的。我證明，如果收益相互依賴的結構在明確的意義上是稀疏的，那麼當注意力僅限於對稱均衡時，匿名局部博弈中的戰略鄰近條件就嚴格弱於 Kajii 和 Morris (1998) [11] 的一般貝葉斯博弈的條件。…
摘要 人類疾病的基因是系統生物學研究的重要議題
摘要 人類疾病的基因是系統生物學研究的重要議題。在本研究中，我們證明孟德爾和複雜疾病基因具有獨特且一致的蛋白質 蛋白質交互作用（PPI）特性。我們證明，當應用於人類 PPI 網路時，五種不同的網路屬性可以簡化為兩個獨立的指標。這兩個指標很大程度上與程度（連接數）和聚類係數（特定蛋白質的鄰居之間的連接數）一致。我們證明疾病基因同時具有異常高的聚集係數和異常低的聚集係數。這些基因可…
摘要 基於以下考慮，我們探討了社會網絡的結構如何限制其成員之間可以維持的不平等程度：（i）任何價值分配都
摘要 基於以下考慮，我們探討了社會網絡的結構如何限制其成員之間可以維持的不平等程度：（i）任何價值分配都必須相對於聯盟偏差保持穩定，以及（ii）網絡結構本身決定了可能形成的聯盟。我們證明，如果參與者只有在網路中形成一個派系才能共同偏離，那麼可以維持的不平等程度取決於最大獨立集的基數。對於二分網絡，最大獨立集的大小充分錶徵了可以維持的不平等程度。這一結果部分擴展到一般網絡，以及如…
摘要 比較語言學的最新研究表明，所有或幾乎所有經過證實的人類語言可能都源自單一的早期語言
摘要 比較語言學的最新研究表明，所有或幾乎所有經過證實的人類語言可能都源自單一的早期語言。如果是這樣，那麼這種語言——就像幾乎所有現存的語言一樣——很可能在“人（S）殺了（V）熊（O）”類型的陳述句中具有主詞（S）、動詞（V）和賓語（O）的基本順序。當人們將現有結構類型的分佈與假定的人類語言系統發育樹進行比較時，可以得出四個結論。 (i) 祖先語言中的詞序是 SOV。 (ii)…
摘要 中和抗體 (Nab) 被認為在預防和控制 HIV 1 感染中發揮重要作用，應該成為愛滋病疫苗的目標
摘要 中和抗體 (Nab) 被認為在預防和控制 HIV 1 感染中發揮重要作用，應該成為愛滋病疫苗的目標。透過分析測試病毒和血清中的病毒序列，了解 HIV 1 如何誘導 Nabs 至關重要。對來自 15 名 C 亞型感染個體的多個 Env (3 6) 測定了對自體和異源血漿中抗體的中和敏感性。異源中和被分為兩個不同的組別：具有強交叉反應中和的血漿（n=9）和具有弱中和的血漿（n…
摘要 我們研究壓緊子 反壓緊子碰撞過程的性質
摘要 我們研究壓緊子 反壓緊子碰撞過程的性質。我們比較和比較了 l = p = 2 時 K(l, p) Rosenau Hyman (RH) 方程式的緊縮 反緊縮解的結果與 p = 1 和 l = 3 時 L(l, p) Cooper Shepard Sodano (CSS) 方程式的緊縮 反緊縮解的結果。這項研究是使用 RH 和 CSS 方程式的 Pade 離散化進行的。我們…
摘要 人類免疫缺陷病毒（HIV）的黏膜傳播導致病毒遺傳多樣性的瓶頸
摘要 人類免疫缺陷病毒（HIV）的黏膜傳播導致病毒遺傳多樣性的瓶頸。 Gnanakaran 及其同事使用計算策略來識別包膜中特定位置的特徵氨基酸，這些氨基酸與感染早期採樣的傳播序列或慢性感染期間採樣的序列相關。觀察到的最強烈的特徵是在傳播和早期感染時第 12 位組氨酸穩定存在的富集，以及在慢性感染中第 12 位組氨酸的反覆丟失。該氨基酸位於包膜的前導肽內，該蛋白質的一個區域已被…
摘要 物件的有效複雜性的概念是其規律性的最小描述長度，這一概念是由蓋爾曼和勞埃德提出的
摘要 物件的有效複雜性的概念是其規律性的最小描述長度，這一概念是由蓋爾曼和勞埃德提出的。規律性透過係綜來建模，係綜是有限二進位串上的機率分佈。在我們先前的論文 [1] 中，我們用演算法資訊理論的精確術語提出了有效複雜性的定義。在這裡，我們研究由固定的、通常不可計算的過程產生的二進位字串的有效複雜性。我們表明，在不太強烈的條件下，長的典型過程實作實際上是簡單的。我們的結果在粗略有…
摘要 我們分析了具有時變拓撲和延遲的多智能體網路中共識演算法的穩定性
摘要 我們分析了具有時變拓撲和延遲的多智能體網路中共識演算法的穩定性。拓撲和延遲被建模為由適應過程引起的並且相當通用，包括 i.i.d。拓樸過程、非同步一致性演算法和馬可夫跳躍切換。在自連結是瞬時的情況下，如果對應於有限時間間隔上的耦合矩陣和的條件期望的圖幾乎肯定具有生成樹，我們證明網路對所有有界延遲達成共識。此外，當自連結也被延遲並且延遲滿足某些整數模式時，我們觀察並證明演算…
摘要 我們透過監控線上部落格的內容來研究公共媒體關注的動態
摘要 我們透過監控線上部落格的內容來研究公共媒體關注的動態。社群和媒體事件可以透過相關關鍵字的詞頻傳播來追蹤。媒體事件被分類為外生事件（部落格活動由外部新聞條目觸發）或內生事件（詞頻在部落格社群內建立而不受外部影響）。我們發現單字出現次數與地震有統計相似性。此外，事件的大小分佈與古騰堡里希特定律中發現的類似指數成比例。主要事件前後媒體事件的動態可以令人滿意地建模為一種過程，該過…
摘要 生物系統包含複雜的代謝途徑，具有許多非線性和協同作用，這使得它們很難根據第一原理進行預測
摘要 生物系統包含複雜的代謝途徑，具有許多非線性和協同作用，這使得它們很難根據第一原理進行預測。蛋白質合成是這種途徑的典型例子。在這裡，我們展示瞭如何透過一系列迭代的高通量實驗來改進無細胞蛋白質合成，這些實驗由機器學習演算法引導，實現了一種實驗進化設計（Evo DoE）形式。該演算法根據先前實驗結果的統計模型，結合實驗空間的隨機探索，預測富有成效的實驗。所需的實驗反應或演化適應…
摘要 背景：二級結構形成了核酸描述的重要中間水平，它封裝了折疊能量的主要部分，通常在進化中得到很好的保守
摘要 背景：二級結構形成了核酸描述的重要中間水平，它封裝了折疊能量的主要部分，通常在進化中得到很好的保守，並且通常用作解釋實驗結果的基礎。基於仔細測量的熱力學參數，精確的動態規劃演算法可用於計算基態、鹼基配對機率以及熱力學性質。結果：近二十年來，ViennaRNA Package 一直是廣泛使用的 RNA 二級結構相關電腦程式的彙編。標準能量模型結構、Turner 2004 參…
摘要 T細胞導向HIV疫苗是基於CD8+ T細胞記憶反應的誘導，可有效抑制感染HIV 1株的感染和隨後的
摘要 T細胞導向HIV疫苗是基於CD8+ T細胞記憶反應的誘導，可有效抑制感染HIV 1株的感染和隨後的複製，此過程需要疫苗接種誘導的抗原決定位與感染病毒株之間匹配或接近匹配。我們將 Step 試驗中使用的複製缺陷型 Ad5 gag/pol/nef 疫苗引發的 CTL 表位反應的頻率和特異性與最近測序的 HIV 1 B 分支分離株中遇到這些表位的可能性進行了比較。在具有可偵測的…
摘要 我們提出了一個簡單的圖積分，相當於電路分區多項式的倍數
摘要 我們提出了一個簡單的圖積分，相當於電路分區多項式的倍數。設G為有向圖，k為正整數。 G 的每個頂點 v 與單位長度的獨立、均勻隨機的 k 維複向量 x(v) 相關聯。我們將 q(G; k) 定義為內積 < x(u), x(v) 在所有邊 (u, v) 上的乘積的期望值。我們證明 q(G; k) 與 G 的循環劃分多項式成正比，因此對於任何 k 1，計算 q(G; k) 是…
摘要 越來越多的證據表明，居住在美國西南部梅薩維德中部地區的普韋布洛人祖先與其他普韋布洛人保持著遠距離接
摘要 越來越多的證據表明，居住在美國西南部梅薩維德中部地區的普韋布洛人祖先與其他普韋布洛人保持著遠距離接觸。普韋布洛在時間和空間上的互動問題傳統上是使用陶瓷採購資料來解決的。這項研究使用黑曜石來源資料認為，從西元 600 年到 920 年，梅薩維德中部地區的居民從整個美國西南部北部地區獲取黑曜石，但從西元 1060 年到 1280 年，他們幾乎完全從新墨西哥州中北部的傑梅斯山脈…
摘要 我們研究學習動態對網路拓撲的影響
摘要 我們研究學習動態對網路拓撲的影響。首先，為此目的考慮離散動力系統網絡，並且使耦合強度根據基於尖峰時間依賴性可塑性（STDP）範式的時間學習規則來演化。這包含了不同邊緣之間的必要競爭。我們獲得的最終網路是魯棒的並且具有廣泛的度分佈。然後我們研究正式神經網路結構的動力學。對於正確選擇的輸入訊號，存在具有殘差網路的穩態。我們將這種網路的主題特徵與秀麗隱桿線蟲的真實神經網路的主題…
摘要 我們在正李雅普諾夫指數和零李亞普諾夫指數的 z 邏輯圖中分析地連結了非線性動力系統的三個屬性，即對
摘要 我們在正李雅普諾夫指數和零李亞普諾夫指數的 z 邏輯圖中分析地連結了非線性動力系統的三個屬性，即對初始條件的敏感度、熵產生和逃脫率。我們在混沌時（李雅普諾夫指數為正）和混沌開始時（混沌指數消失）統一這些關係。我們的結果特別統一了兩個已知的情況，即（i）存在逃逸的標準熵率，對於具有強混沌的指數功能率有效，以及（ii）沒有逃逸的類 Pesin 恆等式，對於費根鮑姆等點處存在的…
摘要 我們概括了 Bohman、Frieze 和 Wormald 的隨機圖演化過程 [T. Bohman
摘要 我們概括了 Bohman、Frieze 和 Wormald 的隨機圖演化過程 [T. Bohman、A. Frieze 和 N. C. Wormald，《隨機結構》。演算法，25, 432 (2004)]。從完整圖中均勻隨機採樣的潛在邊被認為一次一個，並且要么添加到圖中，要么被拒絕，前提是接受的邊的分數永遠不會小於漸近接近值 alpha = 1/2 的遞減函數。我們表明，…
摘要 我們使用 I mu 機因果表示來分析觀察者如何同步到有限狀態資訊來源的內部狀態
摘要 我們使用 I mu 機因果表示來分析觀察者如何同步到有限狀態資訊來源的內部狀態。在這裡，我們處理精確同步的情況，即觀察者有可能在有限數量的觀察後完全同步。嚴格漸近同步的更困難的情況將在後續中處理。在這兩種情況下，我們發現觀察者平均會以指數速度同步到源狀態，因此，觀察者對源輸出的預測的平均精度也以指數速度接近其最佳水平。此外，我們在此展示如何分析計算精確 I mu 機器的同…
摘要 我們將最近對精確有限狀態源的同步分析擴展到僅漸近發生同步的非精確源
摘要 我們將最近對精確有限狀態源的同步分析擴展到僅漸近發生同步的非精確源。儘管證明方法有很大不同，但主要結果是相同的。我們發現，觀察者在源狀態中的平均不確定性以指數方式快速消失，因此，觀察者在預測未來輸出時的平均不確定性以指數方式快速收斂到源熵率。
摘要 自然選擇被證明是麥克斯韋惡魔裝置的擴展實例
摘要 自然選擇被證明是麥克斯韋惡魔裝置的擴展實例。引入了惡魔選擇原理，該原理指出生物體不能超過其選擇環境的複雜性。錯誤修復的熱力學約束對訊息從環境（透過選擇性惡魔）轉移到基因組的速率施加了根本限制。演化的學習和推理機制可以克服這個限制，但仍然受到相同的基本約束，因此可塑性行為不能超過獎勵訊號的複雜性。演化複雜性的自然衡量標準是由互資訊提供的，而生態位建構活動（對選擇壓力建構的有…
摘要 科學理論試圖為基於基本物理和機械限制的重要經驗法則提供簡單的解釋
摘要 科學理論試圖為基於基本物理和機械限制的重要經驗法則提供簡單的解釋。生物學理論很少達到與物理理論相媲美的普遍性和預測能力水平。這種差異可以透過凍結事故、環境異質性和適應性過程中觀察到的普遍非線性來解釋。同時，事實證明，模型建構在解釋和預測特定生物系統的行為方面非常成功。在這方面，生物學類似於替代的模型豐富的框架，例如經濟學和工程學。在本文中，我們探討了生物學一般理論的前景，…
摘要 常見觀察到的模式通常遵循幾個不同的機率分佈族
摘要 常見觀察到的模式通常遵循幾個不同的機率分佈族。一百多年前，Karl Pearson 提供了常見連續分佈的系統推導和分類。他的方法是現象學的：一個產生共同分佈的微分方程，沒有任何潛在的概念基礎來解釋為什麼共同分佈具有特定的形式以及如何解釋家庭關係。皮爾遜系統及其衍生系統仍然是最受歡迎的機率分佈系統分類。在這裡，我們基於兩個有意義且合理的命題將不同形式的常見分佈統一為一個…
摘要 我們提出了靈長類社會中衝突管理和勞動分工（任務專業化）的統計證據和動態模型
摘要 我們提出了靈長類社會中衝突管理和勞動分工（任務專業化）的統計證據和動態模型。觀察到兩種廣泛的干預策略類別——二元策略——安撫幹預，和三元策略——治安幹預。這些策略、它們各自的專業化程度以及它們對衝突動態的影響可以透過受免疫動力學啟發的基於經驗的數學模型來捕捉。攻擊行為的蔓延，類似病原體的增殖，是流行病學問題。我們透過分析和計算表明，維持治安是一種有效的策略，因為它只需要一…
摘要 許多現實世界的網路往往非常密集
摘要 許多現實世界的網路往往非常密集。在建立表示物件之間成對相似性的網路時出現了一些令人感興趣的特定範例。在這些情況下，所考慮的網路被加權，通常在任意兩個節點之間具有正權重。此類網路的可視化和分析，尤其是當節點數量很大時，可能會帶來重大挑戰，而這些挑戰通常可以透過減少邊緣集來解決。任何有效的「稀疏化」都必須保留並反映網路中的重要結構。常見的方法是簡單地應用硬閾值，僅保留權重超過…
摘要 儘管可能不存在真正的語言共性，但仍然可以在世界上的語言中辨別出幾種家族相似模式
摘要 儘管可能不存在真正的語言共性，但仍然可以在世界上的語言中辨別出幾種家族相似模式。最近關於語言文化演化的研究表明，這些模式的來源不太可能是透過對任意語言特徵的生物適應而演化而來的固有普遍語法。相反，有人認為，相似模式的出現是因為語言是由大腦塑造的，每種語言代表了對同一組非語言約束的不同但部分重疊的解決方案。在這裡，我們使用計算模擬來研究源自認知和交流限制的語言功能特徵的…
摘要 語言學家和考古學家利用對早期印歐語居住策略的重建來約束有關印歐語言的故鄉和傳播軌蹟的假設；然而，這
摘要 語言學家和考古學家利用對早期印歐語居住策略的重建來約束有關印歐語言的故鄉和傳播軌蹟的假設；然而，這些重建很大程度上是基於對語言和民族志證據的非系統性和非歷史性的使用，加上解釋上的重大偏見。在這裡，我在系統發育比較框架中使用跨文化資料來重建印歐語言社會歷史上居住策略的變化模式。該分析提供了支持原始印歐語系盛行的病毒本地化和替代新本地化的證據，並且這種模式可能已經延伸到原始印…
摘要 對一夫一妻制婚姻出現的解釋主要集中在婚姻策略的跨文化分佈上，因此未能解釋其歷史
摘要 對一夫一妻制婚姻出現的解釋主要集中在婚姻策略的跨文化分佈上，因此未能解釋其歷史。在本文中，我利用系統發育比較方法提供的系統且明確的歷史框架中的跨文化數據，重建了印歐語言社會歷史上婚姻策略的變化模式。該分析提供了支持原始印歐語一夫一妻制的證據，而這種模式可能可以追溯到原始印歐語系的一夫一妻制。這些重建將一夫一妻制婚姻的起源推向了史前時代，遠遠超出了歷史記錄中記載的最早的實例…
摘要 我們在最近的聖達菲研究所研討會上介紹了對本期焦點問題的貢獻並描述了它們的起源
摘要 我們在最近的聖達菲研究所研討會上介紹了對本期焦點問題的貢獻並描述了它們的起源。
摘要 細菌依賴一系列細胞外代謝物來抑制競爭對手、獲取資源並利用植物或動物宿主
摘要 細菌依賴一系列細胞外代謝物來抑制競爭對手、獲取資源並利用植物或動物宿主。 GacS/GacA 雙組分調節系統積極控制假單胞菌中許多有益的外部產物的表達。自然群體中通常含有具有缺陷的 Gac 系統的變體，這些系統不會產生大多數外部產物。這些突變體受益於代謝負荷的降低，但似乎並沒有取代自然界中的野生型。在存在生長增強的突變體的情況下，自然選擇如何維持野生型？一種假設是，Gac…
摘要 我們回顧了一種基於經驗的方法來研究社會動態中個體互動中集體屬性的出現
摘要 我們回顧了一種基於經驗的方法來研究社會動態中個體互動中集體屬性的出現。當可以從時間序列資料中提取個體決策規則、策略時，它們可以用於建立自適應社會迴路。社會迴路透過將個體層面的規則映射到總體的統計屬性來提供集體效應的緊湊描述。這定義了一種簡單的社會計算形式。我們考慮複雜性度量需要具有的屬性，以最好地捕捉不同分析層級（從個體規則到電路到人口統計）的規律性。使用生物和社會系統的…
摘要 人工 microRNA (amiR) 的生物技術應用是培育抵抗病毒感染的植物
摘要 人工 microRNA (amiR) 的生物技術應用是培育抵抗病毒感染的植物。這種抵抗已被證明是非常有效的並且具有序列特異性。然而，在將這些基因改造植物部署到田間之前，評估抗性破壞突變體出現的可能性非常重要。有兩個問題特別令人感興趣：（i）此類突變體是否可以在可能充當儲存庫的非轉基因植物中出現，以及（ii）轉基因的次優表達水平是否會導致 amiR 的亞抑制濃度，從而有利於…
摘要 了解 RNA 病毒毒力的演變對於制定適當的控制策略至關重要
摘要 了解 RNA 病毒毒力的演變對於制定適當的控制策略至關重要。儘管通常認為毒力是寄生蟲在宿主內複製的結果，但病毒株可能具有高毒性，而不會因免疫病理學宿主反應而經歷大量累積。利用兩種毒力與累積率呈負相關的菸草蝕斑病毒（TEV）菌株，我們首先探討了簡單感染和混合感染期間毒力和適應度特徵的演變。對每種毒株進行的短期進化實驗獨立地證實了毒力和病毒載量的遺傳和進化穩定性，儘管兩種毒…
摘要 RNA 成熟的許多方面都會以與參考基因組 DNA 的偏差的形式在 RNA 定序數據中留下痕跡
摘要 RNA 成熟的許多方面都會以與參考基因組 DNA 的偏差的形式在 RNA 定序數據中留下痕跡。這尤其包括基因組非編碼核苷酸和化學修飾。後者以不匹配和顯著的測序讀數模式的形式留下了自己的簽名。專注於特定類型偏差的修改繪圖程序可以幫助解開轉錄後修飾、成熟和降解過程。在這裡，我們將重點放在大量產生的小 RNA 定序數據，旨在分析 microRNA 表現。從 tRNA 中許多眾所…
摘要 功能性RNA元件也可以嵌入編碼功能性蛋白質的外顯子序列
摘要 功能性RNA元件也可以嵌入編碼功能性蛋白質的外顯子序列。雖然這種類型在病毒中並不罕見，但在真核基因組中只詳細描述了少數這種類型的例子。在這裡，我們使用 RNAz 和 RNAcode 這兩種比較基因組學方法，分別測量作用於 RNA 二級結構和勝肽序列的穩定選擇的特徵，以調查果蠅基因組。我們估計可能有大約 1000 個基因座受到雙重選擇壓力。使用的全基因組篩選也暴露了目前可用…
摘要 關於突變適應度效應 (DMFE) 分佈的知識對於許多演化模型至關重要
摘要 關於突變適應度效應 (DMFE) 分佈的知識對於許多演化模型至關重要。近年來，人們對一些微生物的 DMFE 特性進行了仔細的描述。然而，在大多數情況下，這些資訊僅針對單一環境獲得，很少有研究探討環境變化可能對 DMFE 的影響。環境影響與多宿主寄生蟲的演化以及新病原體的出現尤其相關。在這裡，我們描述了 8 個宿主環境中菸草蝕刻病毒 (TEV) 的 20 個單核苷酸取代突變…
摘要 從複雜的過程中考慮有效的理論是複雜性研究的核心
摘要 從複雜的過程中考慮有效的理論是複雜性研究的核心。即使潛在的機制被理解，或至少是可測量的，生物、計算和社會系統中耗散性和不可逆性的存在也會使問題變得更加困難。在這裡，我們展示了在存在不可逆性和雜訊的情況下，在具有潛在回饋的動態模型中建立有效的理論。我們使用克羅恩 羅德定理來展示潛在機制的組成如何導致新興有效理論的創新。我們展示了耗散和不可逆性如何從根本上限制這些新興結構…
摘要 眾所周知，非酵素模板引導的分子複製子 X + nO k 2X 表現出拋物線生長 d[X]/dt 無
摘要 眾所周知，非酵素模板引導的分子複製子 X + nO k 2X 表現出拋物線生長 d[X]/dt 無限大 kX。在這裡，我們分析了有效複製速率常數 k 對雜交能量、溫度、鍊長度和序列組成的依賴性。首先，我們基於簡單的熱力學論證得出複製率 k 的分析標準。其次，我們提出了寡核苷酸的布朗動力學模型，使我們能夠模擬它們的擴散和雜交行為。此模擬用於產生和分析鍊長度、溫度以及一定程度…
摘要 文化現像是否經歷了達爾文意義上的演化變化
摘要 文化現像是否經歷了達爾文意義上的演化變化？如果是這樣，演化博弈論（EGT）是研究它們的最佳方法嗎？對這些問題的意見分歧很大。 EGT的支持者認為它為社會科學提供了一個統一的理論框架，而批評者甚至否認達爾文模型適合應用於文化。為了評估這些主張，我們研究了文化演化的三個面向：（i）透過達爾文選擇演化的文化特徵，（ii）影響生物適應性的文化特徵，以及（iii）文化和生物的共同演…
摘要 小非編碼 RNA (ncRNA)，例如 microRNA、snoRNA 和 tRNA，是具有多種重
摘要 小非編碼 RNA (ncRNA)，例如 microRNA、snoRNA 和 tRNA，是具有多種重要生物學功能的多種分子的集合。目前的高通量定序方法首次提供了以基本公正的方式研究整個 ncRNAome 的機會。然而，非常需要能夠方便地分析這些極其龐大的資料集的方法。在這裡，我們推出了 DARIO，這是一個免費的網路服務，允許研究來自小型 RNA seq 實驗的短讀數據。它…
摘要 人類生態位建構既包括純粹的生物學現象，例如乳糖耐受性的演化，也包括研究文化訊息傳遞的雙重遺傳理論
摘要 人類生態位建構既包括純粹的生物學現象，例如乳糖耐受性的演化，也包括研究文化訊息傳遞的雙重遺傳理論。但生態位建構有助於解釋意識意圖也發揮作用的現象嗎？巴厘島水稻梯田景觀設計的創建提供了一個測試案例。人口遺傳分析和考古證據被用來調查這種現像是否是歷史上幾代農民的反覆試驗而出現的，或者是巴厘島統治者設計的。鑑於對前一個假設的有力支持，開發了兩個模型來探索局部和全球尺度上功能結構…
摘要 微生物多樣性通常透過將核醣體 RNA (SSU rRNA) 序列聚類為操作分類單元 (OTU) 來
摘要 微生物多樣性通常透過將核醣體 RNA (SSU rRNA) 序列聚類為操作分類單元 (OTU) 來表徵。由於引發和擴增的偏差，透過 PCR 對環境 SSU rRNA 標記進行標靶定序可能無法檢測 OTU。對鳥槍法定序的環境 DNA 進行分析（稱為宏基因組學）可以避免擴增偏差，但會產生碎片、非重疊的序列讀數，這些讀數無法透過現有的 OTU 查找方法進行聚類。為了規避這些限制…
摘要 背景：直系同源分析是生物資訊學許多領域（例如比較基因組學和分子系統發育學）資料分析的重要組成部分
摘要 背景：直系同源分析是生物資訊學許多領域（例如比較基因組學和分子系統發育學）資料分析的重要組成部分。序列資料的不斷增加，以及因此可以同時比較的基因組數量的迅速增加，需要高效的軟體工具，因為具有二次記憶體要求的強力方法在實踐中變得不可行。此外，新資料的快速出現使得需要計算給定資料集的全基因組直系關係，而不是依賴資料庫中列出的關係。結果：此處所述的程式 Proteinortho…
摘要 托馬斯·傑斐遜 (Thomas Jefferson) 在 1813 年觀察到，思想就像火一樣——訊
摘要 托馬斯·傑斐遜 (Thomas Jefferson) 在 1813 年觀察到，思想就像火一樣——訊息可以在不放棄的情況下傳遞 (1)。事實上，共享資訊的便利性和好處促使個體聚集成群體，從而推動了生物世界複雜性的累積 (2, 3)。一旦某個集體的成員——無論是果蠅的細胞還是民主社會的公民——積累了訊息，他們就必須整合這些資訊並據此做出決策。當這些成員有共同的興趣時，就像植物…
摘要 我們分析了一組北美種鳥物種內局部豐度的統計分佈
摘要 我們分析了一組北美種鳥物種內局部豐度的統計分佈。我們為每個物種建立了頻率圖，發現它們表現出長尾冪律行為，並在較高豐度截止值處截斷。基於有限尺寸縮放參數，我們研究了頻率曲線是否可以被視為彼此的縮放副本。在獲取每個物種的總豐度的冪後，數據崩潰是可能的，以糾正與底層通用有限尺寸縮放函數（UFSS）的偏差。 UFSS 冪律指數在無界方差範圍內隨時間振盪，這與生態現象的劇烈波動是一…
摘要 加州地震預測的區域地震似然模型 (RELM) 測試是對未來地震發生預測的首次競爭性評估
摘要 加州地震預測的區域地震似然模型 (RELM) 測試是對未來地震發生預測的首次競爭性評估。參與者提交了 2006 年 1 月 1 日至 2010 年 12 月 31 日期間在 0.1 度 x 0.1 度單元中發生 M = 4.95 級地震的預期機率。提交了加州及鄰近地區 7,682 個單位的機率。在此期間，試驗區發生了31M≥4.95級地震。這些地震發生在 22 個測試單元…
摘要 在恆定的施加力下扭轉 DNA 揭示了熱激活轉變為具有超螺旋結構（稱為 plectoneme）的狀態
摘要 在恆定的施加力下扭轉 DNA 揭示了熱激活轉變為具有超螺旋結構（稱為 plectoneme）的狀態。使用過渡態理論，我們預測該 plectoneme 成核速率為 10(4) Hz 量級。我們注意到用於操縱 DNA 的珠子上的黏性阻力限制了測量的速率，將這一點與測量了 10 Hz 數量級的跳躍率的實驗相協調。我們發現鹼基對序列無序引起的固有彎曲對於理解控制轉變的自由能障…
摘要 非遺傳擾動，例如環境變化或發育噪音，可以誘發新的表型
摘要 非遺傳擾動，例如環境變化或發育噪音，可以誘發新的表型。如果誘導表型反覆出現並賦予適應性優勢，選擇可能會促進其遺傳穩定。因此，非遺傳擾動可以引發演化創新。通常表型上不可見的遺傳變異可能在此過程中發揮重要作用。在對突變具有穩健性的表型上進行穩定選擇的群體可以累積這種變異。經過非遺傳擾動後，這種變異可以產生新的表型。我們在這裡研究表型突變穩健性與群體產生新表型變異的潛力之間的關…
摘要 背景：許多重要的演化適應源自於基因調控電路的修改以產生新的基因活性表型
摘要 背景：許多重要的演化適應源自於基因調控電路的修改以產生新的基因活性表型。不斷進化的群體如何篩選天文數字的迴路來尋找具有新的適應性表型的迴路？答案可能常常涉及表型可塑性。表型可塑性允許基因型在非遺傳擾動（包括基因表現噪音、環境變化或表觀遺傳修飾）後產生不同的替代表型。結果：我們在這裡分析了經過充分研究的基因調控迴路模型。電路的基因型編碼電路基因之間的調節相互作用，其表型對應…
摘要 在寒武紀早期的幾百萬年內，顯然出現了多樣化的兩側對稱進化枝，並且已經提出了各種環境、發育和生態原因
摘要 在寒武紀早期的幾百萬年內，顯然出現了多樣化的兩側對稱進化枝，並且已經提出了各種環境、發育和生態原因來解釋這種突然出現。化石和分子多樣化模式、比較發育數據以及生態餵養策略資訊的彙編表明，主要動物進化枝在首次出現在化石記錄中之前已經分化了數千萬年，這表明在成冰紀[（距今850至6.35億年）]其發育工具包的建立與埃迪卡拉紀（距今635至541年）後生動物的生態成功之間存在滯後…
摘要 我們根據與正常和異常凝析油密度相關的輔助場重寫了稀玻色氣體的拉格朗日量
摘要 我們根據與正常和異常凝析油密度相關的輔助場重寫了稀玻色氣體的拉格朗日量。我們推導了複合場傳播器中有效作用的循環展開。最低階輔助場 (LOAF) 理論是一種與戈德斯通定理一致的守恆平均場近似，沒有困擾近似的一些困難，例如 Hartree 和 Popov 近似。 LOAF 預測二階相變。我們給出了一組費曼規則，用於將複合場傳播器的循環展開中的結果改進為任意階。我們將 LOAF…
摘要 我提出了與埃迪卡拉紀 寒武紀（578 510 Ma）後生動物多樣化相關的海洋無脊椎動物新形態的時間
摘要 我提出了與埃迪卡拉紀 寒武紀（578 510 Ma）後生動物多樣化相關的海洋無脊椎動物新形態的時間分佈的新彙編。將這些數據與先前關於基因調控網絡層次結構的工作結合，我認為形態的分佈可能部分記錄了時間不對稱的變異生成。演化被隱含地視為均變過程，其中速率可能會變化，但基本過程（包括變異類型）隨著時間的推移基本上是不變的。最近的研究表明，這種均變論假設是錯誤的，表明變異的類型可…
摘要 為了了解溫度對生物系統的影響，我們編譯、組織和分析了包含微生物、植物和動物 1,072 個熱響應的
摘要 為了了解溫度對生物系統的影響，我們編譯、組織和分析了包含微生物、植物和動物 1,072 個熱響應的資料庫。我們的資料庫中性狀（n = 112）、物種（n = 309）、體型（15個數量級）和棲息地（所有主要生物群落）前所未有的多樣性使我們能夠量化生物性狀溫度反應的新特徵。特別是，對種內（種內）反應上升成分的分析表明，87% 與玻爾茲曼 阿倫尼烏斯模型擬合良好。這些上升的平…
摘要 季節性流感疫苗接種計畫的有效性取決於個人的遵守情況
摘要 季節性流感疫苗接種計畫的有效性取決於個人的遵守情況。對感染和疫苗接種相關風險的看法可以強烈影響疫苗接種決策，進而影響流行病的最終進程。在這裡，我們透過將博弈論納入網絡模型來研究接觸模式、流感相關行為和疾病動態之間的相互作用。當個體根據過去的流行病做出決策時，我們發現接觸較多的個體會接種疫苗，而接觸較少的個體則不會。然而，接種疫苗的接觸閾值高度依賴人群的整體網絡結構，並且有…
摘要 我們分析了靈長類社會中衝突決策的時間尺度
摘要 我們分析了靈長類社會中衝突決策的時間尺度。我們提供了與社會決策和行為模式相關的多個週期性時間尺度的證據。我們證明了周期性的存在，這些週期性與環境循環或已知的超緯度機制不直接相關。在特定的生物學和社會定義的人口類別中，週期性跨越幾小時到幾天的時間尺度。我們的結果表明，這些週期性不是由外生或內部規律驅動的，而是由對社會互動模式的策略反應所驅動的。分析還表明，扮演關鍵職能角色（…
摘要 釐清影響森林結構、功能和當地群落組成的生物和非生物力量的相對作用仍然是生態學的重要目標
摘要 釐清影響森林結構、功能和當地群落組成的生物和非生物力量的相對作用仍然是生態學的重要目標。在這裡，我們利用中美洲乾燥熱帶森林相隔 20 年的兩次森林調查，評估了過去的干擾和當地氣候變遷（以乾旱加劇的形式）在驅動森林動態方面的相對作用。我們觀察到：(i) 樹木數量淨減少； (ii) 森林總生物量減少了 7.7 Mg ha 1，但按次方計算時，單位面積生物量沒有變化，表明森林生…
摘要 齊普夫定律似乎在人類語言中無所不在，並且似乎是複雜通訊系統的普遍屬性
摘要 齊普夫定律似乎在人類語言中無所不在，並且似乎是複雜通訊系統的普遍屬性。繼齊夫提出的關於通訊系統中說話者和聽者的努力之間存在緊張關係的早期建議之後，我們基於庫爾貝克的最小信息歧視原則，通過變分方法來解決該問題。因此，使用完全嵌入資訊理論框架的形式主義，我們證明了齊普夫定律是在齊普夫所描述的交流張力的嚴格定義下不斷發展的交流系統的唯一預期結果。
摘要 傳統上，腫瘤的細胞、結構和動力學特性之間的關係是單獨研究的
摘要 傳統上，腫瘤的細胞、結構和動力學特性之間的關係是單獨研究的。在這裡，我們建構了實體腫瘤生長、代謝、血管形成和壞死的定量、預測理論，以及這些特性之間的關係。為了實現這一目標，我們開發了一個全面的理論，即腫瘤血管網絡和資源供應與我們理論的心血管系統的接口和整合，透過建立在健康脈管系統建模以及血管生成和腫瘤生長的詳細過程方面的最新理論進展的基礎上，能夠定量理解細胞、組織和血管網…
摘要 在本文中，我們探討了層次結構的概念，作為有序結構的可量化描述符，偏離了層次結構需要滿足的三個條件的
摘要 在本文中，我們探討了層次結構的概念，作為有序結構的可量化描述符，偏離了層次結構需要滿足的三個條件的定義：順序、可預測性和金字塔結構。根據這些原則，我們採用圖和資訊理論的概念定義了一個層次索引。此估計器允許量化任何易於在前饋因果圖中抽象的系統的層次特徵，即在單一連接結構中定義的有向無環圖。我們的層次索引是透過定義兩個熵來實現這種可預測性和金字塔條件之間的平衡：一個參與向前流…
摘要 背景：視覺感知在很大程度上取決於對世界的累積經驗，這在視覺運動學習領域和神經運算領域已被證明用於形
摘要 背景：視覺感知在很大程度上取決於對世界的累積經驗，這在視覺運動學習領域和神經運算領域已被證明用於形狀、顏色和位置感知。此外，視覺感知還根據自然場景的統計數據進行調整。這種先前的經驗是透過神經元自上而下的控制來調節的，其時間特性已受到最近的研究的影響。在這裡，我們處理這些時間屬性，並解決早期累積的過去經驗如何調節視覺感知的問題。結果：我們進行了刺激辨別實驗，並將一組中國參與…
摘要 在本文中，我們擴展了先前關於隨機區塊模型的工作，隨機區塊模型是社交和生物網路的常用生成模型，以及從
摘要 在本文中，我們擴展了先前關於隨機區塊模型的工作，隨機區塊模型是社交和生物網路的常用生成模型，以及從網路拓撲推斷功能組或社群的問題。我們使用統計物理學的空腔方法來獲得相圖的漸近精確分析。我們詳細描述了社區檢測問題的可檢測性 不可檢測性相變和易 難相變的屬性。我們的分析自然地轉化為置信傳播演算法，用於以最佳方式推斷節點的組成員資格，即最大化與底層組成員資格的重疊，並學習區塊模…
摘要 我們從資訊理論的角度研究靜態隨機過程的動態可逆性
摘要 我們從資訊理論的角度研究靜態隨機過程的動態可逆性。擴展早期關於馬可夫鏈可逆性的工作，我們關注具有任意長條件相關性的有限過程。特別是，我們檢查由邊緣發射、有限狀態隱馬可夫模型表示或產生的平穩過程。令人驚訝的是，我們在這種平穩過程的統計數據中發現了普遍的時間不對稱性。因此，在正向和反向時間方向上產生過程所需的運算資源通常是不同的。事實上，詳盡的調查顯示大多數平穩過程都是不可逆…
摘要 我們對隨機區塊模型產生的稀疏隨機網路中檢測社群的問題進行了漸近精確分析
摘要 我們對隨機區塊模型產生的稀疏隨機網路中檢測社群的問題進行了漸近精確分析。使用統計物理學的空腔方法及其與置信傳播的關係，我們揭示了從可以推斷節點的正確組分配的狀態到這些組不可檢測的狀態的相變。我們的方法產生了最佳推理演算法，用於檢測模組，包括同配和異配功能模組，評估它們的重要性，並學習底層區塊模型的參數。我們的演算法是可擴展的並且適用於現實世界的網絡，只要它們能夠被區塊模型…
摘要 大多數從基因組角度描述演化適應特徵的實驗室演化研究都集中在可以透過一種或幾種突變改變的遺傳簡單特徵
摘要 大多數從基因組角度描述演化適應特徵的實驗室演化研究都集中在可以透過一種或幾種突變改變的遺傳簡單特徵。這些性狀很重要，但與受許多基因影響的複雜多基因性狀相比，它們很少。我們對複雜性狀、基因組和基因表現在演化適應過程中發生的變化知之甚少。耐鹽脅迫就是這樣一個特性。它對於進化研究特別有吸引力，因為對鹽脅迫的生理反應在分子和轉錄組層面上得到了很好的表徵。這提供了一個獨特的機會來比…
摘要 多年來，世界各地的農業因一系列毀滅性流行病而受到損害，這些流行病是由儲存物種溢出的新病毒或獲得新毒
摘要 多年來，世界各地的農業因一系列毀滅性流行病而受到損害，這些流行病是由儲存物種溢出的新病毒或獲得新毒力因子或改變其流行病學模式的經典病毒新變種引起的。病毒的出現通常與生態變化或將水庫和作物物種聚集在一起的農藝實踐有關。然而，完整的情況要複雜得多，是進化過程的結果，其中主要參與者是生態因素、病毒的遺傳可塑性和病毒複製所需的宿主因素，所有這些都與良好的隨機性混合在一起。本篇綜述…
摘要 自從貝特森發現基因可以抑制其他基因的表型效應以來，基因交互作用（稱為上位性）一直是大量研究工作的主
摘要 自從貝特森發現基因可以抑制其他基因的表型效應以來，基因交互作用（稱為上位性）一直是大量研究工作的主題。系統和發育生物學家研究上位性以了解基因型 表現型圖，而演化生物學家則認識到上位性對於演化的根本重要性。根據其形式，上位性可能導致分化和物種形成，為性別提供演化益處，並影響生物體的穩健性和演化性。進化本身可以塑造上位性，直到最近才被認識到。在這裡，我們回顧了上位的經驗模式，…
摘要 2009 年，全球公共衛生機構致力於減輕豬源甲型流感 (pH1N1) 病毒的影響
摘要 2009 年，全球公共衛生機構致力於減輕豬源甲型流感 (pH1N1) 病毒的影響。這些努力包括加強監測、保持社交距離、採取衛生措施以及有針對性地使用抗病毒藥物來預防感染（預防）。此外，建議對某些患者亞群進行積極的抗病毒治療，以減少症狀的嚴重程度和持續時間。為了幫助各州和其他地方滿足這些需求，美國政府在疫情開始後幾週內分發了國家戰略儲備中四分之一的抗病毒藥物。然而，沒有定量…
摘要 細菌基因組編碼大量小 RNA (sRNA)，這些小 RNA 在大小、結構和功能上各不相同
摘要 細菌基因組編碼大量小 RNA (sRNA)，這些小 RNA 在大小、結構和功能上各不相同。大多數 sRNA 透過與 mRNA 轉錄物 5' 非翻譯區的特定鹼基配對相互作用充當轉錄後調節劑，從而改變目標轉錄物的穩定性和/或其翻譯能力。在這裡，我們展示了 RNApredator，一個用於預測 sRNA 目標的網路伺服器。使用者可以從 1183 個細菌物種的超過 2155 個基…
摘要 P 葉子經濟學譜描述了與全球初級生產力和養分循環相關的葉子功能性狀的生物群落不變標度函數
摘要 P 葉子經濟學譜描述了與全球初級生產力和養分循環相關的葉子功能性狀的生物群落不變標度函數。在這裡，我們基於脈絡介導的經濟策略，為該葉子經濟學譜的起源發展了一個全面的框架。我們定義了一組標準化的特徵——密度、距離和循環——為脈絡研究提供了通用語言。我們開發了一種新穎的定量模型，使用這些脈絡特徵來模擬葉級生理學，並表明優化脈絡網絡的選擇可以預測 2548 個物種的平均全局性狀…
摘要 自維持自催化化學網絡的形成是生命起源的必要但非充分條件
摘要 自維持自催化化學網絡的形成是生命起源的必要但非充分條件。我們已經針對基於聚合物連接和裂解的簡單化學反應模型研究了這樣一個網絡是否可以在一組足夠複雜的分子和反應中「偶然」形成的問題。在本文中，我們將這項工作進一步擴展到幾個方向。特別是，我們更詳細地研究了形成自維持自催化網絡所需的催化水平。我們研究了化學網絡的大小，我們可能會期望在其中找到這樣的自催化子集，並將理論和計算分析…
摘要 分析植物 病毒交互作用的組學方法正變得越來越流行
摘要 分析植物 病毒交互作用的組學方法正變得越來越流行。這些類型的數據與交互網絡模型相結合，不僅有助於揭示對病毒生命週期重要的宿主成分，而且有助於揭示不同病毒為了自身利益而操縱宿主基因表達調節的一般模式，以及病毒逃避宿主防禦的可能機制。在這裡，我們回顧了識別病毒調節的宿主基因的研究，並討論了這些基因如何整合到宿主調節和相互作用網絡中，特別關注這些網絡的物理特性。
摘要 永續發展的概念自 20 世紀 80 年代提出以來取得了非凡的成功
摘要 永續發展的概念自 20 世紀 80 年代提出以來取得了非凡的成功。它們現在已成為政府和企業議程中不可或缺的一部分，它們的目標已成為全球研究實驗室和大學使命的核心。然而，目前尚不清楚該領域作為一門科學學科取得了多大進展，特別是考慮到其雄心勃勃的議程，即整合理論、應用科學和政策，使其與全球發展相關，並產生跨領域的新的跨學科綜合。為了解決這些問題，我們收集了該領域的學術出版物語…
摘要 幾千年來，地中海一直受到人類活動的強烈影響
摘要 幾千年來，地中海一直受到人類活動的強烈影響。儘管其周圍陸地生態系統的環境歷史已被大量研究，但其海洋領域的歷史變化卻鮮為人知。我們採用多學科方法，結合古生物學、考古學、歷史、漁業和生態數據，重建亞得里亞海海洋族群、棲息地和水質的過去變化。然後，我們建構了不同歷史時期的二元食物網，以分析食物網結構和功能隨時間可能發生的變化。我們的研究結果表明，人類活動至少自羅馬時代起就影響了…
摘要 動機：RNA二級結構包含許多不同鹼基對家族的非規範鹼基對
摘要 動機：RNA二級結構包含許多不同鹼基對家族的非規範鹼基對。這些結構特徵的成功預測可以改善二級結構，並應用於三級結構預測以及同時折疊和對齊。結果：我們提出了一個理論模型，使用 2 圖捕捉 RNA 對家族和具有共享核苷酸的擴展二級結構基序。我們為該模型提供了許多用於參數最佳化和結構預測的程式。
Coomes & Allen (2009) 提出了一種新的統計方法來測試 Enquist 等人提出的樹木
摘要 P 1。 Coomes & Allen (2009) 提出了一種新的統計方法來測試 Enquist 等人提出的樹木生長率大小縮放（縮放常數 alpha = 1/3）的代謝縮放理論預測。 （1999）。此方法在異速變換直徑普查資料的比較中找到產生標準化長軸 (SMA) 斜率 1 的縮放常數值。這種 SMA「單斜率」方法產生的結果與最大似然估計產生的結果形成鮮明對比（MLE；…
摘要 目的 需要了解森林生物量與氣候之間的關係，以預測氣候變遷對碳儲存的影響
摘要 目的 需要了解森林生物量與氣候之間的關係，以預測氣候變遷對碳儲存的影響。生物量模式已在地理或氣候限制的範圍內進行了表徵，因此尚不清楚生物量是否在大陸到全球範圍內以任何一般方式受到氣候的限制。使用跨越多個氣候區域的資料集，我們評估已發表的生物量與氣候相關性的普遍性。我們也結合代謝理論和植物生長的水力限制，首先得出並測試森林生物量應如何隨最大單棵樹生物量和生態系水分虧缺變化的…
摘要 背景：生物網路中模組的普遍存在可能源自於模組化組織的演化優勢
摘要 背景：生物網路中模組的普遍存在可能源自於模組化組織的演化優勢。例如，模組化可以提高自適應進化的速度，因為模組可以輕鬆地組合成新的佈置，這可能有利於其運營商。相反，模組化可能是某些特徵的副產品。我們在這裡詢問最後一種情況是否可能在需要在一種或多種化學環境中維持生命的基因組規模的代謝網絡中發揮作用。對於此類網絡，我們將網絡模組定義為完全耦合的最大反應集，即其通量只能按固定比例…
摘要 二疊紀末期的大滅絕是地球史上最嚴重的生物多樣性危機
摘要 二疊紀末期的大滅絕是地球史上最嚴重的生物多樣性危機。為了更好地確定這一事件的發生時間以及最終的原因，我們收集了華南幾個保存完好的沉積剖面的一套地質年代學、同位素和生物地層學數據。高精度U Pb測年顯示，滅絕峰值發生在252.28+/ 0.08萬年前之前，在90,000年的時間裡δ(13)C下降了千分之二，並且與δ(13)C偏移量為 5分之一重合，估計持續了<= 20,00…
摘要 摘要：背景：流感疫苗接種對於降低 H1N1 感染介導的發病率和死亡率至關重要
摘要 摘要：背景：流感疫苗接種對於降低 H1N1 感染介導的發病率和死亡率至關重要。為了在 2009 2010 年大流行季節初期減少傳播並實現群體免疫，美國疾病管制與預防中心 (CDC) 建議首先優先考慮 25 歲以下的個人接種 H1N1 疫苗，因為這些人比老年人更容易傳播流感。然而，由於甲型H1N1流感大流行的疫苗交付嚴重延遲，很大一部分人口在疫苗廣泛供應之前就接觸了甲型H1…
摘要 該研究調查了先天性面容失認症（CP）的長期識別記憶，這是一種從出生起就存在的終生臉部辨識障礙
摘要 該研究調查了先天性面容失認症（CP）的長期識別記憶，這是一種從出生起就存在的終生臉部辨識障礙。先前對腦性麻痺處理缺陷的研究主要依靠短期認知測試來估計個體缺陷的範圍和嚴重程度。我們首先報告了對一大群 CP 參與者進行的臉部和物體長期（一年）識別記憶的對照測試。八名 CP 參與者 (CP) 的長期辨識記憶顯著受損。在除一個案例之外的所有案例中，這種缺陷都是針對臉部的選擇性缺陷…
摘要 先天性面容失認症是一種從出生就存在的選擇性臉部辨識缺陷
摘要 先天性面容失認症是一種從出生就存在的選擇性臉部辨識缺陷。先前，臉部辨識的行為缺陷以及臉部處理區域的神經解剖結構和功能活化的差異主要在單獨的研究中記錄。在這裡，我們提出了一種先天性面部失認症的神經網路模型，它將面部失認症的行為和神經心理學研究與資訊處理的理論模型聯繫起來。在這項研究中，我們用兩種不同的演算法訓練了一個神經網路來表示臉部影像。首先，我們引入了透過時間獨立分量分…
摘要 動機：目前，最好的 RNA RNA 交互作用預測工具是基於考慮雜交 RNA 的分子間和分子內相互作
摘要 動機：目前，最好的 RNA RNA 交互作用預測工具是基於考慮雜交 RNA 的分子間和分子內相互作用的方法。這些方法雖然準確，但速度太慢且佔用大量內存，無法用於全基因組 RNA 標靶掃描。忽略分子內結構的替代方法對於全基因組應用來說足夠快，但太不準確而沒有太多實際用途。結果：開發了一種新的 RNA RNA 相互作用方法，其預測精度與明確考慮分子內結構的演算法相似，但運行速…
摘要 動機：鑑於高通量定序技術的快速發展及其局限性，從特定物種重建基因組序列的任務變得越來越重要
摘要 動機：鑑於高通量定序技術的快速發展及其局限性，從特定物種重建基因組序列的任務變得越來越重要。應用不僅包括補償未定序基因組區域中缺失的數據以及為缺乏序列資訊的物種中的目標基因設計寡核苷酸引物，還包括為同源性搜尋準備客製化查詢。結果：我們引入了 maxAlike 演算法，該演算法根據其他物種的序列同源物重建特定分類單元的基因組序列。輸入是多序列比對和也包含目標物種的系統發育樹…
摘要 我們考慮的問題是將定義貨幣和支持貿易的機構的成本和價值納入經濟優化的框架中
摘要 我們考慮的問題是將定義貨幣和支持貿易的機構的成本和價值納入經濟優化的框架中。我們比較以耐用商品貨幣為媒介的貨幣體系與純法定貨幣，以了解制度創造的貨幣價值與基礎貿易商品價值的分離與最終獨立性。我們將貨幣功能的出現視為機制設計中的一個問題，以最小的戰略市場博弈為模型，克服了當代理人必須提前致力於專業資源生產時的普遍傑文斯失敗。我們特別考慮了定義資金流動、勞動力分配和交易決策的…
摘要 我認為，在當今危險的世界中，人類學家有許多富有成效的想法和許多有用的信息可以與公眾，特別是政策制定
摘要 我認為，在當今危險的世界中，人類學家有許多富有成效的想法和許多有用的信息可以與公眾，特別是政策制定者分享。為了使這些想法和資訊更容易獲得，人類學家需要進一步加強他們的公眾宣傳。我在這裡認為，促進這種推廣的一個潛在有效方法是讓更多的人類學家成為可見的、公認的公共知識分子，就像瑪格麗特·米德過去所取得的成功一樣。我還研究了人類學推廣的一些障礙，例如學術任期和晉升程序以及對推廣…
摘要 演化是一個過程，在這個過程中，族群（例如生物物種或工業品）中出現的一些變異被選擇、生存和增殖，而其
摘要 演化是一個過程，在這個過程中，族群（例如生物物種或工業品）中出現的一些變異被選擇、生存和增殖，而其他變異則消失。生存機率、增殖或生產率與特定變異的「適應性」相關。我們認為，適應性的概念是一個後驗概念，因為人們可以為生存的物種或商品分配更高的適應性，但通常不能推導出或預測適應性本身。雖然增殖率可以測量，但適應度景觀（即增殖率的相互依賴性）卻無法測量。基於這個原因，我們認為在…
摘要 人們普遍認為，同儕審查的優點之一是它為科學工作、論文和專案提供了一種自我調節的選擇機制
摘要 人們普遍認為，同儕審查的優點之一是它為科學工作、論文和專案提供了一種自我調節的選擇機制。同儕審查作為一種選擇機制，其效率很難評估。認真努力了解其優點和缺點尚未得出結論性答案。理論上，如果參與者（編輯和審查者）符合一系列要求，例如熱愛高品質的科學、客觀、沒有偏見、裙帶關係、朋黨網絡、自私等，同儕審查就會起作用。如果違反這些要求，對高品質作品的評選有何影響？我們用一個簡單的基…
摘要 目的 評估解釋氣候與森林地塊物種豐富度之間關係的假設的證據強度
摘要 目的 評估解釋氣候與森林地塊物種豐富度之間關係的假設的證據強度。我們重點關注能源可用性的影響，該影響被假設為影響物種豐富度：（1）透過生產力對個體總數的影響（更多個體假設，MIH）； (2)透過溫度對代謝率的影響（生物多樣性代謝理論，MTB）； (3) 對物種分佈施加氣候限制。地點 全球。方法 我們利用了獨特的「紳士式」370 個森林地塊資料集，包括樹木計數和單一莖測量，…
摘要 我們提出了從主方程式獲得的機率函數 P(y, T) 的精確結果，該函數 P(y, T) 的和 y
摘要 我們提出了從主方程式獲得的機率函數 P(y, T) 的精確結果，該函數 P(y, T) 的和 y = Sigma(T)(t=1) x(t) 的離散隨機遊走器的位置 x(t) 僅限於 L 和 L 之間的整數集。我們研究 L 和 T 的大值的漸近性質。對於一組位置相關的轉移機率，P(y, T) 的函數形式具有非常高的精度，當T 假定某個值 T 與 L(2) 成比例。應用 q …
摘要 非加性熵 S(q) 於 1988 年引入，重點在於玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 統計力學的推廣
摘要 非加性熵 S(q) 於 1988 年引入，重點在於玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 統計力學的推廣。其目的是涵蓋一類（可能是廣泛的）系統，其中許多系統違反了遍歷性等假設，而 BG 理論在該假設下預計是有效的。現在知道S(q)有很大的適用性；更具體地說，即使在哈密頓系統及其熱力學方法之外。在本文中，我們回顧並評論了該熵的一些相關方面，即（i）可加性與廣延性； (ii) 構成中心極…
摘要 我們討論了一個長期存在的問題，即大地震（震級 m 6.0）發生的機率是在較小事件激活時期最高，還是
摘要 我們討論了一個長期存在的問題，即大地震（震級 m 6.0）發生的機率是在較小事件激活時期最高，還是在較小事件靜止時期最高。活化模型的物理原理是基於成核理論的思想，即小震級地震發展為大地震的機率是有限的。靜止模型的物理原理基於這樣的想法，即較小地震（此處視為震級 m 3.5）的發生可能是由於臨界減速等機制所致，其中具有長程相互作用的系統的波動往往在大成核事件之前受到抑制。為…
摘要 許多複雜系統呈現出一種內在的二分結構，其中一組的元素連結到第二組的元素
摘要 許多複雜系統呈現出一種內在的二分結構，其中一組的元素連結到第二組的元素。在這些複雜的系統中，例如演員和電影的系統，一組的元素與另一組的元素在品質上有所不同。通常透過在兩個集合之一上建立和分析投影網路（例如演員網路或電影網路）來研究這些複雜系統的屬性。複雜系統在一個集合的元素與另一集合的元素建立的關係數量上通常是非常異質的，並且這種異質性使得很難區分僅反映系統異質性的投影網…
摘要 我們使用基於與正常和異常密度相關的輔助場的非微擾形式討論了稀玻色氣體的平衡特性
摘要 我們使用基於與正常和異常密度相關的輔助場的非微擾形式討論了稀玻色氣體的平衡特性。我們透過分析證明，對於零溫度下弱相互作用粒子的稀玻色氣體，前導輔助場 (LOAF) 近似可以得出眾所周知的分析結果。在接近臨界點時，LOAF 預測與在大 N 近似中使用有效場理論獲得的預測相同。我們也報告了單一性極限下 LOAF 結果的分析近似值，這與我們的數值結果相比毫不遜色。 LOAF 預…
摘要 我們引入了一種分析統計方法來表徵在異質複雜系統中檢測到的社區
摘要 我們引入了一種分析統計方法來表徵在異質複雜系統中檢測到的社區。透過提出合適的零假設，我們的方法利用超幾何分佈來評估給定屬性在社區元素中相對於研究集的所有元素過度表達的機率。我們將我們的方法應用於兩個特定的複雜網絡，即世界電影網絡和實體預印本網絡。元素和社區的特徵是根據電影網絡的語言和國家以及論文的期刊和主題類別來完成的。我們發現我們的方法能夠清楚地描述所識別的社區。此外，…
摘要 多細胞的轉變標誌著地球生命史上最關鍵和最獨特的事件
摘要 多細胞的轉變標誌著地球生命史上最關鍵和最獨特的事件。儘管在細菌和真核進化枝中都記錄了幾次向「簡單」多細胞性（SM）的轉變，但向複雜多細胞性（CM）的轉變在真核生物中只發生了幾次。大量細胞類型（與體型較大相關）、表達每個基因的能量消耗增加以及非蛋白質編碼 DNA 的增加與 CM 呈正相關。這三個因素確實可以理解為基因表現調控的前因後果。在這裡，我們討論非蛋白質編碼 RNA …
摘要 重組熱點是小的染色體區域，其中減數分裂交叉事件發生頻率很高
摘要 重組熱點是小的染色體區域，其中減數分裂交叉事件發生頻率很高。重組由雙股斷裂 (DSB) 啟動，需要分子修復機制的介入。 DSB 修復機制可能會導致同源染色體的交換（交叉）以及將斷裂的等位基因序列轉換為未斷裂的序列（偏向基因轉換）。偏差的基因轉換會導致等位基因具有不斷裂的傳輸優勢，從而防止重組並使重組熱點短暫存在。當重組熱點具有自我毀滅性時，它們怎麼可能在演化過程中持續存在…
摘要 哺乳動物的輻射為物種如何佔據並填補生態位的演化理論提供了 1.65 億年的測試案例
摘要 哺乳動物的輻射為物種如何佔據並填補生態位的演化理論提供了 1.65 億年的測試案例。人們普遍認為，物種在進化早期往往會迅速分化，隨後隨著自然選擇使生物體適應日益佔據的生態位空間，會出現一段較長、漫長的緩慢進化微調期(1,2)。但最近的研究表明，這個過程可能不那麼簡單(3 5)。在這裡，我們應用統計方法來自動檢測演化速率隨時間變化的時間變化，以分析 3,185 個現存物種的…
摘要 傳染病的傳播從根本上取決於人與人之間的接觸模式
摘要 傳染病的傳播從根本上取決於人與人之間的接觸模式。儘管接觸網絡的研究表明，接觸次數和接觸持續時間的異質性可能會產生深遠的流行病學後果，但模型通常假設接觸是隨機選擇的，從而忽略了接觸的社會學、時間和/或空間聚類。在這裡，我們研究異質和聚集性接觸模式對流行病動態的同時影響。為了對群體結構進行建模，我們概括了具有可調度分佈（每個節點的聯絡人數量）和聚類層級（三個派系的數量）的配置…
摘要 為了理解大型整合系統的層次組織，我們引入了層次映射方程，它揭示了網路中的多層次結構
摘要 為了理解大型整合系統的層次組織，我們引入了層次映射方程，它揭示了網路中的多層次結構。在這種資訊理論方法中，我們利用了壓縮和模式檢測之間的二元性；透過壓縮隨機遊走者的描述作為網路上真實流量的代理，我們發現網路中引起這種系統範圍流量的規律性。因此，找到隨機遊走器的最短多層描述為我們提供了網路的最佳層次聚類 最佳的等級數和每個層級的模組化分區 相對於網路的動態性。透過一種新穎的…
摘要 動機：長非編碼 RNA (lncRNA) 類似蛋白質編碼 mRNA，但不編碼蛋白質
摘要 動機：長非編碼 RNA (lncRNA) 類似蛋白質編碼 mRNA，但不編碼蛋白質。大多數lncRNA的序列限制比蛋白質編碼基因低，並且缺乏保守的二級結構，因此很難透過計算來預測它們。結果：我們引入了一種結合比較基因組學和機器學習來預測脊椎動物基因組中剪接 lncRNA 的方法。它是基於檢測脊椎動物全基因組比對中特徵剪接位點演化的特徵。首先，我們預測單一剪接位點，然後將相…
可靠性測量的時間序列（例如總功率損耗或未供應的能量）可以重要地考慮這些系統的潛在動態行為，特別是當所得機
摘要 電網容易故障。可靠性測量的時間序列（例如總功率損耗或未供應的能量）可以重要地考慮這些系統的潛在動態行為，特別是當所得機率分佈呈現出顯著特徵（例如代數尾部）時，通常被認為是自組織的足跡和臨界點的存在。本文對歐洲 7 年（2002 年至 2008 年）的輸電網路故障事件進行了分析，並提出了此經驗數據機率分佈的最佳擬合。根據可用數據的實際範圍，儘管對冪律模型存在適度的支持，但函…
摘要 背景：新陳代謝是一個複雜的化學反應網絡
摘要 背景：新陳代謝是一個複雜的化學反應網絡。此網絡利用環境中存在的化學物質合成多種生物質小前驅分子。任何一種生物體的代謝網絡都是由代謝基因型編碼的，代謝基因型被定義為一組酶編碼基因，其產物催化網絡的反應。每種代謝基因型都有代謝表現型。我們將這種代謝表型定義為代謝可用於合成生物質的化學元素的不同來源的範圍。我們這裡關注的是硫元素。我們透過分析來源來研究硫代謝中所有可能的代謝基因…
摘要 訊號路徑與調節電路相互連接，用於感知環境並表達適當的遺傳圖譜
摘要 訊號路徑與調節電路相互連接，用於感知環境並表達適當的遺傳圖譜。特別是，擴散分子（形態發生素）的梯度決定了給定位置的細胞命運，決定了發育和空間組織。前饋環 (FFL) 電路是最簡單的遺傳架構之一，能夠透過作為振幅檢測設備運作來產生單條模式，其中在中間輸入時實現高輸出電平。在這裡，我們使用基於啟發式最佳化的方法，剖析了包含 FFL 電路所有可能的拓撲和參數值的設計空間。我們探…
摘要 RNA沉默途徑構成了真核生物特別是植物中高度保守的防禦機制，其基本工作原理依賴於細胞內雙股RNA的
摘要 RNA沉默途徑構成了真核生物特別是植物中高度保守的防禦機制，其基本工作原理依賴於細胞內雙股RNA的存在所引發的抑製作用。此免疫系統透過小幹擾 RNA (siRNA) 對異常 mRNA 或病毒 RNA 進行轉錄後抑制，這些小幹擾 RNA 以序列特異性方式針對其標靶。然而，病毒已經進化出逃避沉默監視的策略，同時促進自身複製。幾種病毒編碼抑制蛋白，這些蛋白與 RNA 沉默途徑的…
摘要 我們使用計算力學的因果狀態來研究平穩過程的神秘性（衡量其隱藏狀態資訊與其觀察到的資訊之間的差異）
摘要 我們使用計算力學的因果狀態來研究平穩過程的神秘性（衡量其隱藏狀態資訊與其觀察到的資訊之間的差異）。在這裡，我們將神秘性和神秘秩序視為具有物理意義的量，用於監控隱藏過程的隱藏程度。這是透過在幾何設定中重新建構塊熵和塊狀態熵收斂的先前結果來完成的，這種方法更直觀，並且會產生許多新結果。例如，我們將神秘性與觀察者如何同步到進程連結起來。我們證明塊因果狀態熵是塊長度的凸函數。我們…
摘要 生態學家和保育生物學家歷來使用物種 面積和距離 衰變關係作為工具來預測生物多樣性的空間分佈以及棲息
摘要 生態學家和保育生物學家歷來使用物種 面積和距離 衰變關係作為工具來預測生物多樣性的空間分佈以及棲息地喪失對生物多樣性的影響。這些工具將每個物種視為演化上等價的，但物種演化史在其生態和保育中的重要性正變得越來越明顯。在這裡，我們為物種 區域和距離 衰變關係的系統發育類似物提供理論預測。我們使用群落組裝的隨機模型和在四個地中海類型區域收集的空間明確的植物區系資料集，為系統發育…
摘要 對前饋布林電路的隨機實例進行了分析和數值研究
摘要 對前饋布林電路的隨機實例進行了分析和數值研究。眾所周知，評估這些電路是一個 P 完全問題，因此，在最壞的情況下，即使給定大規模並行計算機，在遠小於電路深度的時間內，也被認為是不可能執行的。儘管如此，我們發現，對於一些隨機電路的集合，很快就會飽和到固定的真值，因此可以在比電路深度少得多的並行時間內完成電路的評估。對於其他係綜，不會發生飽和，電路評估顯然很困難。特別是，對於一…
摘要 熱力學描述的意義可以在平均量波動機率的大偏差標度中找到（Ellis 1985 Entropy, L
摘要 熱力學描述的意義可以在平均量波動機率的大偏差標度中找到（Ellis 1985 Entropy, Large Deviations, and Statistical Mechanics (New York: Springer); Touchette 2009 Phys. Rep. 478 1 69）。表達大偏差標度的中心函數是熵，它是漲落定理和表徵系統熱力學相互作用的基礎。…
摘要 深度是統計物理學中研究的自然系統的複雜性度量，並根據計算複雜度進行定義
摘要 深度是統計物理學中研究的自然系統的複雜性度量，並根據計算複雜度進行定義。深度量化了從簡單的初始條件開始建立典型系統狀態或歷史所需的最短平行計算的長度。討論了深度的屬性，並將其與其他複雜性度量進行了比較。只有對於具有嵌入式運算的系統，深度才會很大。
摘要 背景：未來 HIV 1 疫苗的 CTL 成分的功效將取決於誘導具有最有效的抗病毒活性和廣泛的 HL
摘要 背景：未來 HIV 1 疫苗的 CTL 成分的功效將取決於誘導具有最有效的抗病毒活性和廣泛的 HLA I 類限制的反應。然而，目前的 HIV 疫苗設計很大程度上僅基於病毒序列比對，並未納入 T 細胞功能和特異性的實驗數據。方法：在這裡，測試了 950 名未經治療的 HIV 1 B 型或 C 型感染個體對涵蓋整個 HIV 1 蛋白質組的 410 個重疊勝肽 (OLP) 的反…
摘要 現代社會的人類福祉依賴社會凝聚力，其特徵是高度合作和大量社會連結
摘要 現代社會的人類福祉依賴社會凝聚力，其特徵是高度合作和大量社會連結。然而，這兩個特徵經常受到個人自身利益的挑戰。事實上，正如最近的金融危機和內戰爆發所表明的那樣，社會和經濟體系的穩定性可能會突然崩潰。為了了解社會凝聚力的出現和穩健性的條件，我們模擬了移動主體之間公共物品的創造，假設行為變化是由個人滿意度決定的。具體來說，我們研究了一種廣義的贏 保持 輸 轉移學習模型，該模型…
摘要 我們計算了對香農熵和過剩熵的局部貢獻，並使用這些資訊理論測量作為三角晶格上稀釋伊辛反鐵磁體中猝滅無
摘要 我們計算了對香農熵和過剩熵的局部貢獻，並使用這些資訊理論測量作為三角晶格上稀釋伊辛反鐵磁體中猝滅無序產生的有序量的定量探針。當一個亞晶格被充分稀釋時，系統會經歷溫度驅動的相變，而當系統冷卻時，另外兩個亞晶格會產生大小相等、符號相反的磁化強度。 1 稀釋的亞晶格沒有淨磁化強度，但表現出自旋玻璃有序性。局部熵的分佈在低溫下表現出顯著的展寬；這表明系統的總熵並未在晶格中平均分配…
摘要 使用大學飲酒數據和簡單的飲酒人口模型來探討社會和背景參數對輕度、中度和重度飲酒者分佈的影響
摘要 使用大學飲酒數據和簡單的飲酒人口模型來探討社會和背景參數對輕度、中度和重度飲酒者分佈的影響。輕度飲酒者在社會影響下成為中度飲酒者，中度飲酒者可能會改變環境而成為重度飲酒者。我們估計飲酒繁殖數，R d，即由於在輕度飲酒者群體中引入適度飲酒者而導致的從輕度飲酒到適度飲酒的個體轉變的平均數量。設計和設定介紹了評估和排名飲酒風險進展的方法以及高風險和低風險飲酒環境的數據驅動定義。…
摘要 我們考慮了 16 個代表性的財務記錄（股票、指數、商品和匯率），並研究了低於負閾值 Q 的每日損失
摘要 我們考慮了 16 個代表性的財務記錄（股票、指數、商品和匯率），並研究了低於負閾值 Q 的每日損失之間的交互發生時間 r 的分佈 P Q(r)，對於固定的平均交互發生時間 R Q。我們發現，在所有情況下，P Q(r) 都遵循與 1/(1+(q 1)beta r) 成比例的 P Q(r) 形式，其中 beta 和 q 是僅取決於 R Q，而不取決於特定資產的通用常數。雖然 …
摘要 網路如何分解為子網路或社群引起了廣泛的興趣
摘要 網路如何分解為子網路或社群引起了廣泛的興趣。在這裡，我們表明，透過網路連接到許多其他頂點的頂點可能會擾亂其他有序網路的社區結構，從而引入噪音。我們研究了識別和刪除雜訊頂點（「違規者」）的策略，並開發了一種使用統計斷點的定量方法來確定何時實現模組化度量的最大增強。我們表明，刪除如此識別的節點可以減少軟體系統和生物系統中一系列不同類型的真實網路中檢測到的社區結構中的雜訊。
摘要 隨著全基因組轉錄資料和大規模比較定序的出現，區分編碼與非編碼 RNA 以及評估進化保守區域的編碼潛
摘要 隨著全基因組轉錄資料和大規模比較定序的出現，區分編碼與非編碼 RNA 以及評估進化保守區域的編碼潛力成為核心分析任務。在這裡，我們介紹 RNAcode，這是一個用於檢測多個序列比對中的編碼區域的程序，該程序針對當前蛋白質基因查找軟體未涵蓋的新興應用進行了優化。我們的演算法將核苷酸替換和缺口模式的資訊結合在一個統一的框架中，並處理現實生活中的問題，例如比對和定序錯誤。它使用…
摘要 我们研究量子达尔文主义，即对于黑体照明的物体，通过其环境冗余记录有关退相干系统的首选状态的信息
摘要 我们研究量子达尔文主义，即对于黑体照明的物体，通过其环境冗余记录有关退相干系统的首选状态的信息。我们计算覆盖天空任意部分的黑体的物体与其光子环境之间的量子互信息。特別是，我們證明了更多的擴展源創建系統冗餘資訊的能力降低，這與先前的證據一致，即環境的初始混合性會減慢（但不會停止）記錄的生成。我们还表明，定性结果对于系统更一般的初始状态是稳健的。
摘要 基因組印記是等位基因的表達模式取決於其親代起源的現象
摘要 基因組印記是等位基因的表達模式取決於其親代起源的現象。當母系表達和父系表達的印記基因座影響相同的性狀時，結果就是一場軍備競賽，每個基因座都經過選擇以增加其表達量。本文發展了一個模型，描述這種升級的有害後果，其源自於基因表現水平變異數的增加，並導致群體表型變異數的增加。這種現像在這裡被稱為「衝突引起的脫運河」。疏導基因表現的修飾因子受到選擇性青睞，但這些修飾因子會誘導兩個基…
摘要 動機：已經提出了幾種用於預測帶有假結的 RNA 結構的動態編程演算法，這些演算法在所考慮的結構類別
摘要 動機：已經提出了幾種用於預測帶有假結的 RNA 結構的動態編程演算法，這些演算法在所考慮的結構類別中彼此之間存在顯著差異。結果：在這裡，我們根據可嵌入固定屬表面的不可約成分，使用 RNA 結構的自然拓撲分類。我們在傳統的二級結構中加入了屬一的四個構建塊，以便建構任意高屬的某些結構。相應的明確的多重上下文無關語法為能量最小化、分配函數和隨機採樣提供了有效的動態程式方法。它允…
摘要 離散指數族的閉包由與底層定向擬陣的電路相對應的一組有限方程式來描述
摘要 離散指數族的閉包由與底層定向擬陣的電路相對應的一組有限方程式來描述。這些方程類似於代數統計中使用的方程，儘管它們在一般情況下不需要是多項式。此描述允許對指數族閉包中可能的支持集進行組合研究。如果兩個指數族誘導出相同方向的擬陣，則它們的閉包具有相同的支撐集。此外，正協同電路給出了指數族閉包的參數化。
摘要 摩爾定律使人們普遍認為資訊科技呈指數級進步
摘要 摩爾定律使人們普遍認為資訊科技呈指數級進步。但IT的進步真的是指數級的嗎？在本文中，我們研究了[1]收集的記錄資訊技術進展的長期資料序列。我們分析了幾種技術的六種不同的歷史進展趨勢，分為以下三個功能任務：資訊儲存、資訊傳輸（頻寬）和資訊轉換（計算速度）。六個資料集中的五個可以追溯到十九世紀。我們進行統計分析並表明，在所有六種情況下，我們都可以在統計顯著水準上拒絕指數假設。…
摘要 不同組織層次的生物系統表現出穩健性，以及表型變異性或演化性，即演化出新表型的能力
摘要 不同組織層次的生物系統表現出穩健性，以及表型變異性或演化性，即演化出新表型的能力。我們對個體大分子以外的組織層級的穩健性和表型變異之間的關係仍然知之甚少，特別是對於訊號路徑。在這裡，我們檢查了釀酒酵母雷帕黴素靶標 (TOR) 訊號傳導電路的多種替代拓撲，以了解該電路的穩健性和表型變異性。我們將每個拓撲變體視為一種基因型，即 TOR 電路組件之間的一組替代相互作用。如果兩個…
摘要 在生物系統中，個體表型通常被多個基因型採用
摘要 在生物系統中，個體表型通常被多個基因型採用。例子包括蛋白質結構表型，其中每種結構可以被無數單獨的胺基酸序列基因型採用。這些基因型在基因型空間中形成巨大的相互連結的「中性網絡」。這種中性網絡的規模不僅賦予生物系統對遺傳變化的穩健性，而且還能夠進化出在任何一個中性網絡附近出現的大量新表型。人們對技術系統是否可以被設計成具有類似的特性知之甚少。在這裡，我們針對計算數位邏輯功能的…
摘要 在電場下，介電液體中的球形導電顆粒聚集成樹枝狀樹以耗散電荷
摘要 在電場下，介電液體中的球形導電顆粒聚集成樹枝狀樹以耗散電荷。一些拓撲度量表徵了此類網絡，包括度分佈、斯特拉勒數和總外部路徑長度。這裡，提出並顯示了將這些度量與系統中的節點數量相關的縮放法則，以匹配擴散有限聚合（DLA）結構。在這個易於重複的實驗室實驗中，實驗分叉和河長比與 DLA 模擬和河網霍頓定律一致。眾所周知，交通網絡中的某些尺度關係源自於網絡的一般特徵。在這裡，我們…
摘要 不同物種的生活史特徵差異很大，並且已被證明會影響替代率
摘要 不同物種的生活史特徵差異很大，並且已被證明會影響替代率。我們計算了 32 個哺乳動物基因組中男性突變偏差（男性與女性突變率之比）的全基因組、分支特異性估計值，並研究了這些偏差如何隨生活史特徵（世代時間、代謝率和精子競爭）而變化。我們也研究了生活史特徵對廣泛系統發育範圍內不受限制的位點的替代率的影響。我們觀察到，世代時間的增加是替代率（它是負預測因子）和雄性突變偏差（它是正…
摘要 釀酒酵母的乙酸耐受性對於從木質纖維素植物生物質水解產物生產生物乙醇和其他大宗化學品至關重要，尤其是
摘要 釀酒酵母的乙酸耐受性對於從木質纖維素植物生物質水解產物生產生物乙醇和其他大宗化學品至關重要，尤其是在低 pH 條件下。本研究探索了兩種改進木糖發酵釀酒酵母 RWB218 乙酸耐受性的進化工程策略，其在 pH 4 下木糖上的厭氧生長在乙酸濃度 1 g L 1 時受到抑制：(1) 在乙酸濃度增加的情況下進行連續厭氧分批培養 (pH 4) 和 (2) 在不控制 pH 的情況下長…
摘要 由於輻鰭魚（放線鰭魚）系統發育中共享或譜系特異性的基因組重複事件，硬骨魚類具有額外的 Hox 基因
摘要 由於輻鰭魚（放線鰭魚）系統發育中共享或譜系特異性的基因組重複事件，硬骨魚類具有額外的 Hox 基因簇。因此，在硬骨魚和人類的基因組功能之間甚至不同魚類之間進行推論是很困難的。我們對塞內加爾多鰭魚（Polypterus senegalus）的 Hox 基因簇進行了定序和分析，塞內加爾多鰭魚是最基礎的放線翅目譜系的現存代表。 Bichir擁有四個Hox基因簇（A、B、C、D）…
摘要 大麥黃矮病毒 (BYDV) 種 PAV 經常出現在全世界的灌溉麥田中，並且可以透過蚜蟲有效傳播
摘要 大麥黃矮病毒 (BYDV) 種 PAV 經常出現在全世界的灌溉麥田中，並且可以透過蚜蟲有效傳播。不同國家分離的 BYDV PAV 在基因組序列和致病性方面存在很大差異。儘管其具有經濟重要性，但天然 BYDV PAV 群體的遺傳結構以及維持其高度多樣性的機制仍然缺乏探索。在這項研究中，我們利用來自全球不同宿主的 58 個分離株的完整基因組序列的時間結構資料集，研究了 BYD…
摘要 絕大多數小核仁 RNA (snoRNA) 分為兩個明確定義的類別，其特徵是獨特的二級結構和序列基序
摘要 絕大多數小核仁 RNA (snoRNA) 分為兩個明確定義的類別，其特徵是獨特的二級結構和序列基序。然而，一小群不同的 ncRNA 具有一類或兩類 snoRNA 的特徵，但在某些方面與標準有很大不同。在這裡，我們彙編了有關這些特殊情況的可用信息，在可用的後生動物基因組中進行徹底的同源性搜索，提供改進和擴展的比對，並研究這些 ncRNA 家族的進化歷史及其相互關係。
摘要 RNA病毒巨大的進化潛力使它們能夠在宿主防禦機制存在的情況下蓬勃發展，並賦予它們出現、宿主轉換和毒
摘要 RNA病毒巨大的進化潛力使它們能夠在宿主防禦機制存在的情況下蓬勃發展，並賦予它們出現、宿主轉換和毒力等特性。感染過程後突變病毒的頻率是由病毒複製酶的錯誤率、異常 RNA 轉錄後作用的純化機制以及病毒 RNA 正鏈 (+) 和負鏈 ( ) 的擴增動力學之間的相互作用造成的。描述病毒RNA擴增的兩種極端情況是幾何增長，其中每條RNA鏈作為模板以相同的效率合成互補鏈，以及沖壓機…
摘要 背景：2009 年 H1N1 流感流行前後的血清流行病學研究有助於估計人群發病率，並有可能驗證模型
摘要 背景：2009 年 H1N1 流感流行前後的血清流行病學研究有助於估計人群發病率，並有可能驗證模型研究中對繁殖數 R 的早期估計。方法/主要發現：由於最終的流行病規模（即流行病期間受感染的人群中個體的比例）不是二項式抽樣過程的結果，因為感染事件不是相互獨立的，因此我們建議使用最終規模的漸近分佈來計算觀察到的最終規模的大約 95% 置信區間。這樣可以將觀察到的最終規模與基於…
摘要 觀察結果表明，美國當代的野火撲滅做法助長了大規模破壞性火災的發生
摘要 觀察結果表明，美國當代的野火撲滅做法助長了大規模破壞性火災的發生。我們引入了一個具有自然耐火性的森林火災模型來支持這個理論。耐火性是根據簇的大小和形狀來定義的；該模型產生的模型火災的冪律頻率 大小分佈與美國、加拿大和澳洲的現場觀察結果一致。
摘要 我們提出了 Redelemeier 演算法的實現，用於列舉高維晶格中的晶格動物
摘要 我們提出了 Redelemeier 演算法的實現，用於列舉高維晶格中的晶格動物。這個實現足夠簡潔和快速，足以讓我們擴展 3 <= d <= 10 的 d 維超立方晶格中現有的動物計數、週長多項式和級數展開係數表。根據數據，我們計算任意維度 d 中大小為 n <= 11 的晶格動物的周長多項式公式。當透過組合參數修正時，新資料足以產生大小 n <= 14 和任意 d 的晶格…
摘要 背景：生物系統對突變的穩健性及其演化受到其生存空間結構的影響，即其可發揮其功能的生化參數空間區域
摘要 背景：生物系統對突變的穩健性及其演化受到其生存空間結構的影響，即其可發揮其功能的生化參數空間區域。在具有大量生化參數的系統中，具有潛在複雜幾何形狀的可行區域僅佔整個參數空間的一小部分。這阻礙了基於「強力」或高斯採樣的可行空間的探索。結果：我們在這裡提出了一種新穎的演算法來有效地表徵可行空間。該演算法結合了參數空間的全局和局部探索。全球探索涉及非平衡自適應大都會蒙特卡羅方法…
摘要 非編碼 RNA 是細胞訊息處理網絡中不可或缺的組成部分，其作用很大程度上取決於它們之間以及與 DN
摘要 非編碼 RNA 是細胞訊息處理網絡中不可或缺的組成部分，其作用很大程度上取決於它們之間以及與 DNA 和蛋白質之間相互作用的特異性。分子內和分子間鹼基對的模式控制大多數 RNA 交互作用。特定鹼基對主導核酸的結構形成。只有很少的細節可以區分分子內二級結構和那些共折疊分子。另一方面，RNA 蛋白質相互作用也強烈依賴RNA結構，因為螺旋區域的序列內容在很大程度上是不可讀的，因…
摘要 背景：丙型肝炎病毒（HCV）感染是有據可查的肝細胞癌（HCC）病因
摘要 背景：丙型肝炎病毒（HCV）感染是有據可查的肝細胞癌（HCC）病因。由於HCV表現出顯著的遺傳多樣性，一個有趣且重要的問題是如此高的病毒遺傳多樣性是否在HCC的發病中發揮作用。關於這個主題的先前數據是相互矛盾的。目的：透過僅關注單一國家（埃及）的單一 HCV 亞型（基因型 4a）的比較遺傳分析，檢查了 HCV 基因突變或株變異與 HCC 發病率之間的潛在關聯。研究設計：研…
摘要 提出了量子物理學三個主要方程，即薛丁格方程、克萊因 戈登方程和狄拉克方程的推廣
摘要 提出了量子物理學三個主要方程，即薛丁格方程、克萊因 戈登方程和狄拉克方程的推廣。非線性項的特徵在於指數取決於索引 q，以這樣的方式考慮，即在極限 q 1 中恢復標準線性方程式。有趣的是，這些方程式提供了一個常見的、類似孤子的行進解，它是用自然出現在非廣延統計力學中的 q 指數函數編寫的。在所有情況下，對於任意 q 值，都保留了眾所周知的愛因斯坦能量動量關係。
摘要 有效族群規模（N e）決定了遺傳漂變的強度和多種基因型共同感染的頻率，使其成為病毒演化的關鍵因素
摘要 有效族群規模（N e）決定了遺傳漂變的強度和多種基因型共同感染的頻率，使其成為病毒演化的關鍵因素。然而，不同植物病毒的 N e 實驗估計得出了不同的結果。獨立作用假說（IAH）指出，每個病毒體都有感染的可能性，且病毒體在感染過程中彼此獨立行動。 IAH 的一個推論是 N e 必須是劑量依賴性的。尚未報告針對植物病毒的 IAH 測試。在這裡，我們使用植物 RNA 病毒、攜帶…
摘要 提出了聖彼得堡悖論的解決方案
摘要 提出了聖彼得堡悖論的解決方案。與標準解析度相比，不需要實用程式。相反，計算彩券的時間平均表現。最終結果的數學表達方式與丹尼爾·伯努利的解析相同，後者使用對數效用，但使用概念上不同的論證得出。時間分辨率的優點是消除了任意效用函數。
摘要 我們改進了最近發布的有關受限玻爾茲曼機 (RBM) 和深度信念網路 (DBN) 資源的結果，使其成
摘要 我們改進了最近發布的有關受限玻爾茲曼機 (RBM) 和深度信念網路 (DBN) 資源的結果，使其成為通用逼近器。我們證明，長度為 n 的二元向量集合 {0, 1}(n) 上的任何分佈 p 都可以透過具有 k 1 個隱藏單元的 RBM 任意良好地近似，其中 k 是僅在一個條目中不同的二元向量對的最小數量，使得它們的並集包含 p 的支持集。在重要情況下，這個數字是 p 支持集…
摘要 背景：半索動物門包括獨居的腸肺動物門和群體生活的翼鰓動物門，與脊索動物門和棘皮動物門具有共同的形態
摘要 背景：半索動物門包括獨居的腸肺動物門和群體生活的翼鰓動物門，與脊索動物門和棘皮動物門具有共同的形態特徵。儘管半索動物在理解後口動物演化方面發揮關鍵作用，但其係統發育仍存在爭議，並且只有很少的分子數據可用於系統發育分析。此外，翼分支完全缺乏粒線體序列。因此，我們確定並分析了翼鰓類橫紋肌的完整粒線體基因組，以闡明後口動物的演化。由此，我們也獲得了關於粒線體 tRNA 演化的重…
摘要 生物材料和過程與計算（又稱為生物計算）的相關性已經被探索了數十年
摘要 生物材料和過程與計算（又稱為生物計算）的相關性已經被探索了數十年。這些物質包括DNA、RNA和蛋白質，而過程包括轉錄、翻譯、訊號傳導和調節。最近，人們已經探索了將細菌本身用作活計算機，但這種用途通常屬於經典計算範式。然而，電腦科學家有各種各樣的問題需要解決，而微生物學家則對細菌正在解決的問題以及它們如何解決這些問題有了新的見解。在這裡，我們設想細菌可能被用於新型計算。這些…
摘要 使用改進的協方差矩陣估計器作為樣本估計器的替代品被認為是增強投資組合最佳化的重要方法
摘要 使用改進的協方差矩陣估計器作為樣本估計器的替代品被認為是增強投資組合最佳化的重要方法。在這裡，我們使用 1997 年至 2007 年期間 90 隻高資本化美國股票的日回報率，對九種改進的協方差估計程序的表現進行了實證比較。我們發現協方差矩陣估計器的有用性很大程度上取決於估計週期 T 與股票數量 N 之間的比率、是否存在賣空以及所考慮的績效指標。當允許賣空時，多種估計方法所…
摘要 宿主與病原體的相互作用是最複雜的進化現象之一，導致持續的適應性遺傳變化，其中病原體利用宿主的分子資
摘要 宿主與病原體的相互作用是最複雜的進化現象之一，導致持續的適應性遺傳變化，其中病原體利用宿主的分子資源來生長和生存，而宿主則試圖消滅病原體。破解宿主與病原體相互作用的分子基礎有助於理解控制病原體進化和疾病傳播的因素。在宿主 病原體背景下，突變、選擇和遺傳漂變之間的平衡已知可以維持兩種生物體中的密碼子偏差。揭示偏差及其動態的決定因素的研究對於理解宿主 病原體進化至關重要。我們…
摘要 細胞中生化途徑的複雜調節是由更簡單的調節結構的相互作用引起的
摘要 細胞中生化途徑的複雜調節是由更簡單的調節結構的相互作用引起的。在基本的調控設計中，基因表現的回饋抑制是基因調控中最常見的基序，也是自然界中常見的控制結構。在這項工作中，我們研究了基因組織中的一個常見結構特徵（延遲回饋），並從理論和實驗證明了其在負向自動調節系統中的基因表現動力學中微妙但重要的功能作用。使用具有不同現實水平的簡單確定性和隨機模型，我們提出了負向自動調節轉錄迴…
摘要 我們研究了生物分子訊號傳導級聯中可靠切換的機制
摘要 我們研究了生物分子訊號傳導級聯中可靠切換的機制。儘管任何分子的磷酸化狀態轉變（透過其實現開關）都是高度隨機的，但穩定的雙穩態是由蛋白質群體中的系統大小的協同效應產生的。開關的出現是由主方程式描述的能量驅動的耗散系統中的非平衡相變。我們使用反應擴散理論中的算子和函數積分方法來求解一類最小開關模型的相結構、雜訊頻譜、逃逸軌跡和首次通過時間，展示如何在統一的框架內計算開關行為的…
摘要 經驗觀察和理論研究表明，病毒可能使用不同的複製策略來擴增其基因組，這會影響病毒群體中突變累積的動態
摘要 經驗觀察和理論研究表明，病毒可能使用不同的複製策略來擴增其基因組，這會影響病毒群體中突變累積的動態，從而影響其適應性和毒性。同樣，在自然感染過程中，病毒複製並感染很少懸浮但空間組織的細胞。令人驚訝的是，大多數病毒複製的準種模型都忽略了這兩種現象。為了研究這兩種病毒特徵，我們開發了隨機細胞自動機模型，模擬兩種不同的複製模式（幾何複製與沖壓機），以實現準種在二維空間上的複製和…
摘要 人們對理解社會學習的演進很感興趣
摘要 人們對理解社會學習的演進很感興趣。研究人員試圖了解自然選擇何時有利於模仿他人的個體，模仿者應如何處理可用模型可能表現出不同行為的事實，以及社會和個人學習應如何相互作用。在所有這些工作中，社會學習和個人學習被視為替代的、概念上不同的過程。在這裡，我們提出了一個貝葉斯模型，其中個人學習和社會學習都源自於單一推理過程。個人使用貝葉斯推理來結合有關當前環境狀態的社會和非社會線索。…
摘要 語言是我們物種的關鍵適應能力，但我們不知道它何時演化
摘要 語言是我們物種的關鍵適應能力，但我們不知道它何時演化。在這裡，我們使用語言音素多樣性的數據來估計語言起源的最短日期。我們利用音素多樣性進化緩慢的事實，並將其用作時鐘來計算最古老的非洲語言必須存在多長時間才能累積它們今天擁有的音素數量。我們使用自然實驗，即東南亞和安達曼群島的殖民化，來估計音素多樣性隨時間增加的速度。根據這個比率，我們估計當今的語言可以追溯到非洲的中石器時代…
摘要 今天，人類居住在世界上大部分陸地棲息地
摘要 今天，人類居住在世界上大部分陸地棲息地。這個觀察結果可以用以下事實來解釋：除了遺傳系統之外，我們還擁有二次遺傳機制──文化。因為人們假設文化演化比生物演化更快，所以人類能夠比其他動物更快適應新的生態系統。然而，这一假设从未经过实证检验。在這裡，我將人類技術的變化率與動物形態的變化率進行比較。我發現文化演化的速率與測量它們的時間間隔成反比，這類似於已知的生物速率。這種相關性…
摘要 越來越清楚的是，人類腸道微生物具有巨大的醫學重要性，研究人員開始研究其基本生物學並認識到它對醫學科
摘要 越來越清楚的是，人類腸道微生物具有巨大的醫學重要性，研究人員開始研究其基本生物學並認識到它對醫學科學帶來的挑戰。該領域的一些引人注目的新實證結果在生物醫學的標準概念框架內令人困惑，這凸顯了對生態學和動力系統理論新視角的需求。在這裡，我們討論有關個體變異來源、個體內的時間變異、短暫擾動後的長期變化以及人類腸道微生物組內對擾動的個體化反應的最新結果。
摘要 病原體抗藥性是醫學和公共衛生的中心問題
摘要 病原體抗藥性是醫學和公共衛生的中心問題。它是透過體細胞進化、宿主內病原體細胞的突變和選擇而產生的。在這裡，我們研究了這樣一個假設：透過開發針對病原體細胞產生的分泌代謝物而不是直接針對細胞本身的藥物，可以減少抗藥性的演化。使用基於代理的病原體細胞進化群體計算模型，我們測試了這個假設並找到了對其的支持。我們也使用我們的模型在標準演化理論的框架內解釋這種效應。我們發現，在我們的…
摘要 改變全球社會的極端事件稱為黑天鵝
摘要 改變全球社會的極端事件稱為黑天鵝。許多自然現象的頻率大小分佈通常可以很好地近似為冪律（分形）分佈。一個重要的問題是極端事件的機率是否可以透過推斷冪律分佈來估計。超出這些推斷的事件被描述為龍王。在本文中，我們考慮了地震、火山爆發、野火、山崩和洪水等極端事件。我們還考慮了具有自組織臨界性 (SOC) 的三種模型的極端事件行為：滑塊模型、森林火災模型和沙堆模型。由於冪律外推法廣…
摘要 營養相互作用控制著生態系中的生物量通量和食物網的穩定性
摘要 營養相互作用控制著生態系中的生物量通量和食物網的穩定性。了解棲息地差異如何影響營養相互作用強度對於理解生態系統的變化至關重要。在這裡，我們展示了消費率數據以及營養相互作用強度的顯著變化是如何產生的，因為消費者往往更頻繁地遇到三維（3D）（例如，樹木和遠洋區域）的資源，而不是二維（2D）（例如，陸地和海底區域）。透過將新理論與大量數據（376 個物種，體重範圍從 5.24 …
摘要 Bohman、Frieze 和 Wormald 提出的 BFW 模型 [Random Struct
摘要 Bohman、Frieze 和 Wormald 提出的 BFW 模型 [Random Struct.演算法 25, 432 (2004)]，最近由 Chen 和 D'Souza 在不連續滲濾的框架中進行了研究 [Phys.萊特牧師。 106, 115701 (2011)]，對方格和簡單立方格進行了研究。在二維和三維中，我們發現了強烈不連續轉變的數值證據。在二維中，閾值處的…
摘要 目的我們為蜥蜴生殖生態學提供一種新的定量分析
摘要 目的我們為蜥蜴生殖生態學提供一種新的定量分析。迄今為止，蜥蜴繁殖的比較研究通常單獨考慮生活史組成部分。相反，我們檢查以一年內產生的後代總質量計算的生產率（以下簡稱生產率）。我們測試生產力是否受到成人死亡率代理（例如孤立性和化石習慣）、溫度測量（例如環境溫度和體溫）、繁殖方式和活動時間以及環境生產力和飲食的影響。我們進一步研究低生產力是否與高滅絕風險有關。地點 全球。方法 …
摘要 我們研究了保守低維映射的混沌軌道，並給出了數值結果，表明在大 N 極限中 N 次迭代總和的機率密度
摘要 我們研究了保守低維映射的混沌軌道，並給出了數值結果，表明在大 N 極限中 N 次迭代總和的機率密度函數 (pdf) 表現出非常有趣的時間演化統計數據。在某些情況下，當混沌層很薄且（正）最大李亞普諾夫指數很小時，會發現持久的準穩態（QSS），其 pdf 似乎收斂於與非廣延統計力學相關的 q 高斯。然而，更一般地，隨著 N 的增加，pdf 描述了一系列 QSS，從 q 高斯變…
摘要 統計力學的大偏差連結由 N 個獨立的二元變數提供，(N 無窮大) 極限產生高斯分佈
摘要 統計力學的大偏差連結由 N 個獨立的二元變數提供，(N 無窮大) 極限產生高斯分佈。 N 次拋出中 n 不等於 N/2 的機率由 e( Nr) 控制，r 與熵相關。研究了以指數（Q，gamma）為特徵的強相關模型的大偏差，（N 無窮大）極限產生 Q 高斯（Q 1 恢復高斯）。其大偏差由 e(q)( Nrq)（與 1/N1/(q 1) 成比例，q 1）控制，q = (Q 1…
摘要 動機：胞嘧啶 DNA 甲基化是主要的表觀遺傳修飾之一，影響基因表現、發育過程、X 染色體失活和基因
摘要 動機：胞嘧啶 DNA 甲基化是主要的表觀遺傳修飾之一，影響基因表現、發育過程、X 染色體失活和基因組印記。此外，已知異常甲基化與包括癌症在內的多種疾病有關。在全基因組範圍內確定 DNA 甲基化的黃金標準是「亞硫酸氫鹽定序」：用亞硫酸氫鈉處理 DNA 片段，導致未甲基化的胞嘧啶轉化為尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶則保持不變。因此，所得的定序讀數表現出與亞硫酸氫鹽相關的不對稱錯配，…
摘要 植物形態和功能的許多方面反映在一般的跨分類單元尺度關係中
摘要 植物形態和功能的許多方面反映在一般的跨分類單元尺度關係中。代謝尺度理論（MST）和葉子經濟學譜（LES）各自提出了統一框架和組織原則來理解植物多樣性的起源。在這裡，我們使用擬南芥的兩種遺傳變異的雜交來測試 MST 和 LES 的演化假設。我們表明，有足夠的遺傳變異可以在 LES 和 MST 標度函數中產生很大一部分變異。在兩個多效性基因上共享親本、自然發生的等位基因組合的…
摘要 我們證明，每個簡單的（弱）連接的、可能有向的和無限的超圖都具有相對於（弱）笛卡爾積的唯一素因子分解
摘要 我們證明，每個簡單的（弱）連接的、可能有向的和無限的超圖都具有相對於（弱）笛卡爾積的唯一素因子分解，即使它具有無限多個因子。這將圖和無向超圖的先前結果概括為有向和無限超圖。該證明採用了 Imrich 和 Zerovnik 針對圖的情況概述的策略，並引入了無對角網格的概念，作為在圖的情況下發揮關鍵作用的無弦 4 週期的替代。這導致了關係的泛化？在弧集上，其凸包與素因數分解的…
摘要 微生物群落通常龐大、多樣且複雜，識別和理解驅動其結構的過程具有從生態系統穩定性到人類健康和福祉的廣
摘要 微生物群落通常龐大、多樣且複雜，識別和理解驅動其結構的過程具有從生態系統穩定性到人類健康和福祉的廣泛影響。系統發育資料使我們對這些過程有了新的認識，為功能和性狀多樣性提供了比單獨的分類豐富性更豐富的資訊。但高分辨率系統發育資料的巨大規模也對生態理論提出了新的挑戰。我們將抽樣理論觀點引入微生物群落，將共存生物的當地群落視為來自更大區域池的樣本，並應用我們的框架對給定元群落和…
摘要 自閉症譜系障礙 (ASD) 的外顯子定序研究發現了許多從頭突變，但很少有反覆破壞的基因
摘要 自閉症譜系障礙 (ASD) 的外顯子定序研究發現了許多從頭突變，但很少有反覆破壞的基因。因此，我們開發了一種改進的分子倒置探針方法，能夠在非常大的群體中進行超低成本的候選基因重測序。為了證明這種方法的功效，我們捕獲了 2446 個 ASD 先證者的 44 個候選基因並對其進行了定序。我們在 16 個基因中發現了 27 個從頭事件，其中 59% 預計會截斷蛋白質或破壞剪接。…
摘要 眾所周知，自閉症譜系障礙 (ASD) 具有很強的遺傳因素；然而，至少 70% 的病例的潛在遺傳原因
摘要 眾所周知，自閉症譜系障礙 (ASD) 具有很強的遺傳因素；然而，至少 70% 的病例的潛在遺傳原因尚不清楚(1)。假設新發突變是沒有 ASD 病史或相關表型的家庭（即所謂的散發性或單純性家庭）患 ASD 風險的很大一部分的基礎（2,3），我們對錶現出散發性 ASD 的親子三人組的基因組（外顯子組）的所有編碼區域進行了測序，其中包括 189 個新的三人組和之前的 20 個報…
摘要 我們將20世紀工作時間大幅減少的原因解釋為僱員對高收入者「炫耀性消費」的「金錢競爭」以及勞資雙方在
摘要 我們將20世紀工作時間大幅減少的原因解釋為僱員對高收入者「炫耀性消費」的「金錢競爭」以及勞資雙方在工作時間問題上存在利益衝突的政治權力平衡的共同影響。我們提出了一種結合凡勃倫效應的新勞動紀律模型，其中工作時間由雇主決定並受完整合約的約束，但員工的工作量則不然。我們表明，雖然凡勃倫效應增加了員工尋求的工作時間，但追求利潤最大化的雇主選擇的工作時間可能會超出員工的偏好，然後員…
摘要 我們提出並研究了描述正鏈單股 RNA 病毒病毒 RNA 累積的細胞內時間動態的非線性數學模型
摘要 我們提出並研究了描述正鏈單股 RNA 病毒病毒 RNA 累積的細胞內時間動態的非線性數學模型。我們的模型考慮了介於幾何複製（GR）和線性沖壓機複製（SMR）兩個極端之間的不同複製模式。我們首先分析了一個模型，該模型定量再現了蘿蔔花葉病毒 RNA 兩種極性累積動態的實驗數據。我們根據三個關鍵參數確定了控制兩條鏈滅絕的非簡併跨臨界分叉：病毒鏈的複製模式（α）、複製速率（r）和…
摘要 遞歸網絡是非線性時間序列分析的一種新穎工具，允許基於相空間中的遞歸來表徵複雜動力系統的高階幾何特性
摘要 遞歸網絡是非線性時間序列分析的一種新穎工具，允許基於相空間中的遞歸來表徵複雜動力系統的高階幾何特性，這是經典力學的基本概念。在這封信中，我們證明了從各種確定性模型系統以及實驗數據獲得的遞歸網絡自然地顯示冪律度分佈，其縮放指數伽瑪可以完全從系統的不變密度中導出。對於一維圖，我們分析顯示伽瑪與分形維數無關。對於連續系統，我們發現兩種不同類型的行為：指數 gamma 取決於局部…
摘要 為了發展出一種能夠產生足夠廣度的免疫辨識能力的 HIV 1 疫苗，以預防遺傳多樣性形式的循環病毒，
摘要 為了發展出一種能夠產生足夠廣度的免疫辨識能力的 HIV 1 疫苗，以預防遺傳多樣性形式的循環病毒，我們一直在探索基於共識和嵌合蛋白設計的疫苗。增加嵌合免疫原混合物的效價會增加抗原決定位覆蓋率，但隨著越來越稀有的抗原決定基被納入嵌合蛋白中，回報會遞減。在這項研究中，我們比較了 2 價和 3 價 HIV 1 包膜嵌合免疫原在恒河猴中的免疫原性。與二價嵌合免疫原相比，三價嵌合免…
摘要 數百個序列特異性轉錄因子 (TF) 的組合交叉調節定義了一個作為細胞身份和功能基礎的調節網絡
摘要 數百個序列特異性轉錄因子 (TF) 的組合交叉調節定義了一個作為細胞身份和功能基礎的調節網絡。在這裡，我們使用體內 DNaseI 足跡的全基因組圖譜來組裝一個廣泛的核心人類調控網絡，其中包含 475 個序列特異性 TF 之間的連接，並分析這些連接在 41 種不同細胞和組織類型中的動態。我們發現人類轉錄因子網絡具有高度細胞選擇性，並由一系列因素驅動，其中包括在控制細胞身份方…
摘要 背景：轉錄網路定義了細胞生命調節機制的核心，主要負責資訊處理和決策
摘要 背景：轉錄網路定義了細胞生命調節機制的核心，主要負責資訊處理和決策。在小規模上，互動主題已根據其豐富性進行了表徵，並描述了一些看似普遍的模式。特別是，基因調控網路中大量不同的前饋環基序顯示出對某些特定拓撲的系統偏差，這些拓撲比其他拓撲更常見。這種模式的發生過程仍有爭議。結果：我們使用先前工作中開發的形式分析了前饋循環的整個主題功能景觀。我們評估了每個主題實現可能功能的機率…
摘要 革蘭氏陰性植物病原細菌野油菜黃單胞菌 pv
摘要 革蘭氏陰性植物病原細菌野油菜黃單胞菌 pv。 vesicatoria (Xcv) 是闡明與宿主相互作用的機制的重要模型。為了深入了解 Xcv 菌株 85 10 的轉錄組，我們採用了差異 RNA 定序 (dRNA seq) 方法。使用一種新方法自動產生全面的轉錄起始位點 (TSS) 圖譜，我們報告了 Xcv 基因組中的 1421 個假定的 TSS。 Xcv 中的基因表現出保…
摘要 了解生物多樣性梯度是一個長期的挑戰，而進步需要統一生態學和演化論的理論
摘要 了解生物多樣性梯度是一個長期的挑戰，而進步需要統一生態學和演化論的理論。在這裡，我們統一了與演化速度、物種豐富度對多樣化的影響以及基於生態位的共存相關的概念。我們關注整個演化過程中，在廣泛的溫度梯度範圍內群落入侵性和物種豐富度的動態變化。在我們的框架中，身體大小的演化影響營養網絡的生態結構和動態，而生物體代謝將溫度與生態演化過程連結起來。該框架區分了生態入侵性（由生態相互…
摘要 在變溫生物中，假設代謝率介導溫度對控制生物多樣性的生態和演化過程的影響
摘要 在變溫生物中，假設代謝率介導溫度對控制生物多樣性的生態和演化過程的影響。然而，目前尚不清楚溫度對新陳代謝的影響如何以及在多大程度上擴大到形成大規模的多樣性模式。為了闡明溫度和新陳代謝的作用，需要新的理論。在這裡，我們建立了這樣的理論，並建立了沿著廣泛的溫度梯度的營養網絡的生態進化動力學模型。在模型中，溫度可以透過代謝資源供應影響消費者的生命率和突變率。突變導致消費者身體尺…
摘要 合成生物學 (SB) 為設計能夠執行預先定義功能的複雜分子電路提供了獨特的機會
摘要 合成生物學 (SB) 為設計能夠執行預先定義功能的複雜分子電路提供了獨特的機會。但由於電路的不可預測性、部件不相容或隨機波動，實現可重複使用分子組件的靈活工具箱的目標已被證明是有限的。其中許多問題都是由分子電路工程帶來的挑戰引起的：通常很難在一個單元內可靠地實現多條導線，並且由此產生的系統無法在其他模組中重複使用。這些問題透過單細胞設備的非標準方法得到解決，使用細胞聯盟並…
摘要 倫施規則指出，兩性體型二態性的程度往往隨著體型的增加而增加，該規則在大型草食哺乳動物的三個譜系中獨
摘要 倫施規則指出，兩性體型二態性的程度往往隨著體型的增加而增加，該規則在大型草食哺乳動物的三個譜系中獨立進化：牛科動物（羚羊）、鹿科動物（鹿）和巨足動物（袋鼠）。這種模式可以透過結合異速生長、生活史理論和能量學的模型來解釋。主要特徵是，雌性群體的規模隨著體型的增加而增加，而雄性在性選擇下進化到足以控制這些雌性群體。該模型預測了身體大小和雌性群體大小、雄性和雌性首次繁殖年齡、死…
摘要 生命史的理論和實證研究旨在解釋適應不同組成部分的資源分配：生存、生長和繁殖
摘要 生命史的理論和實證研究旨在解釋適應不同組成部分的資源分配：生存、生長和繁殖。演化生態學家先驅 David Lack [(1968) Ecoological Adaptations for Breeding in Birds (Methuen and Co., London)] 認為鳥類的繁殖產出反映了對環境因素的適應，例如食物的可用性和被捕食的風險，但隨後的研究並不總是支…
摘要 我們使用統計驗證網路（一種最近引入的驗證二分系統中連結的方法）來識別在金融市場上進行交易的投資者群
摘要 我們使用統計驗證網路（一種最近引入的驗證二分系統中連結的方法）來識別在金融市場上進行交易的投資者群集。具體來說，我們調查了一個特殊的資料庫，使我們能夠追蹤諾基亞股票的個人投資者的交易活動。我們發現，許多統計發現的投資者群體在決定交易時和所採取的交易行動上表現出高度的同步性。我們調查了這些集群的組成，發現其中一些集群表現出特定類別投資者的過度表達。
摘要 我們研究與尖峰時序依賴性可塑性（STDP）突觸連接的神經網路中拓撲和動力學的相互作用
摘要 我們研究與尖峰時序依賴性可塑性（STDP）突觸連接的神經網路中拓撲和動力學的相互作用。在週期性尖峰序列的刺激下，STDP 驅動的網路經歷突觸修剪過程並演變成殘差網路。我們透過改變 STDP 的兩個關鍵參數：突觸延遲和增強與抑制之間的比率來檢查殘差網路的拓撲和動力學特性的變化。我們對洩漏積分與激發模型的廣泛數值模擬表明，參數空間中存在兩個區域。第一個對應於定點配置，其中峰值…
摘要 自從 Jerrum、Sinclair 和 Vigoda 的著名工作以來 [J. ACM, 51 (
摘要 自從 Jerrum、Sinclair 和 Vigoda 的著名工作以來 [J. ACM, 51 (2004), pp. 671 697]，我們知道，通過使用快速混合馬可夫鏈對二分圖的完美匹配進行採樣，可以在隨機多項式時間內近似具有 {0, 1} 中的條目的矩陣的值。另一部分文獻探討了替代代數多項式時間近似方案的可能性。這些方案的工作原理是將每個 1 替換為代數 A 的隨機…
摘要 我們引入了一系列尺寸不變的類萊布尼茨金字塔和 (d + 1) 維超金字塔 (d = 1, 2, 3
摘要 我們引入了一系列尺寸不變的類萊布尼茨金字塔和 (d + 1) 維超金字塔 (d = 1, 2, 3, ... )，其中 d = 1 對應於三角形，d = 2 對應於（四面體）金字塔，依此類推。對於 d 的所有值，它們的特徵是參數 nu 0，其值決定了 N (d + 1) 值隨機變量之間的相關程度（d = 1 對應二元變量，d = 2 對應三元變量，依此類推）。有 (d +…
摘要 生態學代謝理論（MTE）透過考慮血管分佈網絡和生化動力學來預測體型和溫度對代謝的影響
摘要 生態學代謝理論（MTE）透過考慮血管分佈網絡和生化動力學來預測體型和溫度對代謝的影響。 MTE 也擴展到表徵從細胞層級到全局層級的過程。 MTE 在廣泛的研究領域引起了熱情和爭議。然而，大多數聲稱驗證或無效 MTE 的努力都集中在測試預測上。我們認為，對 MTE 的批判性評估還需要對其理論基礎和簡化假設進行強有力的測試。為此，我們綜合了可用信息，發現 MTE 的原始推導需…
摘要 目前的非編碼 RNA (ncRNA) 基因組篩選預測了大量含有潛在結構 ncRNA 的基因組區域
摘要 目前的非編碼 RNA (ncRNA) 基因組篩選預測了大量含有潛在結構 ncRNA 的基因組區域。這些數據的分析需要高度準確地預測 ncRNA 邊界，並從弱預測中區分出有希望的候選 ncRNA。現有方法難以實現這些目標，因為它們依賴基於序列的多重序列比對，這種比對經常使 RNA 結構錯位，因此不支持結構相似性的識別。為了克服這個限制，我們根據序列和結構相似性計算比對的列向…
摘要 由於涉及因素的多樣性和相互作用的複雜性，了解植物觸發宿主防禦病毒的機制一直是一個具有挑戰性的問題
摘要 由於涉及因素的多樣性和相互作用的複雜性，了解植物觸發宿主防禦病毒的機制一直是一個具有挑戰性的問題。然而，基因組技術的出現為掌握交互作用的全局圖景提供了可能性。在這裡，我們使用擬南芥來識別和比較在七種不同的 (+)ssRNA 和一種 ssDNA 植物病毒感染時受到差異調節的基因。在第一種方法中，我們建立了受每種病毒不同影響的基因列表，並比較了它們對生物功能和代謝過程的參與。…
摘要 目的 近年來累積的證據表明，植物物種根據其功能和非生物過濾，沿著局部規模的環境梯度從區域組合分類到
摘要 目的 近年來累積的證據表明，植物物種根據其功能和非生物過濾，沿著局部規模的環境梯度從區域組合分類到局部組合。生物地理學中的有利假說提出，在氣候困難的地區，非生物過濾應該產生一個區域組合，其功能多樣性低於考慮到物種豐富度和全球性狀庫所預期的功能多樣性。因此，植物性狀沿局部尺度梯度的差異過濾似乎可以擴大規模，以解釋跨大陸區域尺度組合中植物性狀的分佈、多樣性和過濾。目前的工作旨…
摘要 儘管最近可以獲得有關人類運動的大量數據集，但由於社會經濟因素的資訊不完整以及時空分辨率往往有限，仍
摘要 儘管最近可以獲得有關人類運動的大量數據集，但由於社會經濟因素的資訊不完整以及時空分辨率往往有限，仍然缺乏對社會系統內運動規則的充分理解。在這裡，我們研究整個社會的個人，即網路遊戲的玩家，擁有有關他們在網絡狀宇宙中的活動以及他們的社會和經濟互動的完整資訊。這樣的「社會經濟實驗室」可以揭示空間限制、社會和經濟因素以及流動模式之間錯綜複雜的相互作用。我們發現，個人的運動不僅受到…
摘要 複雜系統——當被視為自然科學可訪問的系統時——對數據提出了巨大的要求
摘要 複雜系統——當被視為自然科學可訪問的系統時——對數據提出了巨大的要求。通常這些要求阻礙了基於科學基礎對社會現象的科學理解。由於資訊科技的發展，新的人類集體行為、資料來源的新維度正在開始開放。在這裡，我們報告了整個社會的完整數據集，其中包括超過 35 萬名大型多人線上遊戲的人類玩家。所有玩家三年內的所有行為都會被記錄，包括溝通行為和社交關係。在這項工作中，我們回顧了分析這龐…
摘要 在過去的二十年中，當局部族群動態以離散時間世代模型給出時，對空間顯式積分差異系統的研究引起了相當大
摘要 在過去的二十年中，當局部族群動態以離散時間世代模型給出時，對空間顯式積分差異系統的研究引起了相當大的關注。這些非線性系統在生物體空間擴散的研究中自然出現。對這些系統的數學研究，特別是在處理協作系統時，主要集中在行波解的存在性及其傳播速度的表徵。在這裡，我們透過初始資料收斂到波解來表徵一大類積分差分方程的非合作非線性系統的最小傳播（擴展）速度。事實證明，傳播速度是非恆定行波…
摘要 先前對疫苗接種行為的博弈論研究通常假設人群是均勻混合的並且個體是完全理性的
摘要 先前對疫苗接種行為的博弈論研究通常假設人群是均勻混合的並且個體是完全理性的。事實上，每個人的接觸數量存在異質性，個人傾向於模仿那些似乎採取了成功策略的其他人。在這裡，我們使用基於網路的數學模型來研究模仿行為和接觸異質性對疫苗接種覆蓋率和疾病動態的影響。我們將接觸網路流行病學模型與決策框架結合，在該框架內，個人要麼純粹基於回報最大化，要麼透過模仿社會接觸者的疫苗接種行為來做…
摘要 植物人工微 RNA (amiR) 已被設計用於靶向病毒基因組並誘導其降解
摘要 植物人工微 RNA (amiR) 已被設計用於靶向病毒基因組並誘導其降解。然而，RNA 病毒卓越的演化可塑性威脅著這些 amiR 所賦予的抗藥性的持久性。最近的研究表明，未經歷抗病毒 amiR 強選擇壓力的病毒群體可能已經在目標序列中包含足夠的遺傳變異性，從而以幾乎確定性的方式逃避植物抗性。此外，研究還表明，暴露於亞抑制濃度的抗病毒 amiR 的病毒群體會加速這一過程。在…
摘要 有效族群規模（N e）是理解演化過程的關鍵參數，但在流行病學研究或研究個體宿主感染時通常不考慮它
摘要 有效族群規模（N e）是理解演化過程的關鍵參數，但在流行病學研究或研究個體宿主感染時通常不考慮它。這裡考慮 Ne 是否對菸草植物的菸草蝕紋病毒 (TEV) 感染中的症狀發作和病毒累積有影響。使用攜帶螢光標記的 TEV 變異體的混合物，證實了 N e 的劑量依賴性，並發現接種程序是這些實驗中變異的主要來源。雖然症狀的出現與 N e 無關，但對於較小的 N e 值（N e <…
摘要 我們統一了兩種長記憶福克 普朗克機制
摘要 我們統一了兩種長記憶福克 普朗克機制。方程式偏導數 p(x,t)/偏導數 t = 偏導數/偏導數 x[F(x)p(x,t)] + 1/2D 偏導數(2)/偏導數 x(2)[phi(x, p)p(x, t)] （D 是 R 的一個元素；F(x) = n)p(x, t)] （D 是 R 的一個元素；F(x) = x, p)p(x, t)] （D 是 R 的一個元素；F(x) …
摘要 背景：HIV 1 適應性的適度變化可能對病毒準種演化以及病毒發病機制、傳播和疾病進展產生重大影響
摘要 背景：HIV 1 適應性的適度變化可能對病毒準種演化以及病毒發病機制、傳播和疾病進展產生重大影響。為了確定細胞毒性T淋巴細胞（CTL）選擇的免疫逃脫突變對同源傳播/創建者（T/F）基因組背景下的病毒適應性的影響，我們開發了一種新的競爭性適應性測定，使用缺乏外源遺傳標記的T/F基因組的分子克隆和高度靈敏且精確的平行等位基因特異性測序（PASS）方法。結果：T/F和突變病毒在…
摘要 我們考慮 1+1 維中的非線性狄拉克方程式 (NLDE)，在存在各種外部電磁場的情況下，具有標量
摘要 我們考慮 1+1 維中的非線性狄拉克方程式 (NLDE)，在存在各種外部電磁場的情況下，具有標量 標量自相互作用 g(2)/kappa+1((Psi) over bar Psi)(kappa+1)。我們找到特殊外部場的精確解，並根據允許這些波的位置、寬度和相位隨時間變化的集體座標，以變分近似的方式研究 NLDE 的孤立波解在存在各種場的情況下的行為。我們發現，在這種近似中…
摘要 1. 食物網是一種強大的全系統方式，可以在易於比較分析的易於量化的框架中代表生物多樣性和能量流的模
摘要 1. 食物網是一種強大的全系統方式，可以在易於比較分析的易於量化的框架中代表生物多樣性和能量流的模式。複雜營養相互作用的綜合理論和數據為研究生態系統結構、動態、功能和穩定性提供了有用且新穎的方法。 2. 淡水生態學對食物網生態學的進步做出了巨大貢獻。這是透過早期應用方法學進步而實現的，例如穩定同位素分析和一些最詳細的食物網的描述，包括小石湖和布羅德斯通溪食物網。 3. 淡…
摘要 新的蛋白質編碼基因可以透過修改現有基因或從頭產生
摘要 新的蛋白質編碼基因可以透過修改現有基因或從頭產生。最近，雖然從頭起源的真核基因相對罕見且難以識別，但真核生物中從頭起源的重要性已被認識。相較之下，病毒含有許多從頭基因，即現有基因被新的開放閱讀框“套印”，這一過程會產生與祖先基因重疊的新蛋白質編碼基因。我們分析了 12 個經過實驗驗證的從頭起源的病毒基因的演化，並估計了它們的相對年齡。我們發現年輕的從頭基因與基因組的其餘部…
摘要 熱力學折疊演算法和結構探測實驗通常用於確定 RNA 的二級結構
摘要 熱力學折疊演算法和結構探測實驗通常用於確定 RNA 的二級結構。在這裡，我們提出了一個正式的框架來協調來自預測演算法和探測實驗的資訊。使用「偽能量」調整熱力學能量參數，以盡量減少預測與實驗之間的差異。我們的框架在幾個關鍵方面不同於使用偽能量的相關方法。 (i) 能量模型僅在必要時改變，若預測與實驗一致則不進行調整。 (ii) 贗能量在生物物理上仍然是可解釋的，並且在實驗和…
摘要 提出了一種精確的經典場論，用於最近提出的薛丁格方程式的非線性推廣
摘要 提出了一種精確的經典場論，用於最近提出的薛丁格方程式的非線性推廣。在這個推廣中，動力學項中出現了依賴指數 q 的非線性，使得自由粒子線性薛丁格方程式在極限 q 1 內恢復。結果表明，除了通常的 Psi((x) 右箭頭 t) 之外，還必須引入新的場 Phi((x) 右箭頭 t)，只有當 q 1 時，它才變為 Psi ((x) 右箭頭 t)。與線性情況類似， rho((x) …
摘要 簡介：複雜系統領域目前正在呈現的一個重要且顯著的趨勢：尋求對社會經濟現象的定量和預測性理解，為傳統
摘要 簡介：複雜系統領域目前正在呈現的一個重要且顯著的趨勢：尋求對社會經濟現象的定量和預測性理解，為傳統社會科學和經濟學提供了豐富的、在某種程度上的替代路徑。這些理解集體現象的努力是透過資料分析、數值模擬、模型建構和統計測試等新穎方式進行的。本期 ACS 專題旨在反映這些趨勢。
摘要 我們建立了一個帶有追加保證金的槓桿資產購買的簡單模型
摘要 我們建立了一個帶有追加保證金的槓桿資產購買的簡單模型。投資基金使用的可能是最基本的財務策略，稱為“價值投資”，即係統地嘗試購買定價過低的資產。當資金不借貸時，資產的價格波動近似呈常態分佈，且隨時間不相關。當資金被允許槓桿化（即從銀行借款）時，這種情況就會發生變化，這使得它們能夠購買比其財富允許的更多的資產。在經濟繁榮時期，使用更多槓桿的基金可以獲得更高的利潤，從而增加其財…
摘要 最近在多個領域的研究表明，人類可以採用具有約束力的「行為」偏好，並透過他們的行為或透過他們的肢體語
摘要 最近在多個領域的研究表明，人類可以採用具有約束力的「行為」偏好，並透過他們的行為或透過他們的肢體語言/語氣令人信服地向其他人發出這些偏好信號。在本文中，我們對這種能力的戰略影響進行了建模。我們的論點是，在一個人的一生中，他們（也許是下意識地）了解到，考慮到其他參與者的最終行為，這種有約束力的行為偏好會導致他們實際偏好的最高價值。我們認為，這種「角色」模型可以解釋為什麼許多…
摘要 著名的玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 熵、S BG = k Sigma(i)p(i)ln p(i) 以
摘要 著名的玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 熵、S BG = k Sigma(i)p(i)ln p(i) 以及相關的統計力學本質上基於遍歷性等假設，即集合平均值與時間平均值一致。這種動力學簡化發生在經典系統（和量子對應物）中，其微觀演化由正最大李雅普諾夫指數（LLE）控制。在這種情況下，從機率的角度來看，相關的微觀變數表現得（幾乎）獨立。然而，在自然、人工和社會系統（地球物理學、天…
摘要 我們研究大型多人線上遊戲中玩家的行為動作序列
摘要 我們研究大型多人線上遊戲中玩家的行為動作序列。在虛擬生活中，玩家使用八個基本動作來互動。這些行為包括溝通、貿易、建立或破壞友誼和敵意、攻擊和懲罰。我們根據先前採取和收到的行動來衡量這些行動的機率，並發現在收到負面行動後，負面行為立即急劇增加。同樣，積極的行為會透過接受積極的行動而得到強化。我們觀察到通訊序列中存在反持久性的趨勢。將行為分為正面（好）和負面（壞），使我們能夠…
摘要 我們引入了一個通用框架，用於形式化和分析決策者（DM）在觀察能力的資訊理論限制下所面臨的問題
摘要 我們引入了一個通用框架，用於形式化和分析決策者（DM）在觀察能力的資訊理論限制下所面臨的問題。 Netzer 和 Robson (NR) 的隨機效用模型和「享樂效用」模型是該框架的特例。我們首先將資訊理論應用到我們的框架中，得出有關觀察限制下 DM 預期後悔的一般結果。然後，我們將注意力轉向觀察限制對選擇行為的影響（而不是對該行為引起的後悔值的影響）。我們關注 NR 的特…
摘要 真核生物中的信使RNA水平由多個連續的調控過程控制，這些調控過程可分為兩層：染色體層級的初級轉錄調
摘要 真核生物中的信使RNA水平由多個連續的調控過程控制，這些調控過程可分為兩層：染色體層級的初級轉錄調控和mRNA的次級、共轉錄和轉錄後調控。為了確定這些層對穩態 RNA 水平的單獨貢獻，需要單獨定量。使用小鼠作為模型生物體，我們表明染色質特徵足以模擬 RNA 水平，但在分裂細胞和有絲分裂後細胞中具有不同的敏感性。在這兩種情況下，染色質衍生的轉錄率可以解釋 80% 以上所觀察…
摘要 複雜系統的臨界點可能意味著意外崩潰的風險，但也意味著積極改變的機會
摘要 複雜系統的臨界點可能意味著意外崩潰的風險，但也意味著積極改變的機會。透過結合兩個互不相關的研究領域的新興見解，可以提高我們駕馭此類風險和機會的能力。其中一項工作是揭示可能導致生態網路、金融市場和其他複雜系統出現臨界點的基本架構特徵。另一個研究領域正在揭示接近此類關鍵閾值的通用經驗指標。儘管複雜系統的突然轉變將不可避免地繼續讓我們感到驚訝，但在這些新興領域的十字路口的工作為…
摘要 背景：皮托悖論規定，野生動物物種的體重（細胞數量和壽命的替代指標）與癌症盛行率之間不存在關聯
摘要 背景：皮托悖論規定，野生動物物種的體重（細胞數量和壽命的替代指標）與癌症盛行率之間不存在關聯。解決這個悖論是了解癌症抵抗機制的一個非常有前景的研究方向。到目前為止，研究的重點是這些演化壓力的後果，而不是原因。討論：在這裡，我們認為，透過自然選擇的演化可能塑造了野生動物物種的抗癌機制，這可能導致體重達到一個閾值，高於該閾值，致癌機制和腫瘤抑制機制應分別得到日益純化和積極選擇…
摘要 我們採用傑恩斯用來推導統計物理學均衡的方法來推導出有界理性博弈論的均衡
摘要 我們採用傑恩斯用來推導統計物理學均衡的方法來推導出有界理性博弈論的均衡。我們分析這些均衡對基礎博弈參數的依賴性，並著重在滯後效應。特別是，我們表明，透過逐漸對遊戲玩家徵收個人特定稅率，然後逐漸取消這些稅收，玩家可以從不良均衡轉向對所有人都更好的均衡。
摘要 我們在全球地震的頻率 震級分佈中確定了兩種不同的尺度範圍
摘要 我們在全球地震的頻率 震級分佈中確定了兩種不同的尺度範圍。具體來說，我們測量「小」地震的標度指數 b=1.0 為 5.5
摘要 本文將混沌數學應用於室內攀岩路線的設計任務
摘要 本文將混沌數學應用於室內攀岩路線的設計任務。混沌變化在音樂和舞蹈中發揮了巨大的優勢，但這裡面臨的挑戰卻截然不同，首先是表現形式。我們提出了一個用於記錄攀岩問題的形式化系統，然後描述了一個變化生成器，該生成器旨在支援人類路線設置者設計新的有趣的攀岩問題。這種變異產生器稱為 STRANGE BETA，利用混沌來引入新奇事物。我們與經驗豐富的登山者和路線設置專家合作，在商業攀岩…
摘要 許多傳染病日益複雜和快速的傳播動態需要使用新的、更先進的方法進行監測、早期發現和決策
摘要 許多傳染病日益複雜和快速的傳播動態需要使用新的、更先進的方法進行監測、早期發現和決策。在這裡，我們證明了一種優化監測網路的新方法可以提高典型的基於提供者的網路產生的流行病學資訊的品質。它利用過去的監控和網路搜尋數據，確定提供者應註冊的精確位置。當應用於德克薩斯州重新設計基於提供者的流感樣疾病監測網絡 (ILINet) 時，該方法確定了預計將顯著優於提供者數量少得多的現有網…
摘要 大多數關於實驗室生物多樣性生態系統功能的研究都集中在幾個特徵上，但來自該領域的越來越多的證據表
摘要 大多數關於實驗室生物多樣性生態系統功能的研究都集中在幾個特徵上，但來自該領域的越來越多的證據表明，功能多樣性比物種數量更頻繁地控制生態系統功能。鑑於性狀作為生態位互補性和群落結構預測因子的重要性，我們（1）研究了森林樹木、淡水魚類和土壤無脊椎動物的多樣性如何支持生態系統功能，（2）討論了生產性生物群與單系組合（紫杉世）的相關性。在陸地生態系中，體型分佈的適當選擇使性狀…
摘要 簡單的狩獵採集群體中複雜的文化習俗的出現提出了一些有趣的問題：是什麼推動了社會的複雜性以及是什麼導
摘要 簡單的狩獵採集群體中複雜的文化習俗的出現提出了一些有趣的問題：是什麼推動了社會的複雜性以及是什麼導致了文化創新的出現和消失。在這裡，我們分析了智利北部和秘魯南部沿海阿塔卡馬沙漠的新克羅文化中出現人工木乃伊的條件。我們提供的經驗和理論證據表明，人工木乃伊化是在沿海淡水可用性和海洋生產力增加的時期出現的，這導致了人口規模的增加並加速了文化創新的出現，正如最近的文化和技術進化模…
摘要 醫學的研究和實踐可以受益於複雜性科學和系統生物學新興領域提供的新觀點的加強參與
摘要 醫學的研究和實踐可以受益於複雜性科學和系統生物學新興領域提供的新觀點的加強參與。需要一種更全面、系統化的方法來充分了解健康、疾病和功能障礙的過程，以及醫學研究和教育中的許多挑戰。這種方法的一個組成部分是尋找一種定量的、預測性的、多層次的理論概念框架，既可以補充現有的方法，又可以激發更全面的研究議程，從而產生新的問題和實驗計劃。作為示例，討論了網絡結構和標度定律的重要性，以…
摘要 許多驅動閾值系統顯示一系列雪崩事件大小，通常以冪律縮放為特徵
摘要 許多驅動閾值系統顯示一系列雪崩事件大小，通常以冪律縮放為特徵。一個重要的問題是計算最大事件（“黑天鵝”）的機率。我們透過轉換為事件索引框架並將其與香農資訊相關聯，開發了一種數據驅動的方法來解決該問題。對於地震，我們發現加州發生 m 6 級地震的 12 個月機率從上一次地震發生後的約 30% 增加到下一次地震發生前的 40% 50%。
摘要 尤卡坦半島地區瑪雅中部低地在九世紀的崩潰和廢棄是複雜的人類與環境互動的結果
摘要 尤卡坦半島地區瑪雅中部低地在九世紀的崩潰和廢棄是複雜的人類與環境互動的結果。大規模的瑪雅景觀改變以及對資源和生態系統服務的需求產生了高壓力的環境條件，而氣候乾旱的加劇加劇了這種壓力。與這種壓力同時發生的是，商業流動從穿越半島的陸路運輸轉向了圍繞半島的海上運輸。這些不斷變化的社會經濟和環境條件導致了社會衝突的增加，瑪雅精英的控制力減弱，並導致瑪雅精英決定遷往半島地區的其他地…
摘要 上位性是指基因之間在決定表型方面的非加性交互作用
摘要 上位性是指基因之間在決定表型方面的非加性交互作用。大量的努力表明，即使對於特定的生物體，上位性也可能在強度和符號上有所不同。最近的比較研究表明，隨著生物體複雜性的增加，上位性的整體訊號從正轉為負，並且假設這種變化應是潛在基因網路特性的結果。為什麼會這樣呢？遺傳網絡的哪些特徵決定了上位性的標誌？在這裡，我們表明，透過進化複雜性和對擾動的魯棒性不同但執行相同任務的遺傳網絡，魯…
摘要 在這篇文章中，我們認為生物計算是自然界中發生的過程，而不僅僅是自然的電腦模擬
摘要 在這篇文章中，我們認為生物計算是自然界中發生的過程，而不僅僅是自然的電腦模擬。
摘要 背景：在全球範圍內，學校偶爾被關閉以緩解 2009 年 H1N1 流感大流行的影響
摘要 背景：在全球範圍內，學校偶爾被關閉以緩解 2009 年 H1N1 流感大流行的影響。然而，此類關閉可能會對經濟和社會生活產生不利影響。方法：在這裡，我們將決策分析方法與流感傳播的數學模型結合起來，以估計學校停課對流行病學和成本效益的影響。我們的方法假設疾病的傳播性和嚴重程度是不確定的，並評估了幾種關閉和重新開放策略，這些策略涵蓋了學齡流行率（SAP）和關閉持續時間的一系列…
摘要 我們研究了高溫（1673 K）下鎢顆粒尺寸對熔融 Hf 基合金熔體中均勻分散的 W 顆粒的熱穩定性
摘要 我們研究了高溫（1673 K）下鎢顆粒尺寸對熔融 Hf 基合金熔體中均勻分散的 W 顆粒的熱穩定性和反應性的影響。半徑小於100 nm的顆粒的溶解度顯著增強。對於直徑 20 nm 的細 W 顆粒，與粗微米級顆粒相比，其溶解度顯著增加約 700%。討論了顆粒動態生長的機制和動力學，以及透過快速凝固獲得顆粒增強複合材料的冷凍微觀結構的技術。
摘要 大流行性流感是一個國際公共衛生議題
摘要 大流行性流感是一個國際公共衛生議題。鑑於H5N1禽流感的持續威脅以及最近爆發的A/H1N1豬流感疫情，全球公共衛生機構正在不斷修改其防範計畫。 2009 年的 A/H1N1 大流行表明，不同年齡層和地點之間的流感活動和嚴重程度可能存在很大差異，有效流感疫苗的分發可能會顯著延遲和錯開。因此，大流行性流感疫苗的分配政策應根據社區的人口和空間結構進行調整。在這裡，我們介紹了疫苗…
摘要 我們提出了一個基於主體的自願過程模型，允許小規模社會中出現領導力，參數化後適用於公元 600 年至
摘要 我們提出了一個基於主體的自願過程模型，允許小規模社會中出現領導力，參數化後適用於公元 600 年至 1300 年之間美國西南部北部的普韋布洛社會。我們在家庭活動的空間模擬中嵌入了演化公共物品博弈，其中代表家庭的主體決定在哪裡耕種、打獵和安置他們的住所。領導者透過監督團體成員和懲罰叛逃者，可以增加團體成員合作以在公共物品遊戲中取得有利結果的可能性。我們表明，在某些條件下，家…
摘要 我們回顧了鄉村生態動力學計畫 (VEP) 開發的一套基於主體的模型，用於研究美國西南部北部西班牙裔
摘要 我們回顧了鄉村生態動力學計畫 (VEP) 開發的一套基於主體的模型，用於研究美國西南部北部西班牙裔普韋布洛人 (“Anasazi”) 人口在動態自然環境中的生態、經濟、社會和政治過程。總的來說，這些模型揭示了一些過程，包括當地火雞飼養的集約化、該地區複雜社會的出現以及公元十三世紀西南部北部人口的完全減少。定量計算模型有助於實現科學考古學的解釋目標，並且此類模型最終應提供標…
摘要 精確測量適應度是演化生物學的關鍵問題，特別是在研究小效應突變時
摘要 精確測量適應度是演化生物學的關鍵問題，特別是在研究小效應突變時。通常認為採樣誤差和漂移會妨礙對非常小的適應度效應的精確測量。我們透過使用一種新的組合方法來測量和分析健康度來規避這些限制。我們透過在受控實驗室條件下對大量大腸桿菌進行競爭實驗，估計了三個獨立的微型 Tn10 轉座子插入突變的突變適應度效應 (MFE)。使用流式細胞儀評估來自非常大樣本的基因型頻率緩解了採樣誤差…
摘要 民主社會是圍繞著自由和公平選舉的原則建立的，每個公民的選票都應同等重要
摘要 民主社會是圍繞著自由和公平選舉的原則建立的，每個公民的選票都應同等重要。全國選舉可以被視為大規模的社會實驗，人們通常被分成大量選區，並根據自己的喜好進行投票。大量樣本意味著投票結果的統計後果，可用於識別選舉違規行為。使用合適的數據表示，我們發現涉嫌詐欺的選舉的投票分佈顯示出明顯超過正常選舉的峰度，具體取決於數據聚合的水平。舉例來說，我們表明，最近俄羅斯選舉中所報導的違規行…
摘要 葉子脈絡網絡介導許多植物資源通量，因此對植物生理學、系統學、古生態學和物理學的研究問題有廣泛的興趣
摘要 葉子脈絡網絡介導許多植物資源通量，因此對植物生理學、系統學、古生態學和物理學的研究問題有廣泛的興趣。然而，這些網路的研究受到緩慢且破壞性成像方法的限制。葉脈的 X 光成像速度快、解析度高且無損。在這裡，我們開發了吸收和相襯 X 射線成像的理論。然後，我們使用同步加速器光源和兩台商用 X 光儀器對這些方法進行實驗測試。使用同步加速器光，我們發現使用 X 射線能量 < 10 …
摘要 我們表明，世界貿易網路資料集包含的經驗證據表明，世界經濟的創新動力確實遵循創造性破壞的概念，正如
摘要 我們表明，世界貿易網路資料集包含的經驗證據表明，世界經濟的創新動力確實遵循創造性破壞的概念，正如 J.A.半個多世紀前的熊彼特。國民經濟可以被視為複雜的、不斷發展的系統，由商品和服務的出現和消失所驅動。產品以創意級聯的爆發形式出現。我們發現，產品往往會系統性地同時出現，產品的出現會導致現有產品在接下來的幾年中大規模消失。相反的情況──消失之後又出現一段時間──卻沒有被觀察…
摘要 本文研究了網路拓撲對一組代理商之間網路資源公平分配的影響，這是我們周圍交通網路效率的一個非常重要的
摘要 本文研究了網路拓撲對一組代理商之間網路資源公平分配的影響，這是我們周圍交通網路效率的一個非常重要的問題。我們分析了一種在現有流量需求之間公平分配網路容量的通用機制。當傳輸發生在最短路徑上時，可以透過具有一對來源和彙的最近鄰圖上的半解析方法來解決該問題。對於此設置，我們揭示了作為源和匯之間距離的函數的相交最短路徑的廣泛模式。當交叉點數量最多且來源點和匯點之間的距離較大時，我…
摘要 對於多宿主病原體，對多個宿主的適應對於應用和基礎研究都具有重要意義
摘要 對於多宿主病原體，對多個宿主的適應對於應用和基礎研究都具有重要意義。在應用層面，它是決定新興疾病爆發的機率和嚴重程度的主要因素之一。在基本層面上，它被認為是維持宿主和病原體物種遺傳多樣性的關鍵機制。利用菸草蝕斑病毒（TEV）和四種天然宿主，我們設計了一個進化實驗，其優點和新穎性在於使用複雜的多細胞宿主生物體作為宿主以及不同進化歷史和譜系的高水平複製。發現了一種局部適應模式…
摘要 對傳播的丙型肝炎病毒（HCV）基因組進行精確的分子鑑定可以闡明傳播生物學、免疫發病機制和自然史的關
摘要 對傳播的丙型肝炎病毒（HCV）基因組進行精確的分子鑑定可以闡明傳播生物學、免疫發病機制和自然史的關鍵方面。我們使用來自血漿病毒 RNA 的 2,922 個半或四分之一基因組的單基因組定序來識別 17 名急性社區獲得性 HCV 感染受試者的傳播/創始 (T/F) 病毒。來自 17 名急性受試者中的 13 名（但 14 名慢性對照受試者）的序列均未表現出一種或多種離散的低多樣…
摘要 哺乳动物从老鼠大小进化到大象大小的速度有多快
摘要 哺乳动物从老鼠大小进化到大象大小的速度有多快？实现如此大的转变需要重大的生物重组。因此，这种情况发生的速度对广泛的动物区系变化具有重要意义，包括适应性辐射和从大规模灭绝中恢复。為了量化大規模演化的速度，我們發展了一個指標：演化支最大速率，它代表演化支內某個性狀的最大演化速率。我們將此指標應用於過去 7,000 萬年哺乳動物的體重演化，在此期間，海洋、大陸和島嶼發生了許多大…
摘要 转录谱已被广泛用作揭示基因响应遗传和环境扰动的共同调控的工具
摘要 转录谱已被广泛用作揭示基因响应遗传和环境扰动的共同调控的工具。在一些情况下，这些共同调节已被用来推断全局转录调节模型。在这里，利用大肠杆菌可用的大量转录组信息，我们试图了解决定其转录组调控的设计原理。結合轉錄組和訊號數據，我們開發了一種進化計算程序，可以獲得替代的基因組轉錄調控網絡（GTRN），該網絡仍然保持其對動態環境的適應性。我们将我们的方法应用于大肠杆菌 GTRN，…
摘要 由於涉及的因素眾多且相互作用的複雜性，病毒發病機制的分子機制仍知之甚少
摘要 由於涉及的因素眾多且相互作用的複雜性，病毒發病機制的分子機制仍知之甚少。我們能否辨識出一組最小的宿主轉錄因子（TF），其錯誤調節會導致在沒有病毒的情況下受感染細胞的轉錄譜特徵？這樣的集合有幾個？所有正交或共享關鍵轉錄因子是否都涉及特定的生物學功能？我們開發了一種計算方法，使用擬南芥轉錄調控網絡（TRN）的定量模型來探索所有可能的重新設計的TRN，其轉錄組圖譜模仿在受感染植…
摘要 將細胞視為生物工廠，我們的目標是透過使用當今大型工業正在實施的相同工程原理來優化其內部流程：精益製
摘要 將細胞視為生物工廠，我們的目標是透過使用當今大型工業正在實施的相同工程原理來優化其內部流程：精益製造。我們將逆向工程計算方法應用於從番茄重組近交系集合中獲得的轉錄組學、代謝組學和表型組學數據，以製定動力學和基於約束的模型，該模型有效地描述了最小核心基因表達的細胞代謝。根據預測的代謝特徵，以高統計可信度揭示了與成熟果實的農藝和感官特性的密切關聯。受合成生物學方法的啟發，該模…
摘要 NetSeed 是一個網路工具和 Perl 模組，用於分析代謝網路的拓撲結構並計算外源獲得的化合物
摘要 NetSeed 是一個網路工具和 Perl 模組，用於分析代謝網路的拓撲結構並計算外源獲得的化合物集。 NetSeed 基於種子檢測演算法，在先前的研究中開發和驗證。可用性：NetSeed 基於 Web 的工具、開源 Perl 模組、範例和文件可在線免費取得：
摘要 早期兩側對稱動物演化中身體結構複雜性的增加與 microRNA 的出現和多樣化有關
摘要 早期兩側對稱動物演化中身體結構複雜性的增加與 microRNA 的出現和多樣化有關。這些小RNA透過調節涉及細胞命運選擇以及多能性和分化之間轉變的基因表現的時間轉變來指導動物發育。 mir 100 是兩種已知的 microRNA 之一，其起源可以追溯到兩側對稱動物的祖先之前。在雙邊對稱動物中，它似乎在多順反子轉錄本中與發育的兩個關鍵調節因子 let 7 和 mir 125…
摘要 我們提供了來自跨策略背景的行為溢出和認知負荷的實驗室實驗的證據
摘要 我們提供了來自跨策略背景的行為溢出和認知負荷的實驗室實驗的證據。在實驗中，受試者與不同的對手同時玩兩種不同的遊戲。我們發現，在一個遊戲中選擇的策略和結果的效率取決於主體玩的另一個遊戲，遊戲會朝著可預測的方向改變。我們開發了一種衡量正常形式遊戲中行為變化的方法，即結果熵，並發現低結果熵遊戲中的流行策略更有可能用於高結果熵遊戲中，但反之則不然。總而言之，這些發現表明人們不會孤…
摘要 在本文中，我們定義了一類經過修改的路徑相關流程並描述了它們的基本屬性
摘要 在本文中，我們定義了一類經過修改的路徑相關流程並描述了它們的基本屬性。如果目前結果可以修正過去結果的值，則過程表現出修正路徑依賴。修訂可能是對該結果的改變或重新解釋。我們首先定義一個修正的路徑依賴過程，稱為累積過程：在每個時期，隨機選擇的過去結果會改變以符合當前結果，並顯示它收斂到相同的結果。然後，我們建立一類通用模型，其中包括伯努利過程、波利亞過程和累積過程作為特例。對…
摘要 我們實證研究倫敦證券交易所電子帳內部分和經銷商帳外部分的交易活動，分別調查活躍市場成員和其他非成員
摘要 我們實證研究倫敦證券交易所電子帳內部分和經銷商帳外部分的交易活動，分別調查活躍市場成員和其他非成員市場參與者的交易。我們發現：（i）帳外交易量分佈比帳內交易量分佈具有顯著的肥尾；（ii）會員和非會員群體可以根據其交易狀況進行分類；（iii）市場會員因帳內市場交易引起的日常庫存變化與因帳外市場與非會員交易引起的庫存變化之間存在很強的反相關性；（iv）非會員性訂單中非會員符號…
摘要 工業化農業種植園是熱帶土地覆蓋變化的一個快速增長但基本上未測量的來源
摘要 工業化農業種植園是熱帶土地覆蓋變化的一個快速增長但基本上未測量的來源。在這裡，我們評估了油棕種植園開發對印尼婆羅洲西加里曼丹的土地覆蓋、碳通量和農業社區土地的影響。透過空間明確的土地變化/碳簿記模型，使用高分辨率衛星時間序列進行參數化並透過社會經濟調查提供信息，我們評估了過去並預測了五種情景下的未來種植園擴張。儘管火災是 1989 2008 年森林砍伐 (93%) 和淨…
摘要 我們報告了 N 甲基吡啶鎓氨基甲酸酯保護基的製備和用途，用於光觸發非酶 DNA 氨基磷酸酯連接反應
摘要 我們報告了 N 甲基吡啶鎓氨基甲酸酯保護基的製備和用途，用於光觸發非酶 DNA 氨基磷酸酯連接反應。透過與 N 甲基 4 吡啶鎓羰基咪唑三氟甲磺酸酯保護基前驅物反應，在水溶液中實現修飾 13 聚體寡核苷酸的選擇性 5' 氨基保護。使用可見光光解和抗壞血酸作為犧牲電子供體，透過光誘導電子轉移從 Ru(bpy)(3)(2+) 進行 R 去保護。光觸發的 5' 氨基寡核苷酸去保…
摘要 我們考慮 1 + 1 維的非線性薛丁格方程式 (NLSE)，在存在 re (i(kx+theta)
摘要 我們考慮 1 + 1 維的非線性薛丁格方程式 (NLSE)，在存在 re (i(kx+theta)) delta psi 形式的外力項的情況下，具有標量 標量自相互作用 g(2)/kappa+1(psi(star)psi)(kappa+1)。我們找到了這個問題的新精確解，並顯示孤立波動量在 upsilon(k) = 2k 的移動座標系中守恆。當 r 0 時，這些新的精確解…
摘要 生物體對其物理和化學環境的改變在建構許多現代生態系統中發揮重要作用，實驗證據表明這種行為可以增加多
摘要 生物體對其物理和化學環境的改變在建構許多現代生態系統中發揮重要作用，實驗證據表明這種行為可以增加多樣性。儘管這些活動在連結生態學和演化方面發揮著重要作用，但人們對這些影響的宏觀演化影響卻知之甚少，尤其是它們在重大演化轉型期間的作用。後生動物的埃迪卡拉紀 寒武紀多樣化包括幾乎所有主要海洋動物分支的出現和早期多樣化以及後生動物主導的生態系統的建立。在這裡，我們使用所有後生動物…
摘要 我們對金融市場中成員相互交織的行為進行了實證研究
摘要 我們對金融市場中成員相互交織的行為進行了實證研究。利用可以識別發起訂單簿事件的經紀人的資料庫，我們將相關性和回應函數分解為來自不同市場參與者的貢獻，並研究他們的行為如何相互關聯。我們找到以下證據。 (1) 經紀商在提供流動性方面有很大差異－有些經紀商主要是流動性提供者，而有些則主要是流動性接受者。 (2) 經紀人的行為很大程度取決於其他經紀人的行為。相較之下，經紀商僅受自…
摘要 儘管幾十年前就被認為是多樣性的促進者和當地共存的條件，但隨著時間的推移，種內變異的重要性在群落生態
摘要 儘管幾十年前就被認為是多樣性的促進者和當地共存的條件，但隨著時間的推移，種內變異的重要性在群落生態學中被忽視了。最近，人們對種內變異性有了新的重視。事實上，基於性狀的群落生態學的最新發展強調了在種內和種間層面整合變異的必要性。我們引入了新的 T 統計（「T」代表特徵），基於跨組織層級功能特徵的種內和種間差異的比較，以在操作上將種內變異納入群落生態理論。我們表明，關注地方和…
摘要 比較發育研究揭示了有關動物以及越來越多的植物形態變化模式和過程的豐富細節
摘要 比較發育研究揭示了有關動物以及越來越多的植物形態變化模式和過程的豐富細節。但是，將這些見解應用於進化創新的主要事件的研究需要了解這些新穎的形態如何建立並足夠豐富（無論是作為物種內的個體還是作為物種的進化枝）以保存在化石記錄中，並且在許多情況下影響生態過程。演化的新穎性可能：（1）在不改變物種的情況下消失； (2) 與新物種的產生（透過選擇或漂移）有關；後者（3）可能會也可…
摘要 旨在增加對公共物品的貢獻和促進其他親社會行為的明確經濟激勵措施有時會適得其反，或不如完全自利的個人
摘要 旨在增加對公共物品的貢獻和促進其他親社會行為的明確經濟激勵措施有時會適得其反，或不如完全自利的個人所預測的那樣有效。當激勵措施對個人的利他主義、道德規範、服務公眾的內在動機和其他社會偏好產生不利影響時，就會發生這種情況。相反的情況也會發生——擁擠——儘管這種情況不太常見。在我們調查的五十個實驗中，這些效應很常見，因此激勵和社會偏好可能是替代品（擠出）或補充（擠入）。我們提…
摘要 在此，我們提出病毒感染可以誘導細胞壓力反應缺陷，從而損害壓力耐受性並使組織容易受到損傷
摘要 在此，我們提出病毒感染可以誘導細胞壓力反應缺陷，從而損害壓力耐受性並使組織容易受到損傷。擁有有效的範例來解決病毒感染的病理影響可能會為先前對幹預沒有反應的疾病帶來有效的新療法。宿主對病毒感染的反應也可能導致第 1 型糖尿病等自體免疫疾病。就新城疫病毒而言，病毒感染對熱休克蛋白的影響可用於治療癌症。最後，如果這種疾病只是對病毒感染的非特異性反應，那麼尋找導致慢性疲勞症候群等…
摘要 硬組合最佳化問題涉及在強約束下搜尋離散系統的最小成本解決方案（基態）
摘要 硬組合最佳化問題涉及在強約束下搜尋離散系統的最小成本解決方案（基態）。狀態變數的變換可以增強計算的易處理性。有人認為，這些狀態編碼應被選擇為可逆的，以保留狀態空間的原始大小。在這裡，我們展示了冗餘不可逆編碼如何透過豐富低能態的密度來增強最佳化。此外，可以在編碼狀態空間上建立平滑的景觀，以引導局部搜尋動態走向基態。
摘要 後生動物的粒線體基因組通常編碼 22 個 tRNA
摘要 後生動物的粒線體基因組通常編碼 22 個 tRNA。線蟲 mt tRNA 通常缺乏 T 莖，而是具有替代環。在 Enoplea 類中，進一步減少的推定 mt tRNA 預計缺乏 T 臂和 D 臂。在這裡，我們詳細研究了這些 tRNA 候選者。三行計算證據支持它們確實是最小的功能性 mt tRNA：(1) 序列和二級結構的高度保守，(2) 反密碼子的完美保存，以及 (3) …
摘要 系統性風險必須包括房地產市場，儘管經濟學家普遍沒有關注它
摘要 系統性風險必須包括房地產市場，儘管經濟學家普遍沒有關注它。我們開始利用華盛頓特區的個人資料建立基於代理商的房地產市場模型。基於代理的抵押貸款提前還款模式二十年來的成功讓我們希望這種模式可能有用。初步分析表明，1997 2007年的房地產繁榮和蕭條在很大程度上是由於槓桿的變化而不是利率的變化。
摘要 退相干歷史量子理論被重新表述，假設存在一個「真實的」細粒度歷史，在一組優選的完整歷史求和變數中指定
摘要 退相干歷史量子理論被重新表述，假設存在一個「真實的」細粒度歷史，在一組優選的完整歷史求和變數中指定。這種真實的歷史是透過將其嵌入到可比較的想像的細粒度歷史的集合中來描述的，這與熟悉的統計力學集合沒有什麼不同。這些歷史被分配了擴展機率，有時可能是負數或大於一。正如我們將要展示的，這種結構意味著真實的歷史並不能完全透過實驗或其他觀察發現來獲得。然而，足夠且適當的粗粒度替代歷史…
摘要 近年來，資訊理論已成為對機器人和生物的感覺運動動力學感興趣的研究人員的焦點
摘要 近年來，資訊理論已成為對機器人和生物的感覺運動動力學感興趣的研究人員的焦點。這些方法的一個根源是生物體是資訊處理系統，這些過程的最佳化應該是一種演化優勢。除了這些更基本的問題之外，最近人們對機器人如何配備創新或好奇心的內部驅動力的問題很感興趣，這可以作為機器人開放式、自主開發的驅動力。這些方法的成功主要取決於選擇一種方便的資訊測量方法。本文詳細研究了感覺運動過程的預測…
摘要 在這次交流中，我們提出了一個統一的框架來理解生態系多樣性的出現與維持
摘要 在這次交流中，我們提出了一個統一的框架來理解生態系多樣性的出現與維持。我們透過開發確定性人口模型來做到這一點，其中包括資源和可用空間的密度相關限制。我們的模型表明，競爭排斥和中性共存代表了相同適應性動態的不同機制，這表明中性是能量資源有限的有限棲息地中適應性過程的一般結果。我們的模型解釋了生物多樣性透過突變而出現，並透過中性維持。我們表明，該框架為理解微生物生態系統多樣性…
摘要 群體生活的動物共同產生社會結構
摘要 群體生活的動物共同產生社會結構。在這種情況下，個人會就何時合作和競爭做出策略決策。這要求個體能夠感知集體動態中的模式，但這種模式提取是如何發生的尚不清楚。我們的目標是找到一個模型，從行為時間序列中提取有意義的社會模式，同時透過記憶的要求最少來保持認知簡約。使用來自獼猴的細粒度衝突數據，我們表明稀疏編碼是神經壓迫的重要原理，是壓縮集體行為的有效方法。稀疏程式碼被證明是高效的…
摘要 在本文中，我們展示瞭如何將經驗模態分解（EMD）分析工具應用於「視覺風格測量」問題，「視覺風格測量
摘要 在本文中，我們展示瞭如何將經驗模態分解（EMD）分析工具應用於「視覺風格測量」問題，「視覺風格測量」通常定義為開髮用於測量和比較視覺藝術中個體風格的定量工具。特別是，我們引入了一種新形式的圖像 EMD 分析，並表明可以使用其輸出作為構建有效的基於支持向量機 (SVM) 的文體分類器的基礎。我們介紹了這個方法，然後在兩組數位繪畫捕捉的集合上進行測試：一組是對偉大的佛蘭芒藝術…
摘要 本文對少數博弈（一種簡單的擁塞博弈）中的自適應行為的文獻進行了批判性的闡述
摘要 本文對少數博弈（一種簡單的擁塞博弈）中的自適應行為的文獻進行了批判性的闡述。文獻提出了一種模型，該模型與許多標準學習模型顯著不同，因為玩家被賦予了行為規則或反應模式的固定子集，這些規則或反應模式將觀察到的歷史映射到行動。這些規則不需要有行為解釋或源自某種形式的最佳化行為。儘管如此，該模型產生的行為在總體層面上接近均衡行為。該模型預測的個體層級行為似乎捕捉到了觀察到的實驗行…
摘要 我們考慮 Gai, P. 和 Kapadia, S. 最近引入的金融網絡傳染模型
摘要 我們考慮 Gai, P. 和 Kapadia, S. 最近引入的金融網絡傳染模型。 R.蘇克。 A 466(2120) (2010) 2401 2423]，我們描述了在實際網路中經驗觀察到的一些特徵對系統穩定性的影響。值得注意的是，我們考慮了異質度分佈、異質資產負債表規模和銀行之間的度相關性的影響。我們研究了以隨機銀行、聯繫最緊密的銀行和最大的銀行倒閉為條件的傳染機率，並…
摘要 第一段：一般來說，自組織被定義為系統在沒有外部或集中控制的情況下轉變為有組織的形式
摘要 第一段：一般來說，自組織被定義為系統在沒有外部或集中控制的情況下轉變為有組織的形式。因此，人們可以強調自組織系統或過程的兩個關鍵特徵：（i）隨著時間的推移組織（結構和/或功能）的增加，以及（ii）本地互動不受任何外部代理的指導。乍一看，第二個特徵（缺乏外部指導）立即使引導自組織（GSO）的想法受到嚴重懷疑。這個詞聽起來幾乎是自相矛盾或自相矛盾的。然而，有一個簡單的解決方案…
摘要 環境樣本中不同SSU rRNA（「16S」）基因序列的豐度被廣泛用於微生物生態學研究，作為微生物群
摘要 環境樣本中不同SSU rRNA（「16S」）基因序列的豐度被廣泛用於微生物生態學研究，作為微生物群落結構和多樣性的衡量標準。然而，16S 基因的基因組拷貝數差異很大，從許多物種中的 1 個到某些細菌中的多達 15 個，以及某些微生物真核生物中的數百個。由於這種變化，環境樣本中 16S 基因的相對豐度可歸因於不同生物體相對豐度的變化以及這些生物體之間基因組 16S 拷貝數的…
摘要 建築物是複雜的生態系統，容納了數兆個微生物，這些微生物彼此之間、與人類及其環境相互作用
摘要 建築物是複雜的生態系統，容納了數兆個微生物，這些微生物彼此之間、與人類及其環境相互作用。了解決定建築環境微生物組（生活在室內的微生物群落）多樣性和組成的生態和演化過程對於理解建築設計、生物多樣性和人類健康之間的關係非常重要。在這項研究中，我們使用細菌 16S rRNA 基因的高通量定序來量化醫療機構中建築屬性與空氣傳播細菌群落之間的關係。我們量化了暴露於機械或窗戶通風的病…
摘要 問題：語言農業傳播假說假設，當前全球民族語言多樣性的生物地理分佈是由於史前農業人口的人口擴張所造成
摘要 問題：語言農業傳播假說假設，當前全球民族語言多樣性的生物地理分佈是由於史前農業人口的人口擴張所造成的。隨著飲食越來越以農業為基礎，人口規模是否會增加？這種關係是否如語言農業傳播假說所預測的那樣受到農業潛力的調節？這些模式在語系內部和語系之間是否保持不變？數據：我們使用了 160 個語系 805 個維持生計水準的人類社會的全球樣本。方法：我們根據緯度、農業依賴性及其交互作用…
摘要 我們在輔助場 (AF) 恢復理論的框架下，根據正常和反常密度凝聚體推導了稀玻色氣體的約瑟夫森關係
摘要 我們在輔助場 (AF) 恢復理論的框架下，根據正常和反常密度凝聚體推導了稀玻色氣體的約瑟夫森關係。在AF環膨脹（LOAF）的主導順序中，我們在相圖中發現了兩個臨界溫度：臨界溫度T c，其中原子玻色 愛因斯坦凝聚態（BEC）首先出現，以及溫度T T c，這表明系統中超流性的開始和矽藻凝聚態的出現。在這種情況下，約瑟夫森關係表明，超流體密度與二階參數的平方有關，異常密度<A …
摘要 我們引入了一個理論框架，可以預測一年生作物的最佳種植密度和最大產量
摘要 我們引入了一個理論框架，可以預測一年生作物的最佳種植密度和最大產量。兩個關鍵參數決定植物生長的軌跡和最佳密度 N opt（生長中植物的冠層剛剛接觸）和競爭：（i）成熟時的最大尺寸 M max，由於對不同可用產品的人工選擇，其在品種之間有所不同； (ii) 內在增長率 g，可能隨品種和環境條件而變化。此模型預測 (i) 當種植密度小於 N opt 時，所有作物成熟時的最大尺…
摘要 為了研究淋巴細胞的動力學，模型將細胞群劃分為具有不同周轉率的亞群
摘要 為了研究淋巴細胞的動力學，模型將細胞群劃分為具有不同周轉率的亞群。這些被稱為“動力學異質性模型”，以便將它們與“時間異質性模型”區分開來，在“時間異質性模型”中，細胞群在不同時間可能具有不同的周轉率，例如，時間異質性模型。休息時與激活時。我們對時間異質群體的標籤曲線進行建模，並預測它們表現出相等的雙相上坡和下坡。我們發現，當細胞在活化後僅分裂一次時，這些斜率由最慢的指數主…
摘要 背景：野生動物族群中傳染病的傳播受到宿主之間接觸模式的影響
摘要 背景：野生動物族群中傳染病的傳播受到宿主之間接觸模式的影響。棲息地「熱點」——吸引大量個體或社會群體的地方——可以顯著改變接觸模式，從而改變疾病傳播。野生動物流行病學中棲息地熱點重要性的研究主要集中在熱點本身發生的個體間接觸如何增加疾病傳播。然而，在領地動物中，流行病學上重要的接觸可能主要發生在動物在前往棲息地熱點的途中穿過同種動物的領地時。到目前為止，這種現像已在這裡，…
摘要 在經濟體系中，各國製造或出口的產品組合已被證明是經濟成長的強有力的先行指標
摘要 在經濟體系中，各國製造或出口的產品組合已被證明是經濟成長的強有力的先行指標。因此，描述和預測連接國家與其出口產品的網路結構的方法對於理解經濟發展的動態至關重要。在這裡，我們研究國際和國內經濟中產業的存在和不存在，並表明這些網絡是顯著嵌套的。這意味著這些網路的鄰接矩陣中填充較少的行和列往往是填充較多的行和列的子集。此外，我們表明，它們的嵌套性隨著時間的推移保持不變，並且它是…
摘要 人們普遍認為，對資源的競爭會導致植物品質、M 和密度之間的權衡，但由此產生的間伐關係的數學形式及其
摘要 人們普遍認為，對資源的競爭會導致植物品質、M 和密度之間的權衡，但由此產生的間伐關係的數學形式及其產生機制仍存在爭議。在這裡，我們評估了兩種互補的模型，一種基於冠層幾何形狀的空間填充特性，另一種基於資源利用的代謝基礎。對於密集林分，兩個模型均預測密度為 M 3/4，能源使用為 M 0，總生物量為 M 1/4。對 183 個草本作物種群、473 個管理林木種植園和 13 個…
摘要 文學是一種表達形式，其時間結構在內容和風格上都提供了文化演變的歷史記錄
摘要 文學是一種表達形式，其時間結構在內容和風格上都提供了文化演變的歷史記錄。在這項工作中，我們對文學風格進行了定量分析，並利用古騰堡數位圖書館計畫語料庫中的大量藏品進行了首次大規模的文學時間風格測量研究。我們透過分析由內容無關的單字使用、文體影響力的非均勻衰減率以及現代作者影響力衰減率加速得出的特徵向量的相似性結構，發現作者之間的時間文體本地化。在給定的時間段內，我們還發現了…
摘要 在訂單驅動的市場中交易大量金融資產需要使用演算法執行將交易量劃分為許多交易，以最大限度地減少市場影
摘要 在訂單驅動的市場中交易大量金融資產需要使用演算法執行將交易量劃分為許多交易，以最大限度地減少市場影響造成的成本。最佳執行策略的正確設計在很大程度上取決於對市場影響的仔細建模，即價格對交易的反應。在本文中，我們考慮最近引入的市場影響模型（Bouchaud 等人 2004 Quant. Finance, 4 176 90），該模型具有描述交易引起的價格變化的數量和時間依賴性的…
摘要 我們研究由玻色凝聚形成引起的二維離散規範理論中的拓樸相變
摘要 我們研究由玻色凝聚形成引起的二維離散規範理論中的拓樸相變。我們分析了這些理論的一類歐幾里德晶格作用，其中包含規範群的每個共軛類的一個耦合常數。為了探測相位結構，我們使用了一整套開放和封閉的任意弦運算子。開放的字串允許我們確定冷凝物的顆粒含量，而閉合的字串使我們能夠確定模組化 S 矩陣的矩陣元素，無論是在未破碎相還是破碎相中。從測量的損壞的 S 矩陣中，我們可以讀出在損壞階…
摘要 生物網路的一個共同特徵是自相似的幾何特性
摘要 生物網路的一個共同特徵是自相似的幾何特性。循環系統、神經系統、社會系統和生態營養網絡的分子調控網絡在多個尺度上表現出自相似的連結性。我們分析了此類拓撲的不同類別中的拓撲和訊號之間的關係。我們發現網路在網路中任意節點之間包含或傳播訊號的能力有所不同，這取決於它們是否具有分支或類似循環的特徵。網路對噪音的響應方式也有所不同，因此網路在高噪音下可以實現更大的集成，而在低噪音下這…
摘要 人類合作的標準理論依賴利己主體之間的重複互動和聲譽效應，這是不夠的
摘要 人類合作的標準理論依賴利己主體之間的重複互動和聲譽效應，這是不夠的。強烈的互惠，即參與代價高昂的合作和懲罰的傾向，可以在自私行為失敗的情況下促進合作。社會協調懲罰的有效性取決於個人的參與動機，而個人的參與動機則是基於強烈的互惠動機。高成本懲罰相對較少發生是因為強互惠無所不在，而不是不存在。
摘要 活細胞的系統特性是由所謂的基因調控網絡（GRN）控制的分子動力學的結果
摘要 活細胞的系統特性是由所謂的基因調控網絡（GRN）控制的分子動力學的結果。這些網絡捕獲了細胞所有可能的特徵，並負責生命系統的巨大適應特徵。在任何時間點，這些網路中只有一小部分是活躍的。 GRN 的任何活躍子集都會導致特定分子群的表達（表達模式）。活躍網路的子集隨著時間的推移而變化，導致觀察到表達模式的複雜動態。了解這些動態在系統生物學和醫學中變得越來越重要。雖然轉錄速率和催…
摘要 馬鈴薯Y病毒（PVY）是一種重要的植物病原體，宿主範圍廣泛，包括馬鈴薯、菸草、番茄和辣椒等
摘要 馬鈴薯Y病毒（PVY）是一種重要的植物病原體，宿主範圍廣泛，包括馬鈴薯、菸草、番茄和辣椒等。 PVY 的外殼蛋白 (CP) 常用於菌株分類的系統發育研究。在這項研究中，我們使用了來自世界各地收集的分離株的 292 個 CP 序列庫。在檢測和移除重組序列後，我們應用貝葉斯技術來研究地理和宿主物種對CP族群結構和動態的影響。最後，我們進行了選擇和共變分析，以確定參與適應的特定…
摘要 背景：接觸網路模型在流行病學中變得越來越普遍，但我們缺乏靈活的程式框架來產生和分析流行病學接觸網路
摘要 背景：接觸網路模型在流行病學中變得越來越普遍，但我們缺乏靈活的程式框架來產生和分析流行病學接觸網路以及透過此類網路模擬疾病傳播。結果：在這裡，我們介紹 EpiFire，一個用 C++ 實現的應用程式介面和圖形使用者介面，其中包括一個用於生成、分析和操作網路的快速且有效率的函式庫。可以使用 EpiFire 執行基於網路的滲透和鏈二項式易感感染者恢復疾病傳播模擬，以及傳統的非…
摘要 人類具有雙重性
摘要 人類具有雙重性。我們與其他物種一樣受到相同的自然法則和力量的影響，但仍主導著全球生態，並在能源使用、文化多樣性和明顯的社會組織方面表現出巨大的差異。我們建議科學家採用宏觀生態學方法來應對這些挑戰，使用比較統計技術來識別大型資料集中的深層變化模式並測試因果機制。我們展示了代謝視角在解釋這些模式和提出可能的潛在機制方面的力量，該機制側重於人類社會內部和之間以及與生物物理環境的…
摘要 對於違反香農 辛欽四個公理之一的統計系統，熵採用比玻爾茲曼 吉布斯熵更通用的形式
摘要 對於違反香農 辛欽四個公理之一的統計系統，熵採用比玻爾茲曼 吉布斯熵更通用的形式。超統計框架讓人們可以用這些廣義熵來制定最大熵原理，使它們有助於理解非馬可夫或非遍歷複雜系統的分佈函數。對於違反可組合性公理的系統，只有兩種方法來實現最大熵原理，一種使用護送機率，另一種不使用。 The two ways are connected through a duality.在這裡，…
摘要 無摘要，第一段：「Lamba 和 Mace 對我們的研究 (2 4) 的批評 (1) 是基於對我們
摘要 無摘要，第一段：「Lamba 和 Mace 對我們的研究 (2 4) 的批評 (1) 是基於對我們的實驗的錯誤主張以及對支撐我們努力的理論的一些誤解。他們的發現與我們之前的工作一致，並沒有得出獨特的結論。Lambda 和 Mace (1)錯誤地聲稱我們「大部分」從站點內的單一社區採樣，並且我們忽略了「生態」和「人口統計」變數。 事實上，我們的大部分工作都集中在研究在第一階…
摘要 Gilbert、Rossini 和 Shankarappa (2005, Biometrics 6
摘要 Gilbert、Rossini 和 Shankarappa (2005, Biometrics 61, 106 117) 提出了四種基於 U 統計的檢定來比較不同樣本之間的遺傳多樣性。所提出的測試透過考慮數據中的相關性來改進先前使用的方法。然而，我們發現，相同的相關性在用於適度樣本量的序列間遺傳距離的變異數和協方差的樣本估計中引入了不可接受的偏差。在這裡，我們計算這些的無…
摘要 近年來，已經描述了幾類完全或至少主要未剪接的非編碼RNA，包括完全和部分內含子轉錄物和長基因間RN
摘要 近年來，已經描述了幾類完全或至少主要未剪接的非編碼RNA，包括完全和部分內含子轉錄物和長基因間RNA。從功能上講，它們似乎參與調節基因表達，至少部分是透過與染色質結合來實現的。無內含子的轉錄本很少受到關注，儘管最近的研究結果表明無內含子的蛋白質編碼基因具有一些特徵，使它們與更豐富且更好理解的剪接 mRNA 區分開來。對於未剪接的非編碼轉錄本所知甚少。因此，我們系統性地分析…
摘要 演化心理學家用適應性設計來解釋男性和女性在空間能力測驗中表現的差異
摘要 演化心理學家用適應性設計來解釋男性和女性在空間能力測驗中表現的差異。狩獵採集者空間能力理論表明，狩獵採集生活方式（假設存在性別分工）對男性和女性空間技能的發展產生了不同的選擇壓力，因此造成了性別之間的認知差異。在這裡，我們研究了自然、現實世界環境中男性和女性的基本空間技能——尋路（規劃路線和導航景觀的能力），作為測試實驗室外存在基於性別的空間能力差異這一命題的手段。我們的…
摘要 實驗不是合作模式；相反，它們表明存在道德和其他方面的傾向，這些傾嚮往往會激發合作和懲罰搭便車者
摘要 實驗不是合作模式；相反，它們表明存在道德和其他方面的傾向，這些傾嚮往往會激發合作和懲罰搭便車者。實驗行為預測受試者在該領域的合作。對沒有正式強制機構的小規模社會進行的民族誌研究表明，懲戒叛逃者對於合作至關重要，但懲罰者的代價往往很高。
摘要 民族國家等當代生活的各種特徵的起源，以及維護慷慨和公民社會規範的願望，都可以在群體之間的衝突和群體
摘要 民族國家等當代生活的各種特徵的起源，以及維護慷慨和公民社會規範的願望，都可以在群體之間的衝突和群體內部不平等和衝突的減弱的結合中找到。與採用更好的工具或更有效率的作物（可以由一個人採用）相比，新制度只有在大多數人採用的情況下才能發揮作用。這解釋了為什麼針對那些以犧牲他人利益為代價從現狀中受益的人的集體行動，以及受不同規範和製度管轄的群體之間的衝突，在我們適應不斷變化的環境…
摘要 在本文中，使用數學模型解決了「可再生資源可以容忍多少過度消耗」的問題，其中參數異質群體中的個體不僅
摘要 在本文中，使用數學模型解決了「可再生資源可以容忍多少過度消耗」的問題，其中參數異質群體中的個體不僅可以競爭公共資源，而且還可以為其恢復做出貢獻。透過分叉分析，確定了系統對過度消費（個人索取超過其恢復）的抵抗閾值，以及人們在耗盡公共資源並因此自我滅絕之前經歷的一系列過渡制度，這種現像被稱為「公地悲劇」。還觀察到，（1）對於某些參數域，種群可以根據其初始條件生存或滅絕，（2）…
摘要 自然選擇驅使個別族群達到健身景觀中的局部峰值
摘要 自然選擇驅使個別族群達到健身景觀中的局部峰值。這些峰值是由各個突變之間的相互作用產生的。健身景觀可能會隨著環境的變化而改變。在先前的貢獻中，我們發現了 Azoarcus I 組核酶的變體，它代表了 RNA 適應性景觀中的局部峰值。此峰的基因型與野生型的差異在於四個點突變。我們在此報告從構建這些點突變的所有可能組合中獲得的核酶適應性數據。我們發現這些突變相互作用上位。重…
摘要 運河化基因型對環境或遺傳擾動具有穩健性
摘要 運河化基因型對環境或遺傳擾動具有穩健性。運河化預計是由於對適應性良好的表型進行穩定選擇而產生的。脫通道（即穩健性的喪失）可能會出現在朝著新的最佳方向進行定向選擇的時期之後。導致去管化的演化力量仍然未知，部分原因是很難確定突變對具有複雜基因型和表現型的生物體群體的適應性影響。在這裡，我們報告了具有簡單基因型和表型的系統的穩健性的直接實驗測量，即 RNA 酶的催化活性。我們發…
摘要 蛋白質和核酸等大分子對生命至關重要，但它們的原始起源仍然是一個主要謎團
摘要 蛋白質和核酸等大分子對生命至關重要，但它們的原始起源仍然是一個主要謎團。正如我們今天所知，大分子的生產需要良好的催化劑，而我們所知道的唯一能夠完成這項任務的良好催化劑是由大分子組成的。因此，大分子的起源是化學中先有雞還是先有蛋的問題。在這裡，我們提出了一種基於自催化裝置（ACS）的機制，這是解決這個問題的可能方法。我們討論了一個數學模型，該模型描述了程式化但在生命起源前合…
摘要 我們概述了一個雄心勃勃的計劃的願景，以將經濟和金融市場理解為一個由相互作用的代理耦合網絡組成的複雜
摘要 我們概述了一個雄心勃勃的計劃的願景，以將經濟和金融市場理解為一個由相互作用的代理耦合網絡組成的複雜的不斷發展的系統。這是與目前大多數經濟模型中所使用的完全不同的願景。這一觀點對政策和管理經濟危機意味著新的挑戰和機會。這種模型的動態本質上涉及突然的、有時甚至是戲劇性的狀態變化。此外，我們使用的工具和方法強調對危機而不是平靜時期的分析。在這一點上，他們直接響應了伯南克和特里謝…
摘要 考慮到棲息地喪失和破碎化導致生態系統結構改變不斷增加，理解群落結構和景觀結構之間的相互作用是一個具
摘要 考慮到棲息地喪失和破碎化導致生態系統結構改變不斷增加，理解群落結構和景觀結構之間的相互作用是一個具有重要應用意義的緊迫理論挑戰。分散能力和能量需求與身體大小結合，決定了有機體所經歷的景觀結構，對於小個體來說，景觀結構本質上是支離破碎的，但對於大個體來說是連續的。儘管已經預測和檢測了物種組合的不連續性，但棲息地結構和體型分佈之間沒有明確的關聯。在這篇文章中，我們建議當地社區…
摘要 60%以上的人類傳染病是由野生或家養動物共有的病原體引起的
摘要 60%以上的人類傳染病是由野生或家養動物共有的病原體引起的。人畜共通傳染病生物體包括那些在人類群體中流行的生物體或在動物群體中流行的、經常跨物種傳播給人類的生物體。其中一些疾病最近才出現。這些生物體共同造成了巨大的疾病負擔，地方性和地方性人畜共通傳染病每年導致約十億人患病，數百萬人死亡。新出現的人畜共通傳染病對全球健康構成日益嚴重的威脅，並在過去 20 年中造成了數千億美…
摘要 馬鈴薯Y病毒(PVY)是一種重要的植物病原體，其宿主範圍包括馬鈴薯、菸草、番茄和辣椒等重要經濟作物
摘要 馬鈴薯Y病毒(PVY)是一種重要的植物病原體，其宿主範圍包括馬鈴薯、菸草、番茄和辣椒等重要經濟作物。 PVY 提供三種主要菌株（PVYO、PVYN 和 PVYC）和幾種重組形式。 PVY在世界範圍內分佈，但促進和維持其種群結構和遺傳多樣性的機制仍不清楚。在這項研究中，我們使用了來自世界各地收集的分離株的 77 個完整 PVY 基因組。在消除資料集中重組的影響後，我們使用貝…
摘要 透過減少宿主內病原體的複製或宿主之間的傳播來控制傳染病
摘要 透過減少宿主內病原體的複製或宿主之間的傳播來控制傳染病。模型可以可靠地評估減少傳播的替代策略，但前提是真實地反映人際混合。區室建模者通常使用年齡相似的個體組內和組間接觸的凸組合，分別稱為優先混合和比例混合。最近發表的面對面對話和時間利用研究表明，父母、孩子和同事也優先交往。由於混合矩陣的非對角線元素會產生間接影響，因此這些觀察結果非常重要。因此，我們改進了 Jacquez…
摘要 永續發展科學學科的出現是為了回應自然和社會科學家、政策制定者和一般民眾對地球是否能繼續支持人口成長
摘要 永續發展科學學科的出現是為了回應自然和社會科學家、政策制定者和一般民眾對地球是否能繼續支持人口成長和經濟繁榮的擔憂。然而，永續發展科學的發展很大程度上獨立於控制地球生命的關鍵生態原則，並且很少參考這些原則。宏觀生態學視角強調了永續科學不可或缺的三個原則：1）物理守恆定律控制著人類系統與環境之間的能量和物質的流動，2）較小的系統透過這些流動與它們所嵌入的較大系統相連，3）全…
摘要 在最近的一篇論文中 [M. Leo，R. A. Leo 和 P. Tempesta，J. Stat
摘要 在最近的一篇論文中 [M. Leo，R. A. Leo 和 P. Tempesta，J. Stat。機甲。 (2011) P03003]，已經證明費米 帕斯塔 烏拉姆 beta 系統的 pi/2 模精確非線性解，具有週期性邊界條件，允許兩個能量密度閾值。對於低於或高於這些閾值的能量密度 epsilon 值，解是穩定的。在它們之間，解的行為是不穩定的，首先是反覆出現的，然後…
摘要 眾所周知，當局部生態系統被迫跨越臨界閾值時，它們會突然且不可逆轉地從一種狀態轉變為另一種狀態
摘要 眾所周知，當局部生態系統被迫跨越臨界閾值時，它們會突然且不可逆轉地從一種狀態轉變為另一種狀態。在這裡，我們回顧了證據，表明全球生態系統作為一個整體可以以同樣的方式做出反應，並且由於人類的影響正在接近全球範圍的關鍵轉變。行星尺度「臨界點」的合理性凸顯了透過檢測全球和局部尺度關鍵轉變的早期預警訊號以及檢測促進這種轉變的回饋來改善生物預測的必要性。還有必要解決人類迫使生物改變的…
摘要 我們研究了學習速度和最佳反應過程如何取決於同質性：代理人與具有相似特徵的人不成比例地聯繫的傾向
摘要 我們研究了學習速度和最佳反應過程如何取決於同質性：代理人與具有相似特徵的人不成比例地聯繫的傾向。當智能體的信念或行為是透過平均他們在鄰居中看到的東西來發展時，共識的收斂會因同質性的存在而減慢，但不受網絡密度的影響（與依賴最短路徑的其他網絡過程相比）。在得出這些結果時，我們根據不同群體之間相互作用的相對頻率提出了一種新的、通用的同質性測量。投票前社會通信的應用表明，投票正確…
摘要 近年來網絡理論方法在宿主與病毒相互作用研究中的應用，為病毒操縱宿主促進自身複製的方式提供了新的視角
摘要 近年來網絡理論方法在宿主與病毒相互作用研究中的應用，為病毒操縱宿主促進自身複製的方式提供了新的視角。這種病理系統的整合分子模型需要三個詳細的圖譜，首先描述病毒元件之間的相互作用，第二，宿主元件之間的相互作用，第三，病毒和宿主元件之間的交叉相互作用。在這裡，我們編譯了感染擬南芥的馬鈴薯Y病毒屬的可用資訊。透過整合模型，可以分析病毒的活動模式以及病毒目標的擾動如何沿著網路傳播…
摘要 使用分析方法和模擬退火研究了環面中 N 個單位正方形的最密堆積
摘要 使用分析方法和模擬退火研究了環面中 N 個單位正方形的最密堆積。找到了一系列豐富的密集堆積解決方案：當 N 是兩個平方整數總和時，密度一堆積；一系列密度為 N/(N + 1) 的「有間隙砌磚工」布拉維晶格解；以及一些令人驚訝的非布拉維晶格配置，包括孔晶格以及 N = 23 的配置，其中並非所有正方形都具有相同的方向。討論了其中一些配置的熵以及 N 無窮大密度一解的頻率和方…
摘要 在大多數情況下，乘積圖的最小循環基可以由因子的最小循環基以及由乘積操作確定的三角形和/或四邊形的合
摘要 在大多數情況下，乘積圖的最小循環基可以由因子的最小循環基以及由乘積操作確定的三角形和/或四邊形的合適集合來構造。在這裡，我們給出了字典乘積 G o H 的明確構造，將 Berger 和 Jaradat 的結果推廣到 H 不連通的情況。
摘要 如果一個圖是非平凡笛卡爾積圖的子圖，並且它是其中一個因子的子圖，則該圖被稱為 S 素數圖
摘要 如果一個圖是非平凡笛卡爾積圖的子圖，並且它是其中一個因子的子圖，則該圖被稱為 S 素數圖。對角化笛卡爾積是透過用附加邊連接最大距離的兩個頂點從笛卡爾積圖獲得的。我們在那裡證明 S 素數圖的對角化乘積又是 S 質數。克拉夫扎爾等人。 [S。 Klavzar、A. Lipovec、M. Petkovsek，笛卡爾積圖的子圖，離散數學。 244 (2002) 223 230] …
摘要 結構可控性已被提出作為一種分析框架，用於對物理和生命科學中眾多學科的複雜網絡的控制進行預測（Liu
摘要 結構可控性已被提出作為一種分析框架，用於對物理和生命科學中眾多學科的複雜網絡的控制進行預測（Liu et al., Nature: 473(7346):167 173, 2011）。儘管控制理論和網路分析的整合很重要，但我們認為，將結構可控性框架應用於大多數（如果不是全部）現實世界網路會得出這樣的結論：應用於功率支配集的單一控制輸入就是結構可控性所需的全部。這個結果與眾所…
摘要 一般來說，穩健性是指生物系統在遺傳或環境擾動的情況下仍能發揮作用的能力
摘要 一般來說，穩健性是指生物系統在遺傳或環境擾動的情況下仍能發揮作用的能力。 RNA病毒的基因組小而緊湊、突變率高，以及它們複製的不斷變化的環境，為穩健性的優勢創造了條件。在這篇綜述中，我將列舉病毒族群獲得穩健性的可能機制，區分病毒複製和族群動態固有的機制以及與宿主因素相互作用產生的機制。然後，我將回顧一些 RNA 病毒族群確實強大的證據。最後，我將評論穩健性對病毒進化、新病…
摘要 動物族群和擴散的族群動態特徵為本文提供了基礎背景
摘要 動物族群和擴散的族群動態特徵為本文提供了基礎背景。我們對疾病在這方面的作用的探索得出了新的結果。我們重點研究擴散對族群動態的影響，這解釋了 (a) 誘導的 Allee 效應； (b) 疾病動態； (c) 使用確定性和隨機模型的空間異質性。具體來說，這些模型納入了疾病驅動對個體獲取資源的競爭能力以及移動或繁殖能力的影響。結果將初始條件和斑塊品質以及「拓撲」結構或連結性景觀結…
摘要 一些哲學家和社會科學家強調了重視同胞福祉的利他公民對良好政府的重要性
摘要 一些哲學家和社會科學家強調了重視同胞福祉的利他公民對良好政府的重要性。然而，經濟學家強調，需要採取激勵措施，促使自利者為公共利益做出貢獻。大多數人隱含地認為這兩種方法是互補的，或者最糟的情況是相加的。但事實並非如此。行為實驗發現，如果具有互惠意識的受試者對搭便車者感到敵意並喜歡對他們造成傷害，那麼預期懲罰所提供的激勵就會支持對公共利益的貢獻接近有效水平。如果利他的個體將其…
摘要 能源關鍵元素 (ECE) 是新興永續能源所需的化學和同位素物質，可能會遇到供應中斷
摘要 能源關鍵元素 (ECE) 是新興永續能源所需的化學和同位素物質，可能會遇到供應中斷。一個經常被引用的例子是用於高強度磁體的稀土元素釹，但稀土以外的元素（例如氦）也被視為 ECE。限制供應的豐富性、市場和地緣政治之間的關係至少與使歐洲經委會有價值的電子和核屬性一樣複雜。為了確保再生能源技術的供應，科學決策者正在製定政策以減輕供應風險，有時沒有充分考慮重要因素的複雜性，例如市…
摘要 菠菜花葉病毒（PepMV）是一種新出現的病原體，對北半球的番茄作物造成嚴重的經濟損失
摘要 菠菜花葉病毒（PepMV）是一種新出現的病原體，對北半球的番茄作物造成嚴重的經濟損失。首次鑑定後，新病毒株 PepMV CH2 已在全球多個國家分離。為了進一步了解 PepMV CH2 出現前後 PepMV 的演化動態，我們分析了來自西班牙東南部的 PepMV 分離株，使用貝葉斯系統發育方法估計了 PepMV 分子演化速率和 PepMV 感染有效數量的合併過程。我們的結果…
摘要 描述城市不同屬性隨人口規模平均變化的城市規模關係最近已被證明是世界各地許多城市系統的一般定量屬性
摘要 描述城市不同屬性隨人口規模平均變化的城市規模關係最近已被證明是世界各地許多城市系統的一般定量屬性。然而，在先前的研究中，城市指標的統計數據並未得到詳細分析，這引發了關於城市屬性的全面表徵以及尺度關係如何在這些更大的背景下出現的重要問題。在這裡，我們建立了一個自洽的統計框架，該框架描述了整個城市系統中城市指標和城市人口規模的聯合機率分佈。為了憑經驗發展這個框架，我們使用了現…
摘要 許多病原體主要透過感染宿主和易感宿主之間的直接接觸傳播
摘要 許多病原體主要透過感染宿主和易感宿主之間的直接接觸傳播。因此，人群的接觸模式或接觸網絡從根本上決定了流行病的進程。儘管對於網路中單一流行病的動態有一個強有力且不斷發展的理論，但我們對網路結構對長期流行病或地方性傳播的影響知之甚少。對於流感等季節性疾病，病原體會反覆返回具有複雜且不斷變化的易感性和先前感染獲得的免疫力模式的人群。在這裡，我們開發了兩種數學方法來模擬具有接觸異…
摘要 最近基於人工 microRNA 轉基因表達的抗病毒療法的一個潛在缺點是病毒很容易產生逃脫突變
摘要 最近基於人工 microRNA 轉基因表達的抗病毒療法的一個潛在缺點是病毒很容易產生逃脫突變。使用經典 Luria Delbruck 波動測定的變體，我們估計植物病毒的人工 microRNA (amiR) 標靶的自發突變率為每次複製事件約 6 x 10( 5)。
摘要 對身體尺寸變異的跨尺度模式的宏觀進化研究已經解決了進化身體尺寸難題的許多部分
摘要 對身體尺寸變異的跨尺度模式的宏觀進化研究已經解決了進化身體尺寸難題的許多部分。為了進一步解決導致體型變化的微觀和中觀過程的原因，研究人員比較了不同棲息地結構的自然族群，評估哪些棲息地結構對應於體型變化的哪些變化。然而，外部環境對體型演化影響的複雜多尺度動態本質上限制了對棲息地結構特定方面對體型變化的差異貢獻的經驗解釋，從而留下了許多關於不同棲息地體型變化如何以及為何變化的…
摘要 植物將有差別地分配資源用於繁殖、生長和生存，以最大限度地提高整體適應性
摘要 植物將有差別地分配資源用於繁殖、生長和生存，以最大限度地提高整體適應性。生命史理論預測，用於繁殖的資源分配應該以犧牲營養生長為代價。儘管眾所周知，生物體大小和資源可用性都會影響生活史特徵，但很少有研究探討生長和繁殖的大小依賴性以及資源供應的變化如何共同影響生長和繁殖之間的耦合。為了了解資源變異性背景下生長與繁殖之間的關係，我們利用了由當地 Bursera simaruba…
摘要 我們提出了一個與時間相關的滑塊模型，該模型結合了每個取決於應力的塊的失效時間函數
摘要 我們提出了一個與時間相關的滑塊模型，該模型結合了每個取決於應力的塊的失效時間函數。我們將這種新的故障時間機制與壓力疲勞的特性連結起來。我們測試了兩個失效時間函數，包括冪律函數和指數函數。故障時間分配給應力高於損壞閾值 sW 且低於靜態故障閾值 sF 的損壞區塊。如果區塊的應力低於損壞閾值，則失效時間是無限的。在餘震序列期間，裝載板保持固定，所有餘震都是由先前事件的應力傳遞…
摘要 我們考慮空間結構人群中文化演化的動態
摘要 我們考慮空間結構人群中文化演化的動態。大多數空間顯式建模方法可以大致分為兩類：微觀和宏觀模型。宏觀模型研究人口層面的文化演化並描述所考慮系統的平均行為。相反，微觀模型關注系統的組成單元，並研究這些單元之間相互作用所產生的演化動力學。在本文中，我們使用基於主體的模擬和基於擴散理論的連續體模型的範例，概述了微觀和宏觀模型的一般屬性；我們強調這兩個框架如何解釋空間相關的過程。我…
摘要 了解系統之間的相互依賴如何影響級聯行為在科學和工程的許多領域變得越來越重要
摘要 了解系統之間的相互依賴如何影響級聯行為在科學和工程的許多領域變得越來越重要。受耦合電網和其他基礎設施中級聯減載的啟發，我們在模組化隨機圖和基於實際相互依賴電網的圖上研究了 Bak Tang Wiesenfeld 沙堆模型。從兩個孤立的網路開始，在它們之間添加一些連接是有益的，因為它可以抑制每個系統中最大的級聯。然而，由於兩個原因，過多的互連性會變得有害。首先，互連為鄰近網…
摘要 人类微生物组在多种宿主相关过程中发挥着关键作用，对人类健康产生深远影响
摘要 人类微生物组在多种宿主相关过程中发挥着关键作用，对人类健康产生深远影响。對人類微生物組的比較分析揭示了與各種疾病狀態相關的物種和基因組成的巨大差異，但可能無法全面了解這種變異對群落和宿主的影響。在這裡，我們介紹了一個宏基因組系統生物學計算框架，將宏基因組數據與代謝網路的電腦系統層級分析結合。我們專注於腸道微生物組，分析了 124 個無關個體以及六對同卵雙胞胎及其母親的糞便…
摘要 與動物溝通系統相比，多樣性是人類語言幾乎各個方面的特徵
摘要 與動物溝通系統相比，多樣性是人類語言幾乎各個方面的特徵。語言以不同的方式使用聲調、滴答聲或手勢來表示意義的差異。有些語言缺乏名詞與動詞的區別（例如，Straits Salish），而另一些語言則具有大量細粒度的句法類別（例如，Tzeltal）；有些語言沒有詞法（例如普通話），而另一些語言則將整個句子打包成一個單字（例如卡尤加）。演化生物學的挑戰是如何協調語言的多樣性與說話…
摘要 大分子的基因型（序列）和表現型（結構）之間的關係影響其演化新結構和功能的能力
摘要 大分子的基因型（序列）和表現型（結構）之間的關係影響其演化新結構和功能的能力。我們在這裡比較蛋白質和 RNA 分子的基因型空間組織，以確定可能影響這種能力的差異。為此，我們透過計算研究了短RNA和減小單體字母大小的晶格蛋白的基因型 表型關係，以使其基因型空間的詳盡分析和直接比較變得可行。我們發現折疊的蛋白質分子比 RNA 分子少得多，但它們折疊成的結構比 RNA 多得多。…
摘要 近幾十年來，在許多植物物種中觀察到的早春物候提供了令人信服的證據，表明物種已經對與人為氣候變遷相關
摘要 近幾十年來，在許多植物物種中觀察到的早春物候提供了令人信服的證據，表明物種已經對與人為氣候變遷相關的全球氣溫上升做出了反應。然而，不同物種對溫度的物候敏感性有很大差異。如果無法在物候上「追蹤」氣候變遷的物種，如果它們的生長因錯過與互利共生者的相互作用而受到限制，或者相對於較早活躍的競爭對手來說生長季節較短，那麼它們的生長可能會處於不利地位。在這裡，我們著手透過綜合陸地暖化…
摘要 生物體的代謝基因型可以透過酵素編碼基因的流失和獲得而改變，同時保留其在特定環境中生存和合成生物量的
摘要 生物體的代謝基因型可以透過酵素編碼基因的流失和獲得而改變，同時保留其在特定環境中生存和合成生物量的能力。這種進化可塑性使得病原體能夠透過獲得新的代謝途徑來繞過被藥物阻斷的酶，從而進化出對抗代謝藥物的抗藥性。我們在這裡定量研究個體代謝反應和酵素可以被繞過的程度。為此，我們使用最近開發的計算方法來創建大型代謝網絡集合，該集合可以合成給定環境中的所有生物質成分，但包含一組隨機的…
摘要 關於社會行為的尚未解決的爭議的例子是，自然選擇可能會導致在社會群體層面上最大化適應度但在個人層面上
摘要 關於社會行為的尚未解決的爭議的例子是，自然選擇可能會導致在社會群體層面上最大化適應度但在個人層面上代價高昂的行為。除了克隆群體的特殊情況外，我們對群體最優行為如何以及何時進化沒有整體了解，特別是當相關行為具有靈活性時。為了解決這個問題，我們發展了一個通用模型，將社會互動中的行為可塑性與結構化族群中的自然選擇行為結合。我們發現，即使沒有複製群體，如果個體對彼此的行為表現出適…
摘要 突變之間的上位交互作用如何決定適應性的遺傳結構在演化中至關重要
摘要 突變之間的上位交互作用如何決定適應性的遺傳結構在演化中至關重要。對 RNA 病毒的上位性研究特別有趣，因為它們的基因組緊湊、缺乏遺傳冗餘且複雜性明顯較低。此外，病毒基因組突變之間的相互作用決定了抗病毒藥物抗藥性、毒力和宿主範圍等特徵。在這項研究中，我們產生了 53 種帶有成對單核苷酸取代的菸草蝕刻馬鈴薯Y病毒基因型，並測量了它們單獨和組合的有害適應性效應。我們發現，高達 …
摘要 恒河猴感染猿猴免疫缺陷病毒（SIV）會導致免疫衰竭和與人類愛滋病非常相似的疾病，並被公認為與人類疾
摘要 恒河猴感染猿猴免疫缺陷病毒（SIV）會導致免疫衰竭和與人類愛滋病非常相似的疾病，並被公認為與人類疾病最相關的動物模型。病毒發病機制和疫苗保護的實驗研究主要涉及一組源自烏白眉猴（SIVsmm）的有限相關病毒。人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) 的多樣性在人類體內進化了大約一個世紀；相較之下，獼猴模型中使用的 SIV 分離株在白眉白眉中進化了數千年。為了研究這種不同的演…
摘要 犬類疫苗接種已在世界各地的不同環境中成功控制狂犬病
摘要 犬類疫苗接種已在世界各地的不同環境中成功控制狂犬病。然而，人們仍然擔心，以前足夠的覆蓋水平可能不足以在家狗和其他食肉動物群體之間和群體內部傳播。當野生動物也有助於傳播時，為了評估針對家犬的疫苗接種的有效性，我們應用了基於坦尚尼亞西北部恩戈羅恩戈羅和塞倫蓋蒂地區的接觸者追蹤數據的下一代矩陣模型。我們計算了相應的 R 0 值，並出於政策目的確定了各種年度疫苗接種目標控制疾病的…
摘要 我們表明，當溫度介於原子玻色愛因斯坦凝聚體出現的玻色氣體臨界溫度和超流性開始的溫度之間時，稀玻色氣
摘要 我們表明，當溫度介於原子玻色愛因斯坦凝聚體出現的玻色氣體臨界溫度和超流性開始的溫度之間時，稀玻色氣體中預計會出現複合場（矽藻）戈德斯通態。超流性的存在與系統中 U(1) 電荷二矽藻凝聚體的存在有關。透過將理論的全局U(1)對稱性提升為規範對稱性，我們發現透過安德森 希格斯機制產生的規範粒子的質量透過邁斯納效應與超流體密度相關，而超流體密度與玻色系統中反常密度的平方相關。
摘要 在診所、農場或田間，對於許多病毒來說，混合基因型感染的發生率很高，這表明多個病毒體已經啟動了感染，
摘要 在診所、農場或田間，對於許多病毒來說，混合基因型感染的發生率很高，這表明多個病毒體已經啟動了感染，並且同一宿主內可能存在多個原發感染位點。毫無疑問，由於其高度複雜性，多個原發感染位點彼此以及宿主相互作用的動態過程人們知之甚少。在這項研究中，我們試圖使用植物 RNA 病毒來揭示這個過程背後的基本相互作用，因為移除接種的葉子可以立即、嚴格地消除所有原發感染位點。實驗中，接種葉…
摘要 Nature簡介：2009年，當癌症研究員兼醫生大衛·阿格斯（David Agus）遇到粒子物理學
摘要 Nature簡介：2009年，當癌症研究員兼醫生大衛·阿格斯（David Agus）遇到粒子物理學家默里·蓋爾曼（Murray Gell Mann）時，他們很快就發現他們佔據了不同的世界。阿古斯說，他們的互動向他展示了“借鑒物理學世界可以以難以想像的方式幫助我的領域”，他們的互動“不僅改變了我工作和研究醫學的方式，也改變了我提出問題、解決問題以及科學研究的方式”。接下來是…
摘要 为了建立社会复杂性理论，我们需要了解总体社会属性如何从个体互动规则中产生
摘要 为了建立社会复杂性理论，我们需要了解总体社会属性如何从个体互动规则中产生。在這裡，我回顧了關於辮子獼猴社會組織和衝突管理的發展動態的一系列工作，這些工作提供了對多尺度社會系統的機械原因的洞察。在这个模型系统中，集体动态的粗粒度统计表示比个体层面不断涌入的行为模式更能预测系统的未来状态。數據表明，個人可以感知並使用這些表徵進行策略決策。隨著交互歷史的積累，粗粒度的表示會被鞏…
摘要 動機：高通量定序方法可以快速且經濟高效地對整個轉錄組進行定序
摘要 動機：高通量定序方法可以快速且經濟高效地對整個轉錄組進行定序。短 RNA 定序不僅提供定量表現數據，還提供鑑定新型編碼和非編碼 RNA 的機會。許多長轉錄物經過轉錄後處理，產生短 RNA 序列片段。映射回參考基因組，它們形成獨特的模式，傳達有關親代轉錄本結構及其處理方式的訊息。來自 microRNA 前體的 miR miR 模式是最著名的例子，但絕不是唯一的例子。結果：d…
摘要 在艾倫·圖靈對計算理論做出重要貢獻之前，他研究了量子力學是否能夠闡明自由意志本質的問題
摘要 在艾倫·圖靈對計算理論做出重要貢獻之前，他研究了量子力學是否能夠闡明自由意志本質的問題。本文研究了量子力學和計算在自由意誌中的作用。儘管量子力學意味著事件本質上是不可預測的，但量子力學的「純隨機性」僅為決策過程增加了隨機性，而不是自由度。相較之下，計算理論意味著，即使我們的決策是由完全確定性的決策過程產生的，該過程的結果本質上也是不可預測的，甚至對我們自己來說也是如此。我…
摘要 我們使用標準離散時間線性高斯模型來分析複雜網路中單一節點的資訊儲存能力，給定網路結構和鏈路權重
摘要 我們使用標準離散時間線性高斯模型來分析複雜網路中單一節點的資訊儲存能力，給定網路結構和鏈路權重。特別是，我們研究了兩節點和三節點模體在促進本地資訊儲存中的作用。我們分析表明，定向回饋和前饋循環模體是資訊儲存能力的主要貢獻者，它們的加權模體計數與儲存能力局部正相關。我們也揭示了聚類係數和資訊儲存之間的直接局部關係。這些結果解釋了簇結構的動態重要性，並為這些基序在生物和人工網…
摘要 沙漠種子收穫蟻（Pogonomyrmex 屬）是集體尋找資源的中心覓食者
摘要 沙漠種子收穫蟻（Pogonomyrmex 屬）是集體尋找資源的中心覓食者。我們量化種子收割機如何利用種子的空間分佈來提高種子收集率。我們發現，實驗種子餌料的團塊程度對覓食率有顯著影響。殖民地從較大的種子堆中收集種子的速度比隨機分佈的種子更快。我們開發了一種方法來比較三種Pogonomyrmex物種的叢集種子和隨機種子的覓食率，這三個物種的覓食者族群規模差異很大。當食物聚集…
摘要 氣候變遷的一個重要面向是平均溫度的升高，這不僅會對所有物種產生直接的生理影響，還會間接改變豐度、相
摘要 氣候變遷的一個重要面向是平均溫度的升高，這不僅會對所有物種產生直接的生理影響，還會間接改變豐度、相互作用強度、食物網拓撲、群落穩定性和功能。在本期主題中，我們強調了暖化間接影響生態群落的一種新途徑：透過改變其規模結構（即體型分佈）。變暖可能會使這些分佈轉向小型物種而非大型物種的主導地位。本期所描述的概念、理論和實證研究表明，溫度的影響可能以尺寸結構的變化為主，直接影響相對…
摘要 十八世紀九十年代的大蕭條和十九世紀七十年代的滯脹似乎是馬克思利潤率下降趨勢的表現，而十九世紀三十年
摘要 十八世紀九十年代的大蕭條和十九世紀七十年代的滯脹似乎是馬克思利潤率下降趨勢的表現，而十九世紀三十年代的大蕭條和兩千年的大衰退似乎根源於剝削率的上升。主流宏觀經濟學將十九世紀七十年代世界資本主義的分水嶺性變化描述為經濟理論和政策的技術進步，從而掩蓋了其底層的政治經濟。全球化的金融資本主義消除了薪資上漲的壓力，並為剩餘價值的侵占創造了巨大的引擎，導致總需求長期停滯，並對世界金…
摘要 隨著恐怖組織的成長和老化，我們確定了恐怖組織暴力攻擊的頻率和嚴重程度的可靠統計模式
摘要 隨著恐怖組織的成長和老化，我們確定了恐怖組織暴力攻擊的頻率和嚴重程度的可靠統計模式。透過對1968 2008年全球恐怖事件的群體層級靜態和動態分析以及組織動力學模擬模型，我們發現暴力事件的產生往往隨著規模和經驗的增加而加速。這種頻率、經驗和規模的耦合源於基本的正回饋循環，其中攻擊導致成長，從而導致新攻擊的產生增加。相反，事件的嚴重性與規模和經驗無關。因此，規模更大、經驗更…
摘要 轉移 RNA (tRNA) 存在於所有類型的細胞和細胞器中
摘要 轉移 RNA (tRNA) 存在於所有類型的細胞和細胞器中。動物粒線體的 tRNA 顯示出低水平的一級序列保守性，並表現出「奇怪的」二級結構，缺乏常見三葉草的完整結構域。這些序列很難檢測，因此在計算分析和粒線體基因組註釋中經常被遺漏。在這裡，我們介紹了一種基於手動策劃的協方差模型中的序列和結構資訊的後生動物線粒體 tRNA 基因的自動註釋程序。此方法用於重新註釋 1876…
摘要 我們研究了迭代函數系統（IFS）模型在資料分析中的使用
摘要 我們研究了迭代函數系統（IFS）模型在資料分析中的使用。 IFS 是一種離散時間動態系統，其中每個時間步長對應於有限映射集合之一的應用。可以確定性或隨機性地選擇代表不同動態狀態的圖。給定來自 IFS 的時間序列，我們的演算法在每個映射都是連續的假設下檢測狀態切換的序列。該方法在一個簡單的範例和實驗計算機性能數據集上進行了測試。這種方法具有廣泛的潛在用途：從時間序列資料的變…
摘要 由於人類活動，世界海洋正在發生深刻的變化
摘要 由於人類活動，世界海洋正在發生深刻的變化。然而，人類對海洋哺乳動物生物多樣性影響不斷升級的後果仍知之甚少。國際自然保護聯盟（IUCN）認定25%的海洋哺乳動物面臨滅絕的危險，但由於資料不足，近40%的海洋哺乳動物的保育狀況仍未知。滅絕風險的預測模型對於了解當前和未來的保育需求至關重要，但此類模型尚未針對海洋哺乳動物開發。在本文中，我們：（i）使用強大的機器學習和空間建模方…
摘要 RNA 二級結構可以計算為某些循環匹配問題的最佳解決方案
摘要 RNA 二級結構可以計算為某些循環匹配問題的最佳解決方案。準確處理這種能量最小化問題必須考慮到具有非平凡自同構的二級結構的小但不可忽略的熵不穩定。這種內在對稱性通常被排除在演算法方法之外。然而，由於影響很小，它們僅對序列層面上具有對稱性的RNA起作用，並且僅出現在實際應用中較少使用的特定設定中，例如圓形折疊或兩個或多個相同RNA的共同折疊。在這裡，我們證明具有對稱項的 R…
摘要 McNamara 和 Dall (2011) 確定了 1) 不同環境中物種的豐度、2) 環境變化的
摘要 McNamara 和 Dall (2011) 確定了 1) 不同環境中物種的豐度、2) 環境變化的時間特性以及 3) 支持或反對擴散的選擇之間的新關係。在這裡，針對任意數量的環境研究了兩種環境模型中這些關係背後的數學原理。引入了種群統計數據，即適應度 豐度協方差，它量化了它們所描述的屬性。它是成長率和人口過剩程度之間的協方差，而不是沒有異質成長率的情況下的人口過剩程度。它…
摘要 Kato 表明，可解析正線性算子 A 和乘法算子 V 的組合的譜界 s(αA + βV) 在 中是
摘要 Kato 表明，可解析正線性算子 A 和乘法算子 V 的組合的譜界 s(αA + βV) 在 中是凸的。這裡顯示的加藤結果表明，透過基本的「對偶凸性」引理，s(αA + βV) 在 α 0 時也是凸的，尤其是 ∂s(αA + βV)/∂α ≤ s(A)。擴散通常具有 (A) ≤ 0，因此對於具有空間異質生長或衰減速率的擴散，更大的混合會減少生長。當 A 是拉普拉斯算子或二…
摘要 NetCmpt 是計算細菌物種對之間競爭潛力的工具
摘要 NetCmpt 是計算細菌物種對之間競爭潛力的工具。此分數描述了兩個物種之間的有效代謝重疊（EMO），透過分析相應代謝模型的拓撲得出。 NetCmpt 是基於 EMO 演算法，在先前的研究中開發和驗證。它以物種特異性酶反應（EC 數）的輸入列表為輸入，並產生所有成對組合之間潛在競爭分數的矩陣。
摘要 溫度尺寸規則（TSR）是指變溫動物在較高溫度下發育較快但成熟時體型較小的趨勢
摘要 溫度尺寸規則（TSR）是指變溫動物在較高溫度下發育較快但成熟時體型較小的趨勢。這可以用一個簡單的模型來解釋，其中生長速率或生物量累積和發育速率具有不同的溫度依賴性。該模型考慮了 TSR 和較少觀察到的反向 TSR，預測了在開發過程中分配給維護和合成的能量比例，也預測在較高溫度下開發 TSR 時消耗的總能量較少，反之亦然。它對於氣候變遷對變溫動物的影響具有重要意義。
摘要 基於代理的建模提供了一種理解當代和未來系統以及考古過去的方法
摘要 基於代理的建模提供了一種理解當代和未來系統以及考古過去的方法。本文探討了基於主體的建模對於理解考古社會的吸引力。本文和後續論文取自 2011 年美國科學促進會會議，有助於增進我們對真實系統和建模系統的理解。
摘要 生態和演化生理學傳統上每次只關註生理學的一個面向
摘要 生態和演化生理學傳統上每次只關註生理學的一個面向。在這裡，我們討論將生理調節網絡（PRN）視為一個整體的意義，這一觀點揭示了生理學在有機體生態學和進化中的新作用。例如，在特定的病原體環境下，對資源豐度變化的演化反應可能會受到飲食微量營養素在免疫反應調節中的作用的限制。由於許多生理成分影響多個過程，因此 PRN 內的相互作用可以維持有機體內平衡，確定個體適應性，並限制（或促…
摘要 母系親屬組織是一種強調母系親屬之間相互作用的人類社會制度，即僅透過女性產生聯繫的個人
摘要 母系親屬組織是一種強調母系親屬之間相互作用的人類社會制度，即僅透過女性產生聯繫的個人。 「母系難題」指的是這種社會制度潛在的緊張特徵，這是由於男性在兄弟/叔叔與丈夫/父親角色中的利益和責任之間的衝突。從演化的角度來看，母系親屬組織將資源投資從提供潛在最高生殖回報的個人身上轉移，這是令人費解的。我使用博弈論框架來研究母系繼承的一種特殊形式──財產從舅舅到姊妹姪子的轉移。分析…
摘要 我們展示了金融創新的時機可能如何導致抵押貸款泡沫，然後導致 2007 2009 年的崩潰
摘要 我們展示了金融創新的時機可能如何導致抵押貸款泡沫，然後導致 2007 2009 年的崩潰。我們將展示為什麼分級和槓桿首先提高資產價格，以及為什麼 CDS 隨後降低資產價格。這似乎令人費解，因為這意味著在證券化中創建收益與 CDS 相同的衍生品部分將提高標的資產價格，而證券化以外的 CDS 則會降低標的資產價格。謎題的解決方案是 CDS 降低了標的資產的價值，因為它相當於現…
摘要 最近的一篇文獻顯示了波動性的增加如何降低槓桿率
摘要 最近的一篇文獻顯示了波動性的增加如何降低槓桿率。然而，為了解釋順週期槓桿，它假設壞消息會增加波動性，即假設資產回報的第一時刻和第二時刻之間存在反比關係。本文提出了為什麼壞消息往往與未來更高的波動性無關的原因。我們表明，在具有內生槓桿和異質信念的模型中，代理人有動力主要投資於在經濟不景氣時變得更加不穩定的技術。代理選擇這些技術是因為它們在正常時間可以得到更多利用：;。結合現…
摘要 當異質節點順序進入並透過隨機會議和基於網路的搜尋形成連接時，我們會對網路形成進行建模，但具有依賴類
摘要 當異質節點順序進入並透過隨機會議和基於網路的搜尋形成連接時，我們會對網路形成進行建模，但具有依賴類型的偏差。我們證明存在“長期整合”，只要基於網路的搜尋是無偏的，足夠老的節點鄰域中的類型組成就接近全域類型分佈。然而，年輕節點的連結仍然反映了有偏見的會議過程。當存在兩種類型和基於位置的偏差時，我們得出基於類型的程度分佈和組級同質性模式。最後，我們透過物理期刊引用資料的實證應…
摘要 我們討論從單組分和雙組分稀玻色氣體的大 N 近似中的主階獲得的平均場理論
摘要 我們討論從單組分和雙組分稀玻色氣體的大 N 近似中的主階獲得的平均場理論。對於單組分玻色氣體，這種近似具有以下性質：玻色 愛因斯坦凝聚 (BEC) 相變是二階的，但臨界溫度 T c 不會從非相互作用氣體值 T 0 偏移。 BEC 相中的激發譜類似於 Bogoliubov 色散，其中通常的耦合常數被取決於溫度和動量的運行耦合常數所取代。然後，我們研究具有種間和種內相互作用的…
摘要 簡單地假設基因組的（蛋白質）編碼部分和非編碼部分必須具有不同的動態，並且非編碼部分必須特別通用，因
摘要 簡單地假設基因組的（蛋白質）編碼部分和非編碼部分必須具有不同的動態，並且非編碼部分必須特別通用，因此受到各種（未指定的）機率分佈函數（pdf）的控制，我們就能夠預測真核生物的 ORF 數量遵循本福德分佈，因此必須具有特定的對數形式。使用 2010 年初我們獲得的 1000 多個基因組數據，我們發現 Benford 分佈對多個數量級的數據提供了極好的擬合。結論：在線性狀態下…
摘要 新陳代謝是一個複雜的化學反應網絡，它將能源和化學元素轉化為生物質和其他分子
摘要 新陳代謝是一個複雜的化學反應網絡，它將能源和化學元素轉化為生物質和其他分子。從頭開始設計新陳代謝並將其應用到合成基因組幾乎是在技術能力範圍內。理想情況下，合成代謝應該能夠從多種不同的營養物質中高速合成所需的分子譜，同時使用很少的化學反應，並且產生很少或不產生廢物。並非所有這些特性都可以同時實現。我們在這裡使用最近開發的技術來創建具有預先指定屬性的隨機代謝網絡，以量化這些屬…
摘要 了解哪些類型的現象會導致隨機網路連接中的不連續相變是一個突出的挑戰
摘要 了解哪些類型的現象會導致隨機網路連接中的不連續相變是一個突出的挑戰。在這裡，我們展示了圖演化的簡單隨機模型會導致不連續的滲透轉變，並且我們得出了潛在的機制：超車成長。從 n 個孤立節點的集合開始，一次檢查一個從完整圖中均勻隨機選擇的潛在邊，同時強制執行最大允許組件大小的上限 k。如果邊的接受分數永遠不會小於隨 k 減少的函數，即 g(k) = 1/2 + (2k)( be…
摘要 我們表明，在樹上歸一化圖拉普拉斯算子的圖譜中，特徵值 1 和接近 1 的特徵值與最小頂點覆蓋密切相
摘要 我們表明，在樹上歸一化圖拉普拉斯算子的圖譜中，特徵值 1 和接近 1 的特徵值與最小頂點覆蓋密切相關。具體地，對於特徵值1，其重數與最小頂點覆蓋的大小有關，其特徵向量的零項對應於最小頂點覆蓋中的頂點；而對於接近 1 的特徵值，可以根據最小頂點覆蓋來估計它們到 1 的距離；對於小於1的最大特徵值，其特徵向量的符號圖以最小頂點覆蓋中的頂點代表
摘要 背景：在實驗室中，果蠅熱休克蛋白 Hsp90 可以緩衝遺傳變異的表型效應
摘要 背景：在實驗室中，果蠅熱休克蛋白 Hsp90 可以緩衝遺傳變異的表型效應。實驗室實驗要麼透過藥理學操縱 Hsp90 活性，要麼誘導對基因 Hsp83（編碼 Hsp90 的單拷貝果蠅基因）產生強烈影響的突變。目前尚不清楚此類實驗室實驗的觀察結果是否與野外相關。結果：我們在這裡研究 Hsp83 自然發生的突變，及其對來自野生族群的果蠅的適應性和表型緩衝的影響。我們檢查了來自分…
摘要 就其所含的碳 (C)、氮 (N) 或硫 (S) 原子的數量而言，高度表現的蛋白質可以表現出相對較低
摘要 就其所含的碳 (C)、氮 (N) 或硫 (S) 原子的數量而言，高度表現的蛋白質可以表現出相對較低的材料成本。這種元素節約可能反映了選擇減少豐富蛋白質中潛在生長限制元素的數量，但適應性元素節約的演化機制仍然知之甚少。在這裡，我們預測，根據選擇在決定突變命運方面的有效性，高表達蛋白質中元素保留的程度將因生物體而異。我們透過詢問元素節約是否與密碼子使用偏差相關來在細菌中檢驗這…
摘要 我們處理可觀察算子模型 (OOM) 及其非交換泛化，我們稱之為 NC OOM
摘要 我們處理可觀察算子模型 (OOM) 及其非交換泛化，我們稱之為 NC OOM。經典 OOM 理論背景下隨機過程的一個自然特徵是過程維度。我們在更通用的公式中研究了它的屬性，這使得人們可以將過程維數視為非交換過程複雜性的測量：我們證明了較低的半連續性，並推導了一個遍歷分解公式。此外，我們也獲得了規範 OOM 與因果狀態概念之間密切關係的結果，因果狀態概念是統計複雜性定義的基…
摘要 二氧化碳固定在生物體中維持著地球上的所有生命，並將生物圈嵌入地球化學中
摘要 二氧化碳固定在生物體中維持著地球上的所有生命，並將生物圈嵌入地球化學中。現有生物體用於此功能的六種已知化學途徑被認為有重疊，但它們的演化尚不完全清楚。在這裡，我們重建了生物固碳的完整早期演化史，將所有現代途徑與單一祖先形式連結起來。我們發現，碳固定的創新是生命之樹早期大多數重大分歧的基礎。這些發現是基於一種完全整合代謝和系統發育限制的新方法。比較深層分支生物體代謝核心的基…
摘要 林木間物種關聯的常用零模型是混合群落（WMC）
摘要 林木間物種關聯的常用零模型是混合群落（WMC）。 WMC 代表一種非空間或空間隱式模型，其中物種以等於其群落比例乘積的速率形成最近鄰對。 WMC 模型假設隨機擴散和人口統計過程的結果是物種空間分佈的完全空間隨機性 (CSR)。然而，隨機分散過程通常會導致樹種密度的空間自相關（SAC），從而引起聚集、隔離和其他非隨機模式。儘管存在解釋空間顯式模型中的 SAC 的方法，但它對…
摘要 G 四鏈體是核酸中豐富的局部穩定結構元件
摘要 G 四鏈體是核酸中豐富的局部穩定結構元件。 RNA 結構的組合理論和 RNA 二級結構預測的動態程式演算法在這裡擴展，使用簡單但合理的能量模型合併 G 四鏈體。透過初步的能量參數，我們發現人類基因組中絕大多數假定的四鏈體形成序列可能會折疊成規範的二級結構。然而，穩定的 G 四鏈體在蛋白質編碼 mRNA 的 5'UTR 中高度富集。
摘要 造成城市地區經濟生產力差異的因素仍難以明確衡量和識別
摘要 造成城市地區經濟生產力差異的因素仍難以明確衡量和識別。在這裡，我們表明，透過考慮所有城市共有的社會和基礎設施屬性而獲得的經濟數量與人口的城市規模關係的微觀推導，意味著柯布 道格拉斯型生產函數形式的有效經濟產出模型。由此，我們得出了城市地區全要素生產力（TFP）的新表達式，它是單位總生產要素（勞動和資本）經濟生產力的標準衡量標準。利用這些結果，我們憑經驗證明，由於工資與勞動…
摘要 HIV 1在反應性抗原決定位內及其周圍累積突變，以逃避CD8(+) T細胞的辨識和殺傷
摘要 HIV 1在反應性抗原決定位內及其周圍累積突變，以逃避CD8(+) T細胞的辨識和殺傷。因此，HIV 1 逃脫時間的測量應提供哪些參數對於 T 細胞介導的 HIV 1 體內控制最重要的資訊。完整繪製了 17 個個體的原發性 HIV 1 特異性 T 細胞反應，並測量了每個表位的病毒逃脫時間（從幾天到幾年不等）。雖然個別 T 細胞反應的強度越高，逃脫速度越快，但最重要的 T …
摘要 人類免疫缺乏病毒 1 型 (HIV 1) 疫苗的開發需要選擇適當的包膜 (Env) 免疫原
摘要 人類免疫缺乏病毒 1 型 (HIV 1) 疫苗的開發需要選擇適當的包膜 (Env) 免疫原。檢查了 20 種 HIV 1 Env 糖蛋白結合人類抗 HIV 1 單株抗體 (MAb) 的能力，然後將其用作豚鼠的免疫原，以鑑定有前途的免疫原。其中包括 5 個來自慢性感染個體的 Env，每個代表 5 個常見進化枝之一和基於這 5 個進化枝的 8 個共識 Env，以及整個 HIV…
摘要 人類微生物組在人類健康中發揮關鍵作用，並與許多疾病相關
摘要 人類微生物組在人類健康中發揮關鍵作用，並與許多疾病相關。基於宏基因組的研究現在正在產生有關健康和疾病中微生物組組成的寶貴信息，證明非中性組裝過程和複雜的共現模式。然而，構成微生物組的潛在生態力量仍不清楚。具體而言，僅進行成分研究，沒有有關相互作用、潛在競爭或互養機制的信息，無法清楚地區分棲息地過濾和物種分類組裝過程。為了應對這項挑戰，我們引入了一個計算框架，將基於宏基因組…
摘要 最近的理論工作強調了多種策略在古老國家發展的動態政治和經濟格局中的重要性
摘要 最近的理論工作強調了多種策略在古老國家發展的動態政治和經濟格局中的重要性。這項研究強調各種非國家政體之間的互動如何推動一個地區內政治中心的發展。正是在這種背景下，出現了許多中間的同儕政體，而且在世界上少數地方，這也是國家發展的背景。戰爭和貿易已成為理論文獻中特別重要的戰略互動形式，代表了複雜的非國家政體之間和內部的合作和競爭策略。在本文中，我們提出了一個詳細的案例研究來測…
摘要 在本文中，我們展示了網路概念與方向的耦合以及材料測試中四點探針的適應如何在此類網路上產生自然的幾何
摘要 在本文中，我們展示了網路概念與方向的耦合以及材料測試中四點探針的適應如何在此類網路上產生自然的幾何形狀。這種四點探針幾何結構具有雙曲幾何結構的許多屬性，其中網絡方向取代了無窮遠處的球體，從而能夠根據方向對進行網絡導航：通過一對點的測地線從一個方向定向到另一個方向，這對方向是唯一確定的。我們用專門討論數學的維基百科頁面（或「The MathWiki」）這個有趣的例子來說明這…
摘要 昂貴的信號理論通常被用來解釋利益衝突時誠實溝通如何保持穩定
摘要 昂貴的信號理論通常被用來解釋利益衝突時誠實溝通如何保持穩定。然而，昂貴的訊號模型預測的訊號成本往往高得不切實際。這些模型通常假設訊號成本是確定的。在這裡，我們考慮訊號成本是隨機的情況。我們研究了離散和連續訊號博弈，並表明，在合理的假設下，訊號成本的隨機性可以降低所有個體均衡時的平均成本。這種降低訊號成本的隨機效應是一種基本機制，可能在多種情況下發揮作用。
摘要 基因結構資料可以極大地促進我們對後生動物演化的理解，並提供一種獨立的方法來解決現有假設之間的衝突
摘要 基因結構資料可以極大地促進我們對後生動物演化的理解，並提供一種獨立的方法來解決現有假設之間的衝突。在這裡，我們使用剪接體內含子位置的變化作為新的系統發育標記來重建動物樹。此類數據是從在非常接近的序列位置對（所謂的近內含子對（NIP））處包含互斥內含子的直系同源基因推斷出來的。收集了 48 個物種的 NIP 數據，並在最大簡約 (MP) 分析中用作二元基因組水平特徵，以重建…
摘要 計算方法和觀點可以透過追求新穎的問題類型、大幅擴大分析規模（地理上和時間上）以及提供新穎的出版形式
摘要 計算方法和觀點可以透過追求新穎的問題類型、大幅擴大分析規模（地理上和時間上）以及提供新穎的出版形式來改變科學史，從而大大提高可及性和透明度。本文簡要總結了科學史的計算研究系統，討論了它對研究、教育和出版實踐的影響，以及它與開放獲取運動以及強調大數據的自然科學和社會科學中類似變革的聯繫。它還認為，計算方法有助於將科學史與各個科學學科重新連結。
摘要 人類瘧疾寄生蟲惡性瘧原蟲的 var 基因由於其極端多樣性（由高重組率產生）給群體遺傳學家帶來了挑戰
摘要 人類瘧疾寄生蟲惡性瘧原蟲的 var 基因由於其極端多樣性（由高重組率產生）給群體遺傳學家帶來了挑戰。這些基因編碼一種稱為 PfEMP1 的初級抗原蛋白，該蛋白在受感染的紅血球表面表達並引發保護性免疫反應。 Var 基因序列的特徵是明顯的鑲嵌現象，無法使用需要分叉樹狀演化關係的傳統系統發育工具。我們提出了一種新方法，可以識別高度可變區域（HVR），然後將每個 HVR 映射到…
摘要 Dicer 將規範的 microRNA 從其髮夾狀前體切除
摘要 Dicer 將規範的 microRNA 從其髮夾狀前體切除。為了找到該規則可能的例外情況並確定 Dicer 處理的其他底物，我們重新評估了 Friedlander 等人最初發表的 MCF 7 細胞中 Dicer 敲低實驗的小 RNA 定序數據。 [Friedlander 等人，2012，核酸研究 40：3752]。雖然眾所周知的非 Dicer mir 451 在這些實驗中…
摘要 環境如何以及在多大程度上影響突變相互作用的方式
摘要 環境如何以及在多大程度上影響突變相互作用的方式？環境變化是否會影響上位性的跡象和程度？環境之間在上位性的變異性、符號或大小方面是否存在相關性？很少有研究解決這些問題。在這裡，我們在病毒式出現的背景下解決了這些問題。大多數新興病毒是RNA病毒，具有小基因組、重疊閱讀框架和具有豐富上位性的多功能蛋白質。了解宿主物種對上位性的影響和大小將有助於深入了解傳染病的演化生態學和病毒出…
摘要 埃迪卡拉紀 寒武紀過渡標誌著多樣性和生態系統建設的巨大變化
摘要 埃迪卡拉紀 寒武紀過渡標誌著多樣性和生態系統建設的巨大變化。埃迪卡拉生物群（除了滅絕的真核進化枝之外，還包括各種後生動物幹譜系）消失，並被更熟悉的寒武紀和古生代後生動物群所取代。儘管後生動物存在於埃迪卡拉系中，但它們的生態貢獻與系統發育親緣關係不確定的埃迪卡拉系分支相形見絀，而埃迪卡拉系形態在較年輕的組合中實際上不存在。人們提出了三種替代假設來解釋埃迪卡拉紀 寒武紀邊界處…
摘要 最近基於人工 microRNA (amiR) 基因轉殖表現的抗病毒療法的一個缺點是病毒容易產生逃脫
摘要 最近基於人工 microRNA (amiR) 基因轉殖表現的抗病毒療法的一個缺點是病毒容易產生逃脫突變。在這裡，我們展示了兩種提高植物抗性有效性的替代策略。首先，我們表達了與病毒基因組中的獨立標靶互補的兩個amir，其次，我們設計了與病毒基因組中高度保守的RNA基序互補的amir。
摘要 表徵細菌群落的基因組方法揭示了環境之間多樣性和組成的顯著差異
摘要 表徵細菌群落的基因組方法揭示了環境之間多樣性和組成的顯著差異。但細菌分佈尚未在全球繪製出來。儘管目前的社區調查太稀疏，無法直接繪製全球多樣性模式，但現在有足夠的數據來擬合不同環境中細菌分佈如何變化的準確模型，並根據這些模型製作全球尺度地圖。我們應用這種方法來繪製海洋表層水中細菌的全球分佈圖。我們在空間和時間上的明確預測表明，細菌多樣性在世界海洋的溫帶地區達到頂峰。這些全球…
摘要 背景：鑑定能夠中和多種 HIV 1 株的抗體所針對的抗原決定基可以為預防性疫苗的設計提供重要線索
摘要 背景：鑑定能夠中和多種 HIV 1 株的抗體所針對的抗原決定基可以為預防性疫苗的設計提供重要線索。方法：我們開發了一種計算方法，可以識別 HIV 1 包膜糖蛋白內影響廣泛交叉中和抗體敏感性的關鍵氨基酸。給定一組病毒的序列比對和中和滴度，該方法透過擬合系統發育模型來工作，該模型允許每個位點的氨基酸頻率取決於中和敏感性。使用貝葉斯因子（BF）確定了病毒進化影響中和敏感性的位點…
摘要 譜演算法是網路中聚類和社群偵測的經典方法
摘要 譜演算法是網路中聚類和社群偵測的經典方法。然而，對於稀疏網絡，這些演算法的標準版本並不是最優的，在某些情況下，即使信念傳播等其他演算法可以做到這一點，也完全無法檢測社群。在這裡，我們提出了一類基於圖有向邊上的非回溯行走的譜演算法。此算子的譜比鄰接矩陣或其他常用矩陣的譜表現得更好，即使在稀疏情況下，也能保持體特徵值和與社區結構相關的特徵值之間的牢固分離。我們表明，我們的演算…
摘要 普韋布洛社會由一個文化區和一個語言融合區或語言聯盟組成，其中包含四個不同的語系
摘要 普韋布洛社會由一個文化區和一個語言融合區或語言聯盟組成，其中包含四個不同的語系。普韋布洛群體在遺傳上也相當同質。定義了促進或淡化群體間文化差異的一般力量，並根據普韋布洛社會的時間給予了初步權重。新石器時代的人口轉變和等級社會轉變（本文定義）有助於源自單一血統群體的群體之間的同質性，但也造成了源自不同血統群體的群體之間的差異。跨社區和跨地區的高流動性有助於系統發展定義的群體…
摘要 許多現有的人類學文獻表明，在非西方社會中，教學很少見，而且文化傳播大多是垂直的（父母到後代）
摘要 許多現有的人類學文獻表明，在非西方社會中，教學很少見，而且文化傳播大多是垂直的（父母到後代）。然而，進化論對人類的應用預測，文化學習技能、行為和知識的教學和非垂直傳播應該在跨文化中普遍存在。在這裡，我們回顧了這個理論體系，以得出關於何時教學和非垂直傳播應該具有適應性的預測，從而更有可能透過經驗觀察。透過對斐濟農村人口進行的三項訪談，我們發現父母比其他親屬類型更有可能進行教…
摘要 社交網路表現出多種結構特徵的縮放法則，例如度分佈、依戀核的縮放以及作為節點度的函數的聚類係數
摘要 社交網路表現出多種結構特徵的縮放法則，例如度分佈、依戀核的縮放以及作為節點度的函數的聚類係數。到目前為止，我們還沒有詳細了解這些比例定律是否相互關聯以及如何相互關聯，更不用說是否可以透過共同的動態原理來理解它們了。我們提出了一個用於固定網絡形成的簡單模型，並表明上述三個尺度關係是三元閉包的自然結果。該模型的有效性在經過充分研究的大型多人線上遊戲的多重數據上進行了測試。我們…
摘要 透過測定連續三年在穆爾西亞（西班牙東南部）露地瓜類和南瓜作物中收集的 CABYV 分離株的兩個基因
摘要 透過測定連續三年在穆爾西亞（西班牙東南部）露地瓜類和南瓜作物中收集的 CABYV 分離株的兩個基因組區域的核苷酸序列，評估了葫蘆蚜傳黃化病毒 (CABYV)（黃病毒科、短桿病毒屬）種群的遺傳變異性。系統發育分析顯示存在兩個主要分支。這些序列並非根據宿主、年份或收集地點進行聚類，且進化枝內和進化枝之間分離株之間的核苷酸相似性分別為 97% 至 100% 和 94% 至 97…
摘要 中性演化是一種常用模型，用於分析文化變異頻率隨時間的變化
摘要 中性演化是一種常用模型，用於分析文化變異頻率隨時間的變化。根據相對頻率選擇要複製的變體，並透過隨機突變過程引入新的變異。在這裡，我們提出了一個非平衡中性模型，該模型考慮了隨時間變化的族群規模和突變率，並使分析任何時間點所考慮的文化系統成為可能。該框架給出了兩個時間點之間觀察到的一組文化變異的頻率分佈變化是否與隨機複製假設一致的指示。我們發現，在所考慮的時間段結束時觀察到的…
摘要 生物體通常會透過學習策略來對環境變化做出表型反應，以增強在變化和變化的條件下的適應性
摘要 生物體通常會透過學習策略來對環境變化做出表型反應，以增強在變化和變化的條件下的適應性。但是，對於暴露在這些條件下的人群，我們應該採取哪些策略呢？我們透過開發一個數學模型來解決這個問題，該模型指定了個人和社會學習策略的不同組合對時空變化環境中不同文化變體頻率的影響。假設替代文化變體對不同環境條件的適應能力不同，我們就能夠評估哪種學習策略組合可以最大化人群的平均適應性。我們發…
摘要 阿爾文·羅斯對新經濟體系的研究和設計對人類福祉產生了廣泛而巨大的影響，從居民與醫療計劃的匹配，到學
摘要 阿爾文·羅斯對新經濟體系的研究和設計對人類福祉產生了廣泛而巨大的影響，從居民與醫療計劃的匹配，到學生到學校的分配，再到腎臟分配給需要移植的患者的方式。本文討論了他對理解和改進匹配市場的重要貢獻，強調了羅斯在市場設計和經濟工程的提升的一些最突出的成功中的關鍵作用。
摘要 我們提出了一種用於分析肽微陣列抗體結合數據的整合分析方法，從標準化到特定主題的積極性調用以及數據整
摘要 我們提出了一種用於分析肽微陣列抗體結合數據的整合分析方法，從標準化到特定主題的積極性調用以及數據整合和視覺化。目前用於標準化此類數據集的技術並未考慮非特異性結合活性。一種基於勝肽序列資訊的新型歸一化技術快速有效地減少了系統偏差。我們也採用了滑動平均視窗技術，借用共享相似序列的勝肽的強度，從而減少訊號變異性。平滑訊號有助於檢測弱抗體結合熱點。設定陽性閾值的新原理 FDR 方…
摘要 問題：種內和種間功能性狀變異的模式是否與高緯度和海拔地區群落組裝的更大非生物過濾以及低緯度和海拔地
摘要 問題：種內和種間功能性狀變異的模式是否與高緯度和海拔地區群落組裝的更大非生物過濾以及低緯度和海拔地區更大的生物過濾一致？地點：哥斯大黎加瓜納卡斯特保護區；聖卡塔利娜山，亞利桑那州；錫斯基尤山脈，俄勒岡州。方法：我們測量了低緯度熱帶（哥斯達黎加）、中緯度沙漠（亞利桑那州）和高緯度地中海（俄勒岡州南部）生物群落沿海拔梯度的木本植物物種豐度和與資源競爭和環境耐受性（比葉面積，S…
摘要 給定兩個圖 G = (V G,V E G) 和 H = (V H, E H)，我們詢問在什麼條件下
摘要 給定兩個圖 G = (V G,V E G) 和 H = (V H, E H)，我們詢問在什麼條件下存在 V G x V H 的關係 R 子集，在給定圖 G 的結構的情況下產生 H 的邊。這種構造可以看作是多同態的一種形式。它概括了圖的滿射同態，並自然地引出了圖的 R retractions、R core 和 R cocore 的概念。圖的 R core 和 R coc…
摘要 互惠是社交網路的重要特徵，但人們對其時間結構或其在現實世界行為中持久存在的機制知之甚少
摘要 互惠是社交網路的重要特徵，但人們對其時間結構或其在現實世界行為中持久存在的機制知之甚少。為了解決這兩個問題，我們研究了玻利維亞低地 Tsimane' 村莊的木薯啤酒（西班牙語：chicha；Tsimane'：shocdye'）飲用活動網絡中的靜態和動態信號。在固定層面上，我們的分析表明，社區內的社會交換根據親屬關係和空間接近度呈現異質模式。在控制親屬關係和鄰近性的情況下，…
摘要 冠狀動脈疾病的染色體 9p21 (Chr9p21) 位點已在第一次全基因組關聯中被確定，並且是當今
摘要 冠狀動脈疾病的染色體 9p21 (Chr9p21) 位點已在第一次全基因組關聯中被確定，並且是當今已知的動脈粥狀硬化的最強遺傳因素。 Chr9p21 編碼 INK4 位點 (ANRIL) 中的長非編碼 RNA (ncRNA) 反義非編碼 RNA。 ANRIL 表現與 Chr9p21 基因型相關，並與動脈粥狀硬化嚴重程度相關。在這裡，我們報告了 ANRIL 反式調節目標基因…
摘要 演化論預測，一旦一個人達到了達爾文適應性足夠低的年齡，他控制癌性病變的機會就會減少
摘要 演化論預測，一旦一個人達到了達爾文適應性足夠低的年齡，他控制癌性病變的機會就會減少。雖然我們顯然需要更好地了解前體狀態和早期惡性腫瘤的出現以及微環境和組織結構對它們的緩解作用，但我們認為，基於進化框架的生活方式改變和預防性治療，在早期腫瘤臨床可檢測和化療耐藥譜係出現之前應用於已識別的高危險人群，是目前控製或消除早期腫瘤的最可靠方法。具體來說，許多（即使不是大多數）早期病變…
摘要 背景：Pipo 最近被描述為馬鈴薯病毒科成員基因組內編碼的新 ORF (PNAS 105: 589
摘要 背景：Pipo 最近被描述為馬鈴薯病毒科成員基因組內編碼的新 ORF (PNAS 105: 5897 5902, 2008)。它嵌入 P3 順反子內，並在相對於馬鈴薯病毒長 ORF 的 +2 閱讀框中翻譯為 P3N PIPO 融合蛋白。在這項工作中，我們首先收集了 48 種馬鈴薯Y病毒屬不同分離株的 pipo 核苷酸序列。其次，為了確定 pipo 長度變化的生物學意義，我…
摘要 人們普遍認識到，宏觀生態模式並不獨立於產生這些模式的譜系的演化
摘要 人們普遍認識到，宏觀生態模式並不獨立於產生這些模式的譜系的演化。雖然許多研究人員已經開始使用系統發育比較方法來評估祖先後代關係對觀察到的模式的影響，但大多數宏觀生態學研究僅利用橫斷面比較方法來消除“系統發育歷史”，而沒有考慮在不消除系統發育歷史的情況下評估其影響的選擇。目前，大多數研究人員使用這種方法時沒有明確評估比較方法的三個基本進化假設：（i）系統發育的構建沒有錯誤（…
摘要 直系同源檢測是比較和演化基因組學中的重要問題，因此，近年來設計了多種直系同源檢測方法
摘要 直系同源檢測是比較和演化基因組學中的重要問題，因此，近年來設計了多種直系同源檢測方法。儘管這些方法中的許多方法依賴於生成基因和/或物種樹，但已經表明，可以以可接受的準確度水平估計同源性，而無需推斷基因樹和/或使基因樹與物種樹一致。因此，了解有多少關於基因樹、物種樹及其協調的資訊已經包含在基礎基因組的直系同源關係中是很有意義的。在這裡，我們將展示 Bocker 和 Dres…
摘要 氣候變遷預計將直接影響生態系統，例如透過改變對物種範圍的氣候控制，也會間接影響生態系統，例如透過可
摘要 氣候變遷預計將直接影響生態系統，例如透過改變對物種範圍的氣候控制，也會間接影響生態系統，例如透過可能導致棲息地喪失的人類土地利用變化。為應對氣候變遷而改變農業生產模式作為對生態系統的潛在影響途徑很少受到關注。釀酒葡萄生產為衡量農業變遷的間接影響提供了一個很好的測試案例，因為葡萄栽培對氣候敏感，並且集中在全球生物多樣性熱點的地中海氣候地區。在這裡，我們證明，在全球範圍內，氣…
摘要 複雜系統通常本質上是非遍歷和非馬可夫的，香農熵失去了它的適用性
摘要 複雜系統通常本質上是非遍歷和非馬可夫的，香農熵失去了它的適用性。加速、路徑依賴和老化隨機遊走為非遍歷和非馬可夫系統提供了直覺的圖像。結果表明，非遍歷系統的熵仍然可以從三個香農 辛欽公理中推導出來，並且可以透過違反第四個公理，即所謂的組合公理。對應的熵的形式為 S c,S d，類似於 Sigma(i) Gamma(1 + d, 1 c ln p(i))，並且取決於兩個系統特…
摘要 克洛維斯遺址遍布美國西南部和墨西哥西北部，但在裡奧格蘭德裂谷中部地區的記錄很少
摘要 克洛維斯遺址遍布美國西南部和墨西哥西北部，但在裡奧格蘭德裂谷中部地區的記錄很少。在這裡，我們提供了來自該地區兩個相對未知的克洛維斯彈丸點組合的數據：第一個來自知更鳥峽克洛維斯遺址，第二個來自對周圍地區的調查。我們的目標是利用原料來源重建該地區克洛維斯種群古生態適應的一般特徵，然後將該地區的點技術與西南部和整個大陸的其他克洛維斯種群進行比較。我們的結果表明，這兩種組合都是由…
摘要 按照勞動經濟學的慣例，所有正在尋找新工作的工人都屬於勞動力庫，所有有職位空缺的企業都屬於雇主庫，然
摘要 按照勞動經濟學的慣例，所有正在尋找新工作的工人都屬於勞動力庫，所有有職位空缺的企業都屬於雇主庫，然後將工人與工作進行配對。在這裡，我們開發了一種研究勞動力和企業動態的新方法。透過將新興的網路科學與新近獲得的全國層面的就業微觀數據相結合，我們能夠廣泛地描述工人在企業之間流動的過程。具體來說，對於經濟中的每個公司作為圖中的節點，如果工人在公司之間遷移（中間可能有一段失業時間）…
摘要 參與式感測應用依賴個人共享個人資料來產生聚合模型和知識
摘要 參與式感測應用依賴個人共享個人資料來產生聚合模型和知識。在這種情況下，隱私問題可能會阻礙新應用程式的廣泛採用。我們提出了一種基於連續和多元分類資料的負面調查的隱私保護參與感知方案。在不依賴加密的情況下，我們的演算法以能源和計算高效的方式增強了感測資料的隱私性。 Android 智慧型手機上的模擬和實作說明如何以有用且增強隱私的方式聚合多維資料。
摘要 人類微生物組代表了一個極其複雜的生態系統，與我們的發育、生理和健康密切相關
摘要 人類微生物組代表了一個極其複雜的生態系統，與我們的發育、生理和健康密切相關。由於高通量分子技術的最新進展，我們從該系統產生多通道組學數據的能力不斷增強，因此需要開發系統級方法和模型，不僅要考慮微生物組中基因和物種的組成，還要考慮這些成分之間的相互作用。此類模型的目標應該是研究微生物組作為一個物種群落，其代謝彼此以及與宿主的代謝緊密交織，並且應該以整合、全面和預測的建模框架…
摘要 人們擔心環境變化的速度現在已經超出了許多人的適應能力
摘要 人們擔心環境變化的速度現在已經超出了許多人的適應能力。減緩生物多樣性喪失需要科學將人口和社區對快速環境變化的生態和進化反應結合起來，並能夠確定使數量下降的人口恢復的條件。本期特刊重點在於進化救援（ER），即進化可能發生得足夠快，足以阻止種群數量下降，並在滅絕發生之前使種群數量恢復。 ER 強調演化動力學視角的轉變，重點在於短時間尺度、大效應的遺傳變異以及絕對而非相對適應性…
摘要 先前我們提出了早期 HIV 1 演化的兩個簡化模型
摘要 先前我們提出了早期 HIV 1 演化的兩個簡化模型。兩者都表明，在中性進化和指數增長模型下，基因序列之間的平均漢明距離（HD）隨時間線性增長。在本文中，我們描述了一種更現實的連續時間、與年齡相關的感染和病毒複製數學模型，並透過模擬表明，即使在這種更複雜的描述中，平均漢明距離也會隨時間線性增長。當我們引入重組時，這一點保持不變，儘管忽略重組而獲得的平均 HD 的置信區間過於…
摘要 本文展示如何將基於主體的社會動力學模型嚴格地和分析地視為有限馬可夫過程，然後透過馬可夫過程遍歷定理
摘要 本文展示如何將基於主體的社會動力學模型嚴格地和分析地視為有限馬可夫過程，然後透過馬可夫過程遍歷定理的擴展版本給出它們的長期屬性。簡化市場經濟的馬可夫過程模型顯示了這種方法的成果。
摘要 本次公開講座於2013年3月5日在新加坡國立大學舉行
摘要 本次公開講座於2013年3月5日在新加坡國立大學舉行。該講座由新加坡國立大學高級研究院主辦，是傑出公開講座系列的一部分。
摘要 溴脫氧尿苷 (BrdU) 廣泛用於免疫學中檢測細胞分裂，並且已經提出了幾種數學模型來根據 BrdU
摘要 溴脫氧尿苷 (BrdU) 廣泛用於免疫學中檢測細胞分裂，並且已經提出了幾種數學模型來根據 BrdU 標記和去標記曲線估計淋巴細胞的增殖和死亡率。解釋 BrdU 資料的一個問題是解釋去標籤曲線。因為標籤撤銷後不久，BrdU(+) 細胞預計會分裂成 BrdU(+) 子細胞，因此人們預期會出現平坦的下坡。對於許多細胞類型來說，BrdU(+) 細胞的比例在去標籤過程中會減少，先前…
摘要 當病原體引入新的宿主群體時引起流行病的能力通常取決於其適應新環境的能力
摘要 當病原體引入新的宿主群體時引起流行病的能力通常取決於其適應新環境的能力。在這裡，我們簡要地概述了病原體這種演化出現的最新理論和實證研究。我們討論了可能影響出現可能性的幾種生態和遺傳因素的影響：遷移、傳染源的生活史、宿主異質性以及突變的速率和影響。我們對比了不同的建模方法，並指出我們對生命週期的每個步驟進行建模的方式的細節如何對演化出現的預測機率產生重要影響。這些不同的理論…
摘要 在目前的工作中，我們提出了一個基於特定微分隨機方程式的模型，用於研究傳入訊息與其解釋器之間的交互作
摘要 在目前的工作中，我們提出了一個基於特定微分隨機方程式的模型，用於研究傳入訊息與其解釋器之間的交互作用。用於理解這一過程的特定隨機動力學是使用帶有白噪聲的延遲朗之萬方程式編寫的。這種相互作用的結果可以在一個通用框架中理解，我們將其命名為自生成的動態景觀。
摘要 生存的生物地理模式有助於限制導致大規模滅絕的因素
摘要 生存的生物地理模式有助於限制導致大規模滅絕的因素。為了測試生物地理學是否影響白堊紀末 (K Pg) 滅絕模式，我們使用網路方法在包含 329 個雙殼類屬的全球馬斯特里赫特資料庫中的物種層級之上劃定生物地理單位 (BU)。地理範圍被認為可以緩衝類群免於滅絕，但類群在取代地理範圍內出現的 BU 數量可以作為滅絕的預測因子。從地理角度來看，我們發現K Pg的地理範圍存在緯度選擇…
摘要 世界貿易網（WTW）是一個加權網絡，其節點對應於國家，而邊權重反映國家之間的進口和/或出口價值
摘要 世界貿易網（WTW）是一個加權網絡，其節點對應於國家，而邊權重反映國家之間的進口和/或出口價值。在本文中，我們向這個宏觀經濟系統引入了滅絕分析的概念，這是一種常用於生態系統分析的技術，目的是研究該網路的穩健性。特別是，我們對 WTW 進行了一系列原則性的二氧化矽“淘汰實驗”，類似於在食物網研究中進行的實驗，但適當地適應了這個宏觀經濟網絡。根據網絡理論的結果以及經濟網絡傳染…
摘要 膠質母細胞瘤是高度瀰漫性的惡性腫瘤，迄今尚未獲得臨床治療
摘要 膠質母細胞瘤是高度瀰漫性的惡性腫瘤，迄今尚未獲得臨床治療。這些腫瘤中細胞的強烈侵襲行為使它們對治療具有很強的抵抗力，因此實驗和理論工作都致力於了解腫瘤擴散的時空模式。儘管通常的模型假設標準的擴散行為，但最近的細胞培養實驗表明，細胞傾向於向接近膠質母細胞瘤侵襲的方向移動，這表明有偏差的隨機遊走模型可能更合適。在這裡，我們透過分析表明，對於實際參數值，偏壓擴散預測的速度與實驗…
摘要 本次演講探討了一種流行觀點，即根據經典馬克思主義價值理論以及生產性和非生產性勞動的相關類別，透過勞
摘要 本次演講探討了一種流行觀點，即根據經典馬克思主義價值理論以及生產性和非生產性勞動的相關類別，透過勞動力向服務業的轉移，特別是金融和基於資訊的活動，經濟增長可以在後工業資本主義經濟中無限期地持續下去。正如普遍接受的經典地租理論所證明的那樣，資本主義經濟中的許多類型的收入，包括利息、金融費用、投機性貿易利潤和知識產權使用費，都是作為剩餘價值的一部分而出現的，這些剩餘價值是透過…
摘要 在非結構化討價還價遊戲中對人類行為的實驗測試中，通常會發現出現許多聯合效用結果，而不僅僅是一個
摘要 在非結構化討價還價遊戲中對人類行為的實驗測試中，通常會發現出現許多聯合效用結果，而不僅僅是一個。這表明我們將此類遊戲的結果預測為機率分佈。這與傳統做法（例如，在納許討價還價解決方案中）形成對比，傳統做法是預測單一結果。我們展示瞭如何轉化納許的討價還價公理以提供結果的分佈而不是單一的結果。然後我們證明這些公理的一個子集迫使效用結果的分佈成為冪律分佈。與納許的原始結果不同，即…
摘要 我們發展了一個關於大型交易訂單對市場影響的理論，我們稱之為元訂單，因為它們通常被分成小塊並增量執行
摘要 我們發展了一個關於大型交易訂單對市場影響的理論，我們稱之為元訂單，因為它們通常被分成小塊並增量執行。根據經驗觀察，市場影響是元訂單規模的凹函數，即大型元訂單的每股影響小於小型元訂單的每股影響。我們制定了演算法執行服務的程式化模型，並推導出公平定價條件，即元訂單的平均交易價格等於交易完成後的價格。我們表明，在均衡狀態下，交易量的分佈會進行調整以反映訊息，並決定影響函數的形狀…
摘要 我們使用隨機動力學來開發非局部擴展系統的圖案化吸引子
摘要 我們使用隨機動力學來開發非局部擴展系統的圖案化吸引子。這是使用隨機路徑擾動方法方案進行分析完成的，其中引入小噪聲參數的擾動理論來分析隨機場從不穩定狀態的隨機逃逸。重點放在這些類型的系統所表現出的特定模式選擇。關於前沿的隨機傳播，我們進行了蒙特卡羅模擬，這與我們的理論預測相符。
摘要 預測植物病毒的出現取決於確定決定遺傳變異在主要宿主內以及潛在新宿主之間分佈的因素
摘要 預測植物病毒的出現取決於確定決定遺傳變異在主要宿主內以及潛在新宿主之間分佈的因素。確定以下因素至關重要：（i）突變適應度效應（DMFE）在主要宿主上的分佈，（ii）它在不同宿主上如何變化，（iii）多個突變在確定主要宿主中的病毒適應度時相互作用的方式，以及（iv）這種相互作用是否依賴於宿主。為了說明 (i) 和 (ii) 點，本文回顧了最近的報告，這些報告表明馬鈴薯Y病毒…
摘要 食物網結構的比較研究揭示了營養組織的普遍性，產生了簡單的模型，並且可以評估物種喪失的穩健性
摘要 食物網結構的比較研究揭示了營養組織的普遍性，產生了簡單的模型，並且可以評估物種喪失的穩健性。這些研究主要集中在自由生活的物種。最近的研究表明，寄生蟲的加入會改變結構。我們評估網絡結構的這種變化是由於寄生蟲的獨特作用和特徵還是由於多樣性和複雜性的變化所造成的。我們分析了七個高度解析的食物網，其中包括後生動物寄生蟲資料。我們的分析表明，添加寄生蟲通常會增加連結密度和連接性（複…
摘要 當映射回基因組時，原核轉錄物幾乎總是構成不間斷的間隔
摘要 當映射回基因組時，原核轉錄物幾乎總是構成不間斷的間隔。因此，分割讀段（即僅映射到不連續基因座的部分組成的 RNA seq 讀段）在大多數分析流程中都被忽略。然而，也有一些眾所周知的例外，特別是古細菌中的 tRNA 剪接和環化小 RNA 以及自剪接內含子。在這裡，我們重新分析了一系列已發表的 RNA seq 資料集，專門篩選它們以查找非連續映射讀取。我們回收了大多數已知病例…
摘要 過去對馬達加斯加的研究表明，村莊社區是在公元 500 年左右由印度尼西亞人和東非人建立的
摘要 過去對馬達加斯加的研究表明，村莊社區是在公元 500 年左右由印度尼西亞人和東非人建立的。早期訪問的證據零散且有爭議。最近在馬達加斯加北部進行的考古發掘提供了與採掘森林和沿海資源相關的細石器技術的職業遺址的證據。採集者對某個地點的佔領可以追溯到公元前 2000 年之前，使馬達加斯加已知的佔領歷史的長度延長了一倍，從而使人們開發馬達加斯加環境的時間延長了一倍。我們詳細介紹了…
摘要 新聞稿摘錄：「聯合國建議的上限很難代表穩定的平衡，」奧斯卡伯格說
摘要 新聞稿摘錄：「聯合國建議的上限很難代表穩定的平衡，」奧斯卡伯格說。該團隊的模型結果現已發表在科學期刊《生態與環境前沿》上。這個模型基於這樣的觀察：人口成長在很大程度上取決於人均能源使用量：如果有更多能源可用，經濟就會持續發展，這反過來又會給出生率帶來壓力。如果世界各地的出生率夠低，全球人口將停止成長。因此，伯格的模型與聯合國的預測不一致，聯合國的預測只是推斷了過去幾十年來…
摘要 我們描述了從資料中估計資訊理論量的統計引導程序的特徵，特別是其在大規模社會現象研究中的應用
摘要 我們描述了從資料中估計資訊理論量的統計引導程序的特徵，特別是其在大規模社會現象研究中的應用。我們的方法允許人們大致保留資訊理論的潛在公理關係，特別是任意粗粒度下的一致性，這首先激發了這些量的使用，同時提供了與貝葉斯估計器的現有技術相當的可靠性。我們展示了資訊論點如何允許對理性主體的決策能力以及分散式系統中的時間不對稱資訊流進行嚴格的實證研究。我們透過參考正在進行的關於英國…
摘要 最近表明，在對細胞色素 c 肽的初次免疫反應期間，同源前體細胞數量每增加一個對數，CD4(+)T
摘要 最近表明，在對細胞色素 c 肽的初次免疫反應期間，同源前體細胞數量每增加一個對數，CD4(+)T 細胞的擴增就會減少約 0.5 個對數，並且這在超過四個數量級上仍然有效（Quiel 等人，2011.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.108：312 [hash]部分：33333333333號）。這種觀察到的「冪律」是透過一種機制來解釋的，即非分裂的成熟 T 細胞…
摘要 週邊 T 細胞群透過胸腺中幼稚 T 細胞的產生、活化細胞的克隆擴增、細胞自我更新（或穩態增殖）和密
摘要 週邊 T 細胞群透過胸腺中幼稚 T 細胞的產生、活化細胞的克隆擴增、細胞自我更新（或穩態增殖）和密度依賴性細胞壽命來維持。已採用各種實驗技術來量化這些過程的相對貢獻。在現代研究中，淋巴細胞通常以 5 溴 2' 脫氧尿苷 (BrdU)、氘或螢光染料羧基螢光素二乙酸琥珀酰亞胺酯 (CFSE) 進行標記，透過監測端粒縮短和 T 細胞受體切除環 (TREC) 或染料 CFSE 的…
摘要 我們研究了分散式社交互動範例的計算結構：開源維基百科社群的計算結構
摘要 我們研究了分散式社交互動範例的計算結構：開源維基百科社群的計算結構。我們檢查其協作行為的統計屬性，並執行模型選擇以確定係統的這一方面是否可以透過有限狀態過程來描述，或者對有效無界資源的引用是否允許更簡潔的描述。我們在大多數編輯次數最多的頁面中發現了強有力的證據，支持集體狀態模型，其中「恢復」操作的機率隨著自上次恢復以來看到的非恢復操作數量的平方根而下降。我們提供的證據表明…
摘要 我們討論了前導輔助場（LOAF）理論中 Bose Hubbard（BH）模型的相圖
摘要 我們討論了前導輔助場（LOAF）理論中 Bose Hubbard（BH）模型的相圖。 LOAF 是一種守恆非微擾近似，它同等對待正常和反常密度凝聚體。 LOAF 中的平均場解對應於一階和二階相變解，其兩個臨界溫度對應於消失的玻色愛因斯坦凝聚態 T c 和消失的矽藻凝聚態 T star。二階相變解預測了連續玻色氣體中相變的正確順序。對於任一解決方案，超流體狀態都與矽藻冷凝物…
摘要 2002 年，義大利西西里島首次檢測到柑橘 tristeza 病毒 (CTV) 爆發
摘要 2002 年，義大利西西里島首次檢測到柑橘 tristeza 病毒 (CTV) 爆發。為了深入了解驅動這些 CTV 族群出現的演化力量和系統發育地理學，我們測定並分析了 2002 年至 2009 年收集的 108 個 CTV 分離株的 p20 基因的核苷酸序列。貝葉斯系統發育分析顯示，輕度和重度 CTV 分離株屬於 5 個不同的類別。 2002年，進化枝（譜系）被引進西西…
摘要 當代工業新陳代謝是不可持續的
摘要 當代工業新陳代謝是不可持續的。綜合體的輸入和輸出端都出現了關鍵問題：儘管負擔得起的化石燃料和礦產資源正在減少，但當前生產和消費計劃的廢物（特別是二氧化碳排放、顆粒物空氣污染和放射性殘留物）導致環境和社會成本不斷增加。大多數挑戰都與不太可能持續的現有能源經濟有關。然而，關鍵問題是能否迅速過渡到基於再生能源的可持續替代方案。答案需要對造成化石核能源系統剛性的結構條件進行深入分…
摘要 平衡選擇是頻率依賴選擇的一個特例，已知它是維持自然族群生物多樣性和多態性的主要力量
摘要 平衡選擇是頻率依賴選擇的一個特例，已知它是維持自然族群生物多樣性和多態性的主要力量。在有限的族群中，遺傳漂變最終會導致族群固定，損害生物多樣性。選擇和遺傳漂變之間的相互作用在空間擴展的族群中更加豐富，即使在無限大系統的限制下，個體的局部密度也可能很低。我們考慮個體局部密度低（強遺傳漂變）的限制，這可以透過修改後的選民模型得到很好的體現。我們透過分析證明了在一維繫統中始終發…
摘要 等級制度似乎遍及生命系統和人工系統的複雜性
摘要 等級制度似乎遍及生命系統和人工系統的複雜性。儘管具有相關性，但尚未提出涵蓋層次結構所有特徵及其起源的一般理論。在這裡，我們提出了一種由理論形態學和網絡理論融合產生的正式方法，該方法允許構建層次結構的 3D 形態空間，從而比較生態、細胞、技術和社交網絡的層次結構。嵌入在所有可能的層次結構的形態空間中的大空隙中，確定了四個主要群體。其中兩個與具有相似連接性的隨機網路的預期相匹…
摘要 我們給出了描述 Gray Scott 模型 (GS) 化學反應的隨機偏微分方程的第一原理推導：U
摘要 我們給出了描述 Gray Scott 模型 (GS) 化學反應的隨機偏微分方程的第一原理推導：U + 2V (lambda) 3V 和 V P, U (v)Q，U 的進給速率恆定。我們發現化學主方程式確保的機率守恆導致對 GS 模型的常用微分方程式進行修改，該方程式現在涉及兩個複合場和固有雜訊項。其中一種複合材料是 psi(1) = phi(2)(v)，其中 = v 是物…
摘要 透過識別 Sel’kov Gray Scott (GS) 模型中出現的潛在複合態，我們表明它可以被
摘要 透過識別 Sel’kov Gray Scott (GS) 模型中出現的潛在複合態，我們表明它可以被認為是大時空尺度上的有效理論，源自於與較短時空尺度相關的更基本的理論（將這些複合態視為遵守擴散方程的基本化學物質）。當後一個模型中的模擬作為參數 M = lambda( 1) 的函數進行時，生成的空間模式在後期演化為大 M 處的 GS 模型的空間模式，這意味著複合材料在短尺度…
摘要 陸生哺乳動物物種體型大小的演化和分佈可以透過宏觀演化權衡得到很好的解釋，即短期選擇優勢與物種體型增
摘要 陸生哺乳動物物種體型大小的演化和分佈可以透過宏觀演化權衡得到很好的解釋，即短期選擇優勢與物種體型增加導致的長期滅絕風險之間的權衡，在空氣中溫度調節引起的最小體型超過 2 克時。在這裡，我們考慮同樣的權衡（形式化為約束對流反應擴散系統）是否也可以解釋以前從未考慮過的全水生哺乳動物的體型。透過以大約 7000 克的遠洋最低體重替換陸地哺乳動物的最低體重，陸地哺乳動物權衡模型無…
摘要 我們研究了混合物中雙組分原子玻色氣體最初遇到種間相互作用突然猝滅的動力學
摘要 我們研究了混合物中雙組分原子玻色氣體最初遇到種間相互作用突然猝滅的動力學。使用前導大 N 近似來研究臨界溫度 T c 以上的動力學，該近似預測從混合到相分離的相變作為種間耦合的函數。在這裡，我們探索了淬火後相變的動力學，並將我們的結果與使用忽略量子和熱波動的時間相關 Gross Pitaevskii 方程式在零度溫度下發現的結果進行比較。然而，在不存在冷凝物的高於 T c…
摘要 未來幾十年，需要大幅削減能源排放，才能實現全球減緩氣候變遷的目標
摘要 未來幾十年，需要大幅削減能源排放，才能實現全球減緩氣候變遷的目標。這些減排意味著向低碳能源技術的重大轉變，因此減排的經濟成本和技術可行性高度依賴能源技術的未來表現。然而，現有模型並不能輕易轉化為我們可以判斷技術動態性能的定量目標。在這裡，我們提出了一個簡單的新模型，用於評估能源供應技術及其針對氣候變遷減緩目標的改進軌跡。我們根據能源碳強度定義了與減排目標一致的技術績效目標…
摘要 社交網路可以組織成緊密連接的節點的社區，這種屬性稱為模組化
摘要 社交網路可以組織成緊密連接的節點的社區，這種屬性稱為模組化。由於疾病、資訊和行為在社區內的傳播速度比社區之間的傳播速度快，因此理解模組化對公共政策、流行病學和社會科學有廣泛的影響。社交網絡中社區形成的解釋通常會納入個人的屬性，例如性別、種族或共同活動。高度模組化也是大規模社交網路的屬性，其中每個節點代表某個位置的一群人，例如行動電話塔之間的呼叫流。然而，基於地點的屬性（包…
摘要 入侵過程是生態和流行病學系統動力學研究的基礎
摘要 入侵過程是生態和流行病學系統動力學研究的基礎。從數量上講，物種入侵性的一個重要衡量標準是物種擴散到新的開放環境中的速度。所谓的“线性确定性”猜想将完全非线性模型的传播率等同于从线性化系统计算出的传播率，并在入侵的前沿进行了线性化。本贡献的主旨是一项调查，解释了线性确定性给出“正确”答案的条件识别的最新进展，特别是在非紧致和非合作系统的背景下。还讨论了一些新颖的结果，这些结…
摘要 出版商摘要：潤滑良好的機器：微觀和宏觀自組裝油滴結構是藥物輸送的可行技術以及自我複製材料的合理模型
摘要 出版商摘要：潤滑良好的機器：微觀和宏觀自組裝油滴結構是藥物輸送的可行技術以及自我複製材料的合理模型。當遠離平衡時，液滴系統會變得動態並影響其自身的生長和分裂。融合和分裂共同展示了液滴複製循環。
摘要 宏基因組學改變了我們對微生物世界的理解，使研究人員能夠繞過分離和培養單一分類單元的需要，並直接表徵
摘要 宏基因組學改變了我們對微生物世界的理解，使研究人員能夠繞過分離和培養單一分類單元的需要，並直接表徵環境樣本的分類和基因組成。然而，將宏基因組樣本中發現的基因與特定起源分類群聯繫起來仍然是一個嚴峻的挑戰。現有的基於核苷酸組成或與參考基因組比對的分箱方法僅允許粗粒度分類，並且嚴重依賴於密切相關的分類群中定序基因組的可用性。在這裡，我們引入了一種新穎的計算框架，將多個樣本的基因…
摘要 油棕供應的植物油產量佔世界植物油產量的 30% 以上(1)
摘要 油棕供應的植物油產量佔世界植物油產量的 30% 以上(1)。種植園擴張正在整個熱帶地區進行，主要是在印度尼西亞，那裡碳儲量異質的森林具有很高的轉化率(2 4)。因此，量化油棕對全球碳預算的貢獻需要對轉變為種植園的土地覆蓋進行精細的時空評估(5,6)。在這裡，我們報告了 1990 年至 2010 年整個加里曼丹島（538；346 km(2)）的油棕開發情況，以及政府分配的租…
摘要 群體結構人群中的接觸模式決定了傳染病爆發的過程
摘要 群體結構人群中的接觸模式決定了傳染病爆發的過程。基於網路的模型揭示了群體層面的接觸模式與流行病動態之間的重要聯繫，但這些模型通常忽略群體內組成的異質性。在這裡，我們分析了分層結構的野生動物種群中疾病傳播的靈活數學模型，發現群體規模變化的增加降低了流行閾值，使社會動物種群容易受到更廣泛的病原體的影響。群體規模的變化也會增加輕度傳染性疾病流行的可能性，但會降低高度傳染性疾病流…
摘要 我們考慮存在市場影響的情況下的投資組合最佳化問題，並得出最優的清算策略
摘要 我們考慮存在市場影響的情況下的投資組合最佳化問題，並得出最優的清算策略。我們詳細討論了在線性市場影響的情況下尋找預期缺口（ES）下的最優投資組合的問題。我們表明，一旦考慮到市場影響，通常優化問題的正則化版本自然會出現。我們描述了在大投資組合規模的限制下最優清算策略的典型行為，並展示了市場影響如何消除這種情況下 ES 的不穩定性。
摘要 生物和社交網路由異質節點組成，這些節點對網路結構和功能的貢獻不同
摘要 生物和社交網路由異質節點組成，這些節點對網路結構和功能的貢獻不同。已經開發了許多演算法來測量這種變化。事實證明，這些演算法對於需要為各個節點分配分數的應用程式非常有用，從對網站進行排名到確定生態系統中的關鍵物種，但它們產生良好排名的機制基礎仍然知之甚少。我們表明，這些演算法的一個統一屬性是它們量化網路中關於節點狀態或執行功能的能力的共識。這些演算法透過考慮目標節點的直接連…
摘要 新陳代謝建立在有機化學的基礎上，並採用多種尺度的結構和相互作用
摘要 新陳代謝建立在有機化學的基礎上，並採用多種尺度的結構和相互作用。儘管有這些複雜性來源，新陳代謝也以模組化和層次結構的形式表現出驚人和強大的規律性，這可以用相對較少的組成原則來緊湊地描述。這些規律性使得代謝結構可以作為一個系統來理解，也暗示了該系統各層存在的順序。此外，新陳代謝也作為其他層次結構的基礎層，至少達到細胞整合的水平，包括生物能量學和分子複製以及營養生態學。在新陳…
摘要 背景：生物多樣性數據的數位化導致多餘、模糊或不正確的分類單元名稱的廣泛應用，導致記錄不匹配和物種數
摘要 背景：生物多樣性數據的數位化導致多餘、模糊或不正確的分類單元名稱的廣泛應用，導致記錄不匹配和物種數量膨脹。拼字錯誤的名稱和錯誤的分類法的最終後果是錯誤的科學結論和錯誤的政策決策。缺乏糾正這個「名稱問題」的工具已成為整合不同資料來源和推動生物多樣性科學進步的根本障礙。結果：TNRS（或分類名稱解析服務）是一種線上應用程序，用於自動化和用戶監督的植物學名標準化。 TNRS 建…
摘要 我們提出了一種具有局部守恆磁化強度的修改選民模型，並在數值模擬中研究了其二維相序動力學
摘要 我們提出了一種具有局部守恆磁化強度的修改選民模型，並在數值模擬中研究了其二維相序動力學。對動力學施加局部約束具有加速相序過程的驚人效果。該系統表現出以代數域增長為特徵的縮放機制，與標準選民模型的對數粗化不一致。基於簇擴散和類似於 Smoluchowski 成熟的現象學方法正確地預測了觀察到的縮放機制。我們的分析揭示了沒有熱力學潛力的相序動力學的意外複雜性。
摘要 大約 12,000 年前農業的出現是一場文化和技術革命，需要新的產權制度
摘要 大約 12,000 年前農業的出現是一場文化和技術革命，需要新的產權制度。在更新世晚期的流動狩獵採集者中，幾乎可以肯定，食物在獲得時被廣泛分享。如果將收穫的農作物或馴養動物的肉分配給其他群體成員，那麼更新世晚期的潛在農民就沒有動力參與清理、耕種、動物飼養和儲存方面所需的投資。然而，農業所要求的新財產權——確保個人對自己的勞動產品的所有權——是不可行的，因為採集經濟中的大多…
摘要 葉子經濟學譜（LES）描述了葉子性狀之間的全球種間相關性
摘要 葉子經濟學譜（LES）描述了葉子性狀之間的全球種間相關性。儘管最近理論取得了進展，但 LES 相關性出現的生物尺度以及這些相關性的生理和氣候原因仍然部分未知。在這裡，我們測試了一個基於葉脈網絡普遍權衡的現有理論，該理論預測 (i) LES 主要起源於個體； (ii) 小靜脈密度驅動 LES 特徵相關性； (iii) 在個體之間，LES 相關性反映了由可用水量驅動的小靜脈密…
摘要 生物系統的表現型在某種程度上對基因型變化具有穩健性
摘要 生物系統的表現型在某種程度上對基因型變化具有穩健性。這種穩健性存在於生物組織的多個層面。我們分析了蛋白質中兩類胺基酸的穩健性。具體來說，我們研究了結合或不結合小分子配體的胺基酸密碼子。我們詢問突變或誤譯引起的密碼子變化在多大程度上可能影響胺基酸的理化特性或蛋白質折疊。我們發現配體結合胺基酸的密碼子平均比非結合胺基酸的密碼子更穩健。由於誤譯通常比突變更常見，因此我們推測翻譯…
摘要 對於人類和牲畜傳染病的治療來說，抗生素抗藥性正變得越來越成問題
摘要 對於人類和牲畜傳染病的治療來說，抗生素抗藥性正變得越來越成問題。銅綠假單胞菌經常被發現對多種抗生素具有抗藥性，導致醫院病患死亡率很高。噬菌體代表了透過噬菌體療法對抗病原菌的潛在選擇。在這裡，我們利用先前的研究表明演化如何提高相對於祖先基因型的噬菌體感染能力。我們透過六次連續轉移在銅綠假單胞菌 PAO1 祖先菌株上傳代了四種不同的噬菌體分離株（足病毒科、肌肉病毒科）。我們首…
摘要 了解推動能源技術創新的因素對於緩解氣候變遷和解決其他與能源相關的全球挑戰至關重要
摘要 了解推動能源技術創新的因素對於緩解氣候變遷和解決其他與能源相關的全球挑戰至關重要。以能源專利申請衡量的創新水平低下，在 20 世紀 80 年代和 90 年代被認為是一個令人擔憂的問題，並歸因於公共和私人研發 (R&D) 的投資有限。在這裡，我們建立了涵蓋 1970 年至 2009 年期間的綜合性全球能源專利資料庫，該資料庫在時間和地理範圍上都是獨一無二的。對數據的分析揭示…
摘要 儘管城市在人類社會中的重要性日益增加，但我們科學地理解它們並在實踐中管理它們的能力仍然有限
摘要 儘管城市在人類社會中的重要性日益增加，但我們科學地理解它們並在實踐中管理它們的能力仍然有限。任何研究城市的科學方法的最大困難都源於城市的許多相互依存的方面，如社會、經濟、基礎設施和空間複雜系統，它們在巨大的尺度上以相似但不斷變化的形式存在。在這裡，我將展示所有城市如何根據本地運作的一小組基本原則來發展。發展了一個理論架構來預測城市的平均社會、空間和基礎設施屬性，作為一組適…
摘要 NCBI Re fSeq 資料庫提供了大約 2000 個完整定序的粒線體基因組，以及其蛋白質編碼基
摘要 NCBI Re fSeq 資料庫提供了大約 2000 個完整定序的粒線體基因組，以及其蛋白質編碼基因、rRNA 和 tRNA 的手動註釋。這些註釋資訊已經累積了二十多年，是透過多種計算工具和註釋策略獲得的。儘管付出了所有的人工管理努力，但它仍然受到閱讀方向分配錯誤、基因名稱錯誤、缺失以及誤報註釋（尤其是 RNA 基因）的困擾。總而言之，這給旨在全面使用這些數據來研究動物系…
摘要 多年來對後生動物線粒體基因組的廣泛研究已經確定基因排列和遺傳密碼的差異作為有價值的系統發育標記
摘要 多年來對後生動物線粒體基因組的廣泛研究已經確定基因排列和遺傳密碼的差異作為有價值的系統發育標記。了解複製、轉錄的基本機制以及控制區域的作用，例如導致複製、轉錄的潛在機制。不同的基因順序對於評估此類事件的系統發育訊號很重要。這篇綜述總結並討論了後生動物線粒體轉錄和複製相對於控制區域的一般方面以及幾種提出的基因重排模型。隨著全基因組定序計畫的積累，越來越多關於粒線體基因轉移到…
摘要 在這篇綜述中，我們概述了用於分析後生動物線粒體基因組的各種生物資訊方法和工具
摘要 在這篇綜述中，我們概述了用於分析後生動物線粒體基因組的各種生物資訊方法和工具。我們比較了可用的專用資料庫，並提出了目前的工具，用於準確的基因組註釋、蛋白質編碼基因的識別以及 tRNA 和 rRNA 模型的確定。我們還使用基於基因順序或序列的數據評估用於系統發育樹推斷的各種工具和模型。對於基於基因順序的方法，我們比較了基於重排和基於基因簇的基因順序重排分析方法。至於基於序列…
摘要 目前 NCBI RefSeq 中存在約 2800 個後生動物線粒體基因組，其中三分之二屬於脊椎動物
摘要 目前 NCBI RefSeq 中存在約 2800 個後生動物線粒體基因組，其中三分之二屬於脊椎動物。後生動物系統發育最近受到大規模 EST 方法（系統基因組學）的挑戰，穩定了經典節點，同時支持新的姐妹群假設。在深度系統發育分析中使用粒線體數據經常受到批評，因為核苷酸替換率高、類群之間氨基酸替換率差異大以及核苷酸頻率偏差。儘管如此，粒線體基因組數據可能仍然有希望，因為它允許…
摘要 幾種理論根據假定從分支網絡的特徵中出現的異速生長關係來預測全樹功能
摘要 幾種理論根據假定從分支網絡的特徵中出現的異速生長關係來預測全樹功能。為了測試這個關鍵假設，更一般地說，為了探索樹木內部和樹木之間的外部結構模式，我們測量了樹枝特徵（半徑/長度）併計算了五個不同功能的物種的縮放指數。與包括代謝縮放理論在內的主流理論一致，分支是區域保留的並且在樹內統計上是自相似的。然而，在節點和整個樹級計算的縮放指數之間的差異挑戰了優化的對稱分支樹的假設。此…
摘要 我們的文化製度持久性和創新理論是基於個體社會規範和契約的不協調更新，因此文化和製度共同演化
摘要 我們的文化製度持久性和創新理論是基於個體社會規範和契約的不協調更新，因此文化和製度共同演化。我們解釋了為什麼帕累托主導的文化製度配置可能會持續很長一段時間，以及轉變是如何發生的。在我們的模型中，菁英權力的行使在持久性或創新中不起任何作用，轉型是內生髮生的。這與菁英強加劣等製度或文化作為自利分配策略的模式不同。我們表明，帕累托主導結構越劣勢、人口越理性和個人主義，持久性就越…
摘要 背景：歷史偶然性在確定病毒族群演化潛力方面的重要性在很大程度上沒有受到重視
摘要 背景：歷史偶然性在確定病毒族群演化潛力方面的重要性在很大程度上沒有受到重視。然而，識別過去的適應所施加的限制對於理解進化生物學中的許多問題非常重要，例如多宿主病毒的宿主使用動態的進化或在缺乏抗病毒治療的情況下持續存在的逃脫突變體的出現。為了解決這個問題，我們採用了一種實驗方法，其中 60 個在過去的進化歷史和對煙草的適應程度方面不同的煙草蝕刻馬鈴薯病毒譜係被允許適應該…
摘要 引言：當人工生命的科技成果體現為具有實際用途的技術時，有時可以適當地稱為生命技術[6]
摘要 引言：當人工生命的科技成果體現為具有實際用途的技術時，有時可以適當地稱為生命技術[6]。現今的科技變得越來越栩栩如生，最近對生命科技更廣泛的科學、社會經濟、文化和倫理影響的基礎性討論也越來越多（例如，[5, 7]）。本期《人工生命》特刊描述了生命科技的最新發展，並舉例說明了當前的進展和應用。書的科學核心由七篇文章組成，描述了生活科技的新進展。本卷也包含四篇關於生命科技更廣…
摘要 有些演化創新可能起源於非適應性的外適應或預適應，它們是其他適應性特徵的副產品(1 5)
摘要 有些演化創新可能起源於非適應性的外適應或預適應，它們是其他適應性特徵的副產品(1 5)。例子包括羽毛，它起源於飛行之前(2)，以及晶狀體蛋白，它是起源於酵素的光折射蛋白質(6)。適應性特徵有多少頻率具有非適應性起源的問題對演化生物學有深遠的影響，但很難系統性地解決。在這裡，我們考慮新陳代謝中的這個問題，新陳代謝是最古老的生物系統之一，也是所有生命的核心。我們分析了具有重要…
摘要 我們提出了一個簡單的遺傳適應不斷變化的環境的模型，描述了以兩個最大值為特徵的適應度景觀
摘要 我們提出了一個簡單的遺傳適應不斷變化的環境的模型，描述了以兩個最大值為特徵的適應度景觀。一個與適應環境的「專家」個體有關；這個最大值會隨著環境的變化而改變。另一個最大值是靜態的，代表不受環境變化影響的「通才」個體。景觀的其餘部分被「適應不良」的個體佔據。我們的分析考慮了這三個亞種群的演化。我們的主要結果是，在存在足夠穩定的環境特徵的情況下，就像物理棲息地不變的情況一樣…
摘要 為了研究注入點的選擇對新產品在社會中傳播的影響，我們開發了一個口碑傳播模型，然後將其應用於社交網絡
摘要 為了研究注入點的選擇對新產品在社會中傳播的影響，我們開發了一個口碑傳播模型，然後將其應用於社交網絡數據以及 43 個印度村莊新推出的小額信貸計劃的參與情況。我們的模型使我們能夠區分鄰居之間的訊息傳遞與鄰居參與決策的直接影響，以及參與者與非參與者之間的訊息傳遞。該模型估計表明，參與者傳遞訊息的可能性是知情的非參與者的七倍，但非參與者傳遞的訊息仍約佔最終參與的三分之一。如果知…
摘要 真核組蛋白攜帶一系列不同的特定化學修飾，這些修飾在細胞的整個生命週期中不斷積累，並對一般細胞狀態，
摘要 真核組蛋白攜帶一系列不同的特定化學修飾，這些修飾在細胞的整個生命週期中不斷積累，並對一般細胞狀態，特別是轉錄程序產生至關重要的影響。複製會對染色質狀態造成巨大破壞，這實際上相當於部分刪除儲存的資訊。為了保持其表觀遺傳狀態，細胞透過仍然知之甚少的過程來重建（至少部分）組蛋白修飾。一個似乎合理的假設是，組蛋白修飾酶中讀寫域的不同組合實現了局部重寫規則，這些規則能夠基於複製之前…
摘要 氣候變遷正在改變許多物種的物候和分佈，預計還會發生進一步的變化
摘要 氣候變遷正在改變許多物種的物候和分佈，預計還會發生進一步的變化。物種能在生理上適應氣候變暖嗎？我們分析了世界範圍內大量陸地變溫動物 (n=697)、吸熱動物 (n=227) 和植物 (n=1816) 物種的熱耐受性，結果表明，對熱的耐受性在不同譜系中基本保守，而對冷的耐受性在物種之間和物種內存在差異。先前記錄的變溫動物的這種模式對於該群體以及吸溫動物和植物來說是明顯的，挑…
摘要 Polymers of hydrogen cyanide and their hydrolysis
摘要 Polymers of hydrogen cyanide and their hydrolysis products constitute a plausible, but still poorly understood proposal for early prebiotic chemistry on Earth. HCN 聚合物是由十多種獨特反應機制相互作用生成的，並…
摘要 荷馬史詩是最偉大的文學傑作之一，但它們的創作時間尚不清楚
摘要 荷馬史詩是最偉大的文學傑作之一，但它們的創作時間尚不清楚。在这里，我们将进化语言系统发育统计方法应用于荷马、现代希腊语和古赫梯词汇项的差异，以估计这些伟大作品的大约公元前 710760 年的日期。我们的分析比较了三对语言中的一组常见词汇项目，记录了每个项目中两种语言中的单词是否源自共同的祖先单词。然后，我们使用基于似然的马尔可夫链蒙特卡罗程序来估计多年来分离这些语言的最可…
摘要 根據資助、招聘、學術期刊的接受度和生產力等多項指標，學術界的性別差距似乎正在縮小，人們可能會認為性
摘要 根據資助、招聘、學術期刊的接受度和生產力等多項指標，學術界的性別差距似乎正在縮小，人們可能會認為性別不平等問題很快就會成為過去。然而，基於自然科學、社會科學和人文領域超過 800 萬篇論文的大規模分析揭示了性別不平等仍然存在的一些低調而持久的方式。例如，即使原始出版物數量在性別之間似乎是平等的，但仔細觀察就會發現，在某些領域，男性在享有聲望的第一作者和最後作者職位上占主導…
摘要 對化療、特別是抗癌治療的抗藥性是日益引起醫學關注的問題
摘要 對化療、特別是抗癌治療的抗藥性是日益引起醫學關注的問題。在癌症發揮作用的眾多機制中，最重要的機制之一是選擇表達抗性基因或表型的腫瘤細胞。受適應性演化中突變選擇理論的啟發，我們提出了一個基於連續變數的模型，代表影響健康和腫瘤細胞出生/死亡率、化療效果（細胞毒性和細胞抑制性）和突變的抗性基因（或產生表型的基因）的表達量。我們透過證明化療和細胞抑制劑治療的不同性質的作用如何可能…
摘要 在試圖了解弛豫鐵電性的起源時，研究表明，在弛豫合金 Ba(Zr1 xTix)O 3 的第一原理模擬
摘要 在試圖了解弛豫鐵電性的起源時，研究表明，在弛豫合金 Ba(Zr1 xTix)O 3 的第一原理模擬中發現的非遍歷性和前體奈米域的開始的有趣行為可以透過簡單地映射到軟贗自旋玻璃來輕鬆理解。
摘要 揭示複雜生物網絡的結構並將其與其功能作用聯繫起來是系統生物學的重要任務
摘要 揭示複雜生物網絡的結構並將其與其功能作用聯繫起來是系統生物學的重要任務。在這裡，我們試圖描述三種微生物大規模代謝網絡的功能組織。我們應用通量平衡分析來研究這些生物在不同環境中的最佳生長狀態。透過研究不同環境下通量模式中反應的差異使用，我們觀察到反應活性的驚人雙峰分佈。受此啟發，我們提出了一個簡單的演算法將代謝網路分解為三個子網路。事實證明，我們的反應分類器對路徑的生化作用…
摘要 振盪化學反應在生物系統中很常見，也發生在人造非生物系統
摘要 振盪化學反應在生物系統中很常見，也發生在人造非生物系統。一般來說，這些反應會受到環境條件的隨機波動的影響，這些波動會轉換為物理變數（例如溫度）值的波動。我們為包含單一負回饋環的非等溫最小化學振盪器製定了數學模型，並在沒有任何確定性極限環或週期性強迫的情況下對溫度隨機波動的影響進行了數值研究。我們表明，溫度雜訊可以引起持續的極限循環振盪，其頻率分佈相對較窄，並且具有某些特徵…
摘要 RNA已成為合成生物學中不可或缺的建構材料
摘要 RNA已成為合成生物學中不可或缺的建構材料。 RNA 分子以其可有效計算的二級結構為主導，不僅適合體外和體內選擇，而且適合基於計算的合理設計。雖然構建具有指定基態結構的 RNA 序列的反向折疊問題在近二十年中受到了相當多的關注，但在設計可以在不同的指定構象之間切換的 RNA 方面卻很少做出努力。我們引入了一種用戶友好的工具，用於設計折疊成多個目標結構的 RNA 序列。底層…
摘要 在大多數職業運動中，比賽場地結構保持中立，因此得分不平衡可能歸因於團隊技能的差異
摘要 在大多數職業運動中，比賽場地結構保持中立，因此得分不平衡可能歸因於團隊技能的差異。因此，環境異質性對評分動態或競爭優勢有何影響仍未知。將一種新穎的得分動態生成模型應用於從線上遊戲中抽取的大約 1000 萬場團隊比賽，我們量化了比賽中的結構與其得分動態之間的關係，同時控制了機會的影響。儘管結構存在很大差異，但我們觀察到事件節奏存在著一個共同的三相模式。僅從比賽的結構特徵就可…
摘要 我們提出了一種設置，預測在一般和現實條件下可以觀察到冪律衰減
摘要 我們提出了一種設置，預測在一般和現實條件下可以觀察到冪律衰減。我們研究的系統非常簡單：最初在勢阱中準備的量子波包，其（i）尾部漸近衰減，類似於x（ 2）和（ii）特徵值譜，顯示附著於基態或平衡態的連續部分。我們從通用、受限初始態的光譜特性中分析推導出漸近衰變定律。我們的發現得到了冷原子最先進的膨脹實驗的真實數值模擬的支持。
摘要 美國西南部前西班牙時期晚期（公元 1200 1450 年）的特徵是大規模的人口變化，包括長途遷徙和
摘要 美國西南部前西班牙時期晚期（公元 1200 1450 年）的特徵是大規模的人口變化，包括長途遷徙和人口聚集。為了重建這些過程如何重塑社交網絡，我們從西南西部這段時期的主要站點編制了一個綜合的文物資料庫。我們將社交網路分析與地理資訊系統方法結合，重建 250 年來的網路動態。我們展示了社交網路如何在以前未記錄的空間、時間和社會尺度上在整個地區發生轉變。使用年代久遠的裝飾陶瓷…
摘要 氣候變遷預計將改變全球宿主 寄生蟲系統的動態
摘要 氣候變遷預計將改變全球宿主 寄生蟲系統的動態。開發這些影響的預測模型的關鍵要素之一是寄生蟲的生命週期。例如，通常認為具有間接生命週期的寄生蟲比具有直接生命週期的寄生蟲對環境條件變化更敏感，因為其至少一種專性宿主物種滅絕的可能性更大。在這裡，我們透過將具有直接生命週期的寄生線蟲與間接生命週期的寄生線蟲進行對比來挑戰這個概念。具體來說，我們認為中間宿主的行為溫度調節可能會緩衝…
摘要 氣候變遷預計將改變全球傳染病的動態
摘要 氣候變遷預計將改變全球傳染病的動態。由於宿主寄生蟲系統的複雜性以及描述環境條件如何影響各種系統組件的數據不足，預測模型仍然難以捉摸。在這裡，我們將宿主宏觀寄生蟲模型與生態學代謝理論聯繫起來，提供了一個機制框架，允許整合多種非線性環境效應來估計新條件下寄生蟲的適應性。這些模型可以確定寄生蟲的基本熱生態位，從而確定氣候變遷是否導致範圍縮小或可能允許範圍擴大。將模型應用於季節性…
摘要 儘管易感者 感染者 復健（SIR）模型看似簡單，但它已為流行病學提供了有力的證據
摘要 儘管易感者 感染者 復健（SIR）模型看似簡單，但它已為流行病學提供了有力的證據。 SIR 框架的大多數應用都使用非線性關聯的形式來描述每個瞬間的新病例數。我們採用定理來分析具有廣義非線性關聯結構的 SIR 模型的穩定性。然後將這些定理應用於標準發病率和基於流行病學經濟理論的適應性行為反應所產生的發病率的情況。當自適應行為包含在 SIR 模型中時，可以在更大的參數空間上出…
摘要 儘管赤道東太平洋的異常間歇性暖化（被秘魯漁民稱為厄爾尼諾現象）對全球產生了重大（有時甚至是毀滅性）
摘要 儘管赤道東太平洋的異常間歇性暖化（被秘魯漁民稱為厄爾尼諾現象）對全球產生了重大（有時甚至是毀滅性）影響，但可靠的預測仍然僅限於未來約 6 個月。大幅延長預警時間將有助於避免一些最嚴重的損失，例如發展中國家的歉收。在這裡，我們介紹了一種基於網路方法的厄爾尼諾預測的獨特途徑，檢查新興的遙相關。我們的方法始於這樣的證據，即連接厄爾尼諾盆地（赤道太平洋走廊）和其他海洋的大規模合作…
摘要 蛋白質編碼基因的正確註釋是蛋白質體學研究中常規資料分析的基礎
摘要 蛋白質編碼基因的正確註釋是蛋白質體學研究中常規資料分析的基礎。然而，大多數蛋白質序列資料庫幾乎完全依賴基因查找軟體，並且不可避免地遺漏蛋白質註釋或存在錯誤。蛋白質基因組學試圖透過將 MS 數據直接與基因組序列資料庫進行匹配來克服這些問題。在這裡，我們報告了幽門螺旋桿菌菌株 26695 的深入蛋白質體學研究。根據 NCBI 註釋和基因組六幀翻譯的組合資料庫搜尋 MS 資料。…
摘要 工程師、政策制定者和私人投資者對預測技術進步非常感興趣
摘要 工程師、政策制定者和私人投資者對預測技術進步非常感興趣。人們提出了幾種模型來預測技術進步，但這些模型的表現如何？ Theodore Wright 在 1936 年提出的一個早期假設是，成本隨著累積生產的冪律而下降。另一種假設是摩爾定律，它可以概括為技術隨著時間呈指數級增長。戈達德、辛克萊等人和諾德豪斯提出了其他替代方案。這些假設先前並未經過嚴格檢驗。我們使用一個關於 62…
摘要 目的全基因組關聯研究（GWAS）及其隨後的統合分析透過發現幾個新基因改變了類風濕性關節炎（RA）的
摘要 目的全基因組關聯研究（GWAS）及其隨後的統合分析透過發現幾個新基因改變了類風濕性關節炎（RA）的遺傳學格局。此類研究以白種人群體的樣本為重，但它們僅解釋了總遺傳力的一小部分。我們先前對遺傳上不同的北印度 RA 隊列的研究表明，北印度和西方人群之間存在明顯的等位基因/遺傳異質性，因此在非歐洲人群中進行 GWAS 是有必要的。我們進行這項研究是為了檢測其他與疾病相關的位點，…
摘要 兩種相互作用的力量影響著所有人口：馬爾薩斯的指數增長動態，直到達到資源限制，以及達爾文的創新和適應
摘要 兩種相互作用的力量影響著所有人口：馬爾薩斯的指數增長動態，直到達到資源限制，以及達爾文的創新和適應動態，透過生物和/或文化進化來規避這些限制。這些力量在現代人類社會中的具體表現，為確定人類如何與有限的地球建立可持續的關係提供了重要的背景。
摘要 控制自組織系統具有挑戰性，因為系統會對控制器做出回應
摘要 控制自組織系統具有挑戰性，因為系統會對控制器做出回應。在這裡，我們開發了一個模型，該模型捕捉網路上 Bak Tang Wiesenfeld (BTW) 沙堆的基本自組織機制，這是一個自組織臨界 (SOC) 系統。該模型可以研究一種簡單的控制方案，該方案確定級聯頻率並形成系統性風險。我們表明，通用成本函數存在最優策略，控制亞臨界系統可能會將其推向臨界狀態。這種方法可以控制其…
摘要 新環境中的族群會隨著時間的推移累積適應性突變，這個過程的動態取決於潛在的適應度景觀：族群中可能基因
摘要 新環境中的族群會隨著時間的推移累積適應性突變，這個過程的動態取決於潛在的適應度景觀：族群中可能基因型的適應度和突變距離。儘管它對於理解族群的演化具有根本性的重要性，但從經驗數據中推斷出這一景觀一直存在問題。我們發展了一個理論架構來描述隨機、無性、不受管制的多態性群體在相關適應度景觀上經歷有益、中性和有害突變的適應。我們對平均適應度和種群內適應度方差隨時間的變化進行定量預測…
摘要 生態位建構理論（NCT）明確承認生物體對環境的改變（「生態位建構」）及其隨時間的遺留（「生態繼承」
摘要 生態位建構理論（NCT）明確承認生物體對環境的改變（「生態位建構」）及其隨時間的遺留（「生態繼承」）本身就是演化過程。在這裡，我們闡述了生態位建構理論如何為整合生態系統生態學和演化理論提供有用的概念工具和理論見解。我們首先簡要地描述 NCT，並說明它與傳統演化方法的差異。然後，我們區分生態位建構的兩個面向——環境改變和回應建構環境的後續演化——將第一個面向等同於「生態系統…
摘要 體型幾乎影響有機體生物學的所有方面，因此了解體型演化的限制和動態非常重要
摘要 體型幾乎影響有機體生物學的所有方面，因此了解體型演化的限制和動態非常重要。儘管對最小和最大體型的宏觀進化和宏觀生態學進行了實證研究，但關於體型進化的速率和限制的一般定量理論卻很少。我們提出了一個通用理論，該理論整合了個體生產力、慢 快生活史連續體的生活方式組成部分以及世代時間的異速生長縮放，以預測進化枝的進化速率和漸近最大身體尺寸，以及尺寸進化多樣化階段的宏觀進化軌蹟的形…
摘要 最近整理的觀測數據表明，20 世紀全球葉綠素 a 濃度中位數大幅下降，這一趨勢似乎與海洋暖化有關
摘要 最近整理的觀測數據表明，20 世紀全球葉綠素 a 濃度中位數大幅下降，這一趨勢似乎與海洋暖化有關。一些模型研究認為海洋物理結構的變化是一個可能的原因，而實驗工作支持了一種生物機制，即觀察到的浮游動物吃草率的增加在較高溫度下超過了浮游植物的產量。在這裡，我們提出了在人為全球暖化未減弱的情況下，大氣場迫使海洋大氣環流和碳循環耦合模型得出的瞬態模擬（IPCC SRES A1FI…
摘要 大多數單字的演變速度太快，以至於無法保存其 5,000 至 9,000 年前的祖先證據，這一事實困
摘要 大多數單字的演變速度太快，以至於無法保存其 5,000 至 9,000 年前的祖先證據，這一事實困擾著對世界語言之間更深層關係的探索。另一方面，定量模型顯示存在一些「超保守」單詞，可以用來尋找超越該時間障礙的深層語言關係的證據。在這裡，我們使用統計模型，考慮到日常言語中單詞的使用頻率，來預測歐亞大陸七個語系中是否存在一組此類高度保守的單詞，這些語系假定形成一個語言超家族，…
摘要 基因調控電路驅動著從細菌到人類的生物體的發育、生理和行為
摘要 基因調控電路驅動著從細菌到人類的生物體的發育、生理和行為。這些迴路的表型或功能體現在它們形成的基因表現模式中。調節迴路通常是多功能的，在不同的胚胎階段、組織或生理狀態下形成不同的基因表現模式。任何具有單一功能的電路都可以透過許多不同的調控基因型來實現。多功能性可能限制了這個數字，但我們不知道限製到什麼程度。我們在這裡詳盡地描述了包含數百萬個模型調節電路及其所有可能功能的基…
摘要 近年來，北半球遭受了幾次毀滅性的區域性夏季極端天氣，例如2003年的歐洲熱浪、2010年俄羅斯的熱
摘要 近年來，北半球遭受了幾次毀滅性的區域性夏季極端天氣，例如2003年的歐洲熱浪、2010年俄羅斯的熱浪和巴基斯坦的印度河洪水以及2011年美國的熱浪。在此，我們提出了一種在北半球中緯度地區產生持久的縱向行星尺度高振幅大氣環流模式的共同機制。這些模式（緯向波數 m = 6、7 或 8）是上述極端情況的特徵。我們表明，這些模式可能是由於中緯度波導中緯向波數 k 接近 m 的自由…
摘要 我們提出了一種基於實驗的策略來尋找新的高轉變溫度超導體，該策略基於成熟的自旋漲落磁通向超導，其中超
摘要 我們提出了一種基於實驗的策略來尋找新的高轉變溫度超導體，該策略基於成熟的自旋漲落磁通向超導，其中超導所需的有吸引力的準粒子相互作用來自於它們與源自材料接近反鐵磁態的動態自旋漲落的耦合。我們展示了經過將近三十年對銅酸鹽的深入實驗和理論研究的結果與對非常相似的非常規重電子超導體家族（115 材料）長達十年的研究中發現的結果相結合所獲得的經驗教訓，如何有助於開展這項研究。我們得…
摘要 了解 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 的傳播對於制定有效的預防策略（包括疫苗）至關重要
摘要 了解 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 的傳播對於制定有效的預防策略（包括疫苗）至關重要。我們比較了 C 亞型異性傳播背景下急性/早期感染受試者和慢性感染受試者的 HIV 1 env 基因的表型和遺傳變異。我們發現傳播的病毒都使用 CCR5，並且需要高水平的 CD4 來感染目標細胞，這表明傳播後選擇在 T 細胞而不是巨噬細胞中複製。此外，傳播的病毒更有可能使用馬拉維…
摘要 我們考慮最近提出的非線性薛丁格方程，該方程表現出冪律形式 e(q)(i(kx wt)) 的類孤子解
摘要 我們考慮最近提出的非線性薛丁格方程，該方程表現出冪律形式 e(q)(i(kx wt)) 的類孤子解，涉及在非廣延恆溫統計中自然出現的 q 指數函數 e(q)(z) 等價於 [1 + (1 q)z)，其中 ezq)(z)。由於這些基本解的行為類似於自由粒子，遵循 p = hk、E = h omega 和 E = p(2)/2m(1 <= q < 2)，因此有必要研究它們在勻…
摘要 Holevo 量（限制了量子通道傳輸有關可觀察量的經典資訊的能力）和量子不一致（該可觀察量的相關性
摘要 Holevo 量（限制了量子通道傳輸有關可觀察量的經典資訊的能力）和量子不一致（該可觀察量的相關性的量子性的度量）之和產生了由量子互資訊給出的與可觀察量無關的總和。這種分裂自然地描繪了觀察者可訪問的有關量子系統的信息——由環境冗餘傳輸的信息——同時表明它對於準經典指針可觀察量來說是最大化的。其他可觀察量只能透過與指標可觀察量的相關性來存取。我們還證明了與可訪問資訊和不和諧…
摘要 細胞感染複數（MOI）是描述病毒體與細胞之間相互作用、預測混合基因型感染動態、了解病毒演化的關鍵參
摘要 細胞感染複數（MOI）是描述病毒體與細胞之間相互作用、預測混合基因型感染動態、了解病毒演化的關鍵參數。最近的兩項研究報告了菸草花葉病毒 (TMV) 和花椰菜花葉病毒 (CaMV) 的體內 MOI 估計，使用複雜的方法來測量兩種病毒變異體在宿主細胞上的分佈。儘管實驗方法相似，但這些研究採用了不同的 MOI 定義和估計方法。這裡，開發了新的基於模型選擇的 MOI 計算方法。制…
摘要 有缺陷的干擾 (DI) 病毒被認為會導致病毒水平波動，即所謂的「馮馬格努斯效應」
摘要 有缺陷的干擾 (DI) 病毒被認為會導致病毒水平波動，即所謂的「馮馬格努斯效應」。 DI 病毒的干擾被認為是這些動態的基礎，儘管這個想法的實驗測試尚未到來。對於桿狀病毒（通常用於在昆蟲細胞中表達異源蛋白的昆蟲病毒），已經研究了 DI 產生的分子機制。然而，攜帶 DI 的桿狀病毒族群的動態尚未被詳細研究。為了解決這個問題，我們使用定量即時 PCR 來測定 Sf21 細胞中苜…
摘要 單一系統的未知量子態無法被發現，因為測量的系統被重新準備，它會跳到測量的可觀察量的本徵態
摘要 單一系統的未知量子態無法被發現，因為測量的系統被重新準備，它會跳到測量的可觀察量的本徵態。無法找到量子態和其他症狀通常歸咎於波包坍縮（正如最近對測量系統的純態所證明的那樣），這是由於廬正性（然而，它不允許字面上的坍縮）和測量的可重複性：連續的酉演化和可重複性足以建立量子躍遷背後的離散性。在這裡，我們考慮宏觀開放系統（例如裝置）的混合狀態，並且我們允許其微觀狀態在例如由觀察…
摘要 甲型流感（H3N2）在病原體族群動態、流行病學和遺傳學之間的相互作用方面是一種經過充分研究但尚未完
摘要 甲型流感（H3N2）在病原體族群動態、流行病學和遺傳學之間的相互作用方面是一種經過充分研究但尚未完全了解的疾病。一個主要的懸而未決的問題是，為什麼全球範圍內的病毒種群由單一且最近分化（2 8 年）的譜系主導。傳統上，這是透過限制新的成功抗原變異體的產生來模擬的，這樣只有一小部分後代獲得了逃避宿主免疫所需的突變。 Recker 等人最近提出了一種替代方法。其中持續產生有限數…
摘要 早在 1902 年，吉布斯就指出配分函數發散的系統，例如重力，不屬於玻爾茲曼 吉布斯（BG）理論的
摘要 早在 1902 年，吉布斯就指出配分函數發散的系統，例如重力，不屬於玻爾茲曼 吉布斯（BG）理論的有效性。一致地，自從開創性的貝肯斯坦 霍金結果以來，物理上有意義的證據（例如全像原理）已經積累，表明（3+1）黑洞的 BG 熵 SBG 與其面積 L 2 成正比（L 是特徵線性長度），而不是與其體積 L 3 成正比。類似地，也存在面積定律，之所以如此命名，是因為對於一大類強量…
摘要 人工 microRNA (amiRNA) 是工程化 microRNA (miRNA) 基因的表達產
摘要 人工 microRNA (amiRNA) 是工程化 microRNA (miRNA) 基因的表達產物，可有效且特異性地下調包含互補序列的 RNA。基因改造植物表達高水平的一種或多種靶向某些RNA病毒基因組中特定序列的amiRNA，已顯示出對相應病毒的特異性抗性。這是擬南芥轉基因株系 12 4 的情況，它高水平表達 amiR159 HC Pro，靶向蕪菁花葉病毒 (TuMV…
摘要 實體人工智慧領域的主要挑戰之一是複雜行為的開放式自主學習
摘要 實體人工智慧領域的主要挑戰之一是複雜行為的開放式自主學習。我們的方法是使用獨立於任務、資訊驅動的內在動機來支持任務依賴的學習。這裡介紹的工作是我們研究預測資訊（感測器流的過去和未來的相互資訊）作為內在驅動力的初步步驟，理想地支援任何類型的任務獲取。先前的實驗表明，預測資訊（PI）是支持複雜行為的自主、開放式學習的良好候選者，因為 PI 的最大化對應於對形態和環境依賴的行為…
摘要 分子伴侶 Hsp90 在真核生物中至關重要，它促進發育調節因子和訊號傳導蛋白（稱為 Hsp90 客
摘要 分子伴侶 Hsp90 在真核生物中至關重要，它促進發育調節因子和訊號傳導蛋白（稱為 Hsp90 客戶）的折疊。 In contrast, Hsp90 is not essential in bacteria, and a broad characterization of its molecular and organismal function is lacking. …
摘要 餘震統計提供了大量數據，可用於更好地了解地震物理
摘要 餘震統計提供了大量數據，可用於更好地了解地震物理。餘震滿足尺度不變的古騰堡 里希特（GR）頻率 震級統計。它們也滿足冪律地震活動率衰減的大森定律和最大震級縮放的巴延斯定律。分支餘震序列（BASS）模型是流行型餘震序列模型（ETAS）的尺度不變極限，它使用這些尺度定律來產生合成餘震序列。本文的目的之一是證明這些模型中的分支過程符合德永分支統計。德永分支統計學最初是為排水網絡…
摘要 考慮一個具有隨機初始狀態的動態多體系統，隨後透過隨機動力學演化
摘要 考慮一個具有隨機初始狀態的動態多體系統，隨後透過隨機動力學演化。在預測最終狀態時，初始狀態（「自然」）與隨機動力學的實現（「培養」）的相對重要性為何？我們在從 T = 無窮大到 T = 0 的初始深度淬火後檢查了二維伊辛鐵磁體的這個問題。我們對獨立動態環境中產生的「同卵雙胞胎」之間的重疊進行了蒙特卡羅研究，最大尺寸為 L = 500。我們的結果顯示重疊隨著時間衰減，如 t…
摘要 資訊理論是表達驅動自主系統原理的強大工具，因為它具有領域不變性並且允許直觀的解釋
摘要 資訊理論是表達驅動自主系統原理的強大工具，因為它具有領域不變性並且允許直觀的解釋。本文研究了使用感覺運動過程的預測資訊（PI）（也稱為過剩熵或有效測量複雜性）作為產生行為的驅動力。我們研究非線性和非平穩系統，並引入時間局部預測資訊（TiPI），它使我們能夠得出精確的結果以及動態系統框架中控制器參數的明確更新規則。透過這種方式，在行為層面上所發展的資訊原理被轉化為突觸的動態…
摘要 環境變遷對物種的生存構成了重大威脅
摘要 環境變遷對物種的生存構成了重大威脅。當變化迅速時，一個群體持續存在的唯一手段可能就是演化出抵抗力。了解這種進化救援對於面對全球變化時的保護非常重要，對於農業和醫學科學也很重要，這些科學的目標是控製或消滅人口。理論預測，大量族群和遺傳變異會促進演化救援，但這仍有待檢驗。我們複製了數百個螢光假單胞菌 SBW25 細菌群體，並接受了一系列劑量的抗生素鏈黴素。與理論一致，族群規模…
摘要 我們考慮使用狄利克雷先驗對資料中的資訊論量進行貝葉斯估計
摘要 我們考慮使用狄利克雷先驗對資料中的資訊論量進行貝葉斯估計。承認事件空間大小 m 和狄利克雷先驗的集中參數 c 的不確定性，我們將兩者視為超先驗設定的隨機變數。我們表明，相關的超先驗 P (c; m) 服從簡單的「未見變數的無關性」(IUV) 需求當且僅當 P (c; m) = P (c) P (m)。因此，需要 IUV 大大減少了超先驗的自由。一些資訊論量可以根據不同的事…
摘要 B 細胞表面抗原受體響應其同源配體的活化受到回饋機制的嚴格控制
摘要 B 細胞表面抗原受體響應其同源配體的活化受到回饋機制的嚴格控制。除了配體誘導的訊號傳導外，B 細胞受體 (BCR) 還發出對 B 細胞生存和發育至關重要的配體獨立的強直訊號傳導。在沒有配體的情況下，BCR 強直訊號傳導由 Src 家族蛋白酪胺酸激酶 Lyn 和蛋白質酪胺酸磷酸酶 SHP 的基礎活性所控制。抗原與 BCR 的結合引起受體聚集或聚集，這是 B 細胞活化中最早的…
摘要 提出了獨立式玻璃二氧化矽雙層的理論模型，該雙層最近在具有里程碑意義的工作中透過實驗合成和表徵
摘要 提出了獨立式玻璃二氧化矽雙層的理論模型，該雙層最近在具有里程碑意義的工作中透過實驗合成和表徵。雖然這種二維連續隨機共價網絡很可能發生在能量基礎上，但之前尚未發現合成途徑。這裡，雙層是使用從單層非晶石墨烯模型開始的電腦組裝程式進行建模的，該模型是使用鍵轉換演算法從最初的結晶石墨烯結構生成的。每個鍵都用氧原子裝飾，碳原子被重新標記為矽，產生共享角三角形的二維網絡。透過將矽原子…
摘要 背景：尋找遠緣同源物已成為基因組註釋中的重要議題
摘要 背景：尋找遠緣同源物已成為基因組註釋中的重要議題。一個特別的困難是由不同的同源物造成的，這些同源物已經失去了可辨識的序列相似性。同樣的問題也出現在識別大類 RNA 的新成員（例如 snoRNA 或 microRNA）中，這些成員由無共同血統的家族組成。目前的結構化RNA同源性搜尋工具要麼完全基於序列相似性（例如blast或hmmer），要麼結合序列和二級結構。後一類工具最…
摘要 假設一般複雜系統的物理適當熵滿足熱力學廣延性，我們研究了最近引入的熵 S delta（它恢復了 d
摘要 假設一般複雜系統的物理適當熵滿足熱力學廣延性，我們研究了最近引入的熵 S delta（它恢復了 delta = 1 的常見玻爾茲曼 吉布斯形式）並建立了微正則和正則極值分佈。使用 H 定理的廣義版本，我們找到與該熵函數相關的非線性 Fokker Planck 方程，並計算穩態機率分佈。我們證明這兩種方法都會產生一個相同的方程，而該方程又唯一地確定了機率分佈。我們證明，平衡…
摘要 在本文中，我們展示瞭如何調整最初為學術期刊排名而設計的特徵因子分數，以根據作者級別的引文數據對作者
摘要 在本文中，我們展示瞭如何調整最初為學術期刊排名而設計的特徵因子分數，以根據作者級別的引文數據對作者、機構和國家的學術成果進行排名。使用本文中描述的方法，我們為社會科學研究網絡 (SSRN) 中 240,804 篇論文的 84,808 位明確作者提供了特徵因子排名，SSRN 是一個致力於快速傳播社會科學和人文學科學術研究的預印本和印後檔案。作為附加指標，也可以輕鬆計算部門或…
摘要 具身智能領域強調形態和環境對於認知系統行為的重要性
摘要 具身智能領域強調形態和環境對於認知系統行為的重要性。形態學對行為的貢獻，通常稱為形態學計算，在這個社區中得到了廣泛的認可。我們相信，該領域將受益於此概念的形式化，因為我們想問形態和環境對具體主體的行為有多大貢獻，或者俱體主體如何在其環境中最大限度地利用其形態。在這項工作中，我們推導出測量形態計算的兩個概念，並討論它們與資訊瓶頸方法的關係。第一個概念詢問世界對整體行為的貢獻…
摘要 從多體系統的希爾伯特空間中隨機選擇的狀態極有可能表現出高度的非經典相關性
摘要 從多體系統的希爾伯特空間中隨機選擇的狀態極有可能表現出高度的非經典相關性。對於這些典型狀態，觀察者必須測量一半的環境才能確定給定子系統的狀態。經典現實的客觀性——多個觀察者在測量子系統環境的一小部分後就可以就子系統的狀態達成一致——意味著在自然界中發現的宏觀系統與其環境之間的相關性是特殊的。先前對量子達爾文主義的研究表明，在純退相干過程中普遍產生高度冗餘的分支態，在此基礎…
摘要 編者簡介：大數據需要大理論來配合正如工業時代產生了熱力學定律一樣，我們需要複雜的普遍規律來解決我們
摘要 編者簡介：大數據需要大理論來配合正如工業時代產生了熱力學定律一樣，我們需要複雜的普遍規律來解決我們看似棘手的問題
摘要 核糖開關是調節性 RNA 元件，通常位於某些 mRNA 的 5' 非翻譯區，並在轉錄或翻譯層級上控
摘要 核糖開關是調節性 RNA 元件，通常位於某些 mRNA 的 5' 非翻譯區，並在轉錄或翻譯層級上控制基因表現。這些元件由感測器和相鄰的執行器域組成。感測器通常是與配體特異性相互作用的適體。致動器包含分別用於轉錄或翻譯調控的內在終止子或核醣體結合位點。配體結合導致核糖開關的結構重排並導致這些調節元件的呈現或掩蔽。基於這種模組化組織，核糖開關是建構基因表現合成調控系統的理想標…
摘要 網路中大規模連接的開始（即滲透）通常會對系統的功能產生重大影響
摘要 網路中大規模連接的開始（即滲透）通常會對系統的功能產生重大影響。傳統上，圖滲透是透過向一組固定的初始隔離節點添加邊來分析的。幾年前，研究表明，在圖中添加節點和邊可以產生無限階轉換，這比傳統的二階轉換平滑得多。最近，研究表明，透過競爭過程將邊緣添加到一組固定的初始隔離節點可能會導致延遲的、極其突然的滲透過渡，並在大型但有限的系統中出現顯著的跳躍。這裡我們分析一個結合了節點到…
摘要 先前的一篇論文詳細介紹了一種新穎的演算法，epsilon 機器光譜重建理論 (epsilon MS
摘要 先前的一篇論文詳細介紹了一種新穎的演算法，epsilon 機器光譜重建理論 (epsilon MSR)，直接從 X 射線衍射圖案推斷平面斷層、密堆積結構中的圖案和無序性 [Varn 等人，2017]。 （2013）。阿克塔水晶。 A69，197 206]。此處，epsilon MSR 應用於四個密堆積晶體的模擬繞射圖案。發現，對於記憶體長度為3或更少的堆疊結構，epsil…
摘要 來自南非卡魯超群的獸孔類和其他四足動物化石提供了中二疊世和晚二疊世最詳細、研究最透徹的陸地脊椎動物
摘要 來自南非卡魯超群的獸孔類和其他四足動物化石提供了中二疊世和晚二疊世最詳細、研究最透徹的陸地脊椎動物記錄。由此產生的生物地層方案具有全球適用性。事實證明，為這些動物群建立一個時間框架很困難：磁地層學受到侏羅紀疊印的阻礙，與二疊紀海洋序列的相互關係也模稜兩可。在此，我們報告了五塊火山灰的 U Pb 鋯石同位素稀釋熱電離質譜 (ID TIMS) 數據，這些火山灰夾有來自博福特群…
摘要 城市需要改變才能生存
摘要 城市需要改變才能生存。作為不斷更換細胞、重建靜脈和動脈、泵送能量和物質或產生廢物的生物，城市也在隨著年齡的增長而發展和演變。然而，城市究竟有多複雜？巴塞隆納龐培法布拉大學 ICREA 複雜系統實驗室的 Sergi Valverde 和 Ricard V Sole 研究網路理論和新興動態如何使我們更接近城市組織的整體理論。
摘要 Touchette 評論的計算研究為特殊但普遍存在的相關性的標準大偏差理論的理想推廣打開了大門
摘要 Touchette 評論的計算研究為特殊但普遍存在的相關性的標準大偏差理論的理想推廣打開了大門。我們專注於三個相互關聯的面向：（i）數值結果強烈表明標準指數機率定律漸近地被冪律主導項所取代； (ii) 次主導項似乎強化了 q 廣義速率函數的熱力學擴展熵性質； (iii) 我們討論的相關性對應於 Q 高斯分佈，與 Levy 分佈不同，但柯西 洛倫茲分佈除外。塔奇特同意討論了…
摘要 印尼是一個連接亞洲大陸與太平洋世界的島國，擁有廣泛的語言、種族和遺傳多樣性
摘要 印尼是一個連接亞洲大陸與太平洋世界的島國，擁有廣泛的語言、種族和遺傳多樣性。儘管文化環境複雜，印尼的遺傳學研究仍然少得可憐。在這裡，我們報告了迄今為止對印度尼西亞群島中 12 個島嶼的 70 個社區的 2740 名印度尼西亞人進行的最大群體檢查的線粒體 DNA (mtDNA) 和相關 Y 染色體多樣性。我們重建了 5 萬年的人口流動，從反映東南亞島嶼最早定居者的粒線體譜系…
摘要 動物通常可以協調行動以實現互惠互利的結果
摘要 動物通常可以協調行動以實現互惠互利的結果。然而，當伴侶行為的不確定性造成多個健身高峰時，這可能會導致社會困境。當個體學習增加收益的行為時，經濟模型會傾向於最小化風險（「風險主導」）而不是最大化回報（「收益主導」）的策略。具體來說，此類策略被證明是「隨機穩定的」（進化穩定性的改進）。在這裡，我們將隨機穩定性的概念擴展到突變 選擇 漂移平衡的連續表型的生物模型。這使我們能夠對…
摘要 近年來，有報導稱，由於疾病爆發，非洲類人猿族群數量出現災難性下降，但我們很少聽說類似的疾病對更孤獨
摘要 近年來，有報導稱，由於疾病爆發，非洲類人猿族群數量出現災難性下降，但我們很少聽說類似的疾病對更孤獨的亞洲類人猿或較小的靈長類動物造成影響。我們使用不同靈長類社會系統的年齡結構模型來說明社會結構和人口統計學之間的相互作用對病原體產生了“動態約束”，這些病原體可以在不同社會系統的靈長類宿主物種中建立和持續存在。我們發現這因疾病傳播模式而異。性傳染感染（STI）需要高傳播率才能…
摘要 結構特徵對於許多非編碼 RNA 和 mRNA 順式調控元件的功能至關重要
摘要 結構特徵對於許多非編碼 RNA 和 mRNA 順式調控元件的功能至關重要。 SNP 可能會破壞這些結構，幹擾其分子功能，進而引起表型效應。 RNA 折疊演算法可以提供對 SNP 結構效應的詳細了解。迄今為止所採用的全局測量方法受到大RNA折疊程序準確性有限的影響，並且對於全基因組應用來說計算要求過高。在這裡，我們提出了一種策略，重點關注突變型和野生型之間最大結構變化的局部…
摘要 根據包含 2006 年至 2007 年期間接受糖尿病藥物治療的全部 325,000 名奧地利患者的
摘要 根據包含 2006 年至 2007 年期間接受糖尿病藥物治療的全部 325,000 名奧地利患者的獨特數據集，我們測量了因生命早期營養不良而引發的患糖尿病的過高風險。我們研究了 1917 年至 2007 年各出生年份的所有糖尿病患者在總人口中的百分比。我們發現，在 20 世紀的奧地利，即 1918 年至 1919 年、1938 年和 1946 年至 1947 年的三大飢荒…
摘要 許多非編碼RNA基因和信使RNA的順式調控元件的功能在很大程度上取決於結構，而結構又由它們的序列決
摘要 許多非編碼RNA基因和信使RNA的順式調控元件的功能在很大程度上取決於結構，而結構又由它們的序列決定。單核苷酸多態性 (SNP) 和其他突變可能會破壞 RNA 結構，幹擾分子功能，進而引起表型效應。 RNAsnp 是一種基於 Vienna RNA 套件中實現的 RNA 折疊演算法來預測 SNP 對局部 RNA 二級結構影響的有效方法。 SNP 效應根據經驗 P 值進行量化…
摘要 原核生物基因組小而緊密
摘要 原核生物基因組小而緊密。這項特徵要不是由中性演化引起的，就是由有利於小基因組的自然選擇所引起的——基因組精簡。先前三個獨立的證據反對大多數原核生物的精簡。我們發現同樣的三組證據支持簡化嗜熱細菌的基因組。具體來說，隨著棲息地溫度的升高和基因組大小的減小，基因間區域的基因組 DNA 比例會減少。此外，隨著棲息地溫度的升高，世代時間減少。全基因組選擇性限制不會像宿主相關物種的基…
摘要 自 1970 年代中期以來，癌症被描述為達爾文進化的過程，體細胞選擇和進化是導致惡性腫瘤及其多種表
摘要 自 1970 年代中期以來，癌症被描述為達爾文進化的過程，體細胞選擇和進化是導致惡性腫瘤及其多種表現（新生血管生成、逃避免疫系統、轉移和對治療的抵抗）的基本過程。從歷史上看，很少有人關注演化生物學在理解和控制腫瘤進展以及防止治療失敗的應用。現在這種情況開始改變，國際上對癌症和演化生物學之間的關聯越來越感興趣。本介紹的目的首先是描述將演化生物學與癌症聯繫起來的基本想法和概念…
摘要 掩蔽假說預測，選擇在單倍體中比在二倍體中更有效，因為顯性等位基因可以掩蓋二倍體中隱性等位基因的有害
摘要 掩蔽假說預測，選擇在單倍體中比在二倍體中更有效，因為顯性等位基因可以掩蓋二倍體中隱性等位基因的有害影響。然而，基因表現廣度和噪音可能會抵消掩蔽對基因演化速率的影響。陸地植物非常適合詢問掩蔽、表達寬度或表達噪音是否對分子進化速率的影響占主導地位，因為它們具有雙相生命週期，其中單倍體和二倍體階段的持續時間和複雜性在生物體之間有所不同。在這裡，我們產生並編譯了擬南芥和苔蘚 Fu…
摘要 自量子力學誕生以來，群形理論在物理學中扮演重要角色
摘要 自量子力學誕生以來，群形理論在物理學中扮演重要角色。在理解複雜動力系統中的對稱性方面的最新進展也證明了群群理論對於統計力學的重要性日益增長。 q 高斯函數被視為許多物理和生物系統的分佈函數，並且自然地出現在非遍歷和複雜系統的統計力學中。許多動力系統都以 q 高斯對和三元組為特徵。這項工作的目的是將這些 q 高斯三元組與不同的 q 值聯繫起來，代表當前動力系統的內在對稱性，…
摘要 預測動力學模型對於複雜生物系統的分析至關重要
摘要 預測動力學模型對於複雜生物系統的分析至關重要。然而，仍然缺乏系統地開發和區分系統生物學模型的方法。我們描述了一種計算方法，它將有關生物系統架構的所有假設機制合併到一個模型中，並自動產生一組與觀測資料相容的更簡單的模型。作為原理證明，我們分析了釀酒酵母中轉錄因子 Msn2 的動態控制，特別是介導細胞從飢餓壓力釋放後恢復的短期機制。我們的方法確定 192 個可能的模型中有 1…
摘要 玻爾提出，當測量結果可以透過經典手段傳達時，測量結果就變得客觀和真實，因此也是經典的
摘要 玻爾提出，當測量結果可以透過經典手段傳達時，測量結果就變得客觀和真實，因此也是經典的。在這項工作中，我們使用量子資訊理論中的現代工具重新審視玻爾的假設。我們發現玻爾的想法得到了充分的證實：如果測量裝置處於非經典狀態，則測量結果無法透過經典手段完美傳達。在這種情況下，測量裝置中的某些資訊在通訊過程中遺失：遺失的資訊量就是量子不和諧。即使設備沒有與感興趣的系統糾纏在一起，也會…
摘要 金融網路中的節點（例如銀行）無法評估向網路中其他節點放款的真實風險，除非它們擁有所有其他節點風險的
摘要 金融網路中的節點（例如銀行）無法評估向網路中其他節點放款的真實風險，除非它們擁有所有其他節點風險的完整資訊。這些風險可以透過使用銀行間負債網絡的網路指標（如 DebtRank）來估計。透過一個簡單的基於代理的模型，我們表明，透過提高透明度，即使個別銀行的債務排名對其他銀行可見，並透過實施規則，可以減少來自系統性風險節點的銀行間借款，從而大大降低金融網路中的系統性風險。此方…
摘要 評估當地滅絕和物種範圍變化的風險是生態和保育的基本任務
摘要 評估當地滅絕和物種範圍變化的風險是生態和保育的基本任務。大多數研究要麼關注物種範圍的邊界，要麼關注物種空間分佈內族群的複雜時空動態。然而，由於普遍缺乏簡單的工具，物種範圍的內部特性受到較少的關注。我們提出了一種在集合種群框架內基於簡單數學規則來研究物種範圍的新方法。我們制定並測試了人口在空間波動的模型，以確定調節人口密度的關鍵因素。我們認為物種豐度的空間變異反映了族群動態…
摘要 我們在模型一維反應擴散系統中將圖靈機制產生的點圖案與複製級聯產生的點圖案進行比較
摘要 我們在模型一維反應擴散系統中將圖靈機制產生的點圖案與複製級聯產生的點圖案進行比較。我們將參數空間中點解的穩定區域確定為自然控制參數（進給速率）的函數，其中具有不同數量點的簡併模式在固定進給速率下共存。雖然可以透過兩種機制產生相同的圖案，但我們表明，複製級聯導致了更廣泛的圖案輪廓選擇，可以透過調整進給速率、利用不同圖案路徑的滯後和方向性效應來選擇圖案輪廓。
摘要 我們利用 45 個國家經濟體產業之間的資金流動網絡來研究產業間關係的結構
摘要 我們利用 45 個國家經濟體產業之間的資金流動網絡來研究產業間關係的結構。我們發現這些網路圍繞著一個典型的結構而變化，該結構的特徵是威布爾連結權重分佈、指數產業規模分佈和共同的社區結構。社區結構是分層的，層級結構的頂層包括五個行業社區：食品工業、化學工業、製造業、服務業和採礦業。
摘要 眼睛和大腦：標準思維是這些設備既複雜又實用
摘要 眼睛和大腦：標準思維是這些設備既複雜又實用。它們是複雜的，因為它們具有許多不同類型的部分；而功能性則是因為它們具有促進生存和繁殖的能力。標準思維認為，複雜功能的演變是透過添加新部件來進行的，而這種複雜性的累積是由選擇和複雜設計的功能優勢所驅動的。即使在一般情況下，標準思維也可能是正確的。但替代方案尚未得到太多討論或研究，並且其他路線不僅存在而且可能成為常態的可能性仍然存在…
摘要 由於觀察到的劑量反應與獨立作用假說（IAH）模型的預測之間的差異，發現了多部分植物病毒
摘要 由於觀察到的劑量反應與獨立作用假說（IAH）模型的預測之間的差異，發現了多部分植物病毒。理論表明，基因組片段的數量可以預測劑量反應曲線的形狀，但尚未報告對該假設的嚴格檢驗。在這裡，使用苜蓿花葉病毒（AMV）、一種三聯苜蓿病毒和不表達（野生型）、表達一個（P2）或兩個（P12）病毒基因組片段的轉基因煙草植物來測試感染所需的基因組片段的數量是否可以預測劑量反應。野生型植物的劑…
摘要 我們開發了一個易於分析的女性對合適伴侶的偏好模型
摘要 我們開發了一個易於分析的女性對合適伴侶的偏好模型。我們的群體遺傳模型可以追蹤個體和群體層級的動態。對合適配偶的偏好將生態適應和交配成功聯繫起來，這對個體有利並導致亞群的多態性。這種多態性是基因型和表現型空間中強烈且穩定的聚集。編碼交配偏好的等位基因在族群中迅速傳播，增加了不同棲息地之間的選擇壓力。由此產生的多態性超出了預期的選擇 遷移平衡幾個數量級。因此，對合適伴侶的偏好…
摘要 健康的脈管系統表現出分層的分支結構，其中平均而言，血管半徑和長度隨著分支順序而係統地變化
摘要 健康的脈管系統表現出分層的分支結構，其中平均而言，血管半徑和長度隨著分支順序而係統地變化。相較之下，腫瘤脈管系統的層次結構較少，分支模式的變異性較大。儘管文獻中強調了脈管系統的差異，但對這些差異的量化卻很少。分形分析是比較腫瘤和健康脈管系統的天然工具，特別是因為它已被廣泛用於模擬健康組織。在本文中，我們對現有血管數據進行了分形分析，並提出了一個新的數學框架，透過耦合來預測…
摘要 在過去的兩個世紀裡，許多作者將技術進化與生物進化進行了比較
摘要 在過去的兩個世紀裡，許多作者將技術進化與生物進化進行了比較。作為涉及經濟、歷史和社會組成部分的創新的平行實驗，文物定義了一個不斷演變的屬性宇宙，展示了多樣化和滅絕的事件。在這裡，我們批判性地回顧了先前比較這兩種演化類型的工作。與生物進化一樣，技術進化是由變異和選擇的遺傳所驅動的，包括修補、融合和偶然性。同時，也存在著本質上的差異，使得這兩種類型的演化截然不同。目前的具體例…
摘要 大規模演化涉及跨越多個尺度的多層複雜性，從基因和生物體到整個生態系統
摘要 大規模演化涉及跨越多個尺度的多層複雜性，從基因和生物體到整個生態系統。在本文中，我們回顧了涉及人工生物體、群落或生態系統宏觀演化的幾種模型，強調了它們在擴展現代綜合中的重要性和潛在作用。之後，我們總結了從人工進化生態系統模型中獲得的關鍵結果，其中個體被定義為物理模擬世界中的實體實體，他們可以進化出不同的特徵並利用多種資源。從具有相同基因型的單細胞存在的初始狀態開始，該系統…
摘要 複雜多細胞系統的出現及其相關的發育程序是演化生物學的主要問題之一
摘要 複雜多細胞系統的出現及其相關的發育程序是演化生物學的主要問題之一。合作相對於個體的優勢似乎眾所周知，但目前尚不清楚單細胞生命形式的複雜性如何增加。目前的多細胞系統顯示出複雜的細胞間通訊機制，通常與身體尺寸或組織穩態的大規模控制有關。有些單細胞生命形式較簡單，涉及以類似組織的方式合作的細胞群，就像生物膜一樣。然而，在真正的基因調控相互作用廣泛傳播並允許細胞表型發生受控變化之…
摘要 計算是生物實體的固有屬性
摘要 計算是生物實體的固有屬性。它們都收集和處理信息，並以可預測的方式對不確定的外部環境做出反應。這些計算與人工系統執行的計算相似嗎？可以按照標準工程實務建造一台活的計算機嗎？儘管與資訊處理相關的分子網路和用於表示電子電路的接線圖之間存在相似之處，但仍存在重大差異。在設計分子電路以建構新穎的功能時，這種差異特別重要。其中，一旦電路的複雜性變得比簡單的閘門更大，在細胞內連接分子組…
摘要 我們提出了一種自動修復嵌入式系統中任意軟體缺陷的方法，嵌入式系統的記憶體、磁碟和 CPU 容量有限
摘要 我們提出了一種自動修復嵌入式系統中任意軟體缺陷的方法，嵌入式系統的記憶體、磁碟和 CPU 容量有限，但數量眾多。我們將在原始碼層級搜尋有效修復的進化計算 (EC) 演算法擴展到彙編和 ELF 格式的二進位文件，透過多項演算法創新來補償有限的系統資源。我們的方法不需要存取正在修復的軟體的原始程式碼或建立工具鏈，不需要程式偵測、專門的執行環境或虛擬機，也不需要錯誤類型的先驗知…
摘要 進化上保守的 RNA 二級結構是純化選擇以及分子功能的強大指標
摘要 進化上保守的 RNA 二級結構是純化選擇以及分子功能的強大指標。透過比較基因組學評估其全基因組發生率一直受到高假陽性率和不同預測的困擾。我們提出了一種新穎的基準測試流程，旨在校準全基因組掃描的精確度以進行一致 RNA 結構預測。然後分析從兩種精細結構預測演算法 RNAz 和 SISSIz 獲得的基準數據，以微調基因組滑動視窗篩選的最佳化工作流程的參數。當應用於 35 種哺…
摘要 我們提出了經濟均衡的統計概念，即純交換經濟的交換均衡集（合約集）上的隨機遊走的平穩分佈，這是由不可
摘要 我們提出了經濟均衡的統計概念，即純交換經濟的交換均衡集（合約集）上的隨機遊走的平穩分佈，這是由不可對沖的衝擊引起的，這些衝擊擾亂了經濟的交換均衡集和隨後的不均衡交易，使經濟返回到新的均衡。由此產生的漂移擴散過程的福克 普朗克方程式意味著平穩分佈與激波的大小無關，因此可以很好地定義小擾動限制分佈。我們提出了準線性和戈爾曼可聚合科布 道格拉斯經濟情況下的統計均衡的顯式解，並在…
摘要 儘管這是生物多樣性的基本面，但人們對控制物種範圍大小的因素知之甚少
摘要 儘管這是生物多樣性的基本面，但人們對控制物種範圍大小的因素知之甚少。對於植物等高度多樣化的生物來說尤其如此。我們使用迄今為止收集的最大的植物數據集來量化新大陸大約 85000 種植物物種範圍大小的地理變化。我們評估了突出的假設範圍大小控制，發現植物範圍大小是由棲息地面積和長期和短期氣候穩定性共同決定的。北美大部分地區強烈的短期和長期氣候不穩定（包括過去的冰川作用）與廣泛的…
摘要 全球氣候變遷對人類多樣化生命維持系統不同面向的影響是複雜且往往難以預測的
摘要 全球氣候變遷對人類多樣化生命維持系統不同面向的影響是複雜且往往難以預測的。為了促進減緩和適應策略的決策，有必要了解、量化和綜合這些氣候變遷影響，並考慮其不確定性。這些決策的關鍵是了解不同部門的影響如何重疊，因為重疊影響會增加暴露程度，導致影響相互作用，並可能增加適應壓力。作為第一步，我們在此開發一個框架來研究同時影響並確定區域暴露熱點。然後，該框架可以用作脆弱性和多方面適…
摘要 我們考慮最近提出的場論的兩種解，導致非線性薛丁格方程式表現出冪律形式 e(q)(i(kx wt))
摘要 我們考慮最近提出的場論的兩種解，導致非線性薛丁格方程式表現出冪律形式 e(q)(i(kx wt)) 的類孤子解，涉及非廣延恆溫統計中自然產生的 q 指數函數 e(q)(2) 等價於 [1 + (1 q)z，其中(z) = ez)。這些基本解的行為類似自由粒子，滿足 p = hk、E = hw 和 E = p(2)/2m (1 <= q < 2)。在這裡，我們介紹上述場論的…
摘要 保護性互利共生，即共生體減少另一個物種對共享宿主的負面影響，代表了自然群落中物種相互作用的常見類型
摘要 保護性互利共生，即共生體減少另一個物種對共享宿主的負面影響，代表了自然群落中物種相互作用的常見類型，但目前尚不清楚哪些生態條件可能有利於它們的出現。研究表明，保護性共生體的最初演化可能涉及密切相關的致病變異，這些變異具有相似的生活史，但競爭能力和對宿主適應性的影響不同。我們推導出一個模型來評估這個假設，並表明，一般來說，保護性變異體不能因稀有而傳播或排除更具致病性的菌株。…
摘要 我們使用金融市場中基於簡單代理的價值投資者模型來測試三種信貸監管政策
摘要 我們使用金融市場中基於簡單代理的價值投資者模型來測試三種信貸監管政策。第一種是不受監管的情況，僅對最大槓桿進行限制。第二個是巴塞爾 II，第三個是假設的替代方案，其中銀行透過選擇權完美地對沖所有槓桿引起的風險。與不受監管的情況相比，巴塞爾 II 和完美對沖政策在槓桿率較低時降低了違約風險，但在槓桿率較高時增加了違約風險。這是因為這兩項監管政策都增加了實現去槓桿所需的同步買…
摘要 我們考慮 1+1 維的非線性狄拉克方程，其標量 標量自相互作用 g(2)/k+1((Psi) 超過
摘要 我們考慮 1+1 維的非線性狄拉克方程，其標量 標量自相互作用 g(2)/k+1((Psi) 超過桿 Psi)(k+1) 且質量為 m。對於任意 k，使用 Psi(x, t) = psi(x)e( lwt) 形式的靜止框架孤立波的精確解析形式，我們討論了理解非線性薛丁格方程式成功的穩定性的各種方法的有效性。我們特別研究了 Derrick 定理的一個版本和 Bogolubs…
摘要 恢復共有序列的免疫逃脫突變經常發生在新感染 HIV 1 的個體中，並被認為使病毒更適合
摘要 恢復共有序列的免疫逃脫突變經常發生在新感染 HIV 1 的個體中，並被認為使病毒更適合。然而，它們對病毒適應性的影響以及它們與其他免疫逃脫突變的相互作用尚未在其同源傳播/創始人（T/F）病毒基因組背景下進行評估。為了精確確定回復突變的作用，我們在其未修飾的同源T/F病毒基因組中單獨引入回復突變或與CD8(+) T細胞逃脫突變一起引入，並確定它們對原代CD4(+) T細胞中…
摘要 假設 N 0 個獨立擴散的粒子（每個粒子的擴散係數為 D）最初在半無限區間 0 <= x < 8
摘要 假設 N 0 個獨立擴散的粒子（每個粒子的擴散係數為 D）最初在半無限區間 0 <= x < 8 上的 x = l 0 處釋放，吸收體位於 x = 0 處。我們確定 N 個粒子存活到時間 t = T 之前的機率 P(N)。我们还采用宏观涨落理论来找到系统最可能的历史，条件是在时间 t = T 时正好有 N 个幸存者。根據基本參數 l/root 4DT，非常不同的歷史可能會…
摘要 模組化是社群結構的流行衡量標準
摘要 模組化是社群結構的流行衡量標準。然而，最大化模組化可能會導致許多具有幾乎相同模組化的競爭分區，但彼此之間的相關性很差。它還可以在不存在的隨機圖中產生虛幻的“社區”。我們透過在有限溫度下使用模組化作為哈密頓量並使用有效的置信傳播演算法來獲得具有高模組化的許多分區的共識來解決這個問題，而不是尋找最大化它的單一分區。我們透過分析和數值證明，所提出的演算法一直有效到隨機區塊模型產…
摘要 基因組不穩定是癌症的一個標誌
摘要 基因組不穩定是癌症的一個標誌。儘管累積的遺傳損傷代表潛在的威脅，但表現出異常染色體的癌細胞是大多數晚期腫瘤的特徵。癌變涉及遺傳和訊號分子網絡關鍵成分的喪失；因此，一些作者認為，這是癌細胞表現出簡單、最小複製因子趨勢的一部分。在這項研究中，我們探索了這個猜想，並提出，就癌症而言，基因組不穩定性有一個上限，該上限與最小的癌細胞網絡相關。這樣的網絡將包括（對於給定的微環境）允許…
摘要 目的 甲胺蝶呤（MTX）是治療類風濕性關節炎（RA）的首選藥物，但僅對約 60% 的患者有效
摘要 目的 甲胺蝶呤（MTX）是治療類風濕性關節炎（RA）的首選藥物，但僅對約 60% 的患者有效。鑑定遺傳標記來預測反應對於診斷後 6 個月的關鍵窗口期內的有效治療至關重要，但迄今為止一直難以實現。在這項研究中，我們使用全基因組基因型數據來識別北印度 RA 隊列中與 MTX（不良）反應相關的潛在風險變異。材料與方法 使用加性模型對總共 457 名 RA 患者 [297 名良好…
摘要 最近報導稱，環狀RNA和明顯反式剪接的RNA是哺乳動物轉錄組資料中豐富的轉錄物類型
摘要 最近報導稱，環狀RNA和明顯反式剪接的RNA是哺乳動物轉錄組資料中豐富的轉錄物類型。這兩種類型的非共線 RNA 在非洲和印尼腔棘魚不同組織的 RNA seq 中也很豐富。我們觀察到超過 8,000 個具有正常基因結構的 lincRNA 以及數千個環化和反式剪接產物，顯示此類非典型 RNA 對轉錄組做出了重大貢獻。令人驚訝的是，大多數環化和反式連接剪接點是非典型形式所獨有的…
摘要 等價合金 Ba(Zr1 xTix)O 3 中的弛豫鐵電性可以理解為 ABO(3) 基質 B 離子上
摘要 等價合金 Ba(Zr1 xTix)O 3 中的弛豫鐵電性可以理解為 ABO(3) 基質 B 離子上的感應矩軟贗自旋玻璃的論點 [Sherrington, Phys.萊特牧師。 111, 227601 (2013)]擴展到實驗範例但理論上更複雜的異價弛豫劑 Pb(Mg1/3Nb2/3)O 3。有人認為，非遍歷性、頻率相關介電常數峰和前體奈米域的開始的有趣行為可以透過 B 離…
摘要 生態系統崩潰的動態對於確定生物群落如何以及為何隨時間變化以及滅絕對生態系統的潛在影響至關重要
摘要 生態系統崩潰的動態對於確定生物群落如何以及為何隨時間變化以及滅絕對生態系統的潛在影響至關重要。在這裡，我們將古埃及哺乳動物的描述與直接的古生物學和考古證據相結合，以推斷 6000 年來的局部滅絕和群落動態。該資料集前所未有的時間分辨率使我們能夠研究人口增長和氣候變遷的串聯效應如何擾亂哺乳動物群落。我們表明，埃及哺乳動物的滅絕是非隨機的，群落組成的不穩定變化與突然的乾旱事件…
摘要 儘管導致重電子材料中非常規超導性的吸引準粒子相互作用的配對膠已被確定為由於它們接近磁量子臨界點而產
摘要 儘管導致重電子材料中非常規超導性的吸引準粒子相互作用的配對膠已被確定為由於它們接近磁量子臨界點而產生的自旋波動，但還沒有模型可以描述它們在溫度 T c 下的超導轉變，這與 Bardeen、Cooper 和 Schrieffer (BCS) 為傳統超導體發現的模型相當，其中聲子提供了配對膠合。在這裡，我們提出了這樣一個模型：重電子材料中 T c 的現象學 BCS 式表達，它…
摘要 當材料在兩種有序形式的物質之間接近零溫度相變時，就會發生量子臨界行為
摘要 當材料在兩種有序形式的物質之間接近零溫度相變時，就會發生量子臨界行為。近藤晶格材料中，透過局域 f 電子與背景傳導電子的集體雜化而出現巡迴重（~200裸質量）電子，提供了豐富的實驗資訊來源，例如壓力和磁場如何影響局部矩反鐵磁序及其邊界與壓力 磁場平面中完全巡迴重電子行為的競爭。耦合局域矩和流動重電子的唯象雙流體模型使我們能夠計算兩者，並獲得兩種研究最充分的重電子材料 Ce…
摘要 我們表明，在廣泛的系統家族中的大量實例中觀察到的具有冪律衰減（通常僅在有限範圍內）的大小等級分佈服
摘要 我們表明，在廣泛的系統家族中的大量實例中觀察到的具有冪律衰減（通常僅在有限範圍內）的大小等級分佈服從 Tsallis 統計量。這些分佈的理論框架類似於切線分岔附近的非線性迭代映射的理論框架，其中李亞普諾夫指數可以忽略不計或消失。與這些分佈相關的相關統計力學表達式是使用兩個不同的約束從最大熵原理導出的，並且由此產生的熵索引的二元性被視為描繪了物理相關資訊。雖然索引 a 的值…
摘要 背景：大RNA分子通常由多個功能域組成，其空間排列強烈影響其功能
摘要 背景：大RNA分子通常由多個功能域組成，其空間排列強烈影響其功能。例如，前 mRNA 剪接依賴剪接點的空間接近性，剪接點可以被長長的內含子分開。類似的效應也出現在 RNA 病毒基因組的加工。儘管是一個粗略的測量，但熱力學平衡中的空間距離分佈包含了有關分子形狀的有用信息，從而可以深入了解其功能域的相互作用。結果：空間距離可以用RNA二級結構中的圖形距離來近似。我們在這裡表明…
摘要 多倍體，或稱全基因組複製，一直是真核生物演化的重要特徵
摘要 多倍體，或稱全基因組複製，一直是真核生物演化的重要特徵。對於開花植物尤其如此，所有現存的被子植物都是多倍體物種的後代。在這裡，我們對多倍體對開花植物多樣性的影響進行了廣泛的比較分析。我們透過將隨機出生/死亡模型與從 60 個現存被子植物屬觀察到的倍體頻率數據進行擬合，檢驗了廣泛持有的假設，即多倍體開花植物比二倍體開花植物產生更多的多樣性。我們的結果顯示相反，透過簡單的二倍…
摘要 本文描述並評估了 DIG，這是一種動態不變量生成器，可從觀察到的程序追蹤中推斷出不變量，重點關注數
摘要 本文描述並評估了 DIG，這是一種動態不變量生成器，可從觀察到的程序追蹤中推斷出不變量，重點關注數值變量和數組變量。對於數值不變量，DIG 支援在數值程式變數上定義的非線性等式和任意程度的不等式。對於數組不變量，DIG 會產生多維數組變數之間的巢狀關係。這些屬性對於目前的靜態和動態不變分析方法來說非常重要且具有挑戰性。 DIG 與現有動態方法之間的主要區別在於其生成技術，…
摘要 對 229 個小麥矮縮病毒 (WDV) 分離株的遺傳多樣性和重組模式進行了評估，這些病毒是重要的穀
摘要 對 229 個小麥矮縮病毒 (WDV) 分離株的遺傳多樣性和重組模式進行了評估，這些病毒是重要的穀物感染雙生病毒。重組熱點集中在編碼複製蛋白(Rep)、外殼蛋白(cp)和運動蛋白(mp)的基因的邊界處，以及Rep和cp內部以及短基因間區域(SIR)。系統發育分析證實，全球WDV族群根據其特定宿主小麥和大麥分為兩類，兩類劃分的關鍵區域是mp和大基因間區域（LIR）。透過計算…
摘要 我們研究了隨機映射（馬可夫核）的淘汰穩健性概念，該映射描述了由多個輸入隨機變數和一個輸出隨機變數組
摘要 我們研究了隨機映射（馬可夫核）的淘汰穩健性概念，該映射描述了由多個輸入隨機變數和一個輸出隨機變數組成的系統。魯棒性要求如果一個或多個輸入變數被剔除，系統的行為不會改變。吉布斯勢用於對敲除後系統的行為進行機械描述。穩健性對這些潛力施加了結構性限制。我們證明，魯棒系統可以用合適的吉布斯勢相互作用族來描述，這使我們能夠解決系統設計問題。魯棒性的特徵還在於輸入和輸出聯合分佈的條件…
摘要 我們提出了一個假設檢定程序，以調查平衡面板中的所有公司是否共享相同的成長率分佈，或者更一般地說，它
摘要 我們提出了一個假設檢定程序，以調查平衡面板中的所有公司是否共享相同的成長率分佈，或者更一般地說，它們是否共享該分佈的相同函數形式，而不必共享相同的參數。我们将测试应用于美国和欧盟公开上市的制造公司的部门和分部门 NAICS 层面。我們考慮以下關於單一公司成長率分佈的零假設：（i）所有公司共有的未知形狀，所有公司也共享相同的參數，或者公司方差透過比例關係與其公司規模相關，以…
摘要 使用蒙特卡羅模擬，我們詳細研究了幾種自旋玻璃模型的單一樣本的重疊分佈，包括無限範圍謝林頓 柯克帕特
摘要 使用蒙特卡羅模擬，我們詳細研究了幾種自旋玻璃模型的單一樣本的重疊分佈，包括無限範圍謝林頓 柯克帕特里克模型、三個和四個空間維度的短程愛德華茲 安德森模型以及具有稀釋冪律相互作用的一維長程模型。我們研究了三種不同冪次的長程模型，如下：第一個近似相當於三維的短程模型，第二個近似相當於四維的短程模型，第三個近似相當於平均場域狀態的短程模型。我們研究了我們中的一些人之前提出的一個…
摘要 我們研究具有擴散率 D M 的單一擴散粒子（「人」）的動力學，該粒子受到另一個具有固定擴散率 D
摘要 我們研究具有擴散率 D M 的單一擴散粒子（「人」）的動力學，該粒子受到另一個具有固定擴散率 D m 的擴散粒子（「蚊子」）的攻擊。蚊子每遇到並叮咬該人一次，該人的擴散率就會減少固定量，而蚊子的擴散率則保持不變。每次遭遇後，蚊子也會相對於人移動一小段距離+/ a。當 D M 達到零時，該人被定義為死亡。當人類死亡時，他的位移 x 的機率分佈由柯西形式給出，其漸近衰減為 x…
摘要 將形態發生素梯度解釋為基因表現的單一帶是早期胚胎髮生模式化的基本單位
摘要 將形態發生素梯度解釋為基因表現的單一帶是早期胚胎髮生模式化的基本單位。從實驗數據和計算研究來看，前饋基序作為能夠實現這種模式功能的最小網路而脫穎而出。人們假設基因網路內的正回饋可以提高基因表現邊界的清晰度和精確度，但尚未報告系統分析。在這裡，我們著手評估這個假設，並發現了意想不到的結果。增加正回饋可以對兩種不同的前饋主題設計產生不同的影響——它增加了一種設計的參數穩健性，…
摘要 研究了最近假設的熵形式 S q,S delta 的機率分佈和相關的 Fokker Planck 方
摘要 研究了最近假設的熵形式 S q,S delta 的機率分佈和相關的 Fokker Planck 方程式。這種熵被提出為著名的非廣延統計力學 S q 和 S delta 的統一，最近它被認為是黑洞熵的可能合適候選者。探索了 S q,S delta 和非線性 Fokker Planck 方程式之間的聯繫，例如滿足 H 定理。穩態機率分佈遵循超越方程，該方程透過數值求解得到 q…
摘要 眾所周知，城市規模在社會和經濟生活中發揮著重要作用
摘要 眾所周知，城市規模在社會和經濟生活中發揮著重要作用。然而，它與人類互動的基礎網絡結構的關係尚未經過詳細的實證研究。在本文中，我們將全社會的通訊網路映射到兩個歐洲國家的城市地區。我們表明，根據明確定義的縮放關係，接觸總數和總通訊活動都隨著城市人口規模超線性增長，並且是影響大多數公民的乘法增長的結果。然而，也許令人驚訝的是，一個人的聯繫人之間相互聯繫的可能性基本上沒有受到影響…
摘要 生物學幾乎肯定會成為二十一世紀的主導科學，但要使其成功，它需要擁抱一些使物理學如此成功的定量、分析
摘要 生物學幾乎肯定會成為二十一世紀的主導科學，但要使其成功，它需要擁抱一些使物理學如此成功的定量、分析和預測文化。這包括尋找基本原理、各個尺度的系統思考、粗粒度模型的發展以及理論家和實驗家之間更密切的持續合作。本文提出了一位理論物理學家與生物學家在物理科學和生物科學之間密切合作的個人觀點，略帶挑釁性。
摘要 細胞週期基因同源區（CHR）已被確定為在晚期細胞週期基因的轉錄調控中具有重要作用的DNA元件
摘要 細胞週期基因同源區（CHR）已被確定為在晚期細胞週期基因的轉錄調控中具有重要作用的DNA元件。研究表明，此類基因受 DREAM、MMB 和 FOXM1 MuvB 控制，並且這些蛋白質複合物可以透過 CHR 位點接觸 DNA。然而，尚不清楚規範 CHR 的哪些序列變異是有功能的，以及哺乳動物基因組中基於 CHR 的調控的頻率如何。在這裡，我們定義了功能性 CHR 元素的頻譜…
摘要 由於它們在翻譯中作為銜接子的功能，tRNA 分子在所有具有核醣體蛋白質生物合成的領域和細胞器中具有
摘要 由於它們在翻譯中作為銜接子的功能，tRNA 分子在所有具有核醣體蛋白質生物合成的領域和細胞器中具有共同的結構組織。典型的tRNA具有三葉草狀二級結構，由受體莖、D臂、反密碼子臂、可變區域和T臂組成，平均長度為73個核苷酸。然而，在一些粒線體基因組中，tRNA 基因編碼的轉錄物與該標準有相當大的偏差，具有減少的 D 臂或 T 臂，甚至完全缺乏這些元件之一，導致 tRNA…
摘要 背景：HIV 1 的一個主要免疫逃脫機制是 T 細胞表位內及其周圍非同義突變的積累，導致 T 細胞
摘要 背景：HIV 1 的一個主要免疫逃脫機制是 T 細胞表位內及其周圍非同義突變的積累，導致 T 細胞識別喪失和病毒逃脫。結果：在這裡，我們分析了表達 HLA B 81 的受試者的初級 CD8+ T 細胞反應和病毒逃逸，該受試者感染了來自同一捐贈者的兩種 T/F 病毒。除了透過非同義突變的經典逃脫之外，我們還觀察到多種重組病毒的快速選擇，這些重組病毒賦予對 Nef 中兩個表位…
摘要 Eulimnogammarus verrucosus 是貝加爾湖獨特生態系特有的端足類動物，是生態
摘要 Eulimnogammarus verrucosus 是貝加爾湖獨特生態系特有的端足類動物，是生態毒理學研究中的新興模式。我們在此報告對其基因組的調查測序，作為建立該物種序列資源的第一步。 從單泳道的雙端定序資料中，我們估計基因組大小接近 10 Gb，並獲得了重複內容的概覽。至少三分之二的基因組是非獨特的 DNA，三分之一的基因組 DNA 僅由五個重複元件家族組成，包括低…
摘要 氣候變遷最重要的驅動因素是厄爾尼諾南方濤動，它可能在全球各地引發災難
摘要 氣候變遷最重要的驅動因素是厄爾尼諾南方濤動，它可能在全球各地引發災難。儘管傳統預測很重要，但仍僅限於未來 6 個月。最近，我們開發了一種基於網路分析的方法，可以提前大約一年預測厄爾尼諾事件。在這裡，我們展示了我們的方法正確預測了 2012 年和 2013 年厄爾尼諾事件的消失，現在宣布我們的方法表明（2013 年 9 月已經）厄爾尼諾現象將在 2014 年末以四分之三的可…
摘要 幾十年來，短程自旋玻璃低溫相的理論描述仍然難以捉摸
摘要 幾十年來，短程自旋玻璃低溫相的理論描述仍然難以捉摸。特別是，目前尚不清楚斷言一對純態的理論或基於無限多個純態的理論（例如複製對稱破缺）是否能最好地描述現實的短程系統。為了解決這一爭議，使用群體退火蒙特卡羅對熱邊界條件下的三維愛德華茲 安德森伊辛自旋玻璃進行了數值研究。在熱邊界條件中，三個空間方向上的週期性與反週期邊界條件的所有八種組合都以其各自的玻爾茲曼權重出現在係綜中，…
摘要 不斷進化的基因型網絡可以透過流感病毒等病原體的全球時間分辨基因分型來建構
摘要 不斷進化的基因型網絡可以透過流感病毒等病原體的全球時間分辨基因分型來建構。這種基因型網絡是相鄰頂點（病毒株）在單一核苷酸或胺基酸上不同的圖。豐富的網絡分析方法可以幫助理解這些網絡結構所反映的演化動態。在這裡，我分析了一個包含數百個甲型流感 (H3N2) 血凝素基因的基因型網絡。這個網絡充滿了反映非隨機並行或收斂（同質）進化的循環。這些循環也顯示出強烈的局部進化約束、正向選…
摘要 新表型可以透過現有基因型的突變或表現型可塑性（一種基因型形成多種表型的能力）產生
摘要 新表型可以透過現有基因型的突變或表現型可塑性（一種基因型形成多種表型的能力）產生。從分子到有機體，可塑性是生命中常見的特徵，也是外延適應的潛在來源，也就是因非適應性原因而產生的適應性特徵。另一個普遍存在的特徵是對突變的穩健性，儘管尚不清楚這種穩健性是否有助於或阻礙透過可塑性產生新表型。 RNA 是解決這個問題的理想選擇，因為它的二級結構表型顯示出廣泛的可塑性，這是其不斷折…
摘要 現今植物病毒學的基石包括破解宿主與病原體相互作用的分子和機制基礎
摘要 現今植物病毒學的基石包括破解宿主與病原體相互作用的分子和機制基礎。在這些交互作用中，全身性感染的發作是研究宿主內部和宿主之間感染動態的基本變量，對流行病學具有重要意義。在這裡，我們使用機率和時空概念開發了一個機制模型來解釋病毒全身感染的動態特徵。此模型處理植物病毒的固有特徵，使用兩個不同且連續的階段進行宿主內傳播：從最初感染的細胞開始的細胞間運動以及透過到達維管系統進行系…
摘要 從選民樣本問卷調查獲得的 N 個擬議政策的偏好出發，可以構建一個領域的伊辛自旋玻璃模型，政黨可以從
摘要 從選民樣本問卷調查獲得的 N 個擬議政策的偏好出發，可以構建一個領域的伊辛自旋玻璃模型，政黨可以從中找到最大化其吸引力的擬議政策的子集，在選民眼中形成一致的選擇，並與政黨現有政策具有最大程度的重疊。我們透過在無標度網路上的隨機場中模擬自旋玻璃來說明該過程的應用。
摘要 我們證明，最近引入的基於類萊布尼茲 (d + 1) 維超金字塔 (Rodriguez and Ts
摘要 我們證明，最近引入的基於類萊布尼茲 (d + 1) 維超金字塔 (Rodriguez and Tsallis 2012 J. Math. Phys. 53 023302) 的 d 維尺度不變概率模型族的 N 無窮極限概率分佈由 d = 1,2,... 的 Dirichlet 分佈的情況，.... q 高斯分佈（與 e(q)( beta) (x2) 成比例，其中 e(1)(…
摘要 我們考慮三種不同的方法來定義隨機矩陣多面體上的自然黎曼度量
摘要 我們考慮三種不同的方法來定義隨機矩陣多面體上的自然黎曼度量。首先，我們定義這些多胞體之間的隨機映射的自然類，並根據這些映射的不變性給出 Chentsov 類型的度量特徵。其次，我們考慮透過將任意多胞形嵌入作為機率單純形中的指數族來定義費舍爾度量。我們證明這些度量也可以用指數族態射的不變原理來表徵。第三，我們考慮透過指定邊際分佈將隨機矩陣的多面體嵌入到聯合分佈單純形中而產生…
摘要 關於不連續滲濾轉變的機制和性質，還有很多有待發現
摘要 關於不連續滲濾轉變的機制和性質，還有很多有待發現。過去的大部分工作都考慮了稱為 Achlioptas 過程的圖演化演算法，其中在每個時間步從一組 k 個隨機選擇的候選邊中將一條邊添加到圖中，直到出現一個巨大的組件。幾種 Achlioptas 過程似乎會產生不連續的滲濾轉變，但 Riordan 和 Warnke 證明，這種轉變在熱力學極限內必須是連續的。然而，他們也證明，如…
摘要 了解企業併購複雜格局背後的基本機制對於世界各地的經濟體至關重要
摘要 了解企業併購複雜格局背後的基本機制對於世界各地的經濟體至關重要。採用複雜性和進化動力學領域的想法來分析商業生態系統，我們在這裡表明，祖先，即所有祖先的歷史合併的累積總和，是公司併購的關鍵特徵。我們透過將基於代理的模型與廣泛的業務數據（涵蓋從 1830 年代至今的時期以及一系列行業和地區）進行比較來驗證這一點。這種看似普遍的機制導致了不平衡的商業生態系統，出現了一些非常大但…
摘要 第一段：我們希望《生態學與演化趨勢》的讀者不要因為 Pennell 等人最近的文章而氣餒
摘要 第一段：我們希望《生態學與演化趨勢》的讀者不要因為 Pennell 等人最近的文章而氣餒。宏觀進化中是否存在間斷平衡的空間？ [1]，他們試圖研究與物種形成相關的演化變化的間斷發作或脈衝。這確實是一個困難的研究領域，但卻是一個充滿希望的領域，如果確實經常發生間斷的變化，則可以透過預測在系統發育樹上展開的模式來研究這一領域。
摘要 我們量化了時間離散動力系統的動力學、帳篷圖 T 及其迭代 T m 以及資訊理論術語中符號層面的誘發
摘要 我們量化了時間離散動力系統的動力學、帳篷圖 T 及其迭代 T m 以及資訊理論術語中符號層面的誘發動力學之間的關係。符號動態由長度為 m 的二進位字串 s 給出，透過選擇分割點 alpha 是 [0,1] 的元素並將點 x 集中在一起獲得，x 是 [0,1] s.t 的元素。 T i (x) 與 s 的第 i 1 位數字一致，即，我們應用所謂的閾值交叉技術。將原始動態和象…
摘要 雙耳聲音定位通常被認為是一項辨別任務，其中利用窄調諧頻率通道的耳間相位（IPD）和電平（ILD）差
摘要 雙耳聲音定位通常被認為是一項辨別任務，其中利用窄調諧頻率通道的耳間相位（IPD）和電平（ILD）差異來識別聲源的位置。然而，在自然條件下，雙耳電路會受到來自多個（通常是移動且重疊的）聲源的聲波的刺激。因此，雙耳線索的統計數據取決於聲學特性和環境的空間配置。以前從未研究過自然遇到的線索的分佈及其對聽覺場景物理特性的依賴性。在目前的工作中，我們分析了自然遇到的雙耳聲音的統計數…
摘要 系統發育分析中使用的序列資料集經常受到隨機雜訊和系統偏差的困擾
摘要 系統發育分析中使用的序列資料集經常受到隨機雜訊和系統偏差的困擾。由於常用的系統發育重建方法旨在生成樹，因此事後評估這些樹是一項重要的任務。然而，優選地，人們希望預先評估輸入資料對於系統發育分析的適用性，並且如果可能的話，獲得關於如何修剪資料集以提高系統發育重建的品質而不引入不必要的偏差的資訊。在過去幾年中，為此目的提出了幾種不同的方法、演算法和軟體工具。在這裡，我們概述了…
摘要 我們簡要回顧一下統計力學和熱力學之間的關聯
摘要 我們簡要回顧一下統計力學和熱力學之間的關聯。我們證明，為了滿足熱力學及其勒讓德變換數學框架，著名的玻爾茲曼 吉布斯（BG）統計力學是充分的，但不是必要的。事實上，統計力學的 N a 極限預計與熱力學一致。對於其元素在機率論意義上一般獨立或準獨立的系統，眾所周知，BG 理論（基於加性 BG 熵）確實滿足了這一期望。然而，完全類比，基於非加性熵泛函的其他恆溫理論（例如 q 統…
摘要 注入大量低黏度水有助於能源生產商從緊密限制化石燃料的頁岩中提取石油和天然氣
摘要 注入大量低黏度水有助於能源生產商從緊密限制化石燃料的頁岩中提取石油和天然氣。但該技術也面臨技術和環境問題。
摘要 帝汶島是印尼東部的一個島嶼，連接亞洲大陸與澳洲和太平洋世界，有著複雜的歷史，包括它作為兩個語系（南
摘要 帝汶島是印尼東部的一個島嶼，連接亞洲大陸與澳洲和太平洋世界，有著複雜的歷史，包括它作為兩個語系（南島語系和跨新幾內亞語系）之間的接觸區的作用，以及保留豐富的南島語文化遺產的元素，例如母居婚姻習俗。利用一系列雙親（常染色體和 X 染色體單核苷酸多態性）和單親標記（Y 染色體和線粒體 DNA），我們重建了西帝汶貝魯攝政區（包括傳統的維哈利王國）東帝汶人的廣泛遺傳圖譜，重點關注…
摘要 為了研究社交網路的動態以及應對極端事件的線上社群的形成和演變，我們在 2011 年日本地震和海嘯前
摘要 為了研究社交網路的動態以及應對極端事件的線上社群的形成和演變，我們在 2011 年日本地震和海嘯前後不久從 Twitter 收集了三個資料集。我們發現，雖然幾乎所有用戶在地震後都增加了線上活動，但日語使用者（被認為更直接地受到該事件的影響）擴大了他們互動的人際網絡，其程度遠高於英語使用者或全球平均水平。透過調查社群的演變，我們發現加入或退出社群的行為遠非隨機：使用者傾向於…
摘要 我們研究了一個簡單的模型，該模型描述了社會行為（如趨勢和觀點）如何在網絡中傳播，在該模型中，當個體
摘要 我們研究了一個簡單的模型，該模型描述了社會行為（如趨勢和觀點）如何在網絡中傳播，在該模型中，當個體從作為採用者的閾值 T 鄰居告知時，他們就會採用該趨勢。使用動態訊息傳遞演算法，我們開發了一種易於處理且計算高效的方法，該方法提供每個個體採用趨勢的機率或任意網路中採用者和非採用者頻率的完整時間演化。我們透過將其與真實和合成網路中基於蒙特卡羅的代理模擬進行比較來驗證該方法，並…
摘要 數千年來，無生命物質和生命物質之間可能的差異一直引起人類的興趣
摘要 數千年來，無生命物質和生命物質之間可能的差異一直引起人類的興趣。顯然，如此豐富的問題不可能用單一的方式來回答，自然存在著多種方法。然而，在過去的二十年裡，出現了一種新的恆溫觀點。它與 1988 年提出的非加性熵相關，旨在推廣著名的玻爾茲曼 吉布斯加性泛函，這是標準統計力學的基礎。這種熵在自然、人工和社會系統中引起了深刻的根本興趣和無數的應用。從某種意義上說，這種觀點代表了…
摘要 化學反應是化學鍵的重排
摘要 化學反應是化學鍵的重排。因此，離析物分子中的每個原子再次出現在反應產物之一的特定位置。然而，化學反應資料庫並沒有報告離析物和產物原子之間的這種雙射，因此尋找這種雙射的「原子映射問題」成為計算化學和系統生物學中許多實際應用的重要計算任務。基本化學反應具有循環虛過渡態（ITS），它對離析物和產物原子之間的雙射施加了額外的限制，而以前的方法沒有考慮到這一點。我們證明約束編程非常…
摘要 細菌中抗生素抗藥性的演變是一個全球性的問題，單獨使用噬菌體或合併使用噬菌體作為替代療法正引起越來越
摘要 細菌中抗生素抗藥性的演變是一個全球性的問題，單獨使用噬菌體或合併使用噬菌體作為替代療法正引起越來越多的關注。演化理論預測，細菌對噬菌體和抗生素產生抗藥性的可能性將低於單獨對其中任何一種產生抗藥性的可能性，例如由於適應成本或噬菌體抗藥性機制與細菌生長之間的權衡。在這項研究中，我們評估了噬菌體和鏈黴素單獨或合併治療對院內病原體銅綠假單胞菌的人群影響。我們發現，與單獨使用噬菌體…
摘要 陸地淨初級生產力（NPP）隨氣候的變化被認為是源自於溫度和降水對植物代謝的直接影響
摘要 陸地淨初級生產力（NPP）隨氣候的變化被認為是源自於溫度和降水對植物代謝的直接影響。然而，NPP 的變化也可能是由於植物年齡、林分生物量、生長季節長度和當地適應等氣候因素的間接影響所造成的。為了確定直接和間接氣候影響的相對重要性，我們擴展了代謝標度理論，將假設的氣候影響與 NPP 聯繫起來，並使用生態系統木本植物生物量和生產數據的全球彙編來評估假設的關係。值得注意的是，年…
摘要 越來越多的證據表明，新生代哺乳動物進化的宏觀進化模式在不同大陸上遵循相似的軌跡
摘要 越來越多的證據表明，新生代哺乳動物進化的宏觀進化模式在不同大陸上遵循相似的軌跡。這表明這種模式在很大程度上是由全球非生物因素（例如氣候）或基本生態演化過程（例如透過專業化來填補生態位）決定的。模式的相似性預計會延伸到各個進化枝的歷史。在這裡，我們研究了全球和不同大陸上單一目中觀察到的最大尺寸的時間分佈。雖然大型陸地哺乳動物的各個目的最大體型存在差異，並且由多個科組成，但隨…
摘要 現在普遍所說的複雜性出現在各種各樣的自然、人工和社會系統中
摘要 現在普遍所說的複雜性出現在各種各樣的自然、人工和社會系統中。這個非常豐富的概念很難理解，因此很難在操作上定義。因此，多年來，文獻中提出了許多相互交織的特徵。其中，一個強大且實用的方法是關注系統的熵和統計力學方面。我們在這裡嘗試將這一活躍的研究領域納入當代視角。
摘要 背景：群落結構在生物網絡中普遍存在
摘要 背景：群落結構在生物網絡中普遍存在。人們對揭示生物系統的群落結構越來越感興趣，因為它可以提供對系統功能組件以及局部結構對全球範圍動態的影響的重要見解。然而，選擇合適的社群檢測演算法來識別經驗網路中的社群結構可能很困難，因為許多可用的演算法是基於各種成本函數且難以驗證。即使在經驗系統中識別了社區結構，將社區結構的影響與其他網絡屬性（例如聚類係數和分類性）分開也可能是一個挑戰…
摘要 對粒線體基因組演化的全面理解需要詳細的粒線體基因組複製機製圖景
摘要 對粒線體基因組演化的全面理解需要詳細的粒線體基因組複製機製圖景。儘管之前做了許多努力，但確定複製起點並透過基因順序重排追蹤其命運仍然是一個不小的問題，即使在動物線粒體的小基因組中也是如此。我們在此詳細闡述了 GC 偏差與複製起點的距離相關的觀察結果。這種效應被解釋為粒線體 DNA 複製的標準模型（即鏈置換模型）的結果。根據該模型，化學損傷的累積與 DNA 在複製 (D s…
摘要 研究了自催化二元聚合物系統作為能夠演化的化學反應網絡的抽像模型
摘要 研究了自催化二元聚合物系統作為能夠演化的化學反應網絡的抽像模型。由於自催化作用，長聚合物會自發性出現，並且它們的濃度被證明保持在與單體相同的水平。當反應從單體池開始時，具有特定序列模式的高度有序的群體被動態地從大量可能的狀態中選擇。所選的微觀序列模式和宏觀協作結構之間的相互作用通過分析和模擬進行了檢查。研究了所涉及的自組織過程的穩定性、波動和動態選擇機制。
摘要 我們展示了一種易於實施的實驗乳液聚合方案，其結果是能夠在水相中形成囊泡的兩親性共聚物
摘要 我們展示了一種易於實施的實驗乳液聚合方案，其結果是能夠在水相中形成囊泡的兩親性共聚物。此方案不需要預先純化化學物質或排除氧氣。我們以丙烯酸正丁酯為單體，採用由鈰(IV)離子和聚乙二醇(PEG)組成的氧化還原引發體系，優化了此氧化還原對的性能，使得反應可以在空氣中進行。引發過程中產生的基於 PEG 的鏈自由基攻擊單體分子，產生兩親性產物，從而使囊泡形成聚合物的合成達到不需要…
摘要 在二倍體生物中，自交降低了從群體中去除有害突變的選擇效率
摘要 在二倍體生物中，自交降低了從群體中去除有害突變的選擇效率。並非所有生物體都是如此。例如，有些植物會經歷一種極端形式的自交，稱為配子體內自交，這會立即將親代基因組中的所有隱性有害突變暴露給選擇性清除。在這裡，我們詢問如何有效地從此類植物中去除有害突變。具體來說，我們利用全基因組轉錄組數據研究了在主要自交和主要異交的苔蘚物種中有害突變累積的程度。我們發現自交物種明顯清除了更多…
摘要 生物演化和技術創新有許多共同特徵
摘要 生物演化和技術創新有許多共同特徵。其中一些涉及類似的過程，例如試錯和水平訊息傳遞。其他人則描述了類似的結果，例如類似創新的多個獨立起源。還有一些則表現出類似的時間模式，例如由停滯期分隔的突發變化。我們回顧了九個這樣的共通性，並提出創新、發現或設計空間的數學概念可以幫助解釋它們。這個概念還可以幫助拆除技術和生物創新之間持續存在的概念牆。
摘要 最近合成原始細胞生物學領域的實驗工作表明，益生元囊泡能夠相互「竊取」脂質
摘要 最近合成原始細胞生物學領域的實驗工作表明，益生元囊泡能夠相互「竊取」脂質。這種現象純粹是由囊泡膜的物理狀態或組成的不對稱引起的，並且當脂質資源有限時，直接轉化為囊泡之間的競爭。從生命起源的角度來看，這種情況很有趣，因為細胞水平選擇的基本形式出現了。為了加深對這種行為背後可能機制的直覺，實驗工作必須輔以理論模型。本文的目的是提供原始細胞脂質競爭的粗粒度數學模型。我們的模型能…
摘要 中性景觀和突變穩健性被認為是生物學演化的重要推動者
摘要 中性景觀和突變穩健性被認為是生物學演化的重要推動者。我們將這些概念應用到軟體中，將突變穩健性定義為程式碼中保持程式行為不變的隨機突變的比例。測試案例用於測量程序行為，變異算子取自早期的遺傳編程工作。儘管軟體通常被認為是脆弱的，微小的變化會導致行為的災難性變化，但我們的結果顯示出面對隨機軟體突變時令人驚訝的穩健性。本文描述了對 22 個程式的突變穩健性的實證研究，其中包括 …
摘要 我們提出了一個數學模型，用於分析基於私人價格的討價還價遊戲，Gintis 使用該模型來模擬 Gin
摘要 我們提出了一個數學模型，用於分析基於私人價格的討價還價遊戲，Gintis 使用該模型來模擬 Gintis（2007）中交換經濟中的價格動態。然後，我們在斯卡夫經濟中描述了一類動態，其中瓦爾拉斯均衡是唯一的隨機穩定狀態。因此，我們為平衡過程不穩定性的最著名例子之一提供了一般平衡的動態基礎。
摘要 生物系統以多種尺度執行計算，並以穩健的方式進行
摘要 生物系統以多種尺度執行計算，並以穩健的方式進行。工程隱喻經常被用來為細胞和分子計算網絡建模提供基本原理，並作為其綜合設計的基礎。然而，電子電路和濕計算電路之間的映射的一個主要限制是佈線問題。儘管電子設備中的電線是相同的，但在使用合成生物學設計時它們必須不同。此外，在大多數情況下，設計的分子系統不能重複用於其他功能。一種新的近似使我們能夠透過使用合成細胞聯盟來簡化問題，其中…
摘要 動機：理解生化系統的常見問題是推斷其正確的結構或拓樸
摘要 動機：理解生化系統的常見問題是推斷其正確的結構或拓樸。該拓撲由所有相關的狀態變數組成—通常是分子及其相互作用。在這裡，我們提出了一種稱為拓撲增強的方法，從先驗知識和實驗數據以統計上嚴格和系統的方式推斷出這種結構。結果：拓撲增強從一個無法解釋實驗數據的簡單模型開始，並透過添加捕獲實驗行為的新術語來增強其拓撲。這個過程是透過隨機微分方程式來表示模型拓撲中的不確定性來指導的，隨…
摘要 我們引入貝葉斯方法來發現結構複雜過程中的模式
摘要 我們引入貝葉斯方法來發現結構複雜過程中的模式。所提出的貝葉斯結構推理（BSI）方法依賴一組候選單線隱馬可夫模型（uHMM）拓撲來從資料系列推斷過程結構。我們採用最近開發的拓撲的精確枚舉是機器的一個元素。 （續集隨後消除了拓撲限制。）uHMM 拓撲的這個子集具有額外的好處，即無論估計的轉移機率如何，推斷的模型都保證是機器的一個元素。的屬性是機器和 uHMM 的元素，允許推導…
摘要 研究前提：達爾文首次提出，生態寬度越大的物種，表型變異越大
摘要 研究前提：達爾文首次提出，生態寬度越大的物種，表型變異越大。我們透過比較特定葉面積 (SLA) 的種內變化與物種的當地海拔範圍，並評估外部（非生物）過濾器如何影響觀察到的物種間生態寬度差異，來檢驗這一假設。了解族群內部和族群之間個體變異的模式將有助於評估群落結構和物種分佈的不同假設。方法：我們選擇了 21 個具有不同海拔範圍的物種，並將每個物種的 SLA 變異係數與其當地…
摘要 將新發電機添加到高壓電網的最便宜且最廣泛的方法是透過簡單的樹狀連接方案
摘要 將新發電機添加到高壓電網的最便宜且最廣泛的方法是透過簡單的樹狀連接方案。然而，尚不完全清楚這種本地成本最小化的連接方案如何影響整體系統性能，特別是停電時的穩定性。在這裡，我們研究網路拓撲中的局部模式如何影響電網承受停電大擾動的能力。利用流域穩定性這個非線性概念，我們在人工生成的電網的數值模擬中發現，樹狀連接方案（即所謂的死胡同和死樹）會嚴重降低穩定性。北歐電力系統的案例研…
摘要 馬鈴薯病毒屬透過長開放閱讀框表達其大部分蛋白質，該開放閱讀框被翻譯成由三種病毒蛋白酶加工的大多蛋白
摘要 馬鈴薯病毒屬透過長開放閱讀框表達其大部分蛋白質，該開放閱讀框被翻譯成由三種病毒蛋白酶加工的大多蛋白。為了了解馬鈴薯Y病毒基因組組織的限制，我們將病毒RNA依賴性RNA聚合酶（NIb）順反子重新定位到菸草蝕刻病毒（TEV）多蛋白的所有可能的順反子位置。只有多蛋白氨基末端或 P1 和 HC Pro 之間具有 NIb 的病毒才能在菸草植物中存活。
摘要 在哺乳動物中，懷孕和哺乳期間生物量產生的質量比速率（這裡稱為母體生產力）已被證明會隨體型和生活方式
摘要 在哺乳動物中，懷孕和哺乳期間生物量產生的質量比速率（這裡稱為母體生產力）已被證明會隨體型和生活方式的變化而變化。代謝理論預測，斷奶後後代的生長（此處稱為幼體生產力）應高於母體生產力，且較小物種的幼體應比較大物種的幼體具有更高的生產力。此外，由於幼體通常與母親有相似的生活方式，因此跨物種幼體和母體的生產力應該是相關的。我們利用 14 個分類/生活方式組的 270 種胎盤哺乳…
摘要 基本的身體結構和主要生理軸在哺乳動物演化過程中高度保守，但人類基因組序列中只有一小部分似乎受到演化
摘要 基本的身體結構和主要生理軸在哺乳動物演化過程中高度保守，但人類基因組序列中只有一小部分似乎受到演化的限制。為了量化順式作用與反式作用對哺乳動物調控進化的貢獻，我們對 25 種細胞和組織類型的小鼠基因組進行了基因組 DNase I 足跡分析，以核苷酸分辨率共同定義了大約 860 萬個轉錄因子 (TF) 佔據位點。在這裡，我們展示了小鼠 TF 足跡聯合編碼的監管詞典，與人類 …
摘要 背景：Google流感趨勢 (GFT) 聲稱可以使用搜尋查詢對人群流感樣疾病 (ILI) 進行即時
摘要 背景：Google流感趨勢 (GFT) 聲稱可以使用搜尋查詢對人群流感樣疾病 (ILI) 進行即時、有效的預測，預示著整個公共衛生領域的好評和複製。然而，最近的研究對 GFT 的有效性提出了質疑。目的：提出一種替代方法，更好地發揮 GFT 的潛力，並為數位疾病檢測帶來廣泛的附帶價值。方法：我們的替代方法會自動選擇特定查詢來監控，並在 2013 年開發的有關 CDC 報告的…
摘要 最近，研究顯示社區檢測問題存在階段性轉變
摘要 最近，研究顯示社區檢測問題存在階段性轉變。這種轉變首先使用腔法計算，並在 q=2 組的情況下得到了嚴格證明。然而，使用空腔方法進行分析計算具有挑戰性，因為它們要求我們了解訊息的機率分佈。我們研究所謂的「零溫度推理」模型中的類似轉變，其中這種分佈僅在最有可能的消息上得到支持。此外，每當多個訊息的可能性相同時，我們就會透過以相同的機率在它們之間進行選擇來打破平局。雖然結果分析…
摘要 科學的進步往往始於旨在解釋某些生物現象存在原因的口頭假設
摘要 科學的進步往往始於旨在解釋某些生物現象存在原因的口頭假設。與許多其他領域一樣，演化研究中數學模型的一個重要目的是充當口頭解釋中邏輯的「概念驗證」測試，類似於使用經驗數據來測試假設的方式。由於並非生物學的所有子領域都使用數學來實現此目的，因此對概念驗證建模功能的誤解很常見。為了促進交流，我們討論了概念驗證模型在演化生物學中的作用。
摘要 最近對秘魯南海岸的考古研究在欽查河谷中部發現了帕拉卡斯晚期（約公元前 400 100 年）土丘和地
摘要 最近對秘魯南海岸的考古研究在欽查河谷中部發現了帕拉卡斯晚期（約公元前 400 100 年）土丘和地質符號複合體。該建築群由線性地形、圓形岩石特徵、儀式土墩和分佈在 40 公里(2) 區域的定居點組成。這種經過文化改造的景觀的一個顯著特徵是，地形線匯聚在土丘和居住地上，形成離散的集群。同樣，這些星團包含許多成對的線段和至少兩個 U 形結構，標誌著古代六月至日的落日。三個土丘…
摘要 許多RNA家族，即同源RNA基因組，屬於RNA類別，例如tRNA、snoRNA或microRNA，
摘要 許多RNA家族，即同源RNA基因組，屬於RNA類別，例如tRNA、snoRNA或microRNA，其特徵在於共同的序列基序和/或共同的二級結構特徵。 RNA 類別新成員的檢測以及 RNA 類別成員的基因組綜合註釋是一項具有挑戰性的任務，超出了簡單的同源性搜尋範圍。解決此問題的計算方法通常使用三層方法：第一步採用高效且靈敏的濾波器。在第二步驟中，使用針對特異性的計算昂貴的方…
摘要 突變適應度效應（DMFE）的分佈對於準種的演化命運至關重要
摘要 突變適應度效應（DMFE）的分佈對於準種的演化命運至關重要。在本文中，我們透過經典 Eigen 模型的表型版本（包含有益、中性、有害和致命突變）分析 DMFE 對大型準種動態的影響。透過使用水皰性口炎病毒（VSV）和菸草蝕紋病毒（TEV）的 DMFE 的可用實驗數據對模型進行參數化，我們發現增加突變並不能完全將整個病毒準種推向表型序列空間的有害或致命區域。在一般模型的參數…
摘要 地球上的大多數人都擁有手機，這些設備越來越多地被用來收集與我們的個人健康、行為和環境相關的數據
摘要 地球上的大多數人都擁有手機，這些設備越來越多地被用來收集與我們的個人健康、行為和環境相關的數據。在一次教育研討會上，我們研究了手機收集個人微生物組數據的效用，即與個人影響相關的微生物的集合。我們對智慧型手機觸控螢幕上的微生物群落進行了表徵，以確定是否與直接從其主人那裡採集的皮膚微生物組有顯著重疊。我們發現，參與者手指上約 22% 的細菌類群也存在於自己的手機上，而他們與其…
摘要 城市日益成为全世界人类社会的基本社会经济单位，但我们仍然缺乏对城市化的统一描述，以捕捉城市跨越时间
摘要 城市日益成为全世界人类社会的基本社会经济单位，但我们仍然缺乏对城市化的统一描述，以捕捉城市跨越时间和空间实现的社会进程。這對於理解城市在人類文明史上的作用以及確定古代城市研究是否與當代科學和政策相關尤其重要。作为朝这个方向迈出的一步，我们发展了考古学中的聚落规模理论，从社会和基础设施网络之间的相互作用的考虑中得出人口与聚居区域之间的关系。然后，我们使用墨西哥前西班牙盆地的…
摘要 單一物種在空間和時間上的分佈並不均勻，然而，在大型物種群落中，生物多樣性的聚合模式似乎表現出幾乎普
摘要 單一物種在空間和時間上的分佈並不均勻，然而，在大型物種群落中，生物多樣性的聚合模式似乎表現出幾乎普遍的行為。中性模型假設個體的人口統計前景與其物種認同無關。他們成功地預測了某些靜態的、與時間無關的模式。但他們通常無法預測時間模式，例如物種年齡或族群動態。我們建立了一個新的多物種框架，其中包含物種之間的競爭差異，並評估這種競爭對生物多樣性靜態和動態模式的影響。我們完全針對紅…
摘要 我們提出了一個技術週期的數學模型，該模型將注意力集中在競爭技術的共存機制上
摘要 我們提出了一個技術週期的數學模型，該模型將注意力集中在競爭技術的共存機制上。我們使用生物學類比將技術的採用與財政資源的提供結合起來。在我們的模型中，財務資源是有限的，並且以恆定的速度提供。這項工作分析了兩種變體，第一個考慮所謂的內部創新，第二個引入外部創新。我們利用自適應動態框架來解釋密切相關技術的持久性，而不是通常對除一種主導技術之外的所有技術的競爭排斥。對於內部創新而…
摘要 背景：潛在表型是適應性表型的非適應性副產物
摘要 背景：潛在表型是適應性表型的非適應性副產物。它們存在於與混雜的酶和基因組規模的代謝反應網絡一樣不同的生物系統中，並且可以引起進化適應和創新。我們對它們在調節迴路基因表現型中的普遍性知之甚少，而調節迴路是演化創新的重要來源。結果：在這裡，我們研究了超過一千六百萬個三基因模型調控迴路，其中每個迴路由一種基因型代表，並且具有體現在一種或多種基因表現表型中的一種或多種功能。我們發…
摘要 高通量定序技術使得以高效且經濟高效的方式分析生物體的所有小非編碼 RNA (ncRNA) 成為可能
摘要 高通量定序技術使得以高效且經濟高效的方式分析生物體的所有小非編碼 RNA (ncRNA) 成為可能。小RNA seq資料集的中等大小使得向研究社群提供免費網路服務成為可能，這些服務提供小RNA seq分析的許多基本特徵，包括品質控制、讀取標準化、ncRNA定量和假定的新型ncRNA的預測。 DARIO 就是這樣一種系統，迄今為止一直專注於動物。在這裡，我們介紹了該系統的擴…
摘要 在基因調控迴路中，單一基因的表達通常受到一組調控基因產物的調節，這些產物與基因的順式調控區域結合
摘要 在基因調控迴路中，單一基因的表達通常受到一組調控基因產物的調節，這些產物與基因的順式調控區域結合。此區域編碼輸入輸出功能，稱為訊號整合邏輯，將調節訊號（輸入）的特定組合映射到基因的特定表達狀態（輸出）。所有可能的訊號積分函數的空間是巨大的，並且從輸入到輸出的映射是多對一的：對於同一組輸入，許多函數（基因型）產生相同的表達輸出（表型）。在這裡，我們詳盡地列舉了一組訊號整合函…
摘要 穩健性，即在基因變化的情況下保持性格，可以幫助保留適應性特徵，但也可能阻礙進化性，即產生新適應的能
摘要 穩健性，即在基因變化的情況下保持性格，可以幫助保留適應性特徵，但也可能阻礙進化性，即產生新適應的能力。我們使用基因型網絡分析了來自小鼠和酵母的 193 個轉錄因子的結合位點庫，提供了穩健性和可進化性不一定是相互衝突的特性的經驗證據。網絡頂點代表兩個位點連接的結合位點（如果兩個位點在單一核苷酸上不同）。我們表明，較大基因型網絡的結合位點不僅更加穩健，而且與此類網絡相鄰的序列…
摘要 從自旋玻璃的角度綜合考慮一系列鐵性玻璃、磁性玻璃、極性玻璃、弛豫玻璃和應變玻璃
摘要 從自旋玻璃的角度綜合考慮一系列鐵性玻璃、磁性玻璃、極性玻璃、弛豫玻璃和應變玻璃。簡單的數學模型被證明可以提供可能的概念統一來支持實驗觀察的相似性，而無需考慮所有可能的複雜性和替代方案。
摘要 細胞骨架是由絲狀聚合物和調節蛋白組成的動態網絡，為細胞提供靈活的結構支架，並在發育過程中發揮基礎作
摘要 細胞骨架是由絲狀聚合物和調節蛋白組成的動態網絡，為細胞提供靈活的結構支架，並在發育過程中發揮基礎作用。已知改變植物皮質微管（MT）陣列空間方向的突變會導致細胞壁合成模式和發育表型的重要變化；然而，這種改變對細胞質中其他 MT 網路相關功能的影響尚不清楚。體內觀察顯示皮質 MT 在菸草花葉病毒 (TMV) RNA 複合物沿著內質網 (ER) 的形成和運動中發揮作用。因此，為…
摘要 聆聽習慣受到兩個對立面向的強烈影響，即對音樂多樣性的渴望和對音樂統一性的需求
摘要 聆聽習慣受到兩個對立面向的強烈影響，即對音樂多樣性的渴望和對音樂統一性的需求。在這項工作中，我們根據流行音樂製作中通常涉及的樂器和製作技術來量化這兩個概念。我們為每種音樂風格分配一個「樂器複雜度值」。樂器複雜性低的風格往往具有通用樂器，這些樂器也可以在許多其他風格中找到。另一方面，高度複雜的風格的特點是樂器種類繁多，而這些樂器只能在少數其他風格中找到。為了對這些結果進行建…
摘要 水力壓裂技術的最新發展使得能夠從古老的低滲透頁岩中回收大量天然氣和石油
摘要 水力壓裂技術的最新發展使得能夠從古老的低滲透頁岩中回收大量天然氣和石油。這些發展包括從低容量、高黏度流體注射到高容量、低黏度注射的轉變。注入的流體引入分佈式損傷，為天然氣和石油的開採提供裂縫滲透率。為了模擬這個過程，我們利用先前引入的無環非捕獲入侵滲透來模擬強無序介質中的最佳聚合物，並確定晶格上的最小能量跨越樹。我們對二維方晶格進行了數值模擬，發現與其他滲流模型有顯著差異…
摘要 Bak Tang Wiesenfeld (BTW) 沙堆過程是複雜系統的典型、程式化模型，其臨界點
摘要 Bak Tang Wiesenfeld (BTW) 沙堆過程是複雜系統的典型、程式化模型，其臨界點是其動力學的吸引子。這種現像被稱為自組織臨界性，似乎在自然界和技術中普遍存在。 BTW 過程最初是在二維晶格上引入的，後來在網絡結構上進行了研究，在估計宏觀量（例如漸近冪律分佈的指數）方面取得了巨大的分析成功。在本文中，我們從微觀角度，透過數值和嚴格的分析來研究過程的內部運作…
摘要 建築師和工程師開始考慮室內空氣的新維度：空氣中微生物群落的結構和組成
摘要 建築師和工程師開始考慮室內空氣的新維度：空氣中微生物群落的結構和組成。這個新興領域的第一步是了解影響建築環境中跨空間和時間生物氣溶膠多樣性的力量。為了闡明室內生物氣溶膠多樣性的三個可能驅動因素（室外生物氣溶膠的變化、通風策略和占用負荷）的相對影響，我們對一棟採用混合 HVAC（機械和自然通風）系統的高人流量大學建築中的室內空氣傳播細菌群落進行了深入的時間研究。室內空氣群落…
摘要 預計在不久的將來，極端溫度的頻率、嚴重程度和持續時間都會增加
摘要 預計在不久的將來，極端溫度的頻率、嚴重程度和持續時間都會增加。儘管最近的研究表明，溫度變化的變化對物種的影響比平均值的變化大得多，但生態學中的許多氣候變遷研究都集中在平均溫度變化的影響。在這裡，我們將細粒度的氣候預測 (2050 2059) 與 38 個變溫無脊椎動物物種的熱性能數據結合起來，並將預測與簡單模型的預測進行比較。我們表明，僅基於平均溫度變化的預測與將變化以及…
摘要 本期《IEEE 會議錄》特刊重點在於數位科技如何改變社交網路的結構和動態，以及我們用於研究和設計社
摘要 本期《IEEE 會議錄》特刊重點在於數位科技如何改變社交網路的結構和動態，以及我們用於研究和設計社交網路的工具…。
摘要 背景：經濟狀況與健康之間的關聯通常來自於使用非特異性措施（即健康自評）間歇性收集的成本密集型調查
摘要 背景：經濟狀況與健康之間的關聯通常來自於使用非特異性措施（即健康自評）間歇性收集的成本密集型調查。目的：本研究透過分析 Google 搜尋查詢，確定了美國大衰退期間健康問題的精確變化，透過查詢內容確定問題所在，並透過查詢量確定問題的流行程度。方法：透過比較觀察到的和預期的（基於現有趨勢的線性預測）數百個單獨術語的查詢量之間的累積差異，來估計大衰退期間（2008 年 12 …
摘要 由於RNA可以作為遺傳訊息的載體和生物催化劑，因此人們一致認為它先於DNA和蛋白質出現，而DNA和
摘要 由於RNA可以作為遺傳訊息的載體和生物催化劑，因此人們一致認為它先於DNA和蛋白質出現，而DNA和蛋白質最終承擔了這些角色並將RNA降級為中間功能。如果這樣的場景——所謂的RNA世界——存在，我們可能希望在我們現在的世界中找到它的遺跡。類病毒的特性使其成為 RNA 世界的倖存者，這些特性包括對原始 RNA 複製子的預期特性：(a) 容易出錯的複製造成的小尺寸，(b) 高 …
摘要 背景：建築設計有可能影響建築環境的微生物學，對人類健康和福祉產生影響，但設計對建築物微生物生物地理
摘要 背景：建築設計有可能影響建築環境的微生物學，對人類健康和福祉產生影響，但設計對建築物微生物生物地理學的影響仍知之甚少。在這項研究中，我們將微生物數據與教室和辦公大樓空間的功能、形式和組織資訊結合起來，以了解設計選擇如何影響建築環境微生物組的生物地理學。結果：灰塵樣本細菌16S基因定序顯示，室內細菌群落極為多樣化，包含超過32,750個OTU（操作分類單位，97%序列相似性…
摘要 關於病毒如何感染單一細胞並成功複製，人們已經有了很多了解
摘要 關於病毒如何感染單一細胞並成功複製，人們已經有了很多了解。植物和動物宿主的疾病進展模式，例如病毒滴度和症狀的出現，也得到了詳細描述。另一方面，人們對病毒感染期間中間水平發生的情況知之甚少。在這裡，我們使用流式細胞儀，一種快速測量大量單一細胞的技術，以量化不同葉子和不同時間被植物病毒感染的細胞數量。我們發現很少細胞被感染，通常只有一到兩個病毒顆粒引發細胞感染。此外，來自受感…
摘要 葉子脈絡網絡提供了植物形態、功能和氣候生態位之間的綜合聯繫，因為葉子水分運輸是植物性能變化的基礎
摘要 葉子脈絡網絡提供了植物形態、功能和氣候生態位之間的綜合聯繫，因為葉子水分運輸是植物性能變化的基礎。在這裡，我們開發了基於葉子生理學的理論，該理論使用群落平均葉脈密度來預測生長季節溫度和大氣二氧化碳濃度。關鍵假設是葉片供水與當地環境的需水量相符。我們使用來自 17 個溫帶和熱帶地區跨越廣泛氣候梯度的樹葉來測試模型預測。我們發現預測和觀測的氣候值之間存在定量一致性。我們也強調…
摘要 大多數原核生物的基因組產生了令人驚訝的複雜轉錄組，不僅包含通常組織為操縱子的蛋白質編碼mRNA，而
摘要 大多數原核生物的基因組產生了令人驚訝的複雜轉錄組，不僅包含通常組織為操縱子的蛋白質編碼mRNA，而且還包含數十甚至數百個高度結構化的小調節RNA和出乎意料的高水平反義轉錄物。原核轉錄組的全面調查以及表徵其非編碼成分的需要在很大程度上取決於計算方法和工作流程，其中許多方法和工作流程已經開發或至少專門針對細菌和古細菌數據進行了調整。這篇綜述概述了 RNA 生物資訊學的最新進展…
摘要 在合成生物學領域，遺傳部分的合理設計應包括對其輸入輸出反應（所謂的傳遞函數）以及如何調整它們的因果
摘要 在合成生物學領域，遺傳部分的合理設計應包括對其輸入輸出反應（所謂的傳遞函數）以及如何調整它們的因果理解。然而，一種普遍採用的策略是將數據擬合到希爾形曲線，而不考慮潛在的分子機制。在這裡，我們提供了一種新穎的數學形式，可以透過考慮所涉及的生物部件的實際資訊來預測合成設備的全局行為。這是透過採用類似酶學的框架來實現的，其中傳遞函數用輸入親和常數和最大響應來描述。作為概念證明，…
摘要 葉際——植物的空中表面，包括葉子——是全球無處不在的棲息地，蘊藏著多種細菌群落
摘要 葉際——植物的空中表面，包括葉子——是全球無處不在的棲息地，蘊藏著多種細菌群落。葉際細菌群落有可能透過影響宿主的適應性和功能來影響植物生物地理學和生態系統功能，但驅動葉際群落組裝的宿主屬性卻知之甚少。在這項研究中，我們使用高通量定序來量化巴拿馬新熱帶森林中 57 種樹種葉子上的細菌群落結構。我們測試了樹葉上的細菌群落與其植物宿主的功能性狀、分類學和系統發育之間的關係。熱帶…
摘要 病毒血症動力學直接影響 DENV 的臨床病程和傳播動力學，但病毒動力學的許多方面仍然未知
摘要 病毒血症動力學直接影響 DENV 的臨床病程和傳播動力學，但病毒動力學的許多方面仍然未知。幾十年來，非人靈長類動物 (NHP) 一直被用作 DENV 感染的模型系統。在這裡，我們識別了實驗性感染 NHP 的論文，估計病毒血症的時間和持續時間，並估計這些病毒血症與血清型、接種劑量、病毒血症測定和 NHP 物種之間的關聯。我們估計恒河猴中 DENV 2 和 1 的病毒血症時間…
摘要 目的 哈欽森超體積是許多生態和演化研究領域的概念基礎，包括功能形態學、比較生物學、群落生態學和生態
摘要 目的 哈欽森超體積是許多生態和演化研究領域的概念基礎，包括功能形態學、比較生物學、群落生態學和生態位理論。然而，現有的從超體積中採樣或測量其幾何形狀的方法在高維或多孔數據集上表現不佳。創新我們首先強調概念和計算問題，這些問題阻礙了更直接的方法來測量超體積。接下來，我們提出了一種新的多元核密度估計方法，該方法可以在任意數量的維度上解決許多此類問題。主要結論 我們表明，我們的…
摘要 油棕種植園向熱帶森林的擴張可能會改變溪流的物理和生物地球化學輸入，從而改變水文功能
摘要 油棕種植園向熱帶森林的擴張可能會改變溪流的物理和生物地球化學輸入，從而改變水文功能。在印尼西加里曼丹，我們評估了具有五種土地用途特徵的排水流域的溪流：完整森林、砍伐森林、混合農林以及年輕（<3年）和成熟（ 10年）油棕種植園。我們使用高頻潛水探空儀測量 2009 年至 2012 年長達一個月的時間間隔，對懸浮沉積物、河流溫度和新陳代謝進行了量化。與其他河流相比，排出油棕櫚…
摘要 我們透過線上實驗對 1,000 多名研究參與者進行了協調遊戲中不同人群的玩法研究
摘要 我們透過線上實驗對 1,000 多名研究參與者進行了協調遊戲中不同人群的玩法研究。研究參與者玩了一個具有多個均衡的兩人協調遊戲：兩個均衡具有高度不對稱的收益，另一個均衡具有對稱的收益，但總收益略低。研究參與者主要來自印度和美國。居住在印度的研究參與者比居住在美國的研究參與者更頻繁地使用導致不對稱收益的策略，而美國的研究參與者則更頻繁地使用導致對稱收益的策略。此外，當提示進…
摘要 網路正在徹底改變菸草控制，但很少有人利用網路進行監控
摘要 網路正在徹底改變菸草控制，但很少有人利用網路進行監控。我們首次展示了一種分析聚合互聯網搜尋查詢的方法，該方法可以捕捉人群對菸草考慮因素的精確變化。我們將 2009 年州兒童健康保險計劃 (SCHIP) 捲菸消費稅上調當週源自美國的菸草相關 Google 查詢與歷史基線進行了比較。然後根據特定查詢的相對增長對特定查詢進行排名，同時也考慮絕對搜尋量變化的近似值。 SCHIP …
摘要 引入了三個想法，當它們結合在一起時，將我們量子宇宙的現實準經典領域描述為由準經典變量定義的特定類型
摘要 引入了三個想法，當它們結合在一起時，將我們量子宇宙的現實準經典領域描述為由準經典變量定義的特定類型的替代粗粒度歷史集：（i）可以接近最大程度細化並可以簡化計算的分支相關自適應粗粒度，（ii）描述宇宙特徵如何隨時間變化並允許構建環境的敘述粗粒度，以及（iii）表徵了相干性的強退現實。
摘要 我們提出了共享資訊、獨特資訊和協同資訊的新度量，可用於分解一對隨機變數 (Y, Z) 與第三個隨機
摘要 我們提出了共享資訊、獨特資訊和協同資訊的新度量，可用於分解一對隨機變數 (Y, Z) 與第三個隨機變數 X 的互資訊。我們的度量受到獨特資訊操作想法的啟發，這表明共享資訊和獨特資訊應僅取決於對 (X, Y) 和 (X, Z) 的邊際分佈。儘管這種不變性性質之前尚未被研究過，但其他提出的共享資訊度量方法已經滿足了這種性質。不變性屬性並不唯一地確定我們的新度量，但它意味著我們…
摘要 我們對 N 個經典局域平面旋轉器透過相互作用耦合的一維繫統進行數值研究，該系統隨著距離衰減為 1/
摘要 我們對 N 個經典局域平面旋轉器透過相互作用耦合的一維繫統進行數值研究，該系統隨著距離衰減為 1/r(alpha) (alpha = 0)。此方法是第一原理方法（即基於牛頓定律），並產生動量的機率分佈。對於足夠大的 alpha 和 N 1，我們觀察到，對於長期存在的狀態，麥克斯韋分佈，玻爾茲曼 吉布斯恆溫統計的里程碑。但是，對於較小的 alpha 或與統一相當的 alph…
摘要 過去 50 年來，塞內加爾已分離出叢林蟲媒病毒
摘要 過去 50 年來，塞內加爾已分離出叢林蟲媒病毒。這些物種中病毒感染模式和頻率的生態驅動因素在很大程度上尚不清楚。我們對長期蟲媒病毒資料集使用時間序列分析和貝葉斯分層計數模型來測試蚊子豐度、天氣變數以及登革熱、黃熱病、基孔肯雅熱和寨卡病毒的分離頻率之間的關聯。我們發現蚊子豐度和病毒分離之間幾乎沒有相關性。降雨量是登革熱病毒（DENV）分離的負預測因子，但是寨卡病毒分離的正預…
摘要 新型 microRNA (miRNA) 基因的計算鑑定是生物資訊學中的一項具有挑戰性的任務
摘要 新型 microRNA (miRNA) 基因的計算鑑定是生物資訊學中的一項具有挑戰性的任務。必須使用自動化計算管道分析來描述未知功能 RNA 轉錄本的大量數據，以尋找推定的 miRNA 候選者。除了那些符合經典定義的 miRNA 之外，高通量定序技術還揭示了透過替代生物發生途徑衍生的其他 miRNA 樣分子。對這些數據進行詳盡的生物資訊分析涉及統計問題以及精確的序列和結構…
摘要 數量性狀變異的分佈及其基因型多樣性的潛在分佈都可以透過穩定選擇和定向選擇來塑造
摘要 數量性狀變異的分佈及其基因型多樣性的潛在分佈都可以透過穩定選擇和定向選擇來塑造。了解這兩種分佈都很重要，因為它決定了族群對自然選擇的反應。不幸的是，現有理論對選擇如何塑造這些分佈做出了相互矛盾的預測，而且幾乎沒有相關的實驗證據。在這裡，我們研究一個簡單的遺傳系統，一種不斷進化的 RNA 酶（核酶），其中高通量基因分型和生化表型測量的結合使我們能夠解決這個問題。我們表明，與…
摘要 我們解釋了在三個空間維度上具有自旋軌道耦合的特定自旋 1/2 費米子系統的光譜中的有限和無限簡併性
摘要 我們解釋了在三個空間維度上具有自旋軌道耦合的特定自旋 1/2 費米子系統的光譜中的有限和無限簡併性。從廣義的龍格 倫茨向量開始，我們明確地建構了一套完整的對稱算子，它涵蓋了非緊 SO(3,2) 代數。物理譜的簡併性僅涉及無限的、所謂的單例表示。在軌道和自旋角動量對齊的分支中，出現了完整的表示，構成了朗道能階的三維模擬。由於單例表示的截斷，反對齊自旋會導致有限的簡併性。我們…
名人的癌症診斷引起了媒體對癌症篩檢的大量報導並增加了人們對癌症篩檢的興趣，但它們是否也促進了癌症的初級預
摘要 客觀的。名人的癌症診斷引起了媒體對癌症篩檢的大量報導並增加了人們對癌症篩檢的興趣，但它們是否也促進了癌症的初級預防？方法。將有關巴西總統和吸菸者盧拉·達席爾瓦喉癌診斷公告的戒菸相關媒體（資訊可用性）和谷歌查詢（資訊尋求）的每日趨勢與典型時期和幾次戒菸意識活動進行了比較。結果。宣布戒菸後一周，媒體對戒菸的報導比預期高出 163%（95% 置信區間，54 328），但在第二週…
摘要 我們透過選擇共同消費流的時間折扣個體來研究集體決策
摘要 我們透過選擇共同消費流的時間折扣個體來研究集體決策。我們表明，由於時間偏好存在任何異質性，因此功利主義聚合必然存在當前偏差。在實驗室實驗中，四分之三的「社會規劃者」表現出當前偏差，只有不到百分之二的人具有時間一致性。大约三分之一的受试者表现得好像他们是纯粹的功利主义者，而其余的人则做出了选择，好像他们也有不同程度的分配问题。
摘要 宿主免疫力和人口統計（透過出生率招募易感者）已被證明是麻疹、百日咳和登革熱流行週期性的關鍵決定因素
摘要 宿主免疫力和人口統計（透過出生率招募易感者）已被證明是麻疹、百日咳和登革熱流行週期性的關鍵決定因素。然而，並非所有流行病週期都來自病原體誘導的消毒免疫力或由人口統計數據驅動。許多性傳染感染是由性行為引起的。我們提出了一種疾病傳播的數學模型，個人可以根據接觸者的感染狀況斷開和重新連接。我們將此模型與美國歷史上梅毒（梅毒螺旋體）和淋病（淋病奈瑟菌）的發生率進行擬合，並探索針對…
摘要 近十年來，北半球中緯度地區出現了大量高影響夏季極端天氣
摘要 近十年來，北半球中緯度地區出現了大量高影響夏季極端天氣。其中許多事件與異常急流環流模式有關，其特徵是持續高振幅準穩態羅斯貝波。最近提出了兩種可能引發這種模式的機制：（i）緯向平均急流的減弱和（ii）透過中緯度波導中自由波和強迫波之間的共振來放大準定常波。基於對流層中風場的頻譜分析，我們表明，持續的急流模式首先是由於緯向波數 6 8 的準定常波的放大造成的。然而，我們也發現…
摘要 Aquifex aeolicus 是一種深分枝的超嗜熱化學自養細菌，僅限於熱液噴口和溫泉
摘要 Aquifex aeolicus 是一種深分枝的超嗜熱化學自養細菌，僅限於熱液噴口和溫泉。這些特徵使其成為研究新陳代謝早期演化的優秀模型系統。在這裡，我們展示了這種生物體的全基因組代謝網絡，並詳細研究了塑造它的驅動力。我們廣泛使用系統代謝分析，這是我們最近引入的一種方法，透過整合系統發育和代謝約束來產生代謝表型樹。我們重建了一系列代謝子系統的演化，包括還原檸檬酸（rTCA…
摘要 透過一系列重大的演化轉變，生物體的複雜性不斷增加，其中先前的自主實體成為新的高階實體的一部分
摘要 透過一系列重大的演化轉變，生物體的複雜性不斷增加，其中先前的自主實體成為新的高階實體的一部分。經過一些重大轉變後，較高層級實體的一個有趣特徵是其較低層級單位之間的生殖勞動分工，其中生殖是單位子集的唯一責任。儘管一旦建立可以帶來明顯的好處，但這種生殖分工是如何起源的尚不清楚。我們認為最近釀酒酵母的演化實驗是解決個體進化轉變過程中生殖分化問題的獨特平台。在實驗中，獨立的酵母譜…
摘要 我們透過引入衰減為 1/r(alpha) (alpha = 0) 的四次交互作用耦合常數（強度以
摘要 我們透過引入衰減為 1/r(alpha) (alpha = 0) 的四次交互作用耦合常數（強度以 b 0 為特徵），研究一維 Fermi PastaUlam (FPU) beta 模型的長程交互作用推廣。在 alpha 無窮大極限下，我們恢復原始的 FPU 模型。透過分子動力學，我們表明 i) 對於 alpha = 1，隨著振子數量 N 的增加，最大 Lyapunov 指…
摘要 背景：生理時鐘控制人類健康的許多方面，包括稱為 circaseptan 節律的周時鐘，通常包括許多
摘要 背景：生理時鐘控制人類健康的許多方面，包括稱為 circaseptan 節律的周時鐘，通常包括許多疾病的周初峰值。目的：確定對健康行為的思考是否也遵循 circaseptan 節律。方法：我們透過監測美國的 Google 搜尋查詢（2005 2012 年）來評估健康思維，其中包含「健康」一詞，並且被 Google 分類為與健康相關（例如，健康飲食）。 2013 年使用小波…
摘要 非逆轉錄病毒整合RNA病毒（NIRV）是在許多真核生物基因組中發現的非逆轉錄病毒RNA病毒的基因
摘要 非逆轉錄病毒整合RNA病毒（NIRV）是在許多真核生物基因組中發現的非逆轉錄病毒RNA病毒的基因。 NIRV 有時被認為會賦予病毒抵抗力，這意味著它們可能會影響病毒在宿主群體中的傳播。然而，表達的 NIRV 也可能影響宿主生物體內病毒族群的演化。在這裡，我們使用菸草蝕刻病毒（TEV）（一種植物 RNA 病毒）和表達其複製酶 NIb 的轉基因菸草植物，透過實驗解決了表達 N…
摘要 本文深入探討了預測策略在應用於複雜時間序列時何時、為何以及如何失敗
摘要 本文深入探討了預測策略在應用於複雜時間序列時何時、為何以及如何失敗。我們推測，現實世界時間序列資料的固有複雜性是由生成過程的維度、非線性和非平穩性以及雜訊、聚合和有限資料長度等測量問題造成的，既可以憑經驗量化，又與可預測性直接相關。特別是，我們認為冗餘是測量實驗時間序列中的複雜性和預測結構的有效方法，而加權排列熵是估計冗餘的有效方法。為了驗證這些猜想，我們研究了 120 …
摘要 背景：差異 RNA 定序 (dRNA seq) 是一種高通量篩選技術，旨在檢查細菌操縱子的整體結構
摘要 背景：差異 RNA 定序 (dRNA seq) 是一種高通量篩選技術，旨在檢查細菌操縱子的整體結構，特別是轉錄起始位點 (TSS) 的精確位置。迄今為止，dRNA seq 數據的分析方法是可視化映射到參考基因組的定序讀取並手動註釋的可靠位置。這是非常勞動密集型的，並且由於主觀性而存在偏見。結果：在這裡，我們提出了 TSSAR，這是一種從 dRNA seq 數據中自動進行 …
摘要 我們回顧了在不完全市場的抵押品均衡模型中發展出來的槓桿理論
摘要 我們回顧了在不完全市場的抵押品均衡模型中發展出來的槓桿理論。我們解釋槓桿如何推高資產價格並產生泡沫。我們展示瞭如何在均衡狀態下內生地確定槓桿率以及槓桿率如何取決於波動性。我們在所謂的槓桿週期中描述了槓桿、波動性和資產價格的動態回饋特性，並展示了它與信貸週期的差異。我們也描述了多個槓桿週期的一些橫斷面影響，包括蔓延、轉向抵押品以及最高品質債務發行的波動。
摘要 為了評估微生物群落（包括居住在人體中的微生物群落）的功能能力，鳥槍法宏基因組讀取通常與已知基因的資
摘要 為了評估微生物群落（包括居住在人體中的微生物群落）的功能能力，鳥槍法宏基因組讀取通常與已知基因的資料庫進行比對。这种基于同源性的注释实践主要依赖于这样的假设：短读段可以映射到具有相似功能的直系同源基因。然而，这一假设以及影响短读注释的各种因素尚未得到系统评估。為了應對這項挑戰，我們產生了一個極其龐大的模擬讀取資料庫（總計 15.9 GB），涵蓋超過 500,000 個微生…
摘要 這項研究評估了同一物種宿主個體之間的遺傳差異在多大程度上影響了植物 RNA 病毒的演化
摘要 這項研究評估了同一物種宿主個體之間的遺傳差異在多大程度上影響了植物 RNA 病毒的演化。我們進行了三重重複演化實驗，適應擬南芥生態型 Ler 0 的菸草蝕斑病毒分離株 At17b (TEV At17b) 在擬南芥的五個遺傳異質生態型中連續傳代。經過 15 次傳代後，我們發現進化後的病毒改善了其適應性，在當地宿主生態型中表現出更高的傳染性和更強的毒性。進化譜系的基因組進行了…
摘要 第一段：人們對吸菸者考慮戒菸或嘗試戒菸的節奏知之甚少
摘要 第一段：人們對吸菸者考慮戒菸或嘗試戒菸的節奏知之甚少。菸草控制集中於年度事件（例如元旦），但 circaseptan（每週）時間週期也可能存在。例如，中風等許多疾病在星期一更常見。 1 戒菸行為也有每週的節奏嗎？
摘要 不穩定的動力學是大多數實體瘤演化的特徵
摘要 不穩定的動力學是大多數實體瘤演化的特徵。由於維持基因組完整性的失敗增加，觀察到基因突變和缺失水平的累積增加。先前的工作表明，癌症進展存在不穩定閾值，定義了將腫瘤獲勝場景與腫瘤滅絕或共存階段分開的相變現象。在這裡，我們提出了一種積分方程式方法來研究不穩定癌症的準種動力學。此模型呈現兩個主要階段，其特徵是癌症組織的成功或失敗。此外，該模型預測腫瘤失敗可能是由於相對於健康細胞的…
摘要 現有生態系食物網結構的一般性已被確定
摘要 現有生態系食物網結構的一般性已被確定。然而，古代生態系的營養組織尚未解決，因為先前對化石網的研究受到低解析度、高不確定性數據的限制。我們從 4800 萬年前的始新世早期 Messel 頁岩中收集了 700 個類群的高分辨率、記錄詳盡的攝食相互作用數據，其中包含一個物種組合，是在白堊紀末期滅絕期間和之後經過一段長期環境和生物變化而發展起來的。我們使用分析來解釋具有多樣性和複…
摘要 患者的健康狀況通常不以單一疾病為特徵，而是以多種（共病）醫療狀況為特徵
摘要 患者的健康狀況通常不以單一疾病為特徵，而是以多種（共病）醫療狀況為特徵。這些合併症可能很大程度取決於年齡和性別。我們根據奧地利全體人口的醫療索賠數據提出了一個特定的人類疾病現象學共病網絡。此網路由兩層多路復用網路構成，其中一層中的連結表示合併症的條件機率，另一層中的連結包含各自的統計顯著性。我們表明，該網路在患者的一生中經歷了巨大的結構變化。兒童疾病網絡由一個緊密關聯的單…
摘要 重複感染排除（SIE），即已建立的病毒感染幹擾相同或密切相關的病毒繼發感染的能力，已針對不同病毒（
摘要 重複感染排除（SIE），即已建立的病毒感染幹擾相同或密切相關的病毒繼發感染的能力，已針對不同病毒（包括人類、動物和植物的重要病原體）進行了描述。柑橘 tristeza 病毒 (CTV) 是一種正義 RNA 病毒，由於存在幾種系統發育不同的病毒株，因此成為研究 SIE 的有價值的模型系統。此外，CTV 允許在整個生物體層面上檢查 SIE。先前，我們證明了 CTV 的 SIE…
摘要 生物地理學旨在了解在長時空尺度上驅動生物多樣性的機制
摘要 生物地理學旨在了解在長時空尺度上驅動生物多樣性的機制。生物地理學的理論模型可以透過將物種年齡等數量的預測與經驗估計進行比較來測試。先前有人聲稱，生物多樣性和生物地理學的中性理論預測的物種年齡不切實際地長。任何改進的生物多樣性理論都必須糾正這個問題，但首先必須精確地量化這個問題。在這裡，我們提供中性生物多樣性群落中物種年齡的分析表達式。我們分析了空間隱式元社群模型並解決了零…
摘要 我們推導出任意溫度下二維 (2D) 相互作用的玻色氣體的平均場描述
摘要 我們推導出任意溫度下二維 (2D) 相互作用的玻色氣體的平均場描述。我們發現真正具有長程相干性的玻色 愛因斯坦凝聚只能在零度溫度下存在。在有限溫度下，我們的平均場理論中包含的多體配對效應引入了配對密度的有限振幅，從而產生了有限的超流體密度。透過考慮配對場的相位漲落，我們將 Berezinskii Kosterlitz Thouless (BKT) 物理學納入我們的模型中。…
摘要 我們研究選擇驅動的網路成長
摘要 我們研究選擇驅動的網路成長。在這個模型中，節點按照以下過程逐一添加：對於每個新增事件，選擇一組目標節點，每個目標節點都根據線性優先附著，並且一個新節點附著到具有最高度的目標。根據依戀規則的精確細節，產生的網路有三種可能的結果：（i）非通用冪律度分佈； (ii) 單一宏觀集線器（度數為 N 量級的節點，即網路節點的數量），而其餘節點則包含非通用冪律度數分佈；(iii) 在情…
摘要 國際上和不同國家背景下對採取溫室氣體排放上限的抵制，鼓勵了替代性的氣候變遷緩解提案
摘要 國際上和不同國家背景下對採取溫室氣體排放上限的抵制，鼓勵了替代性的氣候變遷緩解提案。這些提案包括分別針對各個最終使用部門的清潔能源吸收和需求方效率，這是一種減緩氣候變遷的方法，我們將其描述為分段和以技術為中心的方法。人們對這些政策在特定國家背景下的具體實施展開了爭論，但很少關注決定分段減排方法有效性的一般因素。我們透過探討部門政策的相互依賴及其控制排放的集體能力來解決這個…
摘要 人類在局部範圍內體驗、適應和影響氣候
摘要 人類在局部範圍內體驗、適應和影響氣候。然而，古氣候研究往往集中在大陸、半球或全球範圍內，這使得考古學家和古生態學家很難研究局部影響。在這裡，我們介紹一種根據樹木年輪進行高頻局部氣候場重建的方法。我們重建了美國西南部兩個前西班牙裔農民人口密集的地區的雨養玉米農業生態位。生態位規模和穩定性在區域內部和區域之間差異很大。前西班牙時代靠雨水灌玉米的農民往往生活在最可靠的生態位農業…
摘要 控制大型自然和技術網路是一項突出的挑戰
摘要 控制大型自然和技術網路是一項突出的挑戰。控制整個網路通常既不可行也沒有必要，這促使我們探索目標控制：對預選節點子集的有效控制。我們表明，用於完全控制的結構可控性方法高估了目標控制所需的最小驅動節點數量。在這裡，我們為有向樹網路開發了另一種「k walk」理論，並且嚴格證明，如果到每個目標節點的路徑長度是唯一的，則一個節點可以控制一組目標節點。對於更一般的情況，我們開發了一…
摘要 在本文中，我們建立了與拉丁美洲國家的婚姻和教育有關的事實
摘要 在本文中，我們建立了與拉丁美洲國家的婚姻和教育有關的事實。利用 IPUMS International 的人口普查數據，我們展示了 1980 年至 2000 年婚姻和選型交配模式的變化，以及拉丁美洲與美國的模式比較。我們發現，在拉丁美洲國家，受過高等教育的人比受教育程度較低的人結婚的可能性較小，而且這種模式在女性身上更為明顯。我們還表明，雖然隨著時間的推移，這種現像一直在…
摘要 希克蘇魯伯火流星的撞擊導致了白堊紀末期的植物大規模滅絕，但相關的選擇性和生態效應卻鮮為人知
摘要 希克蘇魯伯火流星的撞擊導致了白堊紀末期的植物大規模滅絕，但相關的選擇性和生態效應卻鮮為人知。透過在整個事件中跨越 2.2 密爾的一組獨特的北達科他州葉子化石組合，我們展示了被子植物生態策略的減少和快速生長策略的選擇，這與假設的從影響冬季的恢復一致。每面積葉質量（碳投資）的平均值和變異數均下降，而葉脈密度（碳同化率）的平均值增加，這與向「快速」生長策略的轉變一致。火流星影響…
摘要 自 1995 年和 1996 年引入以來，狼對黃石公園產生了影響，波及整個食物網結構，而食物網決定
摘要 自 1995 年和 1996 年引入以來，狼對黃石公園產生了影響，波及整個食物網結構，而食物網決定了北落基山脈生態系統的生物多樣性。對狼的生態學解釋引發了關於自上而下與自下而上的力量在確定黃石公園草食動物和植被豐度方面的相對強度的大量爭論。諸如此類的爭論對於解決有關天敵和氣候作為建立食物網和改變生態系統功能的力量的作用的更廣泛爭論至關重要。生態學家需要顯著提高這些討論的知…
摘要 簡介：2014 年西非伊波拉疫情的規模和地理範圍都是前所未有的，需要國際社會迅速採取有效行動
摘要 簡介：2014 年西非伊波拉疫情的規模和地理範圍都是前所未有的，需要國際社會迅速採取有效行動。了解伊波拉病毒的動態和傳播對於指導幹預措施和撲滅疫情至關重要；然而，對當地情況的觀察性研究並不完整，並且由於迫切需要將資源用於患者護理而受到限制。
摘要 人類 APOBEC3 蛋白是胞苷脫氨酶，透過控制外源性逆轉錄病毒複製和內源性逆轉錄元件逆轉錄轉座，
摘要 人類 APOBEC3 蛋白是胞苷脫氨酶，透過控制外源性逆轉錄病毒複製和內源性逆轉錄元件逆轉錄轉座，廣泛促進先天免疫。作為一種內在的抗逆轉錄病毒防禦機制，APOBEC3 蛋白誘導廣泛的鳥苷到腺苷 (G to A) 突變，並抑制新生人類免疫缺陷病毒 1 型 (HIV 1) cDNA 的合成。此外，人類 APOBEC3 蛋白也被提議誘導罕見的、潛在非致命的 G 至 A 突變，這…
摘要 本文系統性地回答了以下問題：考古學最重要的科學挑戰是什麼
摘要 本文系統性地回答了以下問題：考古學最重要的科學挑戰是什麼？作者從廣泛針對考古學家專業社群的眾包查詢開始，在專門針對這個問題的為期兩天的研討會上對答案進行了擴充、優先排序和完善。由此產生的 25 個「重大挑戰」重點在於動態文化進程以及人類與自然系統耦合的運作。我們將這些挑戰分為五個主題：（1）出現、社區和複雜性；（2）復原力、持續性、轉變性、崩潰性； (3) 移動、流動、遷…
摘要 許多高通量定序研究都集中在檢測 RNA seq 數據中的常規剪接 mRNA
摘要 許多高通量定序研究都集中在檢測 RNA seq 數據中的常規剪接 mRNA。然而，透過基因融合、環化或反式剪接產生的非標準RNA常常被忽略。我們引入了一種新穎的、無偏差的演算法來檢測單端 cDNA 序列的剪接點。與其他方法相比，我們的方法適應多結結構。我們的方法與傳統剪接 mRNA 的競爭工具相比具有優勢，並且召回率提高了高達 40%，在多次分割、反式剪接和環狀產物的讀取…
摘要 我們提出了兩個由具有可數狀態集的固定隱馬可夫模型（HMM）產生的有限字母、無限超熵過程的例子
摘要 我們提出了兩個由具有可數狀態集的固定隱馬可夫模型（HMM）產生的有限字母、無限超熵過程的例子。第一個更簡單的例子不是遍歷的，但第二個是。這是此類過程的第一個顯式構造。
摘要 稀偶極相互作用系統中的有序性質可以追溯到德拜的工作，並且是磁性中最基本、最古老且尚未解決的問題之一
摘要 稀偶極相互作用系統中的有序性質可以追溯到德拜的工作，並且是磁性中最基本、最古老且尚未解決的問題之一。雖然在幾種 RKKY 相互作用系統中很容易觀察到自旋玻璃有序，但偶極自旋玻璃仍然是爭議和持續審查的主題，例如在 LiHoxY1 xF4，一種稀土隨機稀釋單軸 (Ising) 偶極系統中。特別是，尚不清楚這些範例材料中的自旋玻璃相是否持續存在於零濃度的極限。我們使用大規模蒙特…
摘要 人类从根本上来说是社会性的
摘要 人类从根本上来说是社会性的。它們形成的社會由不同品質、規模和結構的等級分層嵌套群體組成。人類學文獻將這些群體分類為支持派系、同情群體、樂團、認知群體、部落、語言群體等。人類學數據顯示，平均而言，每個群體由大約三個亞群體組成。然而，人們很大程度上缺乏對不同層次群體結構依賴的一般理解。我們將這些早期發現擴展到非常大的高精度大規模基於互聯網的社交網路數據。我們分析了人類社會的一…
摘要 幾乎普遍地，財富在社會或經濟體中的分配並不均勻
摘要 幾乎普遍地，財富在社會或經濟體中的分配並不均勻。儘管幾個世紀以來人們一直在以各種形式收集財富數據，但所觀察到的財富差距和社會不平等的根源尚不完全清楚。尤其是人類行為對財富的影響和連結迄今為止還無法從數據中推論出來。在這裡，我們研究來自大型多人線上遊戲 (MMOG) Pardus 虛擬經濟的財富數據。這些數據不僅包含每個玩家在每個時間點的財富，還包含近十年時間跨度的所有行為…
摘要 人們持續關注哪些條件有利於急性、高傳染性感染（與慢性感染相比）的演變
摘要 人們持續關注哪些條件有利於急性、高傳染性感染（與慢性感染相比）的演變。早期的研究通常考慮在感染的整個生命週期中恆定的特徵的演變。然而，對於許多病原體來說，這些特徵在這個過程中可能會改變。在這裡，我們解決了有限宿主族群規模下時間模式的演變，其中可能出現入侵和持久性之間的權衡。這與急性性和慢性性演變的問題特別相關。我們詢問宿主間傳播的群體動態是否會導致病原體在感染過程中適應時…
摘要 對群體動物（尤其是螞蟻）的覓食行為的研究具有實際的生態重要性，但它也有助於廣泛應用的最佳化問題解決
摘要 對群體動物（尤其是螞蟻）的覓食行為的研究具有實際的生態重要性，但它也有助於廣泛應用的最佳化問題解決技術的發展。生物學家發現單一螞蟻表現出低維度確定性混沌活動。然而，在螞蟻集體行為的研究中，巢穴、螞蟻的體能和螞蟻的知識（或經驗）對覓食行為的影響相對較少受到關注。本文為有家的群居昆蟲或群體動物有效覓食的基本機制提供了新的見解。我們提出螞蟻的整個覓食過程由三個連續的策略控制：狩…
摘要 我們分析透過增強重定向所建構的不斷增長的網路
摘要 我們分析透過增強重定向所建構的不斷增長的網路。節點按順序添加，每個傳入節點都是隨機選擇的「目標」節點，機率為 1 r。或到目標的父節點，機率為 r。當重定向機率 r 是父節點度數的增函數時，其中 r 1 作為父節點度數發散，透過這種增強的重定向機制生長的網路表現出不尋常的特性，包括（1）多個宏集線器。即度數與網路節點數N成正比的節點；度分佈的非廣延性，其中度數為 k、N …
摘要 使用 M. Gell Mann 和 S. Lloyd 提出的有效複雜性度量，我們給出了湧現屬性的定
摘要 使用 M. Gell Mann 和 S. Lloyd 提出的有效複雜性度量，我們給出了湧現屬性的定量定義。我們使用與實體的隨機特徵及其規律密切相關的特定資訊度量的先前結果和屬性。
摘要 基因複製在演化中很重要，因為它為演化適應提供了新的原料
摘要 基因複製在演化中很重要，因為它為演化適應提供了新的原料。關於重複保留和多樣化原因的幾種現有假設的不同之處在於它們對基因劑量、亞功能化和新功能化的強調不同。關於基因表現變化和編碼區變化對於重複基因演化的相對重要性，幾乎沒有實驗數據。此外，我們也不知道環境對這種重要性的影響有多大。為了解決這些問題，我們用大腸桿菌中的TEM 1β內醯胺酶基因進行了演化實驗，以研究實驗室重複基因…
摘要 我們示範如何調整理論物理問題中經常使用的路徑積分來提供在函數空間中執行貝葉斯推理的機制
摘要 我們示範如何調整理論物理問題中經常使用的路徑積分來提供在函數空間中執行貝葉斯推理的機制。在從常微分方程或偏微分方程恢復連續（無限維）係數函數的反問題的研究中，這種推論自然會出現，這是一個典型的不適定問題。使用函數空間（吉洪諾夫正則化）對這些問題進行正則化相當於使用高斯先驗的貝葉斯機率推理。逆問題正則化的貝葉斯解釋非常有用，因為它允許人們量化和表徵反問題解決中的誤差和精確度…
摘要 病毒是植物傳染病的常見病原體
摘要 病毒是植物傳染病的常見病原體。在過去的幾十年裡，全球農業生產受到一系列流行病的影響，這些流行病是由儲存物種溢出的新病毒或表現出新的致病性和流行病學特性的經典病毒的新變種引起的。病毒的出現通常與生態變化或密集的農藝實踐有關。然而，由於病毒群體不斷進化並適應新的宿主和載體，整個情況要複雜得多。本章將植物病毒的出現納入演化生態學、遺傳學和流行病學的框架中。我們要強調的是，病毒的…
摘要 在不確定性下學習是人們在日常生活中面臨的常見任務
摘要 在不確定性下學習是人們在日常生活中面臨的常見任務。這個過程依賴於根據環境需求調整行為的認知能力。儘管這些認知過程的生物學基礎已被廣泛研究，但在形式模型中，試圖捕捉不確定性下學習的基本動態的工作卻很少。在目前的工作中，我們的目的是了解不確定性下決策所涉及的結果處理的基本認知機制，並評估先前經驗在這種不確定背景下增強學習過程的相關性。我們提出了一個正式模型，模擬人們玩已建立的…
摘要 在實驗和自然環境中，激勵措施有時表現不佳，對目標行為的影響比完全利己的主體所預測的要小
摘要 在實驗和自然環境中，激勵措施有時表現不佳，對目標行為的影響比完全利己的主體所預測的要小。一個簡約的解釋是，訴諸自私的經濟動機的激勵可能會排擠利他主義、互惠、內在動機、道德價值和其他社會偏好等非經濟動機，從而導致令人失望、有時甚至適得其反的激勵效果。我們透過行為實驗提供證據，顯示擁擠可能有兩種形式：絕對的（對偏好的影響僅取決於激勵的存在或不存在）或邊際的（影響取決於激勵的程…
摘要 我們解釋了特定的動力學特性如何在透過倍週期路徑過渡到混沌時產生確定性變數總和的極限分佈
摘要 我們解釋了特定的動力學特性如何在透過倍週期路徑過渡到混沌時產生確定性變數總和的極限分佈。我們研究由均勻分佈在單峰圖的整個相空間中的初始條件集合產生的連續位置的總和，如邏輯圖所示。我們發現這些總和從排斥器原像結構中獲得了顯著的多尺度特徵，該結構主導了沿著倍週期級聯的吸引子動力學。我們也解釋了這些屬性如何從總和傳遞到分佈。具體來說，我們展示了費格鮑姆點位置總和的平穩分佈是如何…
摘要 我們探討了社交網絡中的隔離、同儕效應以及歷史上處於不利地位的群體的相對規模對投資市場回報技能的激勵
摘要 我們探討了社交網絡中的隔離、同儕效應以及歷史上處於不利地位的群體的相對規模對投資市場回報技能的激勵以及社會群體之間不平等動態的綜合影響。我們確定了在沒有能力差異、信用約束或勞動市場歧視的情況下，群體不平等將持續存在的條件。在這些條件下，即使最初的群體差異可以忽略不計，群體不平等也可能被放大。社會融合的增加可能會破壞不平等國家的穩定並使群體平等成為可能，但這對分配和人力資本…
摘要 在世界許多地方，新石器時代人口轉型（NDT）是一個長達數百年的出生率增加和死亡率穩定的時期，導致人
摘要 在世界許多地方，新石器時代人口轉型（NDT）是一個長達數百年的出生率增加和死亡率穩定的時期，導致人口急劇增長，但最終因死亡率增加而受到抑制。類似的過程可以在北美西南部進行特別詳細的重建，揭示出異常長且空間變化的無損檢測。依賴灌溉的社會出生率相對較低，但很快就實現了高度的社會政治複雜性，而依賴旱作或雨養農業的社會出生率較高，但最初的社會政治複雜性較低。西元 1200 年後的…
摘要 理解、建模和預測全球變化對跨生物地理梯度的生態系統功能的影響可以受益於將生物群表示為特徵的連續分佈
摘要 理解、建模和預測全球變化對跨生物地理梯度的生態系統功能的影響可以受益於將生物群表示為特徵的連續分佈的能力的增強。然而，這對於歷史上以物種概念為基礎的生物地理學領域來說是一個挑戰。在這裡，我們關注功能生物地理學的新興領域：研究組織層面特徵多樣性的地理分佈。我們展示功能生物地理學如何將基於物種的生物地理學和地球科學聯繫起來，提供想法和工具來幫助解釋多方面多樣性（包括物種、功能…
摘要 簡介：了解人類的運動和流動性對於表徵、預測和控制傳染病的空間和時間傳播非常重要
摘要 簡介：了解人類的運動和流動性對於表徵、預測和控制傳染病的空間和時間傳播非常重要。不幸的是，當前西非伊波拉疫情爆發的地區近年來人員流動性已經發生了很大變化。必須努力更好地理解這些流動模式。例如，手機通話記錄可以深入了解人們如何在國家內移動，特別是他們是否從疾病熱點地區移動。對 Orange Telecom 數據的分析已產生了塞內加爾和科特迪瓦的初步行動地圖 (1, 2)，並…
摘要 我們以圖形方式重新制定了任意子系統中相變的拓樸對稱破缺方案
摘要 我們以圖形方式重新制定了任意子系統中相變的拓樸對稱破缺方案。引入了一組稱為頂點提升係數 (VLC) 的量，並用於指定破碎相的完整算子內容。首先，它展示了一組電荷的行為類似於新理論的真空的假設如何自然地導致凝聚態的圖解一致性條件。這恢復了早期方法中使用的凝聚的概念，並揭示了與純數學的聯繫。需要 VLC 來解決一致性條件並建立破碎理論的融合和分裂空間到母相的映射。這使得人們能…
摘要 我們基於脈絡網絡的全球葉子經濟譜（LES）模型（Blonder 等人，2011，2013）受到了
摘要 我們基於脈絡網絡的全球葉子經濟譜（LES）模型（Blonder 等人，2011，2013）受到了 Sack 等人的強烈批評。 （2013）在本雜誌上。在這裡，我們表明薩克等人的大多數批評。基於數學和概念上的誤解。使用我們最初的研究以及文獻中其他研究的經驗數據，我們支持了我們最初的假設，即脈絡網絡為 LES 提供了預測能力和概念統一。為了調和與 LES 葉脈特徵的作用相關的…
摘要 我們考慮兩個重要的時間尺度——馬可夫階和神秘階——它們監控觀察者如何與有限隨機過程同步
摘要 我們考慮兩個重要的時間尺度——馬可夫階和神秘階——它們監控觀察者如何與有限隨機過程同步。我們展示瞭如何精確計算這些階數，並且它們是透過 epsilon 機（過程的最小單線模型）最有效地計算的。令人驚訝的是，雖然馬可夫階是隨機過程理論的基本概念，但它並不是過程的機率屬性。相反，它是一種拓撲屬性，而且，它不能從 epsilon 機之外的任何有限狀態模型計算。透過詳盡的調查，我…
摘要 背景：病毒學的核心興趣之一是識別導致病毒感染的宿主因素
摘要 背景：病毒學的核心興趣之一是識別導致病毒感染的宿主因素。儘管付出了巨大的努力，但所確定的因素仍然有限。透過組學技術，重點已從識別和徹底表徵個體宿主因素轉變為同時分析數千種相互作用，將它們構建在蛋白質 蛋白質相互作用網絡和轉錄調控網絡的背景下。這種新視角使得能夠識別直接和間接的病毒標靶。這些資訊適用於馬鈴薯病毒科的幾個成員，馬鈴薯病毒科是最大和更重要的植物病毒科之一。結果：…
摘要 在公共政策議題上，經濟學家經常設計激勵和約束，以便具有不受限制的偏好的經濟行為者（包括經濟人的自利
摘要 在公共政策議題上，經濟學家經常設計激勵和約束，以便具有不受限制的偏好的經濟行為者（包括經濟人的自利動機）實施社會期望的分配。這種源自馬基雅維利的典範與亞里斯多德提出的早期方法形成鮮明對比，在這個方法中，良好的治理需要培養好公民。現代機制設計、契約理論和行為經濟學為馬基雅維利範式提供了批判性的視角，並建議沿著亞里斯多德的路線重新表述。
摘要 Chang 引理是加法組合學和布林函數分析中的有用工具
摘要 Chang 引理是加法組合學和布林函數分析中的有用工具。這裡我們用熵給一個基本證明。我們獲得了一個緊常數，並在變數高度偏差的情況下給出了輕微的改進。
摘要 精英是社會中具有影響力、領導、治理和塑造社會的能力和手段的個人子群體
摘要 精英是社會中具有影響力、領導、治理和塑造社會的能力和手段的個人子群體。精英成員通常都是人脈廣泛的人，這使他們能夠對許多人施加影響，並快速收集、處理和傳播資訊。在這裡，我們認為精英不僅由高度互聯的個人組成，而且由連接樞紐的中介組成，以形成位於社交網絡核心的有凝聚力和結構化的精英子群體。為此，我們提出了 K core 演算法的概括，該演算法允許識別由連接良好的集線器及其「連接…
摘要 群落生態學中一個長期存在的問題是，是什麼決定了在當地群落或元群落組裝中共存的物種的身份
摘要 群落生態學中一個長期存在的問題是，是什麼決定了在當地群落或元群落組裝中共存的物種的身份。為了闡明這個問題，我們使用網路方法來分析物種共現模式的驅動因素。我們特別關注體型和營養狀態作為元群落凝聚力決定因素的潛在作用，因為它們與資源利用和擴散能力有關。處於低營養級且具有有限擴散潛力的小型個體預計會形成高度關聯的亞群，而處於較高營養級且具有良好擴散潛力的大型個體將促進亞群的空間…
摘要 大多數生物學資訊的理論方法都忽略了意義
摘要 大多數生物學資訊的理論方法都忽略了意義。基於訊號適當解釋的功能響應已被發射和接收符號之間相關性的機率描述所取代。這種假設會導致潛在的悖論，例如與通道相關的最大資訊的存在會產生完全錯誤的訊號解釋。語言演化的博弈論模型和其他考慮具身通信主體的研究表明，主體與主體之間的交流總是能夠實現正確的（有意義的）匹配，並且自然系統顯然可以正確地解決問題。受到瑞士語言學家費迪南德·索緒爾提…
摘要 基因型網絡是系統生物學中使用的一個概念，用於研究具有相同表型的基因型組，以及這些基因型產生新表型的
摘要 基因型網絡是系統生物學中使用的一個概念，用於研究具有相同表型的基因型組，以及這些基因型產生新表型的能力。過去，它們已被應用於確定代謝網絡和 RNA 折疊等系統的遺傳異質性和突變穩定性。最近，它們成為調和演化論中立論和選擇論觀點的基礎。在這裡，我們將這個概念應用於群體遺傳學數據的研究。具體來說，我們將基因型網絡應用於人類 1000 個基因組資料集，並分析了由單核苷酸變異體 …
摘要 有證據表明，許多伊波拉感染者是無症狀的，1, 2 這是最近的疫情總結和預測所忽略的一個因素
摘要 有證據表明，許多伊波拉感染者是無症狀的，1, 2 這是最近的疫情總結和預測所忽略的一個因素。 3 特別是，伊波拉疫情後的一項血清調查結果 1 顯示，71% 的血清陽性個體沒有患病；另一項研究2報告稱，46%的伊波拉患者無症狀密切接觸者血清呈陽性。儘管無症狀感染者不太可能具有傳染性，2但它們可能會產生保護性免疫力，從而產生重要的流行病學後果。
摘要 生物體在離散的短暫斑塊上完成其生命週期的生態群落是常見的，並且通常支持異常數量的物種
摘要 生物體在離散的短暫斑塊上完成其生命週期的生態群落是常見的，並且通常支持異常數量的物種。對於正在經歷先發制人競爭的生態相似物種群落來說，解釋這種多樣性具有挑戰性，經典的共存機制可能不太適用。我們使用非授粉無花果黃蜂作為具有高度多樣性和先發競爭特徵的模型群落，以展示次加性種群增長以及競爭對手繁殖力和傳播能力之間的權衡如何導致共存。由於非傳粉媒介物種通常關係密切，具有相似的生活…
摘要 我們報告了在連續和不連續滲濾模型中發生的離散層次微轉變的發現
摘要 我們報告了在連續和不連續滲濾模型中發生的離散層次微轉變的發現。前期微轉變使我們能夠幾乎確定性地確定全球連通性轉變點的位置。這將使用警告訊號來預測複雜系統中相變的可能性擴展到了本質隨機過程的類別。
摘要 最大熵原理（MEP）是一種透過在約束下最大化熵來從統計系統中獲取可觀測量最可能的分佈函數的方法
摘要 最大熵原理（MEP）是一種透過在約束下最大化熵來從統計系統中獲取可觀測量最可能的分佈函數的方法。 MEP 在統計力學、資訊理論和統計學領域發現了遍歷和馬可夫系統的數百種應用。幾十年來，關於最大熵原理的概念是否可以以有意義的方式擴展到非廣延的、非遍歷的和複雜的統計系統和過程，一直存在爭議。在本文中，我們首先回顧一下玻爾茲曼 吉布斯 香農熵與獨立隨機過程的多重性之間的關係。然…
摘要 許多人為和自然現象，包括地震強度、城市人口和國際戰爭規模，都被認為遵循冪律分佈
摘要 許多人為和自然現象，包括地震強度、城市人口和國際戰爭規模，都被認為遵循冪律分佈。冪律模式的準確辨識對於正確理解和建模複雜系統具有重要意義。然而，支持或反對冪律假設的統計證據因經驗分佈尾部的大幅波動而變得複雜，當數據因分箱而丟失資訊時，這些波動會變得更糟。我們將由 Clauset、Shalizi 和 Newman 開發的用於檢驗冪律假設的統計原理架構應用於分箱資料的情況。此…
摘要 最近的實證和理論分析表明，生物群落可能對應於替代的平衡狀態
摘要 最近的實證和理論分析表明，生物群落可能對應於替代的平衡狀態。其中一個例子是森林州、稀樹草原州和無樹州之間的過渡。火災被認為是稀樹草原生態系統的關鍵功能組成部分，並且是樹木覆蓋的強大預測因子，可以區分森林和稀樹草原生態系統。有趣的是，經驗證據表明，當樹木覆蓋率接近 40% 時，火災發生率就會下降。由於稀樹草原生態系統的特徵是不連續的樹冠覆蓋沉浸在連續的草層中，因此 40% …
摘要 目前的經濟範式是基於人口成長、經濟發展和生活水準的提高，不再與有限地球的生物物理極限相容
摘要 目前的經濟範式是基於人口成長、經濟發展和生活水準的提高，不再與有限地球的生物物理極限相容。未能從2008年的經濟崩潰中恢復過來不僅僅是財政和貨幣政策不足的原因。持續的全球危機也是由於關鍵資源的稀缺所造成的。我們的宏觀生態研究強調能源和自然資源在經濟中的作用：石油、天然氣、水、耕地、金屬、稀土、化肥、漁業和木材。隨著近幾十年來現代工業技術資訊經濟的擴張，它的成長是透過以不可…
摘要 直系同源關係的闡明是基因功能預測以及理解序列演化模式的重要一步
摘要 直系同源關係的闡明是基因功能預測以及理解序列演化模式的重要一步。直系分配通常直接從大數據的序列相似性中得出，因為更精確的方法表現出過高的計算成本。在這裡，我們介紹 PoFF，它是獨立工具 Proteinortho 的擴展，它透過結合聚類、序列相似性和同線性來增強直系同源檢測。在這項工作的過程中，FFAdj MCS 是一種使用鄰接（與斷點距離相關的相似性測量）評估成對基因順…
摘要 部分資訊分解的引入產生了一系列用於定義交集資訊的提議，該交集資訊量化兩個或多個隨機變數指定關於目標
摘要 部分資訊分解的引入產生了一系列用於定義交集資訊的提議，該交集資訊量化兩個或多個隨機變數指定關於目標隨機變數的「相同資訊」的數量。到目前為止，還沒有一個是完全令人滿意的。交叉資訊的令人滿意的衡量標準將提供一種原則性的方法來量化難以捉摸的概念，例如協同作用。在這裡，我們引入了一種基於 Gacs Korner 公共隨機變數的交叉資訊度量，它是第一個滿足令人垂涎的目標單調性屬性的…
摘要 能源技術排放的溫室氣體有不同的輻射效率和大氣壽命(1 3)
摘要 能源技術排放的溫室氣體有不同的輻射效率和大氣壽命(1 3)。評估技術的標準做法使用全球暖化潛勢 (GWP) 來比較固定時間範圍內排放氣體的綜合輻射強迫(4)，但並未承認背景氣候變遷相對於氣候變遷減緩目標的重要性(5,6)。在這裡，我們證明，隨著本世紀中葉的臨近，全球升溫潛能值錯誤地評估了甲烷排放技術的影響，並且我們提出了一類新的指標來根據技術的使用時間來評估技術。瞬時氣候…
摘要 囊性纖維化胃腸道疾病包括營養吸收不良和腸道發炎
摘要 囊性纖維化胃腸道疾病包括營養吸收不良和腸道發炎。我們發現，患有囊性纖維化的幼兒糞便微生物群中大腸桿菌的豐度顯著高於對照組，並且與糞便中營養吸收不良和發炎的指標相關，表明大腸桿菌可能導致囊性纖維化胃腸功能障礙。
摘要 我們生活在人類社會和科技互聯互通不斷增強的時代
摘要 我們生活在人類社會和科技互聯互通不斷增強的時代。我們彼此交互以及與日益普遍的計算和通信設備交互方式的這些結構性變化已經通過複雜信息網絡的動態性在多個學科的研究中得到了形式化。複雜網路是（數學）圖，透過邊緣（關係、電線）連接節點（人、電腦）。儘管網路分析方法已經取得了很大進展，但推動人類社會和全球電腦網路發展的基本原理仍然相當模糊。用於某些結構圖元素起源的機制模型現已變得普…
摘要 南美洲低地長期以來一直是歐洲殖民與原住民生存之間的戰場
摘要 南美洲低地長期以來一直是歐洲殖民與原住民生存之間的戰場。最初的歐洲殖民浪潮帶來了疾病流行、奴隸制和暴力，對原住民文化造成了災難性影響。在本文中，我們將重點放在巴西 238 名倖存人口的人口統計。我們使用所有已知的巴西土著社會的縱向人口普查來量化三個人口指標：1）歐洲接觸對土著人口的影響； 2) 最小可行種群規模的經驗估計； 3) 接觸後人口增長率的估計。我們利用這些資訊進…
摘要 我們探索了銀行與外部投資者之間互動的模型，其中銀行發行內部貨幣（被認為可以按面值兌換成貨幣的短期負
摘要 我們探索了銀行與外部投資者之間互動的模型，其中銀行發行內部貨幣（被認為可以按面值兌換成貨幣的短期負債）的能力可能會導致資產價格崩潰和普遍的銀行破產。銀行和投資者對某些長期資產的未來價值有共同的信念，但他們的目標函數不同；這種共同信念的改變會導致投資組合調整和交易。正面的信念衝擊促使銀行向投資者購買風險資產，而銀行則透過發行新的短期負債為這些購買融資。負面信念衝擊促使銀行出…
摘要 在全球範圍內，耕地的進一步擴張受到充足土地供應以及需要騰出土地用於自然保護和碳封存的限制
摘要 在全球範圍內，耕地的進一步擴張受到充足土地供應以及需要騰出土地用於自然保護和碳封存的限制。分析過去土地利用變化的原因有助於更好地了解未來土地稀缺的潛在驅動因素。利用FAOSTAT資料庫，我們量化了四個主要因素對過去（1961 2007年）農田擴張率的貢獻，即人口增長、人均熱量消耗增加（包括食物攝取和家庭廢物）、加工損失（包括將植物轉化為動物產品和農作物的非食用用途）和產量…
摘要 背景：新陳代謝可以透過其生化反應的變化而進化，這些變化是由水平基因轉移和基因刪除等過程引起的
摘要 背景：新陳代謝可以透過其生化反應的變化而進化，這些變化是由水平基因轉移和基因刪除等過程引起的。雖然這些變化需要保持生物體在其環境中的生存能力，但它們可以改變其他重要特性，例如新陳代謝的最大生物量合成率及其對遺傳和環境變化的穩健性。這些特性是否可以在演化中得到調節，取決於所有或大多數可行的新陳代謝（那些可以合成所有必需的生物質前體的新陳代謝）是否在所有可能的新陳代謝的空間中…
摘要 物種的生態和系統發育相關性在多大程度上影響它們在大空間尺度上的共現模式仍然知之甚少
摘要 物種的生態和系統發育相關性在多大程度上影響它們在大空間尺度上的共現模式仍然知之甚少。透過量化超過 8000 種鳥類地理範圍內的系統發育組合結構，我們表明在考慮區域影響後，全球共現模式與反映飲食、活動性、體型和氣候偏好的關鍵生態特徵相關。我們發現肉食性、遷移性和寒冷氣候物種的共現在系統發育上是聚集的，而食蜜動物、食草動物、食果動物和無脊椎動物在系統發育上往往更加分散。對開放…
摘要 儘管氣候影響研究取得了重大進展，但科學目前所能拼湊出的關於世界暖化 2、3、4 或 5 攝氏度的敘
摘要 儘管氣候影響研究取得了重大進展，但科學目前所能拼湊出的關於世界暖化 2、3、4 或 5 攝氏度的敘述仍然不完整。在這裡，我們簡要回顧過去基於多模型方法全面描述和量化氣候影響的工作。然後，我們報告部門間影響模型比對專案（ISI MIP），這是一項由社區推動的工作，旨在系統地比較跨部門和跨規模的影響模型，並量化從溫室氣體排放和氣候輸入數據到氣候影響本身建模的整個鏈條中的不確定…
摘要 從我們最近對自催化反應 擴散化學系統模型的化學主方程式推導開始，反應U + 2V<(lambda(
摘要 從我們最近對自催化反應 擴散化學系統模型的化學主方程式推導開始，反應U + 2V<(lambda(0))右箭頭 3V和V<(mu)右箭頭 P，U<(nu)右箭頭 Q，我們確定了固有噪音對其動力學參數和化學濃度的動量空間行為的影響。我們證明，固有噪音會引發 n n 個分子相互作用過程，其中 n = 4，其中 n 是 U 型或 V 型參與分子的數量。反應速率的動量依賴性是由以…
摘要 恐龍是變溫動物還是快速代謝的恆溫動物，其活動不受溫度限制
摘要 恐龍是變溫動物還是快速代謝的恆溫動物，其活動不受溫度限制？迄今為止，吸熱現象的一些最有力的證據來自對化石骨骼分析得出的快速生長率。然而，這些研究受到缺乏比較數據和適當的能量框架的限制。在這裡，我們彙編了現存和化石脊椎動物（包括所有主要恐龍進化枝）的個體發育生長數據。使用代謝縮放方法，我們發現各個分支的生長和代謝率遵循理論預測，儘管有些群體有所偏差。此外，當考慮到體型和溫度…
摘要 環境溫度對物種相互作用的速率具有系統性影響，主要是透過其對生物體生理學的影響
摘要 環境溫度對物種相互作用的速率具有系統性影響，主要是透過其對生物體生理學的影響。我們提出了消費者與資源相互作用的熱響應的機械模型。我們關注溫度如何透過構成人均消費率的關鍵特徵（身體速度、探測距離、搜尋率和處理時間）來影響物種互動。此模型是通用的，因為它適用於所有覓食策略：主動捕獲（消費者和資源速度都很重要）、靜坐等待（資源速度占主導）和放牧（消費者速度占主導）。該模型預測，…
摘要 在這項工作中，我們假設人口的生存取決於易感個體的臨界數量的存在
摘要 在這項工作中，我們假設人口的生存取決於易感個體的臨界數量的存在。這種 Allee 效應的影響是在易感感染 (SI) 模型的背景下考慮的，其中感染對個體的健康產生負面影響：在繁殖和資源獲取方面。這些假設被建構到盡可能簡單的模型中，產生令人驚訝的豐富動態。此玩具模型支援多穩定性（滯後）、鞍結和 Hopf 分岔以及災難性事件（疾病引起的滅絕）的可能性。這些分析提供了無病動態下系…
摘要 基因註釋資料庫（科學界維護的描述單一基因所執行的生物學功能的綱要）通常用於評估實驗衍生的基因集的功
摘要 基因註釋資料庫（科學界維護的描述單一基因所執行的生物學功能的綱要）通常用於評估實驗衍生的基因集的功能特性。重疊統計數據，例如費雪精確檢定（FET），通常用於評估這些關聯，但沒有考慮註釋到單一功能的基因數量或與單一基因相關的功能數量的不均勻性。我們發現，如果基因集具有異常多的註釋，則 FET 會強烈偏向於高估重疊顯著性。為了修正這些偏差，我們發展了註釋豐富分析（AEA），它…
摘要 二分網路是一種常見的網路資料類型，其中有兩種類型的頂點，並且只能連接不同類型的頂點
摘要 二分網路是一種常見的網路資料類型，其中有兩種類型的頂點，並且只能連接不同類型的頂點。雖然二分網路與單分網路一樣表現出社群結構，但現有的二分社群檢測方法存在缺陷，包括隱式參數選擇、單模式投影導致的資訊遺失以及缺乏可解釋性。在這裡，我們透過制定二分隨機區塊模型來解決二分網路的社區檢測問題，該模型明確包含頂點類型信息，並且可以簡單地擴展到 k 分網路。這種二分隨機區塊模型產生了…
摘要 理解規範是社會學的關鍵挑戰
摘要 理解規範是社會學的關鍵挑戰。然而，缺乏動態模型來解釋幾種可能的行為之一如何以及在什麼條件下被確立為規範。透過分析基於代理的模型，我們發現了有趣的參數依賴關係，這些依賴關係意味著兩種行為何時共存，或何時在異質社會中出現共同規範，其中不同人群具有不相容的偏好。我們的模型強調了隨機性、空間交互作用、非線性動力學和自組織的重要性。它也可以解釋不受歡迎的規範的出現，這些規範不能最大…
摘要 介紹了一種在 Allee 效應、水平和/或垂直傳播下運行的宿主 寄生蟲相互作用的通用 SI（易感感
摘要 介紹了一種在 Allee 效應、水平和/或垂直傳播下運行的宿主 寄生蟲相互作用的通用 SI（易感感染）流行病系統，其中受感染個體經歷病原體引起的生殖能力下降。本研究的最初重點是分析 SI 模型（SI DD 和 SI FD）中密度相關和頻率相關效應的動態。分析確定了涉及水平和垂直傳播繁殖數的條件，即用於表徵和對比 SI FD 和 SI DD 動態的條件。確定導致疾病驅動的滅…
摘要 有效的 HIV 1 疫苗應引起足夠廣泛的免疫識別，以預防遺傳多樣性形式的流行病毒
摘要 有效的 HIV 1 疫苗應引起足夠廣泛的免疫識別，以預防遺傳多樣性形式的流行病毒。評估細胞免疫反應對錶位變異的廣度和程度對於 HIV 1 疫苗評估非常重要。我們比較了代表兩種不同 HIV 1 亞型 B 和 C 的 20 名 HIV 1 感染者的 HIV 1 Gag 特異性 T 淋巴細胞反應。透過評估基於天然 HIV 1 變異體的勝肽的 T 淋巴細胞反應，我們發現證據表明，…
摘要 包容性適應理論為基因的演化成功提供了條件
摘要 包容性適應理論為基因的演化成功提供了條件。這些條件確保了基因在道金斯意義上是自私的（自私基因，牛津大學出版社，牛津，1976）：基因不會也不能為了繁殖群體而犧牲自己的適應性。因此，雖然自然選擇解釋了設計在生活世界中的出現（道金斯在《盲人鐘錶匠：為什麼進化的證據揭示了一個沒有設計的宇宙》中，W. W. Norton，紐約，1996年），但包容性適應性理論並沒有解釋它是如何出…
摘要 造成物种丰富度纬度梯度的过程仍然难以捉摸
摘要 造成物种丰富度纬度梯度的过程仍然难以捉摸。關於生物多樣性梯度起源的生態理論，例如競爭排斥、中性動態和環境過濾，預測了功能多樣性在阿爾法（局部組合內）、貝塔（組合之間）和伽馬（區域池）尺度上的變化。我們透過量化由功能性狀建構的超體積來測試這些預測，這些功能性狀代表跨越溫帶和熱帶新世界的樹木組合中植物策略變異的主軸（特定葉面積、植物高度和種子質量）。 Alpha 尺度性状体积…
摘要 我們引入了一種基於代理的熟人模型，其中社交連結是透過不存在明確同質性的過程創建的
摘要 我們引入了一種基於代理的熟人模型，其中社交連結是透過不存在明確同質性的過程創建的。儘管社交互動具有同質性，但仍可能出現高度群聚的社交網絡。我們模型的關鍵特徵是可變的傳遞交互作用。也就是說，當一個代理人介紹兩個沒有聯繫的朋友時，他們之間實際發生聯繫的比率取決於他們共同熟人的數量。由於這種傳遞互動率是變化的，社交網路經歷了戲劇性的集群轉變。接近過渡時，該網絡由一組定義明確的社…
摘要 疾病傳播的數學模型為衛生政策提供了定量預測，有助於評估流行病學結果和乾預措施的成本效益
摘要 疾病傳播的數學模型為衛生政策提供了定量預測，有助於評估流行病學結果和乾預措施的成本效益。然而，確定性動態傳染病模型的典型敏感性分析著重於模型架構和參數的相對重要性，但在報告模型預測時忽略了參數的不確定性。因此，確定終止傳播所需的干預水準點估計的模型結果對成功機率的了解有限。我們將機率不確定性分析應用於流感傳播的動態模型，並評估結果的全球不確定性。我們說明，當參數不確定性未…
摘要 人們普遍認為，共同資產持有是最近金融危機蔓延的主要載體
摘要 人們普遍認為，共同資產持有是最近金融危機蔓延的主要載體。我們開發了一種網路方法來放大由於重疊投資組合和槓桿的組合而導致的金融傳染，並且我們展示瞭如何從廣義分支過程的角度來理解它。這可用於計算任何特定投資組合配置的穩定性。透過研究程式化模型，我們根據槓桿、市場擁擠、多元化和市場影響等參數來估計可能發生系統性不穩定的情況。儘管多元化可能對個別機構有利，但它可能會產生危險的系統…
摘要 中和抗體 (nAb) 是旨在預防 HIV 1 感染的疫苗的首要任務
摘要 中和抗體 (nAb) 是旨在預防 HIV 1 感染的疫苗的首要任務。疫苗的有效性將取決於誘導抗體中和全球流行的 HIV 1 變異體多樣性的程度。使用大量遺傳和地理上不同的 HIV 1 Env 假型病毒和慢性感染血漿樣本，我們明確表明，跨進化枝的 nAb 反應通常是針對任何病毒進化枝的感染而誘導的。儘管如此，當血漿進化枝與所測試的病毒進化枝相符時，中和作用顯著增強。與亞洲最…
摘要 簡介：傳染病數學建模的「vade mecum」《人類傳染病》(1)出版至今已近25年；它所引發的流
摘要 簡介：傳染病數學建模的「vade mecum」《人類傳染病》(1)出版至今已近25年；它所引發的流行病學事業的擴散現已進入第四代。事實證明，流行病學模型在塑造衛生政策討論方面非常強大。導致病原體（和害蟲）爆發的複雜相互作用使得有必要使用模型來定量了解大多數非線性系統的規則違反直覺的結果。因此，當流行病模型提出意想不到的結果時，它們是最有趣的。當它們描述描繪最壞情況的意外情…
摘要 最近，已經建立了一種可程式量子退火機，原則上透過絕熱猝滅量子漲落來最小化硬優化問題的成本函數
摘要 最近，已經建立了一種可程式量子退火機，原則上透過絕熱猝滅量子漲落來最小化硬優化問題的成本函數。不同研究團隊進行的測試表明，該機器確實似乎利用了量子效應。然而，一類隨機鍵實例的實驗尚未證明其優於傳統電腦硬體上的經典最佳化演算法。在這裡，我們提供證據來解釋為什麼會發生這種情況。這些工程量子退火機與脫相熱浴結合有效運作。因此，我們研究用於評估這些複雜機器的計算能力的標準基準問題…
摘要 凸循環發揮作用，例如在產品圖表的背景下
摘要 凸循環發揮作用，例如在產品圖表的背景下。我們引入凸循環基並描述了一種多項式時間演算法，該演算法識別給定圖是否具有凸循環基並在正情況下提供明確構造。討論了凸循環基底與其他類型循環基底之間的關係。特別是，我們證明如果 G 具有唯一的最小循環基，則該基是凸的。此外，我們描述了一類具有凸循環基的圖，其中包括部分立方體，因此也包括中位數圖。
摘要 達爾文相信地球上的所有生物都是相關的，並且相關性圖是樹形的，這已經通過首先從形態學、後來從分子測序
摘要 達爾文相信地球上的所有生物都是相關的，並且相關性圖是樹形的，這已經通過首先從形態學、後來從分子測序獲得的數據進行系統發育重建得到了基本上證實。隨著越來越多的序列資訊變得可用，人們認識到系統發育樹概念的局限性。達爾文的另一個開創性思想，即種群中更適應變異的自然選擇，被轉化為簡單的數學形式，並擴展到突變選擇動力學。在這種形式下，該理論可直接應用於體外RNA演化和病毒演化。 R…
摘要 滿足無弦正方形限制條件的圖 G 邊集上的等價關係在笛卡爾圖積和圖叢理論中起著至關重要的作用
摘要 滿足無弦正方形限制條件的圖 G 邊集上的等價關係在笛卡爾圖積和圖叢理論中起著至關重要的作用。我們在這裡證明，這種關係以自然的方式導致 G 的頂點集上的公平劃分，這反過來又產生商圖，即使 G 本身是素數，也可以具有豐富的乘積結構。
摘要 我們在「Bewley」模型中證明了存在通貨膨脹的固定貨幣均衡，該模型具有恆定的總實際變量，但當中央
摘要 我們在「Bewley」模型中證明了存在通貨膨脹的固定貨幣均衡，該模型具有恆定的總實際變量，但當中央銀行準備好以固定的名義利率借入或貸出法定貨幣並且代理人面臨借貸約束時，單個代理人的連續體的禀賦會受到特殊衝擊。我們也發現，在個人禀賦存在實際微觀不確定性的情況下，通貨膨脹率比「確定性等價經濟」中的通貨膨脹率更高（相當於實際利率更低）；也就是說，每個代理人的禀賦都被其期望值所取…
摘要 與其他脊椎動物不同，人類與無關的個體在大群體中合作
摘要 與其他脊椎動物不同，人類與無關的個體在大群體中合作。許多作者認為，這種合作的演變是互惠和其他形式的偶然合作的結果。這一論點並沒有得到現有理論的充分支持。成對的偶然合作理論已經很成熟：互惠策略在常見時是穩定的，而在罕見時可以增加，只要人口結構導致適度的相關性。然而，在較大的群體中，尚不清楚在很少的情況下，偶然的合作是否會增加。現有的工作表明，除非相關性很高，否則應急策略不會…
摘要 本文認為，宏觀經濟穩定性對無風險利率的依賴程度較低，而對槓桿率和其他信貸條件指標（如藉款人平均 F
摘要 本文認為，宏觀經濟穩定性對無風險利率的依賴程度較低，而對槓桿率和其他信貸條件指標（如藉款人平均 FICO 分數）的依賴程度較高。這表明槓桿週期在最近的美國和歐洲金融危機中發揮了核心作用。在槓桿週期中，資產價格和槓桿率在波動性較低時上升，然後隨著波動性上升而下降。有時，資產價格遠低於債務水平，如果部分債務被免除，對每個人來說都會更好。該文件建議央行定期監控和預測整個信貸面，…
摘要 他的特刊重點關注人工進化系統的兩個新興特性：進化性和穩健性
摘要 他的特刊重點關注人工進化系統的兩個新興特性：進化性和穩健性。這裡提出的三篇論文在不同的方向上擴展了這個主題——兩篇論文涉及穩健性，一篇論文涉及可進化性。短期和長期演化取決於系統的變分特性：結構的變化如何映射到行為的變化。魯棒性和可進化性是關鍵的變分屬性，它們本身就表現出演化動力學。本期刊的重點是活躍的人工進化系統，它們從環境中獲取輸入並對其進行操作以產生行為。主動系統是穩…
摘要 核醣體和小核 RNA (snRNA) 包含許多修飾的核苷酸
摘要 核醣體和小核 RNA (snRNA) 包含許多修飾的核苷酸。這些修飾模式在演化過程中得以保留，甚至可以將它們從酵母投射到人類身上。修飾位點的嚴格保守性以及 rRNA 和 snRNA 的緩慢演化與小核仁 RNA (snoRNA) 序列的快速演化相矛盾。為了解釋這種差異，我們研究了脊椎動物中 snoRNA 及其標靶位點的共同演化。為了測量和評估 RNA RNA 相互作用的保守…
摘要 蛋白質序列和結構之間的對應關係，或序列結構圖，涉及結構、演化和合成生物學的基本面向
摘要 蛋白質序列和結構之間的對應關係，或序列結構圖，涉及結構、演化和合成生物學的基本面向。映射的細節，例如可接近的序列和結構的比例，或序列快速折疊的能力，由組成序列的單體之間的相互作用類型決定。單體之間可能的相互作用集由位能函數封裝。在這項研究中，我探討了勢的相對力對序列結構圖結構的影響。我的觀察依賴於蛋白質的簡單精確模型和二進位字母表勢能函數空間的隨機樣本。我採用圖形視角，研…
摘要 我們研究相互依賴的金融組織網路中的級聯故障：資產價值的不連續變化（例如違約和關閉）如何引發進一步的
摘要 我們研究相互依賴的金融組織網路中的級聯故障：資產價值的不連續變化（例如違約和關閉）如何引發進一步的故障，以及這如何取決於網路結構。一體化（對交易對手的依賴性更大）和多元化（每個組織有更多的交易對手）對級聯程度有不同的、非單調的影響。多樣化最初連接網絡，允許級聯傳播；但隨著它的進一步增加，組織可以更好地防範彼此的失敗。整合也面臨權衡：對其他組織的依賴增加與對自身投資的敏感度…
摘要 簡介：多細胞性是允許大型、複雜生物體演化的主要轉變之一，從根本上重塑了地球的生態 (1)
摘要 簡介：多細胞性是允許大型、複雜生物體演化的主要轉變之一，從根本上重塑了地球的生態 (1)。這個過程的早期步驟仍未得到很好的解決，因為已知的轉變發生在數億年前 (2)，並且很少有轉變形式能夠持續存在。人們普遍認為，實現多細胞性的第一步是細胞簇的形成，然後這些簇的成功或失敗取決於它們的特徵。隨著細胞簇的適應，細胞失去了演化自主權，成為新的更高層次整體中相互依賴的部分 (1, …
摘要 背景：非洲農村地區人類狂犬病的年死亡率為每 10 萬人中有 3.6 人死亡
摘要 背景：非洲農村地區人類狂犬病的年死亡率為每 10 萬人中有 3.6 人死亡。狂犬病可以透過及時的暴露後預防來預防，但這種方法成本高昂，而且在非洲農村地區往往難以實現。由於 99% 的人類暴露是透過狂犬病狗發生的，因此犬類疫苗接種也可以防止狂犬病傳播給人類。目的：評估撒哈拉以南非洲農村地區透過年度犬類疫苗接種運動控制狂犬病的成本效益。設計：我們對狗和野生動物的傳播動力學進行…
摘要 在包括人類在內的許多社會有機體中，都觀察到與鄰近群體的同種人在領土、交配機會和其他資源方面發生衝突
摘要 在包括人類在內的許多社會有機體中，都觀察到與鄰近群體的同種人在領土、交配機會和其他資源方面發生衝突。在這裡，我們研究了社會本能的演化起源，它是由存在集體行動問題時群體間衝突所產生的選擇所塑造的。我們關注個體之間的差異對演化動力學的影響。我們的理論模型預測，能夠在群體內互動中侵占不成比例的資源的高級別個體，在群體間衝突中會表現出看似無私的行為，比低級別的群體成員付出更多的努…
摘要 Banzhaf 為新興主題提供了一個門戶，指出有爭議的概念，同時不陷入徒勞的辯論
摘要 Banzhaf 為新興主題提供了一個門戶，指出有爭議的概念，同時不陷入徒勞的辯論。班扎夫反駁了向下因果關係的論點，就像塞繆爾·約翰遜踢石頭反駁伯克利一樣——通過指出基因編程中的具體例子，例如程序中重複模式的增長。理論上預測重複模式是由子樹交換下的可進化性和穩健性的演化而出現的。選擇和遺傳算子是這些新興現象的共同創造者。 GP 系統完全是形式化的，因此它們的湧現現象本質上是…
摘要 蛋白酶體組裝是一個複雜的過程，需要分佈在多個子複合體上的 66 個亞基以協調的方式關聯
摘要 蛋白酶體組裝是一個複雜的過程，需要分佈在多個子複合體上的 66 個亞基以協調的方式關聯。已鑑定出十種蛋白酶體特異性伴侶協助此過程。對於其中的兩個，即 Pba1 Pba2 二聚體，已明確它們僅在體內結合未成熟的核心顆粒 (CP)。相反，調節顆粒 (RP) 利用相同的結合表面，但僅與體內成熟的 CP 相互作用。目前尚不清楚這些結合事件是如何被調節的。在這裡，我們表明 Pba1…
摘要 背景：傳染病流行期間的多波傳播是一項重大的公共衛生挑戰，但流行病死灰復燃的生態和行為驅動因素卻知之
摘要 背景：傳染病流行期間的多波傳播是一項重大的公共衛生挑戰，但流行病死灰復燃的生態和行為驅動因素卻知之甚少。從理論上講，隨著疾病從一個社區蔓延到下一個社區，社區結構（在人群中聚集成高度內部聯繫和鬆散聯繫的社會群體）可能會導致間斷爆發。然而，這種解釋在很大程度上被忽視了，因為環境條件和人類行為的時間變化，以及估計大規模接觸模式的困難。目標：目的是描述自然產生的人類接觸模式，這些…
摘要 背景：多種噪音源混淆了下一代定序資料中單核苷酸變異 (SNV) 的識別
摘要 背景：多種噪音源混淆了下一代定序資料中單核苷酸變異 (SNV) 的識別。例如，在文庫建置和定序步驟期間可能會引入錯誤。此外，參考基因組和用於讀取比對的演算法是決定變異體調用方法有效性的進一步關鍵因素。在單獨的定序實驗中考慮這些因素至關重要。結果：我們引入了一個簡單的資料自適應模型用於變體調用。此模型會自動調整以適應特定因素，例如對準誤差。為了實現這一目標，從低錯配率的站點…
摘要 隨機交互單元的相互依賴性通常透過來自相應因式分解分佈的所有配置集合上的平穩聯合機率分佈的 Kull
摘要 隨機交互單元的相互依賴性通常透過來自相應因式分解分佈的所有配置集合上的平穩聯合機率分佈的 Kullback Leibler 散度來量化。這是一種空間方法，不能描述互動的本質時間面。在本文中，該設定被擴展到動態版本，其中還透過使用馬可夫鏈流形的資訊幾何來捕捉時間相互依賴性。
摘要 我們在這裡開發了一個在致力於此類努力的研究人員社區內創造知識（科學進步或技術進化）的多主體模型
摘要 我們在這裡開發了一個在致力於此類努力的研究人員社區內創造知識（科學進步或技術進化）的多主體模型。在所提出的模型中，智能體在物理技術環境中學習，個人搜尋和社會影響力都受到重視。我們發現，這兩種力量與隨機實驗的結合可以解釋：i）邊際變化，即常規科學時期或對給定技術性能的改進（並且其中社區保持在當前範式的附近） ii) 徹底的變化，它採取科學範式轉變（或技術性能結構的不連續性）…
摘要 代際間的資源轉移是當前人類生命史演化模型中的一個基本要素，該模型解釋了長期發展、延長壽命和更年期
摘要 代際間的資源轉移是當前人類生命史演化模型中的一個基本要素，該模型解釋了長期發展、延長壽命和更年期。將這些模型與漢密爾頓的包容性適應性理論結合，我們預測生物親緣關係與資源生產年齡時間表的相互作用應該是世代轉移的關鍵驅動力。在玻利維亞亞馬遜流域 Tsimane 採集園藝家的實證案例中，我們根據捐贈者和接受者的年齡、性別、親屬關係以及淨需求提供了食物淨轉移的詳細特徵。我們發現，…
摘要 流形 M 上的散度函數定義了黎曼度量 g 以及 M 上的對偶耦合仿射連接 delta 和 delt
摘要 流形 M 上的散度函數定義了黎曼度量 g 以及 M 上的對偶耦合仿射連接 delta 和 delta 。當 M 是對偶平坦的（即相對於 delta 和 delta 平坦時），則已知規範散度，它由 ( M , g , delta , delta ) 唯一確定。我們透過使用逆指數映射的測地線積分，提出了一般（不一定是平坦的）M 的規範散度的自然定義。規範散度的新定義簡化為對偶…
摘要 儘管神經發育疾病存在相當大的遺傳異質性，但有令人信服的證據表明，許多疾病基因將映射到數量少得多的生
摘要 儘管神經發育疾病存在相當大的遺傳異質性，但有令人信服的證據表明，許多疾病基因將映射到數量少得多的生物子網路。我們開發了一種稱為 MAGI（將受影響的基因合併到整合網路中）的計算方法，該方法在大腦發育過程中同時整合蛋白質 蛋白質相互作用和 RNA seq 表達譜，以發現先證者中從頭突變豐富的「模組」。我們最近將這種方法應用於 1116 名自閉症和智力障礙患者的外顯子組定序，…
摘要 我們考慮代理與世界互動的感覺運動迴路的一般模型
摘要 我們考慮代理與世界互動的感覺運動迴路的一般模型。這正式確立了 Uexkull 的函數環概念。在這裡，我們假設一個特定的因果結構，用馬可夫核來機械地描述。在這個一般性中，我們定義了世界上事件的兩個代數，它們描述了兩個各自的視角：（1）外部觀察者的視角，（2）主體的內在視角。從外部角度來看，並非世界的所有面向都可供智能體存取。這透過第二個 代數是第一個代數的子代數這一事實來表…
摘要 所有生物演化都發生在可能的基因型及其表現型的空間
摘要 所有生物演化都發生在可能的基因型及其表現型的空間。這個空間的結構定義了演化系統的演化潛力和限制。新陳代謝是最古老和最基本的進化系統之一，透過從細胞外營養物質中提取能量來維持生命。在這裡，我們透過分析 1015 個代謝空間的詳盡基因型 表型圖來研究代謝的創新潛力，該空間編碼了中心碳代謝中 51 個反應的所有可能子集。透過通量平衡分析，我們預測了這些代謝在 10 種不同碳源上…
摘要 對一段時間內收集的樣本進行宿主內基因定序提供了病毒如何逃避宿主免疫的動態視圖
摘要 對一段時間內收集的樣本進行宿主內基因定序提供了病毒如何逃避宿主免疫的動態視圖。免疫驅動的突變可能透過選擇適應免疫逃脫週期的抗體來刺激中和廣度，從而產生受試者內表位多樣性。全面鑑定免疫逃脫突變在實驗和計算上都具有挑戰性。利用目前的技術，可以輕鬆獲得比可以測試結合和中和作用更多的病毒序列，從而使得向下選擇成為必要。通常，這是透過選擇代表系統發育樹上不同時間點和分支的變體來手動…
摘要 背景：協同演化通常用於描述基因組中不同位點的平行變化，但在字典中許多單字中特定音素變化為相同其他音
摘要 背景：協同演化通常用於描述基因組中不同位點的平行變化，但在字典中許多單字中特定音素變化為相同其他音素的語言中也觀察到這種現象，這種現象稱為規則聲音變化。我們開發了一種通用統計模型，可以檢測對齊序列資料的一致變化，並將其應用於研究突厥語系中的規則聲音變化。結果：與遺傳替代過程不同，語言演化是由協同演化變化事件所主導的。我們的模型辨識了突厥語系演化過程中發生的 70 多個規律…
摘要 誘導型一氧化氮合成酶 (iNOS) 是一種在針對呼吸道感染的細胞內免疫反應中發揮關鍵作用的酵素
摘要 誘導型一氧化氮合成酶 (iNOS) 是一種在針對呼吸道感染的細胞內免疫反應中發揮關鍵作用的酵素。由於不同物種的非人靈長類動物對傳染性呼吸道疾病的易感性不同，並且基因調控區域的變異被認為在基因表現水平中發揮關鍵作用，因此對五種非人靈長類動物的兩個候選 iNOS 調控區域進行了定位、測序和比較：非洲綠猴 (Chlorocebus sabaeus)、豬尾獼猴 (Macstrca…
摘要 資訊幾何為統計模型族提供了一種幾何方法
摘要 資訊幾何為統計模型族提供了一種幾何方法。關鍵的幾何結構是 Fisher 二次形式和 Amari Chentsov 張量。在統計學中，充分統計量的概念表達了從一種模型傳遞到另一種模型而不丟失資訊的標準。這就引出了這樣一個問題：在如此充分的統計數據下，幾何結構如何表現。雖然這在有限樣本大小的情況下得到了很好的研究，但在無限的情況下，我們遇到了有關適當拓撲的技術問題。在這裡，我…
摘要 眾所周知，無論是在分析上還是在數值上，具有挫折和無序的自旋系統都很難研究
摘要 眾所周知，無論是在分析上還是在數值上，具有挫折和無序的自旋系統都很難研究。雖然鐵磁統計力學模型的模擬極大地受益於群集演算法，但這些加速動力學方法對於通用的類自旋玻璃系統仍然難以捉摸。在這裡，我們提出了一種適用於伊辛自旋玻璃的聚類演算法，該演算法可在任何空間維度下工作，並在熱化通常困難的溫度下將熱化速度加快至少一個數量級。我們的等能簇移動基於二維自旋玻璃的 Houdayer…
摘要 我們透過選擇共同消費流的時間折扣個體來研究集體決策
摘要 我們透過選擇共同消費流的時間折扣個體來研究集體決策。我們證明，對於任何時間偏好的異質性，每種帕累託有效且非獨裁的聚合效用函數的方法都必須是時間不一致的。我們也表明，透過非獨裁投票方法做出的決定是不及物的。
摘要 摘要：有關美國西南部史前史的許多基本問題需要準確估計人口規模和其他人口參數，以便進行適當的調查
摘要 摘要：有關美國西南部史前史的許多基本問題需要準確估計人口規模和其他人口參數，以便進行適當的調查。人工阿納薩齊模型及其後繼人工長屋谷模型是基於主體的模型，使用考古和環境數據以及經驗得出的人口估計來研究公元 800 年至公元 1300 年亞利桑那州州長屋谷的人口動態。人工阿納薩齊模型著重於家庭層面的過程並使用恆定的人口比率，而人工長屋谷模型則側重於個人層面的過程並使用特定年齡…
摘要 馬鈴薯 Y 病毒 (PVY) 是一種分佈於世界各地的植物病毒，對茄科的多種物種造成損害
摘要 馬鈴薯 Y 病毒 (PVY) 是一種分佈於世界各地的植物病毒，對茄科的多種物種造成損害。很久以前就已經確定，透過系統發育分析定義的 PVY 分離株群體與透過差異生物學特性劃分的群體密切相關。因此，可以透過系統發育分析推斷該病毒物種的生活史特徵。在本研究中，對巴西不同菸田採集的PVY分離株的特徵進行了分析，大多數測試的巴西PVY分離株被歸類為最近描述的非常規血清群Y U。對…
摘要 我們考慮相關隨機變數 X 1,...,X n 在 {0,1} 中取值，這樣，對於 {1,...,n
摘要 我們考慮相關隨機變數 X 1,...,X n 在 {0,1} 中取值，這樣，對於 {1,...,n} 的任何排列 pi，隨機向量 (X 1,...,X n) 和 (X pi(1),...,X pi(n)) 具有相同的分佈。這種分佈由 Rodriguez 等人引入。 [J。統計。機甲。 2008，P09006]，然後由 Hanel 等人推廣。 [歐元。物理。 J. B 72…
摘要 使用簡單的機率模型，我們說明強相關的多人經典系統的一小部分可以表現出矛盾的行為，即漸近隨機獨立性
摘要 使用簡單的機率模型，我們說明強相關的多人經典系統的一小部分可以表現出矛盾的行為，即漸近隨機獨立性。我們考慮一個三角形數組，其中每行都是 n 個強相關隨機變數的列表。即使 n 無限大時，相關性也會保留，因為標準中心極限定理對此數組不成立。我們證明，如果我們選擇第 n 行的固定數量 m < n 的隨機變量並跟踪其他 n m 變量，然後考慮 n 無窮大，則矛盾的是，所選的 m …
摘要 其他地區的一些研究人員建議接種人類乳突病毒 (HPV) 疫苗來降低卵巢癌的風險，但北美地區卻沒有建
摘要 其他地區的一些研究人員建議接種人類乳突病毒 (HPV) 疫苗來降低卵巢癌的風險，但北美地區卻沒有建議，因為先前有證據表明 HPV 在卵巢癌中沒有作用。在這裡，我們使用來自癌症基因組圖譜 (TCGA) 資料庫的大量卵巢癌轉錄組 (RNA Seq) 樣本來確定 HPV 是否與北美卵巢癌有關。我們估計，在美國和加拿大，1.5% 的卵巢上皮癌病例中存在一種已知的高危險型 HPV（…
摘要 目標 這項準實驗性縱向研究監測了 2009 年美國聯邦菸草稅增加期間的 Google 搜尋總量，作
摘要 目標 這項準實驗性縱向研究監測了 2009 年美國聯邦菸草稅增加期間的 Google 搜尋總量，作為消費者對非捲菸菸草產品 (NTP) 興趣的代理。方法 從 Google 的公開檔案下載提及常見 NTP 的搜尋的查詢趨勢。透過將稅收前後 16 週的觀察到的查詢量與預期查詢量進行比較來估計平均相對增量。結果 稅務宣布後，咀嚼菸草、小雪茄、電子煙（「電子煙」）、手捲菸（RYO…
摘要 我們提出了一個簡單的基於代理的金融系統模型，該模型由槓桿投資者（例如銀行）組成，這些投資者投資股票
摘要 我們提出了一個簡單的基於代理的金融系統模型，該模型由槓桿投資者（例如銀行）組成，這些投資者投資股票並根據資產價格的歷史觀察，使用風險價值約束來管理風險。風險價值約束意味著當感知風險較低時，槓桿率較高，反之亦然；這種現象稱為順週期槓桿。我們表明，這會導致內生的不規則振盪，其中股價和槓桿率逐漸上升，隨後市場急劇崩潰，即槓桿週期。使用簡化模型來研究這種現象，可以更深入地了解槓桿…
摘要 問題生物抗性假說指出，物種多樣性是植物生物入侵的障礙，因為隨著本地植物多樣性的增加，外來物種更有可
摘要 問題生物抗性假說指出，物種多樣性是植物生物入侵的障礙，因為隨著本地植物多樣性的增加，外來物種更有可能找到強大的競爭對手。然而，在壓力環境中，這些負面關係可能會被淡化，因為身體條件的增加可能會降低競爭作為植物群落結構力量的重要性。然而，如果護理植物有利於其他物種並創造出比周圍環境更多樣化的植被斑塊，那麼入侵者的表現應該與這些斑塊內的多樣性呈負相關。相反，多樣性不會調節護理人…
摘要 在本文中，我們探討了基於稀疏人口層級資料推斷文化傳播模式的理論限制
摘要 在本文中，我們探討了基於稀疏人口層級資料推斷文化傳播模式的理論限制。我們透過調查不同的傳播模式是否會產生不同的文化變遷的時間動態來解決這個問題。特別是，我們探索不同的傳播模式是否會導致一個變體作為群體中最常見變體的平均時間 t(max) 具有足夠不同的分佈，以便可以根據 tmax 的估計來保證它們的推論。我們假設時間序列資料詳細描述了不同時間點的人群中文化特徵的不同變體的…
摘要 長期以來，科學家一直試圖了解血管網絡如何為全身細胞提供血液和氧氣
摘要 長期以來，科學家一直試圖了解血管網絡如何為全身細胞提供血液和氧氣。最近的工作重點是限制血管尺寸如何透過從主動脈到毛細血管的分支世代而變化的原理，並使用縮放指數來量化這些變化。著名的標度理論預測，這些指數的組合可以解釋新陳代謝、生長和其他生物速率如何隨體型變化。然而，由於現有的測量脈管系統的技術是侵入性的、耗時的且技術上困難的，所以對各個血管段的直接測量受到限制。我們開發了…
摘要 我們解決的問題是，當在一定限制下盡可能密集地堆積時，哪些凸形狀會填滿最少的空間並留下最多的空白空間
摘要 我們解決的問題是，當在一定限制下盡可能密集地堆積時，哪些凸形狀會填滿最少的空間並留下最多的空白空間。在每个不同的维度和每个不同的限制下，这个问题预计会有不同的答案，或者可能根本没有答案。由於在大多數情況下識別全局最小值的問題似乎超出了目前的能力範圍，因此在本文中我們將重點放在局部最小值。我們回顧了一些已知的結果並證明了這些新結果：在二維中，正七邊形是雙晶格堆積密度的局部最…
摘要 我們考慮辨識用晶格平移覆蓋維歐幾裡得空間的最差點對稱形狀的問題
摘要 我們考慮辨識用晶格平移覆蓋維歐幾裡得空間的最差點對稱形狀的問題。在這裡，我們關注已知球覆蓋的最薄晶格的維度，並詢問與所有點對稱凸形狀相比，球是否是這些維度中覆蓋的悲觀值。我們發現球在 3 維中是局部悲觀的，但在 4 維和 5 維中卻不是。
摘要 我們研究籠子中一維布朗運動的分裂機率，籠子的兩個邊界以恆定速度 c(1) 和 c(2) 移動
摘要 我們研究籠子中一維布朗運動的分裂機率，籠子的兩個邊界以恆定速度 c(1) 和 c(2) 移動。這種配置對應於捕獲一隻分散但易受驚的羔羊，左側是正在接近的牧羊人，右側是懸崖。當籠子擴張時，我們推導出這些分裂機率的緊湊表達式。當籠子膨脹或收縮時，我們也獲得了與時間相關的左邊界首次通過機率，以及該邊界的分裂機率。邊界運動對分裂機率有重要影響，導致取決於籠的膨脹或收縮速度的多種行…
摘要 文化變遷可以透過不同文化製品頻率的時間變化來量化，識別潛在的文化傳播過程可能導致觀察到的頻率變化是
摘要 文化變遷可以透過不同文化製品頻率的時間變化來量化，識別潛在的文化傳播過程可能導致觀察到的頻率變化是一個核心問題。然而，觀察到的變化通常描述了人工製品群體樣本的動態，而傳播過程則作用於整個群體。在這裡，我們發展了一個旨在解決這個推理問題的建模框架。為此，我們首先產生可以隨機抽取觀察樣本的總體結構，然後確定在假設頻率變化是由特定傳輸過程引起的假設下產生的稍後時間 t(2) 的…
摘要 在二維拓樸系統中，根據拓樸對稱破缺（TSB）機制，由於玻色凝聚的形成和體中的部分限制，手性邊緣可能
摘要 在二維拓樸系統中，根據拓樸對稱破缺（TSB）機制，由於玻色凝聚的形成和體中的部分限制，手性邊緣可能會表現出光譜變化。我們詳細分析了一組簡單的 c = 1 手性分數量子霍爾系統的整體和邊緣發生的情況。本文實現的是體和邊界手性玻色子和陳 西蒙斯理論的詳細場論處理的明確匹配，從而可以精確解釋 TSB 機制。 TSB 對應於本體和邊緣上的全局離散對稱性的自發破缺，因此對應於本體中…
摘要 複雜系統中互動的組織可以透過連結不同單元的網路來描述
摘要 複雜系統中互動的組織可以透過連結不同單元的網路來描述。這些圖是底層系統的局部和全局複雜性的有用表示。它們的拓撲結構的起源可以是多種多樣的，這是由不同的機制（包括乘法過程和最佳化）造成的。在有成本限制的空間網路或圖表中，從電網到大腦神經元接線的多種情況都會發生這種情況，優化在塑造其組織方面發揮重要作用。在本文中，我們研究帕累托優化過程產生的網路設計，其中不同的同時限制是選擇…
摘要 Y 染色體單倍群的高度結構化分佈表明，目前的變異模式可能為過去的族群過程提供了資訊
摘要 Y 染色體單倍群的高度結構化分佈表明，目前的變異模式可能為過去的族群過程提供了資訊。然而，有限的系統發育分辨率，特別是單倍群 K 內的分支，模糊了歐亞大陸常見的譜系關係。在這裡，我們對全球 4413 名攜帶衍生等位基因 M526 的男性樣本中的 13 個新的信息豐富的單核苷酸多態性進行了基因分型，並以顯著更高的分辨率重建了單倍群 K 內主要進化枝 K M526 的 NRY…
摘要 我討論複雜性的概念和複雜系統的新興領域及其與社會學的相關性
摘要 我討論複雜性的概念和複雜系統的新興領域及其與社會學的相關性。我首先比較和對比複雜性的各種定義，然後描述能夠產生複雜性的系統的屬性：多樣性、網路互動、相互依賴的行為和適應。接下來，我調查了與社會學最有共鳴的複雜性科學的貢獻。我將這些貢獻分為四大類：動態、聚合、分佈以及結構和多樣性的功能特性。根據這項調查，我得出的結論是，將複雜性科學納入社會學需要引入新的模型和方法以及更廣泛…
摘要 滿足「網格性質」（無對角網格上的某種限制條件，可以看作是圖上更熟悉的「平方性質」的推廣）的超圖邊集
摘要 滿足「網格性質」（無對角網格上的某種限制條件，可以看作是圖上更熟悉的「平方性質」的推廣）的超圖邊集上的等價關係在笛卡爾超圖積理論中起著至關重要的作用。特別是，與網格屬性的每個凸關係都會引起因式分解。笛卡兒積。在圖類中，即使具有平方性質的非凸關係也提供了有關局部同構、局部乘積結構和商圖的乘積結構的豐富結構資訊。在這裡，我們檢查網格屬性本身。從這些邊的等價類導出的頂點劃分在頂…
摘要 量子退火裝置的設計和建造取得了長足的進步
摘要 量子退火裝置的設計和建造取得了長足的進步。然而，儘管進行了多項仔細研究，但對傳統矽基機器的量子加速的結論性檢測仍然難以實現。在這項工作中，我們根據自旋玻璃研究的見解概述了設計硬可調基準實例的策略——自旋玻璃是新穎演算法和最佳化設備的典型隨機基準問題。我們建議透過比較不同演算法和/或計算架構在不同類別的計算困難的可調諧自旋玻璃實例上的性能的方法來補充將量子退火機與最先進的經…
摘要 我們研究了競技團體運動的單場比賽中領先變化的時間演變
摘要 我們研究了競技團體運動的單場比賽中領先變化的時間演變。利用隨機遊走理論的思想，單場比賽中領先變化的數量遵循高斯分佈。我們證明了最後一次領先變化的機率和最大領先尺寸的時間受相同的反正弦定律支配，這是在遊戲開始和結束時發散的雙峰分佈。我們還根據其大小 L 和遊戲時間 t 來確定給定線索「安全」的機率。我們的預測總體上與四項職業或半職業團隊運動中約 40,000 場比賽中超過 …
摘要 大體型賦予生物物種一些內在優勢的觀點已經爭論了幾個世紀
摘要 大體型賦予生物物種一些內在優勢的觀點已經爭論了幾個世紀。使用系統發育統計方法，允許體型演化的速率在系統發育中變化，我們發現哺乳動物體型增加的長期方向性偏差。這種模式在有足夠數據可用的 11 個目中的 10 個中分別成立，並且源於加速進化速度導致尺寸增加而不是減小的趨勢。在逐個分支的基礎上，體型增大的可能性是體型減小的兩倍多，導緻小型哺乳動物祖先在數百萬年的時間裡體型不斷快…
摘要 回購協議（repos）是許多金融投資者和中介機構最重要的流動資金來源之一
摘要 回購協議（repos）是許多金融投資者和中介機構最重要的流動資金來源之一。在回購協議中，借款人提供一些資產作為抵押品以換取資金。給予借款人的資本是抵押品的市場價值，減去稱為折扣（或保證金）的金額。折扣可以保護資本貸方免受因借款人違約而導致的抵押品價值損失。因此，折扣通常是透過對抵押品的簡單風險價值估計來計算的，以防止與波動性相關的風險。然而，其他風險因素也應包含在折扣中，…
摘要 隨著全球光伏發電 (PV) 部署的成長，所需輸入材料的供應速度也不斷加快
摘要 隨著全球光伏發電 (PV) 部署的成長，所需輸入材料的供應速度也不斷加快。在本文中，我們量化了光電部署水準對金屬生產規模的影響。例如，我們發現，如果到 2030 年，碲化鎘{銅銦鎵二硒}光伏發電佔發電量的 3%{10%} 以上，則銦和碲生產所需的增長率將超過歷史上觀察到的一大批金屬的生產增長率。相較之下，即使晶矽光電在2030年提供全部電力，所需的矽產量成長率也將落在歷史…
摘要 大多數熱帶雨林中的大型哺乳動物都已滅絕，而這種滅絕的連鎖效應很少被研究，特別是對其他動物而言
摘要 大多數熱帶雨林中的大型哺乳動物都已滅絕，而這種滅絕的連鎖效應很少被研究，特別是對其他動物而言。我們在巴西大西洋雨林中進行了一項自然實驗，研究囓齒動物對主要陸地哺乳動物白唇西貒（Tayassu pecan）功能性滅絕的生態反應。我們發現動物區系喪失的森林中囓齒類動物的豐度增加了 45%，而多樣性卻下降了。其中兩個物種（Akodon montensis 和 Oligoryzo…
摘要 計算力學透過其因果狀態來量化隨機過程中的結構，從而得出該過程的最小、最優預測因子
摘要 計算力學透過其因果狀態來量化隨機過程中的結構，從而得出該過程的最小、最優預測因子 。我們將計算力學擴展到耦合兩個進程的通訊通道，以獲得它們之間隨機映射的類似最優模型。在這裡，我們為溝通管道的結構分析奠定了基礎，處理聯合流程和輸入流程。結果是對支持進程之間資訊流的機制進行了原則性的結構分析。這是關於記憶通道、通道組成和相關條件資訊測量的結構資訊理論系列中的第一篇。
摘要 在目前的工作中，我們將宇稱時間（PT）對稱性的概念與超對稱性（SUSY）的概念結合起來，作為一個典
摘要 在目前的工作中，我們將宇稱時間（PT）對稱性的概念與超對稱性（SUSY）的概念結合起來，作為一個典型的案例，其複雜勢能透過 SUSY 與所謂的真實 Poschl Teller 勢相關。我們不僅能夠識別並在數值上確認相關問題的特徵值，而且還表明，在存在任意冪律非線性的情況下，相應的非線性問題具有精確的亮孤子解，可以通過分析識別該解，並具有有趣的穩定性特性，例如振盪不穩定性，…
摘要 葫蘆屬（南瓜、南瓜、葫蘆）包含許多起源於古代新大陸的馴化譜系
摘要 葫蘆屬（南瓜、南瓜、葫蘆）包含許多起源於古代新大陸的馴化譜系。它過去分佈廣泛，但現已下降到一些作物的祖先物種在野外稀缺或未知的程度。我們假設全新世的生態變化和巨型動物滅絕嚴重影響了野生葫蘆科植物，而家養葫蘆科植物則透過與人類耕種者共生來適應不斷變化的條件。首先，我們使用高通量定序分析了 91 個葫蘆屬樣本的完整質體基因組，其中包括古代 (n = 19)、現代野生 (n =…
摘要 儘管糖尿病研究取得了實質進展，但其合併症和臨床異質性仍存在重要問題
摘要 儘管糖尿病研究取得了實質進展，但其合併症和臨床異質性仍存在重要問題。為了探討這些問題，我們開發了一個框架，首次在近 200 萬名患者的樣本中量化全國範圍內的風險及其對每種糖尿病合併症的年齡和性別依賴性，以及這種關聯可能是結果性的還是因果性的。這項研究相當於近 40,000 次單次臨床測量。我們使用比先前關於這種關係的研究大 10 倍的隊列，證實了糖尿病患者患帕金森氏症風險…
摘要 自 2008 年金融危機爆發以來，歐盟成員國已花費近 5,000 億歐元進行納稅人資助的紓困
摘要 自 2008 年金融危機爆發以來，歐盟成員國已花費近 5,000 億歐元進行納稅人資助的紓困。這些危機解決方案往往伴隨著緊縮計劃，導致國內和國際層面的政治和社會摩擦。因此，如何解決失敗的金融機構以及這如何取決於經濟前提的問題是一個具有巨大政治重要性的緊迫且有爭議的問題。在這項工作中，我們採用基於代理的模型來研究三種高度相關的危機解決機制的經濟和金融影響。為了證明該模型的有…
摘要 我們與複雜電腦器的互動是透過程式語言（PL）來實現的，它構成了技術發展的主要創新之一
摘要 我們與複雜電腦器的互動是透過程式語言（PL）來實現的，它構成了技術發展的主要創新之一。 PL 允許靈活、可擴展且快速地使用硬件，並且在很大程度上塑造了自 20 世紀 50 年代電腦興起以來的資訊科技歷史。 PL 的發展緊接著電腦的快速發展和影響。正如人類自然語言一樣，PL 也曾出現過又消失過。一直存在著多種共存的 PL，它們在佔據特殊市場的同時進行一定程度的競爭。在這裡，…
摘要 對身體尺寸演化和一般生命史理論的研究，在沒有考慮癌症作為可能終止有機體生殖壽命的因素的情況下進行
摘要 對身體尺寸演化和一般生命史理論的研究，在沒有考慮癌症作為可能終止有機體生殖壽命的因素的情況下進行。這反映了一種預設的假設，即捕食、寄生和飢餓在野外至關重要。我們在這裡認為，即使直接歸因於癌症的死亡在自然人群的研究中很少見，但推斷癌症在形成觀察到的生活史中並不重要的結論仍然是錯誤的。我們透過量化因試圖長得比同種競爭者更大而導致的預期生殖活躍壽命的縮短，提出了實現癌症意識生命…
摘要 鳥類的合作繁殖通常發生在後代（通常是雄性）延遲從出生群體中分散出來，留在家庭中幫助撫養年輕的親屬時
摘要 鳥類的合作繁殖通常發生在後代（通常是雄性）延遲從出生群體中分散出來，留在家庭中幫助撫養年輕的親屬時。人們認為，性別偏見的擴散是為了降低近親繁殖的風險而進化的，近親繁殖會導致配偶之間的親緣關係較低，並導致擴散性別的間接適應性益處的喪失。在這篇綜述中，我們討論了最近的幾項研究，這些研究表明擴散模式比以前想像的更加多變，通常導致合作鳥類社會內的複雜遺傳結構。這些實證研究結果與最…
摘要 银行间市场具有天然的多重网络表征
摘要 银行间市场具有天然的多重网络表征。我們向義大利銀行採用了一個獨特的義大利銀行監管報告資料庫，其中包括按期限以及合約的擔保和無擔保性質細分的所有雙邊風險敞口。我们发现层具有不同的拓扑属性和随时间的持久性。层中链接的存在并不能很好地预测其他层中相同链接的存在。最大熵模型揭示了不同层中不同的意想不到的子结构，例如网络图案。使用整個銀行間網絡或關注特定層作為其他層的代表，無法很好…
摘要 依賴歷史的過程在自然和社會系統中普遍存在
摘要 依賴歷史的過程在自然和社會系統中普遍存在。許多這樣的隨機過程，特別是那些與複雜系統相關的隨機過程，隨著它們的展開而變得更加受限，這意味著它們的樣本空間或可能的結果集會隨著它們的老化而減少。我們證明，這些樣本空間縮減（SSR）過程必然導致其結果的等級分佈符合齊普夫定律。我們證明，透過在 SSR 過程中添加噪聲，相應的秩分佈保持精確的冪律，p(x) 類似於 x( lambda…
摘要 進行基礎研究的主要原因是滿足好奇心、獲取知識和實現理解
摘要 進行基礎研究的主要原因是滿足好奇心、獲取知識和實現理解。在這裡，我們闡述了為什麼我們認為促進基礎生態研究至關重要，儘管生態學家根據潛在應用進行和展示其研究的動力越來越大。這包括出於智力、經濟、社會和政治原因以及作為創新的主要來源對我們的環境的理解。我們認為，我們應該少關注短期的、目標驅動的研究，多關注創造力和探索性分析，定量評估基礎研究對社會的效益，更好地向學生、政治家、…
摘要 我們很欣賞 Barot 和同事 [1] 認識到我們提出的模型 [2] 主張結束線性研究模型
摘要 我們很欣賞 Barot 和同事 [1] 認識到我們提出的模型 [2] 主張結束線性研究模型。我們確實強調了該模型中回饋機制和多層次整合的重要性，以說明不同類型研究的相互依賴性。然而，巴羅特和他的同事似乎更進一步，本質上認為基礎生態學和應用生態學之間的差異並沒有什麼道理。他們提出，生態科學應該成為一門非極化的學科，利用生態學和社會科學的基礎知識來解決環境問題。
摘要 儘管伯基特淋巴瘤和濾泡性淋巴瘤都具有生髮中心 B 細胞的特徵，但它們在生物學和臨床上卻截然不同
摘要 儘管伯基特淋巴瘤和濾泡性淋巴瘤都具有生髮中心 B 細胞的特徵，但它們在生物學和臨床上卻截然不同。在這裡，我們對 13 例 IG MYC 易位陽性伯基特淋巴瘤、9 例 BCL2 易位陽性濾泡性淋巴瘤和 4 例正常生髮中心 B 細胞樣本進行了全基因組亞硫酸氫鹽、基因組和轉錄組定序。 Burkitt 和濾泡性淋巴瘤樣本的比較顯示，基因內區域的差異甲基化與相關基因的表達密切相關，…
摘要 圖的非回溯運算子是在圖的有向邊上定義的鄰接矩陣
摘要 圖的非回溯運算子是在圖的有向邊上定義的鄰接矩陣。最近，該算子被證明在稀疏合成圖中的譜聚類中表現最佳，並且與置信傳播演算法有著深刻的聯繫。在本文中，我們考慮具有一般耦合分佈的一般圖上伊辛模型的非回溯算子，並分析研究該算子的譜。我們證明基於該算子的譜演算法等效於在順磁不動點線性化的置信傳播演算法，並恢復透過複製方法獲得的相邊界上的複製對稱結果。此算子可以直接應用於像 Hopf…
摘要 熱休克蛋白 90 (Hsp90) 促進其客戶蛋白（包括許多激酶）的成熟和穩定性
摘要 熱休克蛋白 90 (Hsp90) 促進其客戶蛋白（包括許多激酶）的成熟和穩定性。在此過程中，Hsp90 可能允許其客戶累積突變，正如先前電容器假說所提出的。如果屬實，與非客戶相比，Hsp90 客戶應該表現出更高的進化速度；然而，其他因素，例如基因表現和蛋白質連接性，可能會混淆或掩蓋伴侶的假定貢獻。在這裡，我們比較了人類蛋白激酶超家族中許多 Hsp90 客戶和非客戶的進化速…
摘要 食物網動態源自於捕食者與獵物、寄生蟲與宿主、食草動物與植物的相互作用
摘要 食物網動態源自於捕食者與獵物、寄生蟲與宿主、食草動物與植物的相互作用。此類互動的模型包括最多三種消費者活動狀態（詢問、攻擊、消費）和最多四種資源反應狀態（易感、暴露、攝取、抵抗）。將這些狀態闡明為通用模型可以剖析、比較和推導消費者資源模型。我們為 11 種通用消費者策略指定了這個通用模型，這些策略在數學上分為捕食者、寄生蟲和微捕食者，然後推導出消費者成功的條件，包括通用飽…
摘要 利用伊波拉病毒基因組和流行病學數據，我們進行了首次聯合分析，其中兩種數據類型都用於擬合正在爆發的疫
摘要 利用伊波拉病毒基因組和流行病學數據，我們進行了首次聯合分析，其中兩種數據類型都用於擬合正在爆發的疫情的動態傳播模型。我們的結果表明傳播是聚集性的，凸顯了醫療需求預測中的潛在偏差，並提供了第一個漏報的實證估計。
摘要 我們使用資訊理論方法來描述雷曼兄弟破產前後金融機構之間借貸關係的變化
摘要 我們使用資訊理論方法來描述雷曼兄弟破產前後金融機構之間借貸關係的變化。與先前在無向網路上進行最大似然估計的工作不同，我們的分析區分了借款人和貸款人，並尋找超越直接對手方的更廣泛的貸款關係（多銀行貸款週期）。我們發現，繼 2008 年 10 月聯準會實施法定準備金和超額準備金政策後，貸款模式發生了重大變化。對數據微觀變化率的分析表明，這些變化是由雷曼兄弟幾週前倒閉引發的。
摘要 植物 RNA 病毒種群在受感染植物中具有高度多態性，這可能允許宿主內快速進化
摘要 植物 RNA 病毒種群在受感染植物中具有高度多態性，這可能允許宿主內快速進化。為了了解菸草蝕刻馬鈴薯Y病毒（TEV）的演化，對天然宿主菸草和替代宿主辣椒中實驗演化群體的縱向樣本進行了表型表徵和遺傳分析。使用高通量 Illumina 定序和群體遺傳方法對 TEV 群體的時間和區室變異性進行量化。在測量的兩種病毒表型特徵中，毒力在新宿主中增加，但在原始宿主中下降，並且病毒量在…
摘要 在目前的工作中，我們考慮 PT 對稱狄拉克模型的典型範例
摘要 在目前的工作中，我們考慮 PT 對稱狄拉克模型的典型範例。我們討論了模型的潛在線性極限，並以分析形式確定了 PT 相變的閾值。然後我們重點檢查非線性模型。我們考慮對應哈密頓模型解在 PT 對稱模型中的延拓，發現這些解可以作為穩定解一直魯棒地延續到 PT 轉移閾值。在後者中，它們退化為線性波。我們也檢查了模型的動力學。考慮到 PT 精確相位中波形的穩定性，我們將它們視為該相…
摘要 在本研究中，我們考慮 PT 對稱狄拉克模型的典型範例
摘要 在本研究中，我們考慮 PT 對稱狄拉克模型的典型範例。我們討論了模型的潛在線性極限，並以分析形式確定了 PT 相變的閾值。然後我們重點檢查非線性模型。我們考慮對應哈密頓模型解在 PT 對稱模型中的延拓，發現這些解可以作為穩定解一直魯棒地延續到 PT 轉移閾值。在後者中，它們退化為線性波。我們也檢查了模型的動力學。考慮到 PT 精確相位中波形的穩定性，我們將它們視為該相位之…
摘要 var 基因家族編碼的抗原是人類瘧原蟲惡性瘧原蟲的主要毒力因子，表現出巨大的株內和株間多樣性
摘要 var 基因家族編碼的抗原是人類瘧原蟲惡性瘧原蟲的主要毒力因子，表現出巨大的株內和株間多樣性。在這裡，我們使用網絡分析來表明，var 結構和嵌合體在 Laverania 亞屬的多個層面上是保守的，基於來自野生或保護區非洲猿的八個單物種和三個多物種瘧原蟲感染的 var 樣序列。使用選擇性全基因組擴增，我們還發現了加博瘧原蟲（與惡性瘧原蟲關係最遠的猿 Laverania 物種…
摘要 本文介紹了基於監管網絡和生態位建構理論相結合的複雜系統演化的概念架構
摘要 本文介紹了基於監管網絡和生態位建構理論相結合的複雜系統演化的概念架構。它旨在同樣適用於生物、社會和文化演化的案例。在概念框架內，我們特別關注透過調節網絡及其相應生態位之間因果因素的外化和內化的關聯過程來實現複雜網絡的轉變，並認為這些是進化解釋的重要組成部分。這個概念框架擴展了先前的演化模型，並專注於幾個挑戰，例如演化變化的路徑依賴性質、演化創新的動態和繼承系統的擴展。
摘要 研究人員越來越有興趣估計非模式生物性狀的遺傳力
摘要 研究人員越來越有興趣估計非模式生物性狀的遺傳力。然而，估計這些性狀的遺傳力面臨著實驗和統計方面的挑戰，這通常是由於與在野外獨立飼養大量家庭相關的後勤困難、缺乏已知的譜系、需要考慮群體或批次效應等引起的。在這裡，我們開發了一種經驗和計算方法來估計高繁殖力物種性狀的狹義遺傳力。我們的實驗方法控制了不良的培養效應，同時最大限度地減少了培養數量，提高了該領域的可行性。我們的統計方…
摘要 背景 安全有效的疫苗有助於結束西非部分地區正在流行的伊波拉病毒疾病，並減輕該病毒未來的爆發
摘要 背景 安全有效的疫苗有助於結束西非部分地區正在流行的伊波拉病毒疾病，並減輕該病毒未來的爆發。我們評估了塞拉利昂隨機對照試驗（RCT）和階梯楔形聚類試驗（SWCT）設計的統計有效性和功效，該國伊波拉病毒疾病的發生率具有時空異質性，並且正在迅速下降。方法 我們使用適合塞拉利昂資料的隨機模型預測了未來 6 個月的地區級伊波拉病毒發病率。然後，我們在由地理上不同的高風險集群組成的…
摘要 我們研究了猝滅鍵無序對二維三色 Ashkin Teller 模型的影響，該模型在沒有雜質的情況下經
摘要 我們研究了猝滅鍵無序對二維三色 Ashkin Teller 模型的影響，該模型在沒有雜質的情況下經歷一級相變。這是最簡單且引人注目的模型之一，可以在其中進行定量數值模擬，以研究由於一階轉變的無序舍入而產生的緊急臨界性。利用對高達 128 x 128 自旋的大晶格尺寸的廣泛集群蒙特卡羅模擬（每個晶格尺寸由取值 +/ 1 的三種顏色表示），我們表明一階相變的捨入是一個新興的臨…
摘要 發明通常被概念化為對組合可能性空間的搜尋
摘要 發明通常被概念化為對組合可能性空間的搜尋。儘管有豐富的文獻，跨越多個學科，詳細闡述了發明的重組性質，但我們缺乏對支撐發明活動的組合過程的正式和定量的表徵。在這裡，我們使用 1790 年至 2010 年的美國專利記錄將發明正式描述為一個組合過程。為此，我們將專利發明視為技術的載體，並利用美國專利商標局所使用的複雜技術程式碼系統來對負責發明新穎性的技術進行分類。我們發現組合發…
摘要 本文透過抽取法研究稀疏圖上的動力學 Ising 模型的推理
摘要 本文透過抽取法研究稀疏圖上的動力學 Ising 模型的推理。抽取方法首先由 Decelle 和 Ricci Tersenghi [Phys.萊特牧師。 112, 070603 (2014)] 對於靜態伊辛逆問題，嘗試透過迭代地將最弱耦合設為零來恢復推斷系統的拓樸。在抽取過程中，似然函數在剩餘耦合上最大化。與基於 l(1) 最佳化的方法不同，抽取方法不使用拉普拉斯分佈作為先…
摘要 傳播，無論是以微風中飄浮的蒲公英種子的形式，還是鮭魚向上游遷徙以在非出生溪流中繁殖的形式，都會在不
摘要 傳播，無論是以微風中飄浮的蒲公英種子的形式，還是鮭魚向上游遷徙以在非出生溪流中繁殖的形式，都會在不同地點之間運輸基因。在這些地方，當地的適應改變了基因頻率，因此它們的載體更適合特定的條件，無論是新擾動的土壤還是安靜的河池。分散和地方適應都是人口結構的主要驅動因素；然而，一般來說，它們各自的角色並不是獨立的，兩者在進化上常常相互矛盾，每一者都對另一者的進化表現出負回饋。在這…
摘要 過去幾十年來，隨著進化思維融入癌症研究，範式發生了轉變
摘要 過去幾十年來，隨著進化思維融入癌症研究，範式發生了轉變。進化透鏡最常用於理解癌症的出現、腫瘤生長和轉移，但人們越來越認識到，個體內組織之間和物種之間的癌症防禦都受到自然選擇的影響。本期特刊聚焦於「比較腫瘤學」新興領域中這些更深層進化現象的發現。比較不同組織或物種的癌症動態可以深入了解生物學和生態學如何導致致癌作用的差異，以及癌症的多樣性、發病率和致死率。在本期特刊的介紹中…
摘要 將大量的水注入緻密的頁岩儲層中可以提取以前無法開採的石油和天然氣
摘要 將大量的水注入緻密的頁岩儲層中可以提取以前無法開採的石油和天然氣。這種大體積的超級水力壓裂會造成損害，使石油和/或天然氣流向開採井。本文的目的是提供一個理解超級水力壓裂的模型。我們假設水從一個小球形空腔注入均勻的彈性介質。注入水的高壓產生環向應力，從而重新激活緻密頁岩中的天然裂縫。隨著水的加入，這些裂縫向外遷移，形成受損岩石的球殼。與這些裂縫相關的孔隙度等於注入的水量。我…
摘要 營養級聯是捕食者透過控制中間消費者對資源所產生的間接正面影響
摘要 營養級聯是捕食者透過控制中間消費者對資源所產生的間接正面影響。體型較大的捕食者似乎會引發更強的營養級聯（資源密度向承載能力的更大反彈），但這種情況是如何發生的尚不清楚，因為我們缺乏對如何確定營養級聯強度的清晰描述。使用消費者資源模型，我們首先表明營養級聯的強度具有由基礎營養群與其消費者之間的相互作用強度設定的上限，並且隨著消費者與其捕食者之間的相互作用強度的增加而接近該極…
摘要 背景：了解表型變異的原因和後果是演化生物學的中心主題
摘要 背景：了解表型變異的原因和後果是演化生物學的中心主題。非編碼順式調控區域內的突變被認為具有重大影響，因為它們會影響下游基因的表現。為了解決影響 RNA 病毒中這些區域的突變的進化潛力，我們探索了影響小核糖核酸超家族典型成員菸草蝕刻病毒 (TEV) 5' 非翻譯區 (UTR) 的突變的適應性特性。此 5' UTR 可作為內部核醣體進入位點 (IRES)，對於所有病毒基因的表…
這項研究使用數位監控來研究安潔莉娜裘莉的預防性乳房切除術公告對癌症資訊搜尋的影響
摘要 客觀的。這項研究使用數位監控來研究安潔莉娜裘莉的預防性乳房切除術公告對癌症資訊搜尋的影響。方法。我們分析了 2010 年至 2013 年美國 4 類與乳癌相關的網路搜尋查詢。結果。與前 6 週相比，一般資訊查詢在發布當天增加了 112%（95% 置信區間 [CI]，79 146），並且在社論發布後一周內仍增加了 35%（95% CI，22 49）。公告發布當天，風險評估查…
摘要 核糖開關是基於 RNA 的基因表現調節器，由配體感應適體結構域和隨後的重疊表達平台組成
摘要 核糖開關是基於 RNA 的基因表現調節器，由配體感應適體結構域和隨後的重疊表達平台組成。調節發生在轉錄層面（透過形成終止子或抗終止子結構）或翻譯層級（透過核醣體結合位點的呈現或隔離）。由於模組化組成，這些元件可以透過組合不同的適體和表達平台來操作，因此代表了合成生物學中調節基因表現的有用工具。使用計算設計的茶鹼依賴性核糖開關，我們發現終止子髮夾穩定性和折疊陷阱這兩個參數對…
摘要 目的 了解森林結構、功能和變化的驅動因素是理論生態學和應用林業碳測繪和監測的基本問題
摘要 目的 了解森林結構、功能和變化的驅動因素是理論生態學和應用林業碳測繪和監測的基本問題。森林生態學研究的一個重要組成部分通常利用異速生長方程式來擴大局部測量，以預測大規模森林和生態系統水平的特性。然而，森林生態學中的應用和理論異速生長（例如代謝標度理論，MST）都假設許多標度關係對大尺度氣候梯度或物種生活史不敏感。我們的目標是透過繪製美國跨環境梯度的大陸尺度森林異速生長來測…
摘要 出版商的摘錄： .
摘要 出版商的摘錄： . 。 。重要的是要接受所有可能的「簡單」工程解決方案的情況，同時要意識到它們不是最佳解決方案的情況。工程解決方案可以解決問題，我們可以預測所需的服務範圍。 。 。隨著我們的目標變得更加嚴格、要求更高或完全不同，並且隨著我們的知識不斷發展（這種情況在更長和更大的範圍內不可避免地發生），工程解決方案必須適應，人們回來...
摘要 多细胞生命形式如何从单细胞生命形式进化而来，构成了我们理解生物圈进化的一个主要问题
摘要 多细胞生命形式如何从单细胞生命形式进化而来，构成了我们理解生物圈进化的一个主要问题。最近一系列涉及酵母細胞群的實驗表明，選擇更快沉降的細胞會導致出現穩定的細胞聚集體，這些細胞能夠分裂成更小的簇。有人认为，观察到的进化模式可能是影响细胞死亡的进化程序的结果。在這裡，我們使用細胞間相互作用和不斷變化的黏附率的簡單模型表明，觀察到的簇大小和局部死亡率的模式可以很容易地用廢物積累…
摘要 生命早期演化中多細胞的興起對演化生物學來說是一個重大挑戰
摘要 生命早期演化中多細胞的興起對演化生物學來說是一個重大挑戰。從系統發育學到建模和合成生物學，尋找答案的指導已經出現在不同的領域，但在遺傳程序完全控制發育過程之前，人們對多細胞聚集體的潛在起源知之甚少。這種聚集應該涉及分化細胞的空間組織以及在明確邊界內代謝物流量和濃度的改變。在這裡，我們表明，在引入有限營養和有毒代謝物的環境中，能夠隨機分化和差異性黏附的細胞群可以發育成具有衝…
摘要 歸一化互資訊（NMI）已被廣泛用於評估社群檢測演算法的準確性
摘要 歸一化互資訊（NMI）已被廣泛用於評估社群檢測演算法的準確性。然而，在本文中，我們表明，由於網路規模有限，NMI 受到系統誤差的嚴重影響，並且在某些情況下可能會對演算法的效能做出錯誤的估計。我們對 NMI 的有限尺寸效應給了一個簡單的理論，並用數值檢驗了我們的理論。然後，我們提出了一種新的社區檢測準確性指標，即相對歸一化互資訊（rNMI），它透過將 NMI 與隨機分區的預…
摘要 生活充滿了風險
摘要 生活充滿了風險。為了應對這種不確定性，許多生物體已經進化出對沖策略，透過表型多樣化來分散風險。在不同物種中，這些多樣化率可能存在數量級的差異。在這裡，我們研究風險和有機生態學的關鍵特徵如何影響多樣化率變化的適應性後果。我們發現，當面臨的風險具有廣泛的空間範圍且單一災害影響很大一部分人口時，快速多樣化受到強烈青睞。對於經常遭受災害的人口較少的地區來說，這一優勢尤其明顯。相反…
摘要 皮托悖論是，不同物種的癌症發生率與體型和壽命的函數關係並沒有達到預期的趨勢
摘要 皮托悖論是，不同物種的癌症發生率與體型和壽命的函數關係並沒有達到預期的趨勢。解釋這種模式的主要假設是體型較大、壽命較長的物種中差異性癌症預防的自然選擇。我們評估物種（特別是人類）是否有類似的效應。我們首先重新分析最近發布的數據集，以區分幹細胞數量和複製率的影響，並表明兩者對癌症風險都有獨立的影響。當考慮擴展資料集中乾細胞分裂的終生次數，並刪除與其他疾病或致癌物相關的病例時…
摘要 一般認為，血紅素銅氧化酶中 O 2 往返於高自旋血紅素的路徑與一氧化碳 (CO) 的路徑相似
摘要 一般認為，血紅素銅氧化酶中 O 2 往返於高自旋血紅素的路徑與一氧化碳 (CO) 的路徑相似。我們實驗室中對完全還原的 CO 結合酶進行的時間分辨和固定紅外線實驗，以及作為 CO 壓力函數的瞬態光學吸收飽和動力學研究，為 CO 在進出高自旋血紅素的途徑上與 Cu B(+) 結合提供了強有力的支持。 Cu B(+) 上 CO 的存在表明 O 2 結合可能在 CO 流動閃蒸實…
摘要 我們研究了擴散係數為 D 的一維布朗軌蹟的一些簡單且令人驚訝的特性，該軌跡從原點開始，並且：(i)
摘要 我們研究了擴散係數為 D 的一維布朗軌蹟的一些簡單且令人驚訝的特性，該軌跡從原點開始，並且：(i) 在時間 T 處位於 X，或 (ii) 在時間 T 處首先到達 X。我們確定從 (0, 0) 到 (X, T) 的第一通道軌跡最可能的位置及其在任何中間時間 t < T 的分佈。當 X 2/DT << 1 時，第一通道路徑通常會從其最終位置被排斥。我們也確定軌跡第一次穿過和最…
摘要 背景：儘管未剪接的 EST 數據豐富，但作為非編碼 RNA 的資訊來源卻很少受到關注
摘要 背景：儘管未剪接的 EST 數據豐富，但作為非編碼 RNA 的資訊來源卻很少受到關注。因此，人們對未剪接的非編碼轉錄本的基因組分佈及其與更好研究的常規剪接產物的關係知之甚少。特別是，它們的演變實際上仍未被研究。結果：我們系統地研究了人類和小鼠 EST 註釋軌跡中可用的未剪接轉錄本的證據，分別包含 104,980 個和 66,109 個未剪接的 EST 簇。其中約三分之一完…
摘要 大規模 RNA 定序揭示了大量不編碼蛋白質的長 mRNA 樣轉錄本 (lncRNA)
摘要 大規模 RNA 定序揭示了大量不編碼蛋白質的長 mRNA 樣轉錄本 (lncRNA)。眾所周知，這些 lncRNA 的演化史很難系統性地研究，因為它們的序列保守程度較低，無法進行全面的基於同源性的調查，並使它們幾乎不可能比對。然而，越來越多的特殊情況已被證明至少與脊椎動物譜系一樣古老。在這裡，我們利用剪接位點的保守性來追蹤 lncRNA 的演化。我們發現，超過 85% 的…
摘要 我們提出了一個框架來衡量環境過濾的強度以及當地群落物種組成隨時間的不平衡，相對於過去、現在和未來的
摘要 我們提出了一個框架來衡量環境過濾的強度以及當地群落物種組成隨時間的不平衡，相對於過去、現在和未來的氣候。我們透過測量氣候變遷對新世界森林的影響、整合 14000 多個物種的氣候生態位數據、471 個新世界森林地塊的群落組成以及最近冰期 間冰期期間觀測到的氣候來展示該框架。我們表明，大多數群落的物種組成經過嚴格過濾，並且比區域池中的隨機樣本更能與當前氣候保持平衡。當前群落不…
摘要 化石記錄所記錄的生命史涵蓋了各種規模的進化多樣化，從埃迪卡拉紀 寒武紀動物生命的爆發和維管束植物、
摘要 化石記錄所記錄的生命史涵蓋了各種規模的進化多樣化，從埃迪卡拉紀 寒武紀動物生命的爆發和維管束植物、昆蟲和脊椎動物對陸地的入侵，到過去一億年開花植物的多樣化和馬的輻射。形態新穎和創新一直是個反覆出現的主題。現代綜合進化論的創造者對進化論的新穎性和創新提出了三點主張：第一，生命史上的所有多樣化都代表了適應性輻射；其次，適應性輻射主要是由生態機會驅動的，而不是由新形態新穎性的供…
摘要 葉子經濟學譜 (LES) 描述了決定維管植物資源通量的多種葉子功能性狀之間的密切關係
摘要 葉子經濟學譜 (LES) 描述了決定維管植物資源通量的多種葉子功能性狀之間的密切關係。人們提出了五種模型來解釋這些模式：兩種基於結構分配模式，兩種基於脈絡網絡，一種基於細胞壁和細胞內容物的資源分配。在這裡，我們使用葉子和整株植物功能性狀的數據來測試這些模型。我們使用結構方程模型應用於表達 LES 性狀變異的擬南芥的多個生態型、重組自交系、近等基因係和維管圖案突變體。我們發…
摘要 我們研究了在搜尋者死亡率、冗餘性和多樣性的競爭作用下的一維隨機搜尋過程
摘要 我們研究了在搜尋者死亡率、冗餘性和多樣性的競爭作用下的一維隨機搜尋過程。這張圖片展示了精子使卵母細胞受精的玩具模型。 N 個獨立的死亡擴散搜尋者全部從 x = L 開始，並嘗試在 x = 0 處到達目標。當死亡率不相關時，搜尋時間尺度為 tau(D) / ln N（對於 ln N 1），其中類似 L 2 / D 的 tau(D) 是擴散時間尺度。相反，當搜尋者的死亡率 m…
摘要 當時間演化由描述族群模型的積分微分方程式給出時，我們描述了與從不穩定均勻狀態到模式化狀態（系統吸引
摘要 當時間演化由描述族群模型的積分微分方程式給出時，我們描述了與從不穩定均勻狀態到模式化狀態（系統吸引子）的隨機演化相關的第一次通過時間分佈。為了獲得分析結果，我們使用隨機路徑擾動方法，將最小耦合近似引入非線性動力學，以及隨機多尺度擾動展開。我們證明隨機多尺度擾動是處理其他問題的必要工具，例如非線性不穩定性和乘性隨機偏微分方程。引入一個小噪音參數來定義隨機場的隨機逃逸。我們在…
摘要 研究虛擬環境中的人類行為為社會現象的定量分析提供了絕佳的機會，其準確度接近自然科學
摘要 研究虛擬環境中的人類行為為社會現象的定量分析提供了絕佳的機會，其準確度接近自然科學。本文利用大型多人線上遊戲《Pardus》連續 1238 天的玩家活動記錄，分析玩家動作序列的動態特徵。我們以先前的工作為基礎，對同一類型的人類行為的時間結構進行了量化，並提供了對不同類型的人類行為的經驗理解。這種多層次人類活動的研究可以被視為靜態多重網路分析的動態對應。我們證明了 Pard…
摘要 近似代數結構在加法數論中發揮決定性作用，並且在理論計算機科學問題中具有顯著的應用，包括偽隨機性和機
摘要 近似代數結構在加法數論中發揮決定性作用，並且在理論計算機科學問題中具有顯著的應用，包括偽隨機性和機率可檢查證明。在這裡，我們研究有限群的近似表示：函數 psi : G U d 使得 Pr[psi(xy) = psi(x) psi(y)] 很大，或者更一般地，使得平行於 psi(xy) psi(x) psi(y) 平行於 (2)(2) 的預期 l(2) 範數平方 E x, …
摘要 本文對線性社交互動模型中的辨識進行了系統分析
摘要 本文對線性社交互動模型中的辨識進行了系統分析。這是一項理論和計量經濟學練習，因為分析與嚴格描述的相互依賴決策模型相關。我們開發了一種不完全資訊遊戲，用於在社會影響下進行個人選擇，將標準模型嵌套為特殊情況。我們考慮在有關分析師對社會結構的先驗知識或對個人層面或匯總資料的存取的替代假設下識別內生和情境社會影響。最後，我們討論了識別社會結構內生形成的潛在影響。
摘要 人類微生物組代表了一個極其複雜的生態系統，與許多宿主相關過程緊密相連，直接影響人類健康
摘要 人類微生物組代表了一個極其複雜的生態系統，與許多宿主相關過程緊密相連，直接影響人類健康。然而，迄今為止，大多數研究都集中在表徵健康和疾病中微生物組的組成以及比較分析，而相對較少的努力是將微生物組作為一個綜合的綜合生物系統進行研究和建模。在本次演講中，我將強調開發微生物組預測系統層級模型的迫切需要，並討論該微生物系統基於宏基因組的建模的潛在計算框架。我將描述在細胞、生態和超…
摘要 大量金融資產價格動態的不穩定性是系統性事件的明顯跡象
摘要 大量金融資產價格動態的不穩定性是系統性事件的明顯跡象。透過調查高流動性股票的投資組合，我們發現有大量的高頻共跳。我們表明，這些跳躍的動力學既不能用多元泊松模型來描述，也不能用多元霍克斯模型來描述。我們引入了一種霍克斯單因素模型，該模型能夠同時捕捉跳躍的時間聚類和跨資產跳躍的高度同步。
摘要 在這篇手稿中，我們介紹了一個使用 Virtual Quake (VQ) 開發地震預報的框架，VQ
摘要 在這篇手稿中，我們介紹了一個使用 Virtual Quake (VQ) 開發地震預報的框架，VQ 是可能更為人所知的 Virtual California (VC) 地震模擬器的通用繼承者。我們討論了模擬器的基本優點和機制，並提出了一些與地震預報相關的統計數據。我們還表明，儘管系統作為一個整體（總體上）表現得相當隨機，但僅限於特定斷層部分的（模擬）地震序列以增加 m 7 …
摘要 大量研究致力於網路中社區結構的研究，但社區並不是大規模網路結構的唯一可能形式
摘要 大量研究致力於網路中社區結構的研究，但社區並不是大規模網路結構的唯一可能形式。在這裡，我們描述了社區結構的廣泛擴展，其中包括傳統社區，但也包括廣泛的廣義結構模式。我們描述了一種在經驗網絡數據中檢測這種廣義結構的原理方法，並透過現實世界的例子演示瞭如何使用它來學習有關網絡形狀和含義的新知識。
摘要 股票市場的訂單流非常持久，因為訂單訊號（買入或賣出）與數以萬計的訂單（相當於許多天）的時間滯後呈正
摘要 股票市場的訂單流非常持久，因為訂單訊號（買入或賣出）與數以萬計的訂單（相當於許多天）的時間滯後呈正自相關。兩種可能的解釋是羊群效應，對應於不同投資者行為的正相關；或訂單拆分，對應於單一投資者行為的正自相關。我們使用倫敦證券交易所的訂單流資料對此進行調查，我們擁有倫敦證券交易所的會員識別碼。透過制定羊群效應和訂單拆分模型以及經紀商選擇模型，我們能夠克服經紀商帶來的扭曲。在不…
摘要 從世界歷史的角度來看，北歐經濟體在哪些方面（如果有的話）異常平等
摘要 從世界歷史的角度來看，北歐經濟體在哪些方面（如果有的話）異常平等？我們的答案是基於過去三千多年的考古、歷史、民族誌以及當代證據。北歐模式的典型國家在物質財富的所有權方面並不是特別平等。此外，北歐國家社會民主主義的出現並沒有帶來更平等的教育年資分配。但北歐國家的世代經濟和社會流動性似乎非常出色，而且以大多數標準衡量，北歐經濟體生活水準的不平等程度低於其他已開發經濟體。我們的…
摘要 多細胞性的特徵是細胞之間的合作，以促進多細胞生物的發育、維持和繁殖
摘要 多細胞性的特徵是細胞之間的合作，以促進多細胞生物的發育、維持和繁殖。癌症可以被視為在這個合作的多細胞系統中作弊。複雜的多細胞生物及其背後的合作已經獨立進化了多次。我們回顧了現有有關生命中癌症和類癌現象的文獻，不僅關注複雜的多細胞性，而且更廣泛地回顧了生命樹中的類癌現象。我們發現癌症的特徵是多細胞性合作的核心特徵的崩潰，包括增殖抑制、細胞死亡、勞動分工、資源分配和細胞外環境…
摘要 我們使用演化模型來模擬在兩個收益隨機變化的選項之間進行選擇的代理
摘要 我們使用演化模型來模擬在兩個收益隨機變化的選項之間進行選擇的代理。考慮兩種類型的代理：依賴試誤方法的個別學習者和模仿最富有的樣本個體的社會學習者。智能體透過使用各自的學習策略來適應一代內不斷變化的環境。代理人類型的頻率根據代理人所獲得的財富在世代之間進行調整。在演化過程中，社會學習佔據主導地位，導致三個主要影響：第一，無論好壞，社會學習者的決策比個別學習者的決策更誇張。其…
摘要 細胞是複雜的機器，能夠透過分子相互作用的糾纏網絡來處理訊息
摘要 細胞是複雜的機器，能夠透過分子相互作用的糾纏網絡來處理訊息。這些決策系統的關鍵組成部分是記憶體的存在，這也是工程合成系統的一個特別相關的目標。儲存裝置的典型範例是稱為觸發器的 1 位元儲存元件。原則上可以使用單一單元實現來設計這樣的系統，但是標準電路設計和實際電路之間的直接映射可能很麻煩。在這裡，我們提出了一種新穎的 1 位元儲存元件運算實現，使用可靠的多細胞設計，能夠充…
摘要 我們的論文提供了以金融資產作為抵押品的二項式經濟中槓桿和違約的完整特徵
摘要 我們的論文提供了以金融資產作為抵押品的二項式經濟中槓桿和違約的完整特徵。我們的二項式無違約定理指出，任何均衡（在實際分配和價格方面）都等價於另一個不存在違約的均衡。因此，儘管違約的可能性推動了均衡並限制了借貸，但實際違約是無關緊要的。這個結果對於任意的偏好和禀賦、或有或非或有的承諾、許多資產和消費品、生產和多個期間都是有效的。我們也表明，如果使用抵押品或處理違約的成本最小…
摘要 我們介紹了一種解決地震序列中時間發生趨勢的方法
摘要 我們介紹了一種解決地震序列中時間發生趨勢的方法。我們開發了一種基於典型地震標度關係的目錄劃分方法，並進一步開發了一種基於破紀錄間隔（RBI）統計的度量來解決地震時間序列中地震活動的增加和減少。我們計算了固定長度的地震間隔序列上的 RBI 度量，並表明這些序列的長度與該方法敏感的地震震級相關——較長的序列解決大地震，較短的序列解決小震級事件。該序列長度有效地構成了局部時間目…
摘要 捕獲和使用狀態空間動力學結構的預測模型可能非常有效
摘要 捕獲和使用狀態空間動力學結構的預測模型可能非常有效。然而，在實踐中，人們很少能夠獲得有關該結構的完整信息，並且從標量時間序列數據（例如通過延遲坐標嵌入）精確重建動力學可能是一個真正的挑戰。在本文中，我們表明，採用動態不完整重建的預測模型（即不一定是真實嵌入的模型）可以對動態系統的狀態產生令人驚訝的準確預測。特別是，我們證明了一種簡單的近鄰預測技術的有效性，該技術適用於低維…
摘要 假設感染風險隨著社會群體規模的增加而增加，因此成為群體生活的成本
摘要 假設感染風險隨著社會群體規模的增加而增加，因此成為群體生活的成本。我們使用灰狼（Canis lupus）中疥瘡（Sarcoptes scabiei）流行的數據來評估與群體規模相關的感染風險和成本。我們證明，群體大小並不能預測感染風險，就生存率降低而言，感染的個體成本可以透過擁有足夠數量的同伴來完全抵消。隨著受感染族群中受感染個體比例的增加，受感染個體的死亡風險也會增加，但…
摘要 1980 年和 1981 年，兩篇開創性論文為後來的非線性時間序列分析奠定了基礎：透過動力系統理論
摘要 1980 年和 1981 年，兩篇開創性論文為後來的非線性時間序列分析奠定了基礎：透過動力系統理論對觀測資料（通常是單變量）進行分析。基於狀態空間重構的概念，這套方法可讓我們計算Lyapunov指數和分形維數等特徵量，預測時間序列的未來進程，甚至在某些情況下重建運動方程式。然而，在實踐中，有許多問題限制了這種方法的能力：例如，訊號是否準確、徹底地對動態進行取樣，以及訊號是…
摘要 簡介摘錄：本週年紀念刊中的文章提供了有關非線性科學的過去、現在和未來的專家見解
摘要 簡介摘錄：本週年紀念刊中的文章提供了有關非線性科學的過去、現在和未來的專家見解。這些受邀論文的作者被要求分享他們對該領域有趣、重要和令人驚訝的發展的個人看法，確定當前的挑戰，並透過水晶球預測未來 25 年可能發生的情況。一些由此產生的論文具有相當的技術性；其他人則提供高水準的評論和觀點。皆是深思熟慮。由於作者被賦予相當大的自由來表達他們的個人意見和觀點，一些論文的評論通常…
摘要 節肢動物傳播的病毒（蟲媒病毒）在脊椎動物宿主和節肢動物載體之間保持交替傳播的循環
摘要 節肢動物傳播的病毒（蟲媒病毒）在脊椎動物宿主和節肢動物載體之間保持交替傳播的循環。蟲媒病毒擁有能夠快速多樣化和適應的 RNA 基因組，宿主交替所固有的宿主之間的權衡對蟲媒病毒的進化施加了有據可查的限制。在這裡，我們研究了尚未充分研究的影響蟲媒病毒複製動態和傳播的宿主內權衡。蟲媒病毒通常在載體中建立終生感染，但在脊椎動物宿主中建立不同程度（即病毒濃度峰值）和持續時間的短暫感…
摘要 蛋白質等生物系統如何實現對普遍存在的擾動的魯棒性是一個基本的生物學問題
摘要 蛋白質等生物系統如何實現對普遍存在的擾動的魯棒性是一個基本的生物學問題。此類擾動包括在 mRNA 翻譯過程中將表型突變引入新生蛋白質的錯誤。这些错误非常频繁。它們的成本也很高，因為它們會降低蛋白質的穩定性並有助於產生有毒的錯誤折疊蛋白質。適應性演化可能透過兩種主要機制來降低蛋白質誤譯的成本。第一個透過在特別敏感的位點使用同義「高保真度」密碼子來提高翻譯的準確性。第二個透過…
摘要 背景：最近百日咳發病率的增加（主要由百日咳博德氏菌引起）對試圖了解百日咳死灰復燃背後機制的公共衛生
摘要 背景：最近百日咳發病率的增加（主要由百日咳博德氏菌引起）對試圖了解百日咳死灰復燃背後機制的公共衛生從業者和科學家提出了挑戰。人們提出了三個主要假設來解釋這種復甦：1）疫苗接種或自然感染的保護性免疫力隨著時間的推移而減弱，2）百日咳博德氏菌進化以逃避保護性免疫力，3）疫苗覆蓋率低。最近的研究提出了第四種機制：接種目前使用的無細胞百日咳博德氏菌疫苗的個體的無症狀傳播。方法：透…
摘要 許多關於技術變革的研究都一致認為，新的技術能力和現有的技術能力的結合是發明新穎性的主要來源之一，並
摘要 許多關於技術變革的研究都一致認為，新的技術能力和現有的技術能力的結合是發明新穎性的主要來源之一，並且歷史上也曾出現過新發明在幾乎沒有先例的情況下出現的情況。研究界關於組合和起源作為技術新穎性來源的相對作用的許多討論並沒有提供太多正式的識別和量化的方式。透過利用美國專利局對專利進行分類的技術程式碼，我們將技術離散化並確定了技術新穎性的四個不同來源。由此產生的技術新穎性分類法…
摘要 在有限的群體中，等位基因由於選擇和漂移這兩個主要力量而消失或達到固定
摘要 在有限的群體中，等位基因由於選擇和漂移這兩個主要力量而消失或達到固定。人們普遍認為選擇會加速這個過程：選定的突變將比中性突變更快達到固定，而不利的突變很快就會從族群中消失。我們表明，即使在簡單的二倍體群體中，這也常常是不正確的。顯性和隱性意外地減慢了弱選擇等位基因的演化過程。特別是，稍微有利的顯性突變和稍微有害的隱性突變比中性突變稍微慢一些（最多 5%）。這種現象決定了與…
摘要 網路搜尋數據或社群媒體更新等新型數據流（NDS）可望增強公共衛生監測能力
摘要 網路搜尋數據或社群媒體更新等新型數據流（NDS）可望增強公共衛生監測能力。在本文中，我們概述了將 NDS 納入當前公共衛生監測的概念架構。我們的方法著重於兩個關鍵問題：使用 NDS 的機會有哪些？使用 NDS 時必須應用的最低限度的有效性和實用性測試是什麼？識別這些機會需要公共衛生當局的參與，並了解不同層級（地方、州、國家、國際）機構的目標和規模的多樣性。我們提出的案例是…
摘要 我們研究金融網絡中相互傳染的通路問題
摘要 我們研究金融網絡中相互傳染的通路問題。第一個傳染管道是交易對手失敗風險；這是使用奧地利銀行同業網路的數據憑經驗得出的。第二個傳染管道是重疊的投資組合風險敞口。這是使用程式化模型進行研究的。我們根據不同的協議進行壓力測試。對於我們研究的參數來說，這兩種傳染管道本身都不會產生很大的影響。相較之下，當兩個管道同時活躍時，破產更為常見，並且會產生巨大的系統性影響。
摘要 細胞內的許多大分子機器表現出一種「堆疊環」結構，多個長度一致的蛋白質亞基環彼此結合
摘要 細胞內的許多大分子機器表現出一種「堆疊環」結構，多個長度一致的蛋白質亞基環彼此結合。這些機器中的大多數必須採用完全組裝的四級結構才能發揮作用，這使得組裝過程對於細胞功能和生存至關重要。含有穩定子結構的蛋白質複合物的組裝已被證明會遭受一種動力學捕獲，我們稱之為“組裝死鎖”，當較小的中間體在所有功能齊全的結構形成之前從系統中耗盡時，就會發生這種情況。死鎖可能會導致組裝動態停滯…
摘要 了解空間振盪的同步對於許多科學學科來說至關重要
摘要 了解空間振盪的同步對於許多科學學科來說至關重要。在生態學中，空間族群振蕩的遠端同步可能會提高滅絕風險並預示著即將發生的災難。普遍的假設是，距離大於擴散尺度的同步只能歸因於環境相關性（莫蘭效應）。相較之下，我們展示瞭如何在比擴散或環境相關性的長度尺度長得多的距離上出現遠程同步。特別是，我們證明了噪音空間總體模型中兩週期振盪從不相干到長程同步的轉變是由統計物理學的伊辛普適性類…
摘要 其他分析方法可能有助於解決人格的維度以及這些維度的內容
摘要 其他分析方法可能有助於解決人格的維度以及這些維度的內容。在這裡，我們使用譜聚類和傳統因素分析來測試人格結構。研究 1 分析了 20,993 名受試者接受 300 項 IPIP NEO 人格問卷的回答。對於因素分析，五因子解決方案恢復了 FFM 域，而六因子解決方案僅產生很小且難以解釋的第六因子。相較之下，譜聚類分析產生了與 HEXACO 模型一致的六簇解。研究 2 分析了…
摘要 Jolanta Piszczek 和 Eric Parlow1 概述了階梯式楔形集群試驗 (SWC
摘要 Jolanta Piszczek 和 Eric Parlow1 概述了階梯式楔形集群試驗 (SWCT) 設計的預期效益，特別參考了塞拉利昂引入伊波拉疫苗試驗 (STRIVE)。然而，STRIVE 不是 SWCT，而是一項分階段推廣試驗，在試驗群內的個體層面隨機分配到立即或延遲疫苗接種組（隨機臨床試驗 [RCT]）。 2 儘管 SWCT 設計在某些情況下具有優勢，但 Pis…
我們很高興推出這期《Artificial Life》特刊，專門收錄 2012 年 9 月 6 日在法國奧
摘要 介紹性段落。我們很高興推出這期《Artificial Life》特刊，專門收錄 2012 年 9 月 6 日在法國奧爾良舉行的非常規計算和自然計算 (UCNC) 會議的一部分研討會上發表的文章。 UCNC 現在是致力於非標準計算的會議中一個成熟的會議，其歷史可以追溯到 1998 年。 2012 年的會議由奧爾良大學基礎電腦科學實驗室主辦，第二屆生物與化學資訊科技研討會 (…
摘要 一個多世紀以來，競爭均衡理論一直是經濟學中被廣泛接受和廣泛使用的基石
摘要 一個多世紀以來，競爭均衡理論一直是經濟學中被廣泛接受和廣泛使用的基石。在這裡，我們提出了一個受集市討價還價啟發的補充模型，該模型提供了對市場行為的有用的第一原理解釋，可以更好地解釋四十個市場實驗中觀察到的結果。 Bazaar 模型使用簡單的隨機過程來驅動交易者的匹配和價格的確定。我們表明，隨著智能體變得更加不耐煩，系統會趨向於更加類似競爭均衡的結果。
摘要 書評：利他主義是否存在
摘要 書評：利他主義是否存在？ ：文化、基因和他人的福利 David Sloan Wilson 耶魯大學出版社 2015 年。 ISBN：9780300189490 和《道德之弧：科學與理性如何引導人類走向真理、正義和自由》Michael Shermer Henry Holt 2015 年。 ISBN：9780805096910
摘要 我們提供了各個行為領域的最新證據來支持這樣的假設：兩足行走和合作繁殖在古人類系中的出現，加上環境的
摘要 我們提供了各個行為領域的最新證據來支持這樣的假設：兩足行走和合作繁殖在古人類系中的出現，加上環境的發展使大型動物的肉類飲食變得適應性強，以及以火和烹飪形式出現的文化創新，為古人類創造了一個利基市場，在這個利基市場中，對大型哺乳動物進行協調、合作的拾荒和狩獵可以獲得很高的回報。隨之而來的是越來越多地使用木矛和石尖作為致命的狩獵武器，改變了人類的社會政治生活。早期人類社會中社…
摘要 我們調查了 2003 年至 2008 年期間交易高流動性諾基亞股票的大量單一投資者的交易行為，目的
摘要 我們調查了 2003 年至 2008 年期間交易高流動性諾基亞股票的大量單一投資者的交易行為，目的是確定可能影響其行為的內生和外生因素的相對作用。作為內生因素，我們考慮回報和波動性，而外生因素是每日新聞文章的總數和基於新聞情緒分析的語義變數。數據的線性迴歸和偏相關分析表明，不同類別的投資者與這些因素的相關性不同。政府和非營利組織對新聞、回報或波動的敏感度較弱，通常，它們與…
摘要 基因本體論 (GO) 為生物學家提供了一個受控術語，描述基因如何與功能相關以及功能術語如何相互關聯
摘要 基因本體論 (GO) 為生物學家提供了一個受控術語，描述基因如何與功能相關以及功能術語如何相互關聯。這些術語關係編碼了科學家如何構思生物功能的組織，並且它們採用有向無環圖（DAG）的形式。在這裡，我們建議使用 GO 進行的基因術語註釋的網絡結構可用於建立一種對功能術語進行分組的替代方法，該方法捕獲在 GO DAG 中建立的層次結構中不明顯的內在功能關係。我們的方法不是依賴…
摘要 多個學科的一個重要挑戰是了解突然的變化如何在耦合系統之間傳播
摘要 多個學科的一個重要挑戰是了解突然的變化如何在耦合系統之間傳播。例子包括商業週期的同步、不完整的生態系統中的人口崩潰、市場轉向新技術平台、價格和金融市場信心的崩潰以及多個國家爆發的抗議活動。這些現象的許多數學模型都具有由鞍節點分叉分隔的多個平衡點。我們以快慢常微分方程的形式來研究這種行為。在我們的模型中，一個系統由多個子系統組成，例如全球經濟中的國家或生態系統的各個部分。每…
摘要 生命起源前化學研究的核心主題是尋找合理的合成路線，將現代生命的組成部分（如糖、核苷酸、胺基酸和脂質
摘要 生命起源前化學研究的核心主題是尋找合理的合成路線，將現代生命的組成部分（如糖、核苷酸、胺基酸和脂質）與早期地球上可能豐富的分子食物來源聯繫起來。在最近的一篇文章中，Albert Eschenmoser 強調了催化和自催化循環在建立此類非生物合成途徑中的重要性。中間產物的累積也提供了額外的催化劑，使途徑隨著時間的推移而改變。我們在這裡表明，基於圖語法的化學空間生成模型使得系…
摘要 如果我們要評估全球環境變化的影響並改進適應措施，就需要地方社會經濟資料集
摘要 如果我們要評估全球環境變化的影響並改進適應措施，就需要地方社會經濟資料集。機構和社區的努力應集中在資料收集方法的標準化、免費的公眾訪問和地理參考。
摘要 我們提出了一個模型來解釋不同人類語言發展過程中冪律（例如齊普夫定律）的可靠出現
摘要 我們提出了一個模型來解釋不同人類語言發展過程中冪律（例如齊普夫定律）的可靠出現。該模型結合了通訊中的最小努力原則，最大限度地減少了資訊理論通訊效率低下和直接訊號成本的組合。我們證明了對於所有最佳語言，訊號成本分佈和訊號結果分佈之間的一般關係。然後出現了針對對數訊號成本分佈的齊普夫定律，這是由字母或音素構成的單字的預期成本分佈。
摘要 據廣泛報道，美國國會的黨派之爭正處於歷史最高水準
摘要 據廣泛報道，美國國會的黨派之爭正處於歷史最高水準。鑑於個人被說服遵循政黨路線，同時有機會和動機與對方黨員合作，我們的目標是衡量立法者傾向於與對方黨員形成意識形態關係的程度。我們量化了 1949 年至 2012 年美國眾議院民主黨和共和黨議員之間的合作程度或缺乏合作程度。我們定義了一個由超過 500 萬對代表組成的網絡，並比較了兩種不同類型的代表對之間立法決策的相互同意率：…
摘要 D'Emic 和 Myhrvold 在我們最近對恐龍生長和能量學的分析中提出了許多統計和方法論問題
摘要 D'Emic 和 Myhrvold 在我們最近對恐龍生長和能量學的分析中提出了許多統計和方法論問題。然而，他們的批評和建議的改進缺乏生物學和統計上的依據。
摘要 目前建構量子計算設備的方法主要集中在兩級量子系統上，該系統很好地模仿了經典比特的概念，儘管透過額外
摘要 目前建構量子計算設備的方法主要集中在兩級量子系統上，該系統很好地模仿了經典比特的概念，儘管透過額外的量子特性得到了增強。然而，使用 d 級量子系統 (qudits) 可以為量子資訊處理提供優勢，而不是人為地將狀態數量限制為兩個。除其他優點外，最近的研究表明，多層量子系統可以提高對外部幹擾的穩定性。在這項研究中，我們證明了由 Qudits 建構的拓樸量子記憶體（也稱為阿貝爾…
摘要 餘震地震活動的流行型餘震序列 (ETAS) 統計模型結合了各種地震尺度關係，根據最近的地震活動產生
摘要 餘震地震活動的流行型餘震序列 (ETAS) 統計模型結合了各種地震尺度關係，根據最近的地震活動產生合成地震目錄或餘震地震活動率的估計。基於 ETAS 的危害評估面臨的一項挑戰是涉及大量的自由參數。在本文中，我們介紹了一種從規範標度關係、經驗觀察和基礎物理學來約束此參數空間的方法。我們表明，可以根據破裂區域的有限時間和空間範圍將 ETAS 參數估計為地震震級 m 的函數。這…
摘要 在每個細菌物種中，不同的菌株可能在它們編碼的基因組或這些基因的拷貝數方面有所不同
摘要 在每個細菌物種中，不同的菌株可能在它們編碼的基因組或這些基因的拷貝數方面有所不同。然而，人類微生物群的分類學特徵通常僅限於物種層級或先前定序的菌株，因此，物種內變異的普遍性、其功能作用及其與宿主健康的關係仍不清楚。在這裡，我們對腸道微生物組中的物種內拷貝數變異進行了全面的大規模分析，引入了嚴格的計算管道來直接從鳥槍法宏基因組數據中檢測這種變異。我們在許多物種中發現了大量可…
摘要 我們發展了一種基於線性和上下文無關語法的代數運算理論，使得將單一序列上的簡單「原子」語法組合成複雜
摘要 我們發展了一種基於線性和上下文無關語法的代數運算理論，使得將單一序列上的簡單「原子」語法組合成複雜的多維語法成為可能。我們透過將多個輸入序列上的複雜對齊問題的搜尋空間明確建構成非常簡單的一維語法的代數表達式來展示該框架的實用性。特別是，我們提供了一種完全有效的移碼感知、半全局 DNA 蛋白質比對演算法，其語法由小型原子語法的產物組成。我們的理論附帶的編譯器可以輕鬆嘗試多種…
摘要 摘要：我們最近的論文使用對動物的藝術描繪和化石證據來研究埃及 6,000 多年歷史中局部滅絕事件對
摘要 摘要：我們最近的論文使用對動物的藝術描繪和化石證據來研究埃及 6,000 多年歷史中局部滅絕事件對群落層面的影響 (1)。我們發現，局部滅絕是非隨機的，群落結構的變化（透過物種捕食者/獵物比率量化）似乎與局部乾旱脈衝相對應，而且整個埃及歷史上物種豐富度的下降導致動態穩定性下降，因為體型較小的食草動物被消滅。為了回應我們的論文，Bar Oz 等人。 (2) 注意黎凡特的動物…
摘要 重要性 呼吸道合胞病毒 (RSV) 感染是兒童住院的主要原因，在美國每年有超過 90 000 例兒
摘要 重要性 呼吸道合胞病毒 (RSV) 感染是兒童住院的主要原因，在美國每年有超過 90 000 例兒童住院。對於有嚴重 RSV 感染風險的兒童，美國兒科學會建議從每年 11 月 1 日開始每月注射最多 5 次抗體帕利珠單抗進行免疫預防。然而，根據當地監測結果，許多從業者在 RSV 季節開始時開始注射。目的 評估不同城市目前帕利珠單抗注射方案的有效性並設計最佳化方案。設計、環…
為了對抗2014 2015年西非伊波拉病毒疾病（EVD）疫情，世界衛生組織敦促對恢復期全血（CWB）和血
摘要 背景。為了對抗2014 2015年西非伊波拉病毒疾病（EVD）疫情，世界衛生組織敦促對恢復期全血（CWB）和血漿（CP）輸注療法進行快速評估。然而，廣泛實施輸血的可行性和可能的影響尚不清楚。方法。我們擴展了疾病管制與預防中心發布的伊波拉病毒傳播模型，將醫院的復健者捐贈和輸血納入其中。利用利比里亞最近對伊波拉病毒病的流行病學估計，並假設恢復期輸血可將病死率降低至 12.…
摘要 正如一些橋樑是「嚴重斷裂」的，這意味著一個部件的失效可能導致整個結構的倒塌，一些動物群落在失去一個
摘要 正如一些橋樑是「嚴重斷裂」的，這意味著一個部件的失效可能導致整個結構的倒塌，一些動物群落在失去一個或幾個物種後更容易遭受大規模滅絕。耶克爾和鄧恩從深刻的、古代的和近代的歷史中汲取教訓，表明當今許多動物群落更容易受到「骨牌效應」滅絕的影響，因為它們失去了冗餘和多樣性。
摘要 菸草花葉病毒 30K 細胞間運動蛋白的同源物由多種植物病毒編碼
摘要 菸草花葉病毒 30K 細胞間運動蛋白的同源物由多種植物病毒編碼。這些蛋白質的作用機制和演化起源仍然不清楚。我們擴展了 30K 蛋白質的保護和進化圖景，產生了迄今為止具有最廣泛系統發育覆蓋的 30K 超家族的序列比對，並闡明了這些蛋白質的核心全 β 折疊的結構特徵。副逆轉錄病毒30K運動基因的整合拷貝在真葉植物中普遍存在，幾乎每個被檢查的物種中都至少有一個完整的拷貝，並且大…
摘要 我們從 Wilson Cowan 型生理方程式導出了一個兩層多重 Kuramoto 模型，該方程式
摘要 我們從 Wilson Cowan 型生理方程式導出了一個兩層多重 Kuramoto 模型，該方程式描述了互連皮質區域網路上的神經活動。由於存在獨特、穩定的極限環、弱耦合和抑制性突觸時間延遲，這在數學上是可能的。我們對該模型的相圖進行了數值研究，將其作為與腦血流相關的區域間連接強度以及與突觸 GABA 濃度相關的相移參數的函數。我們發現皮質活動的三個宏觀階段：背景活動（不同…
摘要 信件的最後一段是：「我們想在信的結尾說，在很大程度上，我們的文章的動機是對生物科學中理論價值的越來
摘要 信件的最後一段是：「我們想在信的結尾說，在很大程度上，我們的文章的動機是對生物科學中理論價值的越來越多的忽視。這在系統生物學和生態學這兩個目前數據氾濫的學科中尤為嚴重。我們作為一個物種面臨的生態挑戰的複雜性要求我們盡最大努力在理解自然理論的基礎上找到有效的解決方案。
摘要 分子伴侶在細胞中折疊許多蛋白質及其突變版本，有時可以緩衝影響蛋白質折疊的突變的表型效應
摘要 分子伴侶在細胞中折疊許多蛋白質及其突變版本，有時可以緩衝影響蛋白質折疊的突變的表型效應。關於這種緩衝尚未解答的問題包括其機制的性質、其對族群遺傳變異的影響、限制該機制的適應性權衡及其在加速演化中的作用。回答這些問題對於理解緩衝對增加遺傳變異和生態多樣化的貢獻至關重要。在這裡，我們進行了實驗進化、基因組重測序和計算分析，以確定表達高水平必需伴侶蛋白 GroEL 的大腸桿菌的…
摘要 當場的時間演化由非局部費希爾方程式控制時，我們描述了與從不穩定均勻狀態到模式狀態的隨機演化相關的壽
摘要 當場的時間演化由非局部費希爾方程式控制時，我們描述了與從不穩定均勻狀態到模式狀態的隨機演化相關的壽命。在演化方程中添加一個小噪聲，以定義壽命併計算在達到圖案化穩態之前隨機場通過給定閾值的平均首次通過時間。為了得到分析結果，我們引入隨機多尺度擾動展開。這種多尺度展開也可用來解乘法隨機偏微分方程。當不穩定初始條件的傅立葉相位為零時，預測邊緣情況會出現臨界減速。我們進行蒙特卡羅…
摘要 城市可以透過不同的城市措施來表徵和建模
摘要 城市可以透過不同的城市措施來表徵和建模。為了推進城市科學，這些可觀察結果的一致性至關重要。貝當古等人。提出許多這些城市措施可以透過普遍的尺度法則來預測。我們開發了一個框架，使用上班通勤和人口密度閾值來一致地定義城市，並為英格蘭和威爾斯構建了數千個具有不同邊界的城市系統的實現。這些是對大量城市指標進行尺度分析的實驗室。分析表明，僅人口規模並不能為我們提供足夠的資訊來描述或預…
摘要 傑里米·薩布洛夫 (Jeremy Sabloff) 對桑德拉·洛佩斯·瓦雷拉 (Sandra Lo
摘要 傑里米·薩布洛夫 (Jeremy Sabloff) 對桑德拉·洛佩斯·瓦雷拉 (Sandra Lopez Varela) 的文章《國際化促進經濟成長：渴望世界一流的墨西哥研究和教育環境》的評論
摘要 了解生態群落中專家和通才的持續存在是一個熱門研究問題，對維持功能多樣性有深遠的影響
摘要 了解生態群落中專家和通才的持續存在是一個熱門研究問題，對維持功能多樣性有深遠的影響。儘管理論研究表明，限制條件可能是實現專家和通才共存所必需的，但對更大的經驗（和物種豐富）群落的分析揭示了共存的普遍性。在本文中，我們分析了三種相互作用類型（動物宿主 寄生蟲、植物 草食動物和植物 傳粉者）的 175 個生態二分網絡，並測量了這些群落由生物相互作用中具有不同特異性水平的物種組…
摘要 無法看到和量化系統性金融風險會帶來巨大的社會成本
摘要 無法看到和量化系統性金融風險會帶來巨大的社會成本。金融體系中的系統性風險在很大程度上是由於其機構之間的相互關聯性而產生的，這些機構透過不同類型的金融合約網絡聯繫在一起，例如信貸、衍生性商品、外匯和證券。各種風險網絡的相互作用可以表示為金融多層網絡中的層。在這項工作中，我們量化了 2007 年至 2013 年墨西哥銀行體系四個層面對系統性風險的每日貢獻。我們表明，關注單層會…
摘要 現在眾所周知，玻爾茲曼 吉布斯 馮諾依曼 香農對數熵泛函 (S BG) 不足以適用於廣泛的強相關係
摘要 現在眾所周知，玻爾茲曼 吉布斯 馮諾依曼 香農對數熵泛函 (S BG) 不足以適用於廣泛的強相關係統：例如，請參閱 2001 年 Brukner 和 Zeilinger 的量子測量中香農資訊的概念不足，以及許多其他表現出各種形式複雜性的系統。另一方面，香農和辛欽公理獨特地規定了 BG 形式 S BG = k Sigma(i)p(i) ln p(i) ；肖爾公理和約翰遜公理…
摘要 如果局部馬可夫條件成立，即如果每個變數都獨立於給定其父項的非後代，則有向無環圖 (DAG) 部分錶
摘要 如果局部馬可夫條件成立，即如果每個變數都獨立於給定其父項的非後代，則有向無環圖 (DAG) 部分錶示系統觀察之間的條件獨立結構。一般來說，有一整類 DAG 代表一組給定的條件獨立關係。我們感興趣的是只能從子系統的觀察中得出的此類屬性。為此，我們證明了一種資訊理論不等式，它允許推斷代表某些未知更大系統的任何 DAG 中觀察到的部分的共同祖先。更明確地，我們表明觀察之間在互資…
摘要 量子計算的絕熱模型的應用需要將計算問題的解決方案有效地編碼為支持通用絕熱量子計算的哈密頓量的最低本
摘要 量子計算的絕熱模型的應用需要將計算問題的解決方案有效地編碼為支持通用絕熱量子計算的哈密頓量的最低本徵態。實驗系統通常僅限於有限形式的二體相互作用。因此，通用絕熱量子計算需要一種最多使用兩體相互作用來將量子多體哈密頓量逼近到任意譜誤差的方法。大約十年前推出的哈密頓小玩意提供了當前滿足這項要求的唯一方法。儘管哈密頓小工具的應用自推出以來一直在穩步增長，但在克服小工具本身的局限…
摘要 族群補充關係（SRR）模型通常用於預測魚類族群動態
摘要 族群補充關係（SRR）模型通常用於預測魚類族群動態。常用的 SRR 包括 Ricker、Beverton Holt 和 Cushing 函數形式，它們的主要差異在於密度依賴效應（補償）的程度。補償程度決定了在高產卵族群生物量水準下補充是否分別減少、飽和或增加。 1982 年，J.G. Shepherd 將這些動態整合到一個模型中，其中補償程度由單一參數決定。然而，將該參數…
摘要 酸性介質中的鈰(IV) 醇對是能夠引發自由基聚合的氧化還原系統的例子
摘要 酸性介質中的鈰(IV) 醇對是能夠引發自由基聚合的氧化還原系統的例子。當醇具有聚合性質時，這種過程的結果是嵌段共聚物，它是具有許多有用特性的一類化合物的成員。最常見的帶有末端 OH基團的聚合物是聚乙二醇（PEG）；然而，其與鈰（IV）反應的詳細機制仍有待探索。在本文中，我們報告了基於分光光度測量和動力學模型的該反應的發現。我們發現氧化過程的反應級數和淨速率常數很大程度取決…
摘要 表型電容是指基因組累積有條件隱藏的突變的能力，並且僅在某些環境或遺傳變化後才揭示表型改變效應
摘要 表型電容是指基因組累積有條件隱藏的突變的能力，並且僅在某些環境或遺傳變化後才揭示表型改變效應。電容對於新形式和功能的演化具有重要意義，但電容背後的實驗研究機制大多限於複雜的多組分系統，通常涉及多個相互作用的蛋白質分子。在這裡，我們展示了一個更簡單的系統（具有催化活性的單一 RNA 分子（核酶））內的表型電容。這種天然存在的 RNA 分子具有模組化結構，其中支架模組充當分子…
摘要 促進作用是塑造陸地生態系植物群落結構和多樣性的主要力量
摘要 促進作用是塑造陸地生態系植物群落結構和多樣性的主要力量。檢測植物與植物之間的積極相互作用依賴於田間實驗和鄰近植物之間空間關聯的展示的結合。這往往限制了對特定地點的便利化研究，限制了區域和全球範圍內便利化系統評估的發展。在這裡，我們探討從高解析度遙感影像中檢測到的植物空間關聯的頻率是否可以用於推斷全球旱地群落層面的植物促進作用。我們將透過 Google Earth 免費獲得…
摘要 我們研究了接觸結構聚類對透過單一個體共同感染相互作用的多種疾病動態的影響，這兩個問題通常是獨立研究
摘要 我們研究了接觸結構聚類對透過單一個體共同感染相互作用的多種疾病動態的影響，這兩個問題通常是獨立研究的。我們強調，眾所周知，聚類會阻礙疾病的傳播，但如果耦合的強度與聚類的強度相匹配，那麼聚類實際上可以在協同感染的情況下加速流行病的傳播。我們還表明，這種動態會導致流行狀態下的一級轉變，其中疾病傳播性的微小變化可能導致爆炸性爆發，而這些爆炸性爆發只能發生在集群網路上的區域。我們…
摘要 在本文中，我們研究了模型 RB 的解空間結構，模型是約束滿足問題 (CSP) 的標準原型，具有不斷
摘要 在本文中，我們研究了模型 RB 的解空間結構，模型是約束滿足問題 (CSP) 的標準原型，具有不斷增長的領域。使用一階矩方法和二階矩方法，我們嚴格證明，在接近可滿足性轉變的可滿足階段，解被聚類成指數數量的良好分離的簇，每個簇包含次指數數量的解。因此，系統具有聚類（動態）轉變，但沒有凝聚轉變。這張相圖與其他具有固定域大小的經典隨機 CSP 不同，例如 K 可滿足性 (K S…
摘要 真正的複雜系統的結構並不是嚴格的；它們的建構沒有明確的規則或藍圖
摘要 真正的複雜系統的結構並不是嚴格的；它們的建構沒有明確的規則或藍圖。然而，在它們明顯的隨機性中，複雜的結構特性普遍出現。我們提出，一類重要的複雜系統可以被建模為許多嵌入層級（數量可能無限）的組織，所有這些層級都遵循相同的普遍成長原則，稱為優先依附。我們給了真實系統中這種層次結構的例子，例如電影業生產實體的金字塔。更重要的是，我們展示瞭如何將真實的複雜網絡解釋為我們模型的投影…
摘要 目前正在開發的瘧疾疫苗極有可能與經過處理的蚊帳和其他形式的瘧疾控制結合使用
摘要 目前正在開發的瘧疾疫苗極有可能與經過處理的蚊帳和其他形式的瘧疾控制結合使用。目前，對於瘧疾等疾病，人們對不同幹預方法之間的相互作用知之甚少，因為瘧疾的免疫力比其他已透過疫苗接種成功控制的病原體更為複雜。在這裡，我們開發了瘧疾傳播的通用數學模型，以研究疫苗接種和蚊帳之間的相互作用。與直覺相反，我們發現瘧疾免疫力的脆弱性可能會導致疫苗接種和使用蚊帳之間的協同和拮抗交互作用。我…
摘要 對於在實驗室外複雜的現實環境中運作的機器人群來說，它們需要生命系統中的容錯性、靈活性和可擴展性
摘要 對於在實驗室外複雜的現實環境中運作的機器人群來說，它們需要生命系統中的容錯性、靈活性和可擴展性。雖然機器人群通常被設計為模仿群居昆蟲或其他生物體行為的某些方面，但尚未有系統在單一框架中解決所有這些功能。我們描述了一個模仿螞蟻行為的群體機器人系統，螞蟻行為控制著記憶、交流和運動，以及一個進化過程，該過程將這些行為調整為覓食策略，從而在各種複雜的條件下最大化表現。該系統針對不…
摘要 RNA 二級結構預測的一個關鍵方面是新功能元件的識別
摘要 RNA 二級結構預測的一個關鍵方面是新功能元件的識別。這是一項具有挑戰性的任務，因為這些元素通常嵌入在較長的轉錄本中，其中必須定義元素和側翼區域之間的邊界。側翼序列在計算分析水平以及當提取元件作為實驗分析的轉錄物時影響功能元件的折疊。在這裡，我們透過計算不同大小的側翼區域的折疊機率來分析不同的側翼區域長度如何影響折疊成約束結構。我們的方法 RNAcop（RNA 上下文優化…
摘要 許多動物群體表現出快速、協調的集體運動
摘要 許多動物群體表現出快速、協調的集體運動。然而，人們對導致這種集體反應進化的進化力量卻知之甚少。在這裡，我們根據魚群的實驗數據開發分析方法和演化模擬。我們使用這些方法來研究族群如何在不可預測的、隨時間變化的資源環境中演化。我們表明，族群在行為表型空間中朝著一種獨特的機制進化，其中個體對當地環境線索的微小反應會導致群體集體狀態的自發性變化。這些變化類似於物理系統中的相變。透過…
摘要 森林生物物理結構——葉子和莖的排列和頻率——產生於生長、死亡和空間填充動態，也可能透過建構光環境來
摘要 森林生物物理結構——葉子和莖的排列和頻率——產生於生長、死亡和空間填充動態，也可能透過建構光環境來影響這些動態。為了研究這種交互作用，我們開發了可以使用光達遙感將葉面積剖面與樹木大小分佈聯繫起來的模型，比較了不允許光影響這種聯繫的模型（代謝縮放理論）和確實允許光影響這種聯繫的模型。我們發現，為了準確模擬兩個對比鮮明的亞馬遜森林中的樹木大小分佈和樹冠結構，光照環境與結構之間…
摘要 系統基因組學在很大程度上依賴精心策劃的序列資料集，其中每個基因僅包含 1:1 直系同源物
摘要 系統基因組學在很大程度上依賴精心策劃的序列資料集，其中每個基因僅包含 1:1 直系同源物。旁系同源物被視為一種危險的公害，必須被發現並消除。我們在這裡表明，對資料集的這種嚴格限制是沒有必要的。基於數學系統發育學的最新進展，我們證明基因重複傳達了有意義的系統發育訊息，並允許推斷出合理的系統發育樹，前提是可以在一定程度上確定區分直向同源物和旁系同源物。從直系同源的無樹估計開始…
摘要 自然生態系為農業提供服務，如害蟲防治、土壤養分和關鍵微生物成分
摘要 自然生態系為農業提供服務，如害蟲防治、土壤養分和關鍵微生物成分。這些服務和其他服務反過來又提供了推動生物質生產力的基本要素。負責任的農業管理和自然棲息地保護可以增強這些生態系統服務。目前，葡萄園正在推動許多地中海生態系統的土地利用變化。這些土地利用變化可能對與土壤特性以及與森林和葡萄園土壤相關的微生物群落相關的支持生態系統服務產生重要影響。在這裡，我們探索了智利中部三個不…
摘要 我們使用兩種流體模型來確定候選重量子臨界超導體的核自旋晶格弛豫率 T 1 可以表現出縮放行為的條件
摘要 我們使用兩種流體模型來確定候選重量子臨界超導體的核自旋晶格弛豫率 T 1 可以表現出縮放行為的條件，並發現當且僅當它們的「隱藏」量子臨界自旋漲落產生與溫度無關的本徵重電子自旋晶格弛豫率時，這種行為才會發生。由此產生的 T 1 與重電子成分的強度和相干溫度 T 的比例關係提供了一個簡單的測試，以檢驗它們在超導轉變溫度 T c 最大且與 T 成比例的壓力下是否存在。這些發現支…
摘要 我們概括了創新擴散的經典巴斯模型，將反對創新擴散的新型代理人—勒德分子（Luddites）納入其中
摘要 我們概括了創新擴散的經典巴斯模型，將反對創新擴散的新型代理人—勒德分子（Luddites）納入其中。我們的模型也包含了無知者、易感者和採用者。當無知者和易感者相遇時，前者以給定的速率轉變為易感者，而易感者則以恆定的速率自發地採用創新。為了應對採用率，無知者可能會成為勒德分子並永久拒絕創新。最終狀態通常由勒德分子、無知者和採用者組成，而不是達到完全採用。透過分析和隨機模擬研…
摘要 我們使用基於動力學耗散函數公式的四參數變分近似，討論了非線性薛丁格方程式 (NLSE) 的孤立波解
摘要 我們使用基於動力學耗散函數公式的四參數變分近似，討論了非線性薛丁格方程式 (NLSE) 的孤立波解與復位相互作用時的行為。我們專注於空間週期性勢，實部和虛部的周期要麼相同，要麼不同。我們的變異擬像的集體座標隨時間演化的結果與 NLSE 的直接數值模擬非常一致。我們將我們的方法與 Kominis 的集體座標方法進行比較，並舉例說明這兩種方法給出了性質不同的答案。在我們的變分…
摘要 不斷變化的環境對生物體提出了挑戰
摘要 不斷變化的環境對生物體提出了挑戰。細胞需要收集和處理傳入的訊息，以可預測的方式適應變化。這特別需要記憶體的存在，其允許儲存不同的內部狀態。生物記憶可以透過保留過去和現在事件訊息的開關來儲存。合成生物學家已經實現了許多用於生物應用的儲存設備，大部分是在單細胞中。已經證明，多細胞聯合體的使用為實現生物電路提供了有趣的優勢。在這裡，我們展示瞭如何使用真核聯合體來建立合成生物記憶…
摘要 MicroRNA 在轉錄後基因調控中扮演重要角色
摘要 MicroRNA 在轉錄後基因調控中扮演重要角色。然而，關於 microRNA 失調影響的資訊主要依賴潛在標靶的生物資訊預測，而大多缺乏直接物理 microRNA/標靶信使 RNA 交互作用的證據。在國際癌症基因組聯盟計畫「透過定序確定惡性淋巴瘤的分子機制」中，我們對 16 例伯基特淋巴瘤、19 例瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤和 21 例濾泡性淋巴瘤進行了 miRnome 定…
摘要 進化病毒學中的一個長期觀察是，RNA 病毒族群具有高度多態性，由多種基因型混合物組成，其族群中的豐
摘要 進化病毒學中的一個長期觀察是，RNA 病毒族群具有高度多態性，由多種基因型混合物組成，其族群中的豐度取決於適應性差異、突變耦合和遺傳漂變之間的複雜相互作用。很久以前就表明，儘管在細胞培養中，大多數這些基因型的適應度低於它們所屬的群體，這一觀察解釋了為什麼單病毒粒子傳代會打開穆勒的棘輪，而非常大的群體傳代會導致新環境中適應度的增加。在此，我們報告了一項實驗的結果，該實驗專門…
摘要 現在，多種分子檢測可以對人類微生物組的生態、代謝能力和活性進行高通量分析
摘要 現在，多種分子檢測可以對人類微生物組的生態、代謝能力和活性進行高通量分析。然而，迄今為止，對此類多組學數據的分析通常側重於統計關聯，往往忽略了連接微生物組各個方面的機制的廣泛先驗知識。在這裡，我們引入了一個綜合框架，透過利用分類學、基因組和代謝訊息，系統地將代謝組數據的變化與群落組成聯繫起來。具體來說，我們整合了可用的和推斷的基因組數據、代謝網絡建模以及預測群落範圍代謝物…
摘要 事實證明，預測病毒進化是一項特別困難的任務，主要是因為我們對驅動病毒進化的一些基本原理並不完全了解
摘要 事實證明，預測病毒進化是一項特別困難的任務，主要是因為我們對驅動病毒進化的一些基本原理並不完全了解。最近，提供了有關突變和重組率、遺傳漂變的作用以及突變、上位和多效適應性效應的分佈的有價值的資訊。然而，有關病毒適應性景觀地形的資訊仍然很少，據我們所知，迄今為止還沒有關於其堅固性如何影響病毒進化能力的數據報告。在這裡，我們展示了 RNA 病毒族群在崎嶇不平的地形上有效移動，…
摘要 適應性適應度景觀是演化生物學中的一個基本概念，它將個體的基因型與其適應度連結起來
摘要 適應性適應度景觀是演化生物學中的一個基本概念，它將個體的基因型與其適應度連結起來。最終，進化種群的進化命運取決於地形的地形，即可到達的突變途徑和可能的適應峰值（即自適應解決方案）的數量。長期以來，由於缺乏基因型和表型之間映射的精確訊息，適應度景觀只是理論建構。然而，近年來，人們一直致力於表徵個體蛋白質或適應人工環境的微生物的經驗適應性景觀的特性。在先前的研究中，我們描述了…
摘要 維持健康血糖水平的營養指南通常被認為是普遍適用的
摘要 維持健康血糖水平的營養指南通常被認為是普遍適用的。然而，現在的一項新研究表明，每種食物對血糖的影響因人而異，很大程度上取決於個人特徵和腸道微生物組特性，這為廣泛實施個人化營養奠定了基礎。
摘要 中世紀的歐洲城市化呈現出早期城市和現代歐洲城市系統之間的連續性
摘要 中世紀的歐洲城市化呈現出早期城市和現代歐洲城市系統之間的連續性。然而，中世紀歐洲城市的許多空間、政治和經濟特徵是中世紀特有的，隨後在近代早期和工業革命中發生了變化。估算中世紀歐洲城市的人口規模的人口研究有著悠久的傳統，對這些數據的比較分析為城市系統的長期演變提供了許多線索。然而，下一步——將這些城市的人口規模與其空間和社會經濟特徵系統地聯繫起來——卻很少被採取。這提出了一…
摘要 背景：生物系統充滿了預適應或外適應的例子
摘要 背景：生物系統充滿了預適應或外適應的例子。它們的範圍從分子尺度（源自代謝酶的晶狀體蛋白）到宏觀尺度（例如用於飛行的羽毛，最初用於隔熱或防水）。一類重要的外適應是具有非適應性起源的新穎且有用的特徵。這種起源是否頻繁地不能用個別例子來回答，因為這是一個關於生物系統外適應潛力的問題。我們在這裡透過分析中心碳代謝以及允許生物體依靠新的碳和能量來源生存的新特徵，朝著回答這個問題邁出…
摘要 使用基於玻璃毛細管的微流體技術製造核子/殼雙乳液
摘要 使用基於玻璃毛細管的微流體技術製造核子/殼雙乳液。液滴的殼部分含有聚丁二烯46 b聚環氧乙烷30與環己烷/氯仿的混合物，其核心部分是摩爾滲透壓濃度未知的全1,4 環己二烯基Belousov Zhabotinsky反應溶液。將液滴收集在低濃度和相對高濃度鹽的溶液中。這導致芯部直徑相應增大或減小。在這兩種情況下，經過一段潛伏期後，液滴最終演變成聚合物囊泡。在低濃度鹽溶液中，殼…
摘要 臨近預報是源自經濟學和金融學的術語
摘要 臨近預報是源自經濟學和金融學的術語。它是指透過間接手段來確定當前經濟或市場的不確定狀態的過程。我們將此想法應用於地震活躍區域，其目標是確定斷層系統的當前狀態及其在地震週期中的當前進展水平。在實現這個想法時，我們使用全球地震目錄，利用「小」地震來確定該地區「大」地震的危害程度。我們的方法除了地震週期的概念之外不涉及任何模型。相反，我們定義了一個特定的區域和一個特定的感興趣的…
摘要 簡介：大眾對電子尼古丁傳送系統 (ENDS) 的看法仍然知之甚少，因為定期實施調查的成本太高，而且
摘要 簡介：大眾對電子尼古丁傳送系統 (ENDS) 的看法仍然知之甚少，因為定期實施調查的成本太高，而且實施後，資料收集和傳播之間存在很長的延遲。搜尋查詢監控彌補了其中一些差距。本文使用 Google 搜尋重新評估了 ENDS 在美國的受歡迎程度。方法：2009 年 1 月至 2015 年 1 月源自美國的 ENDS 搜尋按重點關注電子煙（例如 e cig）與 vaping（例…
摘要 預測森林生長的長期趨勢需要準確描述森林生產力與氣候壓力之間的關係在不同氣候條件下的變化
摘要 預測森林生長的長期趨勢需要準確描述森林生產力與氣候壓力之間的關係在不同氣候條件下的變化。利用橫跨北美的超過 200 萬個樹木年輪觀測網絡和時空替代方法，我們預測了氣候對未來森林生長的影響。我們探索了由於二氧化碳施肥而提高用水效率（WUE）的不同情景，我們將其模擬為有效降水量的增加。在我們的預測中：（1）氣候變遷對西部內陸的森林生長率產生負面影響，並對西部、東南部和東北沿海…
摘要 簡介：名人查理辛 (Charlie Sheen) 於 2015 年 11 月 17 日公開披露了他
摘要 簡介：名人查理辛 (Charlie Sheen) 於 2015 年 11 月 17 日公開披露了他的人類免疫缺陷病毒 (HIV) 陽性狀況。辛的披露是否會像名人的類似聲明1一樣重新引起人們對愛滋病毒的關注？我們透過檢視新聞趨勢來提供早期答案，以揭示大眾媒體中對愛滋病毒的討論，並透過網路搜尋來揭示在希恩揭露資訊期間對愛滋病毒相關話題的參與度。
摘要 水力壓裂是一個流行術語，指的是用於提取碳氫化合物的水力壓裂
摘要 水力壓裂是一個流行術語，指的是用於提取碳氫化合物的水力壓裂。我們區分小容量傳統水力壓裂和用於從頁岩中回收大量碳氫化合物的大容量現代水力壓裂。頁岩是細粒岩石，顆粒滲透率低。在石油和天然氣的形成過程中，會產生很大的流體壓力。這些壓力導致自然壓裂，由此產生的裂縫滲透率使石油和天然氣能夠逸出，從而降低流體壓力。這些裂縫隨後可能被礦物沉積封閉，形成一個緻密的頁岩地層。現代水力壓裂的…
摘要 背景：新定序的基因組中基因的準確註釋仍然是一個挑戰
摘要 背景：新定序的基因組中基因的準確註釋仍然是一個挑戰。儘管可以使用複雜的比較流程，但計算得出的基因模型通常並不完美。當存在多個相似的旁系同源物時尤其如此。當基因組僅在初步草稿水平組裝成重疊群或短支架時，這個問題會進一步惡化。然而，這些基因組為研究基因家族提供了有價值的資訊。特別是對於系統發育學和基因家族歷史分析，需要蛋白質編碼基因的高精度模型。結果：我們提出了一個管道 Ex…
摘要 在本文中，我們提出了可視化和推理過程的抽像模型，並描述了優化此類過程的資訊理論措施
摘要 在本文中，我們提出了可視化和推理過程的抽像模型，並描述了優化此類過程的資訊理論措施。為了獲得這樣的抽象，我們首先檢查了資料分析和視覺化中的六類工作流程，並確定了四個層級的典型視覺化元件，即傳播視覺化、觀察視覺化、分析視覺化和模型開發視覺化。我們注意到不同視覺化層級上的常見現象，即資料空間（稱為字母）的轉換通常對應於工作流程中最大熵的減少。基於這個觀察，我們建立了成本效益比…
摘要 我們根據巴塞爾協議 II 的規定，研究了一個簡單的動態模型，用於研究因使用風險價值而引起的系統性風
摘要 我們根據巴塞爾協議 II 的規定，研究了一個簡單的動態模型，用於研究因使用風險價值而引起的系統性風險。該模型由一家具有槓桿目標的銀行和一個受到聚集波動性外生噪音影響的無槓桿原教旨主義投資者組成。參數空間有三個區域：（i）穩定區域，系統具有不動點平衡； (ii) 局部不穩定區域，其特徵是具有混沌行為的循環； (iii) 全球不穩定地區。對資料參數的校準將模型置於區域 (ii…
摘要 原則上，串聯質譜可用於檢測和定量微生物組樣本中存在的勝肽，從而能夠對微生物組代謝活動進行功能和分類
摘要 原則上，串聯質譜可用於檢測和定量微生物組樣本中存在的勝肽，從而能夠對微生物組代謝活動進行功能和分類學了解。然而，構成特定微生物組的系統發育多樣性通常是未知的，並且存在的許多生物體可能沒有組裝的基因組。在海洋微生物組樣本中，由於細菌群落特別多樣化且未培養，因此很難建立包含樣本中大量勝肽的蛋白質資料庫而不損失檢測靈敏度，因為每個串聯質譜的候選勝肽數量龐大。我們描述了一種從微生…
摘要 我們推導出簇的平均數量與二維滲透的包裹機率之間的精確、簡單的關係
摘要 我們推導出簇的平均數量與二維滲透的包裹機率之間的精確、簡單的關係。此關係適用於任何大小的周期性晶格。它概括了 Sykes 和 Essam 的經典結果，可用於找到臨界密度的精確或非常精確的近似值。下面的標準與 Scullard 和 Jacobsen 用於尋找精確近似閾值的標準相關，我們的工作為他們的方法提供了不同的視角。
摘要 AimForest 高度是一種重要的生物物理特性，是碳儲量跨尺度分佈的基礎
摘要 AimForest 高度是一種重要的生物物理特性，是碳儲量跨尺度分佈的基礎。由於實地觀測是勞力密集的，因此對於大規模的森林高度測繪和監測來說是不切實際的，因此先前的大多數研究都採用統計方法來幫助緩解測量數據在空間和時間上的不連續性。在這裡，我們記錄了一種改進的建模方法，該方法將代謝尺度理論和水能量平衡方程式與實際觀測聯繫起來，以產生大規模的森林高度模式。方法我們的模型稱為…
摘要 差異甲基化區域（DMR）的檢測是表徵不同表觀遺傳狀態的必要先決條件
摘要 差異甲基化區域（DMR）的檢測是表徵不同表觀遺傳狀態的必要先決條件。我們提出了一個新的程序，metilene，以無與倫比的特異性和靈敏度來識別全基因組和目標數據中的 DMR。二进制分割算法与二维统计测试相结合，可以在几分钟内（而不是使用现成硬件需要几天的时间）在多组样本的大型甲基化实验中检测 DMR。對於低覆蓋率數據，metilene 的性能優於其他最先進的工具，並且可以…
摘要 在目前的工作中，我們透過分別引入兩個獨立的指數 alpha(1) 和 alpha(2) 來研究費米
摘要 在目前的工作中，我們透過分別引入兩個獨立的指數 alpha(1) 和 alpha(2) 來研究費米 帕斯塔 烏拉姆 (FPU) beta 模型，該模型涉及二次和四次勢中的長程相互作用 (LRI)，這兩個指數使力隨著距離 r 衰減。我們的結果表明，弱混沌，即李雅普諾夫指數遞減以及動量和的 q 高斯機率密度函數 (pdf)，僅當長程相互作用包含在四次部分中時才會發生。更重要的…
摘要 我們引入了存在長程相互作用的廣義 d 維 Fermi Pasta Ulam 模型，並透過大規模數值
摘要 我們引入了存在長程相互作用的廣義 d 維 Fermi Pasta Ulam 模型，並透過大規模數值模擬對 d = 1,2,3 的混沌進行了第一原理研究。假設非線性交互作用以代數方式衰減為 d(ij)( alpha) (alpha = 0)，{d(ij)} 是 N 個振盪器站點之間的距離。從隨機初始條件開始，我們計算最大李亞普諾夫指數 lambda(max) 作為 N 的函…
摘要 具有有限範圍相互作用的粒子的干擾轉變具有多種臨界現象的特徵，包括邊緣接觸的冪律分佈
摘要 具有有限範圍相互作用的粒子的干擾轉變具有多種臨界現象的特徵，包括邊緣接觸的冪律分佈。我們對最近提出的一種簡單的干擾模型進行了數值研究，據推測該模型與所有維度的球體幹擾屬於同一普遍性類別。我們提取了關鍵指數的數值估計，theta = 0.451 +/ 0.006 和 gamma = 0.404 +/ 0.004，與球體填充系統中觀察到的指數相符。我們分析了在亞臨界截止狀態和…
摘要 獲得隨機組裝體的宏觀特性（例如密度）與其組成顆粒的微觀特性（例如形狀）之間的一般關係是非晶材料研究
摘要 獲得隨機組裝體的宏觀特性（例如密度）與其組成顆粒的微觀特性（例如形狀）之間的一般關係是非晶材料研究中的基本挑戰。透過利用對球形顆粒隨機堆積的現有理解，我們估計了所有足夠球形的隨機堆積密度。我們的方法使用球體隨機堆積配置的集合作為微擾計算的參考點，我們在變形中採用線性順序。全面的分析計算表明，所有足夠球形的形狀都比球體堆積得更密集。此外，我們使用球體的模擬數據來計算非球形粒…
摘要 我們確定了資源更新對覓食者壽命的影響，如果覓食者徘徊太久而不進食，就會耗盡環境並挨餓
摘要 我們確定了資源更新對覓食者壽命的影響，如果覓食者徘徊太久而不進食，就會耗盡環境並挨餓。在具有資源更新的最小飢餓隨機遊走模型的框架中，存在著作為更新時間的函數的三個通用行為類別。為了足夠快地更新，採集者是不朽的，否則採集者的壽命是有限的。在一個維度的特定情況下，有第三種機制，用於足夠慢的更新，其中採集器的壽命與更新時間無關。我們概述了一種枚舉方法來確定採集者在凡人制度下的平…
摘要 研究了賦予旋度漂移力的非線性福克 普朗克方程式
摘要 研究了賦予旋度漂移力的非線性福克 普朗克方程式。確定這些演化方程式允許平穩解的條件，平穩解是適當位能函數的 q 指數。证明了当这些平稳解存在时，非线性Fokker Planck方程满足涉及S q熵的类自由能量的H定理。详细讨论了一个特定的二维模型，该模型允许解析的、时间相关的 q 高斯解。该模型描述了具有短程相互作用的粒子系统，在旋转阻力介质造成的阻力作用下执行过阻尼运动…
摘要 西元九世紀，「查科現象」在新墨西哥州北部迅速興起，引發人們對歷史前兆或可能具有解釋作用的生成過程的
摘要 西元九世紀，「查科現象」在新墨西哥州北部迅速興起，引發人們對歷史前兆或可能具有解釋作用的生成過程的探索。我們分析了一個候選系統，即著名的製籃者 III 和普韋布洛 I 社區，該社區由科羅拉多州西南部的多洛雷斯考古計劃進行調查，以確定是否有證據表明隨著時間的推移，家庭不平等會加劇。我們使用基尼指數來量化居住空間、儲存空間和家庭總空間分佈的集中度。我們在這些數據中沒有看到不平…
摘要 表型進化的速率在自然界中差異很大，這些速率通常可以反映自然選擇的強度
摘要 表型進化的速率在自然界中差異很大，這些速率通常可以反映自然選擇的強度。在這裡，我們概述了一種檢測系統發育中表型進化速率異常變化的方法。我們引入了一個簡單的新的分支特定度量（V）/（B），它將沿分支觀察到的表型變化分為兩個部分：（1）歸因於背景率（（B）），和（2）歸因於背景率的偏離（（V））。當由形態進化速率的變化產生的預期變化量加倍（由背景速率解釋）（（V）/（B） 2…
摘要 現在，人們正在城市創造的人工環境的背景下研究人類社會的動態
摘要 現在，人們正在城市創造的人工環境的背景下研究人類社會的動態。在這項工作中，作者描述了複雜性科學中用於研究城市系統的一些正式方法。作者討論了一些關於城市的重要定量方法，並關注當前科學研究中一些最深刻的爭議。作者將強調在研究這種類型的合作社會環境時跨學科方法的重要性。
摘要 儘管最近開發了高效的抗丙型肝炎病毒（HCV）藥物，但這種病原體的全球負擔仍然巨大
摘要 儘管最近開發了高效的抗丙型肝炎病毒（HCV）藥物，但這種病原體的全球負擔仍然巨大。控製或根除丙型肝炎病毒可能需要廣泛應用抗病毒藥物並開發有效的疫苗。對導致生產性臨床感染的傳播/創始人 (T/F) HCV 基因組進行精確的分子鑑定可能在疫苗研究中發揮關鍵作用，就像 HIV 1 一樣。然而，這兩種 RNA 病毒的複製模式有很大不同，病毒對宿主先天防禦和適應性防禦的反應也有很大…
摘要 我們研究這個問題，利用另一個哈密頓量的數據來推斷自旋玻璃哈密頓量的基態，其相互作用受到原始哈密頓量
摘要 我們研究這個問題，利用另一個哈密頓量的數據來推斷自旋玻璃哈密頓量的基態，其相互作用受到原始哈密頓量的噪聲幹擾，其動機是受噪聲設備上量子退火中的基態推斷的啟發。結果表明，當雜訊系統的溫度保持在有限值而不是零度時，推斷的自旋構型與真實基態之間的平均漢明距離最小。我們提出了一個公認結果的自旋玻璃推廣，即當原始鐵磁相互作用受到噪音幹擾時，在最小漢明距離意義上，在有限溫度下最好推斷…
摘要 賭博是模擬財富可能變化的隨機變數
摘要 賭博是模擬財富可能變化的隨機變數。經典決策理論透過效用函數將金錢轉化為效用，並將賭博的價值定義為效用期望值的變化。效用函數旨在捕捉個體心理特徵，但其普遍性限制了預測能力。期望值最大化在經濟學中被定義為理性的，但期望值只有在存在集合或具有遍歷特性的系統中才有意義，而決策者無法接觸到集合，並且通常增長模型中代表財富的變量不具有相關的遍歷特性。同時解決效用和期望的缺點，我們建議…
摘要 摘要：我們提出了一種替代微擾（耦合常數）圖解方法來研究一類反應擴散系統的隨機動力學
摘要 摘要：我們提出了一種替代微擾（耦合常數）圖解方法來研究一類反應擴散系統的隨機動力學。我們的方法是基於路徑積分錶示的輔助場環展開，用來描述這些系統的場的雜訊所造成的相關函數的生成函數。我們考慮的系統包括在存在外部雜訊 ηi(x, t) 的情況下由一組自相互作用經典場 φi(x, t) 描述的朗之萬系統，即 (∂t − ν∇2)φ − F [φ] = η，以及透過將 Doi …
摘要 我們討論了外部勢中一般非線性薛丁格方程式 (NLSE) 在 1+1 維中的解的穩定性特性，該外部勢
摘要 我們討論了外部勢中一般非線性薛丁格方程式 (NLSE) 在 1+1 維中的解的穩定性特性，該外部勢可從我們先前考慮過的宇稱時間 (PT) 對稱超勢 $W(x)$ 導出 [Kevrekedis et al Phys.修訂版 E 92, 042901 (2015)]。我們特別考慮非線性偏微分方程 $\{ i \partial t + \partial x^2 V^{ }(x)…
摘要 西尼羅河病毒（WNV）是一種新出現的病原體，它導致鳥類大量死亡，並導致人類病毒性腦炎的嚴重爆發
摘要 西尼羅河病毒（WNV）是一種新出現的病原體，它導致鳥類大量死亡，並導致人類病毒性腦炎的嚴重爆發。目前，人們對西尼羅河病毒感染期間的宿主內病毒動力學知之甚少。我們開發了數學模型來描述野生型和免疫功能低下小鼠的病毒複製、傳播和宿主免疫反應。我們的方法將目標細胞限制模型與免疫受損基因敲除小鼠的病毒血症數據相匹配，並將適應性免疫反應模型與野生型小鼠的數據相匹配。使用這種方法，我們…
摘要 通訊網路的結構是團隊、組織和社會解決政策、商業和科學問題的能力的重要決定因素
摘要 通訊網路的結構是團隊、組織和社會解決政策、商業和科學問題的能力的重要決定因素。然而，先前的研究在網絡結構與性能之間的關係方面得出了相互矛盾的結果，為連接良好的高效網絡結構和連接不良的低效網絡結構的優越性提供了支持。在這裡，我們認為，了解溝通網絡如何影響團隊績效需要考慮各個團隊成員的社交學習策略。我們表明，當個體透過複製其聯繫人中最常見的解決方案來依賴一致性時，高效網絡的表…
摘要 我們提出了女性生殖器改造（FGMo）實踐的起源和持續的正式演化模式
摘要 我們提出了女性生殖器改造（FGMo）實踐的起源和持續的正式演化模式。然後，我們使用非洲 FGMo 的規範跨文化數據和明確模擬適應性演化的貝葉斯系統發育方法來測試這些模型的意義。經驗證據為我們的演化模式的發現提供了一些支持，即 FGMO 實踐的從頭起源應與社會分層相關，並且社會分層應對 FGMo 的採用施加選擇性壓力；然而，這些結果受到以下發現的影響：FGMO 出現在許多沒…
摘要 簡介：傳統經濟理論無法解釋、更不用說預測金融體系幾近崩潰及其對全球經濟的長期影響
摘要 簡介：傳統經濟理論無法解釋、更不用說預測金融體系幾近崩潰及其對全球經濟的長期影響。自 2008 年危機以來，人們越來越有興趣利用複雜性理論的想法來理解經濟
摘要 細菌代謝負責幾乎所有環境中的關鍵化學轉化，包括海洋、淡水和土壤
摘要 細菌代謝負責幾乎所有環境中的關鍵化學轉化，包括海洋、淡水和土壤。儘管細菌在大氣中無處不在，但人們對大氣細菌群落的代謝功能知之甚少。為了更好地了解大氣中細菌群落的代謝，我們採用了基於經驗和模型相結合的方法來研究在高海拔研究站採樣的空氣中潛在活躍細菌群落的結構和組成。我們發現假定活躍的細菌群落的組成（透過 rRNA 測定）與總細菌群落（透過 rDNA 測定）顯著不同。總 (r…
摘要 背景：植物病毒的基因組編碼能力有限，為了完成其感染週期，病毒因子必須直接或間接地針對許多宿主元件
摘要 背景：植物病毒的基因組編碼能力有限，為了完成其感染週期，病毒因子必須直接或間接地針對許多宿主元件。然而，人們對病毒與宿主因素之間的相互作用網絡知之甚少。馬鈴薯Y病毒屬是最大的感染植物的正鏈RNA病毒。馬鈴薯病毒核包涵體a（NIa）在感染過程中扮演多種角色。 NIA 是一種多蛋白，由兩個結構域組成，即病毒蛋白基因組連鎖 (VPg) 和蛋白酶 (NIaPro)，由一個低效利用…
摘要 鳥鳴是一個複雜的文化和生物系統，驅動鳴叫學習方面進化變化的選擇力在不同物種之間存在很大差異
摘要 鳥鳴是一個複雜的文化和生物系統，驅動鳴叫學習方面進化變化的選擇力在不同物種之間存在很大差異。鳥類所唱曲目的大小、音節數量或歌曲類型在多大程度上受到性選擇的影響尚不清楚，迄今為止的研究提供了不一致的證據。在這裡，我們提出，對鳥鳴曲目的大小和複雜性的選擇壓力可能會促進一個生態位的構建，在這個生態位中，學習、性選擇和基於歌曲的同質性可能會共同進化。透過對鳥鳴文獻和數學模型的回顧…
摘要 偏遠的馬達加斯加島的南島人定居點仍然是印度 太平洋史前時期的一大謎團
摘要 偏遠的馬達加斯加島的南島人定居點仍然是印度 太平洋史前時期的一大謎團。儘管語言、人種學和遺傳證據清楚地表明馬達加斯加是來自東南亞島嶼的南島語族人的殖民統治，但數十年的考古研究未能在該島的早期物質記錄中找到東南亞特徵的證據。在這裡，我們提供了新的考古植物學數據，顯示東南亞定居者在非洲定居時帶來了亞洲作物。據我們所知，這些作物為了解東南亞殖民馬達加斯加提供了第一個可靠的考古窗…
摘要 我們為一系列複雜性度量給出了精確的公式，這些度量捕捉了隱藏的非線性過程的組織
摘要 我們為一系列複雜性度量給出了精確的公式，這些度量捕捉了隱藏的非線性過程的組織。算子值函數的譜分解導致封閉形式表達式，涉及過程的 epsilon 機因果狀態動態的混合狀態表示的完整特徵值譜。測量包括相關函數、功率譜、過去未來互資訊、瞬態和同步資訊等等。因此，現在可以對有限隱馬可夫模型和具有生成分區的非線性動力系統的時間組織以及一維繫統（包括自旋系統、元胞自動機和通過混沌晶體…
摘要 先前對觀測到的南極溫度趨勢的強度和不確定性的估計假設年度自然溫度波動可以用一階自回歸過程表示[AR
摘要 先前對觀測到的南極溫度趨勢的強度和不確定性的估計假設年度自然溫度波動可以用一階自回歸過程表示[AR(1)]。在這裡我們發現這個假設是不充分的。我們考慮了南極洲最長的觀測溫度記錄，並表明它們的變化可以透過長期持續的過程更好地體現，該過程具有與平均值發生大且持久的自然偏移的傾向。因此，最近（可能是人為的）南極暖化趨勢的統計顯著性低於迄今為止報導的，而其幅度的不確定性卻增加了。…
摘要 熱帶安第斯山脈高海拔地區擁有世界上最豐富的高山植物群之一，具有極高的獨特性和周轉率
摘要 熱帶安第斯山脈高海拔地區擁有世界上最豐富的高山植物群之一，具有極高的獨特性和周轉率。然而，人們對植物群落多樣性的海拔和緯度變化的模式和過程知之甚少。在此，我們首次對熱帶安地斯山脈頂峰的植物群落多樣性進行了大陸規模的比較研究。數據取自 50 個山峰內的 792 個永久植被樣地（1 平方米），分佈在 4200 公里的橫斷面上；山頂海拔在 3220 米到 5498 米之間。我們…
摘要 引入了非加性熵 S q 的多參數版本
摘要 引入了非加性熵 S q 的多參數版本。這種新的熵形式，以 S a,S b,S r 表示，具有許多有趣的統計特性，並且當 b = 0, a = r := 1 q 時，它簡化為熵 Sq（因此 b = 0, a = r 0 時玻爾茲曼 吉布斯熵 S BG）。熵 Sa,b,r 的構造是基於我們其中一位 Tempesta (2016) 最近提出的通用群論方法。事實上，基本上這個新熵…
摘要 透過記錄人類如何適應環境的變化，這些變化往往比儀器記錄中經歷的變化大得多，考古學為我們提供了唯一的
摘要 透過記錄人類如何適應環境的變化，這些變化往往比儀器記錄中經歷的變化大得多，考古學為我們提供了唯一的深度實驗室，用於強調人類在何種情況下設法或未能找到適應氣候變遷的解決方案，不僅是在幾代人的時間裡，而且是在漫長的時間裡。然而，由於可用資料集的空間和時間分辨率較低，而且未能模擬氣候變遷對人類社會重要的當地資源的影響，氣候介導的環境變化與人類社會變遷之間的模式一直很模糊。在本文…
摘要 最近，在網路社群檢測問題中發現了一個相變，在該問題下，沒有任何演算法能夠比隨機猜測更好地成功區分哪
摘要 最近，在網路社群檢測問題中發現了一個相變，在該問題下，沒有任何演算法能夠比隨機猜測更好地成功區分哪些節點屬於哪些社群。然而，到目前為止，這一結果僅限於社區具有相同規模或相同平均程度的情況。這裡我們考慮大小或平均度數不同的情況。這種不對稱性使我們能夠透過檢查當地社區來將節點分配給社區，從而獲得比隨機更好的成功。使用空腔方法，我們表明，對於四組或更少的網絡，這完全消除了可檢測…
摘要 地球的生物圈已經發展了數十億年，成為一個平衡的生物地質系統，最終由太陽能和主要由全球環境微生物組運
摘要 地球的生物圈已經發展了數十億年，成為一個平衡的生物地質系統，最終由太陽能和主要由全球環境微生物組運作的大規模元素循環維持。人類自存在以來的大部分時間都是這幅圖畫的一部分。但十九世紀開始的工業革命以及隨後醫學、化學、農業和通訊領域的進步對這種平衡的影響達到了前所未有的程度——而且這個問題在過去 20 年裡只會更加嚴重。人口過剩、工業成長以及對自然資源的不可持續利用已經導致許…
摘要 重要性 目前的無細胞百日咳疫苗可能無法防止百日咳博德氏菌的傳播
摘要 重要性 目前的無細胞百日咳疫苗可能無法防止百日咳博德氏菌的傳播。目的 評估初免劑量的全細胞百日咳 (wP) 疫苗在減少嬰兒百日咳感染方面是否具有成本效益。設計、設定和參與者 百日咳傳播的數學模型符合美國人口模擬中的發病率數據。在這項於2014年6月至2015年5月進行的模擬研究中，將族群分為9個年齡組，對應於目前的百日咳疫苗接種時間表，並符合2012年百日咳發病率。幹預措…
摘要 我們研究一般空間維度 d 中飢餓隨機遊走的動力學
摘要 我們研究一般空間維度 d 中飢餓隨機遊走的動力學。該模型代表了對不知情的覓食者命運的理想化描述，其運動不受資源存在或不存在的影響。覓食者會消耗資源，耗盡環境，如果徘徊太久找不到食物就會死亡。在一維完全可解的情況下，我們明確地推導出步行的平均壽命以及飢餓瞬間步行訪問的不同站點數量的分佈。我們也給出了這兩個量的平均值的啟發式推導。我們透過近似來處理複雜但與生態相關的二維情況，…
摘要 激烈爭論和關係破裂之間的界線是什麼
摘要 激烈爭論和關係破裂之間的界線是什麼？是什麼驅使一群人穿越它？以維基百科作為測試案例，我們使用隱馬可夫模型來近似其編輯者之間十多年來的合作和衝突的計算結構和社會語法。在廣泛的頁面中，我們發現了一種突發的戰爭/和平結構，其中系統可能被困在與顯著更高水平的衝突跟踪“恢復”操作相關的計算子空間中，有時長達數月。低衝突子空間具有獨特的行為模式，包括針鋒相對的回歸。雖然這些子空間之間…
摘要 需要了解多種壓力源如何相互作用才能預測不同生物系統的動態結果，從使用聯合藥物療法對抗和治療的抗藥性
摘要 需要了解多種壓力源如何相互作用才能預測不同生物系統的動態結果，從使用聯合藥物療法對抗和治療的抗藥性病原體到受環境毒物或乾擾影響的生態系統。然而，缺乏對高階（超過兩個組成部分）相互作用的廣泛研究。在這裡，我們使用 20 種三藥組合及其對大腸桿菌細菌生長的影響進行了實驗。我們報告了單一藥物、成對藥物和三重藥物組合的成長率測量。為了揭示新興的相互作用，我們推導出一個簡單的框架，…
摘要 RNA病毒是新出現的傳染病的主要來源，因為它們複製速度快、族群規模大以及突變和重組率高，因此具有進
摘要 RNA病毒是新出現的傳染病的主要來源，因為它們複製速度快、族群規模大以及突變和重組率高，因此具有進化潛力。然而，一個同樣重要但通常被忽略的屬性是健身景觀的地形。存在多少個適應最大值以及它們的連接程度特別有趣，因為這決定了可訪問的進化路徑的數量。為了解決這個問題，我們重建了菸草蝕斑病毒的適應性景觀區域，該區域由病毒在實驗適應新宿主擬南芥期間觀察到的突變構成。對許多基因型的適…
摘要 生物體性狀的熱敏感性是否遵循簡單的玻爾茲曼 阿倫尼烏斯模型仍然是一個有爭議的問題，其核心是考慮其工
摘要 生物體性狀的熱敏感性是否遵循簡單的玻爾茲曼 阿倫尼烏斯模型仍然是一個有爭議的問題，其核心是考慮其工作溫度範圍以及敏感性是否對應於一種或幾種潛在的限速酶。解決這個問題至關重要，因為需要建立性狀溫度依賴性的機械模型來預測氣候變遷的生物效應。在這裡，透過將理論與來自各種性狀和生物體的 1,085 個熱響應的數據相結合，我們表明，熱敏感性（活化能）估計值的巨大變化可能僅僅因為測量…
摘要 囊性纖維化 (CF) 會導致發炎、脂肪和其他營養素吸收不良以及胃腸道 (GI) 阻塞，但將這些疾病
摘要 囊性纖維化 (CF) 會導致發炎、脂肪和其他營養素吸收不良以及胃腸道 (GI) 阻塞，但將這些疾病表現與微生物組組成聯繫起來的機制在很大程度上仍未被探索。在這裡，我們使用宏基因組分析來系統地描述患有和不患有CF的兒童的糞便微生物組特徵，證明了與CF相關的明顯的分類失調和功能失衡。我們進一步表明，這些分類和功能的轉變在患有 CF 的幼兒中尤其明顯，並隨著年齡的增長而減弱。重…
摘要 病原體可以在人群中流行性傳播
摘要 病原體可以在人群中流行性傳播。有益的傳染病，例如增強宿主生存的病毒或提高生活品質的技術創新，也有可能流行傳播。有益的生物和社會流行病的動態與有害流行病的動態有何不同？我們使用三種理論方法以及概念傳播的實證分析來研究這個問題。首先，在演化模型中，我們表明，有益的水平傳播元素（例如病毒DNA）可以在群體中以超指數方式傳播，其傳播速度比有益突變快得多。其次，在流行病學社交網路方…
摘要 多細胞生物從單細胞起點與發育程序協調生長和分化
摘要 多細胞生物從單細胞起點與發育程序協調生長和分化。雖然這些程序的演化起源尚不清楚，但它們很可能與調節而非隨機表型表達的演化密切相關。為了確定這種調節是如何產生的，我們考慮了在實驗室中進化出隨機轉換的螢光假單胞菌實驗族群。這種轉換與細菌本身產生的環境振盪直接相關。這個獨特的生態位建構例子提供了生物體可以納入表型調節的可靠資訊。我們使用數學模型來研究兩種依賴外部或內部資訊感知的…
摘要 當動物生活在家庭成員附近時，就會產生亂倫和近親繁殖憂鬱症的可能性，尤其是與不熟悉的親屬在一起
摘要 當動物生活在家庭成員附近時，就會產生亂倫和近親繁殖憂鬱症的可能性，尤其是與不熟悉的親屬在一起。我們研究了鳥類在親屬群體中配對時以及在西部藍知更鳥（Sialia mexicana）擴散後的亂倫避免情況，西利亞墨西哥是一種合作繁殖者，成年雄性持續但頻率較低地幫助築巢。在他們的第一個冬天，兒子們通常生活在由父母、兄弟、移民女性組成的家庭群體中，很少有移民男性和慈父姐妹組成的家庭…
摘要 我們將福爾曼的里奇曲率離散化應用於無向網路（加權和未加權）的情況，並研究各種模型和現實世界網路中的
摘要 我們將福爾曼的里奇曲率離散化應用於無向網路（加權和未加權）的情況，並研究各種模型和現實世界網路中的度量。我們發現模型和實際網路中的大多數節點和邊都具有負曲率。此外，節點和邊的福曼曲率分佈在隨機和小世界網路中較窄，而在無標度和現實世界網路中分佈較寬。在大多數網路中，福爾曼曲率與度數和中心度量表現出顯著的負相關。然而，在大多數網路中，福爾曼曲率與聚類係數不相關。重要的是，我們…
摘要 在大腸桿菌等微生物的實驗演化中，許多複製族群都是從共同的祖先演化而來的
摘要 在大腸桿菌等微生物的實驗演化中，許多複製族群都是從共同的祖先演化而來的。冷凍補充冷凍保護劑甘油的族群樣本可以進行後續分析或重新啟動演化實驗。通常，每個進化的群體以及以這種方式存檔的每個樣本都由許多獨特的基因型和表型組成。歸檔對這種異質群體的影響尚不清楚。在這裡，我們確定了大腸桿菌的最佳存檔條件。我們也使用存檔樣本的基因組定序來研究存檔對基因組群體多樣性的影響。我們觀察到沒…
摘要 二價（平衡或暫停）染色質包括活化和抑制相同位置的組蛋白修飾
摘要 二價（平衡或暫停）染色質包括活化和抑制相同位置的組蛋白修飾。啟動子或增強子區域的表觀遺傳標記組合使基因保持低水平表達，但準備快速活化。通常，二價啟動子處的 DNA 在正常細胞中僅低度甲基化，但在癌症樣本中經常顯示出升高的甲基化水平。在這裡，我們開發了一種根據染色質數據構建的通用分類器，可以僅透過二價染色質的高甲基化來識別癌症樣本。在來自多種癌症類型的 7,000 多個 D…
摘要 當黑猩猩喜歡的水果稀缺時，無花果是維持黑猩猩生存的關鍵資源
摘要 當黑猩猩喜歡的水果稀缺時，無花果是維持黑猩猩生存的關鍵資源。許多無花果在整個發育過程中都保留著綠色，這種模式使黑猩猩根據非彩色輔助線索來評估可食用性。這種行為之所以引人注目，是因為它需要一系列離散的感官評估，包括對單一無花果的有意觸診，這是一項需要高級視覺運動控制的任務。這些行為強烈暗示了特定領域的資訊處理和決策，並引起人們對靈長類動物進化過程中高級手動抓取和數位靈巧起源…
摘要 背景：讀板機可以以高通量測量許多微生物菌株的生長曲線
摘要 背景：讀板機可以以高通量測量許多微生物菌株的生長曲線。同時收集數百個樣本的數百個吸光度讀數為數據分析帶來了技術障礙。結果：Growthcurver 總結了在讀板器中進行的微生物生長曲線實驗的生長特徵。數據符合邏輯方程式的標準形式，參數對族群層級特徵（如倍增時間、承載力和成長率）有清楚的解釋。結論：Growthcurver 是一個易於使用的 R 軟體包，可從綜合 R 存檔網…
摘要 在過去的幾十年裡，在經濟學、地理和複雜系統等不同學科中，出現了一種觀點，認為由於集聚或規模效應，城
摘要 在過去的幾十年裡，在經濟學、地理和複雜系統等不同學科中，出現了一種觀點，認為由於集聚或規模效應，城市的許多屬性是可以定量預測的。使用城市功能區的新統一定義，我們研究了這些想法在多大程度上適用於歐洲城市。我們表明，雖然西歐（法國、德國、義大利、西班牙、英國）的大多數大型城市系統大致符合理論預期，但每個國家的城市數量較少及其自然變異性阻礙了得出強有力的結論。我們示範如何克服這…
摘要 先前的 ERP 研究經常報告兩個 ERP 組件 LAN 和 P600，以回應主謂 (S V) 協議
摘要 先前的 ERP 研究經常報告兩個 ERP 組件 LAN 和 P600，以回應主謂 (S V) 協議違規（例如，男孩 跑步）。然而，這些成分的潛伏期、振幅和頭皮分佈已被證明會根據各種實驗相關因素而變化。一個沒有引起注意的因素是，與話語位置（話語中間語境與話語最終語境中的語言變化）或違反協議的類型（遺漏錯誤與委託錯誤）相關的相對感知顯著性可能會在多大程度上影響 S V 協議的…
摘要 我們考慮 (1 + 1) 維度中的非線性狄拉克 (NLD) 方程，在存在外力以及 f (x) i
摘要 我們考慮 (1 + 1) 維度中的非線性狄拉克 (NLD) 方程，在存在外力以及 f (x) i mu gamma(0)psi 形式的阻尼的情況下，標量 標量自相互作用 g(2)/k+1 ((psi) 超過 bar psi(k+1)，其中 f 和集體 g(2)/k+1 ((psi) 超過 bar psi(k+1)，其中 f 和集體為我們都是一種分量使用坐標 (CC)。的近…
摘要 減緩氣候變遷需要永續的能源轉型，但人們對其政治動態知之甚少
摘要 減緩氣候變遷需要永續的能源轉型，但人們對其政治動態知之甚少。本文提出了一個具有長期、內生選舉競爭和技術政治路徑依賴的再生能源政策的一般動態模型。我們用當代再生能源技術的經濟數據來校準模型。在這個過程中，我們發現了經濟能源模型中不存在的轉型動態，這些模型忽略了政治，也不存在於正式的政治經濟模型中，而這些模型忽略了長期的技術動態。我們表明，當競爭各方對能源政策的重要性存在分歧…
摘要 調查了5歲至成年期間內隱和外顯性別態度的發展過程
摘要 調查了5歲至成年期間內隱和外顯性別態度的發展過程。研究結果表明，男孩和女孩都很早就出現了隱性和顯性的自身性別偏好，但年輕女孩的隱性自體性別偏好比男孩更強。此外，女性參與者的態度在發展過程中基本上保持穩定，而男性參與者的內隱和外顯態度則顯示出與年齡相關的向女性積極性增加的轉變。性別態度是一種反常現象，因為社會評價與社會地位無關，男性和女性參與者都傾向於對女性做出比男性更正面…
摘要 人類在阿拉斯加灣西部的存在已有近一萬年的歷史，但人們對人類採集者如何透過狩獵採集者的角色融入並影響
摘要 人類在阿拉斯加灣西部的存在已有近一萬年的歷史，但人們對人類採集者如何透過狩獵採集者的角色融入並影響生態系統知之甚少。我們展示了阿留申群島東部薩納克群島的兩個高度解析的潮間帶和近岸食物網，並用它們來比較史前人類與其他物種的營養作用。我們發現，當地的阿留申人扮演著與其他物種密切相關的超級通才和高度雜食性消費者的獨特角色。儘管人口的定位具有強烈的影響，阿留申人在薩納克群島的到來…
摘要 研究了雙部門動態一般均衡模型，其中生產一般商品（用於消費和投資）和消費品
摘要 研究了雙部門動態一般均衡模型，其中生產一般商品（用於消費和投資）和消費品。儘管代理人從消費這兩種商品中獲得幸福，但一般商品的平均消費對一般商品和消費品的偏好都具有外部性。假設兩種生產函數都表現出規模報酬不變，且勞動供給缺乏彈性，我們證明，如果一般商品的消費外部性對消費品偏好的影響為負，且遠小於對一般商品偏好的消費外部性，那麼穩態是完全穩定的，並且出現均衡的局部不確定性。
摘要 生物學中塑造形式和模式的主要力量是基於放大機制的存在，該機制能夠根據局部相互作用和隨機初始條件產生
摘要 生物學中塑造形式和模式的主要力量是基於放大機制的存在，該機制能夠根據局部相互作用和隨機初始條件產生有序的大規模空間結構。圖靈模式是這種有序動力學最著名的候選者之一，它們的存在已在化學和物理系統中得到證明。儘管有間接證據的有力支持，但它們在生物學中的相關性仍在討論中。廣泛的建模方法源自於圖靈的開創性思想，但需要實驗生物學的進一步證實。另一種可能性是對細胞進行工程設計，以便從…
摘要 市場、民主國家和組織依靠準確的整體預測才能正常運作
摘要 市場、民主國家和組織依靠準確的整體預測才能正常運作。大量文獻解釋瞭如何從不同的預測模型中提高準確性，這些模型通常捕獲為獨立或不完全相關的訊號。然而，這些文獻在很大程度上忽略了模型多樣性是如何產生和維持的。在本文中，我們透過建立用於研究生物多樣性的理論框架，得出模型多樣性的均衡水準作為社會結構、人口規模、實驗機率和可用模型數量的函數。然後，我們透過推廣偏差 變異數分解公式將…
摘要 能源技術對氣候的影響經常使用等效指標來評估，該指標將多種溫室氣體的排放量轉換為共同的尺度
摘要 能源技術對氣候的影響經常使用等效指標來評估，該指標將多種溫室氣體的排放量轉換為共同的尺度。人們提出了許多指標，以不同的方式納入有關氣體隨時間變化的影響的資訊。然而，更多的注意力放在提出指標上，而不是在現實用例中測試其效能。在這裡，我們提出了一種測試方法，模擬指標如何影響符合二氧化碳當量排放上限的能源技術組合的選擇。意外的輻射強迫結果可能會發生，這強調了在實際環境中測試指標…
摘要 我們在標準交換經濟模型中引入了代理商使用私人價格作為策略的市場博弈
摘要 我們在標準交換經濟模型中引入了代理商使用私人價格作為策略的市場博弈。我們給出博弈形式的條件，確保博弈唯一嚴格的納許均衡是基礎經濟的競爭均衡。這個等價結果有兩個主要推論。首先，它進一步證明，即使在小型經濟體中，競爭均衡也可以在策略上保持穩定。其次，它意味著競爭均衡在一大類進化學習動態下具有良好的局部穩定性。
摘要 為了合作的發展，必須有某種機制來限制合作者接觸叛逃者的速度
摘要 為了合作的發展，必須有某種機制來限制合作者接觸叛逃者的速度。只有這樣，相互合作的優勢才能大於被剝削的成本。儘管研究人員普遍同意這一點，但他們對於哪種演化機制可以解釋人類所表現出的非凡合作存在強烈分歧。大部分爭議源於對資訊規律性的分歧，這種規律性使合作者能夠避免叛逃者。可靠的資訊可以讓合作的個人避免剝削，但哪種機制可以維持這種情況是一個有爭議的問題。我們進行了一項行為實驗，…
摘要 我們研究一維、二維和三維的隨機搜尋過程，其中 N di
摘要 我們研究一維、二維和三維的隨機搜尋過程，其中 N di。使用全部從 x(0) 開始的搜尋器在原點尋找目標。每個搜尋器也以速率 r 或確定性地以重置時間 T 重置到其起始點。在一維中，對於少量搜尋器，搜尋時間和搜尋成本以非零最佳重置率（或時間）最小化，而對於足夠大的 N，重置總是會阻礙搜尋。一般來說，單一搜尋者在一維、二維和三維中的搜尋成本最小。當重置是確定性的時，N個搜尋…
摘要 基因突變、寄生蟲或共生體感染以及其他事件可以改變有機體響應給定環境的內部狀態變化的方式
摘要 基因突變、寄生蟲或共生體感染以及其他事件可以改變有機體響應給定環境的內部狀態變化的方式。我們使用簡約的計算模型來支持這樣一個論點：透過「內感受」行為，即對內部狀態而不是環境做出反應，生物體可以對這些組織變革保持穩健。我們認為，內感受行為的穩健性部分歸因於有機體與其環境之間的不對稱關係，其中後者對前者的影響比對前者的影響更大。這種關係意味著內感受行為可以對環境、內在狀態以及…
摘要 我們引入了一種成長的網路模型，即複製模型，其中一個新節點附加到隨機選擇的目標節點，此外，還以複製機
摘要 我們引入了一種成長的網路模型，即複製模型，其中一個新節點附加到隨機選擇的目標節點，此外，還以複製機率 p 獨立地附加到目標的每個鄰居。當p < 1/2時，此演算法會產生稀疏網絡，其中平均節點度是有限的。冪律度數分佈也隨之出現，其非通用指數的值由 p 中的超越方程式決定。在稀疏狀態下，網路是“正常的”，例如。例如，連結數量的相對波動漸近可以忽略不計。對於 p = 1/2，新…
摘要 氣喘惡化呈現一致的年度模式，與學校日曆密切相關
摘要 氣喘惡化呈現一致的年度模式，與學校日曆密切相關。儘管呼吸道病毒（「普通感冒」病毒）被認為是主要原因，但幾乎沒有證據表明病毒流行與風險的季節性差異有關。我們共同擬合了普通感冒傳播模型和生物和環境惡化觸發因素模型，以估計對住院風險的影響。氣喘住院率、流感盛行率和空氣品質指標可用，但普通感冒循環不可用；因此，我們使用傳播模型對病毒流行率進行估計。我們的確定性多病毒傳播模型包括學…
摘要 背景：小核仁 RNA (snoRNA) 是非蛋白質編碼 RNA 中最古老的家族之一
摘要 背景：小核仁 RNA (snoRNA) 是非蛋白質編碼 RNA 中最古老的家族之一。它們在古細菌和真核生物中普遍存在，但在細菌中不存在。它們的主要功能是針對核醣體 RNA 的化學修飾。它們分為兩類：box C/D snoRNA 和 box H/ACA snoRNA，它們透過保守的序列基序和它們控制的化學修飾類型清楚地區分。與 microRNA 類似，snoRNA 出現在影…
摘要 非平衡統計物理學的最新進展為動態過程的熱力學提供了前所未有的見解
摘要 非平衡統計物理學的最新進展為動態過程的熱力學提供了前所未有的見解。作者最近利用這些進展來擴展蘭道爾關於位元擦除熱力學的半形式推理，以推導出實現任意計算所需的最小自由能。在這裡，我擴展了這個分析，推導出有機體從感測器輸入到執行器輸出運行給定（隨機）映射 pi 所需的最小自由能。我使用這個結果來計算生物體的輸入輸出映射 pi，該生物體以最佳方式權衡運行 pi 所需的自由能與實…
摘要 遵循透過吸引子和盆地的結構來解釋複雜系統行為的長期定性動力學傳統，我們研究了同步振盪器網路中不同軌
摘要 遵循透過吸引子和盆地的結構來解釋複雜系統行為的長期定性動力學傳統，我們研究了同步振盪器網路中不同軌跡之間的切換模式。我們的系統由佈置在具有電抗最近鄰耦合的環形拓撲中的非線性幅相振盪器組成，該系統很簡單，並且可以直接連接到實驗實現。我們試圖透過將高斯白噪聲應用於振盪器的每個相位來理解多個穩定同步狀態如何在狀態空間中相互連接。為此，我們首先分析確定任何給定耦合強度下的一組局部…
摘要 動機：最近操縱各種微生物群落的努力，例如糞便微生物群移植和生物反應器系統的最佳化，為具有眾多醫學、
摘要 動機：最近操縱各種微生物群落的努力，例如糞便微生物群移植和生物反應器系統的最佳化，為具有眾多醫學、環境和工業應用的微生物群落工程提供了一條有前途的途徑。然而，此類應用目前規模有限，通常依賴模仿或增強自然群落，因此需要開發工具來設計具有特定的、客製化的、所需代謝能力的合成群落。結果：在這裡，我們提出了實現這一目標的第一步，引入了一種新的演算法來識別最小的微生物物種集，這些微…
摘要 介紹段落：生物學能像物理科學一樣具有預測性嗎
摘要 介紹段落：生物學能像物理科學一樣具有預測性嗎？它能否引導我們養活地球並扭轉生態系統退化、氣候變遷和物種滅絕？這些都是演化生物學家肖恩卡羅爾的《塞倫蓋蒂規則》中提出的首要問題
摘要 工程合成生物裝置旨在執行從感測分子和生物修復到能源生產和生物醫學的各種功能
摘要 工程合成生物裝置旨在執行從感測分子和生物修復到能源生產和生物醫學的各種功能。儘管如此，體內電路實現的一個主要限制是與使用標準電路設計方法相關的約束。因此，這些設備未來的成功取決於獲得具有可擴展複雜性和可重複使用部件的電路。在這裡，我們展示瞭如何使用多細胞聯盟和空間作為關鍵計算元素來建立複雜的計算設備。這種空間模組化設計具有可擴展性，因為其整體架構與電路的複雜性無關，最大限…
摘要 基因型網絡是一個圖，其中頂點代表具有相同表型的基因型
摘要 基因型網絡是一個圖，其中頂點代表具有相同表型的基因型。如果對應的基因型在單一小突變中不同，則邊連接頂點。基因型網絡用於研究基因型空間的組織。他們揭示了生物系統（如 RNA 大分子和轉錄調控迴路）的穩健性和進化性之間的關係。儘管基因型網絡很重要，但尚不存在用於其自動建構、分析和視覺化的工具。在這裡，我們透過推出 Genonets Server 來填補這一空白，該工具提供以下…
摘要 有人認為，創新主要是透過組合發生的：發明累積越多，從先前的設計中獲得新發明的可能性就越高
摘要 有人認為，創新主要是透過組合發生的：發明累積越多，從先前的設計中獲得新發明的可能性就越高。此外，有人推測，創新的組合性質自然會導致奇點：在某個有限的時間內，創新的數量應該會出現分歧。儘管這些想法確實很有吸引力，但尚未開發出通用模型來測試組合技術應具有爆炸性的條件。在這裡，我們提出了一個技術演化的廣義模型，該模型考慮了兩個主要屬性：創造一項新技術所需的先前技術的數量以及技術…
摘要 摘要： 1. 夏威夷銀劍聯盟是植物適應性輻射的典型例子
摘要 摘要： 1. 夏威夷銀劍聯盟是植物適應性輻射的典型例子。該譜系包括三個特有屬（Argyroxiphium、Dubautia 和 Wilkesia）的 33 個物種，幾乎佔據了夏威夷群島的所有主要棲息地。 2.在這裡，我們將多個葉片功能性狀的測量與氣候生態位和系統發育數據聯繫起來，定量地探索譜系中的功能多樣性。 3. 我們表明，葉子功能性狀變異（i）跨越了全球被子植物的大部…
摘要 智慧系統已經在我們的生物圈中出現在不同的背景下，並達到了不同程度的複雜性
摘要 智慧系統已經在我們的生物圈中出現在不同的背景下，並達到了不同程度的複雜性。在所有情況下，社會環境中溝通的要求都是一個決定因素。人類大腦可能與語言共同演化，是一個非常成功的例子。同樣，社會昆蟲複雜的集體決策是由許多主體之間的資訊交換所產生的。不同的是，這種處理是在有限的個人認知能力下獲得的。使用非生命系統（特別是涉及機器人群）的計算模型和特定版本已被用來探索集體智慧的潛力。…
摘要 面對全球變化，了解和預測物種的地理分佈是生物多樣性科學的首要任務
摘要 面對全球變化，了解和預測物種的地理分佈是生物多樣性科學的首要任務。現有的觀點是，人們必須在針對許多物種的相關模型和針對少數物種的基於過程的模型之間進行選擇。我們認為，存在為許多物種生成基於過程的範圍模型的機會，透過使用分層和逆向建模來借用跨物種的力量、填補數據空白、融合不同的數據集以及跨生物和空間尺度的模型。我們回顧了統計生態學以及族群和範圍建模文獻，說明了這些建模策略的…
摘要 我們引入了一個直觀的模型，該模型描述了社區結構的出現以及不斷發展的社交網絡中社區內部結構的演變
摘要 我們引入了一個直觀的模型，該模型描述了社區結構的出現以及不斷發展的社交網絡中社區內部結構的演變。該模型包含兩種互補的機制：一種機制解釋單一社區內部連結結構的演化，第二種機制協調多個重疊社區的成長。第一種機制基於這樣的假設：每個節點與其鄰居建立連結並以不同的速率向社區引入新節點。我們證明，這種簡單的機制在社區內產生了最大程度的有效。這項觀察結果與被稱為鄧巴數的人類學理論有關…
摘要 本文介紹了一種證明歐幾里德空間填充配置局部最適性的新技術
摘要 本文介紹了一種證明歐幾里德空間填充配置局部最適性的新技術。將此技術應用於一般凸多邊形，我們證明在一般滿足的溫和假設下，Kuperberg 和 Kuperberg 所建構的最優雙格堆積在整個堆積空間中也是局部最優的。
摘要 在最近的一篇文章中，Wu 及其同事（Nature 2016；529：43 47）回顧了先前的研究，
摘要 在最近的一篇文章中，Wu 及其同事（Nature 2016；529：43 47）回顧了先前的研究，並對外在因素對癌症發展的影響提出了新的估計。新的估計值通常接近 100%，即使對於與生活方式沒有已知關聯且通常被認為不可預防的骨癌和腦癌也是如此。我們發現吳及其同事的結果與先前根據流行病學和遺傳數據得出的估計值不一致。我們進一步認為，他們的方法從根本上來說是有缺陷的，因為他們…
摘要 迄今為止，量子加速的結論性檢測仍然難以實現
摘要 迄今為止，量子加速的結論性檢測仍然難以實現。最近，谷歌公司的一個團隊[V. S. Denchev 等人，物理學。 Rev. X 6, 031015 (2016)]提出了一種弱強集群模型，該模型適合具有分隔局部最小值的高而窄的能量勢壘，旨在突出有限範圍隧道效應的價值。更準確地說，量子蒙特卡羅模擬以及 D Wave 2X 量子退火器規模的結果比最先進的模擬退火模擬要好得多。此…
摘要 新石器時代社會中人口和組織變化的周期已有詳細記載，但其背後的社會和生態過程卻有爭議
摘要 新石器時代社會中人口和組織變化的周期已有詳細記載，但其背後的社會和生態過程卻有爭議。這種週期性隱含在「佩科斯分類」中，這是 1927 年在《科學》雜誌上引入的前西班牙裔美國西南部的年表，至今仍被廣泛使用。為了理解這些週期性，我們分析了公元 500 年至 1400 年的 29,311 個考古樹木年輪，對同一時期的玉米旱作生態位進行了新穎的高空間分辨率年度重建。我們認為，佩科…
摘要 具有最小自相關性的二元序列在通訊工程、數學和電腦科學中具有應用
摘要 具有最小自相關性的二元序列在通訊工程、數學和電腦科學中具有應用。在統計物理學中，它們顯示為伯納斯科尼模型的基態。找到這些序列是一個眾所周知的難題，迄今為止只能透過窮舉搜尋來解決。我們回顧了最近的演算法，並提出了一種新演算法，可以在 O(N 1.73(N)) 時間內找到長度為 N 的最佳序列。我們計算了 N <= 66 的所有最優序列和 N <= 119 的所有最優斜對稱序…
摘要 隨著時間的推移，日益密集且複雜的生態位建構行為是人類演化的關鍵特徵，最終導致智人展現先進的生態系統
摘要 隨著時間的推移，日益密集且複雜的生態位建構行為是人類演化的關鍵特徵，最終導致智人展現先進的生態系統工程能力。這種行為的一個重要結果是全球生物圈的巨大重塑，這種轉變的早期起源從累積的考古和古生態數據集中越來越明顯。這些數據表明，到更新世晚期，人類已經開始從事導致大多數（如果不是全部）分類群中大量物種分佈變化的活動。生物多樣性的變化包括滅絕、滅絕以及物種組成、多樣性和群落結構…
摘要 這是《生物科學理論》紀念奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidbach) 的兩期特刊中的第一期
摘要 這是《生物科學理論》紀念奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidbach) 的兩期特刊中的第一期，奧拉夫·布雷德巴赫 (Olaf Breidbach) 是該雜誌的長期編輯，他將傳統的《Biologisches Zentralblatt》轉變為現代的《生物科學理論》，這是一本致力於最廣泛意義上的生物學理論、概念和歷史方面的期刊。奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidb…
摘要 如果危險的行為暴露了代理人的決策能力，而只有解僱才能作為激勵手段，那麼委託人（雇主或選民）如何誘導
摘要 如果危險的行為暴露了代理人的決策能力，而只有解僱才能作為激勵手段，那麼委託人（雇主或選民）如何誘導代理人（工人或政治人物）選擇「正確」的行為呢？我們首先證明，如果委託人可以承諾更換策略，那麼最佳機制包括（i）試用期，然後無限期任期，或（ii）解僱表現不佳的代理人，但也隨機更換採取不公開行為的代理人。當委託人無法做出承諾時，可以透過對代理人施加任期限制來提高激勵措施。
摘要 分子伴侶，也稱為熱休克蛋白，可以重新折疊錯誤折疊的蛋白質，並幫助其他蛋白質達到其天然構象
摘要 分子伴侶，也稱為熱休克蛋白，可以重新折疊錯誤折疊的蛋白質，並幫助其他蛋白質達到其天然構象。由於這些能力，一些伴侶，例如 Hsp90 蛋白或伴侶蛋白 GroEL，可以緩衝改變蛋白質結構和功能的突變的有害表型效應。 Hsp70 伴侶使用與 Hsp90 和 GroEL 不同的伴侶機制，目前尚不清楚它們是否也可以緩衝突變。在這裡，我們證明他們可以。為此，我們在大腸桿菌中進行了突變…
摘要 當非線性和訊號的適當傳播起作用時，空間自組織出現在表現出局部相互作用的分佈式系統中
摘要 當非線性和訊號的適當傳播起作用時，空間自組織出現在表現出局部相互作用的分佈式系統中。這類現象可以使用不同的框架來建模，通常是元胞自動機或反應擴散系統。一類不同的動力學過程涉及介質在空間上的相關運動，這可以透過趨化運動或細胞與細胞相互作用能量的最小化來介導。後者的一個典型例子是當細胞表現出不同的黏附力時形成空間分離的組裝體。在這裡，我們考慮一類新的動力學模型，涉及兩種隨機可…
摘要 儘管疫苗接種覆蓋率穩定，但美國的百日咳發病率仍持續上升
摘要 儘管疫苗接種覆蓋率穩定，但美國的百日咳發病率仍持續上升。這項公共衛生挑戰促使人們呼籲開發一種具有更高功效和保護持續時間的新疫苗。任何下一代疫苗的成本都可能更高，並且必須提供超出目前疫苗所提供的足夠的健康益處，才能被認為具有成本效益。使用百日咳的年齡結構傳播模型，我們量化了下一代疫苗的健康和經濟效益，該疫苗將提高兒童系列疫苗的功效或保護持續時間、成人加強免疫的持續時間或兩者…
摘要 癌症因其不受控制的生長、抗藥性的產生以及向重要器官的轉移而構成危險
摘要 癌症因其不受控制的生長、抗藥性的產生以及向重要器官的轉移而構成危險。我們目前缺乏關於如何預測預防措施和診斷後乾預措施影響危及生命的癌症風險的定量理論。在這裡，我們評估生活方式改變和傳統治療等連續措施如何影響腫瘤生長和抗藥性克隆的頻率。然後，我們比較和對比預防性和診斷後乾預措施，假設在個體的一生中只有單一病變進展為浸潤性癌，並且切除術要么留下殘留細胞，要么未檢測到轉移灶。雖…
摘要 正向選擇對人類演化的影響越來越受到爭論，儘管我們檢測它們的能力受到過去事件發生時間的固有不確定性的
摘要 正向選擇對人類演化的影響越來越受到爭論，儘管我們檢測它們的能力受到過去事件發生時間的固有不確定性的阻礙。古基因組提供了過去等位基因頻率的快照，可以幫助解決這個問題。我們將現代和古代基因組數據結合在一個簡單的統計數據 (DAnc) 中，以計算等位基因頻率變化的時間，並研究漂移和適應在群體分化中的作用。在歐亞大陸的殖民過程中，非洲人和歐亞人之間差異最大的等位基因中只有 30%…
摘要 資料融合已廣泛應用於分析不同的資訊來源，將所有資訊組合在一個多元模型中
摘要 資料融合已廣泛應用於分析不同的資訊來源，將所有資訊組合在一個多元模型中。當必須整合不同的組學資料集以使用系統生物學方法充分理解生物體時，這種方法是強制性的。在此，提出了一種數據融合程序，將菸草蝕刻病毒 (TEV) 收集的基因組、蛋白質組和表型數據集結合起來。基因組數據對應於大多數病毒基因中插入的隨機突變。蛋白質體數據代表了這些突變對編碼蛋白質的影響，以及突變蛋白質對蛋白質…
摘要 小核仁 RNA (snoRNA) 是一類非編碼 RNA，可指導其他非編碼 RNA（主要是核醣體 R
摘要 小核仁 RNA (snoRNA) 是一類非編碼 RNA，可指導其他非編碼 RNA（主要是核醣體 RNA）的轉錄後加工，但也參與從 microRNA 依賴性基因沉默到選擇性剪接等過程。為了建立最新的人類 snoRNA 目錄，我們結合了來自不同資料庫的數據、從頭預測和廣泛的文獻綜述。我們總共列出了 750 多個產生 snoRNA 和 snoRNA 樣基因的精選基因組位點。利用…
摘要 即使基本面沒有任何變化，改變承諾抵押方式的金融創新也會影響價格和投資
摘要 即使基本面沒有任何變化，改變承諾抵押方式的金融創新也會影響價格和投資。在 C 模型中，與 Arrow Debreu 相比，利用資產的能力總是會產生過度投資。信用違約掉期總是導致 Arrow Debreu 投資不足，在某些情況下甚至嚴重破壞競爭均衡。對抵押品的需求似乎會導致投資不足。我們的分析說明了一種抵銷力量：作為抵押品的商品會產生額外的服務，因此可能被高估和過度生產。在…
摘要 氣候強迫在傳染病人口動態中的作用通常是透過對跨空間、特別是整個城市匯總的發病記錄的回顧性分析來揭示
摘要 氣候強迫在傳染病人口動態中的作用通常是透過對跨空間、特別是整個城市匯總的發病記錄的回顧性分析來揭示的。在這裡，我們將重點放在孟加拉國達卡大城市內輪狀病毒的傳播動態，輪狀病毒是嬰幼兒的主要腹瀉疾病。我們確定了兩個區域，即人口密集的都市化核心區和農村外圍地區，它們對洪水的反應不同。此外，這些地區之間的疾病季節性差異很大，其變化與從熱帶到溫帶地區的變化相當。透過將基於過程的模型…
摘要 《道德經濟》部分基於耶魯大學 Samuel Bowles 教授的 Castle 講座，該講座源自他
摘要 《道德經濟》部分基於耶魯大學 Samuel Bowles 教授的 Castle 講座，該講座源自他 30 年來對市場和激勵措施的文化影響的關注。鮑爾斯在他的書中重點討論了一種新的政策範式，該範式建議從經濟人轉向考慮人的本來面目。鮑爾斯認為，後一種方法使得激勵和約束之間的協同作用以及道德動機和其他動機的結合成為可能。作者認為，只有不忽視其文化背景和人的善良的市場經濟才能正常…
摘要 我們將總機率定律應用於建構尺度不變的機率分佈函數（pdf），並要求在尺度連續變化的情況下機率測度是
摘要 我們將總機率定律應用於建構尺度不變的機率分佈函數（pdf），並要求在尺度連續變化的情況下機率測度是無量綱和無單位的。如果尺度變化分佈函數是尺度不變的，那麼構造的分佈也會是尺度不變的。在任意一組（可歸一化）pdf 上重複應用此構造會再次產生尺度不變分佈。該過程的不變函數由倒數分佈唯一給出，表明了一種普遍性。我們分別證明了倒數分佈的唯一結果是對於具有均勻箱尺寸的尺寸類別分佈需…
摘要 檢測空間中隨機分佈的目標是機器人和生物系統的共同任務
摘要 檢測空間中隨機分佈的目標是機器人和生物系統的共同任務。 Levy 搜尋先前曾被用來描述免疫系統中 T 細胞搜尋的特徵。我們使用機器人群來評估 Levy 搜尋策略的有效性，並繪製搜尋參數和目標配置之間的關係。我們表明，優化搜尋效率的 Levy 搜尋的分形維數強烈依賴於目標的分佈，但僅弱依賴參與搜尋的代理數量。因此，Levy 搜尋可以根據目標配置進行調整，同時還可以擴充。在機…
摘要 有效的搜尋策略在許多生物系統中都得到了發展，包括免疫系統
摘要 有效的搜尋策略在許多生物系統中都得到了發展，包括免疫系統。 T 細胞是免疫反應的關鍵效應器，是清除病原體感染所必需的。 T細胞活化需要T細胞在淋巴結內遇到攜帶抗原的樹突細胞，因此，淋巴結內T細胞的搜尋模式可能是T細胞免疫反應啟動速度的關鍵決定因素。先前的研究表明，淋巴結中的 T 細胞運動類似於布朗隨機遊走，然而，沒有詳細的分析明確表明 T 細胞運動是否與布朗運動一致。在這…
摘要 識別和量化記憶通常是發展對隨機過程的機械理解的關鍵步驟
摘要 識別和量化記憶通常是發展對隨機過程的機械理解的關鍵步驟。在探索表現出遠端相關性的過程時，這些尤其具有挑戰性和必要性。最常見的簽名依賴於二階時間統計，例如，可以識別具有冪律自相關函數和大於 1/2 的赫斯特指數的進程中的長記憶。然而，大多數隨機過程將其記憶隱藏在高階時間相關性中。具體而言，資訊測量是過程的過去和未來（過剩熵）之間的互資訊的差異以及過程因果狀態中儲存的最小預測…
摘要 實驗發現，穩態培養物中細菌細胞的生長速率和某些其他宏觀特性以一種令人驚訝的簡單方式依賴培養基
摘要 實驗發現，穩態培養物中細菌細胞的生長速率和某些其他宏觀特性以一種令人驚訝的簡單方式依賴培養基。這些依賴性被稱為「成長法則」。在這裡，我們建立了細胞內群體相互作用的動態模型，以了解一些生長規律。此模型只有三個群體變數：胺基酸池、運輸外部營養物並產生胺基酸的酵素池，以及催化自身和酵素從胺基酸產生的核醣體。我們假設細胞在酵素部分和核醣體部分之間分配其資源以最大化其成長率。我們證…
摘要 簡介：美國、歐盟和其他國家已頒布調味菸禁令
摘要 簡介：美國、歐盟和其他國家已頒布調味菸禁令。然而，人們對產業和消費者的反應卻知之甚少。 Djarum 控制著美國 97% 的調味捲菸銷量，立即發布了與被禁雪茄相似的雪茄，並繼續生產調味捲菸。本研究描述了：(A) 網路消費者對 Djarum 捲菸及其雪茄替代品的促銷和供應的興趣，以及 2009 年美國禁止調味捲菸前後的情況。
一些實驗表明，在人類免疫缺陷病毒1型（HIV 1）感染的慢性階段，CD8（+）細胞毒性T淋巴細胞（CTL
摘要 抽象的。一些實驗表明，在人類免疫缺陷病毒1型（HIV 1）感染的慢性階段，CD8（+）細胞毒性T淋巴細胞（CTL）對有效感染細胞的死亡貢獻很小。首先，有效感染細胞的預期壽命相當長，約 1 天。其次，這壽命幾乎不受CD8(+) T 細胞耗竭的影響。第三，逃避 CTL 反應的突變體接管病毒群體的速度往往很慢。我們的主要結果是，一旦我們引用受感染細胞在開始產生病毒之前經過約 1…
摘要 我們引入了一個確定性混沌系統——西拉德圖——它封裝了麥克斯韋妖從熱庫中提取功的測量、控制和擦除協議
摘要 我們引入了一個確定性混沌系統——西拉德圖——它封裝了麥克斯韋妖從熱庫中提取功的測量、控制和擦除協議。在動態實施例中實現惡魔的控制功能，我們的構造使惡魔和熱力學系統對稱，允許人們探索它們的功能並恢復由於測量引起的耗散和由於擦除引起的耗散的熱力學成本之間的基本權衡。地圖的混亂程度（由柯爾莫哥洛夫 西奈熵捕獲）是從熱浴中提取能量的速率。此外，引擎的統計複雜度量化了其運作所需的最…
摘要 環境、特別是氣候領域的決策充滿了不確定性
摘要 環境、特別是氣候領域的決策充滿了不確定性。在這裡，我們關注個人在做出環境行為決策時面臨的不確定性，並使用統計抽樣框架對他們遇到的不同不確定性來源進行分類。然後，我們將這些來源對應到不同的公共政策策略，旨在幫助個人在做出環境決策時應對不確定性。
摘要 過去北半球大陸冰蓋的快速增長結束了溫暖穩定的氣候時期，通常歸因於北半球緯度地區夏季日照的減少(1
摘要 過去北半球大陸冰蓋的快速增長結束了溫暖穩定的氣候時期，通常歸因於北半球緯度地區夏季日照的減少(1 3)。然而，目前夏季日照量已接近最低值(4)，且沒有新冰河時期的跡象(5)。這挑戰了我們對驅動冰川週期機制的理解以及我們預測下一次冰川起始的能力(6)。在這裡，我們提出了北方夏季日照與全球二氧化碳（CO2）濃度之間的關鍵函數關係，這解釋了過去八個冰川週期的開始，並可能預測未來…
摘要 從標量資料計算動態系統的狀態空間拓樸需要精確重建這些動態並根據結果建構適當的單純複形
摘要 從標量資料計算動態系統的狀態空間拓樸需要精確重建這些動態並根據結果建構適當的單純複形。重建過程涉及許多自由參數，大量單純形的同調性計算可能是昂貴的。本文研究如何在不進行完全（微分同胚）重建的情況下有效地計算同源性。使用經典洛倫茲系統的軌跡，我們使用延遲方法重建動力學，然後構建一個其頂點是數據的小子集的單純複形：「見證複形」。令人驚訝的是，我們發現見證複合體正確地解析了底層…
摘要 延遲座標重建是一種經過驗證的建模策略，可用於建立非線性時間序列的有效預測
摘要 延遲座標重建是一種經過驗證的建模策略，可用於建立非線性時間序列的有效預測。此過程的第一步是估計兩個參數（時間延遲和嵌入維度）的良好值。文獻中提出了許多啟發式方法和策略來估計這些值。然而，這些方法中很少（如果有的話）是考慮到預測而開發的，而且它們的結果對於該目的來說並不是最佳的。即便如此，在建立基於延遲座標重建的預測模型時，通常會使用這些適用於其他應用的啟發式方法。在本文中…
摘要 近年來，風能和太陽能產業發展迅速，但仍只供應全球電力的一小部分
摘要 近年來，風能和太陽能產業發展迅速，但仍只供應全球電力的一小部分。這些產業能否持續成長到對減緩氣候變遷做出重大貢獻的水平，將取決於它們是否能夠與按需提供高價值能源的替代品競爭。為此，儲能可以轉變間歇性再生能源，但需要改善成本。然而，在共同規模上評估不同的儲存技術已被證明是一項重大挑戰，因為它們在能源和電力成本兩個維度上的性能差異很大。在這裡，我們設計了一種方法來比較儲存技術…
摘要 目的：共享電子健康記錄 (EHR) 系統在護理社區內提供健康資訊交換 (HIE)，被發現是糖尿病
摘要 目的：共享電子健康記錄 (EHR) 系統在護理社區內提供健康資訊交換 (HIE)，被發現是糖尿病 (DM) 護理資訊連續性的關鍵推動者。關於共享 EHR 系統對護理資訊連續性的實際貢獻的定量分析很少。本研究的目的是定量分析 (i) 奧地利 DM 護理的分散程度，作為 HIE 需求的指標，以及 (ii) 奧地利 DM 患者的資訊量（即文件數量），這些資訊將由全國 HIE 共…
摘要 寨卡病毒（ZIKV）起源於熱帶非洲的非人靈長類動物宿主和樹棲蚊子之間的森林傳播循環，並繼續傳播
摘要 寨卡病毒（ZIKV）起源於熱帶非洲的非人靈長類動物宿主和樹棲蚊子之間的森林傳播循環，並繼續傳播。最近，寨卡病毒入侵美洲，對人類健康，特別是孕婦及其嬰兒的健康構成威脅。在這裡，我們研究了 ZIKV 在美洲建立森林循環的風險，重點是巴西。我們回顧了森林 ZIKV 的自然史，並提出了一個數學動態傳播模型，以評估在巴西的非人靈長類動物和/或其他哺乳動物和樹棲蚊媒中建立森林 ZIK…
摘要 動態網路中的社群偵測是獲取複雜系統的粗粒度視圖並調查其底層過程的常用方法
摘要 動態網路中的社群偵測是獲取複雜系統的粗粒度視圖並調查其底層過程的常用方法。雖然機器學習和物理文獻中已經提出了許多方法，但我們缺乏對它們的優點和缺點的理論分析，或者對何時可以檢測到社區的最終限制的理論分析。在這裡，我們研究了動態網路中檢測社區結構的基本限制。具體來說，我們分析了動態隨機區塊模型的可偵測性限制，其中節點隨著時間的推移改變其社群成員資格，但邊緣在每個時間步獨立產…
摘要 醫學影像分割通常由醫生手動執行，以描繪腫瘤體積以進行治療計劃和診斷
摘要 醫學影像分割通常由醫生手動執行，以描繪腫瘤體積以進行治療計劃和診斷。手動分割是由醫學專家利用器官形狀和位置的先驗知識進行的，但容易受到讀者主觀和不一致的影響。由於醫學影像中組織對比度差和器官/組織邊界不明確，因此使過程自動化具有挑戰性。本文提出了一種遺傳演算法，用於將已知形狀、區域屬性和物件相對位置等學習資訊的表示組合到單一框架中以執行自動三維分割。該演算法已在骨盆電腦斷…
摘要 振盪現像在自然界中普遍存在
摘要 振盪現像在自然界中普遍存在。大量耦合振盪器的同步能力構成了表達訊息和在成員之間建立通訊的重要機制。為了理解這種現象，全局耦合振盪器的模型和實驗實現已被證明在化學、生物和物理系統等各種環境中具有無價的價值。儘管通常是在單一同步狀態或缺乏同步狀態的情況下，但已經發現了各種豐富的動態行為。透過對大量離散化學振盪器的實驗和數值研究，我們在這裡報告了一種新現象的意外發現，該現象揭示…
摘要 大多數疾病是由多種遺傳和/或環境因素共同引起的
摘要 大多數疾病是由多種遺傳和/或環境因素共同引起的。如果兩種疾病是由相同的分子機制引起的，那麼它們往往會同時發生在患者身上。在這裡，我們提供了一種定量方法來闡明遺傳或環境風險因素分別對 358 種疾病的發病機制有多大影響。我們將遺傳、基於途徑和毒理學致病機制的數據與從近 200 萬名患者獲得的疾病共現數據進行匯總。根據這些數據，我們建立了一個多重網絡，其中節點代表透過連結連接…
摘要 眾所周知，無標度網路和非吉布斯統計之間存在深層連接
摘要 眾所周知，無標度網路和非吉布斯統計之間存在深層連接。例如，熱力學極限處的典型度分佈的形式為 P(k)，與 e(q)( k/k) 成正比，其中 q 指數形式 e(q)(z) = 1+ (1 q) z 優化非加性熵 S q（對於 q 1，恢復玻爾茲熵曼 吉布斯）。我們在這裡介紹和研究 d 維地理位置網絡，該網絡透過 ( alpha)(rij) (alpha(A) = 0) 以…
摘要 EXACTCOVER 的 k 均勻、d 正則實例是 m 個集合 F n,F d,F k = {S
摘要 EXACTCOVER 的 k 均勻、d 正則實例是 m 個集合 F n,F d,F k = {S j 1 {1, ..., n}} 的子集，其中每個子集的大小為 k，並且每個 1 <= i <= n 都包含在 (S)j 的 d 中。若存在 {1, ..., n} 的子集 T 子集，使得對所有 j，垂直條 T 布林值 AND S j 垂直條 = 1，則可滿足。或者，我們可以…
摘要 生態位建構理論 (NCT) 提供了一個強大的概念框架，用於理解人類和目標物種如何以及為何進入馴化關
摘要 生態位建構理論 (NCT) 提供了一個強大的概念框架，用於理解人類和目標物種如何以及為何進入馴化關係，改變了地球的生物群、地形和大氣，並塑造了人類文化發展的軌跡。 NCT 為人類和動植物的生態位建構行為如何促進共同演化相互作用提供了新的視角，從而改變選擇壓力並促進馴化動物的遺傳反應。它闡明了生態位改變活動在留下生態遺產方面的作用，這種生態遺產使共同進化關係永久化，導致馴化…
摘要 文化主導的基因 文化共同演化是一個框架，人類演化的實質解釋必須位於其中
摘要 文化主導的基因 文化共同演化是一個框架，人類演化的實質解釋必須位於其中。它本身並不是一種解釋。解釋取決於具體的歷史進化因素，例如火的控制、集體育兒、致命武器技術、利他合作和懲罰，以及對複雜協作協議的掌握，從而實現社會勞動的有效分工。
摘要 對政治民主最直接的捍衛是基於理性選擇
摘要 對政治民主最直接的捍衛是基於理性選擇。政治民主賦予人們在公共生活中的權力，與市場在私人生活中所提供的權力相似：將他們的偏好轉化為社會結果的權力。然而，除了最小規模的選舉之外，選民行為的理性選擇模型大大低估了選民的投票率。 Fiorina (1990)稱此為「吞噬理性選擇理論的悖論」。這種反常現像是格林和夏皮羅（Green and Shapiro，1994）對政治理論中理性…
摘要 傳染病的流行病學模型對於疾病管理非常重要，需要透過在操作環境中更好地描述模型來促進其日常實施
摘要 傳染病的流行病學模型對於疾病管理非常重要，需要透過在操作環境中更好地描述模型來促進其日常實施。目前缺乏允許選擇或對可用模型及其結果進行手動比較的標準化模型表徵過程。一個關鍵的需求是一個通用框架來促進模型描述和對其功能的理解。洛斯阿拉莫斯國家實驗室 (LANL) 開發了一個綜合框架，可用於在操作環境中描述傳染病模型的特徵。該框架是透過主題專家小組的共識制定的。在本文中，我們…
摘要 生物學中最重要的經典和當代興趣之一是細胞組成與生理功能之間的聯繫
摘要 生物學中最重要的經典和當代興趣之一是細胞組成與生理功能之間的聯繫。數十年的研究使我們能夠了解各個物種的各種細胞成分和過程之間的詳細關係，並發現了不同物種之間的共同功能。然而，仍需要能夠機械地預測細胞功能之間的權衡並闡明和解釋跨物種平均趨勢的框架。在這裡，我們對不同細菌的細胞組成如何變化與生理功能和代謝相關的變化進行了全面分析，其體型大小跨越了五個數量級。我們對細胞體積的趨…
摘要 所有細胞過程的關鍵特徵是能夠透過調節回饋來控制在不斷變化的環境中基因或蛋白質表現的速率和代謝通量
摘要 所有細胞過程的關鍵特徵是能夠透過調節回饋來控制在不斷變化的環境中基因或蛋白質表現的速率和代謝通量。我們回顧了透過因果、邏輯和動態成分來表示監管的多種方式。形式化這些組件的性質可以促進不同調控網絡之間的有效比較，並為合成生物學中調控系統的潛在設計和控制提供通用框架。
摘要 生態網絡結構的分析對複雜生態系的功能產生了重要的見解
摘要 生態網絡結構的分析對複雜生態系的功能產生了重要的見解。然而，此類分析幾乎普遍忽略了非成對相互作用，其中許多類別對於系統結構、功能和彈性至關重要。超圖是能夠考慮此類交互作用的數學結構：我們討論了它們在研究包含不同交互作用類型的生態網絡以及相關挑戰和策略的效用。我們使用現實世界的咖啡農業生態系統來展示了該方法，其中對農業害蟲的抵抗力取決於大量的 TMII。超圖表示成功地反映了…
摘要 進化發育生物學的努力揭示了器官是如何發育的以及為什麼進化選擇了一些結構而不是其他結構
摘要 進化發育生物學的努力揭示了器官是如何發育的以及為什麼進化選擇了一些結構而不是其他結構。這些對器官發生理解的進步以及器官型培養、組織生物打印和合成生物學的最新技術提供了破解器官發育中的物理和遺傳限制的工具，從而以完全設計或僅僅改變設置的形式開闢了新的研究途徑。在這裡，我們提出了一個統一的框架，將形態空間（即可能結構的空間）的概念與合成生物學和組織工程聯繫起來。我們的目標是綜…
摘要 RNA 結構對於 RNA 功能至關重要
摘要 RNA 結構對於 RNA 功能至關重要。動態的、條件依賴性的結構變化能夠調節基因表達，如核糖開關和 RNA 溫度計所示。透過RNA結構的平行分析，我們繪製了假結核耶爾森菌在三種不同溫度下的RNA結構圖。這種人類病原體對宿主體溫（37 攝氏度）有敏銳的反應，引發重大的代謝轉變。我們的分析描繪了 25 攝氏度、37 攝氏度和 42 攝氏度下超過 1,750 個 RNA 的結構…
摘要 我們透過研究緩慢變化的外部電場觸發的電荷雪崩來探索三維庫侖玻璃在零度溫度下遠非平衡亞穩態的穩定性
摘要 我們透過研究緩慢變化的外部電場觸發的電荷雪崩來探索三維庫侖玻璃在零度溫度下遠非平衡亞穩態的穩定性。令人驚訝的是，我們在外部電場的臨界值處確定了從靜止電荷位移到非靜止電荷位移的明確定義的動態（「脫釘」）相變。使用粒子守恆動力學，僅在臨界場觀察到無標度系統跨越雪崩。我們表明，這種脫釘轉變的定性特徵與等效的短程模型完全不同，突顯了長程交互作用對於庫侖玻璃非平衡動力學的關鍵重要性…
摘要 北美在更新世晚期被狩獵採集人群殖民，而克洛維斯文化是這起事件最早有據可查的證據
摘要 北美在更新世晚期被狩獵採集人群殖民，而克洛維斯文化是這起事件最早有據可查的證據。關於殖民化過程的長期問題仍然存在，包括低密度人口在整個大陸上保持接觸的程度以及覓食區域是否重疊或在空間上離散。在這裡，我們使用網路方法來研究與北美最早的狩獵採集人群相關的土地利用空間結構。我們特別研究了非洲大陸考古遺址中用於石器製造的原料的共現情況。透過使用 84 個克洛維斯組合的資料庫，我們…
摘要 拓樸量子糾錯碼是目前最有希望有效處理量子裝置中固有的退相干效應的候選程式碼之一
摘要 拓樸量子糾錯碼是目前最有希望有效處理量子裝置中固有的退相干效應的候選程式碼之一。在數值上，它們的理論誤差閾值可以透過將潛在的量子問題映射到具有淬滅無序的相關經典統計機械自旋系統來計算。在這裡，我們提出了一般容錯機制的結果，其中我們考慮了量子位元和測量誤差。然而，與先前的研究不同，這裡我們獨立地改變不同誤差來源的強度。我們的結果突顯了複曲面和顏色代碼之間的特殊差異。這項研究…
摘要 快速偵測企業電腦網路防火牆內的攻擊者至關重要
摘要 快速偵測企業電腦網路防火牆內的攻擊者至關重要。異常檢測器透過量化與正常網路行為的基線統計模型的偏差來解決這個問題，並在觀察到的數據顯著偏離基線模型時發出入侵訊號。然而，許多異常檢測器沒有考慮合理的攻擊者行為。因此，異常檢測器很容易因異常但良性的活動而出現大量誤報。本文首先介紹了由現實世界攻擊者遍歷驅動的攻擊者行為的隨機模型。然後，我們開發了一種似然比偵測器，將正常條件下觀…
摘要 要實現全球氣候變遷減緩目標，可能需要與交通相關的溫室氣體排放在未來二十年內開始下降，然後繼續下降
摘要 要實現全球氣候變遷減緩目標，可能需要與交通相關的溫室氣體排放在未來二十年內開始下降，然後繼續下降。如今，消費者可以買到多種可以減少交通運輸部門排放的車輛技術和燃料。然而，最好的選擇是什麼？是否足以實現氣候政策目標？在這裡，我們研究了目前美國市場上 125 款輕型車型的成本和碳強度，並根據美國 2030 年、2040 年和 2050 年的減排目標對這些車型進行了評估，這些目…
摘要 我們提出了一種計算與磁電介質耦合的標量場的卡西米爾能量的通用方法
摘要 我們提出了一種計算與磁電介質耦合的標量場的卡西米爾能量的通用方法。我們考慮的標量模型可以應用於任意幾何形狀，並且它完全對應於平面層狀介質中電磁場的一種極化。從電磁場理論出發，我們研究平面介質中的兩個解耦極化，並開發世界線路徑積分，分別代表兩個極化，用於計算卡西米爾和卡西米爾 波爾德勢。然後，我們透過分析表明，在某些特殊情況下，耦合到介電介質的橫向電極化的路徑積分會收斂到正…
摘要 細胞類型是多細胞生物體的基本組成部分，並且在動物中廣泛多樣化
摘要 細胞類型是多細胞生物體的基本組成部分，並且在動物中廣泛多樣化。儘管最近在表徵細胞類型方面取得了進展，但分類方案仍然不明確。我們提出了細胞類型的進化定義，允許在物種內部和物種之間描述和比較細胞類型。細胞類型辨識的關鍵是轉錄因子「核心調節複合體」（CoRC）的演化變化，這些變化使新興的姊妹細胞類型與眾不同，使其能夠獨立進化並調節被稱為阿波粒的細胞類型特異性特徵。我們討論了發育…
摘要 我們的目標文章的主要目的是概述群體層面選擇對文化變異重要性的實證案例
摘要 我們的目標文章的主要目的是概述群體層面選擇對文化變異重要性的實證案例。這種變異在人類中是巨大的，但在其他物種中卻很小或不存在。作用於此變異的群體選擇過程是一個框架，用於解釋我們物種中發現的非親屬之間不尋常的合作程度。我們的文化群體選擇（CGS）案例遵循達爾文關於自然選擇的經典三段論：如果群體層面存在變異，如果這種變異是可遺傳的，並且它在競爭群體的成功或失敗中發揮作用，那麼…
摘要 目的－本文旨在提出一個基於經驗的學習框架，為永續發展的系統思維、規範和協作能力的發展提供一個由下而
摘要 目的－本文旨在提出一個基於經驗的學習框架，為永續發展的系統思維、規範和協作能力的發展提供一個由下而上、以學生為中心的切入點。設計/方法論/途徑－此框架將心智圖與探索性行走結合。它將測繪和步行活動與方法論和理論輸入以及反思和討論交織在一起。該框架將體驗活動（即心智圖和步行）與學習目標（即新手級永續發展能力）結合起來。作者將此框架應用於菲尼克斯/坦佩和漢堡/勒紐堡的學生活動，…
摘要 人類合作是非常不尋常的
摘要 人類合作是非常不尋常的。我們生活在一個大群體中，大部分由非親屬組成。進化論者對這種模式提出了多種解釋，包括文化群體選擇和更一般過程的擴展，例如互惠、親緣選擇和作用於基因的多層次選擇。演化過程是一致的；它們影響幾個不同的經驗領域，例如行為模式和該行為的近端驅動因素。在這篇目標文章中，我們概述了來自五個領域的證據，這些證據與文化群體選擇和競爭假設的解釋充分性有關，以解釋人類合…
摘要 U6 小核 RNA 是剪接機制的一部分
摘要 U6 小核 RNA 是剪接機制的一部分。它們表現出一些獨特的特徵，使它們有別於其他 snRNA。關於結構化非編碼 RNA 中內含子的報告非常罕見。然而，在幾種裂殖酵母屬物種和 2 種擔子菌門中，發現 U6 基因被內含子打斷。我們對 147 個目前可用的真菌基因組進行了同源性搜索，並在除 2 個之外的所有真菌基因組中鑑定出了 U6 基因。對它們的序列和預測的二級結構的詳細比…
摘要 雖然集體決策被認為是社會物種適應性的重要貢獻者，但從邏輯上講，相反的結果也是可能的
摘要 雖然集體決策被認為是社會物種適應性的重要貢獻者，但從邏輯上講，相反的結果也是可能的。我們表明，由個別野牛共享有關棲息地質量的錯誤訊息引導的集體運動決策促進了生態陷阱的使用。野牛與不同空間知識的頻繁但短暫的聯繫導致加拿大阿爾伯特王子國家公園及其周邊地區的野牛在 9 年來從迴避農業斑塊轉向選擇農業斑塊。野牛更有可能透過跟隨已經熟悉農業地的同種動物來首次前往農業地。由於在農田上…
摘要 基於標準加性熵 SBG 及其相關指數 BG 因子，有大量不屬於玻爾茲曼吉布斯 (BG) 統計機械世
摘要 基於標準加性熵 SBG 及其相關指數 BG 因子，有大量不屬於玻爾茲曼吉布斯 (BG) 統計機械世界的自然、人工和社會系統。這種複雜系統中的頻繁行為已被證明與 q 統計量密切相關，q 統計量基於非加性熵 S q（其中 S 1 = S BG）及其關聯的 q 指數因子，該指數因子概括了通常的 BG 因子。事實上，存在著多種性質截然不同的現象，這些現象可以透過表現出一些普遍特徵…
摘要 在這項工作中，我們展示了由文字建構的共現詞網路的全局拓撲特性，似乎是有意義的句子的指紋
摘要 在這項工作中，我們展示了由文字建構的共現詞網路的全局拓撲特性，似乎是有意義的句子的指紋。我們觀察到這些網路的許多統計特性取決於單字的頻率，然而，其他特性似乎嚴格地由語法決定。我們的結果表明，這似乎是意義的下限，取決於平均詞連通性和詞連通性相關性之間的相關性。這種屬性除了只存在於有意義的文本中，並且迄今為止不存在於伏尼契手稿等未解碼的文本中，而且還為自然語言所獨有，使我們能…
摘要 規模獨立性是複雜系統的常見特徵，這意味著資源的分佈高度傾斜，沒有特徵規模
摘要 規模獨立性是複雜系統的常見特徵，這意味著資源的分佈高度傾斜，沒有特徵規模。長期以來，研究一直關注為什麼蛋白質網絡、演化和股票行為等各種系統都具有尺度獨立性。假設它們確實如此，我們在這裡重點描述這種行為是如何出現的，與通常考慮的更理想化的模型相反。我們得出這樣的猜想：解釋尺度獨立性成長的最小模型僅涉及兩個耦合的動力學特徵：第一個是眾所周知的優先附著原理，第二個是延遲時間尺度…
摘要 心血管網絡透過多代血管的分支跨越身體
摘要 心血管網絡透過多代血管的分支跨越身體。由此產生的結構可長距離輸送血液，透過毛細血管水平相對短程的擴散過程為所有細胞提供氧氣。實現毛細血管這種密度和普遍性的網絡結構特徵通常稱為空間填充。填充空間的策略有很多，但有些策略需要太多的建築材料或空間、輸送資源太慢或使用太多的能量在系統中移動血液，無法形成生物適應性結構。我們以經驗測量真實網絡（18 個人和 1 隻小鼠）的結構，…
摘要 我們引入了一種網路統計量，可以測量微觀、中觀和宏觀尺度的結構特性，同時仍然易於計算和一目了然
摘要 我們引入了一種網路統計量，可以測量微觀、中觀和宏觀尺度的結構特性，同時仍然易於計算和一目了然。我們的統計數據洋蔥譜基於洋蔥分解，它改進了 k 核分解，這是一種標準的網路指紋識別方法。洋蔥譜與 k 核一樣容易計算：它基於計算 k 核的標準演算法中從圖中刪除每個頂點的階段。然而，洋蔥譜揭示了更多關於網路的多尺度資訊。例如，它可用於量化節點異質性、度相關性、中心性以及樹或格狀性…
摘要 許多真核生物的顯著特徵之一是其基因組的編碼和非編碼元件明顯存在大量冗餘
摘要 許多真核生物的顯著特徵之一是其基因組的編碼和非編碼元件明顯存在大量冗餘。儘管可能具有演化優勢，但病毒基因組中冗餘序列的例子較少，尤其是那些具有 RNA 基因組的病毒。目前RNA病毒基因組中限制冗餘序列維持的因素尚不清楚。在這裡，我們使用菸草蝕刻病毒（一種植物 RNA 病毒），透過產生具有潛在有益基因重複的病毒來研究遺傳冗餘序列的穩定性。隨後，我們測試了這些病毒的生存能力並…
摘要 基因組內基因的組織順序在親緣關係較遠的物種之間通常不保守
摘要 基因組內基因的組織順序在親緣關係較遠的物種之間通常不保守。然而，在病毒目和科內，觀察到基因順序的強烈保守性。儘管基因表現的調控是病毒的重要限制因素之一，但限製或促進基因順序多樣性的因素在很大程度上尚不清楚。在這裡，我們研究了為什麼編碼單一多蛋白的正鏈 RNA 病毒在其真正的多細胞宿主環境中基因順序是保守的。最初，我們確定了替代基因順序演化的最合理的軌跡。隨後，我們透過建構…
摘要 植物和動物的最初馴化以及隨後農業經濟的出現，一萬多年前在世界許多不同地區獨立開始，代表了地球歷史上
摘要 植物和動物的最初馴化以及隨後農業經濟的出現，一萬多年前在世界許多不同地區獨立開始，代表了地球歷史上的重大進化轉變。正是這些馴化動物以及以此為基礎的農業經濟，形成了人類在過去十千年中大幅改變地球陸地生態系統的槓桿。過去 40 年來對這種從狩獵採集經濟轉變為糧食生產經濟的一般解釋是基於標準進化理論 (SET)，並採用了單向適應的假設，即環境變化和物種適應。在這裡，我將這些提出…
摘要 我們提出了理論基礎和實際實現，使代數動態規劃方法可用於多上下文無關語法
摘要 我們提出了理論基礎和實際實現，使代數動態規劃方法可用於多上下文無關語法。這允許制定最佳化問題，其中搜尋空間可以透過這種語法以簡潔的方式描述，並且可以有效地獲得解決方案。這改進了先前的技術水平，先前的技術水平需要基於手寫動態程式遞歸的複雜程式碼。我們將我們的方法應用於計算生物學中的 RNA 假結二級結構預測問題。附錄和支援文件可參閱：
摘要 人類學和歷史學界長期以來一直爭論過去經濟變革的決定因素在何種程度上與今天的經濟變革的決定因素在任何
摘要 人類學和歷史學界長期以來一直爭論過去經濟變革的決定因素在何種程度上與今天的經濟變革的決定因素在任何特定方面都相似。在本文中，我們研究了在當代城市系統中顯而易見的物質產出的聚居規模回報遞增的程度，在秘魯中部安第斯山脈的前西班牙晚期塔爾馬和曼塔羅流域中也發揮著作用。對各個定居點和家庭物質產出的代理衡量標準表明，該地區在併入印加帝國後經歷了顯著的經濟擴張。西元 1450 年。我…
摘要 我們將最近引入的齊次福克 普朗克方程式的自由能形式擴展到一類廣泛的、物理上有吸引力的非齊次非線性福
摘要 我們將最近引入的齊次福克 普朗克方程式的自由能形式擴展到一類廣泛的、物理上有吸引力的非齊次非線性福克 普朗克方程式。在我們的方法中，自由能泛函用熵泛函和輔助勢來表示，兩者都源自於方程式的係數。參考引入的熵泛函，我們討論趨向平衡的弛豫過程中的熵產生。也討論了所考慮的福克 普朗克方程式的平穩解的性質。
摘要 具有冪律長程相互作用的一維伊辛自旋玻璃模型是一個有用的代理模型，可用於研究更高空間維度的自旋玻璃，
摘要 具有冪律長程相互作用的一維伊辛自旋玻璃模型是一個有用的代理模型，可用於研究更高空間維度的自旋玻璃，並用於尋找自旋玻璃狀態從破壞複製對稱性轉變為液滴行為的維度。為此，我們計算了描述週期邊界條件和反週期邊界條件之間自由能差異的指數。進行數值工作是為了支持計算中所做的一些假設，並確定相互作用冪律的界面自由能指數的行為。我們的界面自由能指數數值結果受到有限尺寸問題的嚴重影響。
摘要 我們分析了玻爾茲曼 吉布斯熵和非加性 q 熵的線性組合的極值分佈
摘要 我們分析了玻爾茲曼 吉布斯熵和非加性 q 熵的線性組合的極值分佈。我們證明這種分佈可以用蘭伯特函數來表示。熵泛函和極值分佈都可以與從具有非線性轉移率的主方程式獲得的非線性 Fokker Planck 方程式相關聯。此外，我們還評估了透過高斯分佈（極化玻爾茲曼 吉布斯熵）和 q 高斯分佈（極端化 q 熵）的線性組合來評估極端化熵。我們給出了 q = 0 的明確表達式，並對其…
摘要 地震、颱風、市場崩盤、電網停電、洪水、乾旱、戰爭和衝突以及山體滑坡等系統中的大型破壞性事件可能是意
摘要 地震、颱風、市場崩盤、電網停電、洪水、乾旱、戰爭和衝突以及山體滑坡等系統中的大型破壞性事件可能是意想不到的和毀滅性的。許多此類系統中的事件顯示了冪律的頻率大小統計資料。之前，我們提出了一種計算此類系統中大型事件機率的新方法。此方法計算自上次大事件以來小事件的數量，然後使用威布爾機率定律將此計數轉換為機率。我們將此方法應用於美國加州 內華達州大地震機率的計算。在這項研究中，…
摘要 我們透過蒙特卡羅方法和解析近似研究伊辛自旋玻璃中零場中自旋玻璃轉變附近和場中德阿爾梅達 托利斯轉變
摘要 我們透過蒙特卡羅方法和解析近似研究伊辛自旋玻璃中零場中自旋玻璃轉變附近和場中德阿爾梅達 托利斯轉變處的有限尺寸效應。在零場中，與 Sherrington Kirkpatrick 平均場自旋玻璃模型的自旋玻璃磁化率相關的有限尺寸標度函數與具有冪律長程相互作用的一維自旋玻璃模型具有相同的形式，在該範圍內它們可以作為高於上臨界尺寸的 Edwards Anderson 短程自旋玻…
摘要 細菌會表現許多小RNA，由於標準毒力測定中缺乏可靠的表型，這些小RNA在發病機制中的調節作用仍知之
摘要 細菌會表現許多小RNA，由於標準毒力測定中缺乏可靠的表型，這些小RNA在發病機制中的調節作用仍知之甚少。在這裡，我們使用通用的「雙 RNA 定序」方法來同時分析傷寒沙門氏菌感染過程中病原體和宿主的 RNA 表達，並揭示細菌核糖調節劑的分子影響。我們鑑定了一種 PhoP 活化的小 RNA PinT，它在細菌內化時暫時控制入侵相關效應子和細胞內生存所需的毒力基因的表達。這種核…
摘要 作為本期關於開發使用 Crofelemer (CF) 作為模型化合物的複雜混合物藥物比較表徵數學模
摘要 作為本期關於開發使用 Crofelemer (CF) 作為模型化合物的複雜混合物藥物比較表徵數學模型的三部分系列文章的第二篇，本文重點評估 CF 的化學穩定性。 CF 是一種含有原花青素低聚物混合物的生物聚合物，其主要由沒食子兒茶素組成，兒茶素也有少量貢獻。從藥品中提取的 CF 進行基於分子量的分級和硫解。選擇溫度應力和金屬催化氧化進行加速和強制降解研究。對受壓 CF 樣…
摘要 同質性，即個人與具有相似特徵的其他人交往的傾向，已被認為是社會關係形成和演變的主要驅動力
摘要 同質性，即個人與具有相似特徵的其他人交往的傾向，已被認為是社會關係形成和演變的主要驅動力。在許多情況下，尚不清楚同質性是否是社會化過程的結果，即個體根據該特徵在當地社交網絡中的主導地位來改變自己的特徵，或者是否是選擇過程的結果，在該過程中，個體重塑其社交網絡，使他們的特徵與新環境中的特徵相匹配。在這裡，我們展示了高中生和大學生學業成績強同質性的詳細時間形成。我們分析了一個…
摘要 目的：本研究的目的是評估使用人工耳蝸 (CI) 的語前聾青少年在參與參考溝通任務時對話語策略的使用
摘要 目的：本研究的目的是評估使用人工耳蝸 (CI) 的語前聾青少年在參與參考溝通任務時對話語策略的使用和韻律的產生。我們預測，與正常聽力 (NH) 的使用者相比，CI 使用者在完成任務時會發出更多指令 (DIR)，並更少使用資訊請求 (IR)。我們也預測，在發出這些 IR 和 DIR 訊號時，CI 使用者將產生比 NH 揚聲器更小的 F0 上升幅度。設計：八名語前聾啞青少年 …
摘要 演化約束是生物系統產生的表型變異的偏差或限制
摘要 演化約束是生物系統產生的表型變異的偏差或限制。我們知道此類限制的例子，但我們對任何一種生物系統的限製程度和原因都沒有系統的了解。我們在這裡研究新陳代謝、基因組編碼的酶催化生化反應的複雜網絡，以及它們在產生允許在新碳源上生存的新表型時所經歷的限制。我們的計算方法並不限制我們分析任何一種生物體的受限變化，而是使我們能夠量化任何新陳代謝所經歷的限制。具體來說，我們研究了在 50…
摘要 透過亞利桑那州立大學 (ASU) 數學與理論生物學研究所 (MTBI) 本科生參與者的研究，強調應
摘要 透過亞利桑那州立大學 (ASU) 數學與理論生物學研究所 (MTBI) 本科生參與者的研究，強調應用數學在生命和社會科學中的作用，我們簡要介紹了該社區從故意將科學議程讓渡給本科生參與者的研究模式中學到的東西。在過去的 21 年裡，MTBI 的夏季研究計畫一直致力於培訓各類學生研究人員，讓他們掌握主要在數學、生命和社會科學領域中識別和調查問題的藝術。本文的核心是從二十一個本…
摘要 背景：已確認寨卡病毒 (ZIKV) 在德克薩斯州和佛羅裡達州的本地傳播，增加了對美國南部高風險地區
摘要 背景：已確認寨卡病毒 (ZIKV) 在德克薩斯州和佛羅裡達州的本地傳播，增加了對美國南部高風險地區自我維持傳播的早期、準確指標的需求。鑑於 ZIKV 的低報告率和適當條件下的地理差異，一組報告的病例可能反映不同的情況，從獨立傳入到自我維持的當地流行病。方法：我們提出了一個即時 ZIKV 風險評估的定量框架，該框架捕捉病例報告、輸入和媒介人際傳播動態中的不確定性。結果：我們…
摘要 生物多樣性由生態系統提供的服務維持，並且對於生態系統提供的服務至關重要
摘要 生物多樣性由生態系統提供的服務維持，並且對於生態系統提供的服務至關重要。不同的物種會以不同的方式或適應性策略使用這些服務，並透過不斷的創新及時維持。利用這個框架，我們假設了一個有限世界中生物物種（智人）的模型，其中旨在增加生態系統服務通量（棲息地質量的衡量標準）的創新隨著人口規模的增加而增加，並對新創新的產生（正反饋）以及對生態系統服務的提供產生負面影響的成本產生積極影響…
摘要 對於單語和單方言使用者來說，對母語語音類別的協調和詞典中相關語音特徵的規範發生在發展的早期
摘要 對於單語和單方言使用者來說，對母語語音類別的協調和詞典中相關語音特徵的規範發生在發展的早期。然而，很少有研究調查早期接觸一種語言的兩種方言是否以及如何影響語音類別的發展，特別是當音位對比僅存在於一種方言中時。這項研究比較了澳洲英語成年聽眾對音位元音長度錯誤發音的感知敏感性，無論是否早期接觸過另一種沒有這種對比的英語方言。結果表明，雖然單方言和雙方言群體對元音長度的錯誤發音…
摘要 背景：最近對人類腸道微生物組的宏基因組分析發現，個體間的分類組成有顯著差異
摘要 背景：最近對人類腸道微生物組的宏基因組分析發現，個體間的分類組成有顯著差異。然而值得注意的是，這些研究經常報告顯著的功能一致性，微生物組的基因組成或其整體代謝能力的變化相對較小。結果：在這裡，我們解決了分類學和功能變異之間的這種令人驚訝的差異，並開始追蹤其起源。具體來說，我們證明在微生物組研究中觀察到的功能一致性至少部分歸因於常見的計算宏基因組處理程序，這些程序掩蓋了微生…
摘要 人們對使用電子尼古丁輸送系統 (ENDS) 的原因知之甚少，並且主要透過昂貴的橫斷面調查來記錄，這
摘要 人們對使用電子尼古丁輸送系統 (ENDS) 的原因知之甚少，並且主要透過昂貴的橫斷面調查來記錄，這些調查使用先入為主的封閉式回答選項，而不是允許受訪者使用自己的語言。我們透過 Twitter 上公開貼文的內容分析，被動地確定縱向使用 ENDS 的原因。 2012 年和 2015 年期間，從 Twitter 資料流中捕獲了所有英語公共推文，包括幾個 ENDS 術語（例如「電…
摘要 我們考慮 1 + 1 維的非線性狄拉克方程，在存在外力以及存在 gamma(0)f(x, t) i
摘要 我們考慮 1 + 1 維的非線性狄拉克方程，在存在外力以及存在 gamma(0)f(x, t) i mu gamma(0)Psi 形式的阻尼的情況下具有標量 標量自相互作用，其中 f,{f(j) = r(j)e(iKjx)} 和 Psi 都是雙分量旋量。我們開發了一種使用集體座標的近似變分方法來研究孤立波對這些外力的時間相關響應。在我們先前的論文中，我們假設 K j = …
摘要 背景：理論表明，高毒性可能會阻礙微寄生蟲在宿主之間的傳播，因此毒力將演變成較低水平
摘要 背景：理論表明，高毒性可能會阻礙微寄生蟲在宿主之間的傳播，因此毒力將演變成較低水平。另外，高毒力的微寄生蟲也可能限制宿主的發育，從而限制它們可用的宿主資源和它們自己的宿主內有效族群規模。在這種情況下，高毒性可能會抑制突變供應率並增加遺傳漂變對微寄生蟲族群作用的強度。因此，這種替代解釋限制了微寄生蟲適應宿主的潛力，並最終限制了進化出較低毒性的能力。作為對這一假設的首次探索，…
摘要 基於RNA的調控的重要性變得越來越明顯
摘要 基於RNA的調控的重要性變得越來越明顯。全基因組定序工作表明，真核基因組中的大部分 DNA 都是轉錄的。用於全基因組檢測 RNA 蛋白質相互作用的 CLIP 等先進高通量技術表明，RNA 結合蛋白的轉錄後調控與轉錄調控的複雜性相符。由於對基於 RNA 的數據進行專門和綜合分析的需求，德國生物資訊基礎設施網絡 (de.NBI) 內成立了 RNA 生物資訊中心 (RBC)。本…
摘要 重組對於適應性演化的好處和壞處已經在理論上和實驗上進行了研究，預測和觀察相互矛盾
摘要 重組對於適應性演化的好處和壞處已經在理論上和實驗上進行了研究，預測和觀察相互矛盾。大多數相關實驗在不變的環境中檢查重組的影響，而不是研究其全基因組影響。在這裡，我們透過將新的營養 L 阿拉伯糖或吲哚引入到環境中，在不斷變化的環境中進化出了高度重組 R+ 或低度重組 R 大腸桿菌菌株的六個複製群體。該實驗的祖先菌株無法依靠這些營養物質存活，但 130 代的適應性進化足以使它…
摘要 對熱接觸中兩個長程相互作用類 Fermi Pasta Ulam 模型（β 型）的弛豫到平衡進行了數
摘要 對熱接觸中兩個長程相互作用類 Fermi Pasta Ulam 模型（β 型）的弛豫到平衡進行了數值研究。這些具有不同尺寸和能量密度的系統透過一些熱接觸（短程諧波彈簧）相互耦合。透過使用溫度的動力學定義，我們計算了兩個系統的溫度和能量密度的時間演化。最終，在一段時間 t t(eq) 內，耦合系統的溫度和能量密度平衡到與標準玻爾茲曼 吉布斯恆溫統計一致的值。平衡時間 t(e…
摘要 如何充分利用零散資源
摘要 如何充分利用零散資源？我們引入了一種最小開發 遷移模型，該模型結合了透過隨機遊走建模的搜尋者軌跡與搜尋者消耗資源導致的環境消耗之間的耦合。當搜尋器連續 S 個步驟沒有找到資源時，也會遷移到新補丁。我們計算該非馬可夫搜尋器在時間 t 消耗的資源 F t 的分佈，並表明透過探索多個補丁可以最大化消耗。在一維中，我們推導出最大化 F t 的最優策略。此策略對於補丁內的資源分配和…
摘要 預測發現的願望——提前了解將會發現什麼、由誰發現、何時何地發現——幾乎遍及現代科學的各個方面，從科
摘要 預測發現的願望——提前了解將會發現什麼、由誰發現、何時何地發現——幾乎遍及現代科學的各個方面，從科學家個人到出版商，從資助機構到招聘委員會。在這篇文章中，我們調查了「科學的科學」這個新興的跨學科領域，以及它告訴我們關於科學發現的可預測性的知識。然後，我們討論未來改進科學預測的機會及其對科學界的潛在影響，無論是正面的還是負面的。
摘要 臨界點 p=p 處滲透中每個位點的簇數 n(p) 本身並不是通用量；它取決於晶格和滲透類型（位點或
摘要 臨界點 p=p 處滲透中每個位點的簇數 n(p) 本身並不是通用量；它取決於晶格和滲透類型（位點或鍵）。然而，它的許多屬性，包括有限尺寸校正、p 的縮放行為以及振幅比，都顯示出不同程度的普遍行為。其中一些是普遍的，因為行為取決於系統的形狀，而不是晶格類型。在這裡，我們透過對幾個二維和三維系統進行廣泛的研究，透過高階級數分析、蒙特卡羅模擬和精確枚舉，從理論上闡明了 n(p)…
摘要 厚壁菌門是一個細菌門，主導著許多對人類健康和工業具有重要意義的多種微生物棲息地
摘要 厚壁菌門是一個細菌門，主導著許多對人類健康和工業具有重要意義的多種微生物棲息地。儘管這些群落通常密集定植，但厚壁菌門利用的廣泛分佈的依賴接觸的細菌間拮抗機制尚未闡明。在這裡，我們證明中間鏈球菌中存在的屬於 LXG 多態性毒素家族的蛋白質介導不同厚壁菌門物種的細胞接觸和 Esx 分泌途徑依賴性生長抑制。其中一種毒素的結構揭示了一種以前未觀察到的蛋白質折疊，我們證明它可以指導…
摘要 我們使用侵入滲流來計算雙曲平面的曲面細分 {P, Q} 的鍵和位點滲流閾值 pc（無限簇的存在）和
摘要 我們使用侵入滲流來計算雙曲平面的曲面細分 {P, Q} 的鍵和位點滲流閾值 pc（無限簇的存在）和 pu（無限簇的唯一性）的數值，其中 Q 面在每個頂點相交，每個面都是 P 邊形。我們的值精確到小數點後六位或七位，使我們能夠探索它們對 P 和 Q 的函數依賴性，並以數值方式計算關鍵指數。我們也證明了 pc 和 pu 的嚴格上限和下限，可用來找出兩個閾值作為 P 和 Q 函…
摘要 我們用 q 指數函數引入 d 維狄拉克 δ 函數的廣義表示
摘要 我們用 q 指數函數引入 d 維狄拉克 δ 函數的廣義表示。我們將這種新的表示法應用於所謂的 q 傅立葉變換的研究，並建立了分析程序，透過該程序可以將其對任何 d 值進行反演。我們最後說明了 q 變形對傅立葉級數展開的吉布斯現象的影響。
摘要 了解病原體的複製速度和免疫系統的反應速度對於預測新出現的病原體的流行病傳播非常重要
摘要 了解病原體的複製速度和免疫系統的反應速度對於預測新出現的病原體的流行病傳播非常重要。理論上，宿主體型與代謝率的相關性預計會影響病原體複製率和免疫系統反應率。在這裡，我們使用被通用病原體（西尼羅河病毒；WNV）感染的多種鳥類的病毒時間進程的數學模型來更徹底地測試疾病進展和免疫反應如何依賴群體和宿主系統發育。我們使用分層貝葉斯模型與疾病動力學的非線性動力學模型相結合，以納入宿…
摘要 我們討論了小擾動對 1 + 1 維非線性薛丁格方程式無節點解的影響，該方程式是由早期考慮的宇稱時間
摘要 我們討論了小擾動對 1 + 1 維非線性薛丁格方程式無節點解的影響，該方程式是由早期考慮的宇稱時間對稱超電勢導出的外部複電勢 (Kevrekidis et al 2015 Phys. Rev. E 92 042901)。特別地，我們考慮非線性偏微分方程 {i 偏導數(t) + 偏導數(2)(x) + g 豎條 psi(x, t)豎條(2) V+(x)} psi(x, t)…
摘要 對動物觀眾效應以及更廣泛的聲音交流的研究極大地增加了我們對行為的發展、生態和演化的理解
摘要 對動物觀眾效應以及更廣泛的聲音交流的研究極大地增加了我們對行為的發展、生態和演化的理解。 ……這種方法反過來可能會增加我們對動物的感覺、知覺和認知能力的理解。
摘要 人類微生物組在人類健康中發揮著重要且日益被認可的作用
摘要 人類微生物組在人類健康中發揮著重要且日益被認可的作用。微生物組的研究通常使用 I 6S rRNA 基因的標靶定序、全宏基因組鳥槍法定序或其他元組學技術來表徵微生物組的組成、活性和動態。處理、分析和解釋這些數據涉及大量計算工具，旨在過濾、聚類、註釋和量化所獲得的數據，並最終提供微生物群落分類、功能能力和行為的準確且可解釋的概況。然而，這些工具通常在分辨率和準確性方面受到限制…
摘要 樣本空間縮減 (SSR) 過程是簡單的隨機過程，它提供了一種新的途徑來理解路徑相關過程中的縮放
摘要 樣本空間縮減 (SSR) 過程是簡單的隨機過程，它提供了一種新的途徑來理解路徑相關過程中的縮放。在這裡，我們定義了一個級聯過程，該過程概括了最近定義的 SSR 過程，並且能夠產生具有任意指數的冪律。我們透過分析證明狀態的頻率分佈是冪律，其指數與級聯過程的乘法參數一致。此外，我們表明，在 SSR 級聯中施加能量守恆使我們能夠恢復費米在宇宙射線能譜上的經典結果，其通用指數為 …
摘要 當先前的自主有機體進化成為新的「更高層次」有機體的一部分時，就會發生個體進化轉變（ETI）
摘要 當先前的自主有機體進化成為新的「更高層次」有機體的一部分時，就會發生個體進化轉變（ETI）。 ETI 期間必須克服的首要障礙之一是高級實體（例如多細胞群體）中達爾文進化論的出現，以及較低級別單位（例如單一細胞）中達爾文自主性的喪失。在這裡，我們研究了簡單的高級生命週期如何成為 ETI 期間的關鍵創新，從而允許這種適應度的轉移「免費」發生。具體來說，我們展示了新的生命週期如…
摘要 分析人類如何與其更大的生態系統（以及在其內部）互動，有助於更細緻地了解過去的生活方式
摘要 分析人類如何與其更大的生態系統（以及在其內部）互動，有助於更細緻地了解過去的生活方式。為了實現這一目標，我們使用食物網模型來重建公元 750 年至公元 1300 年間居住在梅薩維德中部地區的祖先普韋布洛人的生物環境。該框架透過將人類與他們所消耗的物種聯繫起來，可以調查物種引入和清除的影響。我們將科羅拉多州西南部 4,600 平方公里地區的多個考古組合的歷時性檢查與每個現代…
摘要 無標度網路現在非常流行，因為許多系統都可以很好地用這種結構來表示
摘要 無標度網路現在非常流行，因為許多系統都可以很好地用這種結構來表示。為了研究這些系統，提出了幾種模型。然而，它們大多數都沒有考慮節點到節點的歐幾里德距離，即地理距離。在實際網路中，站點之間的距離可能非常相關，例如那些旨在最小化成本的情況。在這種情況下，我們研究了 Bianconi Barabasi 模型中維度 d 的作用，該模型具有涉及歐幾里德距離的優先附著增長。此模型中的…
摘要 西南部高地北部的前西班牙社會的等級制度或平等主義程度仍然存在爭議，並且似乎隨著時間的推移而發生了變
摘要 西南部高地北部的前西班牙社會的等級制度或平等主義程度仍然存在爭議，並且似乎隨著時間的推移而發生了變化。本文透過使用村莊生態動力學計畫基於代理的模型的擴展來模擬等級制度和戰爭的共同演化，研究了西南北部跨村莊政體的合理性。我們還彙編了普韋布洛西南部三個大地區的居住和儀式空間 (kivas) 的人口規模分佈以及使用它們的社會群體的經驗數據，並隨著時間的推移對這些數據進行了分析。…
摘要 人類轉錄組中長鏈非編碼 RNA (lncRNA) 的多樣性與對其功能及其保護和進化的稀疏探索形成鮮
摘要 人類轉錄組中長鏈非編碼 RNA (lncRNA) 的多樣性與對其功能及其保護和進化的稀疏探索形成鮮明對比。大部分非編碼人類基因組的普遍轉錄使得 lncRNA 的演化年齡和保護模式成為人們感興趣的議題。然而，這是一個相當未經探索的領域，而且不像蛋白質編碼基因那麼容易確定。儘管有一些實驗研究的案例在序列層面上是保守的，但大多數lncRNA表現出較弱或無法追蹤的一級序列保守性。…
摘要 我們介紹由某些隱含半馬可夫模型產生的過程的最小最大預測模型（epsilon 機）
摘要 我們介紹由某些隱含半馬可夫模型產生的過程的最小最大預測模型（epsilon 機）。它們的因果狀態可以是離散的、混合的或連續的隨機變量，並且因果狀態轉換由偏微分方程描述。作為一個應用，我們對連續時間更新過程的 epsilon 機進行了完整的分析。這導致了它們的熵率、統計複雜性、過剩熵和微分資訊解剖率的封閉式表達式。
摘要 振盪化學反應產生的化學能和自由基用於從單體單元的均勻溶液合成聚合物囊泡
摘要 振盪化學反應產生的化學能和自由基用於從單體單元的均勻溶液合成聚合物囊泡。 Belousov Zhabotinsky (B Z) 反應定期形成的自由基引發聚乙二醇鏈轉移劑 (PEG CTA) 和水中親水性丙烯腈單體之間的自由基聚合。疏水鏈在親水 PEG 鏈上的生長誘導聚合兩親物自組裝，形成微米大小的囊泡，捕捉活躍的振盪 B Z 反應。在我們的實驗條件下，囊泡內外的不同化學環…
摘要 我們透過在一大類倍週期圖中計算弱噪音極限下乾草叉分岔臨界漲落的精確勢來擴展動力系統中的準勢理論
摘要 我們透過在一大類倍週期圖中計算弱噪音極限下乾草叉分岔臨界漲落的精確勢來擴展動力系統中的準勢理論。這些遠離平衡的漲落由有限大小平均場理論描述，將它們的靜態屬性置於與完整圖上的伊辛模型相同的普適性類別中。我們證明，噪音倍週期分岔的有效系統大小沿著倍週期混沌路徑表現出普遍的縮放行為。
摘要 我們表明，教科書系統中單字出現的動態突發歸因於單字關聯網路的模組化
摘要 我們表明，教科書系統中單字出現的動態突發歸因於單字關聯網路的模組化。首先，引入動態突發性測量來量化教科書中單字出現的突發性。這種測量的優點是動態突發性可分解為兩個貢獻：一個來自事件間方差，另一個來自記憶效應。將物理教科書系統的網路結構與不存在記憶或變異數效應的替代隨機教科書的網路結構進行比較，我們發現網路模組化隨著動態突發而係統地增加。表示節點與模組綁定的聯繫強度的單字的…
摘要 同行評審是科學傳播的黃金標準，但其保證已發表研究品質的能力仍難以驗證
摘要 同行評審是科學傳播的黃金標準，但其保證已發表研究品質的能力仍難以驗證。最近的模型研究表明，同行評審對審查者的不當行為很敏感，有人聲稱，審查者破壞他們認為是競爭的工作可能會嚴重損害出版物的品質。在這裡，我們研究了次優審稿實踐的哪些方面對品質影響最大，並測試了編輯可能用來應對這些問題的不同緩解策略。我們發現，對出版文獻品質的最大危害不是對高品質稿件的自私拒絕，而是對低品質稿件…
摘要 級聯行為無所不在，從電網故障 (1) 到金融市場的「閃電崩盤」(2, 3)，再到「阿拉伯之春」等政
摘要 級聯行為無所不在，從電網故障 (1) 到金融市場的「閃電崩盤」(2, 3)，再到「阿拉伯之春」等政治運動的蔓延 (4)。這些級聯的原因多種多樣，有許多未知因素，這使得它們極難預測或控制。特別具有挑戰性的是因網路（例如電網、供應鏈和運輸網路）中的流量重組而產生的級聯故障。在這裡，網路邊緣（或「連結」）具有一些固定的容量，我們看到一些小的干擾很容易被抑制，但其他看似相似的干擾…
摘要 認知神經科學的一個中心問題是，大量僅具有部分重疊資訊的神經元的分佈式行為如何在整個生物體層面上產生
摘要 認知神經科學的一個中心問題是，大量僅具有部分重疊資訊的神經元的分佈式行為如何在整個生物體層面上產生統一的、連貫的決策。我們透過研究在視覺運動方向辨別任務期間從具有 169 個通道的多電極陣列記錄的神經尖峰行為來解決這個問題。眾所周知，在這項任務中，神經尖峰行為有兩個不同的階段。在這裡，我們展示了第一階段是一個分散或不可壓縮的階段，其中透過匯集來自許多單元的資訊大大減少了決…
摘要 許多自適應系統都位於臨界點附近
摘要 許多自適應系統都位於臨界點附近。對於接近臨界點的系統，組件行為的微小變化可能會導致聚合結構和功能的大規模變化。當環境改變時，臨界性可以自適應，但會因敏感度而降低穩健性。當關鍵性可以調整時，這種權衡就可以解決。我們使用動物社會模型系統（Macaca nemestrina，n = 48）的戰鬥規模資料來解決關鍵性有限度量的控制。我們發現，異質的社會組織系統，如同質的空間系統（…
摘要 回顧了量子物理學兩個重要方程式（即薛丁格方程式和克萊因 戈登方程式）推廣的最新進展
摘要 回顧了量子物理學兩個重要方程式（即薛丁格方程式和克萊因 戈登方程式）推廣的最新進展。這些概括呈現非線性項，其特徵在於取決於指數 q 的指數，從而在極限 q 1 內恢復標準線性方程式。有趣的是，這些方程式呈現了一個常見的、類似孤子的行進解，該解是用在非廣延統計力學中自然出現的 q 指數函數編寫的。在這兩種情況下，對於任意 q 值，都保留了相應的眾所周知的愛因斯坦能量動量關係…
摘要 疫苗可以說是緩解大流行性流感最重要的手段
摘要 疫苗可以說是緩解大流行性流感最重要的手段。然而，正如 2009 年 H1N1 大流行期間一樣，有效疫苗的大規模免疫可能要等到大流行真正開始時才能開始。在美國，州級公共衛生機構負責在疫苗提供給優先接種疫苗的人群時快速、公平地分配疫苗。考慮到幾種疫苗類型的供應有限且不確定，並且考慮到具有不同風險狀況和疫苗可接受性的競爭優先群體，分配決策在道德和邏輯上可能很複雜。我們引入了一種…
摘要 許多英語國家的孩子在兩歲之前就在自發性言語中使用複數名詞形式，並在生產任務中表現出對複數詞形變化的
摘要 許多英語國家的孩子在兩歲之前就在自發性言語中使用複數名詞形式，並在生產任務中表現出對複數詞形變化的某種理解。然而，一項多式聯運優先研究的結果表明，24 個月大的嬰兒缺乏對名目複數形態的理解（Kouider、Halberda、Wood 和 Carey，2006）。本研究的目標是使用一組語音和形態控制的刺激來重新檢視這個問題。結果表明，24 個月大的孩子確實表現出了對名目複數…
摘要 人類介導的生物交換產生了全球社會和生態影響
摘要 人類介導的生物交換產生了全球社會和生態影響。在南撒哈拉以南非洲，一些家養動物和共生動物是在前現代時期從亞洲引入的。然而，這些引入的時間和性質仍然存在爭議。一個模型支持公元一千年中期之後傳入非洲東海岸，而另一個模型則假設傳入時間可以追溯到公元前 3000 年。這些獨特的情境對於理解長距離海上連通性的出現以及引進物種的生態和經濟影響具有重要意義。鑑於缺乏高精度發掘的年代明確的…
摘要 我們討論了從宇稱時間 (PT) 對稱超勢 W(x) 導出的外部勢中一般非線性薛定諤方程在 1 +
摘要 我們討論了從宇稱時間 (PT) 對稱超勢 W(x) 導出的外部勢中一般非線性薛定諤方程在 1 + 1 維中的解的穩定性特性，我們之前在 Kevrekidis 等人 (2015 Phys. Rev. E 92 042901) 中考慮過這一點。特別是，我們考慮非線性偏微分方程 {i 偏導數(t) + 偏導數(2)(x) V(x)+g 豎條 psi(x, t)豎條(2 ka…
摘要 生物體通常具有潛在特徵，這些特徵是其他適應的副產品
摘要 生物體通常具有潛在特徵，這些特徵是其他適應的副產品。這些潛在特徵本身並不具有適應性，但可以在適當的環境中變得適應性強。在這裡，我討論了此類特徵的幾個例子。它們的豐富性表明，環境變化而不是新的突變通常可能限制演化適應和創新的起源。這很重要，因為環境的變化速度比新突變出現的速度快得多。我介紹了一個概念模型，可以區分突變限制性狀起源和環境限制性狀起源，並提出實驗如何幫助區分它們…
摘要 關於病原體菌株之間宿主競爭的現有理論提出，免疫選擇可以導致由離散的、弱重疊的抗原庫組成的菌株結構的
摘要 關於病原體菌株之間宿主競爭的現有理論提出，免疫選擇可以導致由離散的、弱重疊的抗原庫組成的菌株結構的維持。這種應變理論的預測與生態學中關於生態位劃分和生態系統中共存物種之間的限制相似性的基本思想在概念上有重疊，這些基本思想反對中性共存的假設。對於惡性瘧原蟲，菌株理論是針對血液階段的主要表面抗原（稱為 PfEMP1）專門提出的，由稱為 var 基因的多拷貝多基因家族編碼。對西…
摘要 複雜系統的特徵通常是相同實體之間不同類型的互動
摘要 複雜系統的特徵通常是相同實體之間不同類型的互動。這些可以被描述為多層網絡，其中每一層代表一種類型的交互。這些層可能以複雜的方式相互依賴，揭示網路中不同類型的結構。在這項工作中，我們提出了一個生成模型和一個有效的期望最大化演算法，它允許我們在此設定中執行推理任務，例如社群偵測和連結預測。我們的模型假設層之間常見的重疊群落，同時允許這些群落以不同的方式影響每一層，包括選型、不…
摘要 即使在要素禀賦或技術不存在外生差異的情況下，國家之間在文化（偏好，包括社會規範）和製度（合約）方面
摘要 即使在要素禀賦或技術不存在外生差異的情況下，國家之間在文化（偏好，包括社會規範）和製度（合約）方面的差異也可能導致專業化和貿易利益。商品因適合其生產的合約類型而異，因此合約與社會規範之間的策略互補性可能會導致文化製度均衡的多樣性。由此產生的國家文化和製度差異為比較優勢提供了基礎。在我們的內生偏好和製度的演化模式中，持久的文化製度配置之間的轉變是雇主或員工分散和不協調的合約…
摘要 高通量方法正在產生越來越多的組學數據，從而產生越來越詳細和豐富的基因組註釋
摘要 高通量方法正在產生越來越多的組學數據，從而產生越來越詳細和豐富的基因組註釋。將這些數據組合成一致的行為區域是功能基因組註釋工作的核心。分割問題解決了將有序資料序列細分為同質、近似恆定間隔的任務，因此在計算生物學中迅速獲得了實際重要性，特別強調多維資料軌跡。我們提出了一種基於分解閾值和局部最優微分的新分割方法，該方法檢測資料中的顯著斷點以識別分段邊界。
摘要 許多 HIV 1 感染患者會演化出廣泛的中和抗體 (bnAb)
摘要 許多 HIV 1 感染患者會演化出廣泛的中和抗體 (bnAb)。這種演化過程通常需要幾年的時間，人們對這個過程知之甚少，因為在生髮中心進行的選擇是基於抗體親和力進行的。具有最高親和力受體的 B 細胞傾向於從濾泡樹突細胞 (FDC) 網絡獲取最多的抗原，並向濾泡輔助 T (Tfh) 細胞呈現最高密度的同源肽，從而向 B 細胞提供生存訊號。因此，只有當 B 細胞譜系進化寬度持…
摘要 生態系中的空間模式通常是由生物和物理環境之間的回饋所引起的自組織過程的結果
摘要 生態系中的空間模式通常是由生物和物理環境之間的回饋所引起的自組織過程的結果。在這裡，我們表明，在具有數百年歷史的巴厘島水稻梯田中觀察到的空間模式也是由農民的決策和稻田生態之間的反饋產生的，這引發了從局部到全球範圍的水資源短缺和水稻害蟲控制的轉變。我們提出了一種基於當地農民決策的演化博弈，該決策可以預測空間格局中的特定冪律，這些規律也可以在峇裡島水稻梯田的多光譜影像分析中看…
摘要 儘管最高法院是美國司法機構中的一個獨特機構，但它仍然是一個公認的法院
摘要 儘管最高法院是美國司法機構中的一個獨特機構，但它仍然是一個公認的法院。在標誌著法院作為法院的眾多製度特徵中，也許最明確的是它透過伴隨個案處理的正當性意見來行使其立法職能。透過使立法文本符合司法類型，法院將自己與其他政府行為者（例如國會和總統）區分開來，後者透過其他文本形式（例如法規和行政命令）行使政府權力。本文介紹了對最高法院意見的定量分析結果，衡量法院意見的內容符合或背…
摘要 「發現」演化適應或創新有多困難
摘要 「發現」演化適應或創新有多困難？我在此建議，資訊理論與高通量 DNA 定序相結合，可以透過量化新表型的資訊內容來幫助回答這個問題。我應用這個框架來計算與新基因調控和使用新碳源的能力相關的表型資訊。該框架還可以幫助量化 DNA 重複如何影響進化性、估計表型的複雜性並闡明達爾文進化論中「進步」的含義。本文是「從細胞到社會的創新過程與模式」主題的一部分。
摘要 1. 植物表型多樣性是由演化過程中的權衡和限制交互作用形成的
摘要 1. 植物表型多樣性是由演化過程中的權衡和限制交互作用形成的。緊密整合的性狀組（即性狀維度）用於將植物表型多樣性分類為植物策略，但我們不知道性狀維度之間的相互依賴程度。為了評估選擇如何塑造表型空間，我們檢視性狀維度是否獨立。 2. 我們收集了溫帶森林中 24 個當地共生樹種的樹苗數據，並檢查了 20 個葉、枝、莖和根性狀的相關結構。這些性狀分為三個成熟的性狀維度（葉經濟光…
摘要 巴斯克語言與高加索地區的語言在基因上相關的假設是由 C. C. Uhlenbeck、Georges
摘要 巴斯克語言與高加索地區的語言在基因上相關的假設是由 C. C. Uhlenbeck、Georges Dumezil 和 Rene Lafon 等受人尊敬的學者在 20 世紀提出的，但最近遭到了反對。作者在一個完善的模型中捍衛了巴斯克語 高加索語假說，其中巴斯克語（巴斯克語）與北高加索語系關係最密切（但不是“南高加索語”=卡特維語）。人們認為，這個假設不僅在語言上令人信服，…
摘要 水平基因轉移（HGT）在病毒中普遍存在，被認為是病毒演化的關鍵機制
摘要 水平基因轉移（HGT）在病毒中普遍存在，被認為是病毒演化的關鍵機制。另一方面，針對增加基因組大小的強烈選擇性限制是 HGT 的障礙，它會快速清除水平轉移的序列，這可能會阻礙演化創新。在這裡，我們使用植物 RNA 病毒菸草蝕刻病毒 (TEV)，透過在其基因組中分別引入兩個功能性外源序列，透過模擬 HGT 事件實驗探索病毒的演化命運。其中一個事件模擬透過保守 AlkB 結構域…
摘要 科學家可能在其職業生涯中發表數十或數百篇論文，但這些貢獻的時間間隔並不均勻
摘要 科學家可能在其職業生涯中發表數十或數百篇論文，但這些貢獻的時間間隔並不均勻。六十年來對各領域的職業生產力模式的研究顯示了一個直觀且普遍的模式：生產力往往會迅速上升到早期的峰值，然後逐漸下降。在這裡，我們透過分析個別教師生產力時間序列的結構來測試這種傳統敘述的普遍性，該時間序列由超過 200,000 份出版物構建，並與美國和加拿大所有 205 個授予博士學位的計算機科學系的…
摘要 《感覺聰明：為什麼我們的情緒比我們想像的更理性》書評精裝版 – 2014 年 12 月 30 日，
摘要 《感覺聰明：為什麼我們的情緒比我們想像的更理性》書評精裝版 – 2014 年 12 月 30 日，作者：埃亞爾·溫特 (Eyal Winter)（作者） 出版商的廣告：你的頭腦和你的直覺哪個更聰明？這是一句熟悉的話：你太情緒化了。嘗試並理性思考。但這總是好的建議嗎？在這本令人驚訝的書中，艾亞爾溫特提出了一個簡單的問題：我們為什麼要有情感？如果情緒會導致如此糟糕的決定，那麼…
摘要 許多研究表明，人類的合作是透過利他合作和對搭便車者的利他懲罰來促進的
摘要 許多研究表明，人類的合作是透過利他合作和對搭便車者的利他懲罰來促進的。現在的一項研究表明，最初提供社會福利的合作與維持既定社會福利的合作之間存在顯著的不對稱。
摘要 粒線體基因組序列有大量可用，且當今新序列的發布速度越來越快
摘要 粒線體基因組序列有大量可用，且當今新序列的發布速度越來越快。快速、自動、一致和高品質的註釋是下游分析的先決條件。因此，我們提出了一種用於粒線體蛋白編碼基因快速從頭註釋的自動化管道。此註釋基於增強的系統發育感知隱馬可夫模型 (HMM)。此管道使用系統發育的近似值，對已註釋的序列和相應的 HMM 建立特定於分類單元的增強型多序列比對 (MSA)。透過修復未註釋的移碼、清除錯誤…
摘要 眾所周知，地球上的生命會在演化和地質時間尺度上改變其環境
摘要 眾所周知，地球上的生命會在演化和地質時間尺度上改變其環境。一個重要的懸而未決的問題是，這是演化優化的結果還是生命的普遍特徵。在後一種情況下，生命的起源將與環境條件的改變同時發生。在這裡，我們提出了一個生命出現的模型，其中複製基因透過有限資源供應的循環利用與環境明確耦合。該模型表現出從非生命到生命的動態一階相變，其中生命階段透過複製基因的選擇來區分。我們表明環境耦合在轉變的…
摘要 背景：在藥物 藥物交互作用中，有令人驚訝的情況，當添加第二種抗生素時，單一抗生素對細菌生長的抑製作
摘要 背景：在藥物 藥物交互作用中，有令人驚訝的情況，當添加第二種抗生素時，單一抗生素對細菌生長的抑製作用會減弱。這些相互作用被稱為抑制性，並被認為有可能限制抗藥性的演變。然而，很少有人關注抑制性交互作用，因為臨床研究通常尋求提高殺滅效率，根據配對研究認為抑制性交互作用很少見。結果：在這裡，我們量化了 14 種抗生素和 3 種細菌菌株的單藥、雙藥和三藥組合的效果，每種細菌菌株總…
摘要 大規模的遷徙遍布整個動物界，並且通常是由協調一致的社會群體進行
摘要 大規模的遷徙遍布整個動物界，並且通常是由協調一致的社會群體進行。然而，令人驚訝的是，人們對社會互動如何影響遷徙時間知之甚少。鮭魚等溯河產卵魚類在海洋和淡水生態系之間進行廣泛的繁殖洄游。返回的成年鮭魚往往以離散的時間脈衝移動，這通常被認為是由非生物環境刺激（例如河流流量或溫度的變化）觸發的。然而，大多數研究顯示非生物因素與產卵時間之間的相關性很弱。在這裡，我們證明社交互動為…
摘要 大量工作支持厄爾尼諾南方濤動 (ENSO) 與孟加拉國霍亂發病率之間的遙相關
摘要 大量工作支持厄爾尼諾南方濤動 (ENSO) 與孟加拉國霍亂發病率之間的遙相關。特別是，熱帶太平洋冬季（12 月至 2 月）海面溫度 (SST) 的高正異常已被證明會加劇 8 月至 11 月季風後霍亂的季節性爆發。氣候研究顯示孟加拉的區域降水在調節這種遠距離影響中發揮作用。受先前證據的啟發，我們利用 2015 2016 年強烈的厄爾尼諾事件，基於兩個包含海溫異常並符合 19…
摘要 寬鬆地說，香農熵率用於衡量隨機過程的內在隨機性；統計複雜性給出了預測過程的成本
摘要 寬鬆地說，香農熵率用於衡量隨機過程的內在隨機性；統計複雜性給出了預測過程的成本。我們首次計算了由有限單線隱藏半馬可夫模型（更新過程的記憶性、狀態相關版本）產生的隨機過程的熵率和統計複雜性。計算這些量需要引入新穎的數學物件（隱藏半馬可夫過程的機器）和隨機過程的新資訊理論方法。
摘要 玻璃系統中激發的分形維數提供了有關臨界維數的信息，在該臨界維數上，自旋玻璃的液滴圖像變為基於複製對
摘要 玻璃系統中激發的分形維數提供了有關臨界維數的信息，在該臨界維數上，自旋玻璃的液滴圖像變為基於複製對稱破缺的描述，其中界面是空間填充的。在這裡，使用 Monthus 首創的強無序重正化群方法研究了疇壁界面的分形維數 [Fractals 23, 1550042 (2015)]，既適用於最多 8 個空間維度的 Edwards Anderson 自旋玻璃模型，也適用於具有冪律相互…
摘要 在生物分類中，特徵是分類單元的屬性，可以與其他分類單元區分開來
摘要 在生物分類中，特徵是分類單元的屬性，可以與其他分類單元區分開來。人物並不是獨立的，人物之間的關係可能源自於結構約束、發展路徑或功能約束。這引發了生物學史上著名的爭議。此外，作為數據分析工具的角色具有一些主觀方面。在這篇文章中，我發展了代數和幾何方案來在數學框架中解決這些問題。
摘要 科學解釋通常需要從給定的資料集中推斷出最大的預測特徵
摘要 科學解釋通常需要從給定的資料集中推斷出最大的預測特徵。不幸的是，大多數隨機過程的最小最大預測特徵的集合是不可數無限的。在這種情況下，人們會做出妥協，轉而尋求近乎最大程度的預測特徵。在這裡，我們得出了接近最大預測特徵的數量和編碼成本與所需預測能力縮放比例的上限。速率由過程混合狀態分佈的分形維數決定。這些結果反過來表明，廣泛使用的有限階馬可夫模型作為預測器可能會失敗，而混合狀…
摘要 在複雜的環境中，無知和感知都會付出代價
摘要 在複雜的環境中，無知和感知都會付出代價。有機體需要追蹤其世界的與健康相關的訊息，但它追蹤的資訊越多，它必須投入到感知的資源就越多。作為對這種權衡的整體理解的第一步，我們使用資訊理論、速率失真理論中的工具來研究大型、非結構化環境，並對刺激混亂（「失真」）進行固定、隨機的懲罰。我們為這些環境中的生物體確定了兩種不同的機制：一種是高保真機制，其中感知成本隨環境複雜性線性增長；另…
摘要 核糖開關作為合成生物學的工具而受到關注，因為它們使研究人員能夠重新編程細胞以感知和回應外源性分子
摘要 核糖開關作為合成生物學的工具而受到關注，因為它們使研究人員能夠重新編程細胞以感知和回應外源性分子。體外進化方法產生了大量與如此小的配體結合的RNA適體，但它們轉化為功能性核糖開關仍然很困難。我們先前開發了一種基於二級結構預測的合成茶鹼核糖開關設計的計算方法。這些核糖開關被建構用於調節大腸桿菌中配體依賴性轉錄終止。在這裡，我們透過將此方法應用於四環素和鏈黴素適體來測試此設計…
摘要 簡介：弗蘭肯斯坦誕生二百週年紀念活動邀請了維克多·弗蘭肯斯坦的當前觀點以及他毀滅未完成的女性生物的
摘要 簡介：弗蘭肯斯坦誕生二百週年紀念活動邀請了維克多·弗蘭肯斯坦的當前觀點以及他毀滅未完成的女性生物的致命決定。該行為本身是衝動的（由“瘋狂的感覺”引起），但在此之前是任何生態學或進化生物學的學生都熟悉的痛苦推理。在這裡，我們對弗蘭肯斯坦的推理進行了正式的處理，並表明他拒絕為他的男性創造物尋找配偶的理由是有經驗依據的。我們的結果表明，這項決定是謹慎的，因為它避免了我們因競爭排…
摘要 公民诉讼制度是一种分散的公众参与形式，允许公民影响法院公法的实施
摘要 公民诉讼制度是一种分散的公众参与形式，允许公民影响法院公法的实施。這個機構如何影響政策制定？本文提出了公民訴訟的模式。然後分析該機構如何影響立法決策。立法機關透過討價還價來選擇預算、分配支出和意識形態上有爭議的公共物品（例如醫療保健或環境保護）的支出。我发现公民诉讼使法院能够通过回应公民的不同诉求，在公共利益的反对者和支持者之间达成妥协。預期公民在法庭上的動員，立法者反過…
摘要 宿主和寄生蟲之間的對抗性共同演化是生物多樣性發生和維持的關鍵過程
摘要 宿主和寄生蟲之間的對抗性共同演化是生物多樣性發生和維持的關鍵過程。儘管共同演化動力學在有利的環境條件下表現出不同的模式，但更現實的、可變的條件的影響在很大程度上是未知的。我們研究了波動環境對螢光假單胞菌 SBW25 和裂解噬菌體 SBWF2 實驗微觀世界中拮抗協同演化的影響。高頻溫度波動不會導致與典型的共同演化軍備競賽動力學的偏差。然而，在中低頻波動的高溫時期，協同演化陷…
摘要 所謂的 q 三元組是在 2004 年猜想的 [C. Tsallis, Physica A 340,
摘要 所謂的 q 三元組是在 2004 年猜想的 [C. Tsallis, Physica A 340, 1 (2004)]，然後在 2005 年在自然界中發現 [L.F. Burlaga, A.F. Vinas, Physica A 356, 375 (20055)]。 2005 年取得了進一步的相關進展 [C. Tsallis, M. Gell Mann, Y. Sato,…
摘要 目的：理論表明，隨著生態系統接近政權轉變，它們從擾動中恢復的速度變得越來越慢
摘要 目的：理論表明，隨著生態系統接近政權轉變，它們從擾動中恢復的速度變得越來越慢。這種現象稱為臨界減速 [CSD]，會導致生態狀態變數的空間和時間特徵，從而可能提供政權轉變的早期指標。使用時間動力學的指標已在實驗室微觀世界和其他混合良好的系統中得到了經驗驗證，但由於相對缺乏高分辨率數據和實驗操作困難，在大空間尺度上對政權轉移的空間指標的測試很少見。在這裡，我們使用塞倫蓋蒂 馬…
摘要 網路衝突現在是一種常見且具有潛在危險的事件
摘要 網路衝突現在是一種常見且具有潛在危險的事件。目標通常面臨戰略選擇，具體取決於其將攻擊歸因於特定肇事者的能力以及是否有可行的懲罰措施。我們提出了一個博弈論模型，其中受害者的最佳策略選擇取決於攻擊者的脆弱性、受害者的知識水平、不同結果的回報以及每個玩家對對手的信念。由此產生的指責遊戲可以分析四個與政策相關的問題：和平（即沒有攻擊）穩定的條件、何時應該容忍攻擊、不對稱技術歸因能…
摘要 近年來，不同學科的科學家試圖解釋宗教信仰和實踐的演化起源1 3
摘要 近年來，不同學科的科學家試圖解釋宗教信仰和實踐的演化起源1 3。儘管他們關注的是宗教體系的不同方面，但他們始終強調宗教信仰與親社會行為（造福他人的行為）之間的緊密聯繫。這種關聯一直是宗教親社會性在我們物種的社會文化繁榮時期發揮重要作用的論點的核心(4 7)。但評估宗教與親社會性之間關聯的實證研究有些混雜(8 11)。在這裡，我使用詳細的、人類學的數據記錄了印度南部兩個村莊…
摘要 電容器通常用於電子電路中，用於短期儲存少量能量
摘要 電容器通常用於電子電路中，用於短期儲存少量能量。然而，希望使用電容器來儲存更大的能量來取代可充電電池。不幸的是，現有的電容器無法儲存足夠的能量來取代常見的電化學儲能係統。在這裡，我們研究了石墨烯奈米電容器的儲能能力，石墨烯奈米電容器是三層裝置，包括鋁膜、Al2O3 介電層和單層碳原子（即石墨烯）。這是一個純電子電容器，因此它可以在很寬的溫度範圍內工作。此電容器表現出高介電…
摘要 人們越來越有興趣產生物理化學和生物分析資料集來比較複雜的混合藥物，例如來自不同製造商的產品
摘要 人們越來越有興趣產生物理化學和生物分析資料集來比較複雜的混合藥物，例如來自不同製造商的產品。在這項工作中，我們比較了透過不同分子量截留值的過濾以及在不同溫度下孵育不同時間而從同一批次製備的各種 Crofelemer 樣品。前面的 2 篇文章描述了透過對分級和降解的 Crofelemer 樣品進行分析表徵而產生的實驗數據集。在這項工作中，我們使用主成分分析和互資訊評分等資料…
摘要 據報道，墨西哥許多城市的外來僧侶鸚鵡數量不斷增加，並於 2016 年底在墨西哥被正式列為入侵物種
摘要 據報道，墨西哥許多城市的外來僧侶鸚鵡數量不斷增加，並於 2016 年底在墨西哥被正式列為入侵物種。然而，尚未進行大規模嘗試來確定國際寵物貿易和國家和國際政府法規如何在殖民化過程中發揮作用，以及該物種何時出現在不同地區。我們描述了導致國際寵物貿易市場轉向墨西哥的法規變化，然後使用國際貿易數據來確定每年有多少長尾小鸚鵡被商業進口以及這些個體的原產地。我們也量化了科學文獻和公民…
摘要 我們研究了貪婪覓食者的動力學，在每個地點最初包含一個食物單位的環境中隨機行走
摘要 我們研究了貪婪覓食者的動力學，在每個地點最初包含一個食物單位的環境中隨機行走。當遇到有食物的地點時，覓食者會吃掉那裡的所有食物，然後在沒有食物的情況下再跳 S 步，然後餓死。當遇到空地時，覓食者會感到飢餓，並且距離飢餓更近一個時間單位。我們研究了覓食者貪婪的新特徵；如果覓食者可以選擇跳到空地或最近鄰裡有食物的地方，它會優先跳到食物。如果鄰近地點都含有食物或都空著，則覓食者…
摘要 巨大的 k 核（每個節點至少有 k 個鄰居的網路的最大連通子圖）對於相變研究和網路理論應用非常重要
摘要 巨大的 k 核（每個節點至少有 k 個鄰居的網路的最大連通子圖）對於相變研究和網路理論應用非常重要。與 Erdos Renyi 圖和其他隨機網路（其中 k = 3 時 k 核不連續出現）不同，我們表明傳遞連結（或三元閉包）導致透過不連續和連續性質的單相或雙相變出現 3 核。我們還開發了一種包含聚類的 k 核計算，並提供了有關高級連接如何出現的見解。
摘要 RNA病毒是進化最快的生物實體之一
摘要 RNA病毒是進化最快的生物實體之一。在宿主體內，它們以遺傳多樣性的群體（即病毒突變體群）的形式存在，這些群體是由不同的進化機制塑造而成的，例如突變、自然選擇和遺傳漂變，以及突變體群內遺傳變異體之間的相互作用。為了闡明調節重要植物病原病毒族群多樣性的機制，我們用馬鈴薯病毒 Y (PVY) 在馬鈴薯基因型中進行了演化實驗，這些馬鈴薯基因型對病毒的防禦反應不同。透過對小 RNA…
摘要 對於多宿主病原體，對多個宿主的適應對於應用和基礎研究都具有重要意義
摘要 對於多宿主病原體，對多個宿主的適應對於應用和基礎研究都具有重要意義。在應用層面，它是決定新興疾病爆發的機率和嚴重程度的主要因素之一。在基本層面上，它被認為是維持宿主和病原體物種遺傳多樣性的關鍵機制。近年來，許多演化實驗評估了植物病毒族群在一個或多個宿主物種內複製並適應的命運。第一組實驗解決了病毒在單一宿主物種內進化或在兩個不同宿主物種之間交替進化時，適應性和毒力之間存在的…
摘要 了解遺傳漂變、突變和選擇如何相互作用來決定族群的演化命運是演化生物學的中心主題之一
摘要 了解遺傳漂變、突變和選擇如何相互作用來決定族群的演化命運是演化生物學的中心主題之一。理論預測，透過增加族群中共存的有益等位基因的數量超過某個點，並不一定會轉化為演化速度的加速。微生物無性群體中有益遺傳變異的這種收益遞減效應稱為克隆幹擾。克隆幹擾已被證明可以在細胞培養物中複製的動物 RNA 病毒實驗群體中發揮作用。在這裡，我們進行了實驗來測試感染真實多細胞宿主的植物 RNA…
摘要 我們研究了貪婪對在最初資源豐富的格子上隨機行走的覓食者的生命週期的影響
摘要 我們研究了貪婪對在最初資源豐富的格子上隨機行走的覓食者的生命週期的影響。每當採集者降落在有食物的地點時，那裡的所有食物都會被吃掉，採集者可以在沒有食物的情況下再跳 S 步，然後才會挨餓。到達空地後，覓食者距離飢餓感更近了一個時間單位。覓食者也是貪婪的－如果可以選擇移動到當地附近的空地或有食物的地點，覓食者會優先向食物移動。令人驚訝的是，覓食者的壽命隨著貪婪而非單調變化，一…
摘要 科學透過綜合和整合取得進步，透過從不同的觀察中識別共同的過程和原則，並強調多樣性背後的統一性
摘要 科學透過綜合和整合取得進步，透過從不同的觀察中識別共同的過程和原則，並強調多樣性背後的統一性。 17 世紀天文學和物理學的進步就是這個過程的例證，當時第谷·布拉赫 (Tycho Brahe) 的恆星、衛星、行星和彗星位置目錄為開普勒行星運動定律和牛頓萬有引力定律提供了經驗基礎。布拉赫的宇宙自然史催生了一種自然理論，該理論繼續塑造著我們對自然世界的看法。生態學似乎正面臨著 …
摘要 白細胞介素 6 (IL 6) 活化的信號轉導器和轉錄激活劑 3 (STAT3) 促進多發性骨髓瘤細
摘要 白細胞介素 6 (IL 6) 活化的信號轉導器和轉錄激活劑 3 (STAT3) 促進多發性骨髓瘤細胞系 INA 6 的存活，因此是致癌的關鍵因素。然而，其生物學機制仍不完全清楚。在先前的研究中，我們將microRNA 21確定為STAT3標靶基因，具有很強的抗凋亡潛力，這表明非編碼RNA對人類多發性骨髓瘤的發病機制有影響。在這裡，我們描述了由 IL 6 活化的 STAT3…
摘要 動粒允許染色體附著到紡錘體微管上
摘要 動粒允許染色體附著到紡錘體微管上。此外，它們含有允許糾正錯誤附著並防止在中期所有染色體雙向取向之前過早發生後期的蛋白質。著絲粒由子複合物組裝而成。儘管著絲粒蛋白以及潛在的著絲粒蛋白和著絲粒 DNA 序列在有絲分裂和減數分裂過程中對於染色體的忠實分離至關重要，但它們仍然快速進化。在果蠅的演化過程中，一些著絲粒蛋白流失，最近的基因複製導致了兩個 Nnf1 旁系同源物 Nnf1…
摘要 城市是一個複雜的系統，透過其固有的社會和經濟相互作用而發展
摘要 城市是一個複雜的系統，透過其固有的社會和經濟相互作用而發展。城市街道網絡調節人員和資源的流動，為這些活動提供空間足跡。特別令人感興趣的是街道結構與其功能用途之間的相互作用。在這裡，我們研究了世界上 92 個人口最多的城市的 472,040 條時空優化的出行路線的形狀，發現它們的集體形態表現出方向偏差，受到擁堵、可及性和出行需求產生的吸引力（或排斥力）的影響。為了捕捉這一點…
摘要 超體積方法用於量化功能多樣性和量化物種分佈建模的環境利基
摘要 超體積方法用於量化功能多樣性和量化物種分佈建模的環境利基。最近，喬等人。 （2016）批評了我們用於測量超體積的幾何核密度估計（KDE）方法。他們使用模擬分析來論證該方法會產生很高的錯誤率，並對基本利基做出偏差的估計。在這裡，我們表明（a）KDE 輸出以有用的方式取決於資料集大小和偏差，（b）其他物種分佈建模方法對資料集偏差做出同樣嚴格但不同的假設，（c）Qiao 等人提…
摘要 Sewall Wright 的適應性景觀於 1932 年引入了進化空間的概念
摘要 Sewall Wright 的適應性景觀於 1932 年引入了進化空間的概念。喬治·蓋洛德·辛普森 (George Gaylord Simpson) 於 1944 年將其修改為適應性、表型景觀，從那時起，進化空間透過適應性和適應性景觀、表型和功能特徵空間、形態空間和相關概念，在進化理論中發揮了重要作用。儘管這些空間的拓撲變化很大，從局部歐幾裡得到前拓撲，進化變化通常被解釋…
摘要 除了限制金融機構的雙邊風險外，未來對系統性風險的金融監管本質上還存在兩種選擇：首先，監管可以嘗試降
摘要 除了限制金融機構的雙邊風險外，未來對系統性風險的金融監管本質上還存在兩種選擇：首先，監管可以嘗試降低全球或國內系統重要性金融機構（G SIBS或D SIB）的金融脆弱性，例如《巴塞爾協議III》所提出的那樣。其次，它可以透過降低大規模連鎖事件的可能性來集中加強整個金融體系。這可以透過重塑金融網路的拓撲來實現。我們使用基於代理的金融體系和實體經濟模型來研究和比較這兩種選擇的…
摘要 了解功能性狀 環境關係（TER）可以改善群落組裝的預測
摘要 了解功能性狀 環境關係（TER）可以改善群落組裝的預測。然而，許多實證 TER 很薄弱或缺乏概念基礎。基於葉脈網路的 TER 可以透過水力約束更好地連接個人和社區。我們報告了秘魯安第斯山脈至亞馬遜海拔梯度 3,300 公尺的 10 個森林群落中 100 多種優勢物種的靜脈密度、靜脈半徑和葉片厚度的測量結果。我們使用這些數據來測量社區規模的 TER 強度，並確定觀察到的 T…
摘要 在資源分佈不確定的環境中進行搜尋需要在利用過去的發現和進一步探索之間進行權衡
摘要 在資源分佈不確定的環境中進行搜尋需要在利用過去的發現和進一步探索之間進行權衡。這延伸到資訊搜尋，知識尋求者在深入閱讀和研究新領域之間切換。為了研究這個決策過程，我們研究了現代最著名的科學家之一查爾斯·達爾文所做的閱讀選擇。根據他按時間順序組織的閱讀期刊中列出的書籍全文，我們生成主題模型，以使用 Kullback Liebler Divergence（一種經過認知驗證的資訊…
摘要 植物相關微生物對其宿主的生存和性能至關重要
摘要 植物相關微生物對其宿主的生存和性能至關重要。然而，迄今為止，大多數植物微生物組研究都集中在相對較小的空間尺度上採樣的陸地物種。在這裡，我們報告了北半球大葉藻濱的葉和根表面相關微生物群落的全球範圍分析結果。透過將宿主微生物組與周圍海水和沈積物的微生物組進行對比，我們揭示了與鰻草相關的微生物群落的結構、組成和變異性。我們還使用代謝建模方法研究了有關鰻草微生物組組裝的假設。我們…
摘要 我們研究社會規範與法律執行之間的互動
摘要 我們研究社會規範與法律執行之間的互動。代理人選擇一種行為（例如，逃稅、生產劣質產品、腐敗、騷擾行為、濫用藥物等），然後隨機與另一個代理人配對。行為之間存在互補性，因此代理人的利益會隨著其行為與合作夥伴的行為不匹配以及其他人的行為所造成的總體負外部性而減少。法律是行為的上限。違法者一旦被發現，將被處以罰款，並使其行為受到法律制裁。均衡違法行為取決於社會規範，因為偵查至少部分…
摘要 我們分析性地研究了一種非局部隨機偏微分方程，該方程描述了模式形成的基本機制，該方程負責在兩種不同的
摘要 我們分析性地研究了一種非局部隨機偏微分方程，該方程描述了模式形成的基本機制，該方程負責在兩種不同的生物物理場景中出現所謂的仙女圈；一個在非洲大陸，另一個在澳大利亞。使用隨機多尺度擾動展開和最小耦合近似，我們能夠描述與從不穩定均勻狀態到模式狀態的隨機演化相關的壽命。透過這種方式，我們討論瞭如何在一個分析框架中瓦解兩種不同的生物機制。
摘要 對人類微生物組的比較分析已經確定了與多種疾病相關的分類和功能變化
摘要 對人類微生物組的比較分析已經確定了與多種疾病相關的分類和功能變化。然而，迄今為止，微生物組分類和功能大多是獨立研究的，功能失衡的分類驅動因素尚未系統確定。在這裡，我們提出了 FishTaco，一個分析和計算框架，它整合了分類學和功能比較分析，以準確量化分類單元層級對疾病相關功能轉變的貢獻。將 FishTaco 應用於幾個大規模的宏基因組隊列，我們發現微生物組功能的變化可以…
摘要 隨機化學反應網絡（CRN）是複雜的系統，它結合了每個基本反應事件中多個變數同時變換的特徵以及狀態及
摘要 隨機化學反應網絡（CRN）是複雜的系統，它結合了每個基本反應事件中多個變數同時變換的特徵以及狀態及其變化率之間的非線性關係。關於 CRN 的大多數一般結果僅限於有限的情況，其中被稱為缺陷的拓撲特徵取值為 0 或 1，這意味著穩態的唯一性和正性以及其相關機率分佈的令人驚訝的低資訊形式。在這裡，我們推導了一般缺陷下隨機 CRN 的所有階波動矩的運動方程式。我們證明，對於無放回…
摘要 相互關聯的族群中的基因頻率和相互關聯的群落中的物種的頻率受到類似過程的影響，例如出生、死亡和移民
摘要 相互關聯的族群中的基因頻率和相互關聯的群落中的物種的頻率受到類似過程的影響，例如出生、死亡和移民。自 1930 年代以來，根據賴特的集合種群模型（稱為島嶼模型），結構化種群中基因頻率的平衡分佈就為人所知。然而，在元群落層級上物種頻率的等效分佈（即物種比例豐度分佈（SPAD））是未知的。在這篇文章中，我們發展了一個隨機模型來分析解釋這種分佈（SPAD）。我們表明，與基因 S…
摘要 我們透過最近引入的資訊處理第二定律分析了產生隨機數的三種主要方法的熱力學成本
摘要 我們透過最近引入的資訊處理第二定律分析了產生隨機數的三種主要方法的熱力學成本。如果可以存取指定的隨機來源，隨機數產生器 (RNG) 將根據所需的目標機率分佈產生樣本。這與使用完全確定性演算法的偽隨機數產生器 (PRNG) 以及隨機來源是物理系統的真隨機數產生器 (TRNG) 不同。對於每一類，我們都根據作為有限狀態機實現的演算法來分析發電機的熱力學，因為這些演算法允許直接…
摘要 路徑相關的隨機過程通常是非遍歷的，並且無法再在係綜圖中計算可觀測值
摘要 路徑相關的隨機過程通常是非遍歷的，並且無法再在係綜圖中計算可觀測值。由此產生的數學困難嚴重限制了對路徑相關過程的分析理解。他們的統計數據通常是非多項式的，因為狀態出現的多重性不是多項式因子。最大熵原理與多項過程、非相互作用系統以及係綜圖密切相關；它失去了對路徑依賴過程的意義。在這裡，我們表明，路徑相關過程存在與係綜圖等價的情況，這樣，透過構造，就可以在扮演相對熵角色的函數…
摘要 經典隨機過程可以由量子模擬器生成，而不是更標準的經典隨機過程，例如隱馬可夫模型
摘要 經典隨機過程可以由量子模擬器生成，而不是更標準的經典隨機過程，例如隱馬可夫模型。最近出現了使用量子模擬器的一個原因：它們通常比經典模擬器需要更少的記憶體。在這裡，我們研究了強耦合自旋系統的量子優勢，特別是具有可變相互作用長度的Dyson一維伊辛自旋鏈。我們發現優勢隨著相互作用範圍和溫度而變化，並且隨著相互作用範圍的增加而無限增長。特別是，用已知的內存效率最高的經典演算法模…
摘要 當銀行相互發放貸款時，它們會以系統性風險的形式產生負外部性
摘要 當銀行相互發放貸款時，它們會以系統性風險的形式產生負外部性。他們創造了一個銀行間風險敞口網絡，使其他銀行面臨潛在的破產連鎖反應。在本文中，我們展示了監管機構如何使用有關金融網絡的信息，根據捕獲系統重要性的網絡中心性度量來設計針對特定交易的稅收。由於不同的交易對產生系統性風險的影響不同，因此其稅收也不同。我們將此稅稱為系統性風險稅（SRT）。我們使用受匹配市場文獻啟發的均衡…
摘要 RNA適體很容易以高度特異性的方式辨識有機小分子、多肽以及其他核酸
摘要 RNA適體很容易以高度特異性的方式辨識有機小分子、多肽以及其他核酸。許多這樣的適體已經進化成為自然調控系統的一部分。 SELEX 等實驗選擇技術在尋找各種天然和合成配體的人工適體方面非常成功。配體結合後適體結構和/或穩定性的變化可以透過較大的 RNA 構建體傳播並引起遠端位置的特定結構變化。反過來，這些可能影響轉錄、翻譯、剪接或結合事件。 RNA 二級結構模型在單一、一致…
摘要 在生物系統中，長期衝突代價高昂，而有限的衝突則允許策略創新和完善
摘要 在生物系統中，長期衝突代價高昂，而有限的衝突則允許策略創新和完善。衝突規模和持續時間變化的原因尚不清楚。我們使用經過充分研究的靈長類社會模型系統來研究衝突如何發展。我們發現衝突持續時間是一個「首先戰鬥」的成長過程，隨著可能的成對交互作用的數量而超線性擴展。這與和平時期的「先失敗」過程形成鮮明對比。重新調整衝突分佈揭示了一條通用曲線，顯示相關互動的典型時間尺度幾乎超過了所有…
摘要 物質中的集體組織對其所表達的物理特性起著重要作用
摘要 物質中的集體組織對其所表達的物理特性起著重要作用。通常，它是透過順序參數來檢測的，該參數針對每個給定係統觀察到的緊急模式進行了適當定義。然而，資訊理論的最新發展建議以與系統和現象無關的方式量化集體組織：將系統的熱力學熵密度分解為局部熵（僅包含在單一位置的動力學中）和束縛熵（作為域、簇、激勵或其他新興結構儲存在空間中）。作為具體演示，我們針對 1D 鏈、配位數 k = 3 …
摘要 相互交流的個體振盪器的同步是集體行為的一種重要形式，在自然界中被用作面對危險、集體行動和交流的機制
摘要 相互交流的個體振盪器的同步是集體行為的一種重要形式，在自然界中被用作面對危險、集體行動和交流的機制。振盪器存在的介質的參與是一個重要因素。由於其性質和多種不同的組成部分，媒介和環境通常被認為相對於個體在一定程度上的確定性性質是隨機的。這將以隨機方式增強或減弱溝通的方式將能量/物質注入系統。在這裡，我們透過實驗考慮在受控常態分佈雜訊影響下的大量耦合非線性化學振盪器。實驗表明…
摘要 我們考慮 1 + 1 維中的耦合非線性狄拉克方程式 (NLDE)，具有標量 標量自相互作用 g(1
摘要 我們考慮 1 + 1 維中的耦合非線性狄拉克方程式 (NLDE)，具有標量 標量自相互作用 g(1)(2)/2((psi) over bar psi)(2) + g(2)(2)/2((phi) over bar phi)(2) + g(3)(2)((psi) over bar phiover)(2)(() )以及以下形式的向量 向量交互作用g(1)(2)/2((psi) …
摘要 分子交互作用影響複雜性狀的演化
摘要 分子交互作用影響複雜性狀的演化。例如，適應可能受到多效性或上位性效應的限制，這兩者都可以反映在分子交互作用網絡的結構中。迄今為止，研究分子交互作用在表型演化中的作用的實證研究都是獨特的，沒有提供明確的模式。在這裡，我們研究了擬南芥中可能參與局部適應兩種非生物壓力源（乾旱和寒冷）的基因的網路拓撲。我們的研究結果表明，寒冷和乾旱壓力反應的基因交互作用拓撲都是非隨機的，在乾旱表…
摘要 Vela 脈衝星的毛邊間定時的特徵是旋轉速率的二階導數恆定
摘要 Vela 脈衝星的毛邊間定時的特徵是旋轉速率的二階導數恆定。這在毛邊後指數鬆弛之後接管，並在下一個毛刺發生時完成。渦流蠕變模型解釋了對毛邊的非線性響應的二階導數。我們提出了適合當前樣本的毛刺間定時，涵蓋 16 個大毛刺，並考慮到在某些毛刺中，旋轉速率下降的部分步驟可能涉及「持續變化」的可能性，如在蟹狀脈衝星中觀察到的那樣。根據這個假設修改毛邊之間的時間表達式可以更好地符合…
摘要 異質腫瘤細胞群與健康細胞競爭的動態是癌症研究的重要課題，對生物醫學有深遠的影響
摘要 異質腫瘤細胞群與健康細胞競爭的動態是癌症研究的重要課題，對生物醫學有深遠的影響。許多理論和計算模型已經解決了這個問題，特別是隨著一些相關模型參數的調整，關注控制腫瘤清除的轉變的性質。在這篇文章中，我們使用準種框架分析了不穩定腫瘤進展的數學模型。我們的目標是定義一個最小模型，其中包含健康細胞和異質癌細胞表型群體之間的競爭動態，涉及複製相關基因（即原癌基因和腫瘤抑制基因）、負…
摘要 簡介對丹麥骨骼收藏中的麻風病進行的古病理學研究表明，許多人在中世紀期間患有這種被污名化的疾病
摘要 簡介對丹麥骨骼收藏中的麻風病進行的古病理學研究表明，許多人在中世紀期間患有這種被污名化的疾病。本研究調查了丹麥 Om Kloster 鄉村墓地（公元 1172 1536 年）個體與痲瘋病感染相關的死亡風險。具體來說，我們模擬了麻風病感染對特定年齡死亡率的影響，也考慮了性別和社會地位（俗人/僧侶）。材料和方法樣本由 311 名成年個體組成，來自南丹麥大學法醫研究所 (ADB…
摘要 複雜網路全域參數的控制已經在各種背景下進行了實驗探索
摘要 複雜網路全域參數的控制已經在各種背景下進行了實驗探索。然而，要實現任意網路架構的更困難前景，尤其是提供單一節點和邊緣動態控制的模擬實體網絡，仍然難以實現。鑑於所涉及的時間尺度的巨大層次結構，測量 a 也被證明具有挑戰性。複雜網路的完整內部動態。這些跨越從最快的節點動態到非常緩慢的時期，在這些時期中，最終出現了新興的全球現象，包括網路同步和奇異穩態的表現。在這裡，我們演示了…
摘要 許多理論和實驗研究已經調查了寄生蟲與其宿主之間的對抗性共同演化
摘要 許多理論和實驗研究已經調查了寄生蟲與其宿主之間的對抗性共同演化。儘管來自一系列生物系統的理論實驗測試在幾個驅動過程的影響方面基本上是一致的，但我們對最小尺度的機制（個體分子和表型變化）如何導致更大規模的結構的出現知之甚少，例如共同進化動力學和局部適應。我們利用群落生態學中常用的方法來量化群落相互作用矩陣（所謂的二分網絡）的結構如何反映觀察到的共同演化動態，以及來自這些群落…
摘要 背景：基因組 DNA 常發生基因順序重排，可以透過比較兩個 DNA 序列來定位基因順序
摘要 背景：基因組 DNA 常發生基因順序重排，可以透過比較兩個 DNA 序列來定位基因順序。在粒線體基因組中，可能有不同的機制在起作用，至少其中一些涉及明顯斷點位置周圍的序列重複。我們假設這些不同的基因組重排機制留下了獨特的序列足跡。為了研究此類效應，精確定位斷點位置非常重要。結果：我們定義了一個部分局部序列比對問題，假設序列 F 重排後，產生兩個片段 L 和 R，它們可能完…
摘要 我們應用量子力學和量子宇宙學的原理來預測我們對宇宙經歷假真空永恆膨脹的局部觀測的機率
摘要 我們應用量子力學和量子宇宙學的原理來預測我們對宇宙經歷假真空永恆膨脹的局部觀測的機率。在足夠細粒度的水平上，宇宙的歷史描述了由暴脹區域分隔開的泡沫宇宙的馬賽克。我們表明，對局部觀測的預測可以直接從僅遵循單一氣泡的粗粒度歷史集中獲得。這些粗粒度的歷史既不包含有關我們不可觀測的位置的信息，也不包含有關我們自己的泡沫之外不可觀測的大規模結構的信息。應用於無邊界狀態下的假真空景觀…
摘要 為了了解演化系統如何產生新穎且有用的表型，有必要了解基因型和表現型變化之間的關係
摘要 為了了解演化系統如何產生新穎且有用的表型，有必要了解基因型和表現型變化之間的關係。人工演化系統可以幫助我們了解自然演化系統的基因型 表現型圖是否非常不尋常，並且可能有助於創建可演化的人工系統。在這裡，我們描述了數位進化平台 Avida 中數位生物的基因型 表現型圖譜。我們考慮來自 10(141) 種基因型（指令序列）的廣闊空間的數位生物，它們可以形成 512 種不同的表型…
摘要 儘管腸道微生物組的組成已明確，但群落組裝的機制仍知之甚少
摘要 儘管腸道微生物組的組成已明確，但群落組裝的機制仍知之甚少。擬桿菌目擁有 VI 型分泌系統 (T6SS) 的三種遺傳結構 (GA1 3)，這是一種介導細菌間競爭的效應傳遞途徑。在這裡，我們使用宏基因組分析定義了 GA1 3 在人類腸道中的分佈和作用。我們發現成體微生物組含有有限的效應子和同源免疫基因，這表明在物種（GA1 和 GA2）和菌株（GA3）層面上進行相容性選擇。已…
摘要 自然選擇的演化是生物學幾乎每個分支的概念基礎，並且越來越多地成為生物醫學和醫學研究的概念基礎
摘要 自然選擇的演化是生物學幾乎每個分支的概念基礎，並且越來越多地成為生物醫學和醫學研究的概念基礎。在癌症生物學中，演化解釋了腫瘤中的細胞群如何隨時間變化。一個基本問題是，這個演化過程主要是由自然選擇和適應所驅動的，還是由創始人效應和漂移等其他演化過程所驅動的。在癌症生物學中，就像在有機進化生物學中一樣，對於這個問題以及透過自然選擇的適應作為研究指導框架的使用存在爭議。在這篇綜…
摘要 效應 T 細胞在組織中的遷移可以控制感染或介導發炎損傷
摘要 效應 T 細胞在組織中的遷移可以控制感染或介導發炎損傷。然而，調節發炎肺間質內效應 T 細胞遷移的分子機制尚不完全清楚。在這裡，我們透過完整肺組織的雙光子影像顯示了急性肺損傷小鼠模型中的 T 細胞遷移。計算分析表明，T 細胞以間歇模式遷移，在肺相關脈管系統的引導下，在有限遷移和幾乎直線遷移之間切換。 Rho 相關蛋白激酶 (ROCK) 是高速遷移和直線運動所必需的。相較之…
摘要 在本文中，我們研究了銀行間系統中的破產級聯，其中銀行被允許透過其他銀行出售的信用違約掉期（CDS）
摘要 在本文中，我們研究了銀行間系統中的破產級聯，其中銀行被允許透過其他銀行出售的信用違約掉期（CDS）為其貸款提供保險。我們表明，透過適當地將金融風險從一個機構轉移到另一個機構，CDS 市場可以被設計為重新連接銀行間風險敞口網絡，從而使其對破產級聯更具彈性。在設計添加到 CDS 利差中的系統性保險附加費時，監管機構將考慮有關銀行間網路拓撲的資訊。因此，CDS 合約實際上會根據…
摘要 我寫這篇文章的目的是闡明演化範式與親屬關係和婚姻系統研究的相關性
摘要 我寫這篇文章的目的是闡明演化範式與親屬關係和婚姻系統研究的相關性。我首先討論從演化角度研究人類社會系統時出現的概念和方法論問題。然後，我將重點縮小到進化人類學中當代跨文化研究中使用的關鍵工具。接下來，作為一個案例研究，我概述了旨在重建印歐語系社會核心家庭（前）歷史的工作，重點關註一夫一妻制婚姻與新地方居住之間的相互作用。最後我對基於生物學的社會人類學的前景進行了思考。
摘要 當推出新產品或新技術時，潛在消費者可以透過冒險嘗試或讓其他人嘗試並搭他們產生的資訊的便車來了解其品
摘要 當推出新產品或新技術時，潛在消費者可以透過冒險嘗試或讓其他人嘗試並搭他們產生的資訊的便車來了解其品質。我們提出了一個動態博弈來研究當代理商透過網路連接並且壟斷賣家選擇利潤最大化政策時，價值不確定的技術的採用。學歷低（朋友少）的消費者有儘早採用的動機，而學歷高的消費者則有搭便車的動機。賣家可以透過推薦獎勵——對第二期朋友購買的早期採用者進行獎勵，來誘導高度消費者早期採用。因…
摘要 隨著公共衛生機構努力追蹤和遏制新出現的蟲媒病毒威脅，及時有效的監測比以往任何時候都更重要
摘要 隨著公共衛生機構努力追蹤和遏制新出現的蟲媒病毒威脅，及時有效的監測比以往任何時候都更重要。利用波多黎各的歷史登革熱數據，我們開發了簡化和設計新型蟲媒病毒監測系統的方法，無論是否有歷史疾病數據。
摘要 我們使用 Illumina 技術和附加的桑格測序對西方綠蜥蜴 (Lacerta bilineata
摘要 我們使用 Illumina 技術和附加的桑格測序對西方綠蜥蜴 (Lacerta bilineata) 的線粒體基因組進行了測序。組裝的粒線體基因組全長17 086 bp，GC含量為40.32%，由13個蛋白編碼基因、22個tRNA基因、2個rRNA基因和1個控制區（CR）組成，基因順序與脊索動物共有序列相同。此外，我們使用與 L. bilineata 相同的技術對密切相關…
摘要 巨型微米大小的囊泡引起了自然科學和工程的廣泛關注，在藥物輸送到合成生物學等領域具有潛在的應用前景
摘要 巨型微米大小的囊泡引起了自然科學和工程的廣泛關注，在藥物輸送到合成生物學等領域具有潛在的應用前景。它們的形成通常需要複雜的實驗技術，而迄今為止以一鍋法從化學介質中獲得巨型囊泡的嘗試已經導致了更小的奈米級結構。在這裡，我們證明了經過受控自由基聚合的客製化介質能夠形成巨大的聚合物囊泡。使用允許在溫和條件下進行水性反應的方案，我們使用螢光顯微鏡觀察了兩親性聚合物合成的宏觀後果以…
摘要 簡介：威爾遜及其同事就文化生態系統方法如何為宗教多樣性研究提供資訊進行了重要且發人深省的討論
摘要 簡介：威爾遜及其同事就文化生態系統方法如何為宗教多樣性研究提供資訊進行了重要且發人深省的討論。在這個過程中，他們也批判性地審視了跨文化研究的「軸」方法，並提出了開發實地地點以實施文化生態系統研究的理由。他們不僅討論文化人類學家的工作，也討論演化生物學家、心理學家、社會學家和宏觀歷史學家的工作。令人驚訝的疏忽是他們未能討論考古學家的工作，考古學家長期以來一直採用文化生態系統…
摘要 生態網絡，無論是互惠互利或對抗相互作用，似乎都有共同的結構特徵：嵌套性和模組化的存在
摘要 生態網絡，無論是互惠互利或對抗相互作用，似乎都有共同的結構特徵：嵌套性和模組化的存在。關於這些特性的重要性和影響，已經制定了各種模型方法和假設。在噬菌體 細菌二分感染網絡中，嵌套似乎是許多不同情況的規則。考慮到標準連續近似的維度和多參數性質，對不同病毒 宿主整體的協同演化進行建模是一項艱鉅的任務。在這裡，我們採取了不同的方法，在空間晶格上使用宿主噬菌體相互作用的中性玩…
摘要 1. 在土壤發育過程中，細菌和真菌會受到土壤生物地球化學變化的不同影響
摘要 1. 在土壤發育過程中，細菌和真菌會受到土壤生物地球化學變化的不同影響。由於母質的化學性質會影響土壤 pH 值、養分有效性和間接凋落物質量，因此我們假設母質在長期土壤發育過程中對微生物群落模式有重要影響。在本文中，我們測試了母質以及土壤和凋落物特性對三個c中微生物群落模式的影響。 20000年前的半乾旱年代序列是在玻利維亞乾普納的沉積和火山（即安山岩和英安岩）土壤上形成的…
摘要 態度、情緒和情緒的結構通常只是口頭定義的，因此有些模糊
摘要 態度、情緒和情緒的結構通常只是口頭定義的，因此有些模糊。作為抽樣過程的結果，情感結構可以被有效地建模，補充態度 場景 情感模型來解釋不同文化中情感的相似性和差異性。
摘要 目標：確定物種稀有的驅動因素對於理解和保護生物多樣性至關重要
摘要 目標：確定物種稀有的驅動因素對於理解和保護生物多樣性至關重要。由於被其他生態相似的物種排斥，特定物種在其群落內可能變得稀有。相反，稀有物種可能佔據景觀中罕見的棲息地，或者它們可能不適合所有可用的棲息地。第一種機制將導致常見和稀有物種佔據由功能特徵定義的相似生態空間。第二種機制將導致常見和稀有物種佔據不同的生態空間以及稀有物種的空間聚集，這要么是因為它們是稀有棲息地的專家，…
摘要 了解人類社會如何與環境變遷相互作用是考古學和其他社會自然科學的主要目標
摘要 了解人類社會如何與環境變遷相互作用是考古學和其他社會自然科學的主要目標。在本文中，我們評估了阿塔卡馬沙漠 Pampa del Tamarugal (PDT) 盆地過去 13,000 年來人類與環境的相互作用。透過依靠將生態系統服務與適應性策略結合的社會環境模型，我們回顧了過去的氣候變遷、不斷變化的環境條件，以及人類佔領PDT的性質和強度的連續性和不連續性。因此，我們強調了…
摘要 ncRNA 的分子間相互作用是基因調控事件的核心，識別這些相互作用的完整圖譜對於 ncRNA 功能
摘要 ncRNA 的分子間相互作用是基因調控事件的核心，識別這些相互作用的完整圖譜對於 ncRNA 功能研究至關重要。眾所周知，RNA RNA 相互作用是透過相互作用的 RNA 之間的互補鹼基配對建立的，而兩個 RNA 序列之間的高水平互補性是這種相互作用的有力預測因子。在這裡，我們推出了 RIsearch2，一種大規模 RNA RNA 相互作用預測工具，能夠快速定位給定查詢序…
摘要 適應性景觀中族群演化的動態取決於多種因素，包括景觀結構、突變率和有效族群規模
摘要 適應性景觀中族群演化的動態取決於多種因素，包括景觀結構、突變率和有效族群規模。現有的理論工作經常對景觀結構做出臨時和簡化的假設，而實驗工作只能在有限的範圍內改變重要參數。我們透過模擬 RNA 分子的適應性演化克服了其中一些限制，RNA 分子的適應性是由 RNA 二級結構折疊的熱力學決定的。我們研究突變率和族群規模對最終平均族群適應度、突變替代率和族群多樣性的影響。我們表明…
摘要 在疫情爆發期間，病原體通常遵循不只一種傳播途徑－從共用針頭加上愛滋病毒的性傳播到小飛沫氣溶膠加上流
摘要 在疫情爆發期間，病原體通常遵循不只一種傳播途徑－從共用針頭加上愛滋病毒的性傳播到小飛沫氣溶膠加上流感病毒的傳播。因此，控制傳染病的爆發通常需要描述與多種傳播機制相關的風險。例如，在西非伊波拉病毒爆發期間，權衡葬禮與醫護人員傳播的相對重要性對於阻止疾病傳播至關重要。因此，有關幹預措施的策略政策決策必須依賴準確描述與多種傳播途徑相關的風險。持續的寨卡病毒 (ZIKV) 爆發對…
摘要 人類聚集的標誌之一是勞動分工的增加，但這種關係的確切性質一直在人類學家、社會學家、經濟學家、歷史學
摘要 人類聚集的標誌之一是勞動分工的增加，但這種關係的確切性質一直在人類學家、社會學家、經濟學家、歷史學家和考古學家之間爭論不休。在過去的十年中，研究當代城市系統的研究人員對定居點居民數量與其許多最重要特徵之間的聯繫提出了一種新穎的解釋，其基礎是定居點作為嵌入建築環境中的社交網絡的觀點。這種方法的一個顯著方面是，它不是基於現代世界的具體條件（例如資本主義或工業化），這就提出了一…
摘要 目前適應性物種形成理論的一個重要面向是表型變異的維持和穩定表型多樣性的演化，這種現象稱為演化分支
摘要 目前適應性物種形成理論的一個重要面向是表型變異的維持和穩定表型多樣性的演化，這種現象稱為演化分支。理論和經驗證據表明，表型變異可以透過偏向稀有表型來維持，例如透過頻率依賴性選擇。然而，即使提供了表型變異，導致演化分支的條件也不是普遍的。為了實現穩定的多樣化，目前的適應性物種形成模型，例如Lotka Volterra競爭模型，必須訴諸強有力的假設，包括使用不切實際的形狀參數…
摘要 語言是透過親屬系統創造的管道傳播的
摘要 語言是透過親屬系統創造的管道傳播的。如果有足夠的時間，這些親屬關係管道可以改變人群的遺傳和語言結構。在印尼東部的傳統社會中，語言和基因的精細解析的共系統發育揭示了由親屬規則促進的穩定語言社區之間的持續運動。當一個地區存在多種語言並且婚後居住規則鼓勵語言社區之間持續的定向流動時，語言應該沿著單親路線傳播。我們在來自兩個相鄰島嶼 25 個村莊的 982 個人中發現了這種模式的…
摘要 寨卡病毒（ZIKV）表現出獨特的傳播動力，因為它同時透過蚊子媒介和性接觸傳播
摘要 寨卡病毒（ZIKV）表現出獨特的傳播動力，因為它同時透過蚊子媒介和性接觸傳播。由於男性和女性之間的傳染性持續時間高度不對稱（據估計，男性的傳染性持續時間比女性長 10 倍），我們表明 ZIKV 傳播的這種性成分的行為類似於性接觸網絡上的不對稱滲透過程。我們準確地解決了隨機性接觸網絡上這種不對稱滲透的特性，並表明該過程表現出與核心 外圍結構相對應的兩種流行病轉變。這種結構不…
摘要 豐富的南太平洋軟體動物（Concholepas concholepas）以及其他顯著的海洋資源經常
摘要 豐富的南太平洋軟體動物（Concholepas concholepas）以及其他顯著的海洋資源經常被認為是阿塔卡馬沙漠沿岸史前狩獵採集者長期文化和人口波動背後的關鍵資源。這些社會居住在世界上生產力最高的海洋環境之一，兩側是世界上最乾燥的沙漠之一。自從人類在更新世末期（約距今 13,000 年）首次定居以來，這兩種環境都經歷了顯著的生態變化。在這裡，我們研究了維托爾卡萊塔 …
摘要 最近寨卡病毒、登革熱和基孔肯雅熱的流行加劇了了解埃及伊蚊和伊蚊傳播的季節性和地理範圍的必要性
摘要 最近寨卡病毒、登革熱和基孔肯雅熱的流行加劇了了解埃及伊蚊和伊蚊傳播的季節性和地理範圍的必要性。白紋伊蚊。我們使用機械傳播模型來預測寨卡病毒、基孔肯雅熱和登革熱的傳播機率和幅度如何隨平均溫度變化，並且我們表明這些預測與人類病例數據非常匹配。對於所有三種病毒，模型和人類病例數據均顯示傳播發生在 18 34 攝氏度之間，最大傳播發生在 26 29 攝氏度範圍內。控制人口規模和兩…
摘要 作弊行為對自然和人類社區的公共產品生產構成普遍威脅，因為他們從公共資源中受益而不對其做出貢獻
摘要 作弊行為對自然和人類社區的公共產品生產構成普遍威脅，因為他們從公共資源中受益而不對其做出貢獻。儘管捕食、寄生、競爭和非生物環境壓力等生態對抗在塑造族群生物學方面發揮關鍵作用，但尚不清楚這些壓力通常如何影響作弊者破壞合作的能力。我們利用理論和實驗來解決致病菌銅綠假單胞菌的這個問題。儘管在所有人群中都選擇了公共物品生產者，但我們的競爭實驗表明，抗生素顯著增加了非生產者的優勢。…
摘要 簡介： 1966年，美國國會通過了《國家歷史保護法案》
摘要 簡介： 1966年，美國國會通過了《國家歷史保護法案》。其目的是：確保歷史建築、考古遺址和過去其他重要場所所蘊含的價值觀以激勵和激勵當代和子孫後代的方式尊重所有美國人。在這 50 年裡，考古學家孜孜不倦地發現、記錄、分析和整理我們共同的過去。
摘要 此功能涉及經濟術語和思想的歷史
摘要 此功能涉及經濟術語和思想的歷史。希望加深經濟學家的日常對話，同時或許也為當前的問題提供新的線索。如果您對未來的主題或作者有建議，請聯絡伊利諾大學芝加哥分校經濟學教授 Joseph Persky，電子郵件為 jpersky@uic.edu。
摘要 生態學的主要挑戰之一是了解生態系統如何回應環境條件的變化，以及分類和功能多樣性如何調節這些變化
摘要 生態學的主要挑戰之一是了解生態系統如何回應環境條件的變化，以及分類和功能多樣性如何調節這些變化。在本研究中，我們使用性狀譜和基於個體的模型來分析亞馬遜 安第斯山脈沿著 3.3 公里海拔梯度的森林初級生產力變化。該模型準確預測了森林生產力隨海拔變化的幅度和趨勢，太陽輻射和植物功能性狀（單位面積葉片乾燥質量、葉片氮和磷濃度以及木材密度）共同解釋了生產力的變化。值得注意的是，不…
摘要 我們描述了具有空間和時間相關性的外部雜訊對立方自催化反應擴散（CARD）系統的反應參數的尺度依賴性
摘要 我們描述了具有空間和時間相關性的外部雜訊對立方自催化反應擴散（CARD）系統的反應參數的尺度依賴性的影響。將 CARD 模型解釋為生命系統的原始反應方案，結果表明環境波動中的冪律相關性可以降低或提高小空間和時間尺度上的營養物質衰減速率和自催化（複製）速率。
摘要 我們研究了外部冪律雜訊對描述三次自催化化學反應的特定反應擴散方程組的可重整性的影響
摘要 我們研究了外部冪律雜訊對描述三次自催化化學反應的特定反應擴散方程組的可重整性的影響。我們表明，改變雜訊指數可以修改循環積分的發散結構，從而修改模型的可重整性。討論了噪聲產生的高階相互作用的影響。我們展示了噪音如何引發新的相互作用項，這些新的相互作用項可以解釋為某種（內部）「化學機制」的表現。我們也展示瞭如何應用有效場論的思想為該系統建立更基本的化學模型。
摘要 120 萬感染人類免疫缺陷病毒 (HIV) 的美國人中，八分之一的人不知道自己的病毒呈陽性，而未經
摘要 120 萬感染人類免疫缺陷病毒 (HIV) 的美國人中，八分之一的人不知道自己的病毒呈陽性，而未經檢測的個人是大多數新感染的罪魁禍首。因此，檢測是最具成本效益的愛滋病毒預防策略，必須在有機會時加快檢測速度。演員查理辛 (Charlie Sheen) 披露愛滋病毒呈陽性後，網路上有關愛滋病毒的搜尋量激增。然而，尚不清楚辛的披露是否影響了愛滋病毒檢測等線下行為。這項研究的目的…
摘要 資訊引擎可以使用結構化環境作為資源，透過隨機化有序輸入並利用增加的香農熵將能量從熱庫轉移到工作庫來
摘要 資訊引擎可以使用結構化環境作為資源，透過隨機化有序輸入並利用增加的香農熵將能量從熱庫轉移到工作庫來生成功。我們為資訊引擎的工作生產提供了一個廣泛適用的表達式，通常建模為一個記憶通道，在與不斷變化的環境互動時將輸入傳遞到輸出。此表達式確定資訊引擎必須具有多個記憶體狀態才能利用輸入環境相關性。為了強調這種功能，我們設計了一個僅由時間相關性驅動的資訊引擎，而不是像以前的引擎那樣…
摘要 生物學成功的關鍵是，適應性生物體所面臨的必要多樣性是其環境中一系列可檢測、可存取和可控制的狀態
摘要 生物學成功的關鍵是，適應性生物體所面臨的必要多樣性是其環境中一系列可檢測、可存取和可控制的狀態。我們分析了它在資訊棘輪熱力學功能中的作用，資訊棘輪是一種自主麥克斯韋惡魔，能夠利用外部資訊庫的波動從熱浴中獲取有用的功。這建立了一個定量範例，用於理解自適應代理如何利用結構化熱環境來實現自身的熱力學效益。通用棘輪充當記憶通訊通道，按順序與其環境互動並將結果儲存到輸出。然而，迄今…
摘要 將資訊理論應用於非線性動力系統的隨機熱力學時產生的一個核心結果是資訊處理第二定律（IPSL）：如果
摘要 將資訊理論應用於非線性動力系統的隨機熱力學時產生的一個核心結果是資訊處理第二定律（IPSL）：如果透過適當的資訊攜帶自由度的香農 柯爾莫哥洛夫 西奈熵變進行補償，宇宙的物理熵可以減少。特別是，漸進率 IPSL 精確地描述了自主麥克斯韋妖和資訊引擎的熱力學功能。這些系統如何開始發揮引擎、蘭道爾橡皮擦和糾錯器的作用？我們確定了物理資訊處理的最小且不可避免的瞬態耗散，該耗散不會…
摘要 大小是影響生物體生態和演化的最重要的生物特徵之一
摘要 大小是影響生物體生態和演化的最重要的生物特徵之一。然而，我們對單細胞生物體型演化的驅動因素所知甚少。大腸桿菌適應簡單葡萄糖培養基的長期進化實驗（Lenski's LTEE）表明，隨著時間的推移，細菌的生長速度和適應性不僅會增加，而且其細胞大小也會增加。這種尺寸的增加與著名的「外部擴散」理論（EDC）相矛盾，該理論預測細胞尺寸應該向更小的細胞進化。在幾種場景中，我們提出並測…
摘要 確定空間尺度是任何生態研究的關鍵階段
摘要 確定空間尺度是任何生態研究的關鍵階段。然而，已發表的文獻中仍缺乏關於空間尺度對食物網網絡特性影響的知識。在這項工作中，確定了塔霍河口生態系的空間尺度對網路屬性的影響。塔霍河河口的食物網是在三個空間尺度上組裝的，即顆粒（分辨率）和範圍。就顆粒而言，定義了三個尺度：小顆粒（30個點）、中顆粒（15個點）和大顆粒（6個點）。就範圍而言，定義的三個尺度是：擴展河口（30個地點）、…
摘要 至少有三種不同的方式來概念化熵：熵作為物理系統的廣泛熱力學量（克勞修斯，玻爾茲曼，吉布斯），熵作為
摘要 至少有三種不同的方式來概念化熵：熵作為物理系統的廣泛熱力學量（克勞修斯，玻爾茲曼，吉布斯），熵作為遍歷源信息生產的度量（香農），以及熵作為多項過程統計推斷的手段（傑恩斯最大熵原理）。儘管這些概念代表了根本不同的概念，但平衡熱力學系統、資訊理論中的遍歷源以及統計系統中的獨立採樣過程的熵的函數形式是簡併的，H(p) = Sigma(i) p(i) log p(i)。對於許多通…
摘要 人類既給世界施肥，又耗盡土壤，在此過程中減少了水生生態系統和陸地植物的多樣性
摘要 人類既給世界施肥，又耗盡土壤，在此過程中減少了水生生態系統和陸地植物的多樣性。我們對營養物質如何影響地球土壤中原核生物、真菌和無脊椎動物的豐度和多樣性知之甚少。在这里，我们在巴拿马森林的土壤中探讨了这个问题，该土壤经过 13 年的施肥，采用氮 (N)、磷 (P) 和钾 (K) 的因子组合以及单独的微量营养素混合物。我們對比了將生物地球化學與豐度和多樣性聯繫起來的三種假設。…
摘要 季節性氣候趨勢（例如，過去幾十年南極洲夏季氣溫升高）是人為還是自然原因的問題對於緩解和適應措施都非
摘要 季節性氣候趨勢（例如，過去幾十年南極洲夏季氣溫升高）是人為還是自然原因的問題對於緩解和適應措施都非常重要。傳統的顯著性分析假設（i）季節性氣候趨勢可以透過線性迴歸來量化，（ii）不同的季節記錄可以被視為獨立記錄，以及（iii）每個季節記錄的持續性可以透過一階自迴歸過程所描述的短期記憶來表徵。在這裡，我們表明假設 ii 無效，因為不同季節之間存在強烈的年內相關性。我們還表明…
摘要 最近的實證研究強調了政治運動等社會競爭的異質性：一些意識形態的支持者尋求辯論和對話，有些意識形態的
摘要 最近的實證研究強調了政治運動等社會競爭的異質性：一些意識形態的支持者尋求辯論和對話，有些意識形態的支持者則創造迴聲室。雖然對稱和靜態網路結構通常用作研究此類競爭對手動態的基礎，但網路結構可以解釋為競爭對手策略的簽名，從而在自適應網路上產生競爭動態。在這裡，我們證明了攻擊性和防禦性之間的權衡（即針對對手與針對志同道合的個人）會產生矛盾行為，例如非傳遞動態。雖然在兩個競爭者係…
摘要 由於形式根據語音環境而變化，形態語音的交替可能會使語法語素的目標式生成變得具有挑戰性
摘要 由於形式根據語音環境而變化，形態語音的交替可能會使語法語素的目標式生成變得具有挑戰性。本文使用真實詞和隨機詞的 wug' 測試，探討了俄語兒童（4;0 7;11 歲）中元音刪除和重音轉移的相互作用模式的形態語音變化的習得。根據語音環境，參與者需要刪除元音（例如 ko'mok(Nom,sg) kom'ka(Gen,sg)）或保留它們（例如 p(j)i'lot(Nom,sg)…
摘要 用於生物體世代之間遺傳訊息傳遞演化的修飾基因模型表現出減少原理：在恆定的生存力選擇和變異產生的平衡
摘要 用於生物體世代之間遺傳訊息傳遞演化的修飾基因模型表現出減少原理：在恆定的生存力選擇和變異產生的平衡下，選擇有利於降低接近平衡的群體的變異產生率。儘管這一結果已在多種遺傳模型中得到證明，但對於突變、遷移和重組修飾的多等位基因模型（在活力選擇下修飾劑和主要基因之間具有任意聯繫）尚未得到普遍證明。我們透過開發一個表徵所有這些演化模型的統一數學框架來證明歸約原理適用於所有這些情況…
摘要 化學反應網絡（CRN）的研究是一個非常活躍的領域
摘要 化學反應網絡（CRN）的研究是一個非常活躍的領域。早期眾所周知的結果（Feinberg 1987 Chem. Enc. Sci. 42 2229，Anderson et al 2010 Bull. Math. Biol. 72 1947）對於任何 CRN 都識別出一個稱為缺陷的拓樸量，當它完全等於零時，會導致這些網絡出現獨特的因式分解。然而，對於非零缺陷網路的穩態，並沒有…
摘要 背景：小配體與 RNA 元件的結合可引起 RNA 結構的實質變化
摘要 背景：小配體與 RNA 元件的結合可引起 RNA 結構的實質變化。這構成了配體控制的轉錄和翻譯基因調控的重要、快速作用機制，由多種核糖開關實現。相關的重折疊過程通常不能只用熱力學效應來解釋。相反，它們受到 RNA 折疊動力學的控制。雖然 RNA 折疊的計算分析可以利用 RNA 結構形成、RNA RNA 相互作用和 RNA 配體相互作用的熱力學成熟模型，但由於構象空間的巨大…
摘要 演化論解釋了為什麼後生動物物種在很大程度上受到保護，免受癌症的負面適應性影響
摘要 演化論解釋了為什麼後生動物物種在很大程度上受到保護，免受癌症的負面適應性影響。然而，癌症在一系列物種中的發生率往往很高。儘管量化癌症流行病學和評估其原因存在許多挑戰，但我們聲稱，大多數現代動物（尤其是人類）癌症是由於環境偏離了抗癌進化過程中盛行的分佈中心趨勢。這種新的環境條件可能是自然的和/或人為來源的，並且可能以多種方式與癌症風險相互作用，大致可分為以下幾類：增加生物體…
摘要 表型突變是由錯誤翻譯引起的胺基酸變化
摘要 表型突變是由錯誤翻譯引起的胺基酸變化。表型突變如何影響新蛋白質功能的適應性演化尚不清楚。在這裡，我們將抗生素抗性蛋白 TEM 1 進化為具有高誤譯率的大腸桿菌菌株對抗生素頭孢噻肟的抗性。在此類菌株中進化的 TEM 1 群體賦予宿主細胞普遍的生長優勢，不僅對頭孢噻肟，而且對祖先 TEM 1 無法滅活的其他幾種抗生素也如此。 TEM 1 群體的高通量測序表明，這一優勢與弱有害…
摘要 有許多例子表明，利用身體的物理特性可以減輕大腦的負擔
摘要 有許多例子表明，利用身體的物理特性可以減輕大腦的負擔。例如抓取、游泳、運動和運動偵測。形態計算一詞最初是為了描述身體中必須由大腦進行的過程而創造的。在本文中，我們主張協同的觀點，我們的意思是形態計算是一個需要身體和大腦密切互動的過程。基於感覺運動環路模型，我們研究了一種新的協同資訊測量方法，並表明與先前的結果相比，在沒有協同資訊的情況下它更可靠。此外，我們討論了一種允許在…
摘要 儘管人均消費量長期下降，但人口成長和乾旱導緻美國各地對水資源短缺的擔憂日益加劇
摘要 儘管人均消費量長期下降，但人口成長和乾旱導緻美國各地對水資源短缺的擔憂日益加劇。這種下降在多大程度上是水政策與其他外生變化的結果？許多城市同時實施多項以水為重點的政策，同時仍受到其他外生驅動因素的影響，因此將政策評估與檢視多種用水驅動因素的方法結合起來非常重要。水政策、基礎設施變革以及更廣泛的技術和人口趨勢對影響水需求的重要性尚未被衡量。我們展示了一種利用拉斯維加斯社區用…
摘要 全球快速城市化既是應對全球永續發展挑戰的主要原因，也可能是主要解決方案
摘要 全球快速城市化既是應對全球永續發展挑戰的主要原因，也可能是主要解決方案。城市的發展通常與社會經濟生產力的提高有關，但它也造成了嚴重的不平等。儘管越來越多的證據表明這些發達城市地區的異質性，但人們對發展中城市中最極端的形式及其對永續性的影響了解甚少。在這裡，我們描述了許多發展中城市的收入和獲得服務的一般模式，重點是對巴西和南非城市地區進行廣泛、高解析度的分析。我們使用詳細的…
摘要 創新通常是意想不到的，通常會導致表型和生態功能發生驚人的變化
摘要 創新通常是意想不到的，通常會導致表型和生態功能發生驚人的變化。本期主題的貢獻是最新的概念、理論和實驗進展，闡述了生態、環境、個體發展和演化如何成為理解創新過程複雜性的核心。在這裡，我們透過介紹和定義與創新相關的關鍵術語來奠定基礎，並討論它們與生物、文化和技術變革的相關性。探索新的生物資訊的產生和傳輸、環境相互作用和選擇性進化過程如何促進生態系統的創新，將揭示生命中的主導特…
摘要 大多數基於冪律指數最大似然 (ML) 估計的標準方法只能可靠地用於識別小於負一的指數
摘要 大多數基於冪律指數最大似然 (ML) 估計的標準方法只能可靠地用於識別小於負一的指數。冪律不可歸一化的論點取決於資料擷取的基礎樣本空間，並且僅適用於不受上方限制的樣本空間。從有界樣本空間獲得的冪律（幾乎所有與數據相關的問題都是如此）總是不受此類限制，並且可以不受限制地獲得任意冪的最大似然估計。在這裡，我們首先針對有界離散樣本空間上的冪律分佈的任意指數導出適當的 ML 估計…
摘要 自然界中出現新奇事物的主要力量是協作相互作用的存在，其中系統的兩個或多個組成部分協同作用，有時會導
摘要 自然界中出現新奇事物的主要力量是協作相互作用的存在，其中系統的兩個或多個組成部分協同作用，有時會導致更高階的突發現象。在分子演化中，所謂的超循環定義了最簡單的自催化循環模型，為早期生物圈合作演化提供了重要的理論見解。這些閉合的合作循環也激發了我們對催化循環如何出現在生態系中的理解。在超循環和生態合作循環這兩種情況下，空間所發揮的作用似乎對於它們的穩定性和抵抗寄生蟲的能力至…
摘要 最近，關於嗅覺蛋白活化方法的另一種理論引起了人們的關注
摘要 最近，關於嗅覺蛋白活化方法的另一種理論引起了人們的關注。該理論提出，嗅覺 G 蛋白偶聯受體的活化是透過非彈性電子隧道機制發生的，該機制是透過具有適當振動狀態的激動劑的存在來介導的，以接受隧道電子能量的非彈性部分。在最近的一系列論文中，提供了一些暗示性的理論證據，表明該理論可能適用於非嗅覺 G 蛋白偶聯受體 (GPCR)，包括與中樞神經系統 (CNS) 相關的受體。 [Ch…
摘要 微生物透過多種過程維持自身
摘要 微生物透過多種過程維持自身。當資源可用性下降時，其中一些流程可以減少或完全關閉。在底物供應充足的純培養條件下，最大生長速率與維持投入的能量之間的關係已被廣泛報導。然而，在資源範圍的另一端，細菌受到能量的極大限制，以至於無法生長，新陳代謝僅限於最基本的功能。這些最低能量需求被稱為基本功率需求。雖然看似彼此不同，但這兩個方面都可能是受監管的維護過程的連續體的組成部分。在這裡，…
摘要 這是《生物科學理論》紀念奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidbach) 的兩期特刊中的第一期
摘要 這是《生物科學理論》紀念奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidbach) 的兩期特刊中的第一期，奧拉夫·布雷德巴赫 (Olaf Breidbach) 是該雜誌的長期編輯，他將傳統的《Biologisches Zentralblatt》轉變為現代的《生物科學理論》，這是一本致力於最廣泛意義上的生物學理論、概念和歷史方面的期刊。奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidb…
摘要 我們研究結構知識的基本原理
摘要 我們研究結構知識的基本原理。結構知識是認知的基礎，它組織、選擇資訊並賦予資訊意義。它是進化、文化和發展過程的結果。由於其自身的限制，它需要發現和利用規律，從而實現複雜度的降低。
摘要 生物體的特定屬性如何隨其體型變化或縮放稱為異速生長
摘要 生物體的特定屬性如何隨其體型變化或縮放稱為異速生長。生物異速性，例如代謝縮放，被假設是由於選擇最大化血管網絡如何填充空間而最小化內部運輸距離和阻力而產生的。 West, Brown, Enquist (WBE) 模型認為，這兩個原理（空間填充和能量最小化）是 (i) 植物和動物生物網絡多樣性進化的一般原理，以及 (ii) 可用於預測生物網絡的幾何結構如何控制其異速生長尺度…
摘要 背景：菠菜花葉病毒（PepMV）是一種新興的植物病原體，可感染全世界的番茄
摘要 背景：菠菜花葉病毒（PepMV）是一種新興的植物病原體，可感染全世界的番茄。了解影響其演化成功的因素對於開發新的控制策略至關重要，這些策略可能對新病毒株的演化更有效。這些演化因素之一是突變適應度效應（DMFE）的分佈，即對給定病毒株和宿主物種致命、有害、中性和有益的突變比例。本研究的目的是表徵智利 2 株 PepMV 輕度分離株 (PepMV P22) 引入的非同義突變的…
摘要 我們引入了一個基於完全重定向的網路成長模型：新節點隨機選擇現有目標節點，但附加到該目標的隨機鄰居
摘要 我們引入了一個基於完全重定向的網路成長模型：新節點隨機選擇現有目標節點，但附加到該目標的隨機鄰居。對於無向網絡，這種簡單的成長規則會產生不尋常的、高度模組化的網路。單一網路實作通常包含多個宏中心節點，其度數與節點數量 N 成線性比例。網路「核心」的大小（度數大於 1 的節點集）隨 N 呈次線性增長，因此構成網路的一小部分。因此，網路幾乎完全由葉子（一級節點）組成，因為 N…
摘要 了解近藤晶格材料中重電子的出現和隨後的行為是凝聚態物理學的巨大挑戰之一
摘要 了解近藤晶格材料中重電子的出現和隨後的行為是凝聚態物理學的巨大挑戰之一。從這個角度，我們回顧了過去十年的進展，並提出了未來研究的一些方向。我們的重點將是開發一個新的微觀框架，該框架融合了從關鍵實驗結果的現象學描述中出現的基本概念。
摘要 我們調查了有關社交網絡結構的經濟後果的文獻
摘要 我們調查了有關社交網絡結構的經濟後果的文獻。我們發展了社會互動網絡的「宏觀」和「微觀」特徵的分類法，並討論了有關這些特徵在決定學習、擴散、決策和由此產生的行為中的作用的理論和實證研究結果。我們也討論了在評估互動模式和行為之間的關係時考慮網路內生性的挑戰。
摘要 人類，像所有有機體一樣，受到基本生物物理定律的約束
摘要 人類，像所有有機體一樣，受到基本生物物理定律的約束。範瓦倫預測，由於零和動力學，給定環境中所有物種的所有種群平均消耗相同數量的能量。達穆斯的「能量等效規則」支持了範瓦倫的猜想，它顯示了每個區域中個體代謝率高的少數大型動物與能量需求低的豐富小物種之間的權衡。我們使用代謝尺度理論來比較人類社會與其他陸地哺乳動物的密度和個體能量使用的變化。我們發現，狩獵採集動物的密度低於我們體…
摘要 我們研究具有雙面利他主義的世代重疊經濟的演化動態，每一代人都關心其父母一代、後代和自己一代的效用
摘要 我們研究具有雙面利他主義的世代重疊經濟的演化動態，每一代人都關心其父母一代、後代和自己一代的效用。我們假設每個時期的年輕一代和老一輩都作為中央計畫者共同行動。然後我們引入雙邊利他路徑和雙邊利他固定路徑的概念。然後，我們繼續證明，在雙邊利他模型中，前者總是收斂於後者。此固定資本水準高於具有恆定折現因子的模型中的穩態水準。
摘要 透過利用聚集不同資訊的能力，群體通常可以比個人或專家小組做出更好的決策
摘要 透過利用聚集不同資訊的能力，群體通常可以比個人或專家小組做出更好的決策。問答網站（例如 Stack Exchange）依靠「群體智慧」效應來識別使用者提出的問題的最佳答案。我們分析了 Stack Exchange 網路上 250 個社群的數據，以找出影響哪些答案被選為最佳答案的因素。我們的結果表明，使用者不是評估問題的所有可用答案，而是依靠簡單的認知啟發法來選擇投票贊成或…
摘要 13 世紀美國西南部四角地區普韋布洛人的人口減少是世界史前史上的一個標誌性事件
摘要 13 世紀美國西南部四角地區普韋布洛人的人口減少是世界史前史上的一個標誌性事件。對其原因及其後果的研究不僅與考古方法和理論有關，而且與氣候變遷的社會反應、社會運動的社會學以及文化多樣性的當代模式有關。先前的研究曾討論過「四個角落」移民的人口規模、目的地和影響。這種不確定性很大程度上源自於四個角落與假設目的地區域之間物質文化的巨大差異。由於公元 13 世紀農民完全離開四個角…
摘要 當人類學家研究複雜的社會和大型資料庫時，我們不得不問，使用人口內部的人口劃分是否有助於或阻礙我們對
摘要 當人類學家研究複雜的社會和大型資料庫時，我們不得不問，使用人口內部的人口劃分是否有助於或阻礙我們對人們認知，特別是政治認知的理解。作者利用 1998 年和 2003 年在蒙古收集的 1,283 次訪談的資料庫，依照地點、性別、教育程度和年齡等人口統計類別對樣本人群進行劃分。我們使用網絡分析來記錄網絡結構的差異，並使用文本分析來了解蒙古人在從蘇聯式社會主義中崛起時如何描述民…
摘要 基於性狀的方法在群落生態學中扮演越來越重要的角色
摘要 基於性狀的方法在群落生態學中扮演越來越重要的角色。儘管基於性狀的策略維度（例如葉子經濟譜（LES））主要在全球範圍內確定，但社區範圍內的性狀變異通常是在這種背景下解釋的。在這裡，我們從多方面的證據出發，認為研究的重點應該是確定全球範圍內的特質關係是否在更局部的範圍內成立。我們回顧了最近評估較小尺度性狀變異的文獻，然後提出了一個案例研究，探討葉片性狀的相關強度與其跨生態尺度…
摘要 整體退火是一種順序蒙特卡羅方案，非常適合模擬具有粗糙自由能景觀的系統的平衡狀態
摘要 整體退火是一種順序蒙特卡羅方案，非常適合模擬具有粗糙自由能景觀的系統的平衡狀態。在這裡，我們使用群體退火來研究硬球的二元混合物。群體退火是模擬退火的平行版本，具有額外的重採樣步驟，可確保系統的副本群體代表退火計劃中每個堆積分數的平衡係綜。描述了該演算法及其平衡特性，並給出了由直徑比為 1.4:1 的硬球 50/50 混合物組成的玻璃形成流體的結果。對於該系統，我們獲得了玻…
摘要 我們報告了一項關於瑪雅中部低地王朝資訊網絡的研究，即六個城市的外部精英陶瓷影響，以及它們如何反映瑪
摘要 我們報告了一項關於瑪雅中部低地王朝資訊網絡的研究，即六個城市的外部精英陶瓷影響，以及它們如何反映瑪雅精英 3000 年來的決策實踐。森林覆蓋，即桑科花粉，被添加到網絡分析中以提供生態邊界條件，從而提供生態調節的資訊網絡。主成分分析揭示了三種主要模式。首先，在前古典晚期和古典時期（公元前 400 年至公元 800 年），內陸城市聯網成為強大的政體。在第二種模式中，沿海城市成…
摘要 Tsimane 健康與生命史計畫是一項針對人類生命歷程的綜合生物行為研究，旨在測試人類生命史演化的
摘要 Tsimane 健康與生命史計畫是一項針對人類生命歷程的綜合生物行為研究，旨在測試人類生命史演化的相互競爭的假設。目標之一是了解在缺乏現代城市生活便利設施（例如衛生設施、銀行、電力）的高生育率、以親屬為基礎的環境中，生活史與社會行為之間的雙向連結。另一個目標是了解高病原體負荷如何影響發育和成年期間的健康和福祉。第三個目標涉及現代化如何塑造人類生活史和社會性。在這裡，我們概…
摘要 微擾裝置是利用微擾理論將多體自旋交互作用減少為二體自旋交互作用的通用技術
摘要 微擾裝置是利用微擾理論將多體自旋交互作用減少為二體自旋交互作用的通用技術。這允許使用更物理上可行的二體交互作用來實現有效的多體交互作用。與先前的工作 (arXiv:1311.2555 [quant ph]) 並行，這裡我們考慮最大限度地減少實現最初由 Kempe、Kitaev 和 Regev (arXiv:quant ph/0406180) 提出、後來由 Jordan 和…
摘要 我們提出了一個通用數學模型，描述生活在受氣候持續和定向變化影響的一維空間離散棲息地斑塊陣列中的單一
摘要 我們提出了一個通用數學模型，描述生活在受氣候持續和定向變化影響的一維空間離散棲息地斑塊陣列中的單一物種的生長和擴散。我們的模型解釋了氣候變遷現象的兩個重要特徵：（1）尺度依賴性：不同物種可能會以不同的速率感知環境的變化，因為它們以不同的尺度感知環境；（2）測量依賴性：不同的物種對環境的測量不同，因為它們可能對環境的不同方面（例如最高溫度、最低溫度、積溫）敏感或暗示，這與它…
摘要 持續性心房顫動 (AF) 可以被視為跨通訊網路的動作電位訊息傳輸的瓦解模式，該網路由透過功能連接連
摘要 持續性心房顫動 (AF) 可以被視為跨通訊網路的動作電位訊息傳輸的瓦解模式，該網路由透過功能連接連接的節點組成。為了檢驗持續性 AF 消融與通訊網路內局部和全局連接性改善相關的假設，我們分析了 22 名連續患者（63.5 +/ 9.7 歲，78% 男性）在局部脈衝和轉子調製引導消融前後持續性 AF 期間的多電極籃式導管電圖。 8 名患者 (36%) 在消融後 6 個月內復…
有確鑿的證據顯示第 2 型糖尿病 (T2DM) 與不同部位的癌症風險增加之間存在關係，但仍不清楚不同的降
摘要 目的。有確鑿的證據顯示第 2 型糖尿病 (T2DM) 與不同部位的癌症風險增加之間存在關係，但仍不清楚不同的降血糖療法如何改變特定部位的癌症風險。本研究的目的是提供奧地利人群中個別 T2DM 治療、他汀類藥物使用和特定部位癌症之間所有可能關聯的完整特徵。方法。 2006 2007 年期間住院的 1 847 051 名患者的醫療索賠數據被用來估計特定部位癌症診斷和特定降血糖…
摘要 森林葉性狀對海拔的平均反應已廣為人知，但對多個生態尺度下性狀分佈對海拔的反應知之甚少
摘要 森林葉性狀對海拔的平均反應已廣為人知，但對多個生態尺度下性狀分佈對海拔的反應知之甚少。這限制了我們對因環境驅動因素和變化而發生性狀變異的生態尺度的理解。我們使用現場採樣和機載成像光譜儀沿著安第斯山脈到亞馬遜海拔梯度分析和比較了多個冠層葉性狀分佈。田間估計的性狀是透過三種群落加權方法產生的，並且在由採樣粒度和生態範圍定義的三個尺度上進行性狀的遙感估計。現場和遙感方法顯示，隨…
摘要 摘要 從降低風險的角度來看前現代國家的戰爭，我們發現王室聯姻是統治者用來降低戰爭失敗機率的策略
摘要 摘要 從降低風險的角度來看前現代國家的戰爭，我們發現王室聯姻是統治者用來降低戰爭失敗機率的策略。明智的婚姻交換加強並延長了統治者之間或統治者與社會精英之間的庇護關係。庇護主義可能會影響他們軍隊的規模和組成。部署的戰士和軍隊越多，不輸掉一場戰爭的機會就越大（Otterbein 2004；LeBlanc 2006）。對八個前現代國家的研究表明，儘管大多數國家是獨立發展的，但它…
摘要 北美女性一生中有八分之一罹患乳癌 (BC) 的風險，其中很大一部分人會罹患復發性 BC，並最終死於
摘要 北美女性一生中有八分之一罹患乳癌 (BC) 的風險，其中很大一部分人會罹患復發性 BC，並最終死於該疾病。轉移性、治療抗性 BC 細胞難以抵抗多重壓力誘導的細胞死亡。在這裡，我們記錄了維生素 D 受體 (VDR) 作為自噬的主要轉錄調節因子。維生素 D 活化 VDR 會誘導 BC 細胞中的自噬作用和自噬轉錄特徵，這與患者生存率的提高有關；引人注目的是，這種特徵存在於正常乳…
摘要 人們已經開發了許多中心性度量來量化時間無關網路中節點的重要性，其中許多可以表示為某個矩陣的前導特徵
摘要 人們已經開發了許多中心性度量來量化時間無關網路中節點的重要性，其中許多可以表示為某個矩陣的前導特徵向量。隨著隨時間變化的網路資料的可用性不斷增加，將這種基於特徵向量的中心性度量擴展到時間相關網路非常重要。在本文中，我們介紹了網路中心性度量的原則概括，該度量對於任何基於特徵向量的中心性都有效。我們將具有 N 個節點的時間網路視為描述不同時間視窗期間網路的 T 層序列，並將各…
摘要 複雜晶體（例如每個晶胞有一百個或更多原子的準晶體或週期性晶體）中的原子在哪裡
摘要 複雜晶體（例如每個晶胞有一百個或更多原子的準晶體或週期性晶體）中的原子在哪裡？他們是怎麼到達那裡的？自準晶體被發現以來的四分之一個世紀裡，許多材料的第一個問題已逐漸得到解答。在本文中，我們討論第二個問題。我們簡要回顧了描述晶體結構中原子位置的提議模型的歷史。然後，我們提出了一種特定合金系統的修訂描述和可能的生長模型，這些合金系統包含 Tsai 型簇，其中包括一類重要的準晶…
摘要 人類語言是透過一個帶有修改的傳承過程而進化的，隨著時間的推移，母體語言以模仿生物物種進化的方式產生
摘要 人類語言是透過一個帶有修改的傳承過程而進化的，隨著時間的推移，母體語言以模仿生物物種進化的方式產生了子體語言。帶有修飾的血統只是生物演化和語言演化之間的許多相似之處之一，兩者結合在一起，提供了語言如何演化的達爾文觀點。這種達爾文主義的觀點與借鑒自演化生物學的統計方法結合，為人類語言演化的研究帶來了新的機會。其中包括語言系統發育樹的統計推論、研究語言特徵如何在數千年的語言變…
摘要 本世紀頭十年，美國所有主要種族的財富都急劇上升和下降，但西班牙裔財富的波動尤其劇烈
摘要 本世紀頭十年，美國所有主要種族的財富都急劇上升和下降，但西班牙裔財富的波動尤其劇烈。我們表明，家庭特徵和位置可以解釋西班牙裔在繁榮時期的經歷，但不能解釋蕭條時期的經歷。我們認為，經濟衰退之初，無證移民獲得的信貸突然崩潰，導致市場上自然賣家的房屋需求萎縮，從而導致財富損失遠遠超過僅根據家庭特徵和地點所能預測的程度。
摘要 背景：異三聚體 G 蛋白是由三個亞基 G α 和 G β γ 二聚體組成的基本訊號蛋白
摘要 背景：異三聚體 G 蛋白是由三個亞基 G α 和 G β γ 二聚體組成的基本訊號蛋白。 Ga 作為分子開關的作用對於傳輸和放大由活化的 G 蛋白偶聯受體 (GPCR) 啟動的細胞內訊號級聯至關重要。儘管 G 蛋白進化具有生化和治療重要性，但其研究僅限於少數模式生物的範圍。此外，在五個主要的 Ga 亞家族中，只有兩個家族的潛在基因結構在哺乳動物進化之外得到了徹底的研究。因…
摘要 穩健性和進化性是決定表型穩定性和可及性的主要特性
摘要 穩健性和進化性是決定表型穩定性和可及性的主要特性。已經在許多計算基因型 表型圖譜中對它們進行了研究。在本文中，我們研究了 toyLIFE 中定義的代謝基因型 表型圖，這是一個代表簡化細胞生物學的多層次計算模型。 toyLIFE 包括多個層面的表型表達，從蛋白質到調控網絡再到新陳代謝。我們的結果表明，toyLIFE 與其他看似無關的計算基因型 表型圖譜有許多相似之處。因此，…
摘要 研究人員描述了一種名為 SpringRank 的新演算法，該演算法利用輸贏來快速找到隱藏在大型網路
摘要 研究人員描述了一種名為 SpringRank 的新演算法，該演算法利用輸贏來快速找到隱藏在大型網路中的排名。當在廣泛的合成和現實數據集（從 NCAA 大學籃球錦標賽的球隊到動物的社會行為）上進行測試時，SpringRank 在預測結果和效率方面優於其他排名演算法。
摘要 說明：本文有三個目的
摘要 說明：本文有三個目的。首先，它試圖找出宗教對那些發展人類社會生活演化以及維持這種生活的認知能力的人所提出的確切問題。這樣做之後，本文旨在具體說明宗教演化的解釋應滿足的標準。其次，它對一種流行的說法提出了批評：宗教的出現是認知偏見的結果，這種認知偏見偏向於主觀思維，偏向於最低限度的違反直覺的敘述，並被某種形式的文化進化所放大和鞏固。第三，它勾勒出一種正面的描述，其中各種形式…
摘要 級聯故障背後的機制通常透過自組織臨界性範式進行建模
摘要 級聯故障背後的機制通常透過自組織臨界性範式進行建模。在這裡，我們介紹一個簡單的網路模型，其中節點自組織以弱或強的方式防止故障，從而捕獲許多網路系統中固有的節點退化和增強之間的權衡。如果強節點不會發生故障，則任何故障都會包含在單一孤立的弱節點叢集中，並且該模型會產生故障大小的冪律分佈。我們將僅涉及單一集群故障的大型罕見事件歸類為「黑天鵝」。相反，如果強節點在其鄰居的足夠部分…
摘要 確定病毒基因型的適應性已成為病毒學的標準實踐，因為評估其演化潛力至關重要
摘要 確定病毒基因型的適應性已成為病毒學的標準實踐，因為評估其演化潛力至關重要。達爾文適應性被定義為給定基因型相對於參考基因型的優勢，是一種複雜的特性，可以用一個數字捕捉病毒感染每個階段的表現差異。病毒適應性在多大程度上是由感染期間與宿主因子和調節網絡的特定分子相互作用產生的？我們能否辨識其表現取決於病毒適應性的功能類別的宿主基因？在這裡，我們比較了感染七種不同適應度的菸草蝕斑…
摘要 儘管進行了多年的研究，但對太空輻射環境及其對長期太空人造成的風險的了解仍然有限
摘要 儘管進行了多年的研究，但對太空輻射環境及其對長期太空人造成的風險的了解仍然有限。研究結果與人類太空人中觀察到的經驗效應之間存在差異，這可能是由於許多因素限制了複雜空間環境的地面模擬以及從不同動物模型推斷人類臨床後果。鑑於載人航太的預期未來，以及目前迅速擴大載人登月和火星任務能力的努力，迫切需要提高對太空輻射風險的了解，預測行星際輻射暴露可能的臨床結果，並為未來任務制定適當…
摘要 統計、統計力學以及隨機系統熱力學的性質在很大程度上取決於狀態數 W(N) 如何取決於系統的大小 N
摘要 統計、統計力學以及隨機系統熱力學的性質在很大程度上取決於狀態數 W(N) 如何取決於系統的大小 N。在這裡，我們提出隨機系統相空間體積 W(N) 的標度展開式。對應的展開係數（指數）定義了系統所屬的普遍性類別。同一通用性類別內的系統共享相同的統計數據和熱力學。對於次指數成長的系統，這種擴張已被證明是存在的。透過使用標度擴展，這種分類可以擴展到所有隨機系統，包括相關係統、約…
摘要 社會互動是影響從人類到細菌等物種決策的重要因素
摘要 社會互動是影響從人類到細菌等物種決策的重要因素。在動物遷徙的背景下，社會互動可能會導致決策的改進、對環境線索做出更大反應的能力以及最佳路線的文化傳播。儘管具有重要意義，遷徙物種的社會互動的確切性質仍然很大程度上未知。在這裡，我們部署無人機系統來收集馴鹿從維多利亞島遷徙到加拿大大陸時的空拍鏡頭。透過對軌蹟的貝葉斯分析，我們揭示了遷徙馴鹿的精細尺度相互作用規則，並表明它們相互…
摘要 背景：重組在生命之樹中廣泛存在，因為它有助於清除有害突變並創造新的適應性特徵
摘要 背景：重組在生命之樹中廣泛存在，因為它有助於清除有害突變並創造新的適應性特徵。在原核生物中，它通常採取從供體細菌到受體細菌的水平基因轉移的形式。雖然這種轉移在自然群落中廣泛存在，但其直接的健身益處通常是未知的。我們詢問此類益處是否取決於環境以及供體和受體菌株的特性。為此，我們在數百代實驗室進化過程中使大腸桿菌適應了兩種新型碳源，將不斷進化的群體暴露於各種 DNA 供體中。…
摘要 Fermi Pasta Ulam (FPU) 一維哈密頓量包含一個四次項，可保證系統在熱力學極限內
摘要 Fermi Pasta Ulam (FPU) 一維哈密頓量包含一個四次項，可保證系統在熱力學極限內的遍歷性。一致地，玻爾茲曼因子 P(is an element of) 類似於 e (beta is an element of) 描述其單體能量的平衡分佈，其速度分佈是麥克斯韋分佈，即 P(v) 類似於 e (beta v2/2)。我們在這裡考慮一個廣義系統，其中站點之間的…
摘要 在本文中，我們分析了 2006 年至 2011 年期間每年數以百萬計的患者與醫療保健系統互動的轉診
摘要 在本文中，我們分析了 2006 年至 2011 年期間每年數以百萬計的患者與醫療保健系統互動的轉診路徑，並將它們與美國心血管治療記錄聯繫起來。對於患者來說，「轉診路徑」記錄了患者遇到的醫生的時間順序（受到兩次見面之間時間的某些限制）。它在更廣泛的轉診網絡中提供了基本的分析單元，對醫療保健系統中的患者流和醫生之間的資訊進行編碼。我們考慮透過一系列互動以及轉診路徑的特徵定義的…
摘要 透過分子動力學，在 d 維晶格（d = 1、2 和 3）上研究以長程相互作用為特徵的經典慣性 XY
摘要 透過分子動力學，在 d 維晶格（d = 1、2 和 3）上研究以長程相互作用為特徵的經典慣性 XY 模型的動力學和恆溫學。旋轉體之間的相互作用隨著距離 r(ij) 衰減，如 1/rij(alpha) (alpha = 0)，其中 alpha 無窮大和 alpha = 0 分別對應於最近鄰和無限範圍相互作用。我們驗證了動量機率分佈在短程範圍內是麥克斯韋分佈，而 q 高斯分佈…
摘要 自 1945 年以來，大型國家間戰爭相對較少，尤其是與前 30 年（包括兩次世界大戰）相比
摘要 自 1945 年以來，大型國家間戰爭相對較少，尤其是與前 30 年（包括兩次世界大戰）相比。這種模式有時被稱為長期和平，是極具爭議性的。它是否代表了潛在衝突產生過程的真正變化所引起的持久趨勢？還是它符合一個高度可變但穩定的衝突系統？利用 1823 年至 2003 年國家間戰爭規模和爆發時間的經驗分佈，我們對衝突產生的平穩模型進行參數化，該模型可以區分戰爭統計中的趨勢和統計…
摘要 酵母菌中的端粒酶 RNA 很大，通常 1000 nt，並且包含已在多個不同物種中進行了廣泛實驗研究
摘要 酵母菌中的端粒酶 RNA 很大，通常 1000 nt，並且包含已在多個不同物種中進行了廣泛實驗研究的功能元件。然而，它們很難透過基於同源性的方法檢測到，並且迄今為止在大多數糖菌亞門基因組中都逃脫了註釋。這是在核苷酸層面上快速進化的序列的結果，其大小變化很大，並且其二級結構具有高度可塑性。在此，我們報告了一項旨在縮小 RNA 註釋差距的調查。儘管付出了巨大的努力並結合了多種…
摘要 程序性細胞死亡（PCD）發生在單細胞和多細胞生物
摘要 程序性細胞死亡（PCD）發生在單細胞和多細胞生物。雖然 PCD 在多細胞生物的發育和維持中發揮關鍵作用，但解釋為什麼單細胞生物會進化為主動自殺更具挑戰性。在這裡，我們探討了 PCD 作為利用隨機表型轉換的微生物賭注對沖策略的附件的潛力。我們考慮面臨不可預測和反覆發生的災難的生物體，其中適應性取決於有效的表型多樣化。我們發現，當繁殖機會受到承載能力限制時，PCD 會推動族群…
摘要 預測植被對氣候的反應需要了解氣候敏感的植物性狀不僅如何介導單一植物的反應，而且還介導整個群落的物種
摘要 預測植被對氣候的反應需要了解氣候敏感的植物性狀不僅如何介導單一植物的反應，而且還介導整個群落的物種和功能組成的變化。异戊二烯气体的排放是三分之一树种共有的特征，众所周知，它可以在气候胁迫下保护叶子的生物化学。在這裡，我們測試了這樣的假設：異戊二烯排放透過增強排放樹木對高溫和乾旱的耐受性來影響熱帶森林中的樹種組成。利用森林清查数据，我们估算了 103 个低地热带地区异戊二烯…
摘要 由於日益嚴重的抗藥性問題，噬菌體（細菌的病毒）已被提議作為抗菌劑來補充或取代抗生素
摘要 由於日益嚴重的抗藥性問題，噬菌體（細菌的病毒）已被提議作為抗菌劑來補充或取代抗生素。在自然界和臨床中，抗生素無所不在，可能透過影響細菌宿主來間接影響噬菌體。即使噬菌體和抗生素的協同作用已在多項研究中得到證實，但焦點往往集中在細菌上，對噬菌體的影響知之甚少。演化研究表明，時間尺度是理解抗菌策略後果的重要因素，但這一觀點在噬菌體 抗生素組合研究中通常被忽略。在這裡，我們探討抗…
摘要 據報導，利用化學振盪效應的可逆加成 斷裂鏈轉移（RAFT）分散聚合直接合成數十至數百奈米尺度的嵌段
摘要 據報導，利用化學振盪效應的可逆加成 斷裂鏈轉移（RAFT）分散聚合直接合成數十至數百奈米尺度的嵌段共聚物囊泡。在振盪模式下，在 Belousov Zhabotinsky (B Z) 反應存在下，含有 RAFT 試劑 (PEG CTA) 的聚乙二醇和丙烯酸乙酯單體之間成功完成了 RAFT 聚合。聚（乙二醇） b 聚（丙烯酸乙酯）單聚體的自組裝產生球形膠束。自組裝膠束重組並轉…
摘要 我們提出了用於分析加權社交網絡的新穎指標，這些指標明確關注從節點到自我網絡到社區以及整個網絡的層次
摘要 我們提出了用於分析加權社交網絡的新穎指標，這些指標明確關注從節點到自我網絡到社區以及整個網絡的層次尺度上的邊緣權重的分佈。這些公式改編自現有的測量方法，這些方法最初是在群體遺傳學的背景下開發的，用於分析不同組織層級的基因頻率的差異。我們的指標包括「有效程度」（與等位基因的有效數量類比）、「濃度」（與近交係數類比）、「觀察到的」和「預期邊緣權重多樣性」（與觀察到和預期的基因…
摘要 2017年的憲法公投中，土耳其以多數票贊成，繼續走向獨裁統治
摘要 2017年的憲法公投中，土耳其以多數票贊成，繼續走向獨裁統治。根據土耳其人民的意願，這次公投將幾乎所有行政權力移交給總統艾爾段。然而，公投面臨大量選舉不當行為和違規行為的指控，從國家脅迫「反對」支持者到有爭議的未蓋章選票的有效性。在此，我們報告對最近的土耳其選舉進行的選舉取證分析的結果，以澄清這些投票違規行為存在並能夠影響公投結果的可能性有多大。我們應用統計取證測試來確定…
摘要 我們介紹並應用一種有效的方法來精確模擬局部樹狀圖上的隨機動態過程
摘要 我們介紹並應用一種有效的方法來精確模擬局部樹狀圖上的隨機動態過程。具有環路的網路在空腔方法的框架中進行處理。例如，此類模型對應於自旋玻璃系統、布林網路、神經網路或其他技術、生物和社交網路。基於量子多體理論的思想，我們的方法基於頂點變數軌跡的所謂邊緣訊息條件機率的矩陣乘積近似。可以透過控制截斷中矩陣乘積邊緣訊息 (MPEM) 的矩陣維度來調整運算成本和精確度。與蒙特卡洛模擬…
摘要 性狀可以為了解維持競爭物種共存的機制提供一個視窗
摘要 性狀可以為了解維持競爭物種共存的機制提供一個視窗。最近的理論表明，競爭性交互作用將導致具有相似特徵的物種群體或群集。然而，理論預測通常假設完全了解競爭和測量特徵之間的映射。這些假設限制了這些模式在推論自然界競爭性交互作用方面的合理應用。在這裡，我們放寬了這些限制，並發現聚類模式對於未知或未觀察到的利基軸的貢獻是穩健的。然而，除非測量的特徵非常接近利基策略，否則它可能不可見…
摘要 了解自然系統的生成機制是科學方法的重要組成部分
摘要 了解自然系統的生成機制是科學方法的重要組成部分。在這裡，我們透過提出任意二進制馬可夫過程的最小生成器來研究實現這一目標的基本步驟之一。這一類過程的預測模型是眾所周知的。令人驚訝的是，生成模型需要針對參數空間的不同區域使用三種不同的拓撲。我們表明，先前提出的用於一組特定的二進制馬可夫過程的生成器實際上不是最小的。我們的結果首次定量地揭示了預測和產生的相對（最小）成本。例如，…
摘要 抗生素會選擇抗藥性細菌，這些細菌更有可能在具有高表型和遺傳多樣性的群體中存在和出現
摘要 抗生素會選擇抗藥性細菌，這些細菌更有可能在具有高表型和遺傳多樣性的群體中存在和出現。因此，識別產生這種多樣性的機制可以對抗藥性病原體產生臨床影響。我們在此表明，中等水平的抗生素與單一細菌群體內菌落形成單位（cfus）大小的較高水平的表型多樣性相關。我們透過實驗檢查了數千個細菌種群，這些細菌種群受到不同抗生素濃度造成的不同幹擾水平的影響。根據菌落大小，我們發現中等程度的抗生…
摘要 患者和醫生經常需要根據醫學檢查的結果做出決定
摘要 患者和醫生經常需要根據醫學檢查的結果做出決定。當這些結果以條件機率的形式呈現時，即使是醫生也發現很難正確解釋它們。超過 20 年的研究支持這樣的發現：當給定自然頻率資訊（而不是條件機率）時，人們能夠更好地計算測試的正確陽性預測值。自然頻率是少數已成為實證醫學的心理工具之一。最近，Pagin 等人 (Med Decis Making 2016;36:686 91) 認為自然…
摘要 相干結構在非線性時空系統中自發性形成，並且在從實驗室流體動力流動和化學反應到海洋、大氣和行星氣候動
摘要 相干結構在非線性時空系統中自發性形成，並且在從實驗室流體動力流動和化學反應到海洋、大氣和行星氣候動力學的自然現象的所有空間尺度上都存在。從現象學角度來看，它們似乎是組織此類系統中宏觀行為的關鍵組成部分。儘管經過一個世紀的努力，它們仍然未能經過嚴格的分析和實證預測，直到最近才取得進展。作為其中的一步，我們提出了完全離散動力場論中相干結構的形式理論。它建立在計算力學引入的結構…
摘要 自然時間（“NT”）是指使用小地震計數（例如M 3事件）來標記大地震（例如M 6事件）之間的間隔的
摘要 自然時間（“NT”）是指使用小地震計數（例如M 3事件）來標記大地震（例如M 6事件）之間的間隔的概念。該術語首先由 Varotsos 等人使用。 （2005），後來由 Holliday 等人提出。 （2006）在他們的地震研究中。在本文中，我們討論了使用 NT 來了解地震動力學，特別是使用臨近預報的想法所產生的想法和應用。臨近預報與預測不同，臨近預報的目標是估計系統的當…
摘要 有证据表明，文化背景影响法律、政策和政治机构的表现
摘要 有证据表明，文化背景影响法律、政策和政治机构的表现。描述性的叙述表明，结果和行为往往取决于一系列历史制度。本文提出了一个多机构框架，可以通过路径依赖的行为溢出来解释这些发现。个体在新的制度环境中互动时会学习均衡行为。最初，有些人選擇的行為與他們在現有類似機構中的行為一致，從而創造了一種可能導致低效結果的文化背景。本文展示了如何避免路径依赖需要对机构进行排序（或设计）以保持…
摘要 重要性 很少有患者群體像癌症兒童一樣無助且需要宣傳
摘要 重要性 很少有患者群體像癌症兒童一樣無助且需要宣傳。製藥公司在尋求兒科腫瘤治療方面歷來面臨重大的財務阻礙，包括發病率低、進行兒科試驗的成本高以及早期研究缺乏資金。觀察 對已發表的兒科腫瘤學研究和藥物開發成本的研究以及 ClinicalTrials.gov 上兒科腫瘤學治療的臨床試驗進行審查，確定了 77 個潛在的藥物開發項目，將其納入假設的投資組合中。模擬該投資組合的收益…
摘要 隨著在線上環境中人類互動（例如社交媒體和應用程式的使用）留下的「數位足跡」越來越豐富，對複雜人類行
摘要 隨著在線上環境中人類互動（例如社交媒體和應用程式的使用）留下的「數位足跡」越來越豐富，對複雜人類行為進行建模的能力變得越來越可能。人們已經提出了許多方法，但是，大多數先前的模型框架都相當有限。我們引入了一種新的社交建模方法，可以直接從資料建立模型，對模型類別的先驗限制最小。特別是，當孤立地看待並受到社會輸入的驅動時，我們推斷出個體行為的最簡單的複雜性、最大的預測性表示。然…
摘要 一些非洲國家的愛滋病毒感染率已超過 30%，而其他國家的愛滋病毒感染率最高時不到 1%
摘要 一些非洲國家的愛滋病毒感染率已超過 30%，而其他國家的愛滋病毒感染率最高時不到 1%。這種變化在多大程度上是由影響愛滋病毒傳播率的生物因素或性網絡特徵的變化所驅動的，仍然存在廣泛爭議。在這裡，我們利用幾种血清狀態模式來解決這個問題。非洲大陸的愛滋病毒流行率與夫妻血清狀態模式密切相關；特別是，高盛行率國家的血清不一致與一致陽性率的比率往往較低。為了調查這種大陸模式的驅動因…
摘要 我們提出了一種受物理啟發的模型和一種有效的演算法來推斷有向網路中節點的層次排名
摘要 我們提出了一種受物理啟發的模型和一種有效的演算法來推斷有向網路中節點的層次排名。它將實值排名分配給節點而不是簡單的序數排名，並且它形式化了這樣的假設：具有相似排名的個體之間更有可能發生交互作用。它為推斷的層次結構提供了自然的統計顯著性測試，可用於執行推斷任務，例如預測邊緣的存在或方向。排名是透過求解線性方程組獲得的，如果網路是稀疏的，則該方程組是稀疏的；因此，所得演算法非…
摘要 現在可以透過各種定序技術輕鬆分析微生物組樣本中豐富的分類群和基因類別，並使用各種軟體工具進行視覺化
摘要 現在可以透過各種定序技術輕鬆分析微生物組樣本中豐富的分類群和基因類別，並使用各種軟體工具進行視覺化。然而，微生物組中的類群組合與其基因內容之間存在明顯的聯繫，並且缺乏用於可視化微生物組組成的這兩個方面之間的關係以及促進對其共變進行探索性分析的工具。在這裡，我們介紹 BURRITO，一種用於微生物組多組學資料與配對分類學和功能資訊的互動式視覺化的網路工具。 BURRITO …
摘要 研究不同多拷貝基因家族的一個挑戰是破解巨大序列變異中的不同功能類型
摘要 研究不同多拷貝基因家族的一個挑戰是破解巨大序列變異中的不同功能類型。在某些情況下，功能變化可以透過基因家族的演化史來追蹤；然而，在基因家族主要透過重組來實現多樣化的情況下，系統發育方法是不可能的。我們採用網絡理論方法對瘧原蟲惡性瘧原蟲的高度重組 var 抗原基因家族進行功能分類。我們從加納當地人群中採樣了 var DBLa 序列類型，並將其中 9,276 個變體分類為 4…
摘要 隨著高度不平等的農業人口取代了相對平等的園藝人口，一夫一妻制似乎已成為人類主要的交配製度，挑戰了基
摘要 隨著高度不平等的農業人口取代了相對平等的園藝人口，一夫一妻制似乎已成為人類主要的交配製度，挑戰了基於一夫多妻制門檻模型的傳統觀念，即一夫多妻制應該與財富不平等呈正相關。為了解決這個一夫多妻制悖論，我們將標準的一夫多妻制閾值模型推廣到一個相互擇偶模型，預測一夫多妻制婚姻的女性比例。然後，我們證明了兩個條件，即使在高度不平等的社會中，這兩個條件共同足以使一夫一妻製成為主要的婚…
摘要 解決離散最佳化問題的傳統方法是在適當定義的成本或適應度景觀上使用局部搜尋
摘要 解決離散最佳化問題的傳統方法是在適當定義的成本或適應度景觀上使用局部搜尋。然而，這種方法受到當遇到的典型崎嶇景觀特徵的局部最小值阻止搜尋過程的進展時發生的減慢的限制。解決最佳化問題的另一種方法是使用啟發式近似來估計全域成本最小值。在這裡，我們透過使用覆蓋編碼映射將這兩種方法結合起來，將處理從較大的搜尋空間映射到原始搜尋空間的子集。關鍵想法是藉助適當的啟發式建構覆蓋編碼圖，…
摘要 我們引入了一個新的解決方案概念，稱為週期性，用於在策略形式博弈中選擇最佳策略
摘要 我們引入了一個新的解決方案概念，稱為週期性，用於在策略形式博弈中選擇最佳策略。這種週期性解決方案概念為非平凡遊戲帶來了新的見解。在混合策略策略形式賽局中，週期解產生的每位玩家的效用函數值等於納許均衡值。與納許策略相反，這裡每個玩家的收益相對於對手的玩法來說是穩健的。有時，週期性策略會產生更高的效用，有時納許策略也會產生更高的效用，但這兩種策略的效用通常是一致的。我們正式定…
摘要 根據上下文，術語「熵」用於熱力學量、可用選擇的度量、測量資訊的量，或在統計推斷的上下文中用於最大配
摘要 根據上下文，術語「熵」用於熱力學量、可用選擇的度量、測量資訊的量，或在統計推斷的上下文中用於最大配置預測器。對於處於平衡狀態的系統或沒有記憶的過程，這些不同的熵概念的數學表達式似乎是所謂的玻爾茲曼 吉布斯 香農熵，H。對於有記憶的過程，例如驅動或自強化過程，這不再正確：不同的熵概念導致通常與 H 不同的不同泛函。這裡我們將重點放在驅動耗散系統背景下的最大構型熵（預測經驗分…
摘要 我們研究了超立方晶格 Z(d) 上的鍵滲流和位點滲流的適當晶格動物，以導出 1/d 中滲流閾值 p
摘要 我們研究了超立方晶格 Z(d) 上的鍵滲流和位點滲流的適當晶格動物，以導出 1/d 中滲流閾值 p(c) 的漸近級數，這些級數的前幾項是在 20 世紀 70 年代計算的，但此後該級數沒有擴展。我們使用強力枚舉、組合恆等式和基於 Pade 近似的方法的組合，為 p(c)（位點）的級數添加了兩項，為 p(c)（債券）的級數添加了一項，這比經典方法需要更少的資源。我們討論為什麼…
摘要 在粗粒度的層面上，複雜的自然和技術系統可以被視為基本組件的集合：例如，基因組是基因組，文本是單字組
摘要 在粗粒度的層面上，複雜的自然和技術系統可以被視為基本組件的集合：例如，基因組是基因組，文本是單字組。一方面，組件的聯合出現源自於此類系統中的架構和特定限制。另一方面，一般規律可以統一不同的系統，例如廣泛研究的齊夫定律和堆定律，分別涉及組件頻率的分佈及其數量作為系統規模的函數。最近提出了依賴結構（即編碼系統中組件之間的依賴關係的有向網絡）作為觀察到的一些規律性的可能組織原則…
摘要 我們研究了噪音進料速率對立方自催化化學反應模型行為的影響
摘要 我們研究了噪音進料速率對立方自催化化學反應模型行為的影響。透過結合重正化群和化學計量網路分析，我們示範如何使用外部可調的隨機擾動（外在噪音）來選擇反應途徑，從而控制反應產率。該方法是通用的，提供了探索在嘈雜的外部環境中改變統計參數（例如嘈雜的進料速率和由噪聲光引起的波動反應速率）對化學通量和路徑的影響的方法，從而展示瞭如何使用外部噪聲通過給定的反應路徑來控制、促進、指導和…
摘要 我們引入節儉覓食模型，其中覓食者在格子上執行離散時間隨機遊走，其中每個站點最初包含 S 個食物單位
摘要 我們引入節儉覓食模型，其中覓食者在格子上執行離散時間隨機遊走，其中每個站點最初包含 S 個食物單位。覓食者每一步代謝一個單位的食物，並在過去 S 步最後一次吃東西時餓死。每當覓食者進食時，它都會消耗掉當前地點的所有食物，並且該地點永遠保持空置（沒有食物補充）。覓食者的關鍵特性是它很節儉，並且只在遇到最多 k 步飢餓的食物時才進食。我們分析計算平均壽命作為節儉閾值的函數，並…
摘要 簡介：我們可能能夠預測未來演化過程結果的前景激發了最近對決定這種可預測性的因素的研究（Lässig
摘要 簡介：我們可能能夠預測未來演化過程結果的前景激發了最近對決定這種可預測性的因素的研究（Lässig et al. 2017）。乍一看，預測演化似乎是一個不可逾越的目標，甚至可能是幼稚的，因為涉及許多隨機因素，其中最突出的是環境變化和新的可遺傳變異的起源。然而，情況並非完全沒有希望，因為我們可以預測演化的一般特徵，例如由可用遺傳變異引起的適應動態（Fisher 1930），…
摘要 動物經常成群結隊地旅行，它們的導航決策可能會受到社會互動的影響
摘要 動物經常成群結隊地旅行，它們的導航決策可能會受到社會互動的影響。理論和經驗觀察都表明，這種集體導航可以提高個體尋找道路的能力，並且可能是社會性對這些物種的主要好處之一。在這裡，我們概述了集體導航的潛在機制，回顧了此類行為的已知和假設的經驗證據，並強調了未來研究的有趣方向。我們進一步探討群體導航過程中的社會和集體學習如何導致人口層面的知識積累，進而導致遷徙文化的出現。本文是…
摘要 為了研究政治和製度變革對經濟的影響，我們觀察了 20 世紀 70 年代初智利動盪的政治事件期間聖地
摘要 為了研究政治和製度變革對經濟的影響，我們觀察了 20 世紀 70 年代初智利動盪的政治事件期間聖地亞哥交易所的股價。我們使用透明的實證策略，部署以前未使用的每日數據，並利用兩次基本上意想不到的衝擊，其中涉及政策和機構的巨大變化，提供了罕見的自然實驗。阿連德的當選和隨後的社會主義實驗降低了股票價值，而取代他的軍事政變和獨裁則提高了股票價值，在這兩種情況下，其幅度都是文獻中前…
摘要 我們得到了 1+1 維廣義導數非線性薛丁格方程式的變體的精確孤立波解，其中非線性參數 kappa
摘要 我們得到了 1+1 維廣義導數非線性薛丁格方程式的變體的精確孤立波解，其中非線性參數 kappa 為 Scarf II 勢中的任意值。通常導數非線性薛丁格方程式的這種變體具有以下性質：對於真實的外部勢，動力學可以從拉格朗日函數導出。孤立波和俘獲解與通常的導數非線性薛丁格方程式具有相同的形式。我們證明，對於 kappa <= 1，孤波解是軌道穩定的。我們找到了與方程式的靜態…
摘要 成熟的人類腸道微生物群是在生命的最初幾年建立的，腸道微生物群的改變與多種人類健康疾病有關
摘要 成熟的人類腸道微生物群是在生命的最初幾年建立的，腸道微生物群的改變與多種人類健康疾病有關。大腸桿菌通常佔人類腸道微生物組的不到 1%，而在囊性纖維化 (CF) 中，相對豐度大於 50% 是常見的，並且與腸道發炎和糞便脂肪吸收不良相關。儘管大腸桿菌和其他變形菌在涉及慢性胃腸道發炎的情況下會增殖，但人們對與微生物群克隆擴張相關的特定特徵的適應知之甚少。我們證明，從患有 CF …
摘要 生態位劃分的概念在生態學和傳染病進化的交叉領域受到了相當多的理論關注
摘要 生態位劃分的概念在生態學和傳染病進化的交叉領域受到了相當多的理論關注。菌株理論假設，病原體群體可以透過頻率依賴的選擇建構成不同的非重疊菌株，以回應宿主免疫空間的種內競爭。瘧原蟲惡性瘧原蟲為在高重組率和廣泛抗原多樣性的條件下研究自然界中的這種現象提供了機會。此寄生蟲的主要血液階段抗原 PfEMP1 由高度多樣化的 var 基因編碼。透過從加納高流行地區的無症狀病例中採集的數…
摘要 樣本空間縮減 (SSR) 過程提供了一種簡單的分析方法來了解許多路徑依賴的複雜系統中冪律的起源和普
摘要 樣本空間縮減 (SSR) 過程提供了一種簡單的分析方法來了解許多路徑依賴的複雜系統中冪律的起源和普遍性。 SRR 流程具有廣泛的應用範圍，從碎片流程、語言形成到搜尋和級聯流程。在這裡，我們認為它們也提供了一個自然的框架來理解由驅動過程和鬆弛過程組成的通用驅動非平衡系統的平穩分佈。我們表明，驅動非平衡系統的統計數據可以從對底層驅動過程本質的理解中得出。對於恆定的駕駛率，精確…
摘要 隨著城市化進程的不斷升級，城市景觀的環境、人口和社會經濟異質性對媒介傳播感染的傳播數學模型提出了挑
摘要 隨著城市化進程的不斷升級，城市景觀的環境、人口和社會經濟異質性對媒介傳播感染的傳播數學模型提出了挑戰。經典的媒介 人類耦合模型通常假設蚊子豐度與人口密度無關或成正比，這意味著感染力或人均感染率隨宿主數量的增加而下降。我們透過不同的招募函數引入宿主和載體密度之間的明確依賴性來質疑這些假設，我們在修改後的模型公式中檢查其動態後果。展示了感染力的對比模式，尤其包括當招募隨著人口…
摘要 病原體透過對抗原的免疫反應所賦予的交叉保護模式來競爭宿主
摘要 病原體透過對抗原的免疫反應所賦予的交叉保護模式來競爭宿主。在惡性瘧原蟲瘧疾中，編碼主要血期抗原 PfEMP1 的 var 多基因家族透過異位重組和突變進化出了巨大的遺傳多樣性。每個基因組有 50 60 個 var 基因，目前尚不清楚免疫選擇是否可以作為構建當地人群 var 庫的主導力量。 var 系統的組合複雜性仍然超出了現有應變理論的範圍，而先前非隨機結構的證據如果不與…
摘要 背景：大多數使用分子數據的系統發育研究將多個序列比對中的缺口視為缺失數據，甚至完全排除包含缺口的比
摘要 背景：大多數使用分子數據的系統發育研究將多個序列比對中的缺口視為缺失數據，甚至完全排除包含缺口的比對列。結果：在這裡，我們表明，大規模全基因組比對中的缺口模式本身就具有系統發育信息，並且可以用於推斷可靠的系統發育，前提是缺口數據經過適當過濾以減少比對方法引入的噪音。我們在這裡引入分裂誘導插入缺失（splids）的概念，它定義了分類單元集的近似二分。我們在模擬數據和現實生活…
摘要 嗅覺振動理論試圖描述一種可能的嗅覺機制，該機制是解釋性的，並為研究人員提供了一套允許預測結構 氣味
摘要 嗅覺振動理論試圖描述一種可能的嗅覺機制，該機制是解釋性的，並為研究人員提供了一套允許預測結構 氣味關係的原則。類似的理論在嗅覺科學中已經多次出現。最近盧卡·圖林（Luca Turin）再次強調了這個理論，他提出非彈性電子隧道效應是軟管內嗅覺感受器偵測振動的方法。這項工作旨在向讀者傳達嗅覺振動理論的最新描述，包括歷史迭代和當前迭代。本文旨在按時間順序介紹該主題的理論和實驗研…
摘要 我們考慮為某些有序對 ij 提供將商品 i 交換為商品 j 的機會的機制
摘要 我們考慮為某些有序對 ij 提供將商品 i 交換為商品 j 的機會的機制。給定任何連通的機會圖 G，我們證明存在一種獨特的“G 機制”，它滿足“公平”和“便利”的一些自然條件。接下來，我們將任何 G 機制的時間複雜度和價格複雜度定義為（分別）將 i 交換為 j 所需的時間，以及確定交換比率所需的資訊（每個資訊均針對最差的對 ij）。如果商品數量超過三個，則恰好存在三個最小…
摘要 考慮一種交換機制，它接受各種商品的「多樣化」報價，然後重新分配它們
摘要 考慮一種交換機制，它接受各種商品的「多樣化」報價，然後重新分配它們。在某些「公平」和「便利」的自然條件下，這種機制允許獨特的價格，使每個人的報價和回報的價值相等。接下來透過某些整數 tau(ij)、pi(ij) 和 k(i) 定義機制的複雜性，這些整數表示將 i 交換為 j 所需的時間、確定交換比率的難度以及報價的維度。存在有限多個最低複雜度的機制，其中每個機制中的所有交…
摘要 眾所周知，對於布朗噪音驅動的一維隨機微分方程，其係數函數滿足 Yamada Watanabe 定理
摘要 眾所周知，對於布朗噪音驅動的一維隨機微分方程，其係數函數滿足 Yamada Watanabe 定理（Yamada 和 Watanabe，1971，[31，32]）和 Feller 爆炸檢定（Feller，1951，1954）的假設，關於轉移機率的馬可夫半群，存在唯一的平穩分佈。我們考慮相空間 R 的限制域 D 上的系統，並研究平穩分佈的收斂速度。透過在密度函數空間上使用所…
摘要 法律推理需要透過搜尋適用於特定法律問題的權威法律文本（例如法規、憲法或先前的司法意見）來進行識別
摘要 法律推理需要透過搜尋適用於特定法律問題的權威法律文本（例如法規、憲法或先前的司法意見）來進行識別。在本文中，我們使用美國最高法院意見的網絡表示，整合了引文連接性和主題相似性，將法律搜尋活動建模為法律文本語料庫演變中的組織原則。網路模型和（參數化）機率搜尋行為產生 Pagerank 式的文字排名，進而產生意見語料庫的自然幾何結構。這使我們能夠衡量新的司法意見如何影響網路的拓…
摘要 我們引入了一種新方法，將化學系統轉換為所需的邏輯運算子（例如與非閘）或類似的訊號處理組件
摘要 我們引入了一種新方法，將化學系統轉換為所需的邏輯運算子（例如與非閘）或類似的訊號處理組件。此方法基於開環動態調節，其中外部條件（例如進給速率、照明條件等）根據獨立於網路輸入的規定時間序列進行調製。首先使用簡單的教學模型來介紹此方法。然後，我們展示了其在將充分攪拌的立方自催化反應（通常稱為 Selkov Gray Scott 模型）轉換為邏輯 NAND 閘方面的應用。我們也…
摘要 生命和其他耗散結構涉及非線性動力學，不適合常規分析
摘要 生命和其他耗散結構涉及非線性動力學，不適合常規分析。理論、建模和模擬技術正在取得進步，但我們還沒有設計、控制、穩定或消除這些系統的通用原則。因此，需要能夠將這些系統的高級描述轉化為對其修改和設計的有用指導的工具。在本文中，我們介紹了量化耗散結構可行性的新方法。然後，我們提出了一種資訊理論方法，用於評估可行性指標的質量，這些指標是與系統的可行性共變的可測量量，因此可用於預測…
摘要 我們提出了一種基於將模型圖分解為邊不相交子圖來產生複雜度可調且具有先驗已知基態的伊辛哈密頓量的方法
摘要 我們提出了一種基於將模型圖分解為邊不相交子圖來產生複雜度可調且具有先驗已知基態的伊辛哈密頓量的方法。這個想法用在立方晶格上定義的自旋玻璃模型來說明，其中耦合器限制為兩個值 { 1, +1} 的子問題在單位立方體上指定，並透過其局部簡併性進行參數化。此構造被證明相當於一種稱為平鋪難題的三維約束滿足問題。透過改變子問題類型的比例，哈密頓量可以跨越典型計算複雜性的巨大範圍，從相…
摘要 T細胞在消除病原體感染方面發揮著至關重要的作用
摘要 T細胞在消除病原體感染方面發揮著至關重要的作用。為了激活，初始 T 細胞會在淋巴結 (LN) 中搜尋樹突狀細胞 (DC)。 T 細胞在 LN 中的定位和運動受到包括 CCL21 在內的趨化因子以及 LN 中多種細胞類型和結構的影響。先前的研究表明，T 細胞定位促進 DC 共定位，從而導致 T:DC 相互作用。儘管化學訊號、細胞和結構可能對初始 T 細胞定位產生影響，但相對…
摘要 為科學和社會提供綜合的、最新的、高品質的、開放的、可複製的和可持續的植物生命樹將是一項現在觸手可及
摘要 為科學和社會提供綜合的、最新的、高品質的、開放的、可複製的和可持續的植物生命樹將是一項現在觸手可及的巨大服務。然而，由於存在許多資訊學障礙，在公共領域合成不斷增長的 DNA 序列數據並將樹木傳播給不同的受眾通常並不容易。雖然正在建立大型合成植物系統發育樹，但它們仍然保持靜態，並且隨著新數據的發布和樹構建方法的改進而很快過時。此外，非專家很難瀏覽和取得現有的系統發育證據。我…
摘要 協調不同的基礎本體論和解釋背景一直是生物學理論整合的主要挑戰和障礙之一
摘要 協調不同的基礎本體論和解釋背景一直是生物學理論整合的主要挑戰和障礙之一。在這裡，我們分析了發展包容性和綜合性表型進化理論的挑戰，作為在生命科學領域發展理論整合理論的更廣泛挑戰的一個例子，並提出了一些必要的正式步驟來解決經常不相容（隱藏）的假設。生物學中的理論整合需要對生物學理論的結構有較好的形式理解。理論整合的策略關鍵取決於基礎本體論的關係。
摘要 我們探索如何利用傳染病和遺傳學的想法來揭示 1789 年至 2008 年 591 個國家憲法的文集
摘要 我們探索如何利用傳染病和遺傳學的想法來揭示 1789 年至 2008 年 591 個國家憲法的文集中的文化繼承和創新模式。法律思想被編碼為主題詞，這些主題詞在源自憲法語料庫主題建模的文件中統計連結。利用這些主題，我們推導出一個從祖先憲法借用至 1789 年美國憲法的擴散網絡，並揭示憲法是複雜的文化重組。我們發現，借鑒祖先文本的模式和遺傳模式中的類生物學行為存在系統性變異，…
摘要 番茄黑環病毒 (TBRV) 是神經病毒屬中唯一已知在複製過程中形成缺陷 RNA 顆粒 (D RNA
摘要 番茄黑環病毒 (TBRV) 是神經病毒屬中唯一已知在複製過程中形成缺陷 RNA 顆粒 (D RNA) 的成員。在這裡，在源自藜麥植物中的番茄和萵苣的 TBRV 分離株的長時間傳代過程中，觀察到 D RNA 的從頭生成。約 500 nt 的 D RNA 由 RNA1 分子中的單一缺失衍生而來，包含部分 5' 非翻譯區和病毒複製酶，以及幾乎整個 3' 非編碼區。在 5' 和 …
摘要 背景：在沒有水平基因轉移的情況下，可以根據經驗確定的直系同源關係重建基因家族的歷史，這相當於事件標
摘要 背景：在沒有水平基因轉移的情況下，可以根據經驗確定的直系同源關係重建基因家族的歷史，這相當於事件標記的基因樹。相對於事先不知道事件類型的協調問題，事件標籤的知識大大簡化了協調基因樹 T 與物種樹 S 的問題。眾所周知，未標記情況下的最佳協調可能違反時間一致性，因此在生物學上不可行。在這裡，我們研究水平轉移的事件標記協調問題的數學結構。結果：我們研究了事件標記版本的協調問題…
摘要 儘管最優理論提高了我們這樣做的能力，但動物行為的建模和預測通常具有挑戰性
摘要 儘管最優理論提高了我們這樣做的能力，但動物行為的建模和預測通常具有挑戰性。儘管存在許多對行為的定性預測，但通常缺乏經過經驗數據測試的準確定量模型。這可能是由於個人偏見的差異以及新資訊收集和使用方式的差異所致。我們提出了一個基於貝葉斯定理的新穎解釋的建模框架，將能量限制的最佳化與先驗偏差和個人收集的新資訊的特定來源相結合。我們提出了推斷群體內先驗偏差分佈的方法，而不是假設已…
摘要 積層製造 (AM) 已迅速成為一種製造機械零件的顛覆性技術，可提高設計複雜性、實現低成本客製化並提
摘要 積層製造 (AM) 已迅速成為一種製造機械零件的顛覆性技術，可提高設計複雜性、實現低成本客製化並提供不斷增加的材料範圍。然而，這些功能也為優化大量製程參數以實現高性能零件帶來了巨大的挑戰。對於柔軟、可變形材料的積層製造以及需要實驗列印方法的液體狀樹脂尤其如此。在這裡，我們開發了專家引導優化 (EGO) 策略，為探索和改進液態聚二甲基矽氧烷 (PDMS) 彈性體樹脂的 3D…
摘要 個體細胞隨機生長和分裂的細節如何反映在群體數量的平穩確定性增長中
摘要 個體細胞隨機生長和分裂的細節如何反映在群體數量的平穩確定性增長中？我們透過制定一個經過數據驗證的理論架構來解釋單細胞和族群規模的可觀察結果，從而提供微生物生長動態的綜合、多尺度視角。我們針對對稱和不對稱細胞分裂，得出了細胞年齡分佈和群體增長率的精確分析完整的時間依賴性解決方案，作為基礎分裂間時間分佈的函數。這些結果提供了關於隨機單細胞動力學對族群成長的驚人影響的見解。利用…
摘要 人們普遍認為植物群落的功能組成是由當代氣候決定的
摘要 人們普遍認為植物群落的功能組成是由當代氣候決定的。然而，如果氣候驅動的移民和/或物種排斥的速度很慢，那麼當代的功能組成可以用古氣候和當代氣候來解釋。我們透過將北美和南美植物功能性狀組成的當代地圖與古氣候平均值以及從末次間冰期（120ka）到現在的溫度和降水的時間變化相結合來測試這個想法。與當代氣候預測器相比，古氣候預測器極大地改善了對當代功能組成的預測，其中北美溫度（特別…
摘要 1. Hutchinson 的 n 維超體積概念是當代生態學和演化生物學中許多應用的基礎
摘要 1. Hutchinson 的 n 維超體積概念是當代生態學和演化生物學中許多應用的基礎。由於概念和計算問題，從採樣資料估計超體積一直是一個挑戰。 2. 我們提出了用於描繪 n 維超體積內的邊界和機率密度的新演算法。這些方法產生平滑的邊界，可以更寬鬆地擬合資料（高斯核密度估計）或更緊密地擬合資料（透過支援向量機進行一分類）。此外，這些演算法可以接受豐度加權數據，並且可以對…
摘要 相互作用無所不在，並在許多生態、演化和生理系統中得到了廣泛的研究
摘要 相互作用無所不在，並在許多生態、演化和生理系統中得到了廣泛的研究。存在多種計算跨領域交互作用的測量——變異數分析、協方差、上位可加性、互資訊、聯合累積量、布利斯獨立性。然而，這些並不是在單一的通用框架內討論和得出的。這種缺失的框架可能會導致高階交互作用的正確表述和解釋的混亂。有趣的是，儘管高階相互作用很少受到關注，但最近發現它們非常普遍，並且可能影響複雜生物系統的動態。在…
摘要 將多個非專家意見匯總成集體估計可以提高許多情況下的準確性
摘要 將多個非專家意見匯總成集體估計可以提高許多情況下的準確性。然而，有兩個錯誤來源可能會削弱集體智慧：個人估計偏差和個人之間的資訊共享。在這裡，我們在涉及數百名執行經典數量估計任務的個體的多個實驗中測量個體偏差和社會影響規則。我們首先研究現有的聚合方法（例如計算算術平均值或中位數）如何受到這些誤差來源的影響。我們表明，對於大範圍的數值，平均值往往會高估真實值，而中位數往往會低…
摘要 我們在典型的玩家遊戲中研究自適應學習
摘要 我們在典型的玩家遊戲中研究自適應學習。遊戲的收益是隨機產生的，然後保持固定。隨著玩家的學習，玩家的策略會隨著時間的推移而演變。策略空間中的軌跡顯示出一系列性質不同的行為，吸引子包括唯一固定點、多個固定點、極限環和混沌。在遊戲複雜的情況下，即玩家可以採取多種可能的行動，我們使用生成函數方法來建立學習動態收斂到穩定固定點的參數範圍。隨著玩家數量趨於無窮大，該區域的大小趨於零，…
摘要 RNA病毒作為遺傳多樣性的準種存在，具有適應宿主環境突然變化的非凡能力
摘要 RNA病毒作為遺傳多樣性的準種存在，具有適應宿主環境突然變化的非凡能力。然而，有助於其在體內快速適應和持久存在的分子機制尚未被充分研究。在這裡，我們透過分析從接受第二代 HCV 蛋白酶抑制劑治療的受試者身上採集的臨床樣本來探討丙型肝炎病毒 (HCV) 的持久性。頻繁的縱向病毒載量測定和大規模單基因組序列分析揭示了抗病毒抗藥性的快速發展，令人驚訝的是，在治療停止後很長一段時…
摘要 資訊度量是基於不充分資訊進行理性推理的框架
摘要 資訊度量是基於不充分資訊進行理性推理的框架。完整的資訊度量框架，伴隨著許多跨學科的例子和案例研究，以及理論的圖形表示，出現在新書《資訊度量的基礎：建模、推理和不完美資訊》中，牛津大學出版社，2018年。在這篇評論中，我概括地描述了該框架，透過簡單的例子演示了一些想法，並提供了使用它將資訊轉化為有用知識的論點。
摘要 如果兩個基因被至少一個水平基因轉移事件分開，則它們是 Fitch 意義上的異種同源物
摘要 如果兩個基因被至少一個水平基因轉移事件分開，則它們是 Fitch 意義上的異種同源物。水平基因轉移是不對稱的，因為轉移的副本與祖先譜系中保留的副本不同。因此，異種學更準確地被認為是一種非對稱關係：如果 y 自與 x 和 y 的最不共同祖先分離以來已經水平轉移至少一次，則 y 與 x 是異種關係。我們證明異種學關係的特徵是三個頂點上的一組禁止誘導子圖。此外，每個異種學關係都…
摘要 预测流感病毒的出现和传播是一项重要的公共卫生挑战
摘要 预测流感病毒的出现和传播是一项重要的公共卫生挑战。及时准确地估计流感流行率，特别是需要住院治疗的重症病例，可以改进控制措施，减少传播和死亡率。在這裡，我們擴展了先前發布的流感預測機器學習方法，以整合多個不同的資料來源，包括傳統監測資料、電子健康記錄、網路搜尋流量和社群媒體活動。我們的分層框架使用多線性迴歸將多個資料來源的預測結合起來，並使用貪婪最佳化和前向選擇來順序選擇最…
摘要 苔原的暖化速度比地球上任何其他生物群落都要快，由於植被和氣候之間的全球反饋效應，潛在的影響是深遠的
摘要 苔原的暖化速度比地球上任何其他生物群落都要快，由於植被和氣候之間的全球反饋效應，潛在的影響是深遠的。更了解環境因素如何影響植物結構和功能對於預測環境變化對生態系統功能的影響至關重要。在這裡，我們探索了整個生物群落範圍內的溫度、濕度和七種關鍵植物功能性狀之間的關係，這些關係涉及太空和 117 個苔原地點三十年來的暖化。空間溫度 性狀關係通常很強，但土壤濕度對這些關係的強度和…
摘要 週期性蟬是神秘的生物：跨越大空間範圍的巢群由發育同步的 3 4 個同域物種組成，每 13 或 17
摘要 週期性蟬是神秘的生物：跨越大空間範圍的巢群由發育同步的 3 4 個同域物種組成，每 13 或 17 年出現成蟲。通常只有一個巢穴佔據任何一個位置，並且具有明確的邊界分隔不同的巢穴。這種同步發育的原因尚不清楚，但眾所周知，一年內大量成蟲的同步出現可以滿足捕食者的需求，從而使很大一部分新生成蟲能夠存活足夠長的時間來繁殖。以樹根為食的若蟲之間的競爭幾乎肯定在限制族群數量方面發揮…
摘要 選舉結果可能很難預測
摘要 選舉結果可能很難預測。最近的一個例子是 2016 年美國總統大選，希拉蕊輸掉了原本預計對她有利的五個州，並失去了白宮。大多數選舉民調都會詢問人們自己的投票意圖：是否會投票，如果會投票，會投票給哪位候選人。我們發現，與自我意圖問題相比，詢問參與者其社會聯繫人的投票意圖的社交圈問題可以改善對 2016 年美國和 2017 年法國總統選舉的投票預測。對社交圈問題的回應可以預測國…
摘要 經驗曲線廣泛用於預測增加技術部署的成本效益
摘要 經驗曲線廣泛用於預測增加技術部署的成本效益。但這樣的預測有多準確呢？人們可以先驗地預測它們的準確性嗎？在本文中，我們透過開發一種對經驗曲線進行分佈預測的方法來回答這些問題。我們使用具有 51 種產品和技術的成本和經驗代理的資料集來測試我們的方法，並表明該方法相當有效。我們開發的框架有助於闡明為什麼經驗曲線方法經常給出與簡單假設成本呈指數下降類似的結果。為了說明我們的方法，…
摘要 透過聚合誘導自組裝（PISA）一鍋法合成了一種微團聚體
摘要 透過聚合誘導自組裝（PISA）一鍋法合成了一種微團聚體。透過在不存在或存在螢光分子的情況下用可見光照射，這些自組裝的動態微聚集體經歷了有趣的進化行為，包括轉變為囊泡、循環生長和塌陷以及囊泡融合。這項工作為簡單且多功能的 PISA 技術提供了新的視角，這些具有特定進化行為的自組織微觀物體材料提供了一個有前途的平台，可以用作模擬原始細胞起源和進化的工具。
摘要 我們研究一維運行翻滾粒子 (RTP) 的運動
摘要 我們研究一維運行翻滾粒子 (RTP) 的運動。我們找到無限直線以及有限區間內有或沒有擴散的粒子的精確機率分佈。在無限域中，這種機率分佈在長時期極限內接近高斯形式，就像規則布朗粒子的情況一樣。在中間時間，這種分佈表現出意想不到的多模態形式。在有限域中，機率分佈達到穩態形式，在邊界處出現峰值，這與布朗粒子不同。我們也分析研究了穩態鬆弛。最後，我們計算 RTP 在原點具有吸收邊…
摘要 在本文中，我們提出了一個特別大型的人造網路的空間和時間演化模型：400 kV 法國輸電電網
摘要 在本文中，我們提出了一個特別大型的人造網路的空間和時間演化模型：400 kV 法國輸電電網。這是基於 1）隨著網路成長而減少兩個節點之間的連接機率的附著過程，以及 2）表徵每個時間步的可用預算的耦合成本函數。可以區分兩個不同的連續過程：第一個全域空間填充過程和第二個局部網格劃分過程，該過程增加局部層級的連通性。結果表明，即使沒有電力系統工程設計限制（即人口和能源需求），輸…
摘要 隨機圖零模型已廣泛應用於分析網路資料集的各種研究社區，包括社會網絡、資訊網絡和經濟網絡，以及食物網
摘要 隨機圖零模型已廣泛應用於分析網路資料集的各種研究社區，包括社會網絡、資訊網絡和經濟網絡，以及食物網、蛋白質 蛋白質相互作用和神經元網絡。最受歡迎的隨機圖零模型（稱為配置模型）被定義為具有固定度數序列的圖空間上的均勻分佈。通常，將經驗網絡的屬性與來自配置模型的圖集合的屬性進行比較，以便量化經驗網絡屬性是否有意義或它們是否是特定度數序列的常見結果。在這項工作中，我們研究了配置…
摘要 傳統上，網路分析基於頂點的局部屬性，例如它們的度或聚類，以及它們在相關網路中的統計行為
摘要 傳統上，網路分析基於頂點的局部屬性，例如它們的度或聚類，以及它們在相關網路中的統計行為。本文發展了一種在兩個方面有所不同的方法：我們研究基於邊緣的屬性，並且我們直接定義網路的全局特徵。更具體地說，我們從福爾曼的圖的里奇曲率概念開始，或者更一般地說，從多面體複合體的里奇曲率概念開始。這將使我們能夠從表示網路的圖形過渡到多面體複合體，例如將三角形填充到連接的邊三元組中，並研究…
摘要 再生能源併入現有電網，或其他電力領域的重大技術轉型，是一個複雜的社會技術過程
摘要 再生能源併入現有電網，或其他電力領域的重大技術轉型，是一個複雜的社會技術過程。雖然技術挑戰已廣為人知，但針對這些新技術調整電力政策和市場規則的過程尚未得到充分研究。規劃和市場規則是再生能源整合工作的技術成功和再生能源投資的財務可行性的關鍵決定因素。在電力領域，組織適應尤其複雜，因為輸電網跨越多個政治邊界，決策不是由中央當局或政府制定，而是在必須適應許多不同利益的合作區域框…
摘要 多重序列比對是生物資訊學和計算生物學中的重要工具，用於表示一組 DNA、RNA 或蛋白質序列之間的
摘要 多重序列比對是生物資訊學和計算生物學中的重要工具，用於表示一組 DNA、RNA 或蛋白質序列之間的相互進化關係和相似性。最近，他們在其他應用領域也引起了相當大的興趣，特別是在比較語言學方面。多序列比對可以看作是字串到字串編輯問題對兩個以上字串的概括。隨著運算設備能力的增強，精確的動態規劃解決方案在實務上對於 3 路和 4 路對齊也變得可行。對於成對（2 way）情況，局部…
摘要 背景雖然目前幾項大規模研究已經很好地描述了腸道微生物組的組成，但仍缺乏能夠解釋已觀察到的微生物組組
摘要 背景雖然目前幾項大規模研究已經很好地描述了腸道微生物組的組成，但仍缺乏能夠解釋已觀察到的微生物組組成範圍的模型。競爭性彩票模型是一種在宏觀社區中得到充分研究並且可能有助於理解微生物組組裝的模型。該模型假設來自區域物種庫的生物群體能夠在同一個生態位中定居，並且第一個到達的物種將接管整個生態位，排除其他群體成員。結果在這裡，我們檢查了該模型是否也在人類腸道微生物組的組裝中發揮…
摘要 背景：微生物物種之間的代謝依賴性對微生物群落的組裝和活動有重大影響
摘要 背景：微生物物種之間的代謝依賴性對微生物群落的組裝和活動有重大影響。然而，這種依賴性的演化起源以及代謝和基因組結構對其出現的影響尚不清楚。結果：為了解決這些問題，我們開發了一個新穎的框架，將還原演化模型與多物種基因組規模代謝模型結合起來，以模擬兩個物種微生物群落的演化。透過模擬數千個獨立的演化軌跡，我們驚訝地發現，在某些環境和演化設定下，即使我們的模型不包括明確的合作選擇…
摘要 第一部分所發展的亞純函數微積分克服了線性算子的非對角化性，這種非對角性經常出現在複雜系統的時間演化
摘要 第一部分所發展的亞純函數微積分克服了線性算子的非對角化性，這種非對角性經常出現在複雜系統的時間演化中，並且對於預測其行為的元動力學是通用的。使用所得的譜分解，我們推導了相關函數、有限長度香農熵率近似、漸近熵率、過剩熵、瞬態資訊、瞬態和漸近狀態不確定性以及由有限狀態隱馬可夫模型產生的隨機過程的同步資訊的閉合形式表達式。這為研究離散事件隨機過程、符號動力學和混沌動力系統中的資…
摘要 1. 迫切需要大規模植物資料來提高我們對群落組裝、共存、生物地理學、演化和許多其他基本生物過程的理
摘要 1. 迫切需要大規模植物資料來提高我們對群落組裝、共存、生物地理學、演化和許多其他基本生物過程的理解。了解這些過程對於預測和處理人類與生物多樣性的相互作用以及全球變遷動態（例如糧食和能源安全、生態系統服務、氣候變遷和物種入侵）至關重要。 2. 植物資訊與生態網絡 (BIEN) 資料庫包含空前豐富的經過清理和標準化的植物數據，包含約 8,100 萬條距今約 8,100 萬筆…
摘要 我們研究了共同演化易感 感染 易感（SIS）網路模型中自適應網路沿其相變的結構變化
摘要 我們研究了共同演化易感 感染 易感（SIS）網路模型中自適應網路沿其相變的結構變化。我們闡明這些變化在多大程度上可以用作網路崩潰和系統瓦解的臨界感染率 lambda(c) 轉變的預警訊號。我們分析了臨界點附近的拓樸和節點狀態動態之間的相互作用。一些網路測量值顯示出接近臨界閾值的明顯最大值或最小值，並且有可能作為早期預警訊號。這些度量包括 SI 連結密度、三重態密度、聚類、…
摘要 兩棲動物的皮膚共生細菌可以在保護宿主免受病原體侵害方面發揮作用
摘要 兩棲動物的皮膚共生細菌可以在保護宿主免受病原體侵害方面發揮作用。壺菌病是由 Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) 引起的疾病，已導致全世界兩棲動物數量急劇下降和滅絕。培養了來自兩棲動物皮膚的抗 Bd 細菌，並透過 16S rRNA 基因擴增子定序描述了皮膚細菌群落。在這裡，我們對新熱帶青蛙 Craugastor fitzingeri 的皮…
摘要 背景比較基因組學方法促進了許多新型非編碼和結構化 RNA (ncRNA) 的發現
摘要 背景比較基因組學方法促進了許多新型非編碼和結構化 RNA (ncRNA) 的發現。現在，相關基因組的可用性不斷增加，使得系統地搜尋補償性鹼基變化成為可能，從而搜尋保守的二級結構，甚至在一級序列中可比性較差的基因組區域中也是如此。豐富的可用轉錄組數據可以為新 ncRNA 候選者的表達和可能功能提供有價值的見解。早期鑑定黑腹果蠅 ncRNA 的工作利用基於序列的比對並採用滑動…
摘要 我們引入了一種量子演算法，用於對經典記憶隨機過程產生的罕見事件進行記憶體有效的偏置採樣
摘要 我們引入了一種量子演算法，用於對經典記憶隨機過程產生的罕見事件進行記憶體有效的偏置採樣。使用兩個效率指標來比較罕見事件採樣的量子資源和經典資源。對於固定隨機過程，第一個是所需記憶體的經典與量子比率。我們透過兩個範例過程證明，對於任何大實數 r，存在無限數量的罕見事件類，其採樣記憶體比率大於 r。然後，對於每個由整數大小 N 標記的製程序列，我們比較經典和量子所需的記憶體如…
摘要 「公地的自由會給所有人帶來毀滅
摘要 「公地的自由會給所有人帶來毀滅。」生態學家加勒特哈丁 (Garrett Hardin) 在 1968 年 12 月 13 日出版的《科學》雜誌上發表的《公地悲劇》中如此說道。哈丁質疑社會管理共享資源和避免環境和社會災難性混戰的能力。在接下來的 50 年裡，這篇文章影響了從氣候變遷（見第 1217 頁）到進化論、從傳染病到網路等各種討論，其影響遠遠超出了學術文獻的範圍，但也…
摘要 動物社會群體是複雜的系統，可能會表現出臨界點（臨界點被定義為因環境條件的微小變化而引起的系統動力學
摘要 動物社會群體是複雜的系統，可能會表現出臨界點（臨界點被定義為因環境條件的微小變化而引起的系統動力學的劇烈變化），但這一概念尚未被仔細地應用於這些系統。在這裡，我們總結了臨界點背後的概念，並描述了它們在動物社會中可能發生的實例。我們也提供了一些方法，透過這些方法，社會臨界點的研究可以開闢行為生態學的新探究路線，並在動物行為和其他領域（包括群落和生態系統生態學）中產生新的問題…
摘要 一種想法、資訊或感染是否會在整個社會中傳播，不僅取決於互動網絡的結構，還取決於這些互動的時間
摘要 一種想法、資訊或感染是否會在整個社會中傳播，不僅取決於互動網絡的結構，還取決於這些互動的時間。人們並不總是能夠與他人互動，人們活躍的時間也有所不同。有些人長時間活躍，然後長時間不活躍，而有些人更頻繁地從活躍到不活躍再切換回來。我們表明，在經典傳染過程中最大化擴散需要跨主體的異質活動模式。特別是，最大化擴散來自於混合兩種極端類型的人：那些長時間處於靜止狀態、從活躍變為不活躍…
摘要 動機：許多重複的 DNA 元件以可觀的表現量進行轉錄
摘要 動機：許多重複的 DNA 元件以可觀的表現量進行轉錄。然而，將相應的 RNA 定序讀取映射回參考基因組是一項非常困難且容易出錯的任務。如果化學修飾引入系統錯配，而同時基因組位點僅大致相同（如 tRNA 的情況），則尤其如此。結果：因此，我們開發了一種專門的映射策略來處理 RNA seq 讀取，該讀取依賴於修改的目標基因組映射到 tRNA，其中已知的 tRNA 位點被屏蔽，…
摘要 非編碼 RNA 調節許多生物過程，包括神經生成
摘要 非編碼 RNA 調節許多生物過程，包括神經生成。大腦中富含的 miR 124 透過其對數千個帶註釋的靶點的複雜但鮮為人知的調節而被指定為神經元分化的關鍵參與者。為了有系統地繪製其調控功能，我們使用 CRISPR/Cas9 基因編輯來破壞人類誘導多能幹細胞中的所有 6 個 miR 124 等位基因。在神經元誘導後，miR 124缺失的細胞經歷了神經發生並成為功能性神經元，儘…
摘要 簡介：史蒂芬霍金克服了使人衰弱的疾病的局限性，為科學做出了重大貢獻
摘要 簡介：史蒂芬霍金克服了使人衰弱的疾病的局限性，為科學做出了重大貢獻。他透過非凡的毅力、決心、信念、勇氣和意志做到了這一點。他在這方面得到了家人、學生和同事的支持。史蒂芬說：「我的目標很簡單，就是對宇宙有一個完整的了解。」史蒂芬對科學的許多貢獻極大地推動了我們實現這一目標。他的大部分工作集中在兩個主要領域——宇宙學和黑洞物理學。我在每一篇文章中只提到一個突出的貢獻——他對宇…
摘要 背景：由於成長率的隨機變化，所有生物族群的規模都會隨著時間的推移而波動，導致局部滅絕，但傳統人類族
摘要 背景：由於成長率的隨機變化，所有生物族群的規模都會隨著時間的推移而波動，導致局部滅絕，但傳統人類族群對這些動態知之甚少。在這裡，我們探討了人類演化史上由於（i）人口隨機性、（ii）環境隨機性和（iii）週期性災難的影響而導致的滅絕過程。生物體：現代人類，智人。方法：我們建立了隨機族群動態的數學模型，使用民族誌資料估計其參數，並使用蒙特卡羅方法模擬滅絕結果的機率分佈。結果：…
摘要 移動沙發問題由 L. Moser 於 1966 年提出，要求在單位寬度的走廊中圍繞直角拐角移動的最
摘要 移動沙發問題由 L. Moser 於 1966 年提出，要求在單位寬度的走廊中圍繞直角拐角移動的最大面積的平面形狀。已知存在最大面積形狀，其面積至少為 2.2195...（Gerver 在 1992 年發現的顯式構造的面積），最多 2 根 2 近似於 2.82，下界被推測為真值。我們證明了新的改進的上限 2.37。此方法涉及電腦輔助證明方案，該方案可用於嚴格導出收斂到正確…
摘要 我们确定扩散粒子在给定空间范围内停留多长时间后在吸收边界处消失
摘要 我们确定扩散粒子在给定空间范围内停留多长时间后在吸收边界处消失。在一維中，對於從 x(0) 開始並在 x = 0 處被吸收的粒子，粒子在 [x, x + dx] 範圍內的平均停留時間為 T(x) = x/D dx（對於 x < x(0)）和 x(0)/D dx（對於 x x(0)），其中 D 是擴散係數。我们将我们的方法扩展到有偏扩散、限制在有限间隔内的粒子以及一般空间维…
摘要 物種的損失和增加可能會破壞常駐物種與生態系統的結構和功能之間的關係
摘要 物種的損失和增加可能會破壞常駐物種與生態系統的結構和功能之間的關係。另一方面，持續的人類踐踏會破壞半乾旱系統表層土壤的生物結皮，從而產生類似的影響，影響土壤穩定性以及碳和氮的固定。在這裡，我們測試了排除本地哺乳動物食草動物的相互作用和協同影響，以及在半乾旱的荊棘灌叢生態系統中引入兔形目動物的影響，其中土壤受到兩種不同的踐踏強度（即，踐踏和非踐踏）。我們假設，由於不同的棲息…
摘要 了解個體如何在未知環境中學習是經濟學的重要議題
摘要 了解個體如何在未知環境中學習是經濟學的重要議題。我們在一個非常簡單的多武裝老虎機框架中對行為進行建模和檢查，其中參與者不知道跨時間的收益結構。我們提出了一個基線強化學習模型，允許在策略空間中進行模式識別和更改。我們還分析了三個增強版本，這些版本適應從其他玩家的行為和/或收益中進行觀察學習。該模型成功地再現了觀察到的發現時間和總收益的分佈特性。我們的研究進一步表明，當兩人中…
摘要 在熱帶地區，火災很容易在草原上蔓延，但通常只消耗森林斑塊的邊緣
摘要 在熱帶地區，火災很容易在草原上蔓延，但通常只消耗森林斑塊的邊緣。因此，森林斑塊因樹木繁殖而生長，並因周圍草原的火災而縮小。這些競爭邊緣效應之間的相互作用尚不清楚，但對於確定單一森林斑塊的形狀和穩定性以及森林的景觀水平空間分佈和穩定性至關重要。我們分析了巴西塞拉多保護區的高解析度遙感數據，發現森林形狀遵循跨氣候帶的穩健週長 面積比例關係。我們透過引入熱帶森林 草原交錯帶的異…
摘要 目的：建議多發性硬化症 (MS) 患者採用共同決策方法
摘要 目的：建議多發性硬化症 (MS) 患者採用共同決策方法。為了正確評估不同治療方案的益處和風險，多發性硬化症患者需要足夠的計算能力，即理解定量資訊的能力。 MS 是否影響計算能力尚不清楚。因此，我們調查了與機率全國樣本相比，患者的計算能力是否受損。方法：作為更大規模的前瞻性、觀察性、多中心研究 PERCEPT 的一部分，我們透過標準測試評估了德國 MS 患者臨床研究樣本 (…
摘要 資訊處理通常透過模組化單元的組合進行，例如離散計算電路中的通用邏輯閘
摘要 資訊處理通常透過模組化單元的組合進行，例如離散計算電路中的通用邏輯閘。與全局整合資訊處理相比，模組化資訊處理的好處在於，透過一系列僅控制和改變局部自由度的更簡單的局部資訊處理操作，可以更容易、更靈活地實現複雜的計算。我們表明，儘管有這些好處，模組化成本仍然存在不可避免的熱力學成本，這些成本直接由本地化處理的操作產生，並且超出了擦除資訊所需工作的蘭道爾限制。在地化營運無法利…
摘要 生態學中的競爭通常是根據一個個體對另一個個體的直接負面影響來建模
摘要 生態學中的競爭通常是根據一個個體對另一個個體的直接負面影響來建模。一個例子是邏輯增長，對種內競爭的影響進行建模，而競爭的 Lotka Volterra 方程式將其擴展到具有不同強度的種內和種間競爭的多個物種的系統。這些方程式是定量生態學中常用的經典方程，為理解物種相互作用、物種共存和群落組裝提供了一個框架。它們可以源自生物體隨機混合的假設，以及消除一個或多個個體的每次相互…
摘要 突變是演化的基礎，因為它產生了選擇可以發揮作用的遺傳變異
摘要 突變是演化的基礎，因為它產生了選擇可以發揮作用的遺傳變異。在自然界中，遺傳變化通常會增加從病毒、細菌到人類腫瘤等系統的突變率。這種增加促進了頻繁的有害或中性等位基因的積累，但它也可以增加群體獲得稀有有益等位基因的機會。在這裡，我們研究了大腸桿菌基因組突變率增加 100 倍如何影響適應性演化。為此，我們在實驗室中進化出了多個無性大腸桿菌菌株的複製群體，這些菌株被設計為具有四…
摘要 病原體和癌症是人類常見的健康風險
摘要 病原體和癌症是人類常見的健康風險。我認為，如果我們想要更好地理解疾病及其治療，那麼我們需要從生態角度來看待疾病本身。我概括並擴展了一個新興框架，該框架將疾病視為一個生態系統，並將其許多組成部分視為在社區中相互作用。我開發了在人類體內繁殖的生物病原體（BEA）的框架——重點關注細菌病原體和癌症——但該框架可以擴展到包括其他宿主和寄生蟲物種。我首先描述為什麼我們需要一個生態系…
摘要 世界正在快速城市化，目前有近 40 億人生活在城市地區，其中約 10 億人生活在貧民窟
摘要 世界正在快速城市化，目前有近 40 億人生活在城市地區，其中約 10 億人生活在貧民窟。從快速城市化中實現永續發展關鍵取決於創建沒有貧民窟的城市。我們表明，可以使用鄰裡地圖的拓撲分析來系統地診斷貧民窟的核心物理問題（缺乏空間通道和相關服務），並透過尋找一系列約束優化問題的解決方案來解決。我們透過證明任何城市的建成環境都可以分解為兩種類型的網路空間——通道和場所——來提出問…
摘要 文化演化理論的最新理論創新強調了團結不同群體的合作性社會組織的作用，這是社會複雜性演化的關鍵步驟
摘要 文化演化理論的最新理論創新強調了團結不同群體的合作性社會組織的作用，這是社會複雜性演化的關鍵步驟。該理論確定的一個主要機制是盛宴，這是一種強化合作規範的策略。宴會在前現代世界隨處可見，根據經驗，宴會的加劇與社會複雜性的增加有關。評估這種習俗的演化意義的一個關鍵因素是盛宴的規模和範圍，從集中於單一社區的盛宴到來自大區域或集水區的盛宴。這項工作探討了主人在最初的史前盛宴中利用…
摘要 整體退火是一種易於並行的順序蒙特卡羅演算法，非常適合模擬具有粗糙自由能景觀的系統的平衡特性
摘要 整體退火是一種易於並行的順序蒙特卡羅演算法，非常適合模擬具有粗糙自由能景觀的系統的平衡特性。在這項工作中，我們尋求理解和提高群體退火的性能。我們推導了描述群體退火性能的數量之間的幾個有用的關係，並使用這些關係來建議最佳化演算法的方法。這些最佳化方法透過對三維 (3D) Edwards Anderson (Ising) 自旋玻璃進行大規模模擬並測量多個可觀測值進行了測試。研…
摘要 為了因應中央計畫的失敗，中國政府不僅嘗試了自由市場貿易區，還允許非營利基金會以分散的方式運作
摘要 為了因應中央計畫的失敗，中國政府不僅嘗試了自由市場貿易區，還允許非營利基金會以分散的方式運作。一項網路研究顯示了這些基金會如何透過共享董事會成員而聯繫在一起，其結構與美國和歐洲公司的情況類似。這種董事會的連鎖導致了一個擁有特權網路地位的精英群體的出現。儘管政府官員在非營利組織董事會中的存在很普遍，但政府官員在控制網路所有收入一半以上的基金會子群體中卻很少見。這個子群體與商…
摘要 我們提供新的充分條件，確保需求在局部向下傾斜至均衡
摘要 我們提供新的充分條件，確保需求在局部向下傾斜至均衡。由此可見，均衡是唯一且穩定的，因為供給增加意味著價格下降。在我們的環境中，有兩種商品，我們將其解釋為不同時間段的消費，以及許多不耐煩類型。智能體具有相同的伯努利效用函數，但類型在時間偏好上任意不同。我們的主要結果是，如果禀賦相同且公用事業表現出絕對風險厭惡程度不增加，那麼市場需求在局部均衡狀態下嚴格向下傾斜。我們討論…
摘要 跨語言資料的大型數位語料庫的可用性不斷增加，正在徹底改變語言學的許多分支
摘要 跨語言資料的大型數位語料庫的可用性不斷增加，正在徹底改變語言學的許多分支。總體而言，它引發了人們的注意力從有關個體特徵的詳細問題轉向更適合嚴格統計分析的全球模式。這就產生了一種基於逐次逼近的方法，其中具有簡化假設的模型產生了可以系統地改進的框架，始終保持明確的方法論承諾和假設的先驗知識。因此，他們可以透過將數據提供的支持與基本假設分開來定量解決競爭框架之間的爭議。然而，這…
摘要 就像生命系統中的其他功能一樣，新陳代謝也涉及化學振盪器，詳細的代謝振盪曲線反映了複雜的代謝反應網絡
摘要 就像生命系統中的其他功能一樣，新陳代謝也涉及化學振盪器，詳細的代謝振盪曲線反映了複雜的代謝反應網絡中的優先途徑以及代謝的熱力學。生命系統是開放的，並且處於嘈雜的環境中；因此，很自然地會質疑噪音反應物的攝入如何影響開放複雜化學振盪系統的化學反應，即詳細的振盪結果。在本文中，我們使用噪音「代謝」的化學模擬，透過對連續攪拌釜反應器 (CSTR) 中運行的 Ru(bpy)(2) …
摘要 事實上，人們可以提出的關於隨機過程的行為和結構複雜性的所有問題都可以簡化為由適當的隱馬可夫過程產生
摘要 事實上，人們可以提出的關於隨機過程的行為和結構複雜性的所有問題都可以簡化為由適當的隱馬可夫過程產生器控制的時間演化的線性代數框架。每種類型的問題（相關性、可預測性、預測成本、觀察者同步等）都會產生不同的生成器類別。那麼答案就是適合班級的過渡動態的函數。不幸的是，這些動力學通常是非正態的、不可對角化的、奇異的等等。輕鬆分析這些動力學依賴於採用最近引入的亞純泛函微積分，該…
摘要 我們證明，當我們以粒子到達目標並遠離目標的情況為條件時，擴散粒子首次撞擊吸收器的時間分佈與外部流場
摘要 我們證明，當我們以粒子到達目標並遠離目標的情況為條件時，擴散粒子首次撞擊吸收器的時間分佈與外部流場的方向無關。因此，在一維中，粒子行進到距離為 l 的吸收器的平均時間為 l/垂直條 v 垂直條，與 v 的符號無關。這種二元性延伸到擊中時間的所有時刻。在二維中，徑向速度場中第一次通過吸收圓的時間分佈 v(r) = Q/(2 pi r) 再次表現出對偶性。我們的方法也提供了一…
摘要 系統風險研究正在各個學科研究界受到關注，但尚未與傳統的、完善的風險分析研究緊密聯繫起來
摘要 系統風險研究正在各個學科研究界受到關注，但尚未與傳統的、完善的風險分析研究緊密聯繫起來。部分原因是系統風險研究著重於系統內要素的聯繫，而風險分析研究則更著重於單一要素的個別風險。因此，我們從概念和實證的角度研究目前的系統性風險研究如何與傳統的風險分析方法相關聯。 Sklar 定理提供了多元分佈和 copula 之間的一對一關係，基於該定理，我們建議基於網絡視角重新建構 c…
摘要 兩親性嵌段共聚物用於形成大的球形囊泡
摘要 兩親性嵌段共聚物用於形成大的球形囊泡。聚合物膜上滲透壓的突然變化用於誘導聚合物囊泡的裂變。如預期的那樣，膜面積與體積之比被認為是適合描述該過程的參數，甚至標記了該轉變過程中的臨界點。分析了疏水鍊和親水鍊長度對裂變過程的影響。根據數學模型，從實驗數據中徹底分析了膜層狀和初始多分散性的影響，並透過表徵膜的測量（即面積拉伸模量）來了解這些聚合物囊泡中的裂變現象。
摘要 浪漫求愛通常被描述為發生在男性和女性爭奪配偶的約會市場中，但由於缺乏合適的數據，約會市場的詳細結構
摘要 浪漫求愛通常被描述為發生在男性和女性爭奪配偶的約會市場中，但由於缺乏合適的數據，約會市場的詳細結構和動態歷來難以量化。然而，近年來，線上約會行業的出現和蓬勃發展為擇偶提供了豐富的新資訊來源。我們使用流行的免費線上約會服務的數據對美國四個大城市的異性戀約會市場進行了實證分析。我們發現，擇偶競爭產生了明顯的願望等級，與使用者人口統計密切相關，並且在各個城市之間都非常一致。我們…
摘要 侵襲偽足是由侵襲性癌細胞與細胞外基質（ECM）接觸動態組裝的膜突起
摘要 侵襲偽足是由侵襲性癌細胞與細胞外基質（ECM）接觸動態組裝的膜突起。侵襲偽足富含結構蛋白肌動蛋白和皮質蛋白以及金屬蛋白酶（例如 MT1 MMP），其功能是降解周圍的 ECM。在轉移過程中，侵襲偽足是癌細胞內滲和外滲所必需的。儘管參與侵襲偽足組裝和功能的信號通路已得到充分研究，但很少有研究涉及侵襲偽足動力學以及細胞 ECM 相互作用如何促進細胞侵襲。使用基於延時顯微鏡和侵襲…
摘要 在這項工作中，我們表明，當考慮到許多系統的聚合時，可以獲得重要的普遍存在的物理特徵
摘要 在這項工作中，我們表明，當考慮到許多系統的聚合時，可以獲得重要的普遍存在的物理特徵。我們討論了在使用一組非馬可夫過程時不僅獲得異常擴散過程，而且獲得導致機率分佈的非線性擴散方程式的可能性。此機率分佈在其尾部結構中顯示冪律行為。它也反映了粒子集合的反常輸運特徵。這種普遍存在的行為，在擴散傳輸和機率分佈結構中具有冪律，與雜訊參數中呈現的快速波動現像有關。我們使用金融時間序列範…
摘要 在許多生物系統中，群體的功能行為是由系統的各個組件共同計算的
摘要 在許多生物系統中，群體的功能行為是由系統的各個組件共同計算的。一個例子是大腦透過數十億個神經元的活動做出決策的能力。一個長期存在的難題是，儘管存在利益衝突和不完善的訊息，但各個組成部分的決策如何結合起來產生有益的群體層面的產出。我們利用先前在靈長類動物模型系統中計算權力結構的工作結果，從機械第一原理推導出集體計算的理論模型。集體計算有兩個階段：資訊累積階段，（在本研究中）…
摘要 背景：近幾十年來，北極和高山生態系統的灌木覆蓋增加，並且預計隨著氣候變遷而進一步增加
摘要 背景：近幾十年來，北極和高山生態系統的灌木覆蓋增加，並且預計隨著氣候變遷而進一步增加。灌木豐度的變化可能會改變生態系碳（C）固存和儲存，並對全球碳循環產生潛在的正面回饋。小型和大型食草動物可能會減少灌木擴張，從而抵消碳循環的正回饋，但高山 北極苔原的食草動物壓力也發生了變化；灌木覆蓋面積的增加以及食草動物壓力的變化導致碳封存和儲存發生不可預測的變化。在這項研究中，我們研究…
摘要 在這項工作中，我們使用複雜的系統方法來定量分析涉及合作和自我意識活動的干預對兒童社交互動的影響
摘要 在這項工作中，我們使用複雜的系統方法來定量分析涉及合作和自我意識活動的干預對兒童社交互動的影響。本研究的目的是評估參與學校介入的 6 7 歲兒童同儕之間社會關係的行為可塑性。介入措施包括 8 個時長一小時的課程，其中包括基於正念的練習、需要合作的協作活動以及兒童在活動中分享感受、看法和需求的換位思考實例。我們使用複雜網路和博弈論來評估介入前後的變化。透過社會圖分析介入組和…
摘要 除了異常長的生命週期之外，週期性蟬（Magicicada spp.）還提供了自然界空間同步生命階段
摘要 除了異常長的生命週期之外，週期性蟬（Magicicada spp.）還提供了自然界空間同步生命階段物候學的特殊例子。在面積為 50,000 500,000 平方公里的區域（「巢穴」）內，成蟲每 13 或 17 年同步出現一次。雖然鳥類捕食者的飽足感被認為是這些種群達到高密度的能力的關鍵組成部分，但尚不清楚為什麼單一地點的種群保持完全同步。我們開發了周期性蟬的非線性 Les…
摘要 雖然我們對了解過去的著迷足以保證我們更加關注綜合，但現代社會面臨的重要問題的解決方案需要基於只有考
摘要 雖然我們對了解過去的著迷足以保證我們更加關注綜合，但現代社會面臨的重要問題的解決方案需要基於只有考古學才能提供的數據的理解。然而，即使我們使用公共資金收集越來越多的數據，能夠激發對人類行為的新興理解的研究模式仍然落後。 Consequently, a substantial amount of archaeological inference remains at the…
摘要 臨近預報是一種對地震活動性和地震風險進行統計分類的新方法（Rundle et al. 2016）
摘要 臨近預報是一種對地震活動性和地震風險進行統計分類的新方法（Rundle et al. 2016）。本文將此方法應用於加州間歇泉地熱區的誘發地震活動和俄克拉荷馬州因注液引起的誘發地震活動。臨近預報利用這些地區的地震活動目錄。選擇兩種地震震級，一種為大，一種為小。此方法利用了成對大地震之間發生的小地震的數量。獲得這些值的累積機率分佈。地震潛在評分 (EPS) 是透過自上次大地…
摘要 在本文中，我們建立了一個框架，用於對應用技術或程序（工具）解決問題的代理團隊進行建模
摘要 在本文中，我們建立了一個框架，用於對應用技術或程序（工具）解決問題的代理團隊進行建模。在我們的框架中，工具解決當前問題的可能性不同；不同類型的代理人在使用工具方面的技能也各不相同。當經理可以決定工具選擇時，我們建立基準招募規則，然後得出團隊成員策略工具選擇的結果。我們強調三個主要發現：首先，認知多樣化的團隊更有可能在這兩種環境中解決問題。其次，由掌握不同工具的類型組成的團…
摘要 HIV 1 中的重組已有充分記錄，但其在宿主內多樣化的低多樣性環境中的重要性卻鮮為人知
摘要 HIV 1 中的重組已有充分記錄，但其在宿主內多樣化的低多樣性環境中的重要性卻鮮為人知。在這裡，我們開發了一種新型計算工具（RAPR（重組分析程序）），可以詳細了解早期感染期間的體內病毒重組，並將其應用於來自縱向樣本的近全長 HIV 1 基因組序列。重組基因組迅速取代傳播/創始 (T/F) 譜系，中位半衰期為 27 天，增加了病毒群的遺傳複雜性。我們確定了與亞型間重組體中…
摘要 競爭和互利共生是微生物生態學中不可避免的過程，一個中心問題是哪些類群以及有多少類群將在這些相互作用
摘要 競爭和互利共生是微生物生態學中不可避免的過程，一個中心問題是哪些類群以及有多少類群將在這些相互作用中持續存在。生態理論已經證明，當一組物種之間直接的、成對的相互作用太多或太強時，這些物種的共存對於任何輕微的擾動都會不穩定。在這裡，我們透過明確考慮微生物消耗和生產的資源，完善並在某種程度上推翻了這種理解。與更複雜的生物體相比，微生物細胞主要消耗非生物資源，互利相互作用通常透…
摘要 旁系同源基因簇，例如著名的發育轉錄因子 HOX 簇，往往透過其成員的逐步複製而進化，通常涉及不等交
摘要 旁系同源基因簇，例如著名的發育轉錄因子 HOX 簇，往往透過其成員的逐步複製而進化，通常涉及不等交換。基因轉換和可能的其他協同演化機制進一步混淆了系統發育關係。因此，解開基因簇中基因重複的詳細歷史是非常困難的，甚至是不可能的。在這篇文章中，我們表明，沃爾特·格林提出的通過不等交換來擴展基因簇會導致遺傳距離的獨特模式，即圓形分裂系統的一個子類。此外，當基因簇不受基因組重排幹…
摘要 我们研究了近视觅食者的动力学，该觅食者在一个格子上随机徘徊，其中每个位置都包含一个食物单位
摘要 我们研究了近视觅食者的动力学，该觅食者在一个格子上随机徘徊，其中每个位置都包含一个食物单位。当遇到一个有食物的地点时，觅食者会以 p < 1 的概率吃掉该地点的所有食物；否则，食物不会受到干扰。当觅食者进食时，它可以在没有食物的情况下多走 S 步，然后饿死。當覓食者不吃東西時，要么是因為沒有在滿的地點檢測到食物，要么是遇到空的地點，覓食者就會感到飢餓，並且在一個時間單位內…
摘要 儘管進行了數十年的研究，但由於難以直接測量單細胞水平的生長，哺乳動物細胞大小是如何控制的仍不清楚
摘要 儘管進行了數十年的研究，但由於難以直接測量單細胞水平的生長，哺乳動物細胞大小是如何控制的仍不清楚。在這裡，我們報告了對各種哺乳動物細胞系和原代人類細胞整個細胞週期中單細胞體積的直接測量。我們發現，在大多數細胞類型中，整個細胞週期中增加的體積與細胞出生大小幾乎沒有相關性或沒有相關性，這種穩態行為稱為「加法器」。這種行為涉及 G1 或 S G2 持續時間的調節以及生長速率的調…
摘要 社會系統總是暴露在關鍵過程中，在這些過程中，其組織或其中的一部分受到社會的質疑，社會要求透過不同的
摘要 社會系統總是暴露在關鍵過程中，在這些過程中，其組織或其中的一部分受到社會的質疑，社會要求透過不同的關鍵突出點提供解決方案。處理此類社會危機的傳統方法主要側重於其預期和管理，這意味著重點是在危機發生後設法應對，而不是深入研究其本質特徵，這些特徵似乎取決於系統的適應性及其內部複雜性的增加。為了解決這個問題，我們提出了一種雙重方法，利用定性（文獻分析）和定量方法（線上社交網路分…
摘要 香農資訊理論提供了所謂句法資訊的各種度量，反映了系統之間統計相關性的數量
摘要 香農資訊理論提供了所謂句法資訊的各種度量，反映了系統之間統計相關性的數量。 By contrast, the concept of 'semantic information' refers to those correlations which carry significance or 'meaning' for a given system.語義資訊在生物學、認知科…
摘要 在物理學中，通常用對小隨機擾動的線性響應來表示穩態隨機系統的波動
摘要 在物理學中，通常用對小隨機擾動的線性響應來表示穩態隨機系統的波動。先前的工作表明，同一框架有效地描述了細胞間變異性和單一大腸桿菌細胞分裂控制校正之間的權衡。然而，先前的分析是由特定模型驅動的，並且僅限於測量變數的子集。例如，大多數分析忽略了成長率變異性的作用。在這裡，我們採取綜合方法並考慮來自不同生長條件下的微菌落和微流體裝置的幾組可用數據。我們評估三個主要測量變數（分間…
摘要 我們推導出一個模型，描述高阿特伍德數界面上的渦量沉積，並透過從重材料傳播到輕材料的斜激波產生正弦擾
摘要 我們推導出一個模型，描述高阿特伍德數界面上的渦量沉積，並透過從重材料傳播到輕材料的斜激波產生正弦擾動。模型的極限情況會導致渦度分佈，從而導致 Richtmyer Meshkov 和 Kelvin Helmholtz 不穩定成長。對於擾動幅度、波長和激波傾斜的某些組合，會發現一種狀態，其中離散的、共同排列的渦流沉積在界面上。隨後的界面演變由離散渦流模型描述，該模型被發現與早…
摘要 監測腸道深處的微生物是一個挑戰
摘要 監測腸道深處的微生物是一個挑戰。對細菌進行工程改造以表達可以透過超音波追蹤的結構，提供了一種在體內定位此類細胞的方法，並且可能具有臨床意義。
摘要 非平衡統計力學的最新進展使人們對計算的熱力學成本有了比蘭道爾提出的更深入的理解，然後在計算複雜性社
摘要 非平衡統計力學的最新進展使人們對計算的熱力學成本有了比蘭道爾提出的更深入的理解，然後在計算複雜性社區中進行了廣泛的研究。特別是，蘭道爾的工作引起了對計算中位數擦除數量的關注，因為它與輸入和輸出之間的熵變化有關。然而，物理學的新進展 已被實驗證實 意味著我們現在可以計算額外的熱力學成本，而不僅僅是輸入和輸出之間熵的變化。因此，我們現在了解到，雖然邏輯可逆計算可以帶來一些熱力…
摘要 生態系統是複雜的系統，目前正面臨與全球暖化、密集開發和人類驅動的棲息地退化相關的多種威脅
摘要 生態系統是複雜的系統，目前正面臨與全球暖化、密集開發和人類驅動的棲息地退化相關的多種威脅。由於普遍存在多種穩定狀態，包括涉及種群滅絕的狀態，並且由於與反饋迴路相關的固有非線性，生態系統的崩潰可能會以災難性的方式發生。最近有人提出，防止或改變這些轉變結果的潛在途徑將涉及設計合成生物體和合成生態相互作用，從而將這些瀕臨滅絕的系統推出關鍵邊界。在本文中，我們研究了與四類生態工程…
摘要 金融機構的系統重要性和系統性風險的概念與金融負債網絡的拓樸結構密切相關
摘要 金融機構的系統重要性和系統性風險的概念與金融負債網絡的拓樸結構密切相關。在這項工作中，我們使用 50,159 家企業和銀行的數據重建和分析整個經濟的金融負債網絡。我們的分析包含企業對銀行負債總額的 80.2% 以及奧地利銀行體系中所有銀行間負債。公司銀行網路和銀行間網路的結合使我們能夠將系統性風險的概念擴展到實體經濟。特別是，可以評估單一公司的系統重要性，並且首次使金融與…
摘要 罕見事件作為潛在的同質性較差的特徵，在分子系統發育中發揮越來越重要的作用
摘要 罕見事件作為潛在的同質性較差的特徵，在分子系統發育中發揮越來越重要的作用。在這篇文章中，我們透過考慮由分隔兩個類群的單一事件的存在定義的類群集的二元關係，從組合的角度分析系統發育資訊內容。我們證明這種關係的圖形表示必須是一棵樹。此外，我們完整地描述了這種關係樹和潛在的系統發育樹之間的關係。考慮到串聯複製隨機丟失事件等定向操作，我們演示了非對稱資訊如何限制部分重建的系統發育…
摘要 我們在離散自旋統計物理模型的框架內建立簡單的信念動力學計算模型，並探索它們如何適合理解和預測個人和
摘要 我們在離散自旋統計物理模型的框架內建立簡單的信念動力學計算模型，並探索它們如何適合理解和預測個人和群體層面的現實世界信念變化。我們發現，對現實世界模式的準確建模需要關注人們使用的社交互動規則、嵌入這些規則的網路結構、初始信念和內在偏好的分佈，以及社會資訊和內在偏好的相對重要性。我們證明這些模型參數可以受到經驗測量的約束，所得模型可用於研究實際社會中信仰動態的潛在機制。我們…
摘要 透過消耗和生產環境資源，生物體不可避免地改變它們的棲息地
摘要 透過消耗和生產環境資源，生物體不可避免地改變它們的棲息地。這種環境改變的後果不僅對焦點生物體而且對共享同一環境的其他生物體可能有害或有益。社會演化理論透過強調空間結構的作用，在研究由公共「好東西」或「壞東西」介導的社會互動如何演變方面非常有影響力。然而，驅動這些交互作用的環境維度通常被抽象化。我們在這裡提出了一種新的、以環境為中介的社會行為分類法，其中生物體根據其生產或消…
摘要 在這裡，我們報告了一項對考古和人種學向日葵遺骸的全面古基因組研究，為這種重要作物的馴化過程提供了重
摘要 在這裡，我們報告了一項對考古和人種學向日葵遺骸的全面古基因組研究，為這種重要作物的馴化過程提供了重要的新見解。來自古代和歷史背景的 DNA 產生了高比例的內源 DNA，儘管考古 DNA 被發現高度降解，但它仍然提供了足夠的覆蓋範圍來分析隨時間推移的遺傳變化。對阿肯色州伊甸崖考古遺址的樣本進行鳥槍定序數據，得出了距今 3,100 年前樣本的細胞器 DNA 序列。它們的序列與…
摘要 排列熵技術可用於識別古氣候資料記錄中的異常情況，包括雜訊、異常值和後處理問題
摘要 排列熵技術可用於識別古氣候資料記錄中的異常情況，包括雜訊、異常值和後處理問題。我們使用加權和未加權排列熵以及包含來自深部極地冰芯的數據的水同位素記錄來證明這一點。在這些同位素記錄的一個區域中，我們先前的計算（參見 Garland 等人，2018）揭示了痕跡複雜性的突然變化：具體來說，是在每個時間步驟出現的新資訊量。我們推測這種效應是由於舊實驗室儀器引入的噪音造成的。在本文…
摘要 許多生態研究旨在解釋氣候如何透過將環境與個體表現聯繫起來的功能特徵來影響生物多樣性和生態系統層面的
摘要 許多生態研究旨在解釋氣候如何透過將環境與個體表現聯繫起來的功能特徵來影響生物多樣性和生態系統層面的過程。然而，跨空間和時間功能多樣性的具體氣候驅動因素仍不清楚，這主要是由於配對性狀和氣候數據的可用性有限。我們使用基於豐度加權特徵矩的方法編譯和分析全球森林資料集，以評估氣候如何影響整個群落特徵分佈的形狀。我們的方法將豐度加權指標與不同的氣候因素相結合，產生性狀與氣候關係的綜…
摘要 對配對微生物組 代謝組數據集進行基於相關性的分析正在成為一種廣泛的研究方法，旨在全面識別代謝變化的
摘要 對配對微生物組 代謝組數據集進行基於相關性的分析正在成為一種廣泛的研究方法，旨在全面識別代謝變化的微生物驅動因素。然而，迄今為止，這種方法和其他微生物組 代謝組分析方法的局限性尚未得到全面評估。為了應對這項挑戰，我們引入了一個數學框架，根據攝取和分泌通量來量化每個分類單元對代謝物變異的貢獻。我們也使用多物種代謝模型來模擬簡化的腸道群落，產生理想的微生物組 代謝組資料集。然…
摘要 肯·阿羅最引人注目的事情之一就是他質疑自己工作的能力
摘要 肯·阿羅最引人注目的事情之一就是他質疑自己工作的能力。一方面，他也許是當時最受尊敬的經濟學家。另一方面，他在職業生涯後期的大部分時間裡公開承認他的工作存在嚴重問題，並試圖激勵其他人超越它並創造新的東西，即使它與他所做的工作有很大不同。如此公正的科學誠實是罕見的。
摘要 溫度、壓力和 pH 值等環境因素在一定程度上影響了生命的演化
摘要 溫度、壓力和 pH 值等環境因素在一定程度上影響了生命的演化。隨著生命的進步，新的壓力源（例如毒藥和抗生素）作為生物體之間軍備競賽的一部分出現。在這裡，我們詢問細胞是否採用現有機制來應對新的壓力源，或者新的反應是否從頭開始進化。我們使用純粹基於表型成長測量和壓力源對人口成長的影響之間的相互作用的網絡聚類方法。我們將這種方法應用於兩種類型的壓力源——溫度和抗生素——以發現它…
摘要 網路科學的一個目標是複雜網路的幾何特徵
摘要 網路科學的一個目標是複雜網路的幾何特徵。在這個方向上，我們最近將 Forman 的 Ricci 曲率離散化引入到無向網路領域。在不同模型和現實世界無向網路中對這種以邊緣為中心的網路度量（福爾曼 里奇曲率）的研究表明，曲率度量捕捉了無向複雜網路組織的幾個方面。然而，許多重要的現實世界網路本質上是有向的，無向網路的福爾曼 里奇曲率的定義不適合分析此類有向網路。因此，我們在這裡…
摘要 人類學習者獲得複雜的相互關聯的關係知識網絡
摘要 人類學習者獲得複雜的相互關聯的關係知識網絡。這種學習的能力自然取決於兩個因素：知識網路本身的架構（或資訊結構）以及編碼和處理資訊的運算單元（大腦）的架構。也就是說，學習依賴兩個層面的整合網路架構：認知層面和運算層面，或是概念層面和神經層面。出於理解人類傳統知識的願望，在這裡，我們討論了評估關係知識可學習性網絡約束的新興工作，以及實例化熱力學和資訊理論原理的統計物理學理論，…
摘要 網路領域是一個非常跨學科的領域，在多個科學領域都有許多應用
摘要 網路領域是一個非常跨學科的領域，在多個科學領域都有許多應用。然而，很少有研究關注地理上的 d 維網絡。在本文中，我們研究了一類廣泛的 d 維地理位置網絡的縮放特性，這些網絡隨著涉及通過 r(ij)( alpha A) (alpha(A) = 0) 的歐幾里德距離的優先依附而增長。我們數值分析了站點連通性的時間演化、平均最短路徑、度分佈熵、d = 1、2、3、4 的平均聚類…
摘要 深度神經網路的實際成功尚未與令人滿意地解釋其行為的理論進展相匹配
摘要 深度神經網路的實際成功尚未與令人滿意地解釋其行為的理論進展相匹配。在這項工作中，我們研究了深度學習的資訊瓶頸（IB）理論，該理論提出了三個具體主張：首先，深度網絡經歷兩個不同的階段，包括初始擬合階段和隨後的壓縮階段；其次，壓縮階段與深度網絡優異的泛化性能存在因果關係；第三，壓縮階段是由於隨機梯度下降的類似擴散行為而發生的。在這裡，我們表明這些主張在一般情況下都不成立，而是…
摘要 哺乳動物的腸道微生物組似乎反映了宿主的系統發育，這表明宿主驅動的微生物群落組裝
摘要 哺乳動物的腸道微生物組似乎反映了宿主的系統發育，這表明宿主驅動的微生物群落組裝。然而，這些證據大部分來自不同野生或圈養族群的比較研究，這些研究缺乏數據來闡明共同的系統發育和環境的相對影響。在這裡，我們對居住在馬達加斯加西部 1 km(2) 區域的六種同域（即共存）哺乳動物物種（三種狐猴和三種非靈長類動物）的腸道微生物組進行系統發育和多變量分析，考慮了微生物組功能和組成的遺…
摘要 我們透過與民族歷史記錄的不同包容程度的美洲原住民互動網絡進行比較，研究了北美西部記錄的點類型所代表
摘要 我們透過與民族歷史記錄的不同包容程度的美洲原住民互動網絡進行比較，研究了北美西部記錄的點類型所代表的史前社會網絡的空間規模。民族歷史資料來自約瑟夫‧喬根森 (Joseph Jorgensen) (1980) 的《西印第安人》，其中繪製了歐洲接觸時的部落邊界以及每個部落的相關語言譜系。我們假設交互頻率遵循語言關係。拋開距離不遠談，如果人們擁有一種共同的語言或部分語言，他們會…
摘要 我們數值研究了 d 維經典慣性海森堡鐵磁模型 (d=1,2,3) 的第一原理動力學和溫度統計，其相
摘要 我們數值研究了 d 維經典慣性海森堡鐵磁模型 (d=1,2,3) 的第一原理動力學和溫度統計，其相互作用隨距離 rij 衰減為 1/rαij (α ≥ 0)，其中極限 α=0 (α→∞) 對應於無限範圍（最近鄰）相互作用，比率表徵/d 1(0≤ α)。透過第一原理分子動力學，我們研究： (i) 最大李雅普諾夫指數 λ 與系統大小 N 的縮放關係，形式為 λ∼N−κ，其中 …
摘要 2014 年 11 月 6 日，肯尼斯‧阿羅 (Kenneth Arrow) 在聖塔菲研究所年度受
摘要 2014 年 11 月 6 日，肯尼斯‧阿羅 (Kenneth Arrow) 在聖塔菲研究所年度受託人研討會上發表晚間主題演講。那年會議的主題是複雜性經濟學，肯談到了一般均衡，作為隨後會談的背景。他的演講詳細、精確、冗長，他用了大量的篇幅逐條說明一般均衡如何與現實經濟不相匹配。肯對他最著名的創作進行了敏銳的闡述：他在 20 世紀 50 年代的工作將均衡確立為經濟理論和我們…
摘要 預測演化變化帶來了許多挑戰
摘要 預測演化變化帶來了許多挑戰。在這裡，我們利用模型細菌螢光假單胞菌，其中確定適應性「皺紋傳播者」（WS）類型進化的基因型到表型圖譜是已知的。我們提出了三種必要的調控途徑的數學描述，並用它們來預測每種突變途徑的使用率和預期的突變目標。為了測試預測，確定了每個途徑的突變率和目標。意想不到的突變熱點導致實驗觀察結果偏離預測，但額外的數據導致了完善的模型。由於先前未檢測到的引起 W…
摘要 我們分析了具有私人監控的 Bertrand 競爭的連續時間博弈，其中包括非同步訊號和非同步操作
摘要 我們分析了具有私人監控的 Bertrand 競爭的連續時間博弈，其中包括非同步訊號和非同步操作。與企業觀察到的訊號與需求參數和企業價格不完全相關的現有模型不同，我們假設企業完美地觀察需求和價格，但有時受到獨立的泊松過程的控制。這些訊號僅在觀察到它們時才顯示訊息，不包含有關過去行為或需求狀態的資訊。這意味著任何公司的價格變化都會在一段時間內不被察覺，或者可能永遠不會被察覺。…
摘要 武裝衝突在不同文化和地理區域中表現出的規律性超出了已知的死亡人數和持續時間的冪律分佈
摘要 武裝衝突在不同文化和地理區域中表現出的規律性超出了已知的死亡人數和持續時間的冪律分佈。我們將 20 年來非洲 105 起事件的資料庫中的衝突報告系統性地歸類為衝突雪崩。衝突概況在一定範圍內崩潰。持續時間、直徑、範圍、死亡人數和報告總數滿足透過結合地理分佈和當地衝突地點增長的模型捕獲的相互一致的標度關係。這種社會尺度法則的出現暗示了指導衝突演變的原則。
摘要 本文討論了理解複雜生態系瞬態動力學特性的最新進展
摘要 本文討論了理解複雜生態系瞬態動力學特性的最新進展。預測生態系統動態的長期趨勢以及突然變化和政權轉變是生態學的一個主要問題，因為這種變化常常導致人口崩潰和滅絕。傳統上，族群動態分析主要關注其長期漸近行為，而很大程度上忽略了瞬態的影響。然而，人們越來越認識到，在生態系統中，漸近行為很少見。理論和實證生態學面臨的一個重大新挑戰是理解長瞬態的影響。人們相信，識別相應的機制以及瞬態…
摘要 社會科學家長期以來一直認識到，個體之間的關係不能透過觀察單一領域來描述，跨領域的互動結構可以對感興
摘要 社會科學家長期以來一直認識到，個體之間的關係不能透過觀察單一領域來描述，跨領域的互動結構可以對感興趣的結果產生重要影響（例如，合作；塗爾幹，1893）。关于这一点的一场明确争论围绕着食物共享。有些人認為，未能找到互惠的食物共享意味著必須發生互惠以外的某些過程，而其他人則主張允許互惠以貿易形式跨越多個領域的模型（Kaplan 和 Hill，1985）。多層網絡、高維度網絡使…
摘要 模組化耗散確定了本地實現的計算如何導致超出蘭道爾熱力學計算界限所需的成本
摘要 模組化耗散確定了本地實現的計算如何導致超出蘭道爾熱力學計算界限所需的成本。我們建立了有效局部計算的一般定理，給出了局部操作具有零模組化成本的充分必要條件。應用於熱力學生成隨機過程，它證實了一個猜想，即經典生成器當且僅當它們滿足追溯時才是有效的，這對生成器提出了最小的內存要求。這立即延伸到量子運算：任何採用量子記憶體壓縮的量子模擬器都無法達到熱力學效率。
摘要 A/H3N2 流感是一種快速演化的病毒，每兩到八年就會經歷一次重大的抗原轉變
摘要 A/H3N2 流感是一種快速演化的病毒，每兩到八年就會經歷一次重大的抗原轉變。預測過渡的時間和結果對於開發有效的季節性流感疫苗至關重要。利用已發表的流感傳播系統動力學模型，我們確定了新興抗原簇未來演化成功的指標，並量化了我們做出此類預測的能力的基本權衡。新集群的最終命運取決於其最初的流行病學增長率（這是突變負荷和人群對該集群的易感性的函數）以及共循環病毒的增長率差異。邏輯…
摘要 沒有免費的午餐定理證明，在歸納問題（搜尋問題或學習問題）的均勻分佈下，所有歸納演算法的表現相同
摘要 沒有免費的午餐定理證明，在歸納問題（搜尋問題或學習問題）的均勻分佈下，所有歸納演算法的表現相同。正如我在本章中討論的，定理的重要性在於使用它們來分析涉及非均勻分佈的場景，並比較不同的演算法，而無需對問題的分佈進行任何假設。特別是，這些定理證明，反交叉驗證（根據樣本外行為最差的一組候選演算法進行選擇）的表現與交叉驗證一樣好，除非人們做出假設（從未正式化），一方面歸納問題的分…
摘要 許多大規模現象，例如輿論的快速變化和疾病流行的爆發，都可以有效地建模為網路上的級聯激活
摘要 許多大規模現象，例如輿論的快速變化和疾病流行的爆發，都可以有效地建模為網路上的級聯激活。這提供了對代理之間的各種連接模式如何影響級聯的最終範圍的理解。我們考慮模組化、程度異質網路上的級聯動態，因為在許多現實世界的網路中觀察到此類特徵，並特別考慮播種策略的影響。我們透過引入簡化的描述來導出系統的一組分析方程，該描述擴展了 Gleeson 開發的方法，該方法讓我們僅使用每個模…
摘要 我們研究用於深度貝葉斯網路（包括神經網路）學習的自然梯度方法
摘要 我們研究用於深度貝葉斯網路（包括神經網路）學習的自然梯度方法。有两种自然几何形状与这种由可见单元和隐藏单元组成的学习系统相关。一種幾何形狀與整個系統有關，另一種幾何形狀與可見子系統相關。這兩種幾何形狀意味著不同的自然梯度。第一步，由于费舍尔信息矩阵的局部性特性，我们展示了自然梯度相对于第一个几何的极大简化。此簡化並不直接轉化為關於第二幾何形狀的相應簡化。我們發展了研究自然…
摘要 在整個全新世，隨著人口和領土的增長，社會發展了額外的管理層級和資訊更豐富的工具來管理和記錄交易和事
摘要 在整個全新世，隨著人口和領土的增長，社會發展了額外的管理層級和資訊更豐富的工具來管理和記錄交易和事件。然而，雖然這種增長似乎不可避免，但事實並非如此。在這裡，我們使用 Seshat 資料庫來調查來自多個大陸的數百個政體數千年來的發展。我們發現，社會政治發展首先由政體規模的成長主導，然後是資訊處理和經濟體系的改進，最後是規模的進一步擴大。因此，我們為社會定義了一個規模閾值，…
摘要 資訊理論為透過管道的資訊流的量化提供了一個基本框架，正式稱為馬可夫核
摘要 資訊理論為透過管道的資訊流的量化提供了一個基本框架，正式稱為馬可夫核。然而，諸如互資訊和條件互資訊之類的數量並不一定反映這種流動的因果性質。我們認為，這通常是基於與給定通道無關的 σ 代數進行調節的結果。我們提出了一個基於與底層通道耦合的 σ 代數族的（條件）互資訊版本。這導致了過濾，這使我們能夠證明相應的因果鏈規則作為所提出方法的基本要求。
摘要 我們研究了曲率和撓率對平面和空間曲線上考慮的非線性狄拉克方程式孤子的影響
摘要 我們研究了曲率和撓率對平面和空間曲線上考慮的非線性狄拉克方程式孤子的影響。由於這裡考慮的曲線的自旋連接為零，因此 arc 變數提供了一個自然的設定來理解曲率的作用，然後我們可以直接從度量得到 1+1 維狄拉克方程式的變換。根據曲率，孤子輪廓會變窄或擴展。我們的結果可能適用於尚未合成的彎曲準一維玻色凝聚態。
摘要 共存和食物網理論是理解物種如何共存的長期努力的兩個基石
摘要 共存和食物網理論是理解物種如何共存的長期努力的兩個基石。儘管已知競爭和捕食在群落中同時發生，但這些過程的理論和實證研究仍然在很大程度上獨立發展。在這裡，我們整合現代共存理論和食物網理論，同時量化捕食和環境波動對物種共存的相對重要性。我們首先檢視理論多營養模型中的共存，使用機器學習方法增加食物網的複雜性。然後，我們將我們的框架應用於岩石潮間帶食物網的隨機模型，劃分經驗共存動…
摘要 城市群經濟使城市成為現代經濟成長理論的中心
摘要 城市群經濟使城市成為現代經濟成長理論的中心。有歷史證據表明，約 1450 1670 年英國城鎮存在斯密式增長和集聚效應，但開創性的評估否認早期現代英國城鎮存在集聚效應和生產力提高。本研究評估了 16 世紀英國城鎮中城市經濟總產出中規模報酬遞增 (IRS) 的存在情況，這是斯密增長與集聚效應之間反饋的經驗特徵。為此，我們根據 1524/5 Lay Subsidy 回報測試了…
摘要 1986 年，數學家兼哲學家 Gian Carlo Rota 寫道：「我想知道人工智慧是否或何時會
摘要 1986 年，數學家兼哲學家 Gian Carlo Rota 寫道：「我想知道人工智慧是否或何時會衝破意義的障礙」（Rota 1986）。在這裡，「意義障礙」一詞指的是關於人類與機器的信念：人類能夠真正理解他們遇到的情況，而即使是當今最先進的人工智慧系統也無法像人類一樣理解我們試圖教導他們的概念。這種缺乏理解可能是當前現代人工智慧系統的通用性和可靠性受到限制的原因。 20…
摘要 對人類財富史的因果描述是否可以想像
摘要 對人類財富史的因果描述是否可以想像？為了研究這個問題，我們引入了一個簡單的因果但強力聚合模型，假設觀察到的財富增長主要是由人類協作努力驅動的，而人類協作努力的強度本身隨著財富的增加而增加。作為經驗參考，我們使用描述三個歐洲國家（英國、法國和瑞典）八個世紀的人均年度國內生產毛額（GDP）的時間序列。該模型需要足夠的人口來應對破壞性事件，例如飢荒、流行病和戰爭，而不是破壞社會…
摘要 網路科學是一個快速發展的領域，在基於網路的動態過程方面有大量且不斷增長的工作
摘要 網路科學是一個快速發展的領域，在基於網路的動態過程方面有大量且不斷增長的工作。該領域的大多數理論結果都依賴所謂的局部樹狀近似。然而，這通常是「不受控制的」近似，因為誤差的大小通常是未知的，儘管數值結果表明該誤差通常非常小。在本文中，我們透過在具有可重新激勵節點的離散時間關鍵網路級聯的背景下計算偏離基於樹的理論的偏差大小，將這種近似建立在更嚴格的基礎上。我們討論了樹狀近似在…
摘要 科學文獻長期以來一直強調大型儲量的重要性，這往往導致忽視小型儲量的保護潛力
摘要 科學文獻長期以來一直強調大型儲量的重要性，這往往導致忽視小型儲量的保護潛力。然而，超過一半的全球保護區庫存由小於 100 公頃的保護區組成，新增保護區的中位數面積正在減少。小型保護區和自然區域碎片的保育價值的研究在文獻中相對較少。我們審查了 SCOPUS 和 WOK 關於小型保護區和碎片對生物多樣性保護和生態系統服務的貢獻的研究，並納入了 58 項特定分類單元的研究。小型…
摘要 不同類群的許多動物物種在發育過程中改變了它們的棲息地
摘要 不同類群的許多動物物種在發育過程中改變了它們的棲息地。個體發生棲息地的轉變使得早期易受捕食階段的發展能夠在安全的「苗圃」棲息地中發展，並降低捕食死亡率，而較不脆弱的階段可以利用風險更大、豐富的攝食棲息地。因此，棲息地轉移的時間對於個體的健康至關重要。我們使用包含密度依賴性的族群模型研究了豐富的攝食棲息地中死亡率的體型選擇性對在棲息地之間轉移的最佳體型的影響。我們表明，當死…
摘要 我們提出了在存在外部、超對稱和複雜 PT 對稱勢的情況下 1+1 維耦合非線性薛丁格系統的陷孤立波
摘要 我們提出了在存在外部、超對稱和複雜 PT 對稱勢的情況下 1+1 維耦合非線性薛丁格系統的陷孤立波解。這項工作關注的薛丁格系統擁有精確解，透過解析和數值方法研究了其存在性、穩定性和時空動力學。考慮兩種不同的變分近似，其中根據八個和十二個時間相關的集體座標來探索孤立波的穩定性和動力學。我們找到了特定潛在選擇的穩定區域以及集體座標近似中小振盪頻率的解析式。我們的發現透過對…
摘要 我們提出了在存在外部、超對稱和複雜 PT 對稱勢的情況下，1 +1 維耦合非線性薛丁格 (NLS)
摘要 我們提出了在存在外部、超對稱和複雜 PT 對稱勢的情況下，1 +1 維耦合非線性薛丁格 (NLS) 系統的陷孤立波解。這項工作重點關注的薛丁格系統擁有精確的解，透過解析和數值方法研究了其存在性、穩定性和時空動力學。考慮兩種不同的變異近似，其中根據八個和十二個時間相關的集體座標（CC）來探索孤立波的穩定性和動力學。我們找到了特定潛在選擇的穩定區域以及 CC 近似中小振盪…
摘要 預防行為對於限制 COVID 19 的傳播至關重要
摘要 預防行為對於限制 COVID 19 的傳播至關重要。鑑於這場流行病的多方面性質，我們採用了複雜的心理系統方法來深入了解與採取這些行為相關的因素的相互作用和相互依賴，包括態度、社會規範、信任和健康。因此，我們對來自英國 (n=502) 和荷蘭 (n=520) 的子樣本進行了調查研究 (n=1022)。結果強調了人們對這些措施和預防行為的支持和感知有效性的重要性，以及他們的家…
摘要 世界上各種語言的意思有何不同
摘要 世界上各種語言的意思有何不同？有些人聲稱詞義是普遍的，實證研究顯示具體自然物體之間的關聯存在跨語言相似性。 1其他探索特定領域（例如顏色2和親屬關係3）的研究表明，詞義的組織因語言、文化和環境而存在差異。不同語言中的詞義在多大程度上因文化差異或普遍一致仍然是一個未解決的經驗難題，但強大的詞嵌入模型的出現4,5使我們能夠採取直接比較跨語義域的系統級方法。 6, 7在這裡，我…
摘要 金融科技的進步使散戶投資者的稅收損失收穫比過去的策略更可行
摘要 金融科技的進步使散戶投資者的稅收損失收穫比過去的策略更可行。我們利用 CRSP 月度資料庫中 1926 年至 2018 年市值最大的 500 只證券的歷史數據評估了這一「稅收阿爾法」的大小。考慮到長期和短期資本利得稅率分別為 15% 和 35%，我們發現稅收損失收穫策略在我們的樣本期間每年產生的交易成本前稅收阿爾法為 1.08%。當該策略受到「洗售規則」的限制時，稅收阿爾…
摘要 我們研究了噪音引起的磁滴孤子在實驗參數區域中的產生和湮滅，在該區域中磁滴孤子對漂移呈線性穩定
摘要 我們研究了噪音引起的磁滴孤子在實驗參數區域中的產生和湮滅，在該區域中磁滴孤子對漂移呈線性穩定。利用問題的旋轉對稱性，我們轉換為隨液滴孤子旋轉的參考系，並引入有效勢能，該勢能解釋了對抗自旋轉移矩所做的功，以在兩個不同方向之間旋轉磁化。我們使用此函數來計算各種奈米接觸半徑和電流的均勻磁化狀態和液滴孤子狀態之間的兩個方向的活化勢壘。我們研究具有零和非零自旋扭矩不對稱參數的液滴孤…
摘要 人類大腦表現出豐富的溝通動態，這被認為在其明顯的社區結構中得到了特別好的反映
摘要 人類大腦表現出豐富的溝通動態，這被認為在其明顯的社區結構中得到了特別好的反映。然而，結構性大腦網絡中的群落結構與由此產生的溝通動態之間的精確關係尚不清楚。除了提供對網路系統的結構與功能關係的洞察之外，這種理解是朝著有針對性地操縱大腦大規模動態活動的能力邁出的關鍵一步。我們研究了群落結構在結構性大腦網路的可控性中的作用。在區域層面，我們發現群落結構的某些網絡度量有時與線性可…
摘要 關於影響生物入侵結果的因素，達爾文提出了兩個看似矛盾的假設
摘要 關於影響生物入侵結果的因素，達爾文提出了兩個看似矛盾的假設。他最初假設與本地物種密切相關的非本地物種更有可能成功定居，因為它們可能共享對當地環境的適應（預適應假說）。然而，根據對美國大多數歸化植物物種屬於非本地屬的觀察，他得出結論，缺乏競爭排斥將促進在系統發育上與本地植物區係不同的外來入侵者的建立（競爭相關性假設）。迄今為止，對於這些對立的假設尚未達成共識。在這裡，跟隨達…
摘要 在宏觀尺度上，大腦作為一個相互連接的神經元群體網絡來運作，這些神經元群體表現出協調的節律動態，支持
摘要 在宏觀尺度上，大腦作為一個相互連接的神經元群體網絡來運作，這些神經元群體表現出協調的節律動態，支持區域間的交流。了解不同大腦區域的刺激如何影響此類活動對於獲得對大腦功能的基本了解和進一步開發治療性神經調節非常重要。然而，大腦結構和動力學的複雜性阻礙了焦點刺激下游效應的預測。更具體地說，人們對大腦網路活動的集體振盪機制（與網路結構結合）如何影響擾動的結果知之甚少。在這裡，我…
摘要 尋找生物標誌物一直是精神病學領域的主要追求
摘要 尋找生物標誌物一直是精神病學領域的主要追求。為此，研究對幾乎所有形式的精神障礙的候選靜息態生物標記進行了分類。然而，越來越明顯的是，這些生物標記缺乏特異性，限制了它們產生臨床影響的能力。我們討論了克服這一局限性的三種研究途徑：（i）採用跨診斷研究設計，其中涉及從精神病學的不同診斷軸來研究和明確比較多種疾病； (ii) 精神病理學的維度模型，繪製了症狀學的全譜並跨越了傳統的…
摘要 活細胞是遠離熱力學平衡的分隔系統，並消耗環境中的能量來執行其功能
摘要 活細胞是遠離熱力學平衡的分隔系統，並消耗環境中的能量來執行其功能。仿生合成隔間的建構具有科學與技術價值。儘管取得了許多進展，但基於耗散（或瞬態）自組裝呈現非平衡行為的合成隔間的組裝仍然是一個巨大的挑戰。在這裡，我們描述了具有活躍微觀結構和複雜行為的多室系統的設計和合成。透過引入能量耗散的人工途徑，我們展示了使用基於化學燃料驅動的聚合誘導自組裝（PISA）的策略自主生成活性…
摘要 這是 2019 年 8 月 5 日至 6 日在麻省理工學院舉行的羅伯特·C·默頓 (Robert
摘要 這是 2019 年 8 月 5 日至 6 日在麻省理工學院舉行的羅伯特·C·默頓 (Robert C. Merton) 75 歲生日慶祝大會上發表的演講的編輯版本。演講影片可在 上觀看。本文是本卷中發表的兩篇關於羅伯特‧默頓 (Robert C. Merton) 對金融經濟學的貢獻的文章之一。這對中的另一篇文章是茲維·博迪 (Zvi Bodie) 撰寫的《羅伯特·C·默頓…
摘要 基因表現噪音不僅無所不在，而且變化多端，我們仍然不了解影響它的一些最基本的因素
摘要 基因表現噪音不僅無所不在，而且變化多端，我們仍然不了解影響它的一些最基本的因素。其中包括轉錄因子 (TF) 在 DNA 上的停留時間，即與 DNA 結合的 TF 保持結合狀態的平均時間。在這裡，我們使用轉錄調控的隨機模型來研究停留時間如何影響 TF 誘導基因表現時產生的基因表現噪音。我們發現停留時間對基因表現噪音的影響取決於TF的濃度及其與DNA的親和力，這決定了基因的誘…
摘要 從飛機到互聯網，現代交通和通訊技術的進步以及媒體、移民和貿易的全球擴張使得現代世界的聯繫比以往任何
摘要 從飛機到互聯網，現代交通和通訊技術的進步以及媒體、移民和貿易的全球擴張使得現代世界的聯繫比以往任何時候都更加緊密。但這對於全球文化的融合來說預示著什麼呢？在這裡，我們探討社交網絡的集中化與思想、觀點和品味等語意表達多樣性的收縮或崩潰之間的關係。我們透過引入新的流形學習方法來推進對這種關係的正式檢驗，這些方法使我們能夠將社交網路和語義組合映射到可比較的雙曲空間。雙曲表示本身…
摘要 一組核心特徵被闡述為熱力學描述的本質，這些特徵源自於具有時間尺度層次結構的系統中的大偏差特性，但不
摘要 一組核心特徵被闡述為熱力學描述的本質，這些特徵源自於具有時間尺度層次結構的系統中的大偏差特性，但不依賴承載該過程的基質中的守恆定律或微觀可逆性。最基本的要素是與大偏差熵相關的宏觀狀態的概念，以及相互作用子系統之間不可逆性貢獻的分解，這是經典熱力學和隨機熱力學中對熱概念依賴的起源。自然分解被證明存在，分解為相對熵和內務熵率，它們分別定義了系統的強化熱力學和將系統嵌入其上下文…
摘要 細胞和細菌等活生物體透過自組織、分離和從環境中發現的更簡單分子組裝其構建塊來創建複雜而精確的結構的
摘要 細胞和細菌等活生物體透過自組織、分離和從環境中發現的更簡單分子組裝其構建塊來創建複雜而精確的結構的能力對於它們的形態和功能至關重要。人們普遍認為，將生命必需成分封裝在半透膜中是生命起源的關鍵事件。在這層膜內，維持著一種遠離平衡的狀態，這提供了能量條件，使複雜的功能得以實現，例如透過內部代謝過程進行適應和繁殖。聚合誘導自組裝（PISA）是一種快速發展的生產聚合物囊泡或聚合物…
摘要 我們研究中微子和希格斯標量之間新的相互作用的後果
摘要 我們研究中微子和希格斯標量之間新的相互作用的後果。我們發現，在由此產生的有效 4 費米理論中存在兩個可能的吸引通道，導致宇宙中微子中的中微子凝聚，並在低溫和有限密度下產生中微子超流體。我們發現，在有效勢V最小值時，凝聚態大部分由左 左+右 右複合材料對組成，並有少量左 右+右 左複合材料的混合物。有效理論對截止質量 mH（希格斯粒子的質量）很敏感，因為如果想要使用來自費米…
摘要 經濟成長以人均國內生產毛額（GDP）的相對變化率來衡量
摘要 經濟成長以人均國內生產毛額（GDP）的相對變化率來衡量。然而，當收入遵循隨機乘法成長時，從長遠來看，整體平均（人均GDP）成長率高於每個人實現的時間平均成長率。這個數學事實是遍歷經濟學的起點。使用異常高的總體平均成長率作為主要成長指標會產生不完整的情況。透過報告總體平均成長率和時間平均成長率，可以更好地為政策制定提供資訊。我們嚴格分析這些成長率並描述它們在過去五十年中在美…
摘要 知识是相互关联的概念的网络
摘要 知识是相互关联的概念的网络。然而，知識的拓樸結構到底如何限制其獲取仍然未知，這阻礙了學習增強策略的發展。在這裡，我們研究大學水平線性代數文本中反映數學概念及其關係的語義網絡的拓撲結構。我們假設這些網路將表現出結構順序，反映確保可訪問性的主題邏輯順序。我們發現這些網路表現出強大的核心 外圍架構，其中早期提出的密集概念核心與整個闡述中均勻呈現的稀疏外圍相輔相成；後者由許多小模…
摘要 我們考慮漸進無標度地理網路的廣義 d 維模型
摘要 我們考慮漸進無標度地理網路的廣義 d 維模型。在考慮其隨時間的增長時，許多此類網路的核心是附著規則，即新節點附著到一個（或多個）預先存在的節點的機率。為了更現實，也考慮了網路中每個節點 i 的適應度參數，以反映節點吸引新節點的能力。我們的 d 維模型考慮了節點之間的地理距離，具有不同的機率分佈，可以合理地修改成長動態。假設優先連結規則為其中 k(i) 是第 i 個預先存在…
摘要 穩態細菌培養實驗揭示了系統層面上的一些定量規律
摘要 穩態細菌培養實驗揭示了系統層面上的一些定量規律。首先，這些包括細胞大小隨時間呈指數增長，以及細胞誕生和分裂之間細胞內化學物質的平衡增長，考慮到細胞中的非線性和分散的化學動力學，這些都令人費解。我們將細胞建模為一組在容器中經歷非線性質量作用動力學的化學群體，容器的體積是化學群體的線性函數。事實證明，這是一類特殊的動力系統，通常具有吸引子，其中所有種群隨著時間以相同的速度呈指…
摘要 許多小核仁 RNA 和許多 miRNA 的髮夾前體是由長非蛋白編碼 (lncRNA) 宿主基因加工
摘要 許多小核仁 RNA 和許多 miRNA 的髮夾前體是由長非蛋白編碼 (lncRNA) 宿主基因加工而成。與其高度保守和結構嚴謹的有效負荷相反，宿主基因的序列保守性較差。儘管如此，越來越多的證據顯示宿主基因具有生物學功能。宿主基因的功能與其有效負荷的功能之間沒有明顯的關聯。在這裡，我們研究宿主基因功能或機制是否與有效負荷類型相關。為了評估這個假設，我們測試了 miRNA 宿…
摘要 自然选择可以促进或阻碍种群的进化性（进化出新的适应性表型的能力），但其潜在机制却知之甚少
摘要 自然选择可以促进或阻碍种群的进化性（进化出新的适应性表型的能力），但其潜在机制却知之甚少。為了研究選擇強度如何影響進化性，我們使黃色螢光蛋白群體在不同的選擇方案下進行定向進化，然後將它們進化為綠色螢光的新表型。在对黄色表型的强烈选择下，种群进化出绿色表型的速度最快。他们通过积累突变来做到这一点，这些突变增加了对突变的鲁棒性和可折叠性。在弱选择下，新功能化突变最初出现频率较…
摘要 人們認為有兩種互補的機制可以塑造社會群體：主體之間的同質性和相連三合會中的結構平衡
摘要 人們認為有兩種互補的機制可以塑造社會群體：主體之間的同質性和相連三合會中的結構平衡。這裡我們考慮 N 個完全連接的智能體，其中每個智能體有 G 個底層屬性，並且屬性空間中智能體之間的相似性（即同質性）用於確定它們之間的連結權重。為了實現結構平衡，我們使用三元組更新規則，其中在每次更新中僅有意更改一個代理的一個屬性，但這也會導致連結權重甚至連結極性的意外變化。大 G 極限下…
預測如何透過內部或外部控制將大腦驅動到特定狀態需要對神經連接和活動之間的關係有基本的了解
摘要 客觀的。預測如何透過內部或外部控制將大腦驅動到特定狀態需要對神經連接和活動之間的關係有基本的了解。網路控制理論是物理和工程科學中的一個強大工具，可以提供有關這種關係的見解。它正式研究了複雜系統的動力學如何從其互連單元的底層結構中產生。方法。鑑於網路控制理論最近在神經科學中的應用，現在是時候為結構性大腦網路的可控性的方法論考慮提供實用指南了。在這裡，我們提供了該框架的系統概…
摘要 簡介：抗微生物抗藥性（AMR）是一種威脅現代醫學的流行病
摘要 簡介：抗微生物抗藥性（AMR）是一種威脅現代醫學的流行病。由於新抗生素單一療法進展緩慢、成本高且可實現銷售價格低，因此缺乏有效的藥物治療。新的希望來自於抗生素聯合療法，儘管這種療法被大自然所使用，但尚未得到充分探索，可以為抗菌素抗藥性提供解決方案。涵蓋領域：我們使用關鍵字「聯合治療」、「抗菌素抗藥性」對 Pubmed 和 Medline 進行了 1930 年至 2019 …
摘要 綜合生命之樹的性狀觀察和知識仍然是生物多樣性科學的巨大挑戰
摘要 綜合生命之樹的性狀觀察和知識仍然是生物多樣性科學的巨大挑戰。物種性狀現已廣泛應用於生態和演化科學，新數據和新方法迅速激增。然而，存取和整合不同的資料來源仍然是一個巨大的挑戰，減緩了整合不同生物體性狀資料的全球綜合的進展。在這裡，我們概述了關鍵的開放科學原則（開放資料、開源和開放方法）的採用如何改變性狀科學、提高透明度、民主化獲取和加速全球綜合。為了促進這些原則的廣泛採用，…
摘要 由於基因重複和缺失，屬於多基因家族的基因數量在其演化史上通常有很大差異
摘要 由於基因重複和缺失，屬於多基因家族的基因數量在其演化史上通常有很大差異。詳細分析這些歷史的第一步是推斷沿著基礎系統發育樹的各個邊緣發生的拷貝數變化。相應的最大簡約性使物種樹邊緣的變化總數最小化。然而，錯誤確定的家庭成員人數可能會極大地影響估計。因此，我們透過引入機率模型來增強分析，該模型還考慮了次優的變更分配。從技術上講，這相當於桑科夫簡約演算法的配分函數變體。作為展示應…
摘要 背景 許多常用的直系同源檢測方法從相互最相似的基因對（相互最佳匹配）開始，作為進化上最密切相關的基
摘要 背景 許多常用的直系同源檢測方法從相互最相似的基因對（相互最佳匹配）開始，作為進化上最密切相關的基因對（相互最佳匹配）的近似值。這種最佳匹配的近似對於超度量差異來說是精確的，即在分子鐘假說下。然而，當旁系同源基因之間存在著大的譜系特異性速率變異時，它就會失敗。實際上，這會在基於最佳命中的直系同源檢測方法的輸入資料中引入高水平的雜訊。結果如果基因之間的加性距離已知，則可以透…
摘要 在地球生物學中，很少有話題像地球的氧合在控制動物出現和多樣化的時間和原因方面所發揮的作用那樣引起廣
摘要 在地球生物學中，很少有話題像地球的氧合在控制動物出現和多樣化的時間和原因方面所發揮的作用那樣引起廣泛爭論。目前描述的所有動物至少在其生命週期的一部分中需要氧氣。因此，向含氧行星的轉變是動物出現的先決條件。然而，我們目前對地球的氧合以及動物宜居性和生態成功的環境要求的了解仍有限。足以支持動物生態穩定族群的環境出現時間的估計範圍很廣，從動物出現在化石記錄之前的數十億年到僅幾百…
摘要 在本文中，我們介紹了兩種不同類型的脆性建築材料（即混凝土和玄武岩）循環壓縮試驗中記錄的聲發射（AE
摘要 在本文中，我們介紹了兩種不同類型的脆性建築材料（即混凝土和玄武岩）循環壓縮試驗中記錄的聲發射（AE）的實驗結果。透過非廣泛的統計力學分析研究了 AE 事件間時間，該分析表明它們的互補累積機率分佈遵循 q 指數定律。透過對實驗數據進行擬合得到的熵指數q和相當於1/T q的鬆弛參數β(q)在失效過程的各個階段表現出系統的變化，即(q，T q)線性對齊。 T q = 0 點對應…
摘要 實際系統中的關係通常不是二元的，而是更高階的，因此不能透過圖忠實地建模，而是需要超圖
摘要 實際系統中的關係通常不是二元的，而是更高階的，因此不能透過圖忠實地建模，而是需要超圖。在這項工作中，我們系統地開發了用於分析超圖的幾何和動力學的正式工具。特別是，我們表明，受 Forman 和 Olivier 圖的相應概念啟發，Ricci 曲率概念是探測超圖局部幾何的強大工具。事實上，這兩個曲率概念在識別特定連接基序方面是相輔相成的。為了擁有一個可以與經驗數據進行比較…
摘要 常見的圖挖掘任務是社區檢測，它尋求基於網路連接性的統計規律將網路無監督地分解為群組
摘要 常見的圖挖掘任務是社區檢測，它尋求基於網路連接性的統計規律將網路無監督地分解為群組。儘管有許多這樣的演算法，但社群檢測的「沒有免費午餐」定理意味著沒有演算法可以在所有輸入上都是最優的。然而，在實踐中，人們對不同演算法如何過度或不適合真實網絡，或者如何可靠地評估跨演算法的這種行為知之甚少。在這裡，我們對 16 種最先進的社區檢測演算法的過度擬合和欠擬合進行了廣泛的研究，這些…
摘要 在了解動態和不確定的環境時，當新證據資訊最豐富時，例如當環境發生令人驚訝的變化或現有信念高度不確定
摘要 在了解動態和不確定的環境時，當新證據資訊最豐富時，例如當環境發生令人驚訝的變化或現有信念高度不確定時，人們應該最強烈地更新自己的信念。在這裡，我們表明，驚喜和不確定性的調節被編碼在全腦功能連接的特定的、時間動態的模式中，並且這種編碼在個體中得到增強，這些個體能夠更適當地適應他們的學習動態以響應這些因素。這種全腦功能連接模式的關鍵特徵是額頂葉和其他功能係統之間更強的連接或功…
摘要 合成生物學作為大規模複雜生態系工程的一種方式有什麼潛力
摘要 合成生物學作為大規模複雜生態系工程的一種方式有什麼潛力？它可以用來改變瀕臨滅絕的生態群落並拯救它們以防止其崩潰嗎？這種生態工程路徑成功的最佳策略是什麼？是否有可能創造能夠在封閉環境中持續存在的穩定、多樣化的合成生態系？能否創造合成群落以在與我們不同的星球上繁榮發展？這些問題和其他問題貫穿合成生物學未來的主要發展。工程生態系的目標受到各種技術、科學和倫理問題的困擾。在本文中…
摘要 我們研究有效反駁圖的 k 可著色性的問題，或等效地證明其色數的下界
摘要 我們研究有效反駁圖的 k 可著色性的問題，或等效地證明其色數的下界。我們在稀疏隨機正則圖中給出了該問題的平均情況計算難度的正式證據，顯示了簡單光譜證書的最優性。證據採用計算安靜種植的形式：我們建立了一個 d 正則圖的分佈，其色數比均勻隨機繪製的典型正則圖要小得多，同時提供證據表明這兩種分佈無法透過一大類演算法區分。我們將我們的結果推廣到更普遍的問題，即證明最大 k 割的上…
摘要 我們在跨越五十年（1971 2018）的三個離散時間段內，探索了南加州（美國）晝行猛禽群落中相對於
摘要 我們在跨越五十年（1971 2018）的三個離散時間段內，探索了南加州（美國）晝行猛禽群落中相對於觀賞樹木使用和城市化水平的巢址放置和再利用。不同物種對往年巢穴的重複利用情況各不相同，紅尾鷹 (Buteo jamaicensis) 和美洲紅隼 (Falco sparverius) 的重複利用率中等（約 30%），而紅肩鷹 (Buteo lineatus) 和庫珀鷹 (Ac…
摘要 複雜系統的一個共同特徵是它們可以透過互動部件的網路來表示
摘要 複雜系統的一個共同特徵是它們可以透過互動部件的網路來表示。事實上，網路組織（而不是部件）在很大程度上決定了大多數較高層級的屬性，這些屬性不能簡化為各個部件的屬性。這些網路的拓樸組織能否提供一些關於它們演化起源的見解？生物網路和人工網路都有一些共同的架構特徵。它們通常是異構的和稀疏的，並且大多數表現出不同類型的相關性，例如嵌套、模組化或分層模式。這些特性通常歸因於功能上有意…
摘要 當外力在空間中是週期性的且由 f (x) = r cos(Kx) 給出時，分析具有任意非線性參數
摘要 當外力在空間中是週期性的且由 f (x) = r cos(Kx) 給出時，分析具有任意非線性參數 κ 的阻尼和參數驅動的非線性狄拉克方程，無論是數值上還是使用五個集體座標（波函數的時間相關形狀參數）的變分近似。我們的變分近似完全滿足低階矩方程式。由於外力 λ = 2π/K 的空間週期與孤子寬度 ls （孤子寬度 ls 是非線性 κ 以及孤波初始頻率 ω0 的函數）之間的競…
摘要 一组多样化的白质连接支持认知状态之间的无缝转换
摘要 一组多样化的白质连接支持认知状态之间的无缝转换。然而，目前尚不清楚这些连接如何指导不同认知状态下大规模大脑活动模式的时间进展。在這裡，我們根據在靜息狀態和 n back 工作記憶任務期間獲取的功能性磁振造影數據來分析大腦在一組單一時間點活動模式中的軌跡。我们发现大脑活动的特定时间序列受到认知负荷的调节，与年龄相关，并与任务表现相关。使用從同一受試者獲得的擴散加權成像，我們…
摘要 是否可以判斷哪些科學論文是跨學科的、開箱即用的，或者哪些論文是主流
摘要 是否可以判斷哪些科學論文是跨學科的、開箱即用的，或者哪些論文是主流？在這裡，我們使用源自上個世紀在《物理評論》期刊上發表的所有物理論文的書目耦合網絡，試圖將它們識別為主流、開箱即用或跨學科。我們展示了網路集群進入科學領域。個別論文相對於這些集群的位置使我們能夠估計它們的主流或跨學科程度。我們發現，在過去的幾十年裡，主流論文的比例增加，開箱即用論文的比例下降，而跨學科論文的…
摘要 屍檢組織病理學數據可用於將神經病理學分為六個跨診斷簇，並且可以根據腦脊髓液中的認知評分、基因型和蛋
摘要 屍檢組織病理學數據可用於將神經病理學分為六個跨診斷簇，並且可以根據腦脊髓液中的認知評分、基因型和蛋白質水平來預測患者屬於這些簇的成員資格。神經退化性疾病中伴隨的蛋白質疾病和異質臨床症狀的流行阻礙了對可能適合特定乾預措施的個體的識別。在這裡，透過對 895 名中樞神經系統變性患者的死後組織病理學數據應用無監督聚類演算法，我們發現 6 個不重疊的疾病簇可以同時解釋 tau 神…
摘要 我採用流行病過程的簡單數學模型來評估三個基本量：繁殖數 (R)、感染個體的數量 (I) 和社區總規
摘要 我採用流行病過程的簡單數學模型來評估三個基本量：繁殖數 (R)、感染個體的數量 (I) 和社區總規模 (N) 如何影響控制 COVID 19 的策略。數值模擬表明，流行病初期採取嚴格的抑制措施可以降低感染人數，此後可以透過較長時期內的緩解措施來控制感染人數，以使流行曲線變平。抑制措施越強，就越快達到低程度的暴露和感染人數，有利於後續管理。我們的結果指出了一種兩步驟控制策略…
摘要 城市地區的人口規模多樣，從小城鎮到特大城市
摘要 城市地區的人口規模多樣，從小城鎮到特大城市。沒有哪一種城市規模統計分佈形式比齊普夫定律更受關注，這是一種冪律指數等於 1 的帕累托分佈。然而，小城市和大城市的經驗證據通常違反了這種分佈。此外，目前還沒有任何理論可以從基本的人口選擇中推導出城市規模分佈，同時也解釋一致的變化。在這裡，我們發展了一個基於人口統計的綜合框架，以展示城市之間的移民流動結構及其人口動態率的差異程度如…
摘要 我們透過將影響每個表型的基因型表示為基因型網絡，研究了模式植物擬南芥中 80 個定量表型的基因型
摘要 我們透過將影響每個表型的基因型表示為基因型網絡，研究了模式植物擬南芥中 80 個定量表型的基因型 表型圖譜。在這樣的網絡中，每個頂點或節點對應於個體在影響給定表型的所有基因組位點上的基因型。如果相關基因型恰好在一個核苷酸上不同，則兩個頂點透過一條邊連接。我們分析的 80 個基因型網絡是基於 199A.thaliana 種質的全基因組關聯研究的數據。它們形成連通圖，其拓撲在…
摘要 Fitch 圖 G = (X, E) 是由具有葉集 X 的 {empty set, 1} edge
摘要 Fitch 圖 G = (X, E) 是由具有葉集 X 的 {empty set, 1} edge labeled root trees T 解釋的有向圖：當且僅當 T 中連接 x 和 y 的最後一個公共祖先 lca(x, y) 與 y 的唯一路徑包含至少一個帶有標籤的邊角時，存在標籤「1 角時，存在於 y 的唯一路徑。在實踐中，Fitch 圖表示異種學關係，即基因對 x…
摘要 相互最佳匹配圖 (RBMG) 是頂點彩色圖，其頂點代表基因以及基因所在物種的顏色
摘要 相互最佳匹配圖 (RBMG) 是頂點彩色圖，其頂點代表基因以及基因所在物種的顏色。邊緣識別與潛在進化樹最密切相關的基因對。在實際應用中，這棵樹是未知的，RBMG 的邊緣是透過量化序列相似性來推斷的。由於數據中存在噪聲，這些經驗確定的圖通常違反了「生物學上可行」RBMG 的條件。因此，校正初始估計值在計算生物學中具有實際意義。這裡我們考慮刪除（最多刪除k條邊）和編輯（最多新…
摘要 非遺傳因素會導致單一細胞的基因表現量隨著時間的推移而大幅波動
摘要 非遺傳因素會導致單一細胞的基因表現量隨著時間的推移而大幅波動。目前尚不清楚這些波動是否能夠持續比一次細胞分裂的時間更長的時間。目前測量單細胞基因表現的方法大多依賴單一時間點測量，使得基因表現波動或細胞記憶的持續時間難以測量。在這裡，我們將 Luria 和 Delbrack 的波動分析與基於群體的 RNA 定序 (MemorySeq) 結合起來，以識別在整個轉錄組範圍內波動…
摘要 預測與資訊或線索機率相關的標準是一項範式判斷任務，在試圖識別人們使用的個人判斷和決策策略的研究中，
摘要 預測與資訊或線索機率相關的標準是一項範式判斷任務，在試圖識別人們使用的個人判斷和決策策略的研究中，以及在群體智慧文獻中，重點是聚合如何提高準確性，都對此進行了研究。我將這兩個研究結合起來，研究個體和聚合線性策略的績效如何受到不同環境和群體聚合因素的影響，以及如何在統一的框架中理解個體和聚合線性策略之間的績效差異。我表明，受約束的線性策略對於個人判斷來說更準確，但是當對這些…
摘要 儲層計算是一種機器學習範例，其中使用高維度動力系統或儲層來對時間序列資料進行近似和預測
摘要 儲層計算是一種機器學習範例，其中使用高維度動力系統或儲層來對時間序列資料進行近似和預測。其簡單的訓練過程允許非常大的儲存器，可以提供強大的運算能力。可以透過用電子電路建立儲存庫來增強儲存庫運算的規模、速度和功耗特性，但這需要精確理解此類電路如何處理和儲存資訊。我們透過考慮包含線性元件（電阻器、電感器和電容器）和非線性儲存元件（稱為憶阻器）的電路運動方程式來分析此類儲器的可…
摘要 我們描述了一種透過低覆蓋率短讀長和長讀長組合組裝基因組的新方法
摘要 我們描述了一種透過低覆蓋率短讀長和長讀長組合組裝基因組的新方法。 LazyBastard 從長讀和限制性過濾的短讀單元之間的二部重疊圖開始，然後將其簡化為長讀重疊圖 G。從 G 中刪除邊以首先獲得一致的方向，然後獲得 DAG。使用基於適當區間圖屬性的啟發法，重疊群被提取為最大權重路徑。這些僅在最後一步才被翻譯成基因組序列。 LazyBastard 的原型實現完全用 Pyt…
摘要 口腔黏膜炎 (OM) 是癌症治療（包括造血幹細胞移植 (HSCT)）中常見的致使人衰弱的劑量限制性
摘要 口腔黏膜炎 (OM) 是癌症治療（包括造血幹細胞移植 (HSCT)）中常見的致使人衰弱的劑量限制性毒性。我們假設口腔微生物組在同種異體 HSCT 期間受到干擾，部分解釋了 OM 嚴重程度的變異性。利用 16S 核醣體 RNA 基因序列分析、代謝組學分析和計算方法，我們描述了 184 名患者在 HSCT 前後的唾液微生物組和代謝組的行為。移植與所有患者的口腔多樣性下降有關。…
摘要 我們研究了經典擴散，並添加了以下功能：每當粒子達到指定閾值時，擴散粒子就會重置為其起點
摘要 我們研究了經典擴散，並添加了以下功能：每當粒子達到指定閾值時，擴散粒子就會重置為其起點。在無限域中，這個過程是非平穩的，其機率分佈表現出豐富的特徵。在有限域中，我們定義了一種非平凡的最佳化，其中每當粒子被重置時就會產生成本，並且當粒子停留在重置點附近時會獲得獎勵。我們推導出優化此系統淨收益的條件，即獎勵減去成本。
摘要 儘管表觀遺傳因素可能影響植物中防禦基因的表達，但它們在抗病毒反應中的作用以及病毒適應和進化對形成這
摘要 儘管表觀遺傳因素可能影響植物中防禦基因的表達，但它們在抗病毒反應中的作用以及病毒適應和進化對形成這些相互作用的影響仍然缺乏探索。我們使用兩種對擬南芥有不同程度適應的蘿蔔花葉病毒分離株來解決這些問題。其中一種分離株是在植物中實驗進化的，相對於祖先分離株，其負荷量和毒力增加。對於進化的分離株來說，轉錄組反應的幅度更大，這表明先天免疫系統在感染過程中由分子模式和效應物觸發的作用…
摘要 腦機介面（BCI）的開發主要是為了實現人類的通訊、控制和神經回饋
摘要 腦機介面（BCI）的開發主要是為了實現人類的通訊、控制和神經回饋。儘管腦機介面具有巨大的潛力，但它在個體之間的表現並不一致，而且使人類實現良好控制的神經過程仍然知之甚少。為了解決這個問題，我們在涉及一組健康受試者的基於運動想像的 BCI 訓練中同時進行了高密度腦電圖 (EEG) 和腦磁圖 (MEG) 記錄。在皮質層重建訊號後，我們發現，在 BCI 技能習得過程中，運動相關…
摘要 儘管生物學中對個體的假設幾乎是普遍的，但對於個體是什麼幾乎沒有達成一致，也很少有嚴格的定量方法來識
摘要 儘管生物學中對個體的假設幾乎是普遍的，但對於個體是什麼幾乎沒有達成一致，也很少有嚴格的定量方法來識別個體。在這裡，我們提出個體是保留一定時間完整性的集合體，即將訊息從過去「傳播」到未來。我們使用資訊理論和圖模型形式化了這個想法。這種數學公式產生了三種有原則的、不同的個體形式——有機體形式、群體形式和驅動形式——每種形式的環境依賴性和遺傳訊息的程度各不相同。這種方法可以被認…
摘要 表型可塑性使生物體能夠在不可預測的環境壓力下生存
摘要 表型可塑性使生物體能夠在不可預測的環境壓力下生存。與表型可塑性概念密切相關的是反應範數的概念，它將表型可塑性置於對環境梯度的基因型特異性反應的背景下。反應規範本身是否進化以及哪些因素可能影響其形狀一直是演化生物學家多年來激烈爭論的話題。自發現以來，病毒一直被視為病原體。然而，新的病毒組學技術和概念範式的轉變表明，病毒大多是非致病性普遍存在的實體。最近的研究表明，病毒感染甚…
摘要 研究人類語言時，相關的描述等級是什麼
摘要 研究人類語言時，相關的描述等級是什麼？這些層級如何相互關聯？一種描述是否能順利地過渡到下一種描述，從而使不同的模型自然地沿著相互包含的層次結構排列？或者，相反，一個描述和下一個描述之間是否存在急劇的過渡，以至於為了獲得一點準確性，有必要從根本上改變我們的框架？不同等級描述相同語言方面的準確性是否會增加（或減少）？從歷史上看，這些問題的答案是由直覺引導的，並產生了從語音學到…
摘要 組合中的細胞分化並發揮不同的作用
摘要 組合中的細胞分化並發揮不同的作用。儘管多細胞真核生物中的許多分化途徑在分子層面上已被了解，但細菌組合中類似過程的闡明是最近並且正在進行中。在這裡，我們討論細菌分化的例子，重點關注不同代謝共存的情況和表現出交叉餵養的情況，其中一個亞群產生由第二亞群代謝的底物。我們描述了單物種系統的幾項研究，然後繼續研究臨床環境中的多物種代謝異質性和交叉餵食。所描述的許多研究例證了新技術和建…
摘要 《自然神經科學評論》第一期出版於 20 年前，即 2000 年
摘要 《自然神經科學評論》第一期出版於 20 年前，即 2000 年。為了紀念這一周年，在這篇觀點文章中，我們詢問了來自該領域的一些研究人員，他們近年來在該雜誌上發表了文章，以了解他們對過去二十年來神經科學，特別是其所在領域的顯著和有趣的發展的看法。他們也為目前的研究方向和令他們興奮的問題提供了一些想法。
摘要 生態系的運作是基於生物實體之間錯綜複雜的相互作用網絡
摘要 生態系的運作是基於生物實體之間錯綜複雜的相互作用網絡。大多數這些交互作用很難觀察到，特別是當交互作用實體的多樣性很大且它們的規模和豐度較小時。為了避開這一限制，從物種豐度的時間序列推斷生態系統的網絡結構已變得普遍，但尚不清楚網絡的重建效果如何，特別是在存在透過生態網絡傳播的隨機性的情況下。我們評估了固有雜訊和網路拓撲對從時間序列資料推斷網路結構的不同方法的效能的影響。使用…
摘要 Cographs 正是遺傳性良好著色圖，即每個導出子圖的貪婪頂點著色僅使用最小必要數量的顏色 χ(
摘要 Cographs 正是遺傳性良好著色圖，即每個導出子圖的貪婪頂點著色僅使用最小必要數量的顏色 χ(G) 的圖。我們證明貪婪著色是更一般的分層頂點著色的特例，最近在系統發育組合學中引入了這種著色。用模組化分解樹取代協樹將分層著色的概念推廣到任意圖。我們證明每個圖都有一個模最小著色 σ 滿足 σ(M) = χ(M) 對於 G 的每個強模組 M。這特別顯示模最小著色提供了一個有…
摘要 本文介紹了本期關於演算法和文化的三聯畫，認為關注演算法「接管」前景的流行分析模式不再有用
摘要 本文介紹了本期關於演算法和文化的三聯畫，認為關注演算法「接管」前景的流行分析模式不再有用。它主張需要一種新的概念詞彙，該詞彙認識到演算法和文化推理過程已經相互交織在一起。引言表明，需要一種演算法認識論的企業，以適應文化和代碼過去相互作用並在今天繼續相互作用的方式的精細結構。
摘要 社會經濟地位較低的個人被認為有發生流感相關併發症的風險，並且往往表現出高於平均流感相關住院率
摘要 社會經濟地位較低的個人被認為有發生流感相關併發症的風險，並且往往表現出高於平均流感相關住院率。這種差異是由多種因素造成的，包括獲得預防性和治療性醫療保健的機會有限、病假有限以及家庭結構。對這些高風險族群進行充分的流感監測是準確風險評估和有效介入的重要前提。然而，美國主要的國家流感監測系統 (ILINet) 負責監測門診醫療保健提供者，而社會經濟地位較低的人可能很難接觸到這…
摘要 基因組規模的直系同源分配通常是基於相互的最佳匹配
摘要 基因組規模的直系同源分配通常是基於相互的最佳匹配。在沒有水平基因轉移（HGT）的情況下，每對直系同源物形成相互的最佳匹配。因此，不正確的直系分配在倒數最佳匹配圖中始終是誤報。我們考慮重複/丟失場景，並描述明確的假陽性（u fp）直系同源分配，即最佳匹配圖（BMG）中的邊不能與解釋 BMG 的任何基因樹的直向同源相對應。我們用 BMG 的子圖來描述 u fp 邊，並表明，給…
摘要 大腦皮質上大規模功能網絡的空間分佈因個體而異，並且在負責高階認知的關聯網絡中尤其可變
摘要 大腦皮質上大規模功能網絡的空間分佈因個體而異，並且在負責高階認知的關聯網絡中尤其可變。然而，這種功能性拓撲在發育過程中如何演變並支持認知仍不清楚。利用機器學習的進步和使用 27 分鐘高品質功能 MRI (fMRI) 資料成像的大樣本（n = 693，年齡 8 23 歲），我們描繪了功能性地形在青年時期如何演變。我們發現，關聯網絡的功能拓撲隨著年齡的增長而完善，從而可以準確…
摘要 執行功能在青春期發展，但仍不清楚結構性大腦網絡如何成熟以促進額頂葉系統的激活，這對於執行功能至關重
摘要 執行功能在青春期發展，但仍不清楚結構性大腦網絡如何成熟以促進額頂葉系統的激活，這對於執行功能至關重要。在 946 名完成擴散成像的人類青少年（8 23 歲）樣本中，我們利用線性動態網路控制理論的最新進展，計算了在現有結構網路拓撲的情況下，透過控制多個大腦區域來激活額頂葉系統所需的能量成本。我們發現激活額頂葉系統所需的能量隨著發育而下降，區域能量消耗的模式預示著看不見的個體…
摘要 儘管傳播通常被認為是任何生物體健康的關鍵決定因素，但我們對其在植物種群持續和傳播中的作用的理解仍然
摘要 儘管傳播通常被認為是任何生物體健康的關鍵決定因素，但我們對其在植物種群持續和傳播中的作用的理解仍然不完整。由於種子傳播的背景依賴性、環境異質性以及在多個空間和時間尺度上發生的相互依賴的過程，概括和預測傳播過程具有挑戰性。目前的人口模型經常使用擴散過程的簡單現象學描述，限制了它們檢查人口持續存在和擴散的作用的能力，特別是在全球變化的情況下。為了推動種子傳播生態學的發展，我們…
摘要 腫瘤內異質性作為預後生物標記的實用性是正在進行的臨床研究的主題
摘要 腫瘤內異質性作為預後生物標記的實用性是正在進行的臨床研究的主題。然而，該標誌物與其臨床影響之間的關係是由一個尚不清楚的演化過程介導的。在這裡，我們採用腫瘤演化的空間計算模型來評估何時、為何以及如何使用腫瘤內異質性來預測腫瘤生長率和無惡化存活期。我們確定了三個可以導致克隆多樣性與隨後的生長速度之間呈正相關的條件：多樣性在腫瘤發展的早期進行測量；選擇性掃描很少見；和/或腫瘤獲…
摘要 圖的 p 拉普拉斯算子以及化學超圖一般設定的頂點拉普拉斯算子和超邊拉普拉斯算子都得到了推廣
摘要 圖的 p 拉普拉斯算子以及化學超圖一般設定的頂點拉普拉斯算子和超邊拉普拉斯算子都得到了推廣。特別是，對於化學超圖，對於所有 p ≥ 1，都定義了頂點 p 拉普拉斯算子和超邊 p 拉普拉斯算子。研究了這些算子的幾個譜特性。
摘要 傳播是病毒生命週期的重要組成部分，傳播模式對病毒生物學產生重要影響
摘要 傳播是病毒生命週期的重要組成部分，傳播模式對病毒生物學產生重要影響。證明傳播方式可以影響病毒的毒性和演化；然而，很少有經驗數據可以描述宿主內病毒族群結構動態的直接潛在變化。馬鈴薯 Y 病毒 (PVY) 是一種 RNA 病毒，是馬鈴薯最具破壞力的病原體之一。它包含幾種遺傳變異菌株，這些菌株透過不同的傳播模式在植物之間傳播。為了研究傳播模式如何影響植物內病毒族群結構，我們使用…
摘要 2020 年初，中國各地城市實施了嚴格的社會隔離措施，以遏制新型冠狀病毒 (COVID 19) 的
摘要 2020 年初，中國各地城市實施了嚴格的社會隔離措施，以遏制新型冠狀病毒 (COVID 19) 的爆發。我們估算了這些措施在中國 58 個城市中遏制社區傳播的速度。平均而言，實施社交距離幹預措施後 7.83 天（SD 6.79 天）就實現了遏制，在此期間，繁殖數量平均減少了 54.3%（SD 17.6%）（Rt）。實施社交距離措施的延遲一天會導致遏制措施延遲 2.41 天…
摘要 我們提出了磁滴孤子的時間演化的過阻尼微磁模擬，磁滴孤子是透過透過圓形奈米接觸注入自旋極化電流而在具
摘要 我們提出了磁滴孤子的時間演化的過阻尼微磁模擬，磁滴孤子是透過透過圓形奈米接觸注入自旋極化電流而在具有垂直磁各向異性的薄膜中形成的。過阻尼動力學有助於探索這些結構的有效能量景觀，並允許識別能量極值或鞍形配置的穩態。我們的微磁模擬從一維模型的數值解的配置開始，其中磁化強度僅取決於到奈米接觸中心的徑向距離。我們驗證這些解決方案對應於能量最小值或鞍態，並使用它們來估計各種電流強度…
摘要 我們研究一維停車場的停車情況，汽車以 λ 的速度進入，每輛車都嘗試停在原點的目標附近
摘要 我們研究一維停車場的停車情況，汽車以 λ 的速度進入，每輛車都嘗試停在原點的目標附近。停放的汽車也以速率 1 出發。進入的司機無法看到停放的汽車之外更理想的空位。我們分析了一類策略，其中駕駛員忽略 τL 之外的空位（其中 τ 是風險閾值，L 是最遠停放車輛的位置），並嘗試在遇到的第一個比 τL 更近的可用位置停車。當所有駕駛員都使用此策略時，當 τ = 1/2 時，在最佳…
摘要 當收到任何類型的信息時，從音樂到語言再到數學，人類大腦都會下意識地將其排列成一個網路
摘要 當收到任何類型的信息時，從音樂到語言再到數學，人類大腦都會下意識地將其排列成一個網路。網路透過將音符、音節或數學概念等資訊連結在一起，將它們放入上下文中。這些網路幫助我們的大腦組織資訊並預測即將發生的事情。這裡我們提出兩個關於網路建設的問題。 1）人類能否比其他類型更容易學習某些類型的網路？ 2）人類是否發現想法之間的某些連結比其他連結更令人驚訝？這兩個問題的答案都是“是…
摘要 許多經驗網絡包含元素之間的高階關係，因此自然地被建模為可能有向和/或加權的超圖，而不僅僅是圖
摘要 許多經驗網絡包含元素之間的高階關係，因此自然地被建模為可能有向和/或加權的超圖，而不僅僅是圖。為了開發一種對此類超圖進行統計分析的系統工具，我們提出了有向超圖上的里奇曲率的一般定義，並探討了該定義的後果。這個定義概括了奧利維爾對圖的定義。它涉及精心設計的頂點集之間的最優傳輸問題。雖然定義看起來有些複雜，但最終我們將能夠用一個非常簡單的公式來表達我們的曲率：κ = μ0 −…
摘要 人類善於發現周遭世界的抽象關聯，但背後的機制仍知之甚少
摘要 人類善於發現周遭世界的抽象關聯，但背後的機制仍知之甚少。直觀地講，學習統計關係的高階結構應該涉及複雜的心理過程。在這裡，我們提出了另一個觀點：高階關聯是由學習和記憶中的自然錯誤所產生的。利用連結資訊理論和貝葉斯推理的自由能原理，我們推導出人們對刺激之間轉換的內部表徵的最大熵模型。重要的是，我們的模型（i）提供了簡潔的分析形式，（ii）定性地解釋了轉換網絡結構對人類期望的影…
摘要 考慮到動態生成器屬於某個固定集的驅動協議約束，我們研究了將系統從某個初始分佈 p 轉換為某個最終分
摘要 考慮到動態生成器屬於某個固定集的驅動協議約束，我們研究了將系統從某個初始分佈 p 轉換為某個最終分佈 p′ 時涉及的熵產生 (EP) 和可提取工作的界限。我們首先證明，對於分佈上的任何算子 φ（1）服從資訊幾何的畢達哥拉斯定理並且（2）與可用動態生成器集交換，KL 散度 D(p∥φ(p)) − D(p′∥φ(p′)) 的收縮提供了 EP 上的非負下界。我們也推導了可提取功…
摘要 近年來，科學家、科學期刊、文章和研究結果的爆炸性增長 1 ,2 呈指數級增加了科學家在駕馭先驗知識
摘要 近年來，科學家、科學期刊、文章和研究結果的爆炸性增長 1 ,2 呈指數級增加了科學家在駕馭先驗知識並對其進行集體推理以推動未來進步 3 ,4 方面所面臨的難度。已發表的研究結果的可重複性的不確定性加劇了這項挑戰 5 –8。一方面，大量數位檔案、機器讀取和提取工具的可用性，另一方面自動化高通量實驗，使我們能夠大規模評估這些挑戰，並發現加速科學進步的新機會9。在這裡，我們展示…
摘要 許多隨機複雜系統的特點是它們的配置空間不會隨著自由度的函數呈指數增長
摘要 許多隨機複雜系統的特點是它們的配置空間不會隨著自由度的函數呈指數增長。使用標度展開式是根據系統的標度指數來測量配置空間體積漸近增長的自然方法。這些縮放指數又可以用來定義唯一確定係統統計資料的通用性類別。每個系統都屬於這些類別之一。在這裡，我們推導出樣本空間縮放擴展的資訊幾何。特別是，我們以系統化且連貫的方式呈現變形對數和度量。我們觀察到曲率的相變。相變可以透過特徵長度r來…
摘要 許多科學學科都見證了收集、分析和儲存的資料數量和種類的顯著增加（Khoury 和 Ioannidi
摘要 許多科學學科都見證了收集、分析和儲存的資料數量和種類的顯著增加（Khoury 和 Ioannidis 2014）。生態學也不可避免地進入了「大數據」時代（Hampton et al. 2013），擁有來自博物館藏品（Constable et al. 2010）、公民科學計畫（Sullivan et al. 2014）、環境感測器和遙感平台（Toth and Jóźków …
摘要 了解基因型如何映射到表型、適應性以及最終的生物體可以說是完全預測進化論中的下一個主要缺失部分
摘要 了解基因型如何映射到表型、適應性以及最終的生物體可以說是完全預測進化論中的下一個主要缺失部分。儘管我們還遠未全面了解這些關係，但我們目前對更簡單問題的理解，例如透過映射到分子結構的序列（所謂的基因型 表型圖）在基因型空間中誘導的結構，已經揭示了深刻影響進化過程的動態描述的重要事實。支持表型偏差等特徵的基本相關性的經驗證據也在不斷增加，而概念和實驗進展的綜合導致對當前關於進…
摘要 美國的治安管理是分散的
摘要 美國的治安管理是分散的。有超過 17,000 個執法機構，其中許多機構具有重疊的管轄權。他們每個人都有自己的組織文化、自己的選擇和培訓協議，甚至自己的記錄和報告資料程式。他們與地方檢察官和法官互動。他們交換人員——在一個地點被解僱或受到紀律處分的官員通常可以在另一個地點找到工作。他們根據有關使用武力（包括致命武力）的不同法律和準則開展行動。
摘要 在許多現實世界的系統中，訊息可以透過兩種性質不同的方式傳遞：複製或轉換
摘要 在許多現實世界的系統中，訊息可以透過兩種性質不同的方式傳遞：複製或轉換。当消息未经修改地传输时，就会发生复制，例如当后代从其父母那里接收到未改变的基因副本时。當訊息在傳輸過程中被系統性地修改時，就會發生轉換，例如當基因複製過程中發生突變偏差時。标准信息论测量并不区分这两种信息传递模式，尽管它们可能反映不同的机制并具有不同的功能后果。從一些簡單的公理開始，我們將互資訊分解為…
摘要 模型量子宇宙學用於說明時間箭頭如何在受時間中性動力學理論 (H) 控制的宇宙中出現，該理論受密度矩
摘要 模型量子宇宙學用於說明時間箭頭如何在受時間中性動力學理論 (H) 控制的宇宙中出現，該理論受密度矩陣 ρI 和 ρF 表示的時間不對稱初始和最終邊界條件約束。在量子宇宙中，宇宙時間箭頭是由適當粗粒度的數量歷史集（例如熵增長或衰變）的機率來描述的。我們表明，這些歷史集合退相干的要求意味著兩件事：（1）初始條件和最終條件之間的時間不對稱性，這是時間箭頭的基礎。 (2) 由與單…
摘要 我們研究了經典擴散，並添加了以下功能：每當粒子達到指定閾值時，擴散粒子就會重置為其起點
摘要 我們研究了經典擴散，並添加了以下功能：每當粒子達到指定閾值時，擴散粒子就會重置為其起點。在無限域中，這個過程是非平穩的，其機率分佈表現出豐富的特徵。在有限域中，我們定義了一種非平凡的最佳化，其中每當粒子重置時都會產生成本，並且當粒子停留在重置點附近時獲得獎勵。我們推導出優化此系統淨收益的條件，即獎勵減去成本。
摘要 長期以來，人們一直懷疑生命系統在熱力學平衡之外運行，消耗能量並在環境中產生熵以執行生物功能
摘要 長期以來，人們一直懷疑生命系統在熱力學平衡之外運行，消耗能量並在環境中產生熵以執行生物功能。最近在微觀尺度上的努力已經證實，非平衡過程對於分子和細胞操作至關重要2 8。然而，目前尚不清楚非平衡動力學是否在宏觀尺度上表現出來，如果是的話，這種動力學如何支持更高階的生物功能。在這裡，我們提出了一個透過量化宏觀系統中的熵產生來探索非平衡過程的框架。我們將我們的方法應用於人腦，這…
摘要 刺激序列的排列會影響人類感知訊息的方式
摘要 刺激序列的排列會影響人類感知訊息的方式。在這裡，作者透過實驗表明，人類感知訊息的方式取決於刺激的網絡結構。人類使用相互關聯的刺激或概念系統進行交流——從語言和音樂到文學和科學——但目前尚不清楚這些網絡的結構如何（如果有的話）支持訊息的交流。儘管資訊理論提供了量化系統產生的資訊的工具，但傳統的度量標準並不能解釋人類處理這些資訊的低效方式。在這裡，我們發展了一個分析框架來研究…
摘要 由於氣候變化，乾旱在全球日益加劇，影響著旱地生態系統的結構和功能
摘要 由於氣候變化，乾旱在全球日益加劇，影響著旱地生態系統的結構和功能。乾旱化是否會導致逐漸的（相對於突然的）和系統性的（相對於特定的）生態系統變化在很大程度上尚不清楚。我們研究了 20 種結構和功能生態系屬性如何應對全球旱地的乾旱。乾旱化導致多種生態系屬性發生系統性突變。這些變化依序發生在三個階段，其特徵是在乾旱度值分別為 0.54、0.7 和 0.8 時，植物生產力、土壤肥…
摘要 去中心化氣候政策的強勁勢頭和低碳技術成本的下降正在為地方參與者創造新的氣候變遷緩解機會
摘要 去中心化氣候政策的強勁勢頭和低碳技術成本的下降正在為地方參與者創造新的氣候變遷緩解機會。在這裡，我們討論研究如何最好地支持這些地方的努力，使有限的資源進一步利用。為了激發這種討論，我們確定了四個研究重點。 (1) 創新機制檢視當地技術改進的政策機會，以達到高投資回報。 (2) 協同效益分析了減排的非氣候效益，以強調地方政策如何直接影響社區。 (3) 排放監測制定快速、…
摘要 從不同角度研究了k點交叉算子及其重組集
摘要 從不同角度研究了k點交叉算子及其重組集。我們證明，對於所有 k 1，k 點交叉的傳輸函數會產生與基礎圖的區間函數相同的凸性。這以否定的方式解決了 Mulder 提出的關於連通圖 G 的測地凸性是否由其區間函數 I 唯一確定的開放性問題。 Gitchoff 和 Wagner 的猜想，即對於不同於超立方體的每個傳輸集 Rk(x,y)，存在一對唯一的父代，它是由其生成的，這一猜…
摘要 Complex human cognition arises from the integrate
摘要 Complex human cognition arises from the integrated processing of multiple brain systems. However, little is known about how brain systems and their interactions might relate to, or perhap…
摘要 將氣候變遷限制在 2°C 以內是氣候公約 (UNFCCC) 下國際政策的重點，對於防止物種滅絕至關
摘要 將氣候變遷限制在 2°C 以內是氣候公約 (UNFCCC) 下國際政策的重點，對於防止物種滅絕至關重要，也是生物多樣性公約 (CBD) 的重點。 《生物多樣性公約》起草的2020年後生物多樣性框架提出，2030年保護30%的陸地和海洋。然而，限制氣候變遷和擴大保護區範圍對物種滅絕風險的綜合影響尚未評估。在這裡，我們使用 289 219 個物種的數據制定了保護空間計劃，以盡…
摘要 古菌基因組密集；因此，正確的轉錄終止是協調基因表現的重要因素
摘要 古菌基因組密集；因此，正確的轉錄終止是協調基因表現的重要因素。迄今為止，僅在兩種古細菌（馬氏甲烷八疊球菌和酸熱硫化葉菌）中進行了 RNA 3' 末端的系統分析，以使用 RNAseq 數據識別轉錄終止位點 (TTS)。在這項研究中，僅分析了註釋基因的直接下游區域，因此僅研究了基因組的一部分。在這裡，我們開發了一種新穎的演算法（內部富集峰調用），該演算法允許對 RNA 3' …
摘要 極限環振盪器網路可以顯示複雜的同步模式，例如展開狀態和叢集同步
摘要 極限環振盪器網路可以顯示複雜的同步模式，例如展開狀態和叢集同步。在這裡，我們分析了顯示看似獨立的展開簇的連續體的動態狀態。每個展開簇都是一個區塊展開狀態，由具有均勻幅度的完全同步節點的子簇組成。 splay簇內節點的相位是等距的，但不同splay簇中的節點具有任意相位差，此相位差可以是固定的或隨時間線性演化。這種共存的展開簇形成解耦狀態，其中動力學方程式在可以物理耦合的振…
摘要 短程相互作用的長程同步是生物和物理系統中常見的模式，其中許多系統在同步點共享一組共同的「通用」屬性
摘要 短程相互作用的長程同步是生物和物理系統中常見的模式，其中許多系統在同步點共享一組共同的「通用」屬性。耦合振盪器的常見生物系統已被證明是伊辛普適性類別的成員，這意味著非常簡單的伊辛模型複製了這些系統在靜止狀態下的某些空間統計數據。這項觀察很有用，因為它揭示了空間模式的哪些方面獨立於控制局部動態的細節而產生，從而導致對生物同步的更深入的理解和更簡單的基線模型。然而，在許多情況…
摘要 生態學中的一個關鍵問題是，是什麼讓物種能夠隨著時間的推移而持續存在——特別是當存在一對物種時，其中
摘要 生態學中的一個關鍵問題是，是什麼讓物種能夠隨著時間的推移而持續存在——特別是當存在一對物種時，其中一個是剝削者，另一個是受害者。一個長期存在的理論試圖透過解釋捕食者及其獵物的相對數量如何連續循環來回答這個問題。首先，獵物數量會增加，為掠食者提供更多食物。隨後捕食者的增加將導致獵物的減少。由於缺乏食物，捕食者的數量會減少，從而重新開始這個循環。然而，事實證明，在實驗室的簡單…
摘要 我們引入完整邊彩色排列圖的概念作為完整圖，它是「經典」排列圖的邊不相交並集
摘要 我們引入完整邊彩色排列圖的概念作為完整圖，它是「經典」排列圖的邊不相交並集。我們證明圖 G = (V,E) 是一個完整的邊顏色排列圖當且僅當 G 的每個單色子圖是一個「經典」排列圖且 G 不包含具有 3 種不同顏色的三角形。使用模組化分解作為框架，我們證明了完整的邊緣彩色排列圖以其強質數模組為特徵，這也導致了完整的邊緣彩色排列圖。這導致了 O( V 2) 時間的識別演算法…
摘要 神經精神藥理學解決了三個相互交織的複雜系統研究中的迫切問題：大腦、人類行為和疾病症狀
摘要 神經精神藥理學解決了三個相互交織的複雜系統研究中的迫切問題：大腦、人類行為和疾病症狀。該領域致力於了解影響這些系統的擾動，從而導致健康或疾病。為了實現這一目標，研究人員經常進行分析，對受到擾動的系統的性質做出某些假設。這些假設可以被編碼到強大的計算模型中，這些模型可以彌合系統反應的描述性分析和形式理論之間的巨大鴻溝。在這裡，我們沿著複雜性的連續體回顧一組三個這樣的模型，從…
摘要 人類學習是一個複雜的過程，未來的行為透過大腦活動和連結的重組而改變
摘要 人類學習是一個複雜的過程，未來的行為透過大腦活動和連結的重組而改變。目前尚不清楚學習過程中活動和連結是否會進行差異性重組，如果是的話，這種差異性重組如何追蹤不同大腦區域的學習階段。在這裡，我們透過測量縱向功能性磁振造影實驗中的大腦活動和功能連接來解決這一知識差距，在該實驗中，健康的成年人參與者在四天內學習新物體的價值。在學習過程中，各科目之間的活動或功能連結越來越相似，反…
摘要 網路神經科學將大腦表示為區域和區域間連接的集合
摘要 網路神經科學將大腦表示為區域和區域間連接的集合。鑑於其形式化系統層級模型的能力，網路神經科學已經對神經功能和行為產生了獨特的解釋。這些解釋的機械狀態以及它們如何為整個神經科學領域做出貢獻並適應整個神經科學領域，並受到了哲學家的仔細對待。然而，這些哲學貢獻尚未被許多神經科學家所接受。在這裡，我們透過為神經科學家提供應用視角來補充正式的哲學努力。我們討論網路神經科學提供的解釋…
摘要 我們使用來自世界上最大的全球律師事務所之一的豐富面板資料來研究法律部門職業動態中的性別差距
摘要 我們使用來自世界上最大的全球律師事務所之一的豐富面板資料來研究法律部門職業動態中的性別差距。研究的律師事務所是跨國律師事務所的代表，在 23 個國家/地區開展業務。樣本包括不同發展階段的國家。我們記錄了性別差距的跨國差異以及這些差距如何隨著時間的推移而變化。我們發現，儘管截至研究期末，大多數國家的入職等級都存在性別平等，但所有國家的組織高層仍存在持續的原始性別差距。我們觀…
摘要 各種因果排除論點的支持者聲稱，對於任何給定的事件，引起該事件的粒度通常都有一個獨特的層次
摘要 各種因果排除論點的支持者聲稱，對於任何給定的事件，引起該事件的粒度通常都有一個獨特的層次。針對這些因果排除論點，因果普世主義者認為，同一事件或現象可以在多個粒度層級上引起。本文認為，表示目標系統因果結構的貝葉斯網路方法與因果普世主義是一致的。鑑於貝葉斯網絡作為代表科學哲學和科學本身因果結構的工具的普遍性，這一結果支持普世主義觀點，反對競爭對手的排他性解釋。 Gebhart…
摘要 消費者面臨許多風險，可以透過結合不同的生活史策略將這些風險降至最低
摘要 消費者面臨許多風險，可以透過結合不同的生活史策略將這些風險降至最低。消費者在繁殖上增加能量儲備或投資的時間和數量是建構社區的關鍵行為和生理適應。在這裡，我們發展了一個理論框架，明確地解釋了個別消費者在資源從均勻分佈到高度聚集的景觀中覓食和繁殖時能量儲備的隨機波動。首先，我們表明，替代生活史的選擇取決於資源可用性的均值和方差，其中枯竭和更加隨機的環境會促進對每個生殖事件的投…
摘要 在細菌中，對一種抗生素的抗藥性的進化通常與對其他抗生素的抗藥性（交叉抗藥性）增加或敏感性（附帶敏感
摘要 在細菌中，對一種抗生素的抗藥性的進化通常與對其他抗生素的抗藥性（交叉抗藥性）增加或敏感性（附帶敏感性）增加有關。交叉抗藥性和附帶敏感性通常在最低抑制濃度 (MIC) 下進行評估。然而，這些敏感性變化在突變預防濃度（MPC）方面並沒有得到很好的表徵，而突變預防濃度是防止單步突變發生的抗生素濃度。我們測量了表皮葡萄球菌和 14 種單一抗藥性菌株對 7 種抗生素的 MIC 和 …
摘要 局部因果狀態是捕捉複雜時空系統中組織模式和結構的潛在表示
摘要 局部因果狀態是捕捉複雜時空系統中組織模式和結構的潛在表示。我們擴展了它們的功能，將它們建構成時空自動編碼器。以前，它們僅被視為從可觀測時空場到潛在局部因果狀態場的映射。在這裡，我們證明存在一種從潛在字段映射回可觀察字段的隨機解碼。此外，它們的馬可夫特性定義了潛在空間中的隨機動態。與隨機解碼相結合，這給出了預測時空場的新方法。
摘要 背景 INA 6 人類多發性骨髓瘤細胞的存活嚴格依賴白血球介素 6 活化的轉錄因子 STAT3
摘要 背景 INA 6 人類多發性骨髓瘤細胞的存活嚴格依賴白血球介素 6 活化的轉錄因子 STAT3。儘管轉錄分析揭示了許多受 STAT3 調節的基因，但迄今為止，尚無已知編碼蛋白質的 STAT3 標靶基因可介導 INA 6 細胞的存活。因此，本文的目的是鑑定和分析非蛋白質編碼 STAT3 標靶基因。除了致癌的 microRNA 21 之外，我們先前也描述了 STAT3 誘導的…
摘要 在網路/圖動態系統的研究中，一個關鍵主題是網路拓樸如何影響穩態或同步狀態的穩定性
摘要 在網路/圖動態系統的研究中，一個關鍵主題是網路拓樸如何影響穩態或同步狀態的穩定性。理想情況下，人們希望導出穩定性或不穩定的條件，而不是單一節點/頂點的微觀細節，而是使網路耦合拓撲的影響可見。主穩定性功能是實現這一目標的重要工具。在這裡，我們將主穩定性方法推廣到超圖。超圖耦合結構很重要，因為它允許我們考慮節點之間的任意高階交互作用。例如在耦合映射晶格理論中，我們詳細研究了拉…
摘要 穩定碳和氮同位素分析廣泛用於推斷古代和現代人類的飲食和流動性，可能提供一種將人類定位在全球食物網中
摘要 穩定碳和氮同位素分析廣泛用於推斷古代和現代人類的飲食和流動性，可能提供一種將人類定位在全球食物網中的方法。我們整理了 13,533 份全球分佈的古代和現代人類膠原蛋白和角蛋白樣本的分析結果。我們將所有數據轉換為通用的「現代飲食等效」參考系，以便能夠直接比較古代和現代人類飲食以及自然環境。這種方法揭示了古代的廣泛飲食，與人類作為極端雜食動物在複雜的天然食物網中以及地球上每個…
摘要 自動接觸者追蹤是最廣泛提倡的減緩 COVID 19 傳播的解決方案之一
摘要 自動接觸者追蹤是最廣泛提倡的減緩 COVID 19 傳播的解決方案之一。由於接近數據可以透過個人行動裝置收集，因此自然的建議是使用它來進行接觸者追踪，因為這比手動實施提供了主要的好處。在這項工作中，我們研究了自動接觸者追蹤的特徵及其在繪製因 SARS CoV 2 傳播而導致的大流行病傳播情況方面的有效性。我們強調了自動接觸者追蹤所需的基礎設施和社會結構，以應對當前的疫情。…
摘要 在 1950 年代中期的澳洲西部沙漠，隨著家庭遷移到口糧站、牛站和傳教區，原住民人口不斷減少
摘要 在 1950 年代中期的澳洲西部沙漠，隨著家庭遷移到口糧站、牛站和傳教區，原住民人口不斷減少。在人口密度降低的背景下，理想的自由分配模型預測景觀使用應收縮到最俱生產力的棲息地，人們應避開那些顯示出更多先前廣泛使用跡象的區域。然而，由於阿利效應（正密度依賴性）造成的生態或社會便利化將預測過去棲地利用的強度應與棲地利用呈正相關。我們分析了 1953 年 5 月至 8 月期間拍…
摘要 我們從金融角度對中央銀行貨幣政策所使用的宏觀經濟模型進行了批判性審查
摘要 我們從金融角度對中央銀行貨幣政策所使用的宏觀經濟模型進行了批判性審查。我們回顧了貨幣政策模型的歷史，調查了主要央行使用的核心貨幣模型，並為那些不熟悉文獻的讀者建立了一個說明性模型。在此框架內，我們強調了目前模型和方法的幾個重要局限性，包括局部線性化近似忽略了重要的非線性動力學，從而產生偏差的脈衝響應分析和參數估計。我們也提出了下一代宏觀金融政策模型的新特徵，包括金融部門、…
摘要 不斷增長的圖表描述了從成熟的大腦到擴大的詞彙量再到蓬勃發展的公共交通系統的眾多發展過程
摘要 不斷增長的圖表描述了從成熟的大腦到擴大的詞彙量再到蓬勃發展的公共交通系統的眾多發展過程。這些生長過程中的每一個都可能遵守建立節點和連接出現的有效順序的擴散規則。當遵循這種擴散規則時，系統可以沿著預定的軌跡正確發展。但規則很少被遵守。在這裡，我們詢問在排列節點出現順序的特定但基本的擾動之後，成長的圖軌跡中可能會發生什麼拓撲變化。具體來說，我們利用應用拓撲方法來確定六個生長圖…
摘要 儲存和操作資訊的能力是計算系統的標誌
摘要 儲存和操作資訊的能力是計算系統的標誌。計算機經過精心設計，可以表示結構化資料並對其執行數學運算，而神經生物學系統儘管具有靈活的組織和非結構化的感官輸入，但仍可以執行類似的功能。最近的努力在神經系統中資訊的表示和回憶建模方面取得了進展。然而，神經系統究竟如何學習修改這些表示法仍遠未可知。在這裡，我們證明循環神經網路（RNN）可以僅使用範例來學習修改其複雜資訊的表示，並用新理…
摘要 我們研究了 abaloparatide 的顛覆性定價策略，這是 Radius Health 於 2
摘要 我們研究了 abaloparatide 的顛覆性定價策略，這是 Radius Health 於 2017 年推出的一種骨質疏鬆症藥物，定價比其主要競爭對手低 45%。這項策略使 Radius 能夠快速進入該市場，並實現患者數量的相應成長。它現在面臨兩個挑戰：醫療保險 D 部分回扣的不正當激勵，以及覆蓋結構的悖論，該結構阻止較低的標價必然導致所有患者的自付費用降低。儘管如此…
摘要 1. 儘管許多研究使用基於性狀的方法來評估環境梯度對森林性狀組成的影響，但（i）群落組裝中的種內變
摘要 1. 儘管許多研究使用基於性狀的方法來評估環境梯度對森林性狀組成的影響，但（i）群落組裝中的種內變異和（ii）塑造當地性狀多樣性中的小氣候或精細尺度非生物變異的相對作用仍然知之甚少。為了加深他們的理解，我們測試了特質驅動理論（TDT）的幾個假設和預測。我們在小規模但陡峭的土壤水可用性梯度上量化了與樹木碳、養分經濟和莖水力學相關的性狀分佈形狀。 2. 我們利用了巴西大西洋沿…
摘要 人物肖像的空間構圖遵循歷史變化的文化規範
摘要 人物肖像的空間構圖遵循歷史變化的文化規範。我們表明，它也受到認知因素的影響，這些認知因素會導致代理人對前方而不是後方的事物產生更大的自發性注意力。定向物件前面有更多空間的場景更常被製作並被認為更美觀。這導致了這樣的預測：在面向側面的人物肖像中，所描繪的主體前面有更多空間的構圖（「前向偏差」）應該被過度呈現。透過分析大型資料集（15 至 20 世紀 582 名歐洲畫家的 1…
摘要 隨著冠狀病毒疾病在美國蔓延，政策制定者正在考慮恢復和放鬆就地避難令
摘要 隨著冠狀病毒疾病在美國蔓延，政策制定者正在考慮恢復和放鬆就地避難令。透過使用捕捉高風險族群和根據住院數據估計的傳播率的模型，我們發現推遲放鬆只會推遲未來的疾病浪潮。封鎖弱勢群體可以防止壓倒性的醫療激增。
摘要 具有非負整數邊權重的成對相容性圖（PCG）最近已被用來描述罕見的演化事件和水平基因轉移的場景
摘要 具有非負整數邊權重的成對相容性圖（PCG）最近已被用來描述罕見的演化事件和水平基因轉移的場景。這裡我們考慮頂點被恰好兩個離散事件分開的情況：給定一個具有葉集 L 和邊權重 λ : E(T) → N0 的樹 T，非負整數成對相容性圖 nniPCG(T, λ, 2, 2) 具有頂點集 L，並且只要沿著 T 中從 x 到 y 的邊重路徑的負數分別是一條負 2 中從 x 到 y …
摘要 我們介紹了使用神經網路作為沒有空間排序的經典無序系統的分類器
摘要 我們介紹了使用神經網路作為沒有空間排序的經典無序系統的分類器。在這項研究中，我們提出了一個無序系統學習任務的設計目標架構。基於我們的框架，我們實現了一個卷積神經網絡，經過訓練，可以根據給定溫度下蒙特卡羅採樣配置的輸入來識別三維 Edwards Anderson Ising 自旋玻璃模型中的自旋玻璃狀態。神經網路被設計為可以靈活調整輸入大小，並且可以對測試集中的小樣本實例進…
摘要 預測自然系統中突然的、不可逆轉的變化是一項非常重要的挑戰，實現這項挑戰可以採取先發制人的行動，以避
摘要 預測自然系統中突然的、不可逆轉的變化是一項非常重要的挑戰，實現這項挑戰可以採取先發制人的行動，以避免或減輕災難性的轉變，或幫助系統適應災難性的轉變。近年來，此類預警訊號的開發取得了許多進展。然而，目前的工具箱大部分都是基於對統計趨勢的跟踪，因此並非旨在估計未來轉型或彈性損失的時間範圍。當系統具有主導指標統計數據的固有振盪時，基於度量的指標也很難實施。為了解決工具箱中的這些…
摘要 由於其稀有性或隱蔽性，動物社會中個體之間的隱藏相互作用可能很難被發現，但它們可能會對所涉及的個體產
摘要 由於其稀有性或隱蔽性，動物社會中個體之間的隱藏相互作用可能很難被發現，但它們可能會對所涉及的個體產生重要的健康影響。利用無線射頻辨識 (RFID) 技術，我們研究了西藍知更鳥 (Sialia mexicana) 的同種巢穴存取模式和功能。西部藍知更鳥全年生活在近親社區，合作繁殖的頻率較低。人們提出了域外訪問的各種功能，但很少有研究探索多種潛在功能。我們詢問西部藍知更鳥的域…
摘要 tau 延遲重建
摘要 tau 延遲重建。這個想法是基於延遲對重建幾何形狀的影響。如果延遲太小，重構的動態會沿著嵌入空間的主對角線變平；另一方面，過大的延遲可能會導致動態過度。計算二維延遲重建的曲率是識別這些極端情況並找到它們之間的中間立場的有效方法：未充分展開的重建的極端處的急劇反轉和過度折疊重建的極端處的彎曲都會產生曲率尖峰。我們透過計算二維重建上軌跡段的平均門格爾曲率作為時間延遲的函數來操…
摘要 當科學家在某個領域發展的某些階段玩遊戲時會發生什麼事
摘要 當科學家在某個領域發展的某些階段玩遊戲時會發生什麼事？我提出了一個這樣的分析框架，該框架借鑒了歷史學家約翰·惠津加（Johan Huizinga）所提供的博弈論。休伊津加給了社會實踐成為遊戲的五個條件：自由參與、脫節、時間和舞台的有限性、規則的秩序創造、張力的存在。該理論在科學實踐中的應用預測了可以透過定量分析進行測試的行為模式：學科之間硬性界限的出現、理論創建中的漏洞的…
摘要 GPU 是機器學習和高效能運算革命的關鍵推動者，可作為事實上的協處理器來加速大規模運算
摘要 GPU 是機器學習和高效能運算革命的關鍵推動者，可作為事實上的協處理器來加速大規模運算。隨著程式設計堆疊和工具支援的成熟，GPU也變得可供程式設計師使用，他們可能缺乏底層架構的詳細知識，無法充分利用GPU的運算能力。 GEVO（使用 EVOlutionary 計算的 GPU 最佳化）是一種自動發現最佳化機會並調整 LLVM 表示中 GPU 核心效能的工具。 GEVO 使用…
摘要 目前對太陽噴發的業務預測是由人類專家結合基於形狀的定性分類系統和有關耀斑頻率的歷史數據進行的
摘要 目前對太陽噴發的業務預測是由人類專家結合基於形狀的定性分類系統和有關耀斑頻率的歷史數據進行的。在過去的十年中，人們對制定機器學習 (ML) 耀斑預測方法以從訓練集中提取潛在模式產生了極大的興趣 例如一組太陽磁圖圖像，每張圖像都具有源自磁場的特徵，並標記其是否是噴發前兆。這些透過各種方法（神經網路、支援向量機等）捕捉的模式可用於對新影像進行分類。任何機器學習方法的一個主要挑…
摘要 緊迫的永續發展挑戰需要跨學科（ITD）機構的有效領導
摘要 緊迫的永續發展挑戰需要跨學科（ITD）機構的有效領導。本文基於 20 位 ITD 機構領導者的豐富經驗和具體案例研究，總結了從建立成功專案的多種途徑中汲取的重要經驗教訓。這些課程反映了我們團隊所經歷的成功和失敗，建議如何培養適當和有效的領導力，並為領導 ITD 專案提供必要的資源。我們提出了兩種截然不同的 ITD 組織路徑：一是建立新組織，二是合併現有組織。我們透過多個 …
摘要 從低層次資料中發現高層因果關係是自然科學和社會科學中經常出現的重要且具挑戰性的問題
摘要 從低層次資料中發現高層因果關係是自然科學和社會科學中經常出現的重要且具挑戰性的問題。在一系列論文中，Chalupka 等人。 (2015, 2016a, 2016b, 2017) 開發因果特徵學習 (CFL) 程序，以實現此任務的自動化。我們認為，在實用性考慮因素支持粗化的情況下，CFL 不建議粗化，而在實用性考慮不利於粗化的情況下，則建議粗化。我們提出了一種新技術，即實…
摘要 慢性疾病在其臨床特徵和進展方面表現出很大的異質性
摘要 慢性疾病在其臨床特徵和進展方面表現出很大的異質性。我們開發了新型資料驅動、基於網路的軌跡輪廓聚類 (TPC) 演算法，用於 1) 識別疾病亞型和 2) 早期預測亞型/疾病進展模式。 TPC 是一種易於推廣的方法，透過對具有相似疾病軌跡特徵的患者進行聚類來識別亞型，不僅基於帕金森氏症 (PD) 的不同嚴重程度，還基於其複雜的進化模式。 TPC 源自於將患者與疾病變數連結的二…
摘要 背景 隨著美國各地良性疫苗接種豁免 (CVE) 比例的上升，麻疹等疫苗可預防疾病爆發的風險和發生率
摘要 背景 隨著美國各地良性疫苗接種豁免 (CVE) 比例的上升，麻疹等疫苗可預防疾病爆發的風險和發生率也在上升。在德州，2012 年至 2018 年間，各學校系統的 CVE 百分比中位數增加了一倍以上。在此期間，公立學校 CVE 百分比超過 3% 的學校比例從 2% 上升至 6%，私立學校從 20% 上升至 26%，特許學校從 17% 上升至 22%。本研究的目的是在精細範圍…
摘要 描述生物學變化的兩個最基本的過程，即發育和演化，發生在截然不同的時間尺度上
摘要 描述生物學變化的兩個最基本的過程，即發育和演化，發生在截然不同的時間尺度上。發育涉及由調節結構的層次結構控制的細胞狀態的時間序列。它發生在單一個體的一生中，並且與給定基因型的基因表現水平變化相關。相較之下，演化需要透過突變、基因的獲得/缺失以及基因之間相互作用的網絡拓撲的變化來改變基因型。它涉及許多個體一生中新的、環境選擇的表型的出現。我們首先回顧基因調控網絡（GRN）理…
摘要 在 15 30 MHz 的地面攝譜儀資料中識別出高頻頻譜特徵
摘要 在 15 30 MHz 的地面攝譜儀資料中識別出高頻頻譜特徵。這項特徵可能源自陸地，通常由一群公民科學家（光譜儀使用者群體）記錄，他們的主要興趣是觀察木星的無線電發射。此特徵表現為無線電頻帶雜訊增強，其中增強頻率隨時間增加然後減小，形成「三角形頻譜特徵」。圓錐形帳篷的形狀因而得名（簡稱TP）。 TP 通常具有明確的前緣和後緣。雖然有些 TP 是孤立出現的，但它們經常成群出…
摘要 臨近預報是指使用代理資料來估計受驅動的複雜系統（例如地震、神經網路或金融市場）的當前動態狀態
摘要 臨近預報是指使用代理資料來估計受驅動的複雜系統（例如地震、神經網路或金融市場）的當前動態狀態。在先前的論文中，基於在指定的地震活躍地理區域中最後一次大地震之後小地震的自然時間計數，提出了臨近地震的預報方法。在該方法中，識別了一個大的地理區域，其中嵌入了局部感興趣區域。此方法的主要假設是局部區域的頻率 幅度統計量與大區域的頻率 幅度關係相同。臨近預報技術依賴完整的地震目錄，…
摘要 南加州的地震爆發是在空間和時間上強烈聚集的小地震序列，包括地震群和餘震序列
摘要 南加州的地震爆發是在空間和時間上強烈聚集的小地震序列，包括地震群和餘震序列。這些事件的一個易於觀察的屬性，即迴轉半徑 (RG)，使我們能夠將這些爆發與加州自 1984 年以來最大的 M37 地震的時間聯繫起來。在南加州地震目錄中，我們在洛杉磯周圍半徑 600 公里的圓所定義的區域中識別出數百個這種潛在的連貫時空結構。我們計算每個簇的 RG，然後對其進行過濾以識別那些在空間…
摘要 即使在保護言論自由的政治體制中，揭露高層人士的不當行為也是危險的
摘要 即使在保護言論自由的政治體制中，揭露高層人士的不當行為也是危險的。因此，民主國家的舉報人面臨一個悖論：透過挑戰和揭露當權者的違法行為，他們履行了至關重要的公共服務；然而，如果沒有選民的持續支持，他們總是會因此而受苦。本文比較了歐洲和美國的舉報人保護政治，以更充分地揭示內部真相敘述在打擊全球腐敗、保持精英誠實和維持自由民主方面所發揮的重要作用。我們在第一部分開始，探討獨裁政…
摘要 當個人與群體成員爭奪資源時，社會性常涉及衝突
摘要 當個人與群體成員爭奪資源時，社會性常涉及衝突。在包括人類在內的許多物種中，個體都分為優勢等級。擁有更多社交資訊的個人可能能夠更好地優化他們挑戰的個人，從而提高他們在層級結構中的整體排名。了解分層系統中個體如何感知、處理和使用資訊對於理解動物如何做出攻擊性決策至關重要，因為不同類型的信息可能構成不同類型的攻擊性策略。本文綜述了最近關於五種資訊類型對動物衝突影響的研究：首先，…
摘要 氣候變遷研究通常依賴縮小規模的大氣環流模型（GCM），即用於建立生態和演化模型的未來情境的預測
摘要 氣候變遷研究通常依賴縮小規模的大氣環流模型（GCM），即用於建立生態和演化模型的未來情境的預測。超過 35 種不同的 GCM 在 10 公里或更精細的分辨率下廣泛使用，標準化方法用於了解感興趣區域中 GCM 預測之間的差異並選擇用於分析的 GCM，對於最大限度地提高與政策的相關性並確保正確處理不確定性至關重要。為了幫助研究人員和政策制定者了解和選擇可用的 GCM 場景範圍…
摘要 我們在個人職業和產業層面上對與 COVID 19 大流行相關的美國經濟的一階供需衝擊進行定量預測
摘要 我們在個人職業和產業層面上對與 COVID 19 大流行相關的美國經濟的一階供需衝擊進行定量預測。為了分析供應衝擊，我們將行業分為必需行業和非必需行業，並建立了遠端勞動力指數，該指數衡量不同職業在家工作的能力。需求衝擊是基於美國國會預算辦公室對嚴重流感流行可能產生的影響的研究。與新冠疫情之前相比，這些衝擊將威脅到美國約 22% 的 GDP，危及 24% 的就業崗位，並使總…
摘要 在永續發展和設計應對社會環境挑戰的雙贏解決方案的背景下，本文討論了敘事在奠定我們的價值觀和製度、影
摘要 在永續發展和設計應對社會環境挑戰的雙贏解決方案的背景下，本文討論了敘事在奠定我們的價值觀和製度、影響我們的決策和行動以及減緩或加速變革方面所發揮的基本作用的各個方面。敘事的創建是為了將特定事件或趨勢融入經歷這些事件的社會的世界觀中。它們將線性故事或時間線錨定在表徵所涉及社會的多維「格式塔」的基礎上。因此，根據所涉及的特定背景，敘述可以「修復」現有的假設、態度和觀點，或為變…
摘要 醫學和精神疾病之間的共病通常被認為是在個別疾病對之間進行的
摘要 醫學和精神疾病之間的共病通常被認為是在個別疾病對之間進行的。然而，一個重要的替代方案是將所有病症視為共病網絡的一部分，該網絡涵蓋患者與醫療保健系統之間的所有互動。共病網絡的分析可以檢測和量化小規模研究未觀察到的一般趨勢。在這裡，我們調查了從大約 100 萬美國退伍軍人的縱向醫療記錄中得出的共病網絡，這些退伍軍人受到精神疾病和心理創傷的影響尤為嚴重。網路分析揭示了共病的顯著…
摘要 將公民偏好視為內生性，將政府政策和稅收能力視為對其演變的影響和結果，這是貝斯利貢獻的重要新思維
摘要 將公民偏好視為內生性，將政府政策和稅收能力視為對其演變的影響和結果，這是貝斯利貢獻的重要新思維。我問：他的模型是否對公民文化和國家擴張作為歷史事實的演變方式提供了令人信服的解釋？我建議採用多種替代建模方法，這些方法都將認識到政策制定者會考慮其政策選擇對偏好的影響，並且與經驗觀察相一致，將支持文化異質而非同質人口的均衡。
摘要 政權更迭已在各種自然和社會系統中被記錄下來
摘要 政權更迭已在各種自然和社會系統中被記錄下來。這些突然的轉變使社會生態系的組成和功能發生了巨大的變化。現有的生態系復原力理論僅認為政權轉變是由超出臨界點的外在條件變化所引起的，因此缺乏演化視角。在這項研究中，我們展示了外部條件的變化如何對生態影響很小，並且不會使系統超出臨界點。因此，這種變化不會立即引起政權轉變，而是觸發一個進化過程，使表型性狀超越臨界點，從而導致（在大幅延…
摘要 資源有限的複雜系統在自然界中普遍存在，此類系統存在潛在的不穩定因素
摘要 資源有限的複雜系統在自然界中普遍存在，此類系統存在潛在的不穩定因素。相互作用物種的經典模型為我們理解這些系統的穩定性提供了基礎，並表明穩定共存需要弱、罕見和不對稱的相互作用。但這些模型缺乏對資源交換和資源限制如何驅動或防止不穩定的明確理解。在這裡，我們表明，當每對夥伴相互交換資源時，基於資源消耗和交換一般規則的系統可以保證穩定。這些合作、互利的互動可以任意強，但不會破壞穩…
摘要 COVID 19 大流行仍處於早期階段，鑑於當地疫情爆發的速度和規模，迫切需要了解緩解措施如何轉化
摘要 COVID 19 大流行仍處於早期階段，鑑於當地疫情爆發的速度和規模，迫切需要了解緩解措施如何轉化為關鍵流行病學和臨床結果的變化。在這裡，我們採用數學模型來探討降低傳染數 R0 和延遲對總感染和死亡人數採取措施的短期後果。當這些措施儘早採取時，緩解措施的正面影響通常會產生，當繁殖數降低到 RC≈1.0 的水平時，效果最為顯著。由於採取措施的延遲超過了疫情高峰期的大約一半，…
摘要 COVID 19 大流行凸顯了採取控制措施來減少流行高峰（「拉平曲線」）的必要性
摘要 COVID 19 大流行凸顯了採取控制措施來減少流行高峰（「拉平曲線」）的必要性。在這裡，我們在標準易感 感染 恢復（SIR）模型中得出了減少流行高峰流行的最佳限時幹預措施。我們表明，替代性的、更實際的干預措施幾乎可以與可證明的最佳策略一樣有效。然而，這些策略都無法有效應對實施錯誤：對於現實的流行病參數來說，幹預措施的開始時間即使錯了一周，也可能付出巨大的代價。持續控制措…
摘要 我們分析了一種用於成長網路的新模型，即約束 Leath 入侵滲透模型
摘要 我們分析了一種用於成長網路的新模型，即約束 Leath 入侵滲透模型。集群動力學的特徵是空間和時間的爆發。該模型在佔據機率接近 d 1⁄4 2 中的臨界鍵滲流機率的限度內定量地再現了觀測到的地震頻率 震級尺度。該模型可能適用於以爆發動力學為特徵的其他系統。
摘要 雖然生態因素（影響文化產品演變方式的物理環境的各個方面）在文化演化文獻中得到廣泛承認，但尚未經過實
摘要 雖然生態因素（影響文化產品演變方式的物理環境的各個方面）在文化演化文獻中得到廣泛承認，但尚未經過實驗研究。在這裡，我們透過使用傳輸鏈（迭代學習）實驗對此類因素進行了實驗研究。我們預測，相同工具（鼓）之間的距離和使用順序的差異將導致不同節奏的演變。證據證實了我們的預測，從而提供了一個概念證明，即生態因素（這裡是運動限制）可以影響文化生產，並且它們的影響可以透過實驗分離和測量…
摘要 科學中一個普遍存在的問題——從物理學家估計電子位置（Heisenberg，1927）到社會科學家進
摘要 科學中一個普遍存在的問題——從物理學家估計電子位置（Heisenberg，1927）到社會科學家進行民意調查（Bishop，2004）——是測量過程可以改變測量本身。此外，測量方法的變化可能會無意中偏向測量數量的一個組成部分而不是另一組成部分，從而導致即使測量數量沒有變化也會產生不同的結果——例如，國內生產總值和國民生產總值都評估一個國家的經濟活動，但關注的組成部分不同。…
摘要 公民發起的反言論是打擊仇恨言論和促進和平、非極化言論的一種有前途的方式
摘要 公民發起的反言論是打擊仇恨言論和促進和平、非極化言論的一種有前途的方式。然而，缺乏對其減少仇恨言論有效性的大規模縱向研究。我們使用多種不同的宏觀和微觀層面的衡量標準，對四年來德國 Twitter 上發生的超過 18 萬場政治對話進行調查，以調查反言論的有效性。我們報告了仇恨和反言論隨著時間的推移的動態相互作用，並提供了見解，以了解在「經典」霸凌情況下，有組織的努力是否比獨…
摘要 提出問題是一種普遍的人類活動，但人們對問題難以回答的原因卻知之甚少
摘要 提出問題是一種普遍的人類活動，但人們對問題難以回答的原因卻知之甚少。對兩個大型資料庫（《紐約時報》填字遊戲和智力問答節目 Jeopardy 中的問題）的分析，建立了問題難度的兩個正交維度：模糊性（答案的稀有性）和不透明性（問題線索的間接性，使用 word2vec 進行操作）。不透明性的重要性以及協同資訊在解決不透明性問題中的作用表明，根據先前的期望來描述困難僅捕獲了提問過…
摘要 大多數流行病傳播模型，包括許多專為 COVID 19 設計的模型，都隱含地假設社交網路是無向的，即
摘要 大多數流行病傳播模型，包括許多專為 COVID 19 設計的模型，都隱含地假設社交網路是無向的，即只要發生接觸，感染就有可能向任一方向傳播。特別是，這一假設意味著最有可能傳播該疾病的個人也最有可能從其他人那裡感染該疾病。在這裡，我們回顧了隨機有向圖理論的結果，該理論表明，許多重要的量，包括再生數和流行病規模，敏感地依賴於入度和出度（「風險」和「傳播」）的聯合分佈，包括它們…
摘要 自適應熱力學系統——例如試圖獲得生存優勢的生物有機體、執行功能性任務的自主機器人或運輸細胞內營養物
摘要 自適應熱力學系統——例如試圖獲得生存優勢的生物有機體、執行功能性任務的自主機器人或運輸細胞內營養物質的運動蛋白——可以透過有效建模其環境中的規律性和隨機性來提高其表現。類似地，但在純粹的計算領域，機器學習演算法試圖估計捕獲可預測結構的模型，並透過優化效能指標（例如模型生成資料的對數似然）來識別訓練資料中的不相關雜訊。從某種意義上說，這些計算模型在物理上是否更受青睞？對於自…
摘要 如何維持許多物種的共存是生態學中一個基本且尚未解決的問題
摘要 如何維持許多物種的共存是生態學中一個基本且尚未解決的問題。共存是一個難題，因為我們缺乏對物種存在和豐度變化的機械理解。生態群落的變化是由確定性過程還是隨機過程所驅動的，是生態學中最具爭議的問題之一。在這裡，我從宏觀生態學的角度研究微生物群落中物種存在和豐度的變化。我確定了三個宏觀生態定律，它們定量地描述了物種豐富度在不同社區和時間上的波動。利用這三個定律，人們可以預測物種…
摘要 回顧目的我們回顧了最近關於群體機器人覓食的研究，並將其與基礎工作聯繫起來
摘要 回顧目的我們回顧了最近關於群體機器人覓食的研究，並將其與基礎工作聯繫起來。最近的工作可以分為兩個互補的陣營：提供實際收益的自組織演算法和專注於理論證明的分析研究。令人鼓舞的是，理論與實踐之間的融合在運輸網絡規模的分析工作和行為語法中顯而易見，這些行為語法對覓食的新興特性提供了正式的見解。擴增實境使虛擬資訊素能夠與硬體一起使用，模糊了物理實驗和模擬實驗之間的界限。總結 在這…
摘要 武裝衝突資料顯示了社會和自然屬性（如死亡人數和地理範圍）的規模和普遍動態
摘要 武裝衝突資料顯示了社會和自然屬性（如死亡人數和地理範圍）的規模和普遍動態。我們提出了一種隨機分支的武裝衝突模型，該模型以與資料一致的方式將多個屬性相互關聯。該模型包含了衝突蔓延的分形格子、驅動衝突增長的統一動態以及調節局部衝突強度的區域毒力。我們用來發展最小模型的尺度和普遍動力學的定量約束更廣泛地充當了武裝衝突動力學其他模型的一組限制。我們展示了這種類似於熱力學的方法如何…
摘要 我們估計了截至 2020 年 2 月 8 日中國報告的 468 例冠狀病毒病確診病例的序列間隔分佈
摘要 我們估計了截至 2020 年 2 月 8 日中國報告的 468 例冠狀病毒病確診病例的序列間隔分佈。平均間隔為 3.96 天（95% CI 3.53 4.39 天），SD 4.75 天（95% CI 4.46 5.07 天）；12.6% 的病例報告顯示症狀前傳播。
摘要 離散時間動態主要出現在北方和溫帶生態系中，對於非重疊世代的物種，已進行了大量研究，以了解相關生態參
摘要 離散時間動態主要出現在北方和溫帶生態系中，對於非重疊世代的物種，已進行了大量研究，以了解相關生態參數變化引起的動態結果。許多這些模型的局部和全局動力學行為很難在參數空間中進行分析研究，並且通常在相空間維數較大時採用數值方法。在本文中，我們提供了對離散時間、三物種食物鏈進行建模的地圖的拓撲和動力學結果，其中兩個捕食者物種在同一獵物上相互作用。動態生存的領域以及所謂的逃脫區域…
摘要 武裝衝突資料顯示了社會和自然屬性（如死亡人數和地理範圍）的規模和普遍動態
摘要 武裝衝突資料顯示了社會和自然屬性（如死亡人數和地理範圍）的規模和普遍動態。我們提出了一種隨機分支的武裝衝突模型，該模型以與資料一致的方式將多個屬性相互關聯。該模型包含了衝突蔓延的分形格子、驅動衝突增長的統一動態以及調節局部衝突強度的區域毒力。我們用來發展最小模型的尺度和普遍動力學的定量約束更廣泛地充當了武裝衝突動力學其他模型的一組限制。我們展示了這種類似於熱力學的方法如何…
摘要 細菌已經進化出多種機制來在含有抗生素的環境中生存
摘要 細菌已經進化出多種機制來在含有抗生素的環境中生存。溫度既是在抗生素存在下影響細菌生存的關鍵因素，也是因氣候變遷而急劇增加的環境特徵。因此，了解溫度變化與抗生素抗藥性選擇之間的關聯是及時且重要的。本綜述透過綜合實驗室、醫院和環境研究的結果來檢驗這些連結。首先，我們描述了對溫度的短暫生理反應，改變了細胞行為並導致抗生素耐受性和持久性。其次，我們關注熱應激與抗生素抗藥性突變…
摘要 現代數位電子產品支援非常可靠的計算，特別是考慮到控制在波動環境中相互作用的奈米級邏輯組件的挑戰
摘要 現代數位電子產品支援非常可靠的計算，特別是考慮到控制在波動環境中相互作用的奈米級邏輯組件的挑戰。然而，我們證明，高可靠性限制受到時間對稱控制產生的基本誤差 能源效率權衡的影響：要求低誤差機率會導致能耗隨著不可逆邏輯轉換的逆誤差率的對數而發散。計算的互易性（自可逆性）是比邏輯可逆性（可逆性）更嚴格的熱力學效率條件，後者是蘭道爾關於擦除資訊的工作的根源。除了工程計算之外，結果…
摘要 幾十年來，文獻計量學家和整個研究界一直致力於追求簡單、公平、公正和客觀的研究人員績效衡量標準
摘要 幾十年來，文獻計量學家和整個研究界一直致力於追求簡單、公平、公正和客觀的研究人員績效衡量標準。然而，儘管可用指標多種多樣，但大多數指標要麼計算複雜，要麼不易應用於最常見的評估活動（例如撥款評估、工作申請）。因此，像 h 指數（至少有 h 次引用的 h 篇論文）及其時間校正變體 m 商（h 指數 ÷ 發表年數）等指標的普遍存在反映了易用性，而不是它們在學科、職業階段或性別之…
摘要 當一個社會系統的集體屬性敏感地依賴幾個關鍵組成部分時，它就很容易受到擾動
摘要 當一個社會系統的集體屬性敏感地依賴幾個關鍵組成部分時，它就很容易受到擾動。利用統計物理學中最小模型的資訊幾何，我們開發了一種方法來識別粗粒度或聚合屬性敏感的關鍵組件。作為一個例子，我們介紹了我們的簡化玩具模型的方法，其中中位選民總是投票多數。多數與少數分歧對選民行為變化的敏感度顯示了中位數的獨特作用。更一般地說，敏感性識別了精確確定複雜交互網絡產生的集體結果的關鍵組成部分…
摘要 我們在一個模型中考慮重力塌縮的量子動力學，其中波函數分佈在一個大的幾何集合上，正如模糊球提案中所設
摘要 我們在一個模型中考慮重力塌縮的量子動力學，其中波函數分佈在一個大的幾何集合上，正如模糊球提案中所設想的那樣。我們表明，粗粒度可觀測值的機率在經典黑洞值附近達到高度峰值。相較之下，偵測塌陷物體鄰域的細粒可觀測值的機率分佈更廣泛，且「平均」的概念不適用於它們。這意味著毛球的形成會產生明顯的觀測特徵，這些特徵比迄今為止所認為的更重要，並且可能在不久的將來針對觀測進行測試。我們也…
摘要 與許多科學學科類似，神經科學越來越多地嘗試應對普遍存在的性別失衡
摘要 與許多科學學科類似，神經科學越來越多地嘗試應對普遍存在的性別失衡。儘管出版和會議參與經常被強調，但最近的研究引起了人們對引文中普遍存在的性別不平衡的關注。由於引用對知名度和職業發展的下游影響，了解性別在引用實踐中的作用對於解決科學不平等問題至關重要。在這裡，我們調查神經科學引文中是否存在性別模式。使用五種頂尖神經科學期刊的數據，我們發現參考文獻清單中往往包含更多以男性為第…
摘要 網路中最廣泛使用的社群檢測技術，包括基於模組化、統計推論和資訊論點的方法，都是透過優化衡量網路分區
摘要 網路中最廣泛使用的社群檢測技術，包括基於模組化、統計推論和資訊論點的方法，都是透過優化衡量網路分區品質的目標函數來運作的。然而，有一個很好的例子表明，人們不應該僅僅關注這樣一個目標函數下的單一最優社區結構，而應該關註一系列高分結構的選擇。如果這樣做，人們通常會發現所得的結構顯示出相當大的變化，這可以作為這些群落檢測方法不可靠的證據，因為它們似乎沒有給出一致的答案。在這裡，…
摘要 生態系中人口規模的擴大是由於競爭約束下的個體生長和死亡而產生的
摘要 生態系中人口規模的擴大是由於競爭約束下的個體生長和死亡而產生的。我們建立在代謝成長的最小動態模型的基礎上，其中個體生長和死亡率之間的緊張關係決定了族群規模分佈。我們單獨包含基於共享捕獲區域的資源競爭。透過改變生長、死亡和競爭性消耗的相對速率，我們將森林、螞蟻、白蟻和仙女圈等固著生物的規則和隨機空間模式連結起來。然後，我們考慮不對稱競爭背景下的瞬態時間動態，它主要削弱兩個競…
摘要 人群間的食物交換可以減輕糧食生產變化所帶來的風險
摘要 人群間的食物交換可以減輕糧食生產變化所帶來的風險。交換網絡根據具體情況而有所不同，但往往屬於數量相對較少的性質不同的類型，包括利他主義、互惠和資源池。這種明顯的運河化提出了一個問題：特定的食物交換網絡是否表現出允許它們長期存在的特徵，我們透過使用多個人群之間的食物交換模型來解決這個問題。首先，我們表明，本質上我們模型中的任何交換模式都將有助於緩衝與當地環境變化相關的風險。…
摘要 皮下（sc）和內臟（vis）脂肪組織（AT）導致肥胖和不良脂肪分佈的病理生理後果的變異性
摘要 皮下（sc）和內臟（vis）脂肪組織（AT）導致肥胖和不良脂肪分佈的病理生理後果的變異性。為了深入了解區分內臟脂肪和皮下脂肪的分子機制，我們比較了小鼠附睪 (epi) 和腹股溝 (ing) AT 永生化脂肪細胞分化過程中的轉錄組。在脂肪形成的不同天（ 2、0、2、4、6、8）萃取 RNA，並使用 Clariom (TM) D 小鼠檢測 (Affymetrix) 進行分析，…
摘要 我們引入了網路及其高維對應物的截面曲率、里奇曲率和標量曲率的新定義，這些定義源自於一般度量空間中曲
摘要 我們引入了網路及其高維對應物的截面曲率、里奇曲率和標量曲率的新定義，這些定義源自於一般度量空間中曲線的兩個經典曲率概念，即門格爾曲率和漢傑斯曲率。這些曲率適用於未加權或加權以及無向性或有向網絡，並且比其他網絡曲率更直觀且更容易計算。特別是，基於 Haantjes 定義解釋為測地曲率所提出的曲率使我們能夠給出經典局部高斯 博內定理的網路模擬。此外，我們提出了更簡單、更直觀的…
摘要 將先進的神經影像學與網路科學和機器學習中的新穎計算方法相結合，可以對正常和異常大腦的結構和功能進行
摘要 將先進的神經影像學與網路科學和機器學習中的新穎計算方法相結合，可以對正常和異常大腦的結構和功能進行越來越有意義的描述，從而極大地促進我們將精神疾病理解為迴路功能障礙。儘管在精神科護理方面具有顯著潛力，但這種方法尚未超出研究範圍，並擴展到任何臨床有用的應用。在這裡，我們回顧了使用網路模型和機器學習方法進行神經影像資料研究的當前進展，重點關注它們在提供臨床翻譯框架方面的前景。…
摘要 透過第一原理分子動力學，我們研究了一個 d 維經典慣性海森堡模型，其範圍相互作用隨距離 r 衰減為
摘要 透過第一原理分子動力學，我們研究了一個 d 維經典慣性海森堡模型，其範圍相互作用隨距離 r 衰減為 1/rα (α ? 0)； α = 0 (α → ∞) 對應於無限 ij ij 範圍（最近鄰）相互作用；比率 α/d 1 (0 ≤ α/d ≤ 1) 表徵了短程狀態。在長程狀態中，以溫度 TQSS 為特徵的準穩態 (QSS) 在交叉到第二個平台之前出現，對應於玻爾茲曼 吉布…
摘要 在論文中附加引用多樣性聲明是一種簡單而有效的方法，可以提高對引用偏差的認識並幫助減輕它
摘要 在論文中附加引用多樣性聲明是一種簡單而有效的方法，可以提高對引用偏差的認識並幫助減輕它。在這裡，我們描述了為什麼減少引用偏見很重要，以及如何在您的下一篇出版物中包含引用多樣性聲明。
摘要 Betatropin 是一種肝臟和脂肪組織來源的蛋白質，最近被發現與葡萄糖代謝有關
摘要 Betatropin 是一種肝臟和脂肪組織來源的蛋白質，最近被發現與葡萄糖代謝有關。迄今為止，尚無關於β 促腎上腺皮質激素在具有Roux En Y胃繞道手術（RYGB）手術史且餐後低血糖高風險的孕婦中的作用的數據。在這項前瞻性臨床研究中，在一組肥胖和正常體重孕婦以及有 RYGB 手術史的女性中，在懷孕第 24 至 28 週以及產後 3 6 個月期間進行了口服葡萄糖耐量試驗…
摘要 儘管進化分歧已超過十億年，但數千個人類基因在酵母中擁有明顯可識別的直系同源物，並且許多基因在一個或
摘要 儘管進化分歧已超過十億年，但數千個人類基因在酵母中擁有明顯可識別的直系同源物，並且許多基因在一個或兩個譜系中經歷了譜系特異性重複。這些重複基因自擴展以來可能在功能上自由分化，目前尚不清楚祖先功能如何或以何種速率在物種之間和基因家族內的共直向同源物之間保留或分配。因此，為了研究複製後祖先功能如何保留或丟失，我們系統地用來自經歷了譜系特異性複製的基因家族的人類直系同源物替換了…
摘要 Astroturf，或草根共識的模擬，是社群媒體上政治宣傳的常見組成部分
摘要 Astroturf，或草根共識的模擬，是社群媒體上政治宣傳的常見組成部分。先前對中國宣傳的研究發現，防火牆背後有一個複雜的人造草皮系統，但我們對海外的相應策略知之甚少。在這裡，我們使用機器學習來識別超過 18,000 個中國 astroturf 帳戶（包括人類和機器人運行的帳戶），這些帳戶在 Twitter 上傳播親國家的政治宣傳。與內部宣傳相反，這些 astroturf…
摘要 結合基於微流體的液滴模板方法和液滴「微反應器」內兩種類型的功能化聚合物的直接交聯，製備了釕功能化微
摘要 結合基於微流體的液滴模板方法和液滴「微反應器」內兩種類型的功能化聚合物的直接交聯，製備了釕功能化微凝膠。此微凝膠表現出多種特性，包括別洛烏索夫 扎博廷斯基反應的催化能力、白光誘導的結構記憶行為以及單色光觸發的光解和結構降解行為。也提出了光降解機制，並透過多種表徵方法進一步驗證。
摘要 隱馬可夫鍊是廣泛應用的隨機過程統計模型，從基礎物理和化學到金融、健康和人工智慧
摘要 隱馬可夫鍊是廣泛應用的隨機過程統計模型，從基礎物理和化學到金融、健康和人工智慧。然而，它們產生的隱馬可夫過程非常複雜，即使鍊是有限狀態：它們的香農熵率不存在有限表達式，因為它們的預測特徵集通常是無限的。因此，迄今為止，人們無法對它們的隨機性或結構化程度做出一般性的陳述。在這裡，我們透過展示如何高效、準確地計算它們的熵率來解決這項挑戰的第一部分。我們也展示了該方法如何給出無…
摘要 透過無人機群測量火山二氧化碳通量提出了特殊的挑戰
摘要 透過無人機群測量火山二氧化碳通量提出了特殊的挑戰。無人機必須能夠遵循氣體濃度梯度，同時能夠承受頻繁的無人機損失。我們提出 LoCUS 演算法作為該問題的解決方案並證明其穩健性。 LoCUS 依靠群體協調和自我修復來解決任務。作為對比，我們還實現了源自先前發表的工作的 MoBS 演算法，該演算法允許無人機獨立解決任務。我們使用無人機模擬比較了這些演算法的有效性，發現 L…
摘要 儘管人們對表徵導致網路全局拓撲的局部幾何結構越來越感興趣，但我們對複雜網路（尤其是現實世界網路）局
摘要 儘管人們對表徵導致網路全局拓撲的局部幾何結構越來越感興趣，但我們對複雜網路（尤其是現實世界網路）局部結構的理解仍然不完整。在這裡，我們提出了一種簡單、優雅但尚未探索的測量方法，即邊的頂點之間的「度差」（DD），以量化本地網路幾何形狀。我們證明 DD 可以揭示網路科學中其他此類措施無法獲得的結構特性。通常，具有不同 DD 的邊扮演不同的結構角色，而 DD 分佈是重要的網路簽…
摘要 在系統神經科學中，大多數模型都假設大腦區域在效率的限制下傳遞訊息
摘要 在系統神經科學中，大多數模型都假設大腦區域在效率的限制下傳遞訊息。然而，跨結構網絡的代謝和訊息傳輸效率尚不清楚。在一大群年輕人中，我們發現代謝成本與支持訊息傳播的結構路徑強度有關。新陳代謝與支持擴散和網路模組化的結構耦合保持平衡。為了理解有效的網路通信，我們開發了一種理論，指定大腦區域為達到預期保真度而應傳輸的最小訊息擴散率，並測試了該理論的五個預測。我們引入了壓縮效率，…
摘要 麥克斯韋棘輪是自主的、有限狀態的熱力學引擎，可實現輸入輸出資訊轉換
摘要 麥克斯韋棘輪是自主的、有限狀態的熱力學引擎，可實現輸入輸出資訊轉換。先前對這些「惡魔」的研究主要集中在它們如何利用環境資源來產生功：它們隨機化有序輸入，利用增加的香農熵將能量從熱庫轉移到功庫，同時尊重劉維爾狀態空間動力學和第二定律。然而，迄今為止，正確確定這種功能性熱力學工作狀態僅限於極少數發動機，這些發動機的資訊承載自由度之間的相關性可以以封閉形式精確計算——這是一個高…
摘要 鋰離子技術越來越多地應用於交通電氣化和為電網提供固定儲能，因此其發展引起了廣泛關注
摘要 鋰離子技術越來越多地應用於交通電氣化和為電網提供固定儲能，因此其發展引起了廣泛關注。然而，它們的部署仍然相對有限，其更廣泛的採用將取決於它們降低成本和提高效能的潛力。了解這種潛力可以為關鍵的氣候變遷緩解策略提供信息，包括公共政策和技術開發工作。然而，許多現有的過去成本下降模型往往作為預測模型的起點，依賴有限的資料系列和技術進步的衡量標準。在這裡，我們系統地收集、協調和組合…
摘要 阿片類藥物成癮是一種慢性、復發性疾病，與大腦可塑性的持續變化有關
摘要 阿片類藥物成癮是一種慢性、復發性疾病，與大腦可塑性的持續變化有關。神經元連結的重新配置可能解釋有慢性藥物暴露史的個體濫用傾向增加的原因。為了表徵慢性阿片類藥物暴露引起的神經元活動的網絡水平變化，我們比較了嗎啡未接觸過的小鼠、嗎啡依賴性小鼠或從長期嗎啡暴露中戒斷 4 週的小鼠與暴露於鹽水的對照小鼠中 FOS 的表達。 FOS 表達數據中的成對區域間相關性被用來建立網絡模型，…
摘要 我們開發了一種迭代且高效的資訊理論估計器來預測區間值數據，並使用我們的估計器使用行動視窗來預測最多
摘要 我們開發了一種迭代且高效的資訊理論估計器來預測區間值數據，並使用我們的估計器使用行動視窗來預測最多提前五天的 SP500 回報。我們的預測是基於 13 年的數據。我們證明，在用於評估區間資料預測的所有通用標準下，我們的估計器優於其競爭對手。我們的方法與用於預測區間資料的其他方法的不同主要有兩個方面。首先，我們的估計器使用完整的樣本信息，而不是應用在估計過程中僅使用間隔的某…
摘要 背景 多重發病，即一名患者同時出現兩種或多種疾病，是常見現象
摘要 背景 多重發病，即一名患者同時出現兩種或多種疾病，是常見現象。了解不同疾病在患者一生中如何相互影響可以極大地有助於個人化預防工作。然而，我們目前對患者健康長期發展（其疾病軌跡）的大部分了解要么局限於狹窄的時間跨度，要么局限於特定（一組）疾病。在這裡，我們的目標是確定可能決定患者未來疾病進展的決定性事件。方法 透過對 17 年來觀察到的 9,000,000 名患者的醫院診斷…
摘要 給定一個經典通道（從輸入到輸出的隨機映射），輸入通常可以轉換為資訊量小於輸入的中間變數
摘要 給定一個經典通道（從輸入到輸出的隨機映射），輸入通常可以轉換為資訊量小於輸入的中間變數。新通道準確地模擬了原始通道，但傳輸速率較小。在這裡，我們檢查中間變數是量子態時的這個過程。我們確定經典通道的量子模擬何時以及如何能夠改進經典模擬的最小速率。這顛倒了 Holevo 最初以經典資源量化量子通道容量的問題：我們確定模擬經典通道所需的最低容量量子通道。我們還表明，這個問題與另…
摘要 番茄黑環病毒 (TBRV) 是一種全球分佈的 RNA 病毒，感染多種不同的宿主植物，包括作物、樹木
摘要 番茄黑環病毒 (TBRV) 是一種全球分佈的 RNA 病毒，感染多種不同的宿主植物，包括作物、樹木、灌木和雜草。在這裡，我們研究了 TBRV 的分子演化及其對不同植物物種的適應性。 TBRV Pi 分離株用於產生五個獨立的演化譜系，在藜麥、菸草或番茄植物中連續傳代。 15 代後，所有譜系中存在的遺傳變異性均以編碼順反子的運動 (MP) 和外殼 (CP) 為特徵。我們解決了…
摘要 密度矩陣捕獲可透過投影和正算子值測量存取的所有量子系統統計資料
摘要 密度矩陣捕獲可透過投影和正算子值測量存取的所有量子系統統計資料。然而，他們並沒有完全確定其狀態，因為他們忽略了係綜的物理實現。幸運的是，幾何量子態的概念確實正確地描述了物理係綜。在這裡，考慮到密度矩陣的知識（可能來自斷層掃描協議），我們展示瞭如何使用基於幾何適當熵的最大熵原理來估計幾何量子態。
摘要 量子系統的狀態以密度矩陣來標示
摘要 量子系統的狀態以密度矩陣來標示。儘管它們的機率解釋植根於係綜理論，但密度矩陣體現了一個已知的缺點。它們並不能完全表達整體的物理實現。方便的是，當僅處理投影和正操作員值測量的統計結果時，這並不是一個障礙。為了追蹤係綜實現並消除缺點，我們探索幾何量子態並解釋它們的物理意義。我們強調兩個主要結果：一是量子態操縱，一是量子熱力學。
摘要 基於幾何量子力學和經典力學之間的相似之處，我們探索了量子熱力學的替代基礎，該基礎利用了基礎狀態空間
摘要 基於幾何量子力學和經典力學之間的相似之處，我們探索了量子熱力學的替代基礎，該基礎利用了基礎狀態空間的微分幾何。我們發展了微正則係綜和正則係綜，引入連續混合態作為量子態流形上的分佈。我們提出了量子氣體的實驗結果。我們以一種內在的方式定義量子熱和功，包括單軌跡功，並以符合經典、量子和資訊理論熵的方式重新表述熱力學熵。我們給出了熱力學第一定律和第二定律以及賈辛基漲落定理。結果是…
摘要 大多數患有囊性纖維化 (CF) 的嬰兒患有胰臟外分泌功能不全，導致營養吸收不良，需要口服胰酶替代品
摘要 大多數患有囊性纖維化 (CF) 的嬰兒患有胰臟外分泌功能不全，導致營養吸收不良，需要口服胰酶替代品。新生兒 CF 篩檢使這些嬰兒能夠得到早期診斷、營養幹預和酵素替代，使大多數患有 CF 的嬰兒在 12 個月大時達到體重目標1。然而，大多數患有囊性纖維化的嬰兒在出生後第一年的線性生長仍然很差1。儘管這種早期線性生長障礙與較差的長期呼吸功能和存活率相關2,3，但 CF 嬰兒體…
摘要 局部至雙側強直陣攣性癲癇發作與較低的生活品質、較高的癲癇相關損傷風險、增加的意外死亡幾率以及不利的
摘要 局部至雙側強直陣攣性癲癇發作與較低的生活品質、較高的癲癇相關損傷風險、增加的意外死亡幾率以及不利的治療結果有關。更了解其底層電路為控制這些癲癇發作提供了更好的機會。為了實現這一目標，我們提供了基底神經節、丘腦和皮質之間相互作用路徑的網路科學視角，以探索繼發性癲癇發作泛化對顳葉癲癇中尺度腦網絡的印記。具體來說，我們在三組具有不同局部至雙側強直陣攣發作史的患者中，利用靜息態功…
摘要 馬達加斯加西部一個先前未開發的地區（比安卡保護區）的一個新化石地點發現了許多最近滅絕的脊椎動物的遺
摘要 馬達加斯加西部一個先前未開發的地區（比安卡保護區）的一個新化石地點發現了許多最近滅絕的脊椎動物的遺骸，包括巨型狐猴（Babakotia radofilai、Palaeopropithecus kelyus、Pachylemur sp.和Archaolemur edwardsi）、食肉動物（Crypcttopus speleapa. (Coua)。其中許多代表了相當大的範圍…
摘要 卵巢癌是所有癌症中死亡率與發病率最高的癌症之一
摘要 卵巢癌是所有癌症中死亡率與發病率最高的癌症之一。初始化療通常是有效的，但大多數患者會出現化療抗藥性疾病。卵巢癌臨床化療反應和抗藥性的驅動機制尚不清楚。然而，實現最佳的手術細胞減滅術可以提高存活率，而新輔助鉑類/紫杉烷類化療（NACT）可以改善細胞減滅術。 NACT 提供了一個分析治療前與治療後腫瘤標本的窗口，我們用它來識別化療引起的腫瘤微環境的變化。我們假設免疫微環境的變…
摘要 穩健性是指在面對遺傳和環境擾動時表型的保存
摘要 穩健性是指在面對遺傳和環境擾動時表型的保存。有人認為，由於RNA病毒基因組小而緊湊、突變率高以及生活在不斷變化的環境條件下，穩健性必定是RNA病毒的一個重要組成部分。鑑於遺傳穩健性可能會阻礙可能的有益突變，有人認為遺傳穩健性只能作為專門應對環境擾動的穩健性機制進化的副作用而進化，這種理論稱為質體發生一致性。然而，來自不同病毒系統的經驗證據是矛盾的。為了測試對特定環境的適應…
摘要 在一生中，我們可能會尋求召喚、同伴、技能、娛樂、真理、自知之明、美麗和啟蒙
摘要 在一生中，我們可能會尋求召喚、同伴、技能、娛樂、真理、自知之明、美麗和啟蒙。好奇心的實踐可以被視為在相互關聯的資訊的複雜空間中對具有隱藏身份和位置的有價值資訊的擴展和開放式搜尋。儘管好奇心很重要，但它一直對計算模型提出挑戰，因為好奇心的實踐往往在沒有特定目標、外部獎勵或即時回饋的情況下蓬勃發展。在這裡，我們展示瞭如何將網路科學、統計物理學和哲學整合到一種方法中，該方法與特…
摘要 所有物種都有一個環境利基，儘管技術進步，人類也不可能例外
摘要 所有物種都有一個環境利基，儘管技術進步，人類也不可能例外。在這裡，我們證明，幾千年來，人類一直生活在地球上可用的氣候包絡線的同一狹窄部分中，其特徵是年平均溫度（MAT）約為~11°C至15°C左右。支持這一溫度生態位的基本性質的是，目前農作物和牲畜的生產在很大程度上限於相同的條件，並且透過對逐年變化的分析，發現了各國農業和非農業經濟產出的相同最佳值。我們表明，在氣候變遷一…
摘要 我們發展了一種談判理論，其中交易具有可以捆綁在一起的多個維度
摘要 我們發展了一種談判理論，其中交易具有可以捆綁在一起的多個維度。我們利用理論和實驗來證明，在這種情況下，即使存在大量不對稱訊息，有效的貿易也是可能的。確定互惠互利領域的好處是，可以引導代理商不再擺出姿態和操縱自己的份額，而是尋找能夠從貿易中實現互惠互利最大化的交易。
摘要 我們使用一種稱為水庫運算的技術展示了機器學習在分離疊加混沌訊號中的效用
摘要 我們使用一種稱為水庫運算的技術展示了機器學習在分離疊加混沌訊號中的效用。我們假設不知道產生訊號的動力學方程，並且只需要由分量訊號的有限時間樣本組成的訓練資料。我們對來自兩個具有不同參數的洛倫茲系統的訊號的線性組合形成的訊號測試我們的方法。將我們的非線性方法與分離問題的最佳線性解決方案維納濾波器進行比較，我們發現我們的方法在我們研究的所有場景中都顯著優於維納濾波器。此外，當…
摘要 許多自然、工程和社會系統可以使用分層網路的框架來表示，其中每一層捕捉同一組節點之間不同類型的互動
摘要 許多自然、工程和社會系統可以使用分層網路的框架來表示，其中每一層捕捉同一組節點之間不同類型的互動。對此類多路網絡的研究是一個充滿活力的研究領域。然而，我們仍缺乏了解如何量化層對之間存在的相關性，尤其是它們的共同演化中存在的相關性。這些方法將使我們能夠解決涉及功能、冗餘和潛在中斷等問題的基本問題。在這裡，我們首先展示如何使用多路網路的邊緣集來建構描述所有層上邊緣存在的聯合機…
摘要 天然氣網路對於住宅暖氣、工業製造和發電非常重要
摘要 天然氣網路對於住宅暖氣、工業製造和發電非常重要。儘管它可靠且能夠抵禦當地的干擾，但自然災害和政治衝突等極端情況可能會降低其天然氣運輸和交付的能力，從而影響其他社會活動。由於非線性約束，評估天然氣網路的負載能力區域很困難。本文提出了一種用於天然氣負載曲線可行性篩選的快速計算工具。首先建立了具有充分條件的承載區域凸性的理論結果。然後，應用漸近演算法來計算收斂到凸負載能力區域的…
透過定義什麼是「正常」、適當、預期和不可接受的，社會規範塑造了人類行為
摘要 背景。透過定義什麼是「正常」、適當、預期和不可接受的，社會規範塑造了人類行為。然而，社會規範影響人口層面健康相關行為趨勢的個人層面機制尚不清楚。目標。測試社會規範機制預測人口飲酒模式變化的能力。方法。發展了一個個人層面的模型來模擬隨著時間的推移飲酒行為的動態規範機制和行為規則。此模型包含描述性和禁令性飲酒規範及其對飲酒頻率和數量的影響。 1979 年啟動的微觀綜合被用作具…
摘要 已觀察到沒有直接神經元連接的皮質區域表現出同步動態
摘要 已觀察到沒有直接神經元連接的皮質區域表現出同步動態。最近的一項實證研究進一步表明，具有更多共同鄰居的區域更有可能表現一致。為了分析研究潛在機制，我們認為一組沒有直接連接的n個振盪器透過m個中間振盪器（稱為中介器）連接，形成完整的二分網絡結構。透過 Kuramoto Sakaguchi 模型對振盪器進行建模，我們嚴格證明了中介遠程同步，即那些不直接連接的 n 個振盪器之間的…
摘要 自旋玻璃的一個重要但很少研究的特性是其基態對於一個或有限數量的耦合變化的穩定性
摘要 自旋玻璃的一個重要但很少研究的特性是其基態對於一個或有限數量的耦合變化的穩定性。早期的工作表明，如果假設存在多個基態，那麼它們的能量差的波動——以及因此存在多個基態的可能性——與其基態的穩定性密切相關。在這裡，我們檢查了兩個模型中基態的穩定性，其中一個模型被認為具有與有限維度中其他現實的短程自旋玻璃定性相似的基態結構。
摘要 這項工作回應了詹姆斯·麥卡利斯特對有效複雜性的批評，根據該批評，這種概念不是資訊內容的適當衡量標準
摘要 這項工作回應了詹姆斯·麥卡利斯特對有效複雜性的批評，根據該批評，這種概念不是資訊內容的適當衡量標準。粗略地說，有效複雜性關注的是數據的規律性，而不是整個數據，而不是演算法複雜性。麥卡利斯特的論點表明，由於給定物件的相關規則集不是唯一的，因此無法為所考慮的表達式分配有效複雜性的唯一值，因此，演算法複雜性比有效複雜性更好地充當資訊的度量。我們接受麥卡利斯特提出的關於唯一性的問…
摘要 生物感測器在代謝限制下運作時通常必須預測其輸入
摘要 生物感測器在代謝限制下運作時通常必須預測其輸入。然而，確定特定感測器是否經過改進或設計為準確且高效是具有挑戰性的。造成這種情況的部分原因是存在交叉目的的功能限制，部分原因是即使在電腦中量化感測器的預測性能也可能需要非常長的模擬，特別是當高度複雜的環境導致感測器失去平衡時。為了克服這些困難，我們開發了新的表達式，用於在非平衡穩態下受到複雜、相關（單線隱藏半馬可夫）環境輸入影…
摘要 推斷模型、預測未來、估計離散時間、離散事件過程的熵率都是老生常談
摘要 推斷模型、預測未來、估計離散時間、離散事件過程的熵率都是老生常談。然而，更廣泛的一類離散事件過程是在連續時間內運作的。在這裡，我們提供了推斷、預測和估計它們的新方法。這些方法依賴貝葉斯結構推理的擴展，利用神經網路的通用逼近能力。基於複雜合成數據的實驗，這些方法在預測和熵率估計方面與最先進的方法具有競爭力。
摘要 自1960年代以來，美國國會民主黨和共和黨的立場日益兩極化，而公眾的政策立場仍保持中間派和溫和派
摘要 自1960年代以來，美國國會民主黨和共和黨的立場日益兩極化，而公眾的政策立場仍保持中間派和溫和派。我們透過發展預測政黨意識形態立場的動態模型來解釋這種明顯的矛盾。我們的方法解決了將有限理性納入數學模型的挑戰，並整合了令人滿意的決策的實證結果——選民在決定投票時選擇「足夠好」的候選人。我們使用美國國會過去150年的數據來測試這個模型，發現我們的預測與兩大政黨的歷史軌跡一致。…
摘要 在不確定的環境中覓食需要平衡尋找替代資源的風險與潛在利益
摘要 在不確定的環境中覓食需要平衡尋找替代資源的風險與潛在利益。在初級生產數量和季節時間極端變化的乾旱地區環境中，消費者必須權衡尋找可以儲存的首選種子與必須立即食用的低營養品質（例如葉子）的後備食物的相關風險。在這裡，我們透過將這些因素與隨機動態程序相結合來確定適應性最大化的覓食策略，探討資源稀缺、體型和季節不確定性對奇瓦哈恩沙漠北部緩存囓齒動物的預期覓食行為的影響。我們證明，…
摘要 生態群落的複雜性可以被提煉成一個網絡，其中不同的相互作用將物種連接在一個依賴網絡中
摘要 生態群落的複雜性可以被提煉成一個網絡，其中不同的相互作用將物種連接在一個依賴網絡中。物種之間直接相互作用，並透過環境影響間接相互作用，但據我們所知，生態網路模型尚未考慮這些生態系統工程師的角色。在這裡，我們探索生態系統組裝的動態，其中物種的殖民和滅絕取決於營養、服務和工程依賴性所施加的限制。我們表明，我們的組裝模型再現了生態系統的許多關鍵特徵，例如組裝過程中通才的作用、現…
摘要 問卷分析通常涉及在低維度空間（例如 PCA、MCA 或 t SNE）中表示高維度響應
摘要 問卷分析通常涉及在低維度空間（例如 PCA、MCA 或 t SNE）中表示高維度響應。然而，問卷資料通常包含分類變量，常見的統計模型假設很少成立。在這裡，我們提出了一種基於費希爾資訊的非參數方法，該方法獲得統計流形（SM）的低維嵌入。 SM 與統計物理學中的參數統計模型和相變理論有著深厚的關聯。首先，我們基於非線性 SM 模擬問卷回應，並與其他方法相比驗證我們的方法。其次…
摘要 所有計算都是物理嵌入的
摘要 所有計算都是物理嵌入的。越來越多的結果反映了這一點，將速率方程式作為熱力學計算和生物資訊處理的基礎力學。然而，嚴格應用隱含的連續時間馬可夫鏈排除了自然計算的範圍。我們證明，將工具集擴展到連續時間隱馬可夫鏈基本上可以消除限制。透過分析兩個非常有用的計算，我們可以使一般觀點具體化，而這兩個計算不可能用一組記憶體狀態的速率方程式來描述。我們設計並分析了熱力學無成本的位元翻轉，為…
摘要 幾十年來，研究人員一直在研究美國法官的政治傾向與上訴訴訟結果之間的關係
摘要 幾十年來，研究人員一直在研究美國法官的政治傾向與上訴訴訟結果之間的關係。本研究的主要資料來源是已發表的描述案件及其結果的司法意見。然而，只有相對較少的案例才會發表意見，而且這些案例樣本可能有嚴重的偏見。基於對 1970 年至 2010 年間聯邦上訴法院發布的超過 150,000 份已發表意見的計算文本分析，我們發現基於上訴法院陪審團法官的黨派關係與導致發表意見的案件特徵之…
摘要 西拉德現在著名的單分子引擎只是他在 1929 年推出的三種結構中的第一個，旨在解決麥克斯韋妖引起的
摘要 西拉德現在著名的單分子引擎只是他在 1929 年推出的三種結構中的第一個，旨在解決麥克斯韋妖引起的幾個悖論。我們分析西拉德剩下的兩個惡魔模型。我們表明，第二種方法雖然採用了不同分子種類和半透膜的明顯不同的實現方式，但在資訊和熱力學上與單分子引擎的理想氣體等效。由於它是一種非相互作用粒子的氣體，因此，根據博伊德和克拉奇菲爾德的說法，我們得出的結論是：（i）它簡化為一個混沌動…
摘要 系統可以分解為一組子系統，其中每個子系統的動態僅取決於某些其他子系統，而不是全部
摘要 系統可以分解為一組子系統，其中每個子系統的動態僅取決於某些其他子系統，而不是全部。在這裡，我根據其狀態的初始分佈、最終分佈及其子系統動力學的依賴性，推導出任何此類複合系統的熵產生的無限下界。與先前的結果相比，這些新界限適用於子系統之間的任意依賴關係，而不僅僅是子系統獨立發展的情況。此外，找到這些新下界中最強的一個是一個線性規劃問題。正如我所說明的，這個最大下界通常比傳統的…
摘要 我們提出了 Wishart 植入係綜，這是一類具有可調演算法硬度和可指定（或植入）基態的零場 Is
摘要 我們提出了 Wishart 植入係綜，這是一類具有可調演算法硬度和可指定（或植入）基態的零場 Ising 模型。這個問題類源自於產生一系列具有特定統計對稱性的隨機整數規劃問題的簡單過程，但事實證明與 Hopfield 模型的符號反轉變體有密切聯繫。哈密頓量僅包含 2 個自旋交互作用，耦合器矩陣遵循 Wishart 分佈類型。該類表現出經典的一級溫度相變。對於某些參數設…
摘要 許多語言的使用者在談論小尺度空間時更喜歡異中心參考系（FoR），使用“東”或“下坡”等詞
摘要 許多語言的使用者在談論小尺度空間時更喜歡異中心參考系（FoR），使用“東”或“下坡”等詞。過去的民族誌研究表明，這種偏好也反映在這些說話者的手勢上。在這裡，我們透過在墨西哥胡奇坦的現場實驗來研究這種可能性。在胡奇坦語中，一種優先以異己為中心的語言（Isthmus Zapotec）與一種優先以自我為中心的語言（西班牙語）共存。透過一項新穎的任務，我們在薩波特克語主導者和平衡…
摘要 人類社會展現出社會組織的多樣性，這些組織在規模、結構和複雜性方面差異很大
摘要 人類社會展現出社會組織的多樣性，這些組織在規模、結構和複雜性方面差異很大。如今，人類社會政治的複雜性範圍從數百人的無國家小規模社會到數百萬人的複雜國家，這種多樣性大部分是在過去幾百年才演變出來的。了解社會政治複雜性如何隨時間和空間演變一直是社會科學的中心焦點。然而，儘管存在這種長期興趣，但對社會政治複雜性在不同文化之間如何變化的定量理解尚未得到很好的發展。在這裡，我們使用…
摘要 目的：天然植物群落內的種內性狀變異（ITV）可能很大，影響當地的生態過程和動態
摘要 目的：天然植物群落內的種內性狀變異（ITV）可能很大，影響當地的生態過程和動態。在這裡，我們闡明了植物和花卉性狀中的 ITV 如何響應大規模非生物和生物梯度（即氣候和物種豐富度）。具體來說，我們測試了 ITV 與溫度、降水和物種豐富度的關聯是否與與脅迫耐受性和競爭相關的四個假設中的任何一個一致。此外，我們還估計了 ITV 在植物性狀和花卉性狀方面的相關程度以及它們如何沿著…
摘要 數位計算機使用電路來實現計算，許多自然發生的系統（例如基因調控網路）也是如此
摘要 數位計算機使用電路來實現計算，許多自然發生的系統（例如基因調控網路）也是如此。任何此類電路的拓撲結構都限制了在電路操作期間哪些變數可以物理耦合。我們研究了對物理耦合的這種限制如何影響運行電路的熱力學成本。為此，我們首先計算當我們在電路中運行給定閘時產生的最小附加熵產生。然後，我們在此計算的基礎上，分析使用包含多個連接閘的完整電路實現計算的熱力學成本如何取決於該電路的拓撲。…
摘要 2019年11月5日至8日，「火星現存生命：下一步是什麼
摘要 2019年11月5日至8日，「火星現存生命：下一步是什麼？」會議在新墨西哥州卡爾斯巴德召開。這次會議聚集了一群活躍於宜居性和天體生物學相關學科的出版專家。主要結論如下： 很大一部分與會者得出的結論是，火星上存在本土微生物生命的可能性是現實的。貫穿這次會議的一個強有力的主題是，尋找火星現存生命的關鍵在於識別和探索避難所（“綠洲”），那裡的條件要么永久地要么偶爾地比平均水平明…
摘要 搜尋是複雜問題解決的基本組成部分，通常涉及在探索新想法和利用已知解決方案之間進行選擇
摘要 搜尋是複雜問題解決的基本組成部分，通常涉及在探索新想法和利用已知解決方案之間進行選擇。雖然文獻主要分析了單獨工作的個人的搜尋行為，但我們研究了團隊工作的個人完成的搜尋。我們研究了三個可能影響團隊中個人搜尋行為的理論基礎因素的相互作用：團隊成員之間的行為相互依賴程度、成員對問題的有限知識水平以及他們收到的績效回饋。我們根據搜尋距離來操作搜尋行為，這反映了問題空間中探索的程度…
摘要 認知科學領域的最新研究揭示了多種解釋價值或維度，我們可以根據這些維度來判斷解釋的好壞
摘要 認知科學領域的最新研究揭示了多種解釋價值或維度，我們可以根據這些維度來判斷解釋的好壞。我們提出了關於這些值如何組合在一起以指導解釋的貝葉斯解釋。由此產生的分類法提供了一組人們更喜歡的解釋的預測變量，並顯示了心理學、統計學和科學哲學的核心價值如何從共同的數學框架中產生。除了將與科學論證等相關的解釋性優點付諸實踐之外，該框架還使我們能夠重新解釋驅動陰謀論、妄想和極端主義意…
摘要 蛋白質合成過程中的翻譯錯誤會導致表型突變，其頻率比 DNA 突變高出幾個數量級
摘要 蛋白質合成過程中的翻譯錯誤會導致表型突變，其頻率比 DNA 突變高出幾個數量級。這種表型突變可能透過與 DNA 突變的相互作用影響適應性演化。為了研究錯誤翻譯如何影響演化蛋白質的適應性演化，我們在高錯誤翻譯或低錯誤翻譯大腸桿菌宿主中進化了綠色螢光蛋白（GFP）群體。在這兩種宿主中，我們首先在針對祖先表型綠色螢光的純化選擇下演化出GFP，然後在針對新表型黃色螢光的定向選擇下…
摘要 成人皮質被組織成分佈式功能群落
摘要 成人皮質被組織成分佈式功能群落。然而，人們對童年時期的社區建築所知甚少。在這裡，我們透過青少年大腦和認知發展研究中的 670 名 9 11 歲兒童的皮質群落結構來解決這一差距。使用功能性磁振造影，我們首先應用資料驅動的分區演算法將區域分配給社區，然後使用基於模型的演算法進一步探測社區交互作用。在早期發育的感覺和運動群落中，兒童表現出與成人相似的群落結構。跨模式區域出現了差…
摘要 DNA 甲基化是脊椎動物基因調控的重要且豐富的機制
摘要 DNA 甲基化是脊椎動物基因調控的重要且豐富的機制。它在許多其他後生動物中不太常見，並且在一些關鍵模型物種中完全不存在，例如黑腹果蠅和秀麗隱桿線蟲。我們在此報告了一項關於 138 種蛻皮動物中是否存在 DNA 甲基轉移酶 (DNMT) 的綜合研究，涵蓋節肢動物、線蟲動物、節肢動物、有爪動物和緩步動物。其中三個門之前尚未研究過 DNA 甲基化的存在。我們觀察到單一 DNMT…
摘要 我們在這裡報告一個詞彙根，它在全世界多種語言中非常廣泛，包括 50 多種古代語言、長期孤立的語言和
摘要 我們在這裡報告一個詞彙根，它在全世界多種語言中非常廣泛，包括 50 多種古代語言、長期孤立的語言和原始語言。其中大多數依賴毫無爭議的重建，而其他的，從原始尼羅撒哈拉到原始跨新幾內亞，到原始奧地利和原始美洲，可以追溯到一萬多年前，覆蓋所有大陸。我們認為，這個字根可能只是所有現代人類共同的祖先語言的一部分。
摘要 合成系統的發展能夠使分子塊持續主動自組裝，以模擬生命系統的複雜性和動態行為，這對於闡明生命起源、理
摘要 合成系統的發展能夠使分子塊持續主動自組裝，以模擬生命系統的複雜性和動態行為，這對於闡明生命起源、理解生物組織背後的基本原理和設計活性材料具有極大的意義。然而，建構具有與外部能量驅動的分子自組裝過程相關的動態行為和功能的微系統仍然是一個挑戰。在這裡，報導了透過恆定能量通量下的活性自由基聚合，具有動態結構和高結構複雜性的微滴原細胞的主動自組裝。活性微滴原始細胞表現出非線性行為…
摘要 細菌通常透過分泌可以在細胞之間作為公共物品共享的分子來進行合作
摘要 細菌通常透過分泌可以在細胞之間作為公共物品共享的分子來進行合作。由於公共物品的生產容易受到變種人的欺騙，這些變種人利用善而不做出貢獻，因此人們對闡明維持合作的進化力量產生了極大的興趣。然而，人們對在作弊不太重要的條件下細菌合作如何演化知之甚少。在這裡，我們使用實驗進化來追蹤模型公共物品生產的變化，即銅綠假單胞菌的鐵清除鐵載體pyoverdine。經過 9 個不同環境中 1…
摘要 在文章編號 2101162 中，Gong Cheng、Chenyu Lin 和 Juan Pere
摘要 在文章編號 2101162 中，Gong Cheng、Chenyu Lin 和 Juan Perez Mercader 證明，在外部能量的流入下，活性微滴原細胞維持了一系列由分子構件的動態降解/形成驅動的類似生命的複雜非平衡行為。它們表現出振盪生長和收縮，並形成各種動態和高階仿生微觀結構。
摘要 「感知」社會環境從而理解他人的思想和行為的能力使人類能夠融入自己的社會世界，進行溝通和合作，並從他
摘要 「感知」社會環境從而理解他人的思想和行為的能力使人類能夠融入自己的社會世界，進行溝通和合作，並從他人的經驗中學習。在這裡，我們認為，透過計算社會科學的視角，這種能力可以用來推進人類社會性的研究。當策略性地選擇代表特定的興趣人群時，人類社會感測器可以幫助描述和預測社會趨勢。此外，他們關於如何體驗社交世界的報告可以幫助建立受人類社會系統經驗現實約束的社會動態模型。
摘要 由於基因表現對於演化適應很重要，因此其失調是適應不良的重要原因
摘要 由於基因表現對於演化適應很重要，因此其失調是適應不良的重要原因。當活化所需的轉錄因子 (TF) 不結合其調控區域時，失調的基因可能會錯誤地沉默（「關閉」）。相反，當通常不參與其活化的轉錄因子結合其調控區域時，錯誤調控的基因可能會被錯誤地活化（「開啟」），這種現像也稱為調控串擾。破壞或在 DNA 上產生 TF 結合位點的 DNA 突變是錯誤調節和串擾的重要來源。儘管調節不當…
摘要 地球上的所有生命都透過使用一組共享的化學成分和反應而統一起來，為通用生物化學提供了詳細的模型
摘要 地球上的所有生命都透過使用一組共享的化學成分和反應而統一起來，為通用生物化學提供了詳細的模型。然而，這種普遍性概念是目前觀察到的生物化學所特有的，並且不允許對尚未觀察到的例子進行定量預測。在這裡，我們引入一個更普遍的生化普遍性概念，更類似於物理學中討論的普遍性。使用註釋的基因組資料集（包括 11955 個宏基因組和 1282 個古細菌、11759 個細菌和 200 個真核…
摘要 學術機構透過技術授權和創建新創企業在生物技術產業中發揮核心作用，但有關其績效和影響程度的數據卻很少
摘要 學術機構透過技術授權和創建新創企業在生物技術產業中發揮核心作用，但有關其績效和影響程度的數據卻很少。在這裡，我們介紹了麻省理工學院 (MIT) 等機構對技術許可的系統研究。利用 1983 年至 2017 年透過麻省理工學院技術許可辦公室成立的 76 家專注於治療的生命科學公司的數據，我們構建了多項影響力衡量指標，包括橙皮書中引用的麻省理工學院專利、籌集的資金、併購成果、授…
摘要 人員流動影響城市的許多方面，從空間結構到對流行病的反應
摘要 人員流動影響城市的許多方面，從空間結構到對流行病的反應。它最終也是社會互動、創新和生產力的關鍵。然而，我們對個體整體運動的量化理解仍然不完整。現有模型（例如重力定律或輻射模型）專注於流動性的純粹空間依賴性，並且沒有捕捉重複訪問同一地點的不同頻率。在這裡，我們揭示了一個簡單而強大的標度定律，該定律基於來自全球不同城市的大規模流動數據來捕獲人口流動的時間和空間範圍。根據這個定…
摘要 大腦的解剖結構到底如何支持廣泛的複雜功能仍然是基礎和臨床神經科學中一個非常重要的問題
摘要 大腦的解剖結構到底如何支持廣泛的複雜功能仍然是基礎和臨床神經科學中一個非常重要的問題。由於缺乏解釋相對剛性的區域間連接的結構網絡如何產生多樣化的功能神經動力學的理論框架，進展受到阻礙。在這裡，我們透過假設大腦的結構網路架構根據網路控制理論的預測確定了一組可存取的功能連接模式來解決這一差距。在一個由 823 名 8 至 23 歲青少年組成的大型發育隊列中，我們發現大腦區域功…
摘要 大氣中的氧氣被認為在大型複雜多細胞生物的演化中發揮了至關重要的作用
摘要 大氣中的氧氣被認為在大型複雜多細胞生物的演化中發揮了至關重要的作用。挑戰現行理論，我們證明從無氧世界到有氧世界的轉變可以強烈抑制宏觀多細胞的演化。在這裡，我們選擇在一系列代謝可用的 O2 水平上增加多細胞「雪花」酵母的尺寸。雖然酵母在厭氧和高氧氣條件下進化得相當大，但中等氧氣限制了大尺寸的進化。透過定序和合成菌株構建，我們確認這是由於 O2 介導的發散選擇作用於生物體大小…
摘要 動態的大腦狀態轉換對於靈活的工作記憶至關重要，但其網路機制尚不完全清楚
摘要 動態的大腦狀態轉換對於靈活的工作記憶至關重要，但其網路機制尚不完全清楚。在這裡，我們結合健康對照組和精神分裂症患者的功能性磁振造影、藥理學功能磁振造影、遺傳分析和網路控制理論，證明工作記憶表現需要全腦活動狀態之間的切換。狀態的穩定性與多巴胺 D1 受體基因表現有關，而狀態轉換則受 D2 受體表現和藥理調節的影響。精神分裂症患者表現出改變的網絡控制特性，包括更多樣化的能量景…
摘要 在高傳播流行地區，當地惡性瘧原蟲族群表現出編碼其主要表面抗原的 var 基因的巨大多樣性，每種寄生
摘要 在高傳播流行地區，當地惡性瘧原蟲族群表現出編碼其主要表面抗原的 var 基因的巨大多樣性，每種寄生蟲都包含來自該多樣化基因庫的多個拷貝。這種透過大量組合抗原多樣性來逃避免疫系統的策略對於其他高度多樣化的病原體來說是常見的。它是一系列基本流行病學特徵的基礎，包括無症狀感染率高和長期感染造成的大量傳播。先前的理論表明，由宿主獲得特異性免疫介導的負頻率依賴性選擇（NFDS）以非…
摘要 結構形成系統在自然界中無所不在，從原子構建分子到膠體兩棲粒子的自組裝
摘要 結構形成系統在自然界中無所不在，從原子構建分子到膠體兩棲粒子的自組裝。了解此類系統的基本熱力學仍然是一個重要議題。在這裡，我們推導了結構形成系統的熵，該熵與玻爾茲曼 吉布斯熵不同，其術語明確捕獲了聚類狀態。對於大型系統和低濃度，該方法相當於大正則係綜；對於小型系統，我們發現存在顯著偏差。我們推導了結構形成系統的詳細漲落定理和克魯克斯功漲落定理。討論了與粒子自組裝理論的連結…
摘要 經濟成長與經濟活動的多樣化有關，這可以透過產品出口籃子的演變來觀察
摘要 經濟成長與經濟活動的多樣化有關，這可以透過產品出口籃子的演變來觀察。出口新產品取決於擁有和獲取一組特定的能力，從而使多元化過程依賴路徑。對能力的同一性採取不可知論的觀點，在這裡我們推導了國家能力累積和產品多樣化的定向動態過程的機率模型。利用國際貿易數據，我們確定了一組預先存在的產品，即產品生態系統，使產品能夠具有競爭力的出口。我們建構了一個有向產品網絡，即生態空間，其中邊…
摘要 我們研究超圖上的群集同步（一種同步類型，系統中不同組的振盪器遵循不同的同步軌跡），其中超邊對應於節
摘要 我們研究超圖上的群集同步（一種同步類型，系統中不同組的振盪器遵循不同的同步軌跡），其中超邊對應於節點之間的高階交互作用。具體來說，我們重點關注如何透過根據從系統其餘部分接收到的輸入對節點進行聚類來從超圖結構中確定可接受的同步模式，以及如何使用超圖結構與聚類同步模式來簡化穩定性分析。我們根據外部公平劃分來製定我們的結果，但也顯示瞭如何使用對稱性考慮因素。在這兩種情況下，我們…
摘要 氣候變遷對瘧疾傳播重要性的反駁是，自新世紀之交以來，預計氣溫升高的地區的季節性流行病規模顯著下降
摘要 氣候變遷對瘧疾傳播重要性的反駁是，自新世紀之交以來，預計氣溫升高的地區的季節性流行病規模顯著下降。這種下降在東非人口稠密的高地已經觀察到，這裡是早期關於 20 世紀 70 年代至 90 年代流行病規模顯著增加的原因的爭論的中心。這裡記錄了 2000 年左右發病率趨勢的轉變，其中有埃塞俄比亞高地惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲瘧疾病例的廣泛時間記錄。透過統計分析和基於過程的傳播模型，…
摘要 對抗 COVID 19 的社區緩解策略，從健康衛生到就地避難令，都需要付出龐大的社會經濟成本
摘要 對抗 COVID 19 的社區緩解策略，從健康衛生到就地避難令，都需要付出龐大的社會經濟成本。明智地實施和放寬限制可以擴大公共衛生效益，同時降低成本。我們根據每日 COVID 19 住院得出在緩解階段之間切換的最佳策略。在公眾遵守的情況下，政策觸發器很有可能確保重症監護病房有足夠的容量，同時最大限度地縮短嚴格緩解措施的持續時間。相較之下，我們表明其他明智的 COVID 1…
摘要 綜合資訊理論是目前領先的意識數學理論
摘要 綜合資訊理論是目前領先的意識數學理論。該理論的核心依賴於意識的標量數學測量 Φ 的計算，這是從該理論的現象學公理推導出來的。在這裡，我們表明，儘管 Φ 被廣泛使用，但它並不是一個定義明確的數學概念，因為它指定的值既不是唯一的也不是特定的。這個問題有時被稱為“未確定的感受性”，是用於計算 Φ 的優化例程退化的結果，這導致在確定所研究的系統的意識時出現模糊性。作為演示，我們首…
摘要 人類社會與自然環境之間日益密切的聯繫正在推動新型病原體的出現，為人類和動物帶來毀滅性的後果
摘要 人類社會與自然環境之間日益密切的聯繫正在推動新型病原體的出現，為人類和動物帶來毀滅性的後果。在出現之前，這些病原體存在於複雜的生態系統中，其特徵是寄生蟲、宿主和環境之間的營養相互作用。預測這些生態系統的干擾如何使人類和動物面臨新興病原體的風險，以及管理此問題的最佳方法，仍然是一項重大挑戰。預測系統生態模型是重建生態系功能的強大工具，但尚未考慮用於傳染病建模。部分原因在於人…
摘要 為了防止歧視，美國海軍入伍人員晉升過程主要依靠客觀措施
摘要 為了防止歧視，美國海軍入伍人員晉升過程主要依靠客觀措施。然而，它也使用了水手上級的主觀意見。海軍的晉升和保留過程涉及兩個連續的決定：海軍決定是否晉升某個人，並根據該決定，水手決定是否留下來。透過這些相關決策過程的估計，我們發現在 1997 年至 2008 年期間，黑人和西班牙裔獲得晉升的可能性低於白人，尤其是在戰時。海軍的決策對黑人不同晉升率的影響是各群體特徵差異的兩倍。…
摘要 人們越來越認識到，生態系統可以在很長一段時間內遠離漸近狀態，因此生態理解需要更深入地了解生態瞬變發
摘要 人們越來越認識到，生態系統可以在很長一段時間內遠離漸近狀態，因此生態理解需要更深入地了解生態瞬變發生的時間。最近的工作定義了可能導致長瞬態的確定性機制的類別。鑑於生態系中隨機性的普遍存在，對包含隨機性影響的瞬變進行類似的系統處理非常重要。隨機性當然可以透過防止系統永久穩定在漸近狀態附近來促進瞬態動力學的出現，但隨機性也與確定性特徵相互作用，以創建定性的新動力學。因此，隨機…
摘要 關於純電動車（BEV）充電和其他配套基礎設施的不同提案的有效性仍然存在疑問
摘要 關於純電動車（BEV）充電和其他配套基礎設施的不同提案的有效性仍然存在疑問。在這裡，我們研究了為純電動車充電並用遠程車輛補充的方案，包括在不常見的高能量日子裡，否則可能會阻礙個人車輛的電氣化。我們研究西雅圖和美國範圍內的旅行活動及其能源需求，以確定適合現有生活方式的策略。我們發現，家庭路內或路外充電在所有策略中都至關重要，而高速公路快速充電和/或補充車輛可能是有影響力的補…
摘要 社會和行為因素影響人類疾病的出現、傳播和控制
摘要 社會和行為因素影響人類疾病的出現、傳播和控制。本文回顧了目前的疾病建模方法以及與社會科學研究、風險溝通和社區參與實踐的數據整合的挑戰和機會。社會和行為因素對於人類疾病的出現、傳播和遏制至關重要，也是疾病爆發的過程、持續時間和結果的關鍵決定因素。最近西非伊波拉疫情和全球 2019 年冠狀病毒病 (COVID 19) 的流行凸顯了開發能夠更好地整合社會和行為動力學及理論的傳染…
摘要 在推出冠狀病毒疾病疫苗接種過程中，政策制定者面臨關鍵的權衡
摘要 在推出冠狀病毒疾病疫苗接種過程中，政策制定者面臨關鍵的權衡。使用傳播的數學模型，我們發現疫苗接種的推出時間預計對死亡率的影響比基於風險的優先順序和接種的影響要大得多，並且優先接種第一劑而不是第二劑可能會挽救生命。
摘要 腫瘤抑制磷酸酶和張力蛋白同源物 (PTEN) 負向調節胰島素訊號路徑
摘要 腫瘤抑制磷酸酶和張力蛋白同源物 (PTEN) 負向調節胰島素訊號路徑。種系 PTEN 致病性變異會導致 PTEN 錯構瘤症候群 (PHTS)，與兒童脂肪瘤的發展有關。目前尚不清楚哪些機制引發了這種異常的脂肪組織生長。脂肪細胞祖細胞 (APC) 在連續培養過程中失去分化為脂肪細胞的能力，而來自 PHTS 患者脂肪瘤的 APC 在較長時間內保留其成脂潛力。為了研究 PTEN …
摘要 儲存和操作資訊的能力是計算系統的標誌
摘要 儲存和操作資訊的能力是計算系統的標誌。計算機經過精心設計，可以表示結構化資料並對其執行數學運算，而神經生物學系統無需顯式設計即可適應執行類似的功能。最近的努力在神經系統中資訊的表示和回憶建模方面取得了進展。然而，神經系統究竟如何學習修改這些表示法仍遠未可知。在這裡，我們證明循環神經網路（RNN）可以僅使用範例來學習修改其複雜資訊的表示，並用新理論解釋相關的學習機制。具體來…
摘要 在挪威童話《粗魯的三隻比利山羊》中，同名的比利山羊面臨著一個嚴重的困境：它們稱之為家的田地是貧瘠的
摘要 在挪威童話《粗魯的三隻比利山羊》中，同名的比利山羊面臨著一個嚴重的困境：它們稱之為家的田地是貧瘠的，它們必須穿過一座橋才能到達更綠的牧場。問題是橋下住著一個可怕的巨魔，如果山羊靠得太近，就會威脅要把它們吞掉。巨魔對兩個領域之間唯一可行路徑的權威賦予了它對誰來誰去的巨大權力。畢竟，最終智勝巨魔的比利山羊，如果有一條路的話，肯定會採取不同的道路。為了捕捉突出路徑的重要性，網路…
摘要 酵母培養物中的代謝自同步凸顯了我們對基本細胞過程的理解的重大差距
摘要 酵母培養物中的代謝自同步凸顯了我們對基本細胞過程的理解的重大差距。這種振盪滲透到整個細胞生理學中，轉錄組在編碼生物合成和生長、分解代謝和壓力反應的基因表現之間振盪。然而，較長的蛋白質半衰期抑制了轉錄本豐度的波動，而假定的功能仍然難以捉摸。我們分析了超過 2.5 個週期的短週期呼吸振盪（約 36 分鐘，菌株 IFO 0233）的 RNA seq 時間序列，先於系統動力學的明…
摘要 傳統的新古典經濟學假設完全理性的代理人（公司、消費者、投資者）面臨明確的問題並達到與該行為引起的整
摘要 傳統的新古典經濟學假設完全理性的代理人（公司、消費者、投資者）面臨明確的問題並達到與該行為引起的整體結果一致（均衡）的最佳行為。這種理性的均衡體系產生了優雅的經濟學，但具有限制性且常常不切實際。複雜性經濟學放鬆了這些假設。它假設代理人不同，他們對其他代理人的資訊不完全，因此必須嘗試理解他們所面臨的情況。智能體探索、反應並不斷改變他們的行動和策略，以回應他們共同創造的結果。…
摘要 我們建立了一個族群的演化模型，該族群由兩種類型的相互作用的個體組成，這些個體在隨機環境條件下繁殖
摘要 我們建立了一個族群的演化模型，該族群由兩種類型的相互作用的個體組成，這些個體在隨機環境條件下繁殖。我們證明，演化主導行為不僅使每種類型的後代數量最大化，而且還最小化每種類型的後代數量之間的相關性，使其趨於 1。我們提供了幾個例子來說明如何使用相關性來解釋合作的演變。
摘要 我們研究了不朽分支過程的動力學
摘要 我們研究了不朽分支過程的動力學。在經典的關鍵分支過程中，粒子以相同的速率產生單一後代或死亡。儘管平均人口在時間上是恆定的，但人口的最終命運是滅絕。我們透過以下假設來增強這種不朽的分支過程：（a）單一粒子不會死亡，或者（b）存在一個不朽的幹細胞，它可以產生隨後可以經歷關鍵分支的普通細胞。我們也治療不朽的兩種類型的分支。我們討論這些不朽分支過程的新動力學方面。
摘要 童年社會經濟地位（SES）是物質和社會資源可用性的衡量標準，也是終身福祉最強的預測因素之一
摘要 童年社會經濟地位（SES）是物質和社會資源可用性的衡量標準，也是終身福祉最強的預測因素之一。在這裡，我們回顧了與兒童社會經濟地位相關的經驗不僅影響結果而且影響大腦發育速度的證據。我們認為，較高的兒童期社會經濟地位與長期的大腦結構發育和功能網絡分離的長期軌跡有關，最終導致成年期更有效的皮質網絡。我們假設，更多接觸慢性壓力會加速大腦成熟，而更多地接觸新的正向經驗會減緩成熟。我…
摘要 自上而下和自下而上的力量決定了生態系統的功能和動態
摘要 自上而下和自下而上的力量決定了生態系統的功能和動態。漁業作為自上而下的力量可以縮短和破壞食物網的穩定，而氣候變遷驅動的影響可以改變初級生產力的自下而上的力量。我們使用網絡分析和生物能模型評估了高解析度潮間帶食物網對這兩個全球變化驅動因素的反應。我們量化了手工漁業作為另一種捕食物種的相對重要性，並評估了漁業和浮游生物生產力變化對食物網動態的獨立和綜合影響。食物網對所有捕撈物…
摘要 對大多數生物體來說，能夠應付不確定性是最重要的
摘要 對大多數生物體來說，能夠應付不確定性是最重要的。當線索提供有關環境狀態的資訊時，生物體可以利用它們靈活地做出反應。生命形式已經進化出複雜的適應和感覺機制來利用這些環境線索並提取有關環境的有價值的資訊。先前的研究表明，從線索中提取的健身益處存在理論上的限制。我們表明，先前使用的資訊理論方法可以推廣到涉及可能表型數量和環境狀態之間任何潛在關係的場景。當生理限製或複雜的生態場景…
摘要 當疫苗有望結束冠狀病毒大流行時，不斷出現的新變種可能會加速這一流行
摘要 當疫苗有望結束冠狀病毒大流行時，不斷出現的新變種可能會加速這一流行。安全有效的疫苗以驚人的速度開發，卻因實際疫苗接種的緩慢進展而受到阻礙，而每天有 3,000 名美國人死亡。
慢性中風患者的上肢損傷似乎部分歸因於網狀脊髓束（RST）的上調
摘要 背景。慢性中風患者的上肢損傷似乎部分歸因於網狀脊髓束（RST）的上調。在這裡，我們使用基於經顱磁刺激 (TMS) 的代理措施評估了皮質脊髓 (CST) 和 RST 連接對亞急性中風運動障礙和技能習得的影響是否有所不同。方法。 38 名中風倖存者被隨機分配到中風後 3 6 週進行訓練（加上常規護理）或僅進行常規護理。在中風後 3、6 和 12 週，我們使用單脈衝 TMS 測…
摘要 精神分裂症的特徵是與 GABA 電路異常相關的臉部情緒處理缺陷，這種缺陷也存在於一級親屬中
摘要 精神分裂症的特徵是與 GABA 電路異常相關的臉部情緒處理缺陷，這種缺陷也存在於一級親屬中。臉部情緒處理涉及大腦區域的分散式網絡，包括杏仁核等邊緣區域和梭狀皮質等視覺處理區域。使用阿普唑侖等苯二氮平類藥物對 GABA 能迴路進行藥理調節，有助於研究精神分裂症中的這種臉部情緒處理網絡和相關的 GABA 能異常。在這裡，我們使用藥理學調節和計算模型來研究 GABA 能異常對精…
摘要 儘管旱地範圍廣泛且具有社會生態重要性，但仍缺乏對旱地的全面生物地理綜合分析
摘要 儘管旱地範圍廣泛且具有社會生態重要性，但仍缺乏對旱地的全面生物地理綜合分析。在這裡，我們綜合了全球旱地關鍵生物（維管束和非維管束植被以及土壤微生物）、屬性（功能特徵、空間模式、植物與植物以及植物與土壤相互作用）和過程（生產力和土地覆蓋）的生物地理學。這些地區具有悠久的演化歷史，是許多植物譜系的多樣化中心，並包括重要的植物多樣性熱點。這種多樣性捕捉了全球觀察到的葉片功能多樣…
摘要 人們提出了競爭性系統發育模型來解釋引入其他群落的物種的成功
摘要 人們提出了競爭性系統發育模型來解釋引入其他群落的物種的成功。在這裡，我們提出了一項研究，使用幾種替代模型預測引入佛羅裡達、夏威夷和紐西蘭的鳥類的定殖成功，考慮物種與來源和接收範圍分類群的系統發育相關性、繁殖壓力和性狀。我們發現源區域系統發育結構的預測能力得到了一致的支持。然而，我們發現受體區域系統發育結構的影響在符號和大小上有所不同，取決於源區域系統發育結構的包含、受體物…
摘要 動物模型對於增進我們對人類疾病分子途徑的了解至關重要
摘要 動物模型對於增進我們對人類疾病分子途徑的了解至關重要。然而，目前尚不清楚健康個體中路徑的組織表現在物種之間保守到什麼程度。此外，動物模型中通常缺乏有關途徑的生物體特異性資訊。在這些限制內，我們探討了動物模型小鼠、大鼠和豬的公開數據所產生的可能性。我們透過將人類對應的策劃途徑與模型中的組織表達數據結合來近似動物途徑的活動。具體來說，我們比較人類基因的動物直系同源物是否在同一…
摘要 我們描述了一種合成核糖開關元件，它實現了直接解決關鍵 tRNA 成熟步驟的調節原理
摘要 我們描述了一種合成核糖開關元件，它實現了直接解決關鍵 tRNA 成熟步驟的調節原理。此核糖開關採用合理的電腦設計方法構建，透過響應配體隔離或暴露 tRNA 前體的單鏈 5' 前導區域來調節 RNase P 催化的 tRNA 5' 加工。 5' 前導序列中的單一鹼基對定義了核糖開關在體外和體內的調節潛力。我們的數據為先前關於前導區結構對於 tRNA 成熟的重要性的假設提供了…
摘要 由於人為影響，本世紀生態系統面臨重大的多樣性喪失
摘要 由於人為影響，本世紀生態系統面臨重大的多樣性喪失。棲息地喪失、資源過度開發、入侵和污染正在迅速危及整個社區的生存，人口的顯著減少就表明了這一點。此外，未來臨界點的潛力使它們的生存更加複雜化，並改變了我們對風險的看法。最近有人提出，拉平物種滅絕曲線並防止災難性轉變的潛在方法將涉及對這些群落之一內的選定物種進行工程改造，旨在幫助維持與高度多樣性相容的關鍵條件。這種可能性已開始…
摘要 目的 動物實驗表明，懷孕期間攝取高糖可能會使後代容易肥胖，但很少有人研究檢驗這種關係
摘要 目的 動物實驗表明，懷孕期間攝取高糖可能會使後代容易肥胖，但很少有人研究檢驗這種關係。這項研究探討了懷孕期間飲用含糖飲料（SSB）與兒童時期熱量攝取之間的關係。方法 利用兒童體重、身高和體力活動水平的隊列數據，採用經過實驗室驗證的能量平衡微觀模擬模型來推斷 11 歲以下兒童的熱量攝取量。接著採用隨機效應模型來探討產前母親消耗與兒童時期推斷的熱量攝取之間的關係。結果 妊娠中…
摘要 石油洩漏和颶風等災難性事件發生在許多海洋系統中
摘要 石油洩漏和颶風等災難性事件發生在許多海洋系統中。海洋保護區的潛在作用之一是緩衝族群免受干擾，包括阿利效應下乾擾驅動的族群崩潰的可能性。這種緩衝能力取決於網路中的儲備提供救援效果，建立一個權衡，儲備需要連接起來以促進救援，但也需要分佈在空間中以防止同時滅絕。我們使用一組族群模型來檢查擴散能力和擾動機制如何相互作用，以確定最佳保留間距。我們將捕撈納入空間明確的模型中，以了解目…
摘要 擴大活動範圍的族群可以經歷快速的演化適應，這可能會受到有性生殖和基因流動的幫助或阻礙
摘要 擴大活動範圍的族群可以經歷快速的演化適應，這可能會受到有性生殖和基因流動的幫助或阻礙。人们对这种适应的基因组原因和后果知之甚少。我們研究了在具有均勻環境或 pH 梯度的景觀中原生生物嗜熱四膜蟲的實驗範圍擴展過程中的基因組適應，無論是否存在基因流和有性生殖。我們使用混合基因組定序來識別因範圍擴大和 pH 梯度而受到選擇的基因。對範圍擴展的適應影響了參與細胞分裂和 DNA 修…
摘要 本文旨在透過發展一種建構解釋性理論的實用方法論：理論建構方法論（TCM）來改善心理學的理論形成
摘要 本文旨在透過發展一種建構解釋性理論的實用方法論：理論建構方法論（TCM）來改善心理學的理論形成。中醫是五個步驟的序列。首先，理論家確定了成為解釋目標的經驗現象領域。其次，理論家建構了一個原型理論，即一套推定解釋這些現象的理論原理。第三，原型理論用於建構正式模型，即一組編碼解釋原理的模型方程式。第四，理論家透過形式化其經驗現象並評估模型是否確實再現了這些現象來研究模型的解釋…
摘要 感覺尋求的波動可能會影響冒險行為，因此需要考慮這些波動及其前因
摘要 感覺尋求的波動可能會影響冒險行為，因此需要考慮這些波動及其前因。在 21 天的每日日記資料中（n = 78 名參與者；平均年齡 = 21.18，SD = 1.75；80.77% 為女性），比平常感覺尋求更高的日子也是比平常冒險行為更高的日子，並且比比平時感覺尋求更低的日子更有可能是飲酒的日子。平均而言，危險行為的結果受到正面評價。在相同的 21 天內，每天對同一參與者進行…
摘要 測量它們的傳統方法是使用配對實驗，但此類實驗無法擴展到物種豐富的群落
摘要 測量它們的傳統方法是使用配對實驗，但此類實驗無法擴展到物種豐富的群落。對於這些人來說，使用基於空間模式的關聯網路可能提供更現實的方法。雖然這種方法在非生物脅迫環境（高山和乾旱生態系統）中取得了成功，但尚不清楚它在其他類型環境中的推廣效果如何。我們透過使用植物空間關聯網絡記錄羊放牧的地中海乾旱草原中植物群落結構的變化來幫助填補這一知識空白。我們研究了這些網絡的結構如何隨著放…
摘要 宿主與病原體的相互作用施加了反覆的選擇壓力，導致兩個競爭物種不斷適應和反適應
摘要 宿主與病原體的相互作用施加了反覆的選擇壓力，導致兩個競爭物種不斷適應和反適應。在這裡，我們試圖研究這種演化軍備競賽，並使用黑腹果蠅作為模型宿主及其天然病原體果蠅 C 病毒 (DCV)，評估先天免疫系統對病毒族群多樣性和演化的影響。我們首先對八種果蠅基因型進行了同源化，產生了 RNAi、Imd 和 Toll 先天免疫途徑以及病原體感知和腸道更新途徑缺陷的動物。然後口服感染野…
摘要 傳統上，選舉民調會詢問參與者自己的投票意圖
摘要 傳統上，選舉民調會詢問參與者自己的投票意圖。在《自然人類行為》中，我們報道稱，透過詢問參與者他們認為自己的社交圈會如何投票，我們可以改進對 2016 年美國和 2017 年法國總統選舉的預測。一個潛在的擔憂是，在政治選擇較多的選舉中，社交圈問題的預測效果可能較差，因為追蹤社交聯絡人計畫如何投票變得更加困難。然而，我們現在發現，在兩場多政黨選舉的預測中：荷蘭2017年大選和…
摘要 我們討論 1 + 1 維雙分量非線性薛丁格系統的移動和俘獲孤立波解對奇 PT 外部週期復勢的反應
摘要 我們討論 1 + 1 維雙分量非線性薛丁格系統的移動和俘獲孤立波解對奇 PT 外部週期復勢的反應。透過對非線性系統進行數值模擬並使用集體座標變分近似來探索擾動孤立波的動力學行為。我們給出了與其中涉及的參數值和初始條件的選擇相對應的案例。將集體座標近似的結果與數值模擬進行比較，我們觀察到兩者之間在品質上具有良好的一致性。與複雜週期 PT 對稱勢中的單分量孤立波的情況不同，集…
摘要 遏制新冠肺炎 (COVID 19) 大流行的努力導致世界各地的經濟、學校和社會生活出現間歇性、有時
摘要 遏制新冠肺炎 (COVID 19) 大流行的努力導致世界各地的經濟、學校和社會生活出現間歇性、有時甚至是嚴重的停頓。美國和許多其他國家的政策制定者必須在恢復這些活動與控制新型冠狀病毒的傳播之間取得平衡，並為此採取了多種不同的政策行動，包括檢測、接觸者追蹤、隔離、口罩強制要求和（最近的）疫苗。然而，由於個人和環境之間的高度異質性以及 SARS CoV 2 病毒本身潛在流行病…
摘要 SARS CoV 2 感染的一個關鍵問題是為什麼病毒量和患者結果因人而異
摘要 SARS CoV 2 感染的一個關鍵問題是為什麼病毒量和患者結果因人而異。由於病毒傳播和免疫反應的時空動力學在體內研究具有挑戰性，我們開發了冠狀病毒空間免疫模型（SIMCoV），這是一種可擴展的計算模型，可以模擬數億個肺細胞，包括呼吸道上皮細胞和 T 細胞。 SIMCoV 複製了在患者中觀察到的病毒生長動態，並表明空間分散的感染會導致病毒量增加。該模型顯示了 T 細胞反應…
摘要 人們如何判斷同儕的特徵
摘要 人們如何判斷同儕的特徵？我們研究哪些認知策略是同儕判斷的基礎，這些策略產生了哪些群體層面的判斷模式，以及它們是否產生了準確的判斷。我們發展了一個通用模型，可以比較不同的認知策略，包括自我投射、基於頻率、記憶和推理策略。我們將其應用於一個獨特的數據集，包括無家可歸青少年 (N=239) 的藥物使用情況的自我報告和同儕判斷。我們找到了根據個人經驗和社會環境提供的資訊適應性使用…
摘要 隨著 COVID 19 疫苗接種在全球範圍內開始，政策制定者面臨關鍵的權衡
摘要 隨著 COVID 19 疫苗接種在全球範圍內開始，政策制定者面臨關鍵的權衡。使用 COVID 19 傳播的數學模型，我們發現推出時間預計對死亡率的影響遠大於基於風險的優先順序和依從性，並且優先接種第一劑而不是第二劑可能會挽救生命。
摘要 我們提出了一種新的選舉預測貝葉斯引導方法，該方法結合了有關人們自己意圖的傳統民意調查問題和他們對其
摘要 我們提出了一種新的選舉預測貝葉斯引導方法，該方法結合了有關人們自己意圖的傳統民意調查問題和他們對其他人將如何投票的期望。它將每個參與者的選舉獲勝者期望視為考慮到該個人可用的私人和公共證據的最佳貝葉斯預測。然後，它推斷出獨立證據並將其匯總到參與者中。 Bootstrap 預測優於 2020 年美國大選的全國總體民意調查，以及基於 2018 年和 2020 年美國大選之前對大…
摘要 許多蠕蟲和節肢動物物種形成物理連接的聚集體，其中個體之間的相互作用產生了新興的宏觀動態和功能，從而
摘要 許多蠕蟲和節肢動物物種形成物理連接的聚集體，其中個體之間的相互作用產生了新興的宏觀動態和功能，從而增強了集體生存。特別是一些水生蠕蟲，如加州黑蟲（Lumbriculus variegatus），會將身體纏繞成緻密的斑點，以保護自己免受外部壓力的影響，並在乾燥條件下保持水分。受最近揭示黑蟲斑點中緊急運動的實驗的啟發，我們透過將每條蠕蟲建模為自驅動布朗聚合物來研究集體蠕蟲動力…
摘要 我們研究了由兩類人組成的群體中的多數規則動態，每類人都有兩種意見狀態 +/ 1，並且不同類人之間的
摘要 我們研究了由兩類人組成的群體中的多數規則動態，每類人都有兩種意見狀態 +/ 1，並且不同類人之間的互動可調節。在更新中，如果所有小組成員屬於同一類別，則隨機選擇的小組將採用多數意見；如果不是，則以 epsilon 率應用多數規則。如果 epsilon = epsilon(c) = 1 9，則在與人口規模呈對數比例縮放的時間內達成共識。如果 epsilon < epsilo…
摘要 自由開源軟體 (FOSS) 是根據許可證發布的任何電腦程序，該許可證授予用戶出於任何目的運行該程序
摘要 自由開源軟體 (FOSS) 是根據許可證發布的任何電腦程序，該許可證授予用戶出於任何目的運行該程序、研究該程序、修改該程序以及以原始或修改後的形式重新分發該程序的權利。我們的目標是探索自由開源軟體和計算再現性之間的交叉點。我們首先將自由和開源軟體與其他「開放」倡議聯繫起來，特別是開放科學、開放研究和開放學術。在這種情況下，我們認為當今任何積極為研究過程做出貢獻的人都是計算…
摘要 蜜蜂（Apis mellifera L.）透過集體組織通訊網路來傳播不穩定的費洛蒙訊號，聚集在蜂王
摘要 蜜蜂（Apis mellifera L.）透過集體組織通訊網路來傳播不穩定的費洛蒙訊號，聚集在蜂王周圍。我們先前的研究表明，個體蜜蜂會透過「氣味」釋放信息素，並扇動翅膀來引導訊號流，從而創建有效的搜尋和聚合過程。在這項工作中，我們以物理障礙的形式引入了環境壓力源，這些障礙部分地阻止了信息素訊號並阻止了通往蜂王的寬闊路徑。我們採用機器學習方法從實驗記錄中提取數據，並表明，在…
摘要 表演宗教虔誠的戲劇性行為、舉辦藝術展覽或發布新產品都是表明品質並有助於建立聲譽的公共行為的例子
摘要 表演宗教虔誠的戲劇性行為、舉辦藝術展覽或發布新產品都是表明品質並有助於建立聲譽的公共行為的例子。訊號理論預測這些公共展示可以可靠地揭示品質。然而，來自印度南部的民族誌工作的數據表明，與更邊緣化的個人相比，更傑出的個人從建立聲譽的宗教活動中獲得更多。為了理解這種現象，我們首先使用分析模型，然後使用基於主體的模型，將訊號理論擴展到包括人們的社會地位或社會資本的變化。我們考慮社…
摘要 事實證明，聲譽可以為人類社會的合作問題提供非正式的解決方案
摘要 事實證明，聲譽可以為人類社會的合作問題提供非正式的解決方案。在回顧了連結聲譽和合作的模型之後，我們討論了聲譽是如何從嵌入到自身發生內生變化的社交網路中的資訊交換中產生的。理論研究強調，網路拓撲對合作程度有不同的影響，因為它們可以促進或阻礙聲譽資訊的流動。隨後，我們回顧了旨在掌握聲譽、合作和社交網路共同演化的模型和實證研究。我們在文獻中確定了有關網路如何影響聲譽的準確性、共…
摘要 社會系統的適應性使其能夠克服環境帶來的挑戰以及內部壓力
摘要 社會系統的適應性使其能夠克服環境帶來的挑戰以及內部壓力。這種適應性過程與複雜性的增加有關，這體現在其組成部分的更大多樣性、新的組織形式以及其他轉變。然而，這些適應是有成本的，需要管理，否則可能引發社會動盪和危機進程。目前，資訊科技的出現加速並放大了社會系統的適應過程。在這項工作中，我們探討了適應、複雜性和危機之間的密切關係，並展示了它在數位社會環境中的表達，儘管有一些特殊…
摘要 大規模的非親屬合作是人類成功的獨特因素
摘要 大規模的非親屬合作是人類成功的獨特因素。在一個充滿自私自利的個體的世界中，這種類型的合作很難解釋。本期主題提倡採用跨學科方法，使我們能夠探索和理解聲譽系統的演變和維護，重點是八卦和誠實的信號。本期特刊中的文章引起我們對聲譽系統運作的複雜性的關注，並提出以下問題：（i）基於聲譽的系統的必要條件是什麼？ (ii) 聲譽系統的內容和背景是什麼？ (iii) 聲譽如何促進合作？ …
摘要 我們對物理學的理解比對意識的理解好得多
摘要 我們對物理學的理解比對意識的理解好得多。我考慮基本本體論的內在心理方面可能會引起已知物理定律的修改，或者如果不存在這樣的修改，它們是否可能與解釋意識相關。我認為，我們目前的物理學知識應該讓我們對已知規則的假設修改持懷疑態度，如果沒有這樣的修改，很難想像內在的心理方面如何發揮有用的解釋作用。提交給《意識研究雜誌》的論文草稿版本，該特刊回應了菲利普·戈夫的《伽利略的錯誤：新意…
摘要 戒菸是出了名的困難
摘要 戒菸是出了名的困難。尼古丁依賴模型認為，認知控制的強度有助於在戒菸嘗試期間維持戒菸。我們使用經過充分驗證的行為範式的新穎改編來研究與認知控制相關的大規模功能性大腦系統在吸煙中的作用。我們使用 17 位每天吸菸者（五名女性）戒菸 12 小時後的數據。參與者在一次掃描過程中完成最多 10 次連續的 5 分鐘功能性磁振造影 (fMRI) 運行。每次運行後，參與者決定是留在掃描儀…
摘要 大腦以多種解析度或尺度組織成網絡，但功能網絡發育的研究通常集中在單一尺度
摘要 大腦以多種解析度或尺度組織成網絡，但功能網絡發育的研究通常集中在單一尺度。在這裡，我們在大量青少年樣本（n = 693，年齡 8 23 歲）中得出了跨 29 個尺度的個性化功能網絡，以識別與神經認知發展相關的網絡重組的多尺度模式。我們發現網絡間耦合的發展變化系統性地遵循並加強了皮質組織的功能層次結構。此外，我們觀察到尺度依賴效應存在於低階、單峰網路中，但不存在於高階、跨模…
摘要 透過對線性尺寸 L（N == Ld 且 d = 1, 2, 3）的 d 維晶格進行第一原理分子動力
摘要 透過對線性尺寸 L（N == Ld 且 d = 1, 2, 3）的 d 維晶格進行第一原理分子動力學模擬，研究了經典的 α − XY 慣性模型，該模型由 N 個二元旋轉體組成，其特徵是相互作用隨著距離 rij 衰減為 1/rαij (α ≥ 0)。極限 α = 0 和 α → ∞ 分別對應於無限範圍和最近鄰相互作用，而比率 α/d 1 (0 ≤ α/d ≤ 1) 與短程（…
摘要 了解大腦的結構解剖學和神經活動之間的關係對於確定與神經系統疾病的功能變化相關的結構治療目標至關重要
摘要 了解大腦的結構解剖學和神經活動之間的關係對於確定與神經系統疾病的功能變化相關的結構治療目標至關重要。一個隱含的挑戰是，神經科學文獻中用來描述大腦不同區域的不同大腦地圖或地圖集改變了我們對這些區域的大腦功能所做的假設和預測。在這裡，我們展示了這些圖集的分割尺度、形狀和解剖覆蓋範圍如何影響網路拓撲、結構功能相關性 (SFC) 以及我們對癲癇疾病生物學所做的假設。透過我們疾病系…
摘要 實際有用的計算是透過物理過程實例化的
摘要 實際有用的計算是透過物理過程實例化的。資訊必須在系統配置中儲存和更新，其能量決定計算成本。為了描述熱力學和生物資訊處理，越來越多的結果將速率方程式作為計算的基礎力學。然而，嚴格應用這些連續時間隨機馬可夫動力學，排除了自然計算的範圍。在這個框架內，像非門（翻轉一位）和交換兩位這樣簡單的操作是無法存取的。我們證明，透過允許資訊儲存在系統的潛在狀態中，將工具集擴展到連續時間隱馬…
摘要 番茄黑環病毒（TBRV）是感染全世界多種植物的重要病原體
摘要 番茄黑環病毒（TBRV）是感染全世界多種植物的重要病原體。 TBRV 的系統發育研究已經進行，儘管受到使用短基因組區域或減少分離株數量的限制。在本研究中，我們基於來自不同寄主植物和歐洲地理區域的 57 種 TBRV 分離株（47 種來自波蘭、8 種來自立陶宛、1 種來自英國和 1 種來自匈牙利）的外殼蛋白基因 (CP) 序列進行了詳盡的系統發育和群體遺傳分析。此外，也分析…
摘要 人類活動越來越多地導致動植物群落受到干擾，從而導致局部滅絕
摘要 人類活動越來越多地導致動植物群落受到干擾，從而導致局部滅絕。雖然這些負面影響在局部範圍內清晰可見，但尚不清楚這種局部斑塊滅絕如何影響區域過程，例如元群落動態和空間多樣性分佈。由於局部滅絕可能不是空間中的孤立事件，而是聚集在一起，因此在空間明確的框架中研究其影響至關重要。在這裡，我們使用實驗微觀世界和數值模擬來理解局部斑塊滅絕和元群落動態之間的關係。更具體地說，我們研究了全…
摘要 多細胞生物的反覆演化導致了生物體的廣泛多樣性，其中許多是無柄的，包括陸地植物、許多真菌和群體動物
摘要 多細胞生物的反覆演化導致了生物體的廣泛多樣性，其中許多是無柄的，包括陸地植物、許多真菌和群體動物。固著生物一生的大部分時間都黏附在表面上，在那裡它們生長並競爭空間。儘管表面相關的多細胞生物很普遍，但人們對其演化起源知之甚少。在這裡，我們介紹了一種基於細胞空間譜系追蹤的新穎理論方法來研究這種起源。我們證明多細胞性可以從兩種廣泛的細胞特性快速進化：細胞黏附和黏附的調節控制。透…
摘要 摘要倒數第二句存在文字錯誤
摘要 摘要倒數第二句存在文字錯誤。出版商對這個錯誤表示歉意。這句話應該是：“這個閾值對應於我們稱為 Rdiv 的“創新”數字；它與經典的傳染病基本繁殖數 R0 定義的數字不同，但又是互補的，R0 在大且動態的菌株多樣性下並不容易應用。”
摘要 「信號」是許多科學學科中的概念工具
摘要 「信號」是許多科學學科中的概念工具。生物學家研究訊號的演變，經濟學家討論購買和價格的訊號功能，哲學家討論訊號獲得意義的條件。然而，人們對什麼是訊號的關注較少。大多數現有的敘述在某種程度上都是目的論的。本文提供了訊號的定義，避免提及形式或目的。在此過程中，我們介紹了遊戲中「資訊揭示」和「資訊隱藏」動作的新穎概念。最後，我們的帳戶提供了通信目的論帳戶的替代方案。
摘要 微生物群落的高度複雜性使得微生物相互作用的辨識具有挑戰性
摘要 微生物群落的高度複雜性使得微生物相互作用的辨識具有挑戰性。為了應對這項挑戰，我們推出了 OrtSuite，這是一個靈活的工作流程，可根據微生物群落的基因組內容並針對特定的生態系統過程來預測假定的微生物相互作用。該管道由三個用戶友好的 bash 命令組成。 OrtSuite 將直系同源聚類與僅限於使用者定義的功能集的基因組註釋策略相結合，允許進行假設驅動的數據分析，例如評估…
摘要 隨著 COVID 19 在美國蔓延，無家可歸者 (PEH) 是最容易感染病毒的人之一
摘要 隨著 COVID 19 在美國蔓延，無家可歸者 (PEH) 是最容易感染病毒的人之一。為了減少傳播，市政府正在為 PEH 採購隔離設施，以便在可能接觸病毒後使用。在此，我們描述了預測 PEH 社區隔離床位需求的框架，該框架是我們為支持 2020 年 3 月期間德克薩斯州奧斯汀市的公共衛生規劃而開發的。使用 COVID 19 傳播的數學模型，我們預測，在沒有社交距離命令…
摘要 在過去的幾十年裡，從大型遷徙哺乳動物到群居昆蟲的動物追蹤技術的進步促進了生態學、行為生物學和保育科
摘要 在過去的幾十年裡，從大型遷徙哺乳動物到群居昆蟲的動物追蹤技術的進步促進了生態學、行為生物學和保育科學的重大進步。最近，我們開發了一種技術，使用一對 360 度攝影機記錄和追蹤自然棲息地中閃爍的螢火蟲。此方法有可能幫助識別和監測全球螢火蟲族群，並已在各種自然群中成功實施。然而，相機校準仍然繁瑣且耗時。在這裡，我們提出並實作了一種直接根據資料校準相機的演算法，需要最少的使用者…
摘要 背景 最初，我們不知道 COVID 19 大流行的無症狀和有症狀感染人群的相對規模，也不清楚實際死
摘要 背景 最初，我們不知道 COVID 19 大流行的無症狀和有症狀感染人群的相對規模，也不清楚實際死亡率。因此，尚不清楚這場流行病將如何影響醫療保健系統。因此，最初預計丹麥的 COVID 19 疫情將導致醫療系統不堪重負，從而導致其他醫院患者的診斷和治療在較長時間內受到影響。目的 發展一個包括無症狀和有症狀感染者的數學模型，用於回顧性和前瞻性地早期估計丹麥的流行病進程、感染…
摘要 公共衛生、公共政策和社會科學等領域通常希望量化變數之間的依賴程度，這些變數之間的關係呈現未知的函數
摘要 公共衛生、公共政策和社會科學等領域通常希望量化變數之間的依賴程度，這些變數之間的關係呈現未知的函數形式。事實上，這些領域的研究人員通常試圖評估因果理論，因此希望在調節其他可能解釋、調解或混淆因果關係的變數後量化依賴性。條件互資訊沒有更廣泛地用於這些任務的原因之一是缺乏可以處理應用中常見的連續和離散隨機變數組合的估計器。本文開發了一種新方法，用於估計包含離散變數和連續變數混…
摘要 公園作為不同社區人群的休閒空間，發揮重要的社會功能，對身心健康有良好記錄
摘要 公園作為不同社區人群的休閒空間，發揮重要的社會功能，對身心健康有良好記錄。因此，公園對於人們如何應對 COVID 19 大流行的影響可能至關重要，特別是日益有限的娛樂機會、普遍的財務不確定性以及隨之而來的焦慮加劇。然而，儘管公園的好處已有記錄，但由於擔心公園可能促進 SARS CoV 2 傳播，許多州已頒佈公園關閉令。在這裡，我們使用來自新澤西州各州、縣和當地公園的地理標…
摘要 社會分類通常依照政治意識形態或膚色等連續屬性將人們分為「我們」和「他們」
摘要 社會分類通常依照政治意識形態或膚色等連續屬性將人們分為「我們」和「他們」。這種劃分會產生正面的後果，例如社區意識，也會產生負面的後果，例如群體衝突。此外，處於譜系中間的個體可能會陷入這種分類過程的裂縫，並被譜系兩側的個體視為局外人，成為中間人。在這裡，我們提出了一個定量的動態系統模型來研究認知和社會過程的共同影響。我們對兩個社會群體在連續屬性上劃定「我們」和「他們」之間的…
摘要 標準宏觀經濟模型假設家庭是理性的，因為他們是完美的效用最大化者，並用使經濟遠離穩定狀態的衝擊來解釋
摘要 標準宏觀經濟模型假設家庭是理性的，因為他們是完美的效用最大化者，並用使經濟遠離穩定狀態的衝擊來解釋經濟動態。在這裡，我們建立在一個標準的宏觀經濟模型的基礎上，在這個模型中，一個理性的代表性家庭做出消費或投資多少的儲蓄決定。在我們的模型中，家庭是嵌入社交網路中的短視有限理性異質主體。每個家庭都會不時地複製消費最高的鄰居的儲蓄率來更新其儲蓄率。如果更新時間較短，經濟就會陷入貧…
摘要 先前的研究表明，大腦皮層功能網絡的空間分佈或功能拓撲存在很大的個體差異
摘要 先前的研究表明，大腦皮層功能網絡的空間分佈或功能拓撲存在很大的個體差異。然而，目前尚不清楚青少年個體化網路的拓樸結構是否存在性別差異。在這裡，我們利用先進的機器學習方法（稀疏正則化非負矩陣分解）來定義 693 名青少年（8 23 歲）的個性化功能網絡，這些青少年作為費城神經發育隊列的一部分接受了功能性磁共振成像。使用支援向量機的多變量模式分析根據功能地形對參與者性別進行分…
摘要 集體行為提供了一個框架，用於理解群體的行為和屬性如何從個人產生和共享資訊的方式產生
摘要 集體行為提供了一個框架，用於理解群體的行為和屬性如何從個人產生和共享資訊的方式產生。在人類中，資訊流最初是由自然選擇塑造的，但日益受到新興通訊技術的影響。我們更大、更複雜的社交網路現在可以以低成本遠距離傳輸高保真資訊。數位時代和社群媒體的興起加速了我們社會系統的變化，但其功能後果卻鮮為人知。我們知識上的這種差距對科學進步、民主和應對全球危機的行動構成了主要挑戰。我們認為，…
摘要 我們開發了巨災保險和再保險行業的基於代理的模擬，並用它來研究風險模型同質性問題
摘要 我們開發了巨災保險和再保險行業的基於代理的模擬，並用它來研究風險模型同質性問題。該模型模擬了保險公司的資產負債表，保險公司向客戶收取保費，以換取為客戶提供間歇性重尾風險的保險。公司管理其資本並向投資者支付股息，並使用再保險合約或巨災債券來對沖尾部風險。該模型產生合理的利潤和損失時間序列，並恢復程式化事實，例如保險週期和不對稱公司規模分佈的出現。我們使用該模型來研究風險…
摘要 社會物種的族群結構對其族群統計和病原體的傳播有重要影響
摘要 社會物種的族群結構對其族群統計和病原體的傳播有重要影響。我們開發了一個集合種群模型，該模型追蹤物種社會系統的兩個關鍵組成部分：平均群體規模和群體內的群體數量。雖然模型是通用的，但我們對其進行參數化以模擬黃石狼族群和兩種相關病原體：疥癬和犬瘟熱的動態。在最初沒有疾病的情況下，我們發現群體大小主要取決於出生率和死亡率以及群體分裂形成新群體的速率。群體總數由裂變和融合率以及環境…
摘要 普遍認可的語系之間的關係是歷史語言學中一個熱門爭論的話題，遺傳訊號和語言相關性訊號之間的相關性也是
摘要 普遍認可的語系之間的關係是歷史語言學中一個熱門爭論的話題，遺傳訊號和語言相關性訊號之間的相關性也是如此。我們開發了一種加權排列測試，並將其應用於 31 對語言和重建的原始語言的基本詞彙，以表明北半球的三組環極語系通過借用基本詞彙或共同血統顯示出關係的證據：[楚科奇 堪察加語和尼夫赫語]；[尤卡吉爾和薩摩耶德]；[楚科奇 堪察加語和尼夫赫語]；[尤卡吉爾和薩摩耶德]；[前兩…
摘要 區域檢疫政策是控制疾病的重要工具，其中封鎖感染周圍的部分人口
摘要 區域檢疫政策是控制疾病的重要工具，其中封鎖感染周圍的部分人口。然而，管轄權政府（例如市、縣、州和國家）的跨境協調程度極低。我們表明，區域檢疫政策的有效性取決於：1）互動網路是否滿足成長平衡條件，2）感染檢測有短暫延遲，3）政府對網路必要部分的控制和了解（無行為洩漏）。由於這些條件通常無法滿足，特別是在跨境互動時，我們表明，如果政府具有外向性和積極主動性，則可以取得實質進展…
摘要 我們透過建構和分析一個資料集來探索天氣與戰爭之間的因果關係，該資料集包含極端天氣事件和軍事衝突，涉
摘要 我們透過建構和分析一個資料集來探索天氣與戰爭之間的因果關係，該資料集包含極端天氣事件和軍事衝突，涉及一組共存了幾個世紀的穩定政治實體，即公元 18 年前至公元 660 年間朝鮮半島的三個古代王國。如果經歷衝擊的國家入侵鄰國，則衝突被歸類為絕望衝突；如果經歷衝擊的國家被鄰國入侵，則衝突被歸類為機會主義衝突。我們發現，天氣引發的衝突很嚴重，但主要是機會主義的，而不是絕望的。也…
摘要 所有癲癇的定義都是反覆發作的傾向，其特徵是超同步電圖活動
摘要 所有癲癇的定義都是反覆發作的傾向，其特徵是超同步電圖活動。透過徹底量化癲癇大腦的整體同步性如何響應不引發癲癇發作的小擾動，可以推進對這一總體特性的理解。在這裡，我們利用癲癇樣活動的短暫局部爆發（稱為發作間期癲癇樣放電（IED））的分析來表徵這種反應。具體來說，我們使用植入顱內腦電圖 (iEEG) 電極的 145 名參與者來量化與簡易爆炸裝置的三個屬性相關的 5 種功能連接…
摘要 生態系中人口規模的擴大是由於競爭約束下的個體生長和死亡而產生的
摘要 生態系中人口規模的擴大是由於競爭約束下的個體生長和死亡而產生的。我們建立在代謝成長的最小動態模型的基礎上，其中個體生長和死亡率之間的緊張關係決定了族群規模分佈。然後我們單獨包括基於共享捕獲區域的資源競爭。透過不同的生長率、死亡率和競爭性消耗，我們將森林、螞蟻、白蟻和仙女圈等固著生物的規則和隨機空間模式連結起來。然後，我們考慮不對稱競爭背景下的瞬態時間動態，例如樹冠遮蔽或大…
摘要 蜂群是集體行為的一個里程碑的例子
摘要 蜂群是集體行為的一個里程碑的例子。為了成為一個連貫的蜂群，蜜蜂透過追蹤蜂王的費洛蒙來定位蜂王。但遙遠的個體如何利用這些在空間和時間上迅速衰減的化學訊號呢？在這裡，我們將行為分析與機器視覺檢測有機體位置和氣味（透過扇動翅膀傳播信息素）行為相結合，以追蹤蜜蜂的搜尋和聚集動態。我們發現，蜜蜂透過排列在特定的空間分佈中，集體創建了一個以氣味為媒介的通訊網絡，其中個體之間存在特徵距…
摘要 繪製個體行為差異是個人化神經科學的基礎
摘要 繪製個體行為差異是個人化神經科學的基礎。在這裡，我們確定基於智慧型手機的行動功能的統計模式代表了允許個人識別的獨特「足跡」。至關重要的是，移動足跡表現出不同程度的個人特異性，並與情緒不穩定、晝夜節律不規則和大腦功能連結的個體差異相關。總之，這項工作表明，現實世界的移動模式可能提供連接大腦、行為和情緒的個體特定特徵。
摘要 我們建議對古代世界定居持續的決定因素進行專門研究，有可能顯著地推進對當今城市可持續性的科學理解
摘要 我們建議對古代世界定居持續的決定因素進行專門研究，有可能顯著地推進對當今城市可持續性的科學理解。聚落（城市、城鎮、村莊）是具有兩個關鍵屬性的地點：它們構成了人類在空間中的互動和活動，它們是人們居住或居住的地方。在這種情況下，永續性關注的是居住系統（地理、人口、機構）的結構和功能提供安全居住連續性的能力。考古學和歷史揭示了 7000 年前的城市化經驗，包括許多定居和定居系統…
摘要 極端氣候被認為引發了各種古代社會的大規模變革，但它們似乎很少是唯一原因
摘要 極端氣候被認為引發了各種古代社會的大規模變革，但它們似乎很少是唯一原因。有人假設，隨著時間的推移，緩慢的內在發展往往會降低社會的彈性，導致崩潰。在這裡，我們為這個想法提供了定量證據。我們使用建築活動的年度分辨率時間序列來證明，前西班牙裔美國西南部普韋布洛文化的反覆戲劇性轉變之前出現了嚴重放緩的信號，這是脆弱性的動態標誌。現狀穩定性的下降與考古證據一致，考古證據顯示暴力不斷…
摘要 不同表型的演化既涉及分子交互作用網絡，也受到分子交互作用網絡的限制
摘要 不同表型的演化既涉及分子交互作用網絡，也受到分子交互作用網絡的限制。當這些網絡影響表現模式時，我們稱它們為基因調控網絡（GRN）。在這裡，我們開發了 GRN 演化的群體遺傳模型。透過這個模型，我們證明了——在廣泛的生存能力和突變函數中——動態收斂到 GRN 上的平穩分佈。接下來，我們從第一原理出發展示平衡時 GRN 的頻率如何與基因型網絡中每個 GRN 的特徵向量中心性成…
摘要 結束 COVID 19 大流行的有效疫苗接種政策是什麼
摘要 結束 COVID 19 大流行的有效疫苗接種政策是什麼？我們利用德國在第一波和第二波疫情期間實施的一項大型小組調查的結果，在政策有效性動態模型中解決了這個問題。我們觀察到，如果法律要求接種疫苗，則反對的聲音越來越多。相較之下，對於自願接種疫苗，支持率更高且有增無減。我們發現公眾的不信任會損害疫苗的接受度，並與認為疫苗無效且如果強制執行會損害個人自由的信念有關。我們模擬了接…
摘要 1. 幾十年來，鮭魚等洄游魚類的數量急劇下降
摘要 1. 幾十年來，鮭魚等洄游魚類的數量急劇下降。由於其廣泛且耗能巨大的繁殖遷徙，溯河產卵魚類對各種環境壓力都很敏感，特別是淡水溪流中的基礎設施建設增加了繁殖遷徙的能量需求和海洋中食物的減少。 2. 雖然這些壓力源的單獨影響已有詳細記錄，但人們對它們的累積和交互影響卻知之甚少。 3. 在這裡，我們使用最近為魚類生活史發展的生物能學模型來研究個體生活史和族群對這些壓力因素的綜合…
摘要 金融市場理論的標準方法是基於均衡和效率
摘要 金融市場理論的標準方法是基於均衡和效率。在這裡，我們根據生物學家開發的概念和方法開發了一種替代方案，其中投資於財務策略的財富就像一個物種的豐富度。我們研究由價值投資者、趨勢追隨者和噪音交易者組成的市場玩具模型。我們表明策略的平均回報強烈依賴於密度；也就是說，它們取決於在任何特定時間投資於每種策略的財富。在沒有噪音的情況下，市場將慢慢朝著有效均衡發展，但盈利能力的統計不確定…
摘要 多細胞實體的特徵是複雜的空間模式，與其執行的功能密切相關
摘要 多細胞實體的特徵是複雜的空間模式，與其執行的功能密切相關。這些圖案通常是由各向同性胚胎結構創建的，沒有外部資訊線索來指導對稱性破壞過程。成熟的生物結構也顯示出訊號或化學物質在空間中重複分佈的特徵尺度。許多候選圖案模組已用於解釋開發過程中的過程，通常包括一組相互作用和擴散的化學物質或稱為形態發生素的試劑。為了更了解生物領域中模式形成過程發生的條件，人們付出了巨大的努力。然而…
摘要 經濟學中最長的論點之一涉及一種罕見的原始「物種」的存在，稱為經濟人（Homoeconomicus）
摘要 經濟學中最長的論點之一涉及一種罕見的原始「物種」的存在，稱為經濟人（Homoeconomicus）。正如新古典經濟學的假設所定義的，經濟人能夠確定其資源的最佳利用方式，以實現其福祉最大化，從而導致被稱為經濟理性的行為。當在市場環境中與該物種的其他成員互動時，這種行為會帶來神奇的結果。參與者為了利用各自不同的資訊而做出的自私努力，將他們的資訊聚合、提煉並壓縮成一個數字：價格…
摘要 背景 近年來，小蛋白質受到越來越多的關注
摘要 背景 近年來，小蛋白質受到越來越多的關注。它們尤其被認為是有助於細菌群落協調的信號。在基因組註釋中，它們經常丟失或隱藏在大量假設蛋白質中，因為基因組註釋管道通常會排除短開放閱讀框架或基於簡單模型過度預測假設蛋白質。因此，新型蛋白質，特別是小蛋白質（sProteins）的驗證需要額外的證據。蛋白質基因體學被認為是此目的的黃金標準。它超越了已建立的註釋，並包括所有可能的開放閱…
摘要 細胞和細菌等活生物體透過自組織、分離和從環境中發現的更簡單分子組裝其構建塊來創建複雜而精確的結構的
摘要 細胞和細菌等活生物體透過自組織、分離和從環境中發現的更簡單分子組裝其構建塊來創建複雜而精確的結構的能力對於它們的形態和功能至關重要。人們普遍認為，將生命必需成分封裝在半透膜中是生命起源的關鍵事件。在這層膜內，維持著一種遠離平衡的狀態，這提供了能量條件，使複雜的功能得以實現，例如透過內部代謝過程進行適應和繁殖。聚合誘導自組裝（PISA）是一種快速發展的生產聚合物囊泡或聚合物…
摘要 Leigh Van Valen 是一位美國進化生物學家，對進化理論做出了重大貢獻，特別值得人們銘記
摘要 Leigh Van Valen 是一位美國進化生物學家，對進化理論做出了重大貢獻，特別值得人們銘記的是他的開創性論文《新進化定律》（1973），他從化石記錄數據中提供了證據，表明該定律認為任何群體內滅絕的概率隨著時間的推移基本保持不變。為了解釋這種意想不到的結果，範瓦倫提出了一個非常有影響力的想法，他稱之為「紅皇后假說」。它指出，不斷的衰退必定是生態網絡內相連物種之間演化…
摘要 背景大規模生物資料集經常受到雜訊污染，這可能妨礙對底層過程的準確推斷
摘要 背景大規模生物資料集經常受到雜訊污染，這可能妨礙對底層過程的準確推斷。這種測量噪音可能來自內源性生物因素（如細胞週期和生命史變化），也可能來自外源性技術因素（如樣本製備和儀器變化）。結果我們描述了一種自動減少大規模生物資料集中雜訊的通用方法。該方法使用交互網絡來識別相關或反相關測量組，可以組合或「過濾」這些測量值以更好地恢復潛在的生物訊號。與影像去噪的過程類似，單一網路濾…
摘要 非裔美國人 (AA) 男性的前列腺癌死亡率是白人男性的兩倍多，但在涉及前列腺特異性抗原 (PSA)
摘要 非裔美國人 (AA) 男性的前列腺癌死亡率是白人男性的兩倍多，但在涉及前列腺特異性抗原 (PSA)（前列腺癌侵襲性的生物標記）的學術研究中代表性不足。我們根據 2013 年至 2018 年在芝加哥採訪的 928 名 AA 男性的臨床實驗室測試，研究了自我報告的煙草（香煙使用年數和當前煙草使用情況，包括電子煙）和當前經常使用大麻對血清 PSA 水平的影響。我們為邏輯迴歸模型…
摘要 自然生態群落是多樣的、複雜的，而且常常令人驚訝地穩定，但其穩定性背後的機制仍然是一個理論上的謎
摘要 自然生態群落是多樣的、複雜的，而且常常令人驚訝地穩定，但其穩定性背後的機制仍然是一個理論上的謎。競爭和捕食等交互作用大概構成了群落，但理論預測，只有當物種生長速度主要受到種內自我調節而非與資源、競爭者和捕食者相互作用的限制時，複雜的群落才是穩定的。然而，目前的理論僅考慮物種之間族群層級相互作用的網路拓撲，而忽略了族群內部的差異，例如青少年和成年個體之間的差異。在這裡，我使…
摘要 背景：過去幾年基因組定序的進步導致了該領域的根本範式轉移
摘要 背景：過去幾年基因組定序的進步導致了該領域的根本範式轉移。隨著定序成本的穩定下降，基因組計畫不再受到原始定序資料成本的限制，而是受到與基因組組裝相關的計算問題的限制。迫切需要更有效和更準確的方法，特別是對於高度複雜且通常非常大的動植物基因組。最近，已經設計出整合短讀取資料和長讀取資料的「混合」方法來滿足這一需求。結果：LazyB 就是這樣一個混合基因組組裝器。它經過專門設…
摘要 我們提出了兩種基於機器學習理論的人們如何形成信念的模型
摘要 我們提出了兩種基於機器學習理論的人們如何形成信念的模型。我們透過展示即使人們接觸到幾乎相同的資訊來源時如何出現兩極化的信念，來說明這些模型如何洞察觀察到的人類現象。在我們的第一個模型中，人們形成的信念是最適合他們過去的資料（訓練集）的確定性函數。在該模型中，他們無法形成機率信念，可能會導致人們持有相反的觀點，即使他們的數據是從略有不同的分佈中得出的。在第二個模型中，人們付…
摘要 2020 年 12 月在英國發現的一種快速傳播的嚴重急性呼吸症候群冠狀病毒 2 型變種引起了國際社
摘要 2020 年 12 月在英國發現的一種快速傳播的嚴重急性呼吸症候群冠狀病毒 2 型變種引起了國際社會的警惕。我們分析了來自 15 個國家的數據，估計截至 12 月 7 日，該變種由英國旅行者輸入這些國家/地區的可能性 50%。
摘要 演化的集體系統的固有優勢是它們能夠快速適應動態環境條件，在面對破壞時提供彈性
摘要 演化的集體系統的固有優勢是它們能夠快速適應動態環境條件，在面對破壞時提供彈性。人們認為，當個體的感官輸入透過局部互動進行過濾，從而在群體層面產生適應性反應時，就會出現這種情況。為了了解在個體層面編碼的簡單規則如何導致強大的群體層面（或分佈式）控制的出現，我們研究了我們稱為「腳手架」的結構，這些結構是由 Eciton burchellii 行軍蟻在傾斜表面上自行組裝的，有助…
摘要 天體生物學領域的一個核心需求是對生命的普遍看法，使區分非生物和生物化學系統成為可能 McKay (
摘要 天體生物學領域的一個核心需求是對生命的普遍看法，使區分非生物和生物化學系統成為可能 McKay (2008)。許多過去和未來的天體生物學測量的關鍵組成部分是各種樣本的元素比率。關於地球海洋的經典研究表明，生命在元素比例方面表現出驚人的規律性，正如雷德菲爾德最初所描述的那樣（雷德菲爾德 1958 年；蓋德和拉羅什 2002 年；雷德菲爾德八十年 2014 年）。自最初觀察以…
摘要 無症狀感染對群體免疫和社區傳播的貢獻是 COVID 19 捲土重來和控制的關鍵，但很難使用忽略檢測
摘要 無症狀感染對群體免疫和社區傳播的貢獻是 COVID 19 捲土重來和控制的關鍵，但很難使用忽略檢測能力變化的當前模型來估計。使用包含適合病例的日常檢測資訊和來自紐約市的血清學數據的模型，我們發現有症狀病例的比例較低，為 13% 至 18%，且再生數可能比通常假設的要大。無症狀感染極大地促進了群體免疫，並與症狀前感染一起促進了社區傳播。如果無症狀感染者的傳播率與有症狀感染者…
摘要 對話是思想交流的平台，是分享資訊、共同創造想法、塑造文化規範、建立社會連結的場所
摘要 對話是思想交流的平台，是分享資訊、共同創造想法、塑造文化規範、建立社會連結的場所。它的頻率和易用性掩蓋了它的複雜性。每一次對話都從獨立思想的貢獻中編織出獨特的共享敘述，要求合作夥伴根據對話的需要靈活地進入和脫離一致，以實現一致和發展。人們對兩個頭腦如何實現這種協調知之甚少。在這裡，我們透過測量自然對話期間的二元瞳孔同步性（共享注意力的必然結果）來測試眼神接觸（對話的常見特…
摘要 臨界點已被證明是普遍存在的，無論是在模型中還是在一系列物理和生物系統的經驗中
摘要 臨界點已被證明是普遍存在的，無論是在模型中還是在一系列物理和生物系統的經驗中。臨界點如何在系統中級聯的問題較少被探討，但卻是一個重要的問題。特別是對噪音引起的傾翻的研究可以為傾翻級聯提供重要的見解。在這裡，我們考慮一個可能具有級聯臨界點的簡單模型系統的具體範例。該模型由兩個相互作用的群體組成，具有潛在的 Allee 效應和隨機動力學，位於透過分散連接的單獨斑塊中，這可以產…
摘要 細胞是所有生命物質的基本單位，它們利用能量流來驅動生命過程
摘要 細胞是所有生命物質的基本單位，它們利用能量流來驅動生命過程。雖然能量轉導涉及的生化網絡已被充分錶徵，但特定細胞過程的能量成本和限制仍然很大程度上未知。特別是，細胞的能量預算是多少？能量流對細胞過程施加哪些約束和限制？細胞的運作是否接近這些極限？如果是，能量限制如何影響細胞功能？物理學提供了許多工具來研究非平衡系統和定義物理極限，但將這些工具應用於細胞生物學仍然是一個挑戰。…
摘要 在其他地方尋找生命過程中最艱鉅的挑戰可能是與真正的外星生命作鬥爭
摘要 在其他地方尋找生命過程中最艱鉅的挑戰可能是與真正的外星生命作鬥爭。過去十年的大部分天體生物學研究推動了任務科學尋找基於人類生命的成熟的、可識別的生物特徵。然而，我們探索的距離地球越遠，宇宙中的生命與地球上的生命具有相同生化祖先的可能性就會迅速降低。因此，我們必須為針對通用生物特徵的生命檢測策略建立基礎知識。該報告主張 NASA 投資開發和實施更具包容性的通用生物特徵檢測框…
摘要 與疾病爆發相關的詳細、準確的數據有助於做出明智的公共衛生決策
摘要 與疾病爆發相關的詳細、準確的數據有助於做出明智的公共衛生決策。鑑於不同地區可用的數據類型多種多樣，全球數據管理和標準化工作對於確保大流行期間數據的快速整合和傳播至關重要。
摘要 生物多樣性和生態系功能（BEF）的關係預計取決於規模
摘要 生物多樣性和生態系功能（BEF）的關係預計取決於規模。假設環境異質性的自相關可以解釋這種尺度依賴性，因為它影響生物多樣性在空間或時間上累積的速度。然而，這種聯繫尚未在正式模型中得到證明。在這裡，我們使用 Lotka Volterra 競爭模型來模擬環境條件隨空間或時間變化時的群落動態。物種的最佳環境條件不同，這導致群落組成的變化。我們透過對具有不同規模的區域物種庫的群落進…
摘要 反饋是有復原力的社會經濟系統的一個基本特徵，但在考慮人類活動未來情景及其對自然的影響的全球政策努力
摘要 反饋是有復原力的社會經濟系統的一個基本特徵，但在考慮人類活動未來情景及其對自然的影響的全球政策努力中，生物多樣性、生態系統服務和人類福祉之間的反饋並未得到充分考慮。如果未能將回饋整合到我們的知識框架中，就會加劇未來預測的不確定性，並可能阻止我們實現為增強永續性而採取的行動的全部好處。我們確定了六項科學研究挑戰，如果解決這些挑戰，未來的政策、保育和監測工作可以定量地解釋生物…
摘要 當非線性化學振盪器嵌入到互連振盪器但也有助於系統動力學的活性介質中時，會發現不同類型的同步狀態
摘要 當非線性化學振盪器嵌入到互連振盪器但也有助於系統動力學的活性介質中時，會發現不同類型的同步狀態。我們使用不同的理論工具來解決這個問題，以描述兩個這樣的同步狀態之間的轉換。分岔和連續分析提供了參數空間的完整描述。相位近似建模允許計算振盪器週期和分叉點。
摘要 人們通常可以僅根據網路的當前狀態來推斷網路的發展
摘要 人們通常可以僅根據網路的當前狀態來推斷網路的發展。例如，通常可以確定網路如何隨時間變化，或選擇解釋其成長的合理機制。然而，在實踐中，解決此類問題的程度受到現有技術的限制，這些技術通常不精確、效率低下，或兩者兼而有之。在這封信中，我們推導了精確有效的樹木生長推理方法，並在一系列應用中進行了演示：網路插值、歷史重建、模型擬合和模型選擇。
摘要 （社論）Zhao、Pan、Yue 和Zhang 在他們最近的論文中 [Chaos, Soliton
摘要 （社論）Zhao、Pan、Yue 和Zhang 在他們最近的論文中 [Chaos, Solitons and Fractals 142, 110463 (2021)] 分析了 50ETF 指數的每日收益分佈，並得出結論：「經驗分佈拒絕服從高斯分佈或 Tsallis 分佈」。我們在此表明，雖然他們的陳述在涉及高斯分佈的方面肯定是正確的，但在涉及他們所謂的「Tsallis 分…
摘要 本章認為，提問應該被視為社會主體之間互動搜尋的過程，並展示了機器學習的新工具如何與「野外」提問的大
摘要 本章認為，提問應該被視為社會主體之間互動搜尋的過程，並展示了機器學習的新工具如何與「野外」提問的大規模資料集相結合，為我們提供了關於它如何超越實驗室範圍的新見解。我們介紹了這些工具的技術方面、可以使用它們來深入了解提問和回答問題的心理學的新數學框架、它們在線上論壇 Stack Exchange 和 Mumsnet 中的應用範例，以及填字遊戲和測驗問題的檔案。我們提請注意隨…
摘要 侵入滲流模型最初是為了描述不斷增長的裂縫網絡而提出的
摘要 侵入滲流模型最初是為了描述不斷增長的裂縫網絡而提出的。在這裡，我們描述了隨機晶格上的無循環演算法，以及基於雪崩的突發模型。該模型再現了與水力壓裂（「水力壓裂」）引起的地震一致的特徵 b 值地震活動和爆發的空間分佈。我們測試了位點入侵滲透和鍵入侵滲透模型。它們在位點大小和鍵長 l 上存在差異。但由於網路的特徵是它們的大規模行為，l<L，我們發現縮放指數之間存在微小差異。儘管…
摘要 書寫系統是一種圖形代碼，即符號和含義之間標準化配對的系統，其中符號採用可以持久的圖像形式
摘要 書寫系統是一種圖形代碼，即符號和含義之間標準化配對的系統，其中符號採用可以持久的圖像形式。書寫的視覺特徵意味著書寫字元必須符合人類視覺系統的約束。這種優化的一方面在於腳本所使用的字元的圖形複雜性。腳本是用於一種或多種語言的書面形式的圖形字元集。我們在大型且多樣化的資料集（超過 47,000 個字符，來自超過 133 個文字）上使用計算方法，回答了有關書面字符的視覺複雜性和…
摘要 目標 憑藉我們多樣化的培訓、理論和實證工具包以及豐富的數據，進化和生物人類學家 (EBA) 可以為
摘要 目標 憑藉我們多樣化的培訓、理論和實證工具包以及豐富的數據，進化和生物人類學家 (EBA) 可以為有關氣候變遷和其他緊迫社會問題的研究和政策決策做出很大貢獻。然而，我們在很大程度上仍然缺席這些關鍵的、持續的努力。在這裡，我們借鑒文獻和我們自己的經驗，就 EBA 如何吸引更廣泛的受眾提出建議，包括我們合作的社區、更多元化的學生群體、其他學科的研究人員和發展部門、政策制定者和…
摘要 查爾斯·里克特 (Charles Richter) 的觀察“只有傻瓜和江湖騙子才能預測地震”，反映
摘要 查爾斯·里克特 (Charles Richter) 的觀察“只有傻瓜和江湖騙子才能預測地震”，反映了這樣一個事實：儘管經過 100 多年的努力，地震學家仍然無法獲得可靠和準確的結果。有意義的預測包括在地震發生之前指定地震的位置、時間和規模，其精度比純粹根據某個地區已知的地震統計資料偶然預測的精度更高。在本文中，「預測」意味著對時間、地點和幅度的機率進行指定的預測。使用了兩…
摘要 癲癇等神經系統疾病是由大腦網路中斷引起的
摘要 癲癇等神經系統疾病是由大腦網路中斷引起的。我們治療這些疾病的能力受到限制，因為我們無法在足夠的時間和空間尺度上繪製這些網絡以進行針對性幹預。目前的最佳技術要么以低時間分辨率對大面積採樣（例如鈣成像），要么以高時間分辨率記錄離散區域（例如電生理學）。這種限制阻礙了我們理解和介入網路動態異常的能力。在這裡，我們提出了一種透過使用透明石墨烯微電極陣列同時記錄高頻寬微皮層電圖和鈣…
摘要 在大規模疫苗接種之前，社區範圍內的社會距離一直是流行病控制的基石
摘要 在大規模疫苗接種之前，社區範圍內的社會距離一直是流行病控制的基石。大流行疲勞在多大程度上破壞了對此類措施的遵守並加速了傳播，目前尚不清楚。我們利用每週大規模的電話調查和流動數據，描述了香港風險認知和防護行為的演變。我們估計，與第三波浪潮（2020 年 7 月至 8 月）相比，第四波浪潮（2020 年 10 月至 2021 年 1 月）的人口遵守保護政策的人數將減少 1.5…
摘要 化學反應是強大的分子辨識機器
摘要 化學反應是強大的分子辨識機器。最近，這種能力已被用來建構每類可透過實驗實現的計算自動機的實際實例，僅使用小分子化學（即不需要生物分子）。其中最強大的是可程式圖靈機，使用 Belousov Zhabotinsky 振盪化學，並透過雙振盪和熱力學輸出簽名接受/拒絕輸入序列。代表輸入每個字母的等分試樣之間的時間間隔是決定運行計算所需時間的參數。在這裡，我們研究這個關鍵的性能參數…
摘要 金融市場的複雜性源自於股票交易代理人之間的策略互動，這表現為股票價格之間充滿活力的相關模式
摘要 金融市場的複雜性源自於股票交易代理人之間的策略互動，這表現為股票價格之間充滿活力的相關模式。在過去的幾十年裡，複雜的金融市場通常被表示為一個網絡，其相互作用的節點對是股票，透過表示相關強度的邊連接。然而，我們經常會發生以三個或更多節點為一組的交互，這些交互不能簡單地用成對交互來描述，但我們也需要考慮這些交互之間的關係。直到最近，研究人員才開始關注複雜金融體系的高階架構，這…
摘要 概念抽象和類比是人類學習、推理和將知識強有力地適應新領域的能力的關鍵能力
摘要 概念抽象和類比是人類學習、推理和將知識強有力地適應新領域的能力的關鍵能力。儘管建構具有這些能力的人工智慧 (AI) 系統的研究歷史悠久，但目前的人工智慧系統還沒有接近形成類人抽像或類比的能力。本文回顧了實現這一目標的幾種方法的優點和局限性，包括符號方法、深度學習和機率程序歸納。本文最後提出了設計挑戰任務和評估措施的若干建議，以便在該領域取得可量化和可推廣的進展。
摘要 COVID 19 大流行對城市的影響尤其嚴重
摘要 COVID 19 大流行對城市的影響尤其嚴重。在這裡，我們深入描述了聖地牙哥這個高度隔離的城市和智利首都的疾病發病率和死亡率及其對人口和社會經濟階層的依賴。我們的分析顯示，社會經濟地位與 COVID 19 的結果和公共衛生能力之間存在密切關聯。生活在社會經濟地位較低的城市的人們在封鎖期間的流動性並沒有像生活在較富裕的城市的人們那樣減少。這些地方在大流行初期的檢測量可能不足…
摘要 如果它們在每個複製週期都會發生新的突變，為什麼RNA病毒基因組如此脆弱，大多數突變要么是強烈有害的
摘要 如果它們在每個複製週期都會發生新的突變，為什麼RNA病毒基因組如此脆弱，大多數突變要么是強烈有害的，要么是致命的？在這裡，我們為以下假設提供了理論證據：遺傳脆弱性是由於病毒種群在其生命週期的不同階段所經歷的普遍種群瓶頸而演變的。將宿主內病毒群體建模為多類型分支過程，我們發現突變脆弱性降低了穆勒棘輪的點擊率，並增加了通過多個瓶頸的生存機率。在易感者 暴露 感染者 恢復流行病…
摘要 神經病理學分期研究表明，阿茲海默症 (AD) 和其他 tau 蛋白疾病中 tau 蛋白病理學會透過
摘要 神經病理學分期研究表明，阿茲海默症 (AD) 和其他 tau 蛋白疾病中 tau 蛋白病理學會透過大腦傳播，但尚不清楚神經解剖學連接、空間鄰近性和區域脆弱性如何發揮作用。在這項研究中，我們在患有 AD tau 的非基因轉殖小鼠的大腦中植入 tau 病理學，並量化 9 個月內 134 個腦區的病理發展。病理進展的網絡模型表明，透過連接組的擴散是 tau 病理模式的最佳預測因…
摘要 置信傳播是一種廣泛使用的訊息傳遞方法，用於解決流行病模型、自旋模型和貝葉斯圖模型等網路上的機率模型
摘要 置信傳播是一種廣泛使用的訊息傳遞方法，用於解決流行病模型、自旋模型和貝葉斯圖模型等網路上的機率模型，但它有一個嚴重的缺點，即在包含短環的網路的常見情況下效果不佳。在這裡，我們為這個長期存在的問題提供了一個解決方案，推導了一種置信傳播方法，該方法允許快速計算具有短循環（可能具有高密度）的系統中的機率分佈，並給出熵和配分函數的表達式，這是眾所周知的難以計算的量。以 Ising…
摘要 雖然環境重建一直是過去社會研究的主要內容，但未充分利用的生態學工具（例如食物網）可以使人們更全面地
摘要 雖然環境重建一直是過去社會研究的主要內容，但未充分利用的生態學工具（例如食物網）可以使人們更全面地了解人類在生態系統中的地位。本文借鑒最近的兩項研究，描述了可以使用這種方法解決的問題類型。作者展示了包含考古數據的食物網如何深入了解滅絕、入侵和生態系統變化對群落的影響，並解決過去社會的結構和動態的關鍵問題。本文重點介紹了編制考古生態網絡的最佳實踐範例，並提出了對過去環境進行…
摘要 在宏觀尺度上，控制機器人群通常使用微觀尺度上無法實現的大量記憶體、處理能力和協調能力，例如，對於膠
摘要 在宏觀尺度上，控制機器人群通常使用微觀尺度上無法實現的大量記憶體、處理能力和協調能力，例如，對於膠體機器人來說，這可能有助於對抗疾病、製造智慧紡織品和設計奈米電腦。為了開發可以利用物理相互作用並跨尺度使用的原理，我們採取了雙管齊下的方法：自組織粒子系統的理論抽象和活性粘性顆粒物質的實驗機器人系統，該系統故意缺乏數字電子計算和通信，使用最少（或不使用）感測和控制。正如理論預…
摘要 在均勻水介質中由小分子合成的自主且不平衡的囊泡是一類新興的動態自組裝系統，在工程模擬自然生命方面具
摘要 在均勻水介質中由小分子合成的自主且不平衡的囊泡是一類新興的動態自組裝系統，在工程模擬自然生命方面具有巨大的潛力。在這裡，我們報告了動態形態演化過程背後的物理化學機制，透過該過程，自組裝聚合物結構從均勻混合物自主啟動，從膠束演化為巨大囊泡，並在光照射下暴露於氧氣時伴隨著週期性生長和內爆循環。然而，該系統在缺氧條件下或加熱時形成奈米物體或凝膠化。我們確定了原因是水合聚合物核內…
摘要 非晶材料在應力下的屈服性質尚未完全闡明
摘要 非晶材料在應力下的屈服性質尚未完全闡明。特別是，了解微觀重排如何在無序系統中產生宏觀結構和流變特徵對於預測和表徵產量以及研究如何在無序材料中儲存記憶至關重要。在這裡，我們研究了振盪剪切下非晶堵塞二維（無熱）系統中單個顆粒層級局部結構均勻性的演變，並將這種演變與重排、記憶和宏觀流變測量聯繫起來。我們定義了結構度量晶體屏蔽，並表明它可以預測剪切下單一顆粒的重排傾向和結構波…
摘要 古老的貝加爾湖是地球上最大的液態淡水來源，也是獨特動物的家
摘要 古老的貝加爾湖是地球上最大的液態淡水來源，也是獨特動物的家。貝加爾湖棲息著數百種主要適應寒冷的特有片腳類物種，這個生態系統已經受到全球變遷的影響。在這項研究中，我們利用蛋白質體學方法（PRIDE 資料集 PXD013237）對耐溫特有片腳類動物 Eulimnogammarus cyaneus 的核心蛋白質組和熱應激引起的變化進行了表徵，以揭示所觀察到的不良影響的分子機制。…
摘要 在描述複雜的互連繫統時，人們通常必須超越標準網路描述才能解釋廣義的交互作用
摘要 在描述複雜的互連繫統時，人們通常必須超越標準網路描述才能解釋廣義的交互作用。在這裡，我們建立了一個統一的框架來簡化各種廣義網路（包括超圖、多層網路和時態網路）的叢集同步模式的穩定性分析。該框架基於尋找編碼同步模式和網路拓撲的矩陣的同時區塊對角化。作為一種應用，我們使用同時區塊對角化來揭示一種有趣的嵌合態類型，這種嵌合態僅在存在高階相互作用的情況下出現。這裡建立的統一框架可…
摘要 貝加爾湖棲息著 300 多種特有片腳類物種，由於種間競爭激烈，這些物種只能勉強適應某些熱生態位
摘要 貝加爾湖棲息著 300 多種特有片腳類物種，由於種間競爭激烈，這些物種只能勉強適應某些熱生態位。相較之下，周圍的淡水動物群通常以分佈規模大、表型熱可塑性高的物種為代表。在這裡，我們透過暴露在夏季暖化的情況下（6 23.6°C；0.8°C d−1），研究了貝加爾湖兩種密切相關的特有片腳類物種（Eulimnogammarus verrucosus；stenotropic和Eu…
摘要 在考古學中，古生態學研究經常被用來支持考古調查，但連結和綜合來自生態學、民族誌、地球科學和考古學的
摘要 在考古學中，古生態學研究經常被用來支持考古調查，但連結和綜合來自生態學、民族誌、地球科學和考古學的資料集和概念歷史上很少見。雖然計算方法和資料收集標準的進步使得更多的協作方法能夠理解過去，但這些努力現在才開始加快步伐。在這裡，我們提出了一種方法來收集這些不同類型的數據，綜合生態學和考古學的理解，並超越以生存為中心的研究，轉向那些包含多方面經濟的研究。我們主張使用「以人為中…
摘要 神經科學的最新進展使得在個體突觸連結層面上探索大腦結構成為可能
摘要 神經科學的最新進展使得在個體突觸連結層面上探索大腦結構成為可能。這些連接組學資料集的規模和複雜性持續增長；搜尋和識別有趣的圖形模式的方法提供了一種有前途的方法來快速降低資料維度並實現發現。這些圖通常太大而無法手動分析，這給搜尋結構和測試假設帶來了重大障礙。我們將圖資料庫和分析庫與易於使用的神經科學語法結合，適合快速建立查詢和搜尋感興趣的子圖和模式。我們的方法抽象化了與奈米…
摘要 分析、计算生物学和自然语言处理
摘要 分析、计算生物学和自然语言处理。從複製資料集或從具有不同方法或參數設定的相同資料獨立獲得的分割提出了計算聚合或一致分割的問題。這個分段聚合問題相當於找出一個能夠最小化到輸入分段的距離總和的分段。這又是一個分段問題，可以透過動態規劃來解決。本貢獻的目的是 (1) 更好地理解分段聚合問題及其解決方案，以及 (2) 證明共識分段具有有用的應用。擴展先前已知的結果，我們表明，對於…
摘要 病毒在感染過程中會經歷事件發生時間和順序的選擇性壓力，以最大限度地增加它們產生的可存活後代的數量
摘要 病毒在感染過程中會經歷事件發生時間和順序的選擇性壓力，以最大限度地增加它們產生的可存活後代的數量。此外，它們可能會經歷所遇到的細胞環境的變化，因為單一真核細胞可以表現出細胞間基因表現的變化。這導致了病毒複製時必須面對的動態表型景觀。為了檢查面對這種可變情況的病毒所表現出的複製動態，我們開發了一種方法，將病毒感染的隨機機制模型與高通量單細胞脊髓灰質炎病毒感染實驗的延時成像數…
摘要 移民理論家認為，歐洲的宗教是社會分裂的根源，是穆斯林移民與非穆斯林之間的「清晰界線」（Alba 2
摘要 移民理論家認為，歐洲的宗教是社會分裂的根源，是穆斯林移民與非穆斯林之間的「清晰界線」（Alba 2005；Zolberg and Woon 1999）。這種動態可以導致顯著的宗教認同和隨後的宗教虔誠度的提高。我透過對四個歐洲國家的移民兒童縱向調查，使用潛在成長分析來模擬青春期早期宗教信仰的變化。即使他們世俗化，我發現移民的基督徒孩子比本地人更重視宗教，這種差異不會隨著時間…
摘要 自 1960 年代末以來，北愛爾蘭一直是統一派新教徒和天主教民族主義者之間暴力衝突的場所，衝突以
摘要 自 1960 年代末以來，北愛爾蘭一直是統一派新教徒和天主教民族主義者之間暴力衝突的場所，衝突以 1998 年耶穌受難日協議而結束。 2000年代，雙方都希望建立更積極的關係。然而，2012年至2013年間發生的旗幟抗議活動使分裂的認同和目標重新成為人們關注的焦點，許多人得出的結論是，強烈的民族宗教認同從未離開過北愛爾蘭。相較之下，在愛爾蘭共和國，天主教會越來越脫離政治和…
摘要 預防行為對於防止導致 COVID 19 的冠狀病毒傳播至關重要
摘要 預防行為對於防止導致 COVID 19 的冠狀病毒傳播至關重要。我們採用了複雜的心理系統方法來獲得與 COVID 19 相關的態度和行為網絡的描述性描述。對來自英國 (n = 502) 和荷蘭 (n = 520) 的子樣本進行了一項調查研究 (N = 1,022)。結果強調了人們對這些措施和預防行為的支持以及對其有效性的認識的重要性。這也適用於家人和朋友採取這些行為的認知…
摘要 布尼亞病毒目 Tospoviridae 科由三段負義單鏈 RNA 病毒組成，它們感染植物，並且還能
摘要 布尼亞病毒目 Tospoviridae 科由三段負義單鏈 RNA 病毒組成，它們感染植物，並且還能夠在其昆蟲載體中以持久方式複製。本科由正孢子病毒屬單一屬組成，其模式種為番茄斑枯萎病正孢子病毒。先前評估該屬內系統發育關係的研究是基於部分基因組序列，導致未解決的進化枝，並且對混合感染期間重組和片段重配的作用評估不佳。 NCBI 現已提供公認的正孢病毒屬成員的完整基因組序列。…
摘要 城市健康是由跨越多個層次和規模的因素系統透過一系列複雜的相互作用形成的
摘要 城市健康是由跨越多個層次和規模的因素系統透過一系列複雜的相互作用形成的。基於透過多個小組模型建立研討會開發的因果循環圖，我們應用交叉影響平衡（CIB）方法來了解食品和交通系統中因素之間關係的強度和性質，並確定未來可能的城市健康情景（即影響城市健康的因素狀態的排列）。我們招募了來自六個拉丁美洲國家的私營、學術、非政府和政策部門的 16 位食品和運輸系統專家來完成訪談者輔助問…
摘要 槲寄生、藤本植物、藤本植物和附生植物符合動物大型寄生蟲的許多種群動態標準
摘要 槲寄生、藤本植物、藤本植物和附生植物符合動物大型寄生蟲的許多種群動態標準。一項新的研究展示了量化宿主成本的優雅方法，以及這如何影響槲寄生物種之間的競爭。它為更全面地考慮植物寄生蟲作為大型寄生蟲打開了大門。
摘要 半間歇式 BrO3 SO32 pH 振盪器作為 pH 響應性 2 (二異丙氨基) 甲基丙烯酸乙酯單
摘要 半間歇式 BrO3 SO32 pH 振盪器作為 pH 響應性 2 (二異丙氨基) 甲基丙烯酸乙酯單體在聚(乙二醇) 大 CTA 鏈上原位聚合的自由基源，並產生兩親性嵌段共聚物。這些結構單元同時自組裝成膠束，然後隨著疏水性嵌段的鍊長增長而轉變為囊泡。當系統條件有利時，半間歇式 BrO3 SO32 會引發 H+ 濃度的大幅振盪。振盪控制嵌段共聚物核心鏈段中叔胺基的質子化狀態。…
摘要 居禮原理說，原因的任何對稱性都必須在其結果中找到
摘要 居禮原理說，原因的任何對稱性都必須在其結果中找到。在本文中，我從圖形因果模型的角度考慮居禮原理，並證明，在對稱變換的一種定義下，因果建模框架不需要像居禮原理那樣的東西為真。根據對稱變換的另一個定義，圖形因果建模形式確實暗示了居禮原理的一個版本。這些結果可以更好地理解居禮原理和圖形因果建模之間關係的邏輯景觀。
摘要 來自標記有根樹的二元關係作為演化關係的形式模型在數學生物學中發揮重要作用
摘要 來自標記有根樹的二元關係作為演化關係的形式模型在數學生物學中發揮重要作用。 （對稱的）Fitch 關係將異種學形式化為由至少一個水平轉移事件分隔的基因對。作為自然概括，我們考慮對稱 Fitch 圖，即對稱圖 epsilon，它為 X 中的每對頂點分配顏色子集，並且可以用帶有用顏色子集標記的邊的樹 T 來解釋，因為當且僅當 m 沿著 T 中 x 和 y 之間的唯一路徑出現在…
摘要 惠特尼不等式在頂點和邊的連通性與圖的度之間建立了重要的聯繫，後來被推廣到有向圖和無向超圖
摘要 惠特尼不等式在頂點和邊的連通性與圖的度之間建立了重要的聯繫，後來被推廣到有向圖和無向超圖。在這裡，我們使用有向超圖連通性的最常見定義來表明，類似的結果包含有向超圖。它將強頂點消除下的頂點連通性、弱邊消除下的邊連通性以及合適的度類參數聯繫起來，並且是有向圖和無向超圖中情況的適當概括。我們進一步將有向超圖的連通性參數與其有向二分 König 表示的連通性參數連結起來。
摘要 背景：2019 年 12 月 31 日，中國武漢首次報導了疫情 SARS CoV 2
摘要 背景：2019 年 12 月 31 日，中國武漢首次報導了疫情 SARS CoV 2。二十一天后，美國發現了第一例病例，該病例是一名從武漢前往華盛頓州的男子。最近在武漢和西雅圖大都會地區進行的研究回顧性測試了從有類似新冠症狀的患者身上採集的樣本。在武漢的研究中，2020 年 1 月 12 日之前在兩家中心醫院尋求流感樣疾病治療的 26 名成人門診患者中，有 4 名 SAR…
摘要 許多底棲動物的生命始於浮游幼蟲階段，在此期間，沿著海洋流可能會將個體移離海岸
摘要 許多底棲動物的生命始於浮游幼蟲階段，在此期間，沿著海洋流可能會將個體移離海岸。基於近海死亡率較低的假設，這種特徵被認為可以使個體遠離近岸捕食者和兄弟姐妹競爭。然而，在近海發育的幼蟲往往無法找到合適的沿海棲息地。這導致近岸死亡率和近海浪費之間的權衡，從而導致幼蟲被運送到尚未充分認識到的成蟲棲息地。我們使用反應擴散模型表明，當近岸幼體死亡率較高時，幼體供應量可能與近岸死亡率相…
摘要 到 16,000 歷年前，伊利湖、休倫湖和密西根湖盆地中的冰團融化的水塑造了廣闊的沙質平原，其中有
摘要 到 16,000 歷年前，伊利湖、休倫湖和密西根湖盆地中的冰團融化的水塑造了廣闊的沙質平原，其中有無數的壺湖、礫石山和以前的河道。這些區域提供了馬賽克式的沼澤、開放的草本植被和維持多種草食動物的森林。這個豐富的生態系統是不同時期使用不同石器組合的採集者群體的家。貝爾森遺址的一個小型組合體，完全由西南 235 公里處的阿提卡燧石製成，體現了克洛維斯特有的雙面還原和基礎製備技…
摘要 環境條件會影響病毒的累積、毒性和適應性，進而影響疾病的結果和控制措施的效率
摘要 環境條件會影響病毒的累積、毒性和適應性，進而影響疾病的結果和控制措施的效率。同時，混合病毒感染與植物有關，因為它們的流行病學是由宿主內病毒與病毒的相互作用決定的。然而，植物生態位非生物成分的變化和混合感染的流行的綜合影響對病毒種群進化動態的影響程度尚不清楚。在這裡，我們探索了病毒感染期間生態和進化因素之間的相互作用，並表明兩種鳳梨花葉病毒株的分離株以中性和拮抗相互作用之間…
摘要 隨著氣候持續變化，跨越環境閾值、促進生態系統結構和功能突然變化的可能性比以往任何時候都高
摘要 隨著氣候持續變化，跨越環境閾值、促進生態系統結構和功能突然變化的可能性比以往任何時候都高。在旱地（降雨量不足蒸發量 60% 的地區），最近的研究表明，跨越三個特定的乾旱閾值（定義三個連續階段，即植被衰退、土壤破壞和系統崩潰）如何導致生態系統結構和功能屬性的突然變化。儘管這些發現及其對制定有效監測和適應行動應對氣候變遷的重要性，但我們對引發這些突變的機制缺乏正確的理解。在這…
摘要 我們提出了一個元群落中物種相互作用的隨機模型，以研究影響競爭/殖民權衡強度的因素，作為元群落中的共
摘要 我們提出了一個元群落中物種相互作用的隨機模型，以研究影響競爭/殖民權衡強度的因素，作為元群落中的共存機制。我們特別關注當地社區數量和劣勢競爭對手的避難所數量的作用。隨機分量與分散過程相關，並由泊松隨機度量表示。因此，此隨機模型包括兩個動態尺度：連續尺度，指物種之間的相互作用；低頻尺度，指遵循泊松分佈的擴散。我們展示了該模型的適定性，並且可以使用 Lyapunov 指數研究…
摘要 2020 年 12 月在英國發現的一種快速傳播的 SARS CoV 2 變種引起了國際社會的警惕
摘要 2020 年 12 月在英國發現的一種快速傳播的 SARS CoV 2 變種引起了國際社會的警惕。我們估計，在所分析的 19 個國家中的 16 個國家中，到 12 月 7 日為止，該變種有至少 50% 的可能性是由英國旅行者輸入的。
摘要 集體行為被廣泛認為是生命和智慧系統的標誌屬性
摘要 集體行為被廣泛認為是生命和智慧系統的標誌屬性。然而，許多已知的例子表明，簡單的物理系統並不具有生命力，但它們也表現出集體行為，這促使人們經常採用簡單的物理模型來解釋活著的集體行為。為了理解活生生的例子中發生的集體行為，重要的是要確定非生命系統和生命系統的集體行為是否存在根本差異，以及在解釋生物現象時從更簡單的物理例子中建立的直覺的局限性。在這裡，我們提出了一個框架，用於根…
摘要 在過去的二十年裡，人們越來越多地使用系統發育模式來檢驗預測引進物種成功的假設
摘要 在過去的二十年裡，人們越來越多地使用系統發育模式來檢驗預測引進物種成功的假設。幾乎所有這些測試都集中在與引入物種和接收群落之間的系統發育相關性相關的假設上，很大程度上忽略了有關源地區系統發育關係的假設。我們綜合了關於接收區域和源區域的系統發育關係如何共同影響建立成功的假設。我們也詳細介紹如何最好地解釋入侵系統發育框架內源群落的差異。現有的研究主要集中在環境過濾和競爭相關性…
摘要 精神病理學植根於神經發育
摘要 精神病理學植根於神經發育。然而，臨床和生物學異質性，加上對病例對照方法的關注，使得很難將精神病理學的維度與神經發育異常聯繫起來。在這裡，我們使用費城神經發育隊列建立了皮質體積的規範模型，並測試了與原始皮質體積相比，這些模型的偏差是否可以更好地預測精神症狀。具體來說，根據 p 因子假設，我們將 117 種臨床症狀測量提煉為六個正交精神病理學維度：整體精神病理學、焦慮痛苦、外…
摘要 個體之間對疫苗接種的免疫反應存在差異；在一種情況下提供保護的同一種疫苗在另一種情況下可能無效
摘要 個體之間對疫苗接種的免疫反應存在差異；在一種情況下提供保護的同一種疫苗在另一種情況下可能無效。可能影響疫苗接種反應的因素之一是同時或先前感染不相關的寄生蟲。在這裡，我們回顧了有關寄生蟲與疫苗相互作用的實驗和流行病學文獻，並對已發表的數據進行了薈萃分析。我們的審查總共回傳了 101 篇相關文章，其中 50 篇符合薈萃分析標準。可能影響疫苗接種的寄生蟲因素包括所涉及的寄生蟲類…
摘要 標準經濟理論使用數學作為其主要理解手段，這帶來了清晰的推理和邏輯能力
摘要 標準經濟理論使用數學作為其主要理解手段，這帶來了清晰的推理和邏輯能力。但有一個缺點：代數數學將經濟模型限制在只能用數量名詞來表達的範圍內，這迫使理論忽略了與過程、形成、調整、創造和非平衡有關的問題。對於這些，我們需要一種不同的理解方式，一種允許動詞和名詞的方式。算法表達就是這樣一種手段。它允許動詞（過程）和名詞（物件和數量）。它允許在經濟學中進行更全面的描述，並且可以包括…
摘要 了解環境因素如何驅動生物入侵將改善模型預測並促進早期檢測，特別是在人為生態變化加速的背景下
摘要 了解環境因素如何驅動生物入侵將改善模型預測並促進早期檢測，特別是在人為生態變化加速的背景下。儘管大量研究已經探討了有利的環境如何促進生物入侵，但對入侵物種對不利/壓力條件的反應的更全面和機械的理解仍在發展中。草類入侵在全球範圍內一直是個問題。特別是具有高耐旱性、適應高溫和高水分利用效率的C 4草類入侵者可能會變得更加嚴重。在這裡，我們用最具破壞性的入侵性 C 4 草之一—…
摘要 我們結合群體退火蒙特卡羅和幾種熱力學積分技術來測量動態玻璃化轉變之外的亞穩態流體狀態中的平衡振動和
摘要 我們結合群體退火蒙特卡羅和幾種熱力學積分技術來測量動態玻璃化轉變之外的亞穩態流體狀態中的平衡振動和構型熵。我們得到了三維二元混合硬球系統的結果。我們的結果表明，構型熵在平衡壓力發散之前消失，這意味著該系統存在潛在的熱力學玻璃化轉變。計算方法是通用的，可以應用於各種玻璃成型系統，但僅限於較小的系統尺寸。
摘要 病毒處於通用性和專業性之間的連續體，取決於它們感染或多或少宿主的能力
摘要 病毒處於通用性和專業性之間的連續體，取決於它們感染或多或少宿主的能力。雖然通才能夠成功感染多種宿主，但專家只能感染一種或幾種宿主。儘管多面手似乎因其廣泛的宿主範圍而獲得優勢，但他們通常會在每個宿主內付出多效性的適應度成本。相反，專家在其宿主內具有最大的適應性。一個相關但尚未深入探討的問題是，病毒與宿主基因表現相互作用的方式是否因病毒的專業化程度而異。使用全基因組關聯研究方…
摘要 離散物件的排列可以在非常一般的設定中建構為超級對象，透過投影從中恢復組成物件
摘要 離散物件的排列可以在非常一般的設定中建構為超級對象，透過投影從中恢復組成物件。在這裡，我們關注接觸圖，即具有有序頂點集的無向圖。這些作為 RNA 和蛋白質結構的自然離散化。在一般情況下，頂點有序圖的對齊問題是 NP 完全的。然而，在 RNA 二級結構的特殊情況下，即無交叉匹配，比對具有遞歸結構。然後可以透過桑科夫演算法的變體在多項式時間內解決對齊問題。此外，RNA二級結構…
摘要 政策幹預可能會適得其反地影響信念和偏好
摘要 政策幹預可能會適得其反地影響信念和偏好。本專欄提供了德國 COVID 19 疫苗接種意願的小組證據，這表明增強對公共機構信任的政策將促進疫苗接種的接受度。但強制接種疫苗也可能排除最初的意願。數據表明，政策透過框架效應和學習效應影響信念和偏好。除了大流行之外，這些發現還可以應用於氣候變遷等其他社會挑戰，其中強制性政策和價值觀驅動的生活方式改變的有效結合將有助於減少我們的碳足…
摘要 背景睪酮在葡萄糖代謝的調節中扮演重要角色
摘要 背景睪酮在葡萄糖代謝的調節中扮演重要角色。雖然早期的研究顯示睾酮對男性有保護作用，但據報道睾酮對女性的葡萄糖代謝有不利影響。然而，迄今為止，尚未詳細研究糖尿病前期患者的睪固酮和葡萄糖代謝之間是否存在性別特異性關係。方法 這項橫斷面分析調查了 423 名男性和 287 名被診斷為糖尿病前期的女性。對他們的代謝概況進行了詳細評估，包括 2 小時口服葡萄糖耐受試驗 (OGTT)…
摘要 巴西大西洋森林的嚴重砍伐和氣候變遷日益嚴重的影響凸顯了了解樹種如何應對氣候和土壤因素的必要性
摘要 巴西大西洋森林的嚴重砍伐和氣候變遷日益嚴重的影響凸顯了了解樹種如何應對氣候和土壤因素的必要性。為了確定沿海大西洋森林多樣性和功能組成的最重要的環境驅動因素，我們研究了 42 個沿海大西洋森林 (restinga) 地塊，該森林具有高度的植物群落多樣性，並且跨越了強大的環境梯度。我們研究了森林地形和功能組成如何回應環境、水力和土壤特性的變化。我們測試了不同的假設，這些假設涉…
摘要 印度作為一個都市化國家的崛起是 21 世紀最重要的社會經濟和政治過程之一
摘要 印度作為一個都市化國家的崛起是 21 世紀最重要的社會經濟和政治過程之一。印度城市化的一個基本特徵是其快速發展的城市中貧民窟的成長和持續存在。因此，印度貧民窟的生活條件是否構成了人類發展的道路，還是導致其大部分人口陷入貧困的陷阱，這是一個至關重要的問題。在這裡，我們使用城市規模框架分析印度人口普查的數據，系統地描述印度城市貧民窟的相對屬性，重點關注社區的屬性，例如獲得水、…
摘要 考古數據和人口模型表明，薩胡爾的居民需要大量人口，在數千年內迅速發生，涵蓋從極度乾旱的沙漠到溫帶高
摘要 考古數據和人口模型表明，薩胡爾的居民需要大量人口，在數千年內迅速發生，涵蓋從極度乾旱的沙漠到溫帶高地和熱帶雨林的環境。然而，這種遷徙是如何發生的以及人類如何應對他們所遇到的自然環境仍然很大程度上是推測。透過為 Sahul 建立高解析度數位高程模型，並將其與景觀突出度的精細視域分析、最低成本的行人出行建模和高效能運算相結合，我們創建了超過 1,250 億條潛在的遷徙路徑，從…
摘要 墊狀植物是高山環境中的特殊關鍵物種，可以對生態系的結構和功能產生正面影響
摘要 墊狀植物是高山環境中的特殊關鍵物種，可以對生態系的結構和功能產生正面影響。然而，我們對墊層植物如何調節土壤微生物群落的多樣性和組成、土壤過程和生態系統功能的主要驅動因素知之甚少。確定哪些因素驅動高海拔生態系中土壤微生物群落的多樣性和組成對於預測全球變化將如何影響其保護及其提供的服務和功能也至關重要。因此，我們沿著安第斯山脈南部的 Azorella 墊層物種植被帶對四個地點…
摘要 極端主義意識形態正在線上論壇中找到新家
摘要 極端主義意識形態正在線上論壇中找到新家。這些既是真正信徒的場所，也是好奇新人的招募地。為了了解新人如何在線上學習意識形態，我們研究了一種被稱為「紅色藥丸」的新型性別歧視意識形態的 Reddit 檔案。與社會科學中長期存在的假設相匹配，我們的方法將意識形態分解為兩個組成部分：一個「行為」維度，涉及糾正對自我和他人的行為，以及一個「解釋」維度，統一對世界觀的解釋。然後，我們建…
摘要 雖然在實驗實踐中尋求盡可能高的數據速率很誘人，但如果測量過於密集，過採樣可能會成為一個問題
摘要 雖然在實驗實踐中尋求盡可能高的數據速率很誘人，但如果測量過於密集，過採樣可能會成為一個問題。這些影響可以採取多種形式，其中一些很容易檢測：例如，當資料序列包含相同測量值的多個副本時。在其他情況下，例如測量設備和/或系統本身存在混合時，過採樣效應可能更難以檢測。我們提出了一種新穎的無模型技術，使用稱為排列熵的資訊理論技術來檢測時間序列中的局部混合。透過改變計算的時間解析度並…
摘要 對古代食物網的分析揭示了重要的古生態過程以及對地球歷史上一系列擾動（例如氣候變遷）的反應
摘要 對古代食物網的分析揭示了重要的古生態過程以及對地球歷史上一系列擾動（例如氣候變遷）的反應。這些反應可以為我們預測未來生物對類似擾動的反應提供資訊。然而，先前對古代食物網的分析很少考慮現代和古代群落數據之間的關鍵差異，特別是在化石化過程中軟體類群的選擇性損失。為了考慮化石化如何影響古代群落結構的推論，我們（1）分析了節點層級屬性，以確定生態作用和化石化潛力之間的相關性，（2…
摘要 耦合圖晶格（CML）是網路/圖上的典型動力系統
摘要 耦合圖晶格（CML）是網路/圖上的典型動力系統。它們表現出透過擴散/拉普拉斯耦合和非線性反應的相互作用生成的複雜模式，該非線性反應由每個節點處的單一迭代圖建模；這些地圖通常被視為單峰地圖，例如後勤地圖或帳篷地圖。在這封信中，我們提出了一類涉及超圖拉普拉斯算子的高階耦合動力系統，我們稱之為超圖耦合映射。透過結合同步狀態的線性化（不穩定性）分析、超圖譜理論和數值方法，我們檢測…
摘要 外來掠食者目前透過捕食、促進人類主導的狩獵、競爭和疾病傳播來威脅馬達加斯加的特有動物，但人們對這些
摘要 外來掠食者目前透過捕食、促進人類主導的狩獵、競爭和疾病傳播來威脅馬達加斯加的特有動物，但人們對這些外來物種的起源和過去的後果知之甚少。我們使用來自馬達加斯加中部和南部引入的狗（Canisamilis）和地方性窩（Cryptoproctaspp.）的骨膠原的放射性碳和穩定的碳和氮同位素數據來測試引入和地方性捕食者之間的競爭。同位素證據表明，這些地區的古代狗和福薩之間的飲食幾…
摘要 人類歷史是由武裝衝突所塑造的
摘要 人類歷史是由武裝衝突所塑造的。二戰後時期，低強度攻擊比大規模國家間戰爭更為普遍。這些攻擊通常由非國家武裝團體 (NAG) 實施，並得到東道國 (HS) 的支持。我們分析了 NAG HS 支持的全球雙邊網絡及其在 1945 年至 2010 年期間的演變。我們發現與生態網絡驚人的相似之處，例如互惠和寄生的支持形式，以及嵌套和模組化的網絡架構。這種嵌套性源自於偏好行為：高度互聯…
摘要 在美國東北部，天然氣供應限制導致天然氣短缺導致多達四分之一的發電廠計畫外停運
摘要 在美國東北部，天然氣供應限制導致天然氣短缺導致多達四分之一的發電廠計畫外停運。雙燃料油氣發電機或當地儲氣庫可能會緩解天然氣供應短缺的情況。我們使用歷史發電廠營運和可用性數據來制定發電機所需成本的供應曲線，以緩解新英格蘭的燃料短缺故障。根據 2012 年至 2018 年的數據，我們發現歷史上約 2 吉瓦燃氣產能的燃料短缺可以透過使用現場燃料儲存來緩解。相較之下，在我們的樣本…
摘要 這項工作重點研究具有任意非線性參數 K 的 1+1 維非局域非線性薛丁格系統的孤立波解
摘要 這項工作重點研究具有任意非線性參數 K 的 1+1 維非局域非線性薛丁格系統的孤立波解。雖然我們在這裡研究的系統是由 Yang 首次報導的（Phys. Rev. E, 98 (2018), 042202），適用於完全可積的情況 K = 1，但我們擴展了其考慮因素，並提供了作為 K 函數的孤子穩定性和不穩定性的標準。特別是，我們表明，對於 K < 2，解是穩定的，而對於 K…
摘要 鋰離子技術越來越多地應用於交通電氣化和為電網提供固定儲能，因此其發展引起了廣泛關注
摘要 鋰離子技術越來越多地應用於交通電氣化和為電網提供固定儲能，因此其發展引起了廣泛關注。然而，它們的部署仍然相對有限，其更廣泛的採用將取決於它們降低成本和提高效能的潛力。了解這種潛力可以為關鍵的氣候變遷緩解策略提供信息，包括公共政策和技術開發工作。然而，許多現有的對過去成本下降的估計（通常作為預測模型的起點）依賴於有限的數據系列和技術進步的衡量標準。在這裡，我們系統地收集、協…
摘要 最近的工作將認知神經科學和控制理論結合起來，對認知控制功能進行預測
摘要 最近的工作將認知神經科學和控制理論結合起來，對認知控制功能進行預測。在這裡，我們使用系統工程的一個分支——網絡控制理論來測試全腦語義理論與左額下回（LIFG）在受控語言表現中的作用之間的聯繫。具體來說，我們檢查了節點可控性的兩個屬性——邊界和模態可控性——是否與句子完成和動詞生成任務的語義選擇和檢索相關。我們測試了左側 IFG 的可控性是否會調節語言選擇和檢索成本，以及連…
摘要 將圖嵌入到地理或潛在空間中，即推斷歐幾里德空間中或平滑子流形上的頂點位置，是網絡分析、統計推斷和圖
摘要 將圖嵌入到地理或潛在空間中，即推斷歐幾里德空間中或平滑子流形上的頂點位置，是網絡分析、統計推斷和圖形視覺化中的常見任務。我們考慮隨機幾何圖的經典模型，其中n個點均勻分散在面積為n的正方形中，並且當且僅當它們的歐幾里德距離小於r時，兩個點之間才有邊。然後，重構問題包括在僅給出結果圖的鄰接矩陣的情況下推斷頂點位置直至對稱性。我們給了一個演算法，如果 r=nα 且 α 0，則以…
摘要 在本答覆中，我們只關注佩索阿和科斯塔在最近評論中的主要錯誤主張（熵 2020, 22, 1110）
摘要 在本答覆中，我們只關注佩索阿和科斯塔在最近評論中的主要錯誤主張（熵 2020, 22, 1110）。
摘要 目的 癌症和血栓形成之間的相互關係是已知的，但尚未對動脈血栓栓塞 (ATE) 和靜脈血栓栓塞 (V
摘要 目的 癌症和血栓形成之間的相互關係是已知的，但尚未對動脈血栓栓塞 (ATE) 和靜脈血栓栓塞 (VTE) 的風險進行基於人群的研究。方法與結果 從涵蓋 2006 07 年的奧地利社會保障提供者協會資料集中擷取奧地利所有公共投保人員（0 90 歲）的國際疾病分類第 10 版 (ICD 10) 診斷代碼 (n = 8 306 244)。有癌症或活動性癌症病史的患者被定義為至少…
摘要 控制許多生態系的潛在生物過程可以產生很長一段時間的瞬態動態
摘要 控制許多生態系的潛在生物過程可以產生很長一段時間的瞬態動態。通常很難或不可能將這種瞬態行為與無限期持續的類似動態區分開來。在某些情況下，在沒有任何外力的情況下，可能會發生從瞬態動態到長期穩定動態的轉變。認識到生態系的狀態可能不如表面上那麼穩定的可能性，對於長瞬態系統中管理策略的長期成功至關重要。在這裡，我們展示了考慮瞬態系統行為對於一系列生態系統組織規模和自然系統類型的管…
摘要 我們研究了生態位建構理論（NCT）和人類行為生態學（HBE）之間的關係，這兩個演化科學分支是考古學
摘要 我們研究了生態位建構理論（NCT）和人類行為生態學（HBE）之間的關係，這兩個演化科學分支是考古學理論的重要來源。我們區分生態位建構的正式模型作為演化過程，以及使用生態位建構來指涉一種人類行為。 NCT 的正式模型研究了環境改變如何改變生物體面臨的選擇壓力。相較之下，HBE 的正式模型假設人們在當地環境中採取適應性行為來預測行為，並且可以用來預測人們何時以及為何參與利基建…
摘要 人們對兒童疫苗和基因改造 (GM) 食品的安全性的科學證據越來越懷疑
摘要 人們對兒童疫苗和基因改造 (GM) 食品的安全性的科學證據越來越懷疑。對科學研究的不信任神經科學和認知有重要的社會後果，從疾病的傳播到貧困地區的飢餓。然而，這些科學信念很難改變，因為它們根植於許多相關的道德信念和社交網絡的感知信念中。為了了解何時可以改變信念，我們提出了一個認知網絡模型，該模型整合了道德和社會信念，並提供了可檢驗的經驗預測。透過一項具有全國代表性的機率性縱…
摘要 生態學最大熵理論 (METE) 使用靜態狀態變數施加的約束，預測相對靜態生態系中跨越空間尺度、分類
摘要 生態學最大熵理論 (METE) 使用靜態狀態變數施加的約束，預測相對靜態生態系中跨越空間尺度、分類類別和棲息地的宏觀生態指標的形狀。然而，在受干擾的生態系中，由於狀態變數隨時間變化，其預測常常會失敗。我們透過將 MaxEnt 推理過程與控制干擾的明確機制結合，將宏觀生態理論從靜態擴展到動態。在靜態極限下，所得理論 DynaMETE 簡化為 METE，但也預測了靜態變數之間…
摘要 分子計算是複雜自然現象的核心，分子有序序列中包含的資訊用於實現合成材料的功能或解釋環境，如生物學中
摘要 分子計算是複雜自然現象的核心，分子有序序列中包含的資訊用於實現合成材料的功能或解釋環境，如生物學中的情況。這利用了大分子和數十億年自然進化的後見之明。但是，可以用小分子來實現計算嗎？如果是這樣，計算複雜度處於什麼級別？我們在此回顧該領域最近的工作，確定所有物理上可實現的計算自動機，從有限自動機 (FA)（例如邏輯門）到線性束縛自動機（LBA，具有有限磁帶的圖靈機）都可以使…
摘要 物種分佈模型 (SDM) 的預測通常用於支持環境決策，以探索氣候變遷對生物多樣性的潛在影響
摘要 物種分佈模型 (SDM) 的預測通常用於支持環境決策，以探索氣候變遷對生物多樣性的潛在影響。然而，由於未來的氣候可能與當前的氣候不同，人們一直對了解 SDM 預測新條件下物種反應的能力（即模型可轉移性）感興趣。在這裡，我們使用來自美國西部 108 種樹種的 11 種模型演算法的森林清查數據，探索 SDM 中外推法的空間和環境限制。演算法在預測它們所擬合的同一地理區域中發生…
摘要 COVID 19 或 2011 年日本地震等危機暴露了企業供應網絡的脆弱性
摘要 COVID 19 或 2011 年日本地震等危機暴露了企業供應網絡的脆弱性。商品和服務的生產是一個高度相互依賴的過程，可能會因關鍵供應商或客戶的違約而受到嚴重影響。雖然了解單一公司對國家經濟的影響是有效風險管理的先決條件，但迄今為止，對所涉及的經濟系統性風險（ESR）的定量評估實際上還不存在，這主要是因為缺乏細粒度的數據和連貫的方法。基於獨特的增值稅資料集，我們得出了整個…
摘要 背景大腸直腸癌（CRC）是一種異質性癌症
摘要 背景大腸直腸癌（CRC）是一種異質性癌症。其治療取決於其解剖部位，並區分結腸癌、直腸癌和直腸乙狀結腸癌。本研究旨在利用基於競爭性內源性 RNA (ceRNA) 構建的 CRC 相關轉錄本網絡來識別診斷和預後生物標記。方法從癌症基因組圖譜（TCGA）中獲得結腸癌、直腸癌和直腸乙狀結腸交界處癌患者的RNA表現和臨床資訊資料。透過生物資訊分析評估RNA表現譜，並為每個CRC位點…
摘要 本文介紹了美國聯邦成文法的一種新穎的連結結構 內容表示形式，並使用從網絡分析和複雜性研究中得出的工
摘要 本文介紹了美國聯邦成文法的一種新穎的連結結構 內容表示形式，並使用從網絡分析和複雜性研究中得出的工具和概念來分析和量化其結構。我們表示的組織部分是基於美國法典 (USC) 中明確的層次結構以及嵌入式交叉引用引用網絡。我們將此結構與基於內容的相似性層結合起來，該層源自於 USC 的「主題模型」的應用。由此產生的表示是第一個將 USC 明確建模為包含分層結構、交叉引用和內容的…
摘要 自然和人為災害經常影響經濟的供給和需求面
摘要 自然和人為災害經常影響經濟的供給和需求面。最近一個引人注目的例子是 Covid 19 大流行，它對大多數國家的經濟產出造成了嚴重的行業特定破壞。由於企業嵌入生產網路中，這些對供需的直接衝擊將向下游和上游傳播。我們表明，當應用於三個主要歐洲國家（德國、義大利、西班牙）的流行病衝擊時，允許約束需求和供給約束的現有投入產出模型產生了不可行的解決方案。然後，我們引入一個數學最佳化…
摘要 配置模型是產生具有指定度數序列的隨機圖的標準工具，並且通常用作空模型來評估觀察到的網路結構有多少是
摘要 配置模型是產生具有指定度數序列的隨機圖的標準工具，並且通常用作空模型來評估觀察到的網路結構有多少是僅由其度數來解釋的。除了具有自環和多邊的網路之外，我們缺乏用於配置模型的直接採樣演算法，例如對於簡單圖。基於保度雙邊交換的馬可夫鏈蒙特卡羅 (MCMC) 演算法提供了從組態模型中無偏差取樣的漸近解。然而，準確檢測馬可夫鏈在其平穩分佈上的收斂性仍然是一個未解決的問題。在這裡，我…
摘要 多重發病，即患者體內同時存在兩種或多種疾病，可能是許多高收入國家老化人口面臨的最大健康挑戰
摘要 多重發病，即患者體內同時存在兩種或多種疾病，可能是許多高收入國家老化人口面臨的最大健康挑戰。糖尿病（DM）是多種疾病的主要驅動因素之一，因為它有大量危險因子和併發症。然而，我們目前對如何除了簡單地計數疾病之外量化多重發病率，從而為針對老年糖尿病患者需求的預防和乾預策略提供資訊的了解非常有限。在這裡，我們將多重疾病概念化為多種疾病的典型時間進展模式，即所謂的軌跡，並開發了一…
摘要 從系外行星的大氣層推斷系外行星的特性，同時在我們想要推導出的量的背景下面臨低分辨率和低信噪比的問題
摘要 從系外行星的大氣層推斷系外行星的特性，同時在我們想要推導出的量的背景下面臨低分辨率和低信噪比的問題，這對從觀測中收集的數據提出了嚴格的要求。使這項挑戰更加複雜的是，系外行星特性的推論是根據正演模型建立的，其中可能包括由於大氣物理和化學方面的不完整或不準確假設而導致的錯誤。觀測噪音和模型誤差的融合使得開發技術來識別對低信噪比和模型誤差都具有魯棒性的預測特徵對於系外行星科學來…
摘要 早期的多細胞生物必須獲得適應能力，才能在競爭中擊敗它們的單細胞祖先以及其他多細胞譜系
摘要 早期的多細胞生物必須獲得適應能力，才能在競爭中擊敗它們的單細胞祖先以及其他多細胞譜系。多細胞適應的節奏和模式受到許多因素的影響，包括單一細胞的特性。我們考慮細胞的一個基本面，無論它們是透過二元裂變還是出芽繁殖，如何影響原始多細胞的適應率。我們使用數學模型來研究單細胞群體和透過二元裂變或出芽繁殖的多細胞絲群體中有益的生長率突變的傳播。一旦達到承載能力，對群體進行比較，我們發…
摘要 RNA二級結構預測的準確度隨著鹼基對的跨度（即它所包含的核苷酸的數量）而降低
摘要 RNA二級結構預測的準確度隨著鹼基對的跨度（即它所包含的核苷酸的數量）而降低。 RNA 折疊的動態程式演算法可以輕鬆專門化，以便僅考慮有限跨度 L 的鹼基對，從而將記憶體需求降低到 O(nL)，並透過交錯回溯進一步降低到 O(n)。然而，後者是一種近似，妨礙了全局最優結構的檢索。因此，到目前為止，ViennaRNA 軟體包還沒有提供用於計算最佳的、跨度限制的最小能量結構的…
摘要 當非線性化學振盪器嵌入到連接振盪器但也有助於系統動態的活性介質中時，會發現不同類型的同步狀態
摘要 當非線性化學振盪器嵌入到連接振盪器但也有助於系統動態的活性介質中時，會發現不同類型的同步狀態。我們使用不同的理論工具來解決這個問題，以描述兩個這樣的同步狀態之間的轉換。分岔和連續分析提供了參數空間的完整描述。相位近似建模允許計算振盪器週期和分叉點。
摘要 基於同源性的短 RNA（包括 microRNA）註釋是一個難題，因為它們固有的小尺寸限制了可用資訊
摘要 基於同源性的短 RNA（包括 microRNA）註釋是一個難題，因為它們固有的小尺寸限制了可用資訊。高靈敏度方法，包括參數優化的blast、nhmmer或cmsearch運行，旨在提高靈敏度，不可避免地會導致大量假陽性，而這些假陽性只能透過對RNA家族典型的特定特徵進行詳細分析和/或對結構註釋的多序列比對中的保守模式進行分析來檢測。 miRNAture 管道實現了特定於動…
摘要 目標 探索生活品質和感知生產力的變化，重點關注奧地利第一個 COVID 19 50 天緩解期內在家
摘要 目標 探索生活品質和感知生產力的變化，重點關注奧地利第一個 COVID 19 50 天緩解期內在家工作的影響。方法 我們對奧地利代表進行了一項線上調查 (N = 1010)，與先前的情況相比，在第一個 COVID 19 50 天緩解期內（2020 年 3 月 16 日至 5 月 1 日）自我報告的生活和工作相關變化。我們使用多項邏輯迴歸模型來確定整個樣本中生活品質改善/下…
摘要 歐洲綠蜥蜴複合體由兩個密切相關的物種組成，L. viridis 和 L. bilineata，它們
摘要 歐洲綠蜥蜴複合體由兩個密切相關的物種組成，L. viridis 和 L. bilineata，它們在不到 700 萬年前因基因流的存在而分裂。最近，在從斯洛維尼亞到希臘分佈的 L. viridis 複合體中描述了第三個譜系，稱為「亞得里亞海」。然而，亞得里亞海譜系與 L. viridis 或 L. bilineata 之間是否發生了基因流動以及它們多樣化所涉及的演化過程目…
摘要 COVID 19 表明，科學需要學習如何更好地應對全球系統性風險以及科學對公共利益的社會責任所帶來
摘要 COVID 19 表明，科學需要學習如何更好地應對全球系統性風險以及科學對公共利益的社會責任所帶來的不可減少的不確定性。進一步發展新理論和實驗實踐的知識論原則、替代性研究途徑和交流以及多樣化的聲音可以成為科學史和哲學以及科學研究對科學事業持續變革的重要貢獻。
摘要 在本次通訊中，我們報告了使用著名的雷射染料羅丹明 6G (R6G) 作為多功能光催化劑進行水基光誘
摘要 在本次通訊中，我們報告了使用著名的雷射染料羅丹明 6G (R6G) 作為多功能光催化劑進行水基光誘導電子轉移可逆加成斷裂鏈轉移 (PET RAFT) 聚合的一些結果。我們的結果顯示更高的單體轉化率和更強的 R6G 螢光發射。 R6G 染料在水中透過聚合誘導自組裝 (PISA) 形成聚合物物體（例如膠束和囊泡）的 RAFT 聚合表現出高效的光催化行為。為了實現這些結果，我們…
摘要 遠端同步描述了一種令人著迷的現象，即未透過物理鏈路直接連接的振盪器同步演化
摘要 遠端同步描述了一種令人著迷的現象，即未透過物理鏈路直接連接的振盪器同步演化。這種現像被認為對於哺乳動物大腦中的分佈式訊息處理至關重要，在哺乳動物大腦中，根據經驗觀察到屬於空間遙遠的大腦區域的神經群體之間存在長程同步。人們越來越相信這種現象可能是由丘腦等中間調節大腦區域引起的，在這封信中，我們推導出一種實現遠端同步的新穎機制。這種機制要求遠端同步振盪器穩定地連接到網路中的內…
摘要 血管迂曲度的測量（血管的彎曲和扭曲程度）與多種血管疾病有關
摘要 血管迂曲度的測量（血管的彎曲和扭曲程度）與多種血管疾病有關。因此，非常需要在模態、分辨率和尺寸上準確且具有可比性的血管彎曲度測量。然而在實踐中，精確和一致的測量是有問題的——研究內部和研究之間會出現測量錯誤、無法計算或矛盾和不一致的測量結果。在這裡，我們提出了一種測量血管彎曲度的新方法，可確保提高準確性。我們的方法依賴 Frenet Serret 方程式的數值積分。透過根…
摘要 隨著冠狀病毒的持續傳播，預測不同城市獨特的 COVID 19 成長曲線對於醫療供應和治療至關重要
摘要 隨著冠狀病毒的持續傳播，預測不同城市獨特的 COVID 19 成長曲線對於醫療供應和治療至關重要 1,2，而標準流行病學模型仍無法充分解釋這些曲線。預測必須考慮到減緩冠狀病毒傳播的非藥物幹預措施，包括居家令、社交距離、隔離和強制戴口罩，從而減少城市內的流動性和病毒傳播3。此外，最近將冠狀病毒與人類流動性聯繫起來的研究4、5和詳細的流動數據6、7表明，在疾病預測中需要考慮城…
摘要 用於公共衛生應用的城市廢水或污水分析是一個快速擴展的領域，旨在了解新出現的流行病學趨勢，包括人類和
摘要 用於公共衛生應用的城市廢水或污水分析是一個快速擴展的領域，旨在了解新出現的流行病學趨勢，包括人類和疾病遷移。新獲得的從廢水中提取和分析遺傳物質的能力提出了重要的社會和倫理問題，包括：如何保護資料？誰擁有從廢水中回收的基因數據？圍繞其使用有哪些道德和法律問題？在美國，有關隱私的企業和法律政策歷來都是被動的，而不是主動的。在廢水流行病學 (WBE) 領域，創新的步伐已經超過了…
摘要 多重抗藥性細菌的迅速增加導致人們更加重視多重藥物聯合治療
摘要 多重抗藥性細菌的迅速增加導致人們更加重視多重藥物聯合治療。然而，某些組合可能具有抑製作用——也就是說，細菌在某些藥物組合中比單一藥物治療時生長得更快。通常，在研究交互作用時，僅將組合的整體效果與單一藥物的效果進行比較。然而，這樣做可能會錯過「隱藏」的抑制情況，這種情況發生在最高階相對於低階組合而不是單一藥物具有抑制性時。我們檢查了 5 種藥物組合以及所有低階單藥、2、3 …
摘要 眾所周知，接受視覺資料訓練的神經網路很容易受到難以察覺的對抗性擾動的影響
摘要 眾所周知，接受視覺資料訓練的神經網路很容易受到難以察覺的對抗性擾動的影響。文獻中仍在爭論這種漏洞的原因。最近伊利亞斯等人。 （2019）表明，這種漏洞的出現部分是因為神經網路分類器依賴高度預測但脆弱的「非穩健」特徵。在本文中，我們擴展了 Ilyas 等人的工作。透過研究產生這些特徵的輸入模式的性質。特別是，我們假設在以標準方式訓練的神經網路中，非魯棒特徵響應小的「非語義」…
摘要 我們根本上不確定的量子宇宙的一個顯著特徵是它的準經典領域──經典物理學的確定性定律所適用的廣泛的時
摘要 我們根本上不確定的量子宇宙的一個顯著特徵是它的準經典領域──經典物理學的確定性定律所適用的廣泛的時間、地點和尺度。我們的準經典領域是宇宙量子態和動力學基本理論的新興特徵。我們的宇宙可以表現出多種類型的準經典領域，其特徵在於不同的變數、不同的粗粒度水平、時空的不同位置、不同的經典物理和不同的經典水平。我們提出了準經典領域的經典性度量，我們推測不同經典水平的可觀察後果，特別是…
摘要 最近發展的關於菸草戒斷的網路觀點認為，戒斷症狀隨著時間的推移相互影響，而不僅僅是潛在綜合症的指標
摘要 最近發展的關於菸草戒斷的網路觀點認為，戒斷症狀隨著時間的推移相互影響，而不僅僅是潛在綜合症的指標。支持網絡觀點的證據將把菸草戒斷研究和介入的重點轉向研究和治療個體戒斷症狀和症狀間關聯。在這裡，我們使用來自接受戒菸治療的 1,210 名參與者（58.35% 女性，86.24% 白人）的經驗抽樣數據，建立並檢查了時間性菸草戒斷網絡，該網絡描述了戒斷症狀之間隨時間的相互作用。我…
摘要 宿主和病原體之間的相互作用在生態和演化層面上都是動態的
摘要 宿主和病原體之間的相互作用在生態和演化層面上都是動態的。在由此產生的「生態演化動力學」中，生態和演化過程會相互影響。例如，家雀墨西哥血雀（Haemorhous mexicanus）及其最近出现的病原体鸡毒支原体（Mycoplasma gallisepticum）形成了一个系统，有证据表明，随着时间的推移，细菌毒力的变化会增强宿主的免疫水平，从而推动军备竞赛中毒力的进化。我…
摘要 具有頂點標籤 t (v) 和集值邊標籤 λ (e) 的有根樹 T 透過設定 δ (x, y) =
摘要 具有頂點標籤 t (v) 和集值邊標籤 λ (e) 的有根樹 T 透過設定 δ (x, y) = q（如果 x 和 y 的最後一個共同祖先 lca (x, y) 被標記為 q (x, y) = q（如果 x 和 y 的最後一個共同祖先 lca (x, y) 被標記為 q）來定義 T 的葉子對上的映射 δ 和 ε，並且如果 ∈ ε 到m ∈ ε (x, y)。我們表明，當且…
摘要 腫瘤抑制磷酸酶和張力蛋白同源物 (PTEN) 負向調節胰島素訊號路徑
摘要 腫瘤抑制磷酸酶和張力蛋白同源物 (PTEN) 負向調節胰島素訊號路徑。種系 PTEN 致病性變異會導致 PTEN 錯構瘤症候群 (PHTS)，與兒童脂肪瘤的發展有關。脂肪祖細胞 (APC) 在連續培養過程中失去分化為脂肪細胞的能力，而來自 PHTS 患者脂肪瘤的 APC 在較長時間內保留其成脂潛力。目前尚不清楚哪些機制引發了這種異常的脂肪組織生長。為了研究 PTEN 在脂…
摘要 大多數複雜網絡的實證研究不會回傳對網絡結構的直接、無誤差的測量
摘要 大多數複雜網絡的實證研究不會回傳對網絡結構的直接、無誤差的測量。相反，它們通常依賴容易出錯且不可靠的間接測量。實證網絡科學的一個基本問題是如何在給定如此不可靠的數據的情況下對網絡結構做出盡可能最佳的估計。在本文中，我們描述了一種完全貝葉斯方法，用於根據任何格式的觀測資料重建網絡，即使資料包含大量測量誤差且該誤差的性質和大小未知。該方法是透過使用現實世界範例網路的教學案例研…
摘要 在物理世界的所有尺度上，動態系統通常可以有效地表示為抽象網絡，對系統的單元和單元間的交互作用進行編
摘要 在物理世界的所有尺度上，動態系統通常可以有效地表示為抽象網絡，對系統的單元和單元間的交互作用進行編碼。了解物理規則如何塑造這些網路的拓撲結構可以闡明系統的功能，並增強我們設計、指導或控制其行為的能力。在量子網路科學的新興領域，一個關鍵的挑戰在於區分反映系統基礎物理學的拓撲特性和反映所採用的概念模型的假設的拓撲特性。為了闡明和應對這項挑戰，我們研究了透過量子解點設備代表非平…
摘要 即使是簡單定義的有限狀態產生器也會產生隨機過程，需要追蹤無數的機率特徵才能實現最佳預測
摘要 即使是簡單定義的有限狀態產生器也會產生隨機過程，需要追蹤無數的機率特徵才能實現最佳預測。對於由隱馬可夫鏈生成的過程，其後果是巨大的。他們的預測模型通常是無限狀態的。而且，直到最近，人們既無法確定它們內在的隨機性，也無法確定結構的複雜性。不過，前傳引入了精確計算香農熵率（隨機性）並建設性地確定其最小（儘管是無限）預測特徵集的方法。利用這一點，我們透過計算隱馬可夫過程的統計複…
摘要 2020 年 9 月，北極海冰範圍達到有紀錄以來第二低
摘要 2020 年 9 月，北極海冰範圍達到有紀錄以來第二低。最先進的氣候預測使用地球系統模型（ESM），由代表物理定律的微分方程系統驅動。此前，這些模型往往低估了北極海冰的損失。這個問題很嚴重，因為準確的建模對於經濟、生態和地緣政治規劃至關重要。我們使用機器學習技術，包括隨機森林回歸和基尼重要性，來表明能源百兆億地球系統模型 (E3SM) 過度依賴十個選定的氣候量之一來預測 …
摘要 我們利用居住在印度班加羅爾貧民窟的近 1500 名工人的微觀數據開發了一個框架，用於繪製和分析非正
摘要 我們利用居住在印度班加羅爾貧民窟的近 1500 名工人的微觀數據開發了一個框架，用於繪製和分析非正規工人的技能。除了計量經濟學建模之外，我們還採用機器學習技術來探索受訪者眾包技能之間的關係。我們發現非正規工人依賴一系列任務、語言、個人和社交技能。此外，我們也確定了與薪資收入水準和穩定性相關的技能要求。我們的研究結果包括對技能要求中的性別差異、英語和電腦素養的重要性以及個人…
摘要 我們考慮在驅動協議只能使用一些有限的能量函數 E 的限制下，將有限狀態經典系統從某個初始分佈 p
摘要 我們考慮在驅動協議只能使用一些有限的能量函數 E 的限制下，將有限狀態經典系統從某個初始分佈 p 驅動到某個具有消失熵產生 (EP) 的最終分佈 p′ 的問題。假設驅動協定沒有其他約束，我們得到一個保證可以執行這種轉換的簡單條件，該條件以 {p,p′} 中的最小機率和用 E 定義的圖論屬性來表示。我們的結果意味著對能量函數的少量控制就足夠了（特別是，只要可以控制能量函數的…
摘要 達爾文進化優先遵循突變途徑，其各個步驟都會增加適應性
摘要 達爾文進化優先遵循突變途徑，其各個步驟都會增加適應性。具有不增加適應性的突變步驟的替代途徑不太容易獲得。在這裡，我們證明錯誤翻譯，即氨基酸錯誤地摻入新生蛋白質中，可以增加此類替代途徑的可及性，並最終增加高適應性基因型的可及性。我們對大腸桿菌中的 β 內醯胺酶 TEM 1 群體進行定向進化，在低誤譯率和高誤譯率下進行定向進化，選擇對抗生素頭孢噻肟具有高活性。在低誤譯率下，不…
摘要 進化性本身可以是適應性演化的產物嗎
摘要 進化性本身可以是適應性演化的產物嗎？回答這個問題是具有挑戰性的，因為任何只改變進化性的DNA突變都會受到對該突變未來影響的間接「二階」選擇的影響。這種間接選擇比改變適應度的突變的「一級」選擇弱，因為它只能在限制性條件下進行。在這裡，我討論了克服這項挑戰的適應性演化之路。具體來說，最近的一項進化實驗表明，一些突變可以透過直接和間接選擇的結合來增強適應性和進化性。來自基因複製…
摘要 多區域投入產出（MRIO）表與列昂夫分析相結合，被廣泛用於評估碳排放的地理分佈以及造成碳排放的經濟
摘要 多區域投入產出（MRIO）表與列昂夫分析相結合，被廣泛用於評估碳排放的地理分佈以及造成碳排放的經濟活動。我們將列昂節夫分析作為模型進行研究，展示了資訊理論和非平衡統計力學中現代方法的共通性。與熱主要化的物理概念平行，我們定義了生態主要化的概念，並表明它是確定體現影響流的方向性的充分條件。令人驚訝的是，無論 MRIO 表格中使用的任何其他內容如何，相對較小的貿易赤字和地理異…
摘要 文章「最佳匹配圖」（Geiß 等人，JMB 78：2015–2057，2019）中的兩個錯誤已被修
摘要 文章「最佳匹配圖」（Geiß 等人，JMB 78：2015–2057，2019）中的兩個錯誤已被修正。其中一個涉及有向圖無彙的預設假設，必須將其作為引理 9、引理 11、定理 4 中的附加前提添加。相應地，演算法 2 要求其輸入是無彙的。第二個修正涉及定理 9 中描述最佳匹配圖特徵所需的附加必要條件。修正後的結果簡化了 n cBMG 的最少解析樹的構建，即演算法 1。所有…
摘要 修正了最佳配對圖一文（Geiss 等人，JMB 78：2015 2057，2019）中的兩個錯誤
摘要 修正了最佳配對圖一文（Geiss 等人，JMB 78：2015 2057，2019）中的兩個錯誤。其中一個涉及有向圖無彙的預設假設，必須將其作為引理 9、引理 11、定理 4 中的附加前提添加。相應地，演算法 2 要求其輸入是無彙的。第二個修正涉及定理 9 中描述最佳匹配圖特徵所需的附加必要條件。修正後的結果簡化了 n cBMG 的最少解析樹的構建，即演算法 1。所有其他…
摘要 振盪活動在自然和工程網路系統中普遍存在
摘要 振盪活動在自然和工程網路系統中普遍存在。然而，理解振盪器網路中的結構 功能關係仍然是現代科學尚未解答的基本問題。在這項工作中，我們提出了一種方法，可以根據振盪器的本地網路互動來規定精確且穩健的功能關係模式。为了量化智能体之间的行为同步性，我们引入了功能模式的概念，它对振荡器相位之间的成对关系进行编码 类似于两个时间序列之间的皮尔逊相关系数。這項工作的主要貢獻是開發了一種方…
摘要 推斷水平基因轉移（HGT）的幾種隱式方法集中在僅在基因所在的兩個物種分歧之後才分歧的基因對
摘要 推斷水平基因轉移（HGT）的幾種隱式方法集中在僅在基因所在的兩個物種分歧之後才分歧的基因對。這種情況定義了圖的邊集，即後期分歧時間（LDT）圖，其頂點對應於按其物種著色的基因。我們在寬鬆場景的設定中研究這些圖，即包含文獻中重複 轉移 遺失場景的所有常用變異體的演化場景。我們將 LDT 圖描述為正確的頂點顏色圖的子類，並提供多項式時間識別演算法以及構建解釋給定 LDT 的寬…
摘要 有效場論（EFT）是現代理論物理學的成功範式，包括粒子物理標準模型的「核心理論」加上愛因斯坦的廣義
摘要 有效場論（EFT）是現代理論物理學的成功範式，包括粒子物理標準模型的「核心理論」加上愛因斯坦的廣義相對論。我認為 EFT 賦予我們獨特的見解：每個 EFT 模型都附帶其適用範圍的內建規格。因此，一旦模型在某個領域（能量和相互作用強度）進行測試，我們就可以確信它在該領域內將繼續保持準確。目前，核心理論已經在包括與日常生活物理（生物學、化學、技術等）相關的所有能量尺度的系統中…
摘要 2021 年 3 月，聖達菲研究所舉辦了一次研討會，作為其自然和人工系統智慧基礎計畫的一部分
摘要 2021 年 3 月，聖達菲研究所舉辦了一次研討會，作為其自然和人工系統智慧基礎計畫的一部分。該計畫旨在透過促進對智慧本質的跨學科研究來推動人工智慧領域的發展。在研討會期間，來自不同學科的演講者聚集在一起，制定了智力分類法，闡明了他們自己對智力的理解以及他們的研究如何加深了這種理解。在本報告中，我們總結了每位演講者提供的見解，並確定了會談和後續討論中出現的主題。
摘要 我們主張透過多種不同的歷史途徑實現多種生活方式
摘要 我們主張透過多種不同的歷史途徑實現多種生活方式。從這個角度來看，地球上的生命有多種起源──生命並不是普遍的同源性。透過擴大起源類別，我們顯著地擴展了尋找生命的資料集。透過計算類比，生命的起源描述了硬體（物理基礎）和軟體（進化功能）的起源。與所有資訊處理系統一樣，自適應系統具有嵌套的層次結構、功能優化等級（例如適應度最大化）、約束層級（例如能量需求）以及材料層級（例如 DN…
腦機介面（BCI）是一種很有前景的通訊和控制工具
摘要 客觀的。腦機介面（BCI）是一種很有前景的通訊和控制工具。然而，掌握非侵入式閉環系統仍然是一項需要學習的技能，對於不可忽視的比例的使用者來說很難發展。所涉及的學習過程會引起與大腦網路重組相關的神經變化，但人們對此仍知之甚少。方法。為了解決這種受試者間的變異性，我們採用了多層方法來整合腦電圖和腦磁圖資料的大腦網路特性，這些資料是由一組健康受試者進行的四節 BCI 訓練計畫產…
摘要 自1950年代開始以來，人工智慧領域在樂觀預測和大規模投資時期（「人工智慧春天」）和失望、信心喪失
摘要 自1950年代開始以來，人工智慧領域在樂觀預測和大規模投資時期（「人工智慧春天」）和失望、信心喪失和資金減少時期（「人工智慧冬天」）之間多次循環。儘管當今人工智慧的突破速度看似很快，但人們長期承諾的技術（例如自動駕駛汽車、家政機器人和對話夥伴）的開發卻比許多人預期的要困難得多。這些重複循環的原因之一是我們對智能本身的性質和複雜性的理解有限。在本文中，我描述了人工智慧研究人…
摘要 確定增加囊性纖維化 (CF) 嬰兒在出生第一年因胃腸道相關（GI 相關）住院風險的因素
摘要 確定增加囊性纖維化 (CF) 嬰兒在出生第一年因胃腸道相關（GI 相關）住院風險的因素。方法：嬰兒觀察和營養研究是一項縱向觀察隊列，納入了 231 名透過新生兒篩檢診斷為 CF 的嬰兒。我們對出生後第一年因胃腸道相關入院的頻率和適應症進行了事後評估。結果：65 名參與者在生命的前 12 個月內至少入院過一次。研究期間的高胰酶替代療法 (PERT) 劑量（ 2000 LU/…
摘要 一些作者認為，化學和生物學等特殊科學中使用的非極端機率可以是客觀機會，即使世界的真實微觀物理描述是
摘要 一些作者認為，化學和生物學等特殊科學中使用的非極端機率可以是客觀機會，即使世界的真實微觀物理描述是確定性的。本文研究了該論點的一個有影響力的版本，並表明它取決於定義粗粒度和細粒度事件之間關係的特定方法。提出了一種粗粒度的替代方法。這種替代方法阻止了關於緊急機會存在的論點，並更好地理解了兩個著名的哲學討論主題：礦工之謎和辛普森悖論。
摘要 我們發展了超圖上隨機遊走的一般理論，其中包括作為特殊情況的文獻中發現的不同模型
摘要 我們發展了超圖上隨機遊走的一般理論，其中包括作為特殊情況的文獻中發現的不同模型。特別是，我們介紹並分析了超圖的一般隨機遊走拉普拉斯算子，並將它們與超圖歸一化拉普拉斯算子進行比較，後者不一定與隨機遊走相關，但受生物和化學網絡的驅動。我們表明，儘管這兩類拉普拉斯算子在圖的情況下是一致的，但它們在一般情況下似乎具有重要的概念差異。我們研究這兩類的頻譜特性，以及它們在耦合超圖映射…
摘要 背景 隨著 2019 年冠狀病毒病 (COVID 19) 疫情激增和新突變不斷出現，對疫苗的信任至
摘要 背景 隨著 2019 年冠狀病毒病 (COVID 19) 疫情激增和新突變不斷出現，對疫苗的信任至關重要。方法 我們考慮政治信念和心理社會概念，對 1007 名奧地利人進行了非機率配額抽樣線上調查，探討了疫苗猶豫的相關性。結果我們發現了疫苗猶豫不決的幾個重要相關因素，從人口統計數據到投票行為或對政府的信任等複雜因素。在那些對 COVID 19 疫苗猶豫不決的人中，投票給反…
摘要 概念抽象和類比是人類學習、推理和將知識強有力地適應新領域的能力的關鍵能力
摘要 概念抽象和類比是人類學習、推理和將知識強有力地適應新領域的能力的關鍵能力。儘管建構具有這些能力的人工智慧系統的研究歷史悠久，但目前的人工智慧系統還沒有接近形成類人抽像或類比的能力。本文回顧了實現這一目標的幾種方法的優點和局限性，包括符號方法、深度學習和機率程序歸納。本文最後提出了設計挑戰任務和評估措施的若干建議，以便在該領域取得可量化和可推廣的進展。
摘要 我們提出並分析了高層建築中透過電梯垂直運輸人員的極簡模型
摘要 我們提出並分析了高層建築中透過電梯垂直運輸人員的極簡模型。我們專注於每天開始的運營，即人們以固定的速度到達建築物的底層。當電梯到達底層時，乘客進入電梯，直到達到電梯載客量，然後被運送到目的地樓層。我們確定每個人等待電梯到達的時間分佈、等待電梯的人數，並在人員到達率足夠大時過渡到多部電梯同步。我們透過事件驅動的模擬驗證了我們的許多預測。
摘要 合作互動遍及廣泛的多體系統的動態，例如生態社區、社會結構組織和經濟網絡
摘要 合作互動遍及廣泛的多體系統的動態，例如生態社區、社會結構組織和經濟網絡。在這項工作中，我們研究了由兩個物種之間的合作和對稱相互作用所驅動的簡單族群模型的動態。我們為這種合作的兩種物質反應方案開發了平均場和隨機描述。對於一個孤立的族群，我們確定達到固定狀態的機率，其中只有一個物種存活，作為兩個物種初始濃度的函數。我們也確定達到注視狀態的時間。當每個物種可以遷移到族群中並取代…
摘要 進化計算受到生物進化機制的啟發
摘要 進化計算受到生物進化機制的啟發。隨著演算法的改進和計算資源的增加，演化計算已經為具有挑戰性的實際問題找到了創造性和創新性的解決方案。本文評估了當今的進化計算與生物進化的比較以及它的不足之處。考慮了生物進化的少數被廣泛接受的特徵：開放性、組織結構的重大轉變、中立性和遺傳漂變、多目標性、複雜的基因型到表型映射和共同進化。演化計算在某種程度上展示了其中的許多特徵，但透過擴大可用…
摘要 非平衡資訊熱力學決定了在時間對稱控制協議下可靠地擦除記憶體的最小能量耗散
摘要 非平衡資訊熱力學決定了在時間對稱控制協議下可靠地擦除記憶體的最小能量耗散。我們證明了它的界限是嚴格的，因此表明成本超過了蘭道爾關於資訊擦除的能量界限所隱含的成本。此外，在完美計算的限制下，成本也有所不同。結論是應該開發時間不對稱協議來實現高效、準確的熱力學計算。而且，蘭道爾堆疊（全套理論預測的熱力學成本）已準備好進行實驗測試和校準。
摘要 醫療診斷和治療產品的市場授權監管過程充滿了醫療產業以外的監管機構不會面臨的道德困境
摘要 醫療診斷和治療產品的市場授權監管過程充滿了醫療產業以外的監管機構不會面臨的道德困境。批准具有潛在危險副作用的無效治療（「I 型錯誤」或假陽性）的後果必須與不批准可能有助於減輕許多患者疾病負擔的安全有效治療（「II 型錯誤」或假陰性）的後果進行權衡。監管機構必須考慮多種因素，包括科學價值、隨機對照試驗的臨床證據、疾病負擔、目前的護理標準和替代方案以及患者的偏好，以取得適當的…
摘要 當來自不同來源的同一類群的解析不佳的資訊需要協調時，尋找具有共同葉集 L 的一組有根樹的共同細化的
摘要 當來自不同來源的同一類群的解析不佳的資訊需要協調時，尋找具有共同葉集 L 的一組有根樹的共同細化的問題自然出現在數學系統發生學中。這構成了經過深入研究的超級樹問題的特殊情況，其中輸入樹的葉集可能不同。解決有根樹相容性問題的演算法當然適用於這種特殊情況。然而，它們需要複雜的輔助資料結構，對於 k 個輸入樹來說，運行時間至少為 O(k L log2(k L ))。在這裡，我們…
摘要 在埃迪卡拉紀 寒武紀動物多樣化過程中，要弄清楚宏觀的、通常是骨骼化的兩側對稱動物出現的潛在因素，需
摘要 在埃迪卡拉紀 寒武紀動物多樣化過程中，要弄清楚宏觀的、通常是骨骼化的兩側對稱動物出現的潛在因素，需要仔細分析生態機會、環境潛力和發展能力的貢獻。動物的早期演化涉及基因組、發育、形態和行為方面的新奇事物的引入，被認為是新特徵的個性化，從而導致了新的生態網絡（創新）的建構。在這裡，我採用了最近引入的新穎性和個性化概念框架，該框架區分了埃迪卡拉紀 寒武紀輻射的增強、新穎性、創新…
摘要 我們探討了確保電腦系統安全（網路安全）的方法與透過自然選擇進化來保護脊椎動物免受病原體侵害的機制之
摘要 我們探討了確保電腦系統安全（網路安全）的方法與透過自然選擇進化來保護脊椎動物免受病原體侵害的機制之間的共通性，以及從研究自然防禦進化中獲得的見解如何為更有效的網路安全系統的設計提供資訊。更一般地說，安全挑戰對於維護包括金融系統在內的各種複雜的自適應系統至關重要，並且從自然防禦演化研究中汲取的經驗教訓可以為保護此類系統提供指導。
摘要 我們研究了基因調控網絡演化的簡化模型，其中透過基於網絡節點（基因）的結構和動態特徵的各種選擇規則來
摘要 我們研究了基因調控網絡演化的簡化模型，其中透過基於網絡節點（基因）的結構和動態特徵的各種選擇規則來添加連結（調控交互作用）。與經過充分研究的「爆炸性」滲透模型類似，在我們的方法中，選擇性地添加鏈接，以延遲向大規模損傷傳播的過渡，即使網絡對基因狀態的小擾動具有魯棒性。我們發現，當選擇只取決於結構時，即使不了解個體基因「受損」的傾向，演化的網絡也能抵抗廣泛的損害傳播。我們也觀…
摘要 自動化對勞動市場的潛在影響引起了學者、政策制定者和廣大公眾的極大興趣和關注
摘要 自動化對勞動市場的潛在影響引起了學者、政策制定者和廣大公眾的極大興趣和關注。許多研究透過檢查相關技能和任務是否適合自動化來估計特定職業的風險狀況。然而，很少有人試圖更全面地了解勞動力重新分配的過程以及隨著失業工人過渡到新工作對就業前景的影響。在本文中，我們開發了一個資料驅動模型來分析工人如何透過經驗得出的職業流動網路來回應自動化場景。在宏觀層面上，我們的模型再現了貝弗里奇…
摘要 眾所周知，神經網路影像分類器的對抗性範例是可轉移的：經過最佳化以被來源分類器錯誤分類的範例通常也會
摘要 眾所周知，神經網路影像分類器的對抗性範例是可轉移的：經過最佳化以被來源分類器錯誤分類的範例通常也會被具有不同架構的分類器錯誤分類。然而，有針對性的對抗性範例（經過最佳化以分類為選定的目標類別）往往在架構之間的可移植性較差。雖然先前關於建立可轉移目標攻擊的研究主要集中在改進最佳化過程，但在這項工作中，我們研究了來源分類器的作用。在這裡，我們表明，將來源分類器訓練為「稍微穩健…
摘要 人們越來越認識到，生態系統可以在很長一段時間內遠離漸近狀態，因此生態理解需要更深入地了解生態瞬變發
摘要 人們越來越認識到，生態系統可以在很長一段時間內遠離漸近狀態，因此生態理解需要更深入地了解生態瞬變發生的時間。最近的工作定義了可能導致長瞬態的確定性機制的類別。鑑於生態系中隨機性的普遍存在，對包含隨機性影響的瞬變進行類似的系統處理非常重要。隨機性當然可以透過防止系統永久穩定在漸近狀態附近來促進瞬態動力學的出現，但隨機性也與確定性特徵相互作用，以創建定性的新動力學。因此，隨機…
摘要 週期性蟬（Magicicada spp.）是了解影響範圍邊界的族群過程的有用模型系統
摘要 週期性蟬（Magicicada spp.）是了解影響範圍邊界的族群過程的有用模型系統。與大多數昆蟲不同，這些物種通常以非常高的密度存在（有時 1000/ m(2)），並且具有異常長的壽命（13 或 17 年）。它們一生的大部分時間都在地下度過，以植物根部為食。地下期結束後，成蟲會在短短幾天的時間內從地下出來交配並產卵。大範圍內發育同步的族群集合被稱為「群體」。空間上相鄰的…
摘要 過去幾十年來，互惠網絡在生態文獻中引起了越來越多的關注，因為它們在維持生物多樣性方面發揮關鍵作用
摘要 過去幾十年來，互惠網絡在生態文獻中引起了越來越多的關注，因為它們在維持生物多樣性方面發揮關鍵作用。在這裡，我們發展了一個分析框架來研究這些網路的結構穩定性，包括互惠和競爭相互作用。分析和數值分析表明，競爭網絡的結構從根本上改變了群落中物種共存的必要條件。使用50個真實的互惠網絡，我們表明，當透過加權競爭納入共享夥伴的相對重要性時，參數空間中的可行性區域與May的穩定性標準…
摘要 在尋找地球以外的生命過程中，區分生命與非生命至關重要
摘要 在尋找地球以外的生命過程中，區分生命與非生命至關重要。然而，這種區別往往難以捉摸，因為生命的起源可能是一個逐步進化的過程，而不是單一事件。無論哪種生命起源模型受到青睞，固有的「灰色性」模糊了定義生命的理論閾值。在這裡，我們探討生命起源時生物與非生物之間的模糊性。灰度的作用也延伸到后来的过渡。透過認識到灰色帶來的局限性，生命探測研究人員將能夠更好地開發對生命前化學系統和生命…
摘要 G. Schurz 最近出版的一本重要著作 [1] 指出，沒有免費午餐定理 (NFL) 對（元）歸
摘要 G. Schurz 最近出版的一本重要著作 [1] 指出，沒有免費午餐定理 (NFL) 對（元）歸納問題有重大影響。在這裡，我回顧了 NFL 定理，強調它們不僅僅涉及存在統一先驗的情況 它們證明存在“同樣多的先驗”（鬆散地說），任何歸納算法 A 都可以概括某些歸納算法 B，反之亦然。但重要的是，除了 NFL 定理之外，還有許多免費午餐定理。特別是，NFL 定理只能用來比較…
摘要 民主的認知理由已經透過兩種不同形式的資訊聚合和決策來提供
摘要 民主的認知理由已經透過兩種不同形式的資訊聚合和決策來提供。孔多塞陪審團定理被訴諸於投票方面的理由，而紅頁「多樣性勝過能力」的結果則訴諸於協作搜尋形式的審議方面的正當性。然而，這兩個結果都是全民充分且直接參與的模型。在本文中，我們比較了這些結果如何在熟悉的代表性層次結構中保持不變。我們首先考慮現有的分析工作，這些工作表明代表性不可避免地削弱了孔多塞陪審團定理的投票結果。然後…
摘要 一種有前途但仍在開發的癌症治療方法是基於分化治療 (DTH) 的概念
摘要 一種有前途但仍在開發的癌症治療方法是基於分化治療 (DTH) 的概念。大多數腫瘤的特徵是細胞群分化不良，與通訊和組織穩態相關的特徵明顯喪失。 DTH 已被建議作為基於細胞毒性的方法的替代（或補充），並已證明在某些特定類型的癌症（如急性早幼粒細胞白血病 (APL)）中取得成功。雖然正在測試有利於激活分化療法的新藥物，但出現了一些與其對實體瘤的有效性相關的開放性問題。在這裡，…
摘要 Dennett [1991] 提出了一種新穎的命題態度本體論解釋—真實模式
摘要 Dennett [1991] 提出了一種新穎的命題態度本體論解釋—真實模式。儘管有它的名字，但這個敘述對現實主義的承諾程度仍不清楚。在本文中，我提出了一種模式實例化的替代標準，該標準評估忠實地將物理系統解釋為實例化特定模式的難度。借鑒簡單性和相似性的正式衡量標準，我認為，對於充分實例化的模式，我們的解釋將可以透過使用短程式來計算。這種方法保留了丹尼特原始方法的靈活性，同時…
摘要 對抗微生物疾病和癌症的成功療法需要結合生態和演化原理
摘要 對抗微生物疾病和癌症的成功療法需要結合生態和演化原理。利用生態學和演化生物學領域，我們提出了一種基於系統的方法，其中宿主和致病因素被視為複雜的相互作用網絡的一部分，類似於「經典」生態系統的研究。以這種方法圍繞疾病治療的經驗例子，我們提供的證據表明，成功的治療總是與宿主生態系統的其他組成部分進行多種相互作用。其中許多因素非線性交互作用，產生協同效益和治療結果。我們認為，必須…
摘要 背景 由於嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒 2 (SARS CoV 2) 的流行，口罩在美國已變得司空
摘要 背景 由於嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒 2 (SARS CoV 2) 的流行，口罩在美國已變得司空見慣。儘管有證據顯示口罩有助於遏制疾病的傳播，但在人群層面的實證研究卻很少。我們調查了美國自我報告的戴口罩、保持身體距離和 SARS CoV 2 傳播之間的關聯，以及全州強制佩戴口罩的影響。方法 透過網路平台對 13 歲及以上的美國個體進行一系列橫斷面調查，以查詢佩戴口罩的自…
摘要 軟低雷諾數機器人技術有可能對藥物傳遞、感測和診斷等眾多領域產生重大影響
摘要 軟低雷諾數機器人技術有可能對藥物傳遞、感測和診斷等眾多領域產生重大影響。實現這一潛力取決於設計適合其預期功能的軟機器人的能力。在這項工作中，我們確定了不同幾何和對稱參數對在低雷諾數狀態下運作並使用有機燃料的軟自主機器人運動的影響。使用有機燃料為低雷諾數軟機器人提供動力的能力將為它們在生物醫學應用中的潛在應用提供新途徑，就像這裡所做的聚合生物相容性材料的使用一樣。我們引入了…
摘要 溫度影響所有生物速率，並具有深遠的影響，從生物工程 [1] 到預測氣候變遷下的生態變化 [2 3]
摘要 溫度影響所有生物速率，並具有深遠的影響，從生物工程 [1] 到預測氣候變遷下的生態變化 [2 3]，以及最近的大流行病傳播 [4]。生物系統中的溫度反應具有不對稱和非線性的特徵，具有指數增加階段，隨後是凹形向上或向下階段[5]。目前定量描述溫度響應的模型包括簡單但經驗的方程式（例如阿倫尼烏斯方程式）或從第一原理導出的模型，這些模型通常過於複雜（即具有許多參數）。此外，他們…
摘要 中美洲南部的民族，包括古典時期的瑪雅人，經常被認為表現出相對於當代城市系統的獨特的空間組織類型
摘要 中美洲南部的民族，包括古典時期的瑪雅人，經常被認為表現出相對於當代城市系統的獨特的空間組織類型。在這裡，我們使用系統、全覆蓋調查中記錄的聚落規模框架和聚落特性來研究中美洲南部聚落系統與當代系統的相似和不同之處。我們發現這些聚落中的人口 面積關係與其他農業聚落系統報告的人口 面積關係有很大不同，但是當人們將一個地點震中視為相關的社會互動區域，並將從給定中心管理的人口視為相關…
摘要 成長中的細胞採取共同的基本策略，在有限的可用資源下實現資源的最適分配
摘要 成長中的細胞採取共同的基本策略，在有限的可用資源下實現資源的最適分配。我們目前對這種「生長定律」的理解忽略了降解，假設它與細胞週期持續時間相比發生緩慢。在這裡，我們認為這種假設在緩慢增長的情況下不能成立，從而導致強烈的定性後果。我們提出了一個簡單的框架，表明在緩慢生長時，蛋白質降解是透過一小部分的「維護」核醣體來平衡。透過對編譯數據的詳細分析，我們展示了該模型如何預測大腸…
摘要 生態學家長期以來一直試圖了解自然族群的動態如何受到這些族群所經歷的環境變化的影響
摘要 生態學家長期以來一直試圖了解自然族群的動態如何受到這些族群所經歷的環境變化的影響。傳遞函數是實現此目的的有用工具，因為它使用線性化理論來顯示族群豐度波動的頻譜與環境變化的頻譜之間的關係。在這裡，我們展示瞭如何推導和計算由連續個體層級狀態變數（例如規模）構成的連續時間人口模型的傳遞函數。為了說明這一點，我們推導、計算和分析了公開招募的石珊瑚規模結構族群模型的傳遞函數，並針對…
摘要 在本文中，我們基於 IE 亞群的原始語言（原始日耳曼語、原始斯拉夫語等）或相應亞群的古代語言（赫梯
摘要 在本文中，我們基於 IE 亞群的原始語言（原始日耳曼語、原始斯拉夫語等）或相應亞群的古代語言（赫梯語、古希臘語等）的 13 110 項基本詞表，提出了印歐語系統發育的新重建。我們應用最近提出的或專門為本研究開發的語言資料收集和後處理（命名學重建、派生漂移消除、同質優化）的相當正式的技術。我們使用順序系統發育工作流程，並基於多種演算法（貝葉斯推理、最大簡約、鄰接連接；不應用…
摘要 背景與目標 在 CENTRAL 試驗中，我們發現不同的飲食幹預措施會導致不同的肝臟脂肪動態
摘要 背景與目標 在 CENTRAL 試驗中，我們發現不同的飲食幹預措施會導致不同的肝臟脂肪動態。表觀遺傳機制可能導致個體內變異。此外，遺傳因素也與非酒精性脂肪肝（NAFLD）的發生有關，這種疾病表現為肝內脂肪（IHF）增加。在這項探索性分析中，我們的主要目的是檢查生活方式介入對 IHF 相關 NAFLD 相關基因 DNA 甲基化的影響。方法 CENTRAL 試驗的 120 名…
摘要 透過細胞內相分離形成液滴的蛋白質的一個關鍵特徵是存在多個位點（多價性），介導與其他蛋白質的相互作用
摘要 透過細胞內相分離形成液滴的蛋白質的一個關鍵特徵是存在多個位點（多價性），介導與其他蛋白質的相互作用。我們對進化時間尺度上多價的變化知之甚少。在這裡，我們研究了真菌 mRNA 脫帽亞基 2 蛋白 (Dcp2) 和 FET 蛋白家族多價性的長期演化（約 6 億年）。我們發現這些蛋白質的直系同源物之間的多價性差異很大。然而，演化保持了使蛋白質 蛋白質相互作用發生的序列基序的長度…
摘要 一個具體的代理，執行目標導向的行動，影響其環境並受到環境的影響
摘要 一個具體的代理，執行目標導向的行動，影響其環境並受到環境的影響。因此，資訊不僅在代理控制機制之間流動，而且也在代理與其環境之間流動。在本文中，我們結合了不同的方法來創建一個框架，在該框架中我們能夠仔細檢查代理的身體、大腦和環境之間的資訊流。我們在一個簡單的實驗設定中測試這個框架。在那裡，代理不會學習執行任務，但我們使用規劃作為推理的方法來計算最佳行為，其中使用資訊幾何 e…
摘要 認知障礙是癲癇常見的合併症，對額葉癲癇 (FLE) 和顳葉癲癇 (TLE) 患者產生不利影響
摘要 認知障礙是癲癇常見的合併症，對額葉癲癇 (FLE) 和顳葉癲癇 (TLE) 患者產生不利影響。雖然 TLE 的潛在神經基質已被廣泛研究，但 FLE 的功能性影像研究卻很少。在這項研究中，我們分析了 FLE 的認知功能障礙，並直接比較 FLE 和 TLE 患者以確定共同點和差異。我們對 172 名成年參與者（56 名 FLE 患者、64 名 TLE 患者和 52 名對照者）…
摘要 神經元透過複雜的分支過程（軸突和樹突）連接起來，共同處理生物體的訊息以對其環境做出反應
摘要 神經元透過複雜的分支過程（軸突和樹突）連接起來，共同處理生物體的訊息以對其環境做出反應。根據結構或功能的差異對神經元進行分類是神經科學的基本部分。在這裡，透過建立新的生物物理理論並根據我們對分支結構的經驗測量進行測試，我們建立了神經元結構和功能之間的對應關係，該關係由資訊處理的時間或功率最小化以及形成連接的空間約束等原則介導。具體來說，基於這些原理，我們使用未確定的拉格朗…
摘要 認知可以定義為對大腦中有意義的表徵進行計算以產生適應性行為
摘要 認知可以定義為對大腦中有意義的表徵進行計算以產生適應性行為。關於認知與大腦之間的關係，有兩種觀點在很大程度上隱含在文獻中。謝林頓觀點試圖將認知解釋為對網路中節點執行的訊號進行操作的結果，並在它們之間傳遞，這些訊號是由特定神經元及其在大腦電路中的連接實現的。與之形成鮮明對比的霍普菲爾德觀點將認知解釋為由神經群體實現的表徵空間之間的轉換或內部運動的結果。因此，霍普菲爾德觀點將…
摘要 布朗克斯是美國 COVID 19 大流行的早期震央
摘要 布朗克斯是美國 COVID 19 大流行的早期震央。我們從 2020 年 3 月至 10 月對整個布朗克斯區的 SARS CoV 2 基因組進行了時間基因組監測。儘管 SARS CoV 2 譜系的局部結構反映了紐約市和紐約州的結構，但時間採樣揭示了 SARS CoV 2 基因組多樣性的動態和變化的情況。透過繪製變體的軌跡，我們發現，雖然有些變體已成為布朗克斯的“流行”，但…
摘要 1937 年，一小群證券分析師在一次午餐會上決定，「透過組織正式小組並定期舉行會議，可以使討論的好
摘要 1937 年，一小群證券分析師在一次午餐會上決定，「透過組織正式小組並定期舉行會議，可以使討論的好處倍增」（Tatham 1945，第 3 頁）。紐約證券分析師協會由此成立，最初成員有 20 位分析師。八年後，即 1945 年，《金融分析師雜誌》創刊。如今，CFA 協會擁有約 18 萬名投資專業人士，其中超過 17.5 萬人擁有特許金融分析師資格。 2019年，超過35萬…
摘要 2020 年，美國學校因 SARS CoV 2 關閉，但在傳播中的作用尚不清楚
摘要 2020 年，美國學校因 SARS CoV 2 關閉，但在傳播中的作用尚不清楚。 2020 年秋季，國家重新開放指南省略了檢測或篩檢建議。我們報告了兩所大型獨立 K 12 學校（學校 A 和學校 B）的經驗，這些學校實施了一系列 SARS CoV 2 緩解策略，其中包括定期通用測試。
摘要 能夠模仿活細胞功能的人造材料的設計和化學合成是一項正在進行的重要科學努力
摘要 能夠模仿活細胞功能的人造材料的設計和化學合成是一項正在進行的重要科學努力。目前，滿足系統生存標準所需的關鍵挑戰是源自於適應性的演化。需要能夠回饋控制的整合化學迴路來實現具有適應性的化學系統。為了探討這一點，我們提出了一種整合的雙組分正交化學過程，涉及基於可逆加成 斷裂鏈轉移（RAFT）的聚合誘導自組裝（PISA）和銅催化的疊氮化物 炔點擊（CuAAC）偶聯反應。化學過程透…
摘要 許多數據集透過指示哪支球隊贏得了比賽、用戶喜歡哪個項目或誰感染了誰來提供有關排序或排名的部分資訊
摘要 許多數據集透過指示哪支球隊贏得了比賽、用戶喜歡哪個項目或誰感染了誰來提供有關排序或排名的部分資訊。我們定義了一個連續自旋系統，在給定這些相互作用的機率模型的情況下，其吉布斯分佈是排列的後驗分佈。使用空腔方法，我們推導了一種計算每個節點位置的邊緣分佈的置信傳播演算法。此外，貝特自由能使我們能夠近似計算偏序的線性擴展數並執行模型選擇。
摘要 綜合資訊理論提供了一種定量研究意識的方法，並且可以應用於神經網路
摘要 綜合資訊理論提供了一種定量研究意識的方法，並且可以應用於神經網路。受這種網路控制的實體主體會影響其環境，並受到其環境的影響。一方面，這涉及目標導向行動中的形態計算，另一方面，涉及控制器（即代理的大腦）內的整合資訊。在本文中，我們結合不同的方法來檢查代理的身體、大腦和環境之間和內部資訊的流動。這使我們能夠將各種資訊流相互關聯。我們在一個簡單的實驗設定中測試這個框架。在那裡，…
摘要 神經或基因調控網路等生物迴路使用內部狀態將感覺輸入映射到適應性行為庫
摘要 神經或基因調控網路等生物迴路使用內部狀態將感覺輸入映射到適應性行為庫。表徵這種映射是系統生物學的一個主要挑戰，儘管探測內部狀態的實驗正在迅速發展，但鑑於內部狀態可以映射到行為的多種可能方式，生物體的複雜性構成了根本障礙。以秀麗隱桿線蟲為例，我們提出了一種對神經狀態進行系統擾動的協議，該協議限制了實驗的複雜性，但仍然表徵了神經行為圖的集體方面。我們考慮實驗激發的小擾動（最有…
摘要 分析超圖的常見方法是考慮每個交互順序（例如二元、三元等）的投影鄰接或拉普拉斯矩陣
摘要 分析超圖的常見方法是考慮每個交互順序（例如二元、三元等）的投影鄰接或拉普拉斯矩陣。然而，這種方法可能會失去有關超圖結構的信息，並且並不普遍適用於研究超圖上的動態過程，我們透過集群同步框架對此進行了演示。具體來說，我們表明投影網路並不總是對應於獨特的超圖結構。這意味著投影並不總是正確預測超圖上展開的真實動態。此外，我們還表明，由保留超圖結構的排列組成的對稱群可以與其投影矩陣…
摘要 熱力學速度極限定理 (SLT) 提供了系統在任意兩個給定分佈之間演化所需時間的下限，即係統沿著其分
摘要 熱力學速度極限定理 (SLT) 提供了系統在任意兩個給定分佈之間演化所需時間的下限，即係統沿著其分佈演化路徑的總熵產生。先前衍生的 SLT 版本適用於單一實體系統，而不考慮其內部結構。然而，許多感興趣的系統是多部分的，由一組共同演化的子系統組成。在這裡，我們推導出 SLT 的三個增強版本，反映了此類系統的多部分性質。第一個保證至少與傳統的「全局」SLT 一樣強大。雖然其他…
摘要 儘管標準化程度很高，聚合酶鍊式反應 (PCR) 實驗還是經常失敗
摘要 儘管標準化程度很高，聚合酶鍊式反應 (PCR) 實驗還是經常失敗。對失敗的 PCR 進行故障排除可能會耗費大量時間和金錢。我們使用涵蓋來自六個活躍研究實驗室的 290 個真實 PCR 的眾包資料集，研究了機器學習可以在多大程度上提高 PCR 成功率。雖然人類設計的 PCR 的成功率為 55 63%，但我們發現機器學習模型可以在 81% 的情況下準確預測反應結果。然後，我們…
摘要 鮮紅色是包括非人類靈長類動物在內的一系列動物物種中雄性競爭能力的訊號
摘要 鮮紅色是包括非人類靈長類動物在內的一系列動物物種中雄性競爭能力的訊號。紅色對競爭的影響會延伸到人類嗎？演化心理學中一項具有里程碑意義的研究透過分析 2004 年雅典奧運會上四項格鬥運動的數據證實了這種效應 [1]。在這裡，我們表明，結果並沒有在 2008 年北京奧運會的同等獨立數據集中複製，並且這兩年各個項目中紅色獲勝的比例存在很大差異。我們發現原始結果背後的研究設計、分…
摘要 神經動力學計算建模的一個核心挑戰是準確性和簡單性之間的權衡
摘要 神經動力學計算建模的一個核心挑戰是準確性和簡單性之間的權衡。在單一神經元的層次上，非線性動力學既是透過實驗建立的，也是神經元功能所必需的。因此，人們可能會期望此類神經元的大規模網路的集體動力學表現出更大的非線性行為。因此形成了一個隱含的假設，即全腦動力學的「準確」計算模型必然是非線性的，而線性模型可以提供一階近似。然而，這個假設在多大程度上成立仍然是一個懸而未決的問題。在…
摘要 氣候變遷與綜合不利環境條件的發生率較高有關，這些條件可能導致作物生產力顯著下降
摘要 氣候變遷與綜合不利環境條件的發生率較高有關，這些條件可能導致作物生產力顯著下降。然而，關於脅迫組合如何影響植物發育的知識仍然很少。 MicroRNA (miRNA) 已被提議作為提高作物生產力的潛在標靶。在這裡，我們結合了響應性 miRNA 的深度定序、計算表徵及其調節作用的驗證，全面分析了甜瓜對四種壓力（寒冷、鹽度、短日照和真菌感染）的幾種組合的反應。鑑定出 22 個響…
摘要 經典 BCR ABL 陰性骨髓增生性腫瘤 (MPN) 是造血幹細胞 (HSC) 的克隆性疾病，主要
摘要 經典 BCR ABL 陰性骨髓增生性腫瘤 (MPN) 是造血幹細胞 (HSC) 的克隆性疾病，主要由編碼 JAK2 (JAK2)、鈣網蛋白 (CALR) 或血小板生成素受體 (MPL) 的基因反覆突變引起。幹擾素 α (IFNα) 已證明在誘導 MPN 分子緩解方面具有一定功效。為了確定影響分子緩解率的因素，我們在一項為期 5 年多的前瞻性觀察和縱向研究中，透過監測攜帶驅…
摘要 自然和人為災害經常影響經濟的供給和需求雙方
摘要 自然和人為災害經常影響經濟的供給和需求雙方。最近一個引人注目的例子是 Covid 19 大流行，它對大多數國家的經濟產出造成了嚴重破壞。這些對供需的直接衝擊將透過生產網路向下游和上游傳播。考慮到外源衝擊，我們得到總衝擊傳播的下限。我們發現，即使在這種最好的情況下，網路效應也會大大放大最初的衝擊。為了獲得更現實的模型預測，我們透過對無法滿足即將到來的需求的產業實施不同的配給…
摘要 解釋腫瘤內異質性的出現和維持是癌症生物學的重要議題
摘要 解釋腫瘤內異質性的出現和維持是癌症生物學的重要議題。腫瘤細胞可以產生相當大的亞克隆多樣性，這會影響腫瘤的生長速度、治療抗藥性和轉移，但我們對來自不同亞克隆的細胞如何相互作用知之甚少。在這裡，我們面對兩種小鼠乳癌細胞系，以確定體外亞克隆細胞相互作用的性質和機制。令人驚訝的是，我們發現，與單一培養相比，「勝利者」細胞系的生長因「失敗者」細胞系的存在而增強，而後者的生長則減少。…
摘要 峽灣是受氣候變遷影響的敏感區域，可作為研究微生物生態過程的天然實驗室
摘要 峽灣是受氣候變遷影響的敏感區域，可作為研究微生物生態過程的天然實驗室。智利巴塔哥尼亞峽灣（南緯41 56度）屬於亞南極生態系（南緯46 60度），是世界上最大的峽灣系統之一。在該地區，河口水（EW）強烈影響海洋條件，產生急劇的氧氣、鹽度和營養物梯度，但人們對其對微生物群落結構的影響知之甚少。 2017 年春季，我們研究了受河口影響的智利巴塔哥尼亞峽灣 450 公里線性跨度…
摘要 封鎖和居家令部分緩解了 Covid 19 的傳播
摘要 封鎖和居家令部分緩解了 Covid 19 的傳播。然而，大規模緩解措施帶來了龐大的社會經濟成本。在本文中，我們展示了基於疾病狀況的個人化政策如何降低傳播風險，同時最大限度地減少對經濟成果的影響。我們設計了以最佳控制解決方案為基礎的回饋控制策略，以根據流行狀態調節個體的互動率。我們確定個人化的互動率，以便康復/免疫的個體提高他們的互動，而易受影響的個體在恢復到封鎖前的水平之…
摘要 1. 擴大活動範圍的族群可以經歷生活史特徵、擴散行為和對當地環境的快速演化適應
摘要 1. 擴大活動範圍的族群可以經歷生活史特徵、擴散行為和對當地環境的快速演化適應。有性生殖可能會促進或阻礙這種適應，這取決於具體情況。 2. 然而，很少有實證和實驗研究調查範圍擴張過程中適應性演化的遺傳基礎。甚至很少人關注有性生殖如何在範圍擴張過程中調節這種適應性演化的問題。 3. 我們在這裡研究了原生生物嗜熱四膜蟲在具有均勻環境或 pH 梯度的景觀中實驗範圍擴展期間的基因…
摘要 新世界的新石器時代或形成時期透過植物和動物的馴化徹底改變了人類社會的生產方式
摘要 新世界的新石器時代或形成時期透過植物和動物的馴化徹底改變了人類社會的生產方式。它影響了永久農村的生活方式和個人之間的社會關係。此外，菁英的出現和社會不平等助長了與保護資源、社會經濟投資和其他文化議題相關的人際暴力、群體間暴力和群體內暴力。這項研究評估了公元前 1000 年至公元 600 年新石器時代過渡期間智利北部阿塔卡馬沙漠第一批園藝師的暴力行為。此外，它還以 194 …
摘要 城市尺度分析是對城市整體特徵如何隨城市地區人口變化的研究，為發現城市之間的共通性並揭示城市在時間和
摘要 城市尺度分析是對城市整體特徵如何隨城市地區人口變化的研究，為發現城市之間的共通性並揭示城市在時間和空間上共享的動態提供了一個有前景的框架。在這裡，我們使用城市規模框架來研究這個社區的一個重要但尚未充分探索的特徵—收入不平等。我們提出了一種透過分析人口百分位總收入規模來研究收入分配規模的新方法。我們發現，最不富裕的十分之一（10%）的收入與城市人口的比例接近線性，而最富有的…
摘要 多重疾病患者的疾病交互作用與治療和預後相關，但人們對此知之甚少
摘要 多重疾病患者的疾病交互作用與治療和預後相關，但人們對此知之甚少。在目前的工作中，我們結合了網路科學、機器學習和計算表型分析的方法，在整個診斷範圍內以透明的方式評估兩種或多種疾病之間的相互作用。我們證明，透過包含捕捉兩種以上疾病之間相互作用的高階特徵，可以更好地表徵住院患者的健康狀況。我們確定了一組有意義的高階診斷特徵，這些特徵解釋了全人群 (N = 9 M) 醫療索賠資料…
摘要 細菌通常透過分泌可以在細胞之間作為公共物品共享的分子來進行合作
摘要 細菌通常透過分泌可以在細胞之間作為公共物品共享的分子來進行合作。由於公共物品的生產容易受到變種人的欺騙，這些變種人利用善而不做出貢獻，因此人們對闡明維持合作的進化力量產生了極大的興趣。然而，人們對在作弊不太重要的條件下細菌合作如何演化知之甚少。在這裡，我們使用實驗進化來追蹤模型公共物品生產的變化，即銅綠假單胞菌的鐵清除鐵載體pyoverdine。經過 9 個不同環境中 1…
摘要 來自細胞內噪音、大腦動力學或電腦流量的複雜動態波動顯示出與有序與無序之間的臨界狀態一致的爆發動態
摘要 來自細胞內噪音、大腦動力學或電腦流量的複雜動態波動顯示出與有序與無序之間的臨界狀態一致的爆發動態。接近臨界點的生活具有適應性優勢，並且推測演化可以選擇這些臨界狀態。活細胞也是如此嗎？系統可以透過所謂的自組織臨界點（SOC）使自己接近臨界點。在本文中，我們提出了一個顯示 SOC 行為的工程基因網絡。這是透過利用大腸桿菌細胞中蛋白水解降解機制的飽和度來實現的，透過負回饋迴路減…
摘要 近年來，網絡分析已被應用於識別和分析多元心理資料中的統計關聯模式
摘要 近年來，網絡分析已被應用於識別和分析多元心理資料中的統計關聯模式。在這些方法中，網路節點表示資料集中的變量，邊表示資料中變數之間的配對條件關聯，同時以其餘變數為條件。本入門手冊對這些技術進行了剖析，描述了當前的技術水平並討論了懸而未決的問題。我們確定了可以應用網路分析的相關資料結構：橫斷面資料、重複測量和密集縱向資料。然後，我們討論每種情況下網路結構的估計，以及評估網路穩…
摘要 儘管學術界對缺乏性別平等的認識有所提高，解決多元化問題的措施也越來越多，但變革進展緩慢，不平等現象
摘要 儘管學術界對缺乏性別平等的認識有所提高，解決多元化問題的措施也越來越多，但變革進展緩慢，不平等現象依然存在。不平等的一個主要根源是性別偏見，它對科學領域代表性不足的群體的職業、工作與生活平衡和心理健康產生重大負面影響。在这里，我们认为性别偏见不是一个单一的问题，而是表现为影响研究人员生活的一系列不同问题。我们理清这些方面，并提出可供个人、学术机构和社会采用的具体解决方案。
摘要 人類大腦組織是一種異質材料，由柔軟的外部灰質和內部較硬的白質帶組成
摘要 人類大腦組織是一種異質材料，由柔軟的外部灰質和內部較硬的白質帶組成。這些白質束在灰質區域之間傳導電脈衝，從而支撐神經元通訊。因此，了解白質的物質特性對於整體了解大腦功能至關重要。目前，評估白質微觀結構的努力受到擴散成像重建的固有限制的阻礙。技術通常用通常難以解釋的單一標量來表示白質結構。在這裡，我們透過引入材料物理學的工具來表徵白質微觀結構來解決這些問題。我們透過分析結構…
摘要 批判種族理論家和立場認識論者認為，作為主導社會群體成員的主體常常對其社會主導地位處於無知狀態，這種
摘要 批判種族理論家和立場認識論者認為，作為主導社會群體成員的主體常常對其社會主導地位處於無知狀態，這種無知可以透過這些主體在社會主導群體中的成員身份來解釋（例如，Mills 2007）。為了直白地說明這一主張，有人認為：1）許多白人不知道他們的社會統治地位的程度，2）即使可以自由獲得這些信息，他們仍然不知道他們的社會統治地位的程度，3）這種無知部分歸因於他們是白人這一事實。我…
摘要 透過研究可分析處理的 Kuramoto 模型，可以對多智能體系統中的同步行為有基本的了解
摘要 透過研究可分析處理的 Kuramoto 模型，可以對多智能體系統中的同步行為有基本的了解。然而，此類模型通常與許多實際系統不同，這些系統的動力學是在不可忽略的資源限制下演變的。在這裡，我們建立了一個耦合 Kuramoto 振盪器系統，該系統消耗或產生資源作為其振盪頻率的函數。在高耦合下，我們觀察到強同步動力學，而在低耦合下，我們觀察到標準 Kuramoto 模型所預期的獨…
摘要 透過第一原理分子動力學研究了 d 維經典慣性 α−XY 模型中出現的準靜止態 (QSS) 的持續時
摘要 透過第一原理分子動力學研究了 d 維經典慣性 α−XY 模型中出現的準靜止態 (QSS) 的持續時間，即 N 個平面旋轉體，其相互作用隨著距離 r ij 衰減為 1/r α ij (α ≥ 0)。對於每個旋轉器的平均能量 U < Uc (Uc = 3/4)，這些 QSS 出現在整個長程交互作用範圍 (0 ≤ α/d ≤ 1) 中，而當 U Uc 時它們不存在。它們的特徵是…
摘要 了解基因型如何映射到表型、適應性以及最終的生物體可以說是完全預測進化論中的下一個主要缺失部分
摘要 了解基因型如何映射到表型、適應性以及最終的生物體可以說是完全預測進化論中的下一個主要缺失部分。我們通常將此稱為基因型 表現型圖譜問題。儘管我們還遠未全面了解這些關係，但我們目前對更簡單問題的理解，例如映射到分子結構的序列在基因型空間中誘導的結構，已經揭示了深刻影響進化過程動態描述的重要事實。支持表型偏差等特徵的基本相關性的經驗證據也在不斷增加，而概念和實驗進展的綜合導致對…
摘要 儘管與其他社群媒體平台相比，YouTube 的研究還不夠充分，但它可以說是世界上最大、最具吸引力的
摘要 儘管與其他社群媒體平台相比，YouTube 的研究還不夠充分，但它可以說是世界上最大、最具吸引力的線上媒體消費平台。最近，YouTube 的規模引發了人們的擔憂，即 YouTube 用戶因帶有偏見的推薦和表面上非政治的「反覺醒」頻道而變得激進，這兩個頻道都聲稱將注意力集中在激進的政治內容上。在這裡，我們使用超過 30 萬名美國人的代表小組及其 2016 年 1 月至 20…
摘要 許多複雜網路的保存依賴於生物實體
摘要 許多複雜網路的保存依賴於生物實體。這些實體，從人類認知到演化，必須先在標記的資源限制下編碼然後複製這些網路。能夠生存的網絡是那些能夠接受受限編碼的網絡，或者換句話說，是可壓縮的。但網路的可壓縮性有多大？哪些功能使一個網路比另一個網路更具可壓縮性？在這裡，我們透過將網路建模為資訊來源，然後使用率失真理論對其進行壓縮來回答這些問題。每個網路都會產生獨特的率失真曲線，該曲線指定…
摘要 習慣和技能如何相互關聯
摘要 習慣和技能如何相互關聯？我們回顧了目前的技能和習慣框架，並提出了一種透過自動化概念將它們連結起來的方法。儘管已經研究了各種類型的習慣，但我們認為「動作失誤」習慣，例如習慣性地在外國鍵盤上按錯鍵，是與技能最相關的習慣。熟練的行為很少會完全成為習慣，而是特定的元件計算會成為習慣（或等效地自動化），從而提高效能速度，但代價是靈活性。最後，我們考慮了在認知資源有限的情況下習慣在學…
摘要 了解令人關注的嚴重急性呼吸症候群冠狀病毒 2 (SARS CoV 2) 變體出現的原因和後果對於控
摘要 了解令人關注的嚴重急性呼吸症候群冠狀病毒 2 (SARS CoV 2) 變體出現的原因和後果對於控制大流行至關重要，但實現起來卻很困難，因為它們是在人類行為和免疫力變化的背景下出現的。我們透過聯合分析英國人類流動性、病毒基因組和社區為基礎的聚合酶鍊式反應數據，研究了譜系 B.1.1.7 的空間入侵動態。我們確定了一個多階段的空間入侵過程，其中早期 B.1.1.7 增長率與…
摘要 背景最佳匹配圖（BMG）是一類彩色有向圖，自然出現在數學系統發育學中，作為多個物種中成對最密切相關
摘要 背景最佳匹配圖（BMG）是一類彩色有向圖，自然出現在數學系統發育學中，作為多個物種中成對最密切相關的基因的表示。一條弧將基因 x 與來自另一個物種（頂點顏色）Y 的基因 y 連接起來，只要它是 x 的系統發育最接近的親戚之一。 BMG 可以藉助基因序列之間的相似性測量來近似，儘管並非沒有錯誤。因此，經驗估計通常會違反 BMG 的理論特性。對應的圖形編輯問題可用於指導最佳匹…
摘要 背景：截至 2021 年 7 月 28 日，美國 60% 的成年人已完全接種了 COVID 19
摘要 背景：截至 2021 年 7 月 28 日，美國 60% 的成年人已完全接種了 COVID 19 疫苗，並報告了超過 3400 萬例病例。鑑於無證感染的不確定性，美國人口對 COVID 19 的免疫力水平仍不確定。目的：估計人群免疫力，定義為因先前感染或接種疫苗而免受 SARS CoV 2 感染的人群比例。設計：統計和模擬模型來估計總體和特定年齡群體的免疫力。地點：美國。…
摘要 橫跨歐亞大陸，馬匹運輸改變了古代社會
摘要 橫跨歐亞大陸，馬匹運輸改變了古代社會。儘管戰車的證據已有很長時間，但騎馬的起源尚不清楚。在考古樣本中區分戰車和騎馬的技術依賴於通常無法從許多草原環境中恢復的元素。在這裡，作者檢查了蒙古鹿石 Khirigsuur (DSK) 綜合體的馬遺骸，將它們與用於兩種運輸的古代和現代東亞馬進行了比較。 DSK 馬表現出獨特的齒列損傷，這可能是草原戰車造成的，但也可能表明在快速步態下以…
摘要 我們研究了一個平均過程，該過程描述了交互代理如何透過二元交互達成共識
摘要 我們研究了一個平均過程，該過程描述了交互代理如何透過二元交互達成共識。在每個基本步驟中，隨機選擇兩個代理，他們透過採用他們的意見平均值來達成妥協。我們證明，意見單調遞減的主體比例隨著 e−αt 衰減，且指數 α = 1/2 − 1+ln ln 2/4 ln 2 被選為可能值的連續光譜中的極值。單調主體的意見分佈是不對稱的，並且在很大程度上變得自相似。此外，意見分佈的尾端是…
摘要 我們引入了 N 個代理人之間財富演化和財富共享的極簡動態模型，作為比較利他主義和個人主義相對優點的
摘要 我們引入了 N 個代理人之間財富演化和財富共享的極簡動態模型，作為比較利他主義和個人主義相對優點的平台。在我們的模型中，每個代理人的財富透過擴散獨立發展。對於利他主義者群體來說，每當任何一個代理人的財富達到零（即該代理人破產）時，其他 N 1 個代理人的剩餘財富將在所有人之間平均分配。當總財富低於指定的小閾值時，人們被集體定義為破產。對於個人主義者來說，每當代理人破產時，…
摘要 縮放區域（圖表上因變數線性依賴自變數的區間）在動態系統中大量存在，特別是在相關維數或李亞普諾夫指數
摘要 縮放區域（圖表上因變數線性依賴自變數的區間）在動態系統中大量存在，特別是在相關維數或李亞普諾夫指數等不變量的計算中。在這些應用中，縮放區域通常是手動選擇的，這是一個主觀的過程，並且由於雜訊、演算法效應和確認偏誤而常常具有挑戰性。在本文中，我們提出了一種用於提取和表徵此類區域的自動化技術。從二維圖開始（例如，使用 Grassberger Procaccia 演算法在一定範圍…
摘要 在本文中，我們研究了在不完全資訊下推斷動力系統初始條件的問題
摘要 在本文中，我們研究了在不完全資訊下推斷動力系統初始條件的問題。透過研究幾個模型系統，我們推斷出當觀測值稀疏、有雜訊並且在（可能）非線性觀測算子下聚合時，最好地再現觀測到的時間序列的潛在微觀狀態。這是透過使用基於梯度的方法最小化觀測時間序列和模型模擬時間序列之間的最小二乘距離來完成的。我們透過進行樣本外預測來驗證洛倫茲和麥基 格拉斯系統的這種方法。最後，我們分析了我們方法的…
摘要 背景：精神病譜系（PS）與集中於反式模態皮質的結構性連結障礙有關
摘要 背景：精神病譜系（PS）與集中於反式模態皮質的結構性連結障礙有關。然而，對這種病理生理學的理解因過度依賴檢查直接區域間連通性而受到限制。利用網絡控制理論，我們測量了與某個區域的直接和間接連接的變化，以獲得 PS 病理生理學的新見解。方法：我們使用了來自費城神經發育隊列的 1068 名個體的精神病症狀數據和結構連接。應用稱為平均可控性的網路控制理論指標，我們估計了每個大腦區…
摘要 動機：最近的技術發展促進了微生物組 代謝組學研究的擴展，其中使用基因組和代謝組學技術對一組微生物組
摘要 動機：最近的技術發展促進了微生物組 代謝組學研究的擴展，其中使用基因組和代謝組學技術對一組微生物組樣本進行分析，以表徵微生物類群的組成和各種代謝物的濃度。許多這些研究的共同目標是確定導致樣本之間代謝物水平差異的微生物特徵（物種或基因）。先前的工作表明，將這些數據集與微生物代謝能力的參考知識相結合，可以更準確、更自信地推斷此類微生物 代謝物的關聯。結果：我們提出了 MIMO…
摘要 在繁殖集群期間，蜜蜂會形成超過 10,000 只蜜蜂的集群，這些蜜蜂懸掛在環境中的結構（例如樹枝）
摘要 在繁殖集群期間，蜜蜂會形成超過 10,000 只蜜蜂的集群，這些蜜蜂懸掛在環境中的結構（例如樹枝）上，並在尋找新的築巢地點期間暴露在環境溫度的晝夜變化中長達一周。蜂群根據這些變化集體調節其形態（即響應加熱/冷卻而膨脹/收縮），以將其內部溫度保持在可容忍的範圍內，並避免過早耗盡其蜂蜜儲備。為了了解溫度調節變形的時空方面，我們測量了群體簇的大小和形狀隨時間的變化，以及響應動態…
摘要 白質支持學習和記憶等關鍵的大腦功能，調節動作電位的分佈，並作為不同大腦區域之間神經通訊的中繼
摘要 白質支持學習和記憶等關鍵的大腦功能，調節動作電位的分佈，並作為不同大腦區域之間神經通訊的中繼。有趣的是，神經元細胞體存在於更深的白質組織中，神經傳導物質囊泡直接在白質中釋放，並且白質血氧水平依賴性（BOLD）信號可以在一系列不同的任務中檢測到——所有這些似乎都反映了白質中的內在電信號。然而，白質內的此類訊號在很大程度上被忽視了。在這裡，我們利用顱內腦電圖來闡明白質訊號的特…
摘要 富有情感表現力的音樂和舞蹈在世界各地同時出現
摘要 富有情感表現力的音樂和舞蹈在世界各地同時出現。這可能是因為即使在不同的感覺大腦區域，跨感官共享的特徵也以相同的方式表示，從而將音樂和運動放在直接可比較的術語中。這些共享的表徵可能源自於識別與環境相關的感官特徵組合的普遍需要，特別是那些傳達情感的組合。為了檢驗視覺和聽覺大腦區域共享表徵結構的假設，我們創建了具有表達一系列情緒的跨模式匹配特徵的音樂和動畫刺激。參與者確認，每種…
摘要 人類巧妙地從序列中解析統計數據
摘要 人類巧妙地從序列中解析統計數據。一些理論認為，人類透過形成認知圖或連結序列中項目的潛在空間的底層表示來學習這些統計數據。這裡，序列中的一個項目是一個節點，兩個項目之間轉移的機率是一條邊。然後可以透過遍歷潛在空間來產生序列，不同的空間會產生不同的序列統計資料。序列學習中的個體或群體差異可以透過改變建立轉移機率估計的時間尺度來建模，或者換句話說，透過改變時間折現量來建模。具有…
摘要 由於全世界許多生態系統都處於危險之中，因此永續管理它們的努力需要科學建議
摘要 由於全世界許多生態系統都處於危險之中，因此永續管理它們的努力需要科學建議。儘管世界各地的許多研究人員使用各種各樣的模型來了解生態動態及其對幹擾的反應，但這些模型中只有一小部分曾經用於為生態系統管理提供資訊。人們似乎認為生態模型對管理沒有用處，儘管數學模型在許多其他領域是不可或缺的。我們對這種不匹配、其根源以及克服它的潛在方法感到好奇。我們搜尋了有關如何使生態模型對生態系統…
摘要 當在量子力學中進行測量時，我們研究能量守恆或能量缺乏
摘要 當在量子力學中進行測量時，我們研究能量守恆或能量缺乏。根據量子測量的標準教科書（哥本哈根）處理，當波函數崩潰時，系統的哈密頓量的期望值會發生變化，但人們可能會想像能量的變化是由測量設備或環境補償的。我們證明這不是真的；測量後狀態能量的變化可以是任意大，與物理測量過程無關。在埃弗里特量子理論中，雖然哈密頓量的期望值對於宇宙（包括所有分支）的波函數是守恆的，但它在各個世界中並…
摘要 功能連接 (FC) 可以表示為網絡，並且經常用於更好地理解複雜任務的神經基礎，例如腦機介面 (BC
摘要 功能連接 (FC) 可以表示為網絡，並且經常用於更好地理解複雜任務的神經基礎，例如腦機介面 (BCI) 中的運動想像 (MI) 檢測。然而，連接性估計中的錯誤會影響檢測效能。在這項工作中，我們解決了對常見連接估計進行去噪的問題，以提高不同連接狀態的可偵測性。具體來說，我們提出了一種基於圖訊號處理的去噪演算法，該演算法作用於網路圖拉普拉斯算子。此外，我們推導了不同狀態下去噪…
摘要 我們將風險因子表示為正交成分的總和，捕捉不同長度週期的波動
摘要 我們將風險因子表示為正交成分的總和，捕捉不同長度週期的波動。這種表示導致了新穎的頻譜因子模型，其中系統風險被允許（而不是被迫）隨頻率變化。頻率特定的系統風險透過頻譜 beta 的概念來捕捉。我們表明，傳統的因子模型限制頻譜貝塔在頻率範圍內保持恆定。這種限制可能會隱藏頻譜因子模型旨在揭示的特定範圍的定價效應。我們說明了這些方法如何導致因子空間中具有經濟意義的降維。
摘要 由於流行病（包括 COVID 19 危機）對社會構成威脅，公共衛生官員、流行病學家和政策制定者需要
摘要 由於流行病（包括 COVID 19 危機）對社會構成威脅，公共衛生官員、流行病學家和政策制定者需要改進的工具來評估疾病的影響，以及了解衛生政策決策的影響和權衡的框架。 Epimargin 套件提供了回答這些問題的功能，其方式結合併量化了輸入資料和疾病傳播的複雜動態中不可減少的不確定性。 Epimargin軟體包主要包括：1.一套用於流行病學指標的貝葉斯估計程序，例如繁殖率…
摘要 這項工作重點研究 (1+1) 維非線性薛定諤方程式 (NLSE) 在非局部、非線性、自相互作用勢中
摘要 這項工作重點研究 (1+1) 維非線性薛定諤方程式 (NLSE) 在非局部、非線性、自相互作用勢中的 (1+1) 維非線性薛定諤方程式 (NLSE) 的類俘獲孤子解的穩定性 [ ψ(x, t) 2 + ψκ(−x, t) 2] 為非線性參數 2] 任意參數。雖然 κ = 1（即完全可積的情況）的系統是由 Yang 首次報導的（Phys. Rev. E 98 (2018) …
摘要 社會影響力無法從社交網路上的純粹觀察資料中識別出來，因為這種影響力通常與潛在同質性混淆，即節點的網
摘要 社會影響力無法從社交網路上的純粹觀察資料中識別出來，因為這種影響力通常與潛在同質性混淆，即節點的網路夥伴了解該節點的屬性及其行為。如果網路根據潛在社群（隨機區塊）模型或連續潛在空間模型成長，則可以從社會關係的全局模式中一致地估計潛在同質屬性。我們表明，對於這兩個網路模型的常見版本，這些估計的資訊量非常大，以至於控制估計屬性可以對線性模型中的社會影響效應進行漸近無偏且一致的…
摘要 成熟的 microRNA (miRNA) 是大約 18 24 個核苷酸長的短 RNA 序列，為 R
摘要 成熟的 microRNA (miRNA) 是大約 18 24 個核苷酸長的短 RNA 序列，為 RISC 內目標 RNA 的轉錄後調控提供辨識關鍵。考慮到經典途徑，成熟的 miRNA 是透過多步驟過程產生的。它們的轉錄（pri miRNA）和透過微處理器複合體（pre miRNA）的第一個處理步驟發生在細胞核中。然後它們被輸出到細胞質中，再次被 Dicer (dsRNA)…
摘要 MicroRNA 是許多真核細胞譜系的重要調節因子
摘要 MicroRNA 是許多真核細胞譜系的重要調節因子。典型的 miRNA 長度約為 22nt，由形成特徵性髮夾結構的前驅物加工而成。一旦出現在基因組中，miRNA 就成為動物和植物基因組中最保守的元素之一。從功能上講，它們尤其在開發中發揮著重要作用。與蛋白質編碼基因相反，miRNA 經常從頭出現。動物和植物的基因組包含數百個不相關的同源 miRNA 家族，這些家族往往在整個…
摘要 大陸性氣候地區的沿海淡水環境物種經歷明顯的季節性溫度變化
摘要 大陸性氣候地區的沿海淡水環境物種經歷明顯的季節性溫度變化。應對漫長寒冷的冬季和炎熱的夏季需要特定的生理和行為適應。貝加爾湖特有的片腳類動物，Eulimnogammarus verrucosus 和 Eulimnogammarus cyaneus，全年都表現出較高的代謝活性； E. verrucosus 甚至在冬季繁殖。相較之下，分佈廣泛的全北片腳類Gammarus lac…
摘要 微生物群落非常多樣化，但我們尚不了解物種入侵和滅絕如何驅動和限制其多樣性
摘要 微生物群落非常多樣化，但我們尚不了解物種入侵和滅絕如何驅動和限制其多樣性。一方面，生態極限假說認為多元性主要受到環境資源的限制。另一方面，多樣性產生多樣性假說認為，當生物相互作用創造新的生態位時，這種限制很容易被解除。為了找出哪種假設可以更好地解釋微生物群落的組裝，我們使用了代謝模型。我們透過包含數千種生化反應的代謝網絡來代表每種微生物物種。這些反應共同決定了一個物種可以…
摘要 為了實現生物多樣性和氣候公約的宏偉目標，國際社會需要明確如何在空間上實施這些目標以及如何同時實現多
摘要 為了實現生物多樣性和氣候公約的宏偉目標，國際社會需要明確如何在空間上實施這些目標以及如何同時實現多個目標。為了支持目標設定和國際戰略和行動計劃的實施，需要空間指導來確定哪些土地區域有潛力在保護生物多樣性和自然對人類的貢獻之間產生最大的協同作用。在這裡，我們展示了聯合優化的結果，該優化最大限度地減少了受威脅物種的數量，最大限度地提高了碳保留和水質調節，並對全球陸地保護優先事…
摘要 功能連接 (FC) 網路通常是使用成對大腦區域的 BOLD 時間序列之間的 Pearson 相關性
摘要 功能連接 (FC) 網路通常是使用成對大腦區域的 BOLD 時間序列之間的 Pearson 相關性從靜息態 fMRI 數據推斷出來的。然而，估計功能連接的替代方法尚未系統地測試其對頭部運動偽影的敏感性或穩健性。在這裡，我們使用人類連接組項目的靜息態數據來評估八種不同的功能連接測量對運動偽影的敏感性。我們報告說，與部分相關、相干性和基於資訊理論的測量相比，使用全相關估計的 …
摘要 機率匹配，也稱為「匹配定律」或赫恩斯坦定律，長期以來一直困擾著經濟學家和心理學家，因為它與基本的自
摘要 機率匹配，也稱為「匹配定律」或赫恩斯坦定律，長期以來一直困擾著經濟學家和心理學家，因為它與基本的自身利益明顯不一致。我們進行了一項真實貨幣回報的實驗，其中每個參與者都玩電腦遊戲來猜測二元彩票的結果。除了尋找機率匹配的有力證據之外，我們還記錄了在控制廣泛的人口和社會經濟變數後，不同支付環境中隨機化的不同傾向（正如機率匹配的演化起源模型所預測的那樣）。我們也發現最大化或隨機化…
摘要 大約 4,000 年前，當第一批稻農從北方擴展到東南亞時，他們與祖先在該地區至少有 5 萬年歷史的
摘要 大約 4,000 年前，當第一批稻農從北方擴展到東南亞時，他們與祖先在該地區至少有 5 萬年歷史的狩獵採集社區進行了互動。泰國東北部蒙河谷上游的史前遺址經過嚴格年代測定，揭示了一個 12 個階段的序列，從第一批農民開始，然後是青銅的採用，然後是鐵冶煉，最後導致早期國家的崛起。根據涉及各種殯葬品的埋葬儀式和相關實踐，我們透過計算基尼係數的值確定了至少兩個社會不平等加劇的時期…
摘要 關於集體決策的一個關鍵問題是，當一些成員向其他成員學習而不是自己評估選項時，社會系統是否能夠確定最
摘要 關於集體決策的一個關鍵問題是，當一些成員向其他成員學習而不是自己評估選項時，社會系統是否能夠確定最佳可用選項。這個問題很難研究，先前的研究得出了不同的結論，因為集體決策的結果取決於對認知策略、任務屬性和社會影響過程的複雜系統的理解不充分。這項研究使用動態系統模型將這些複雜的相互作用整合到一個通用但部分分析易於處理的數學框架中。特別是，它研究了社會學習者的比例、選擇的相對優…
摘要 個人經常發出身份訊息，以方便與可能分享規範、價值觀和目標的合作夥伴進行分類
摘要 個人經常發出身份訊息，以方便與可能分享規範、價值觀和目標的合作夥伴進行分類。然而，個人也可能被激勵加密他們的身份信號以避免被不同的接收器檢測到，特別是當這種檢測成本高時。透過數學建模，這個想法之前已被形式化為隱藏訊號理論。在本文中，我們在圍繞 2020 年美國總統選舉的政治認同訊號傳遞背景下對隱性訊號傳遞理論進行了首次實證檢驗。為了識別 Twitter 上可能的隱藏和公開…
摘要 貝葉斯規則是已應用於多個學科的基本原理
摘要 貝葉斯規則是已應用於多個學科的基本原理。然而，很少有研究將其起源視為認知策略或小樣本概括的根本基礎。使用受自然選擇影響的簡單二元選擇模型，我們得出貝葉斯推理作為某些隨機環境下的自適應行為。這種行為純粹是透過演化的力量出現的，儘管我們的人口由沒有頭腦的個體組成，沒有任何推理、策略行動或準確編碼或機率推斷環境狀態的能力。此外，三種特定環境有利於有限記憶的出現——馬可夫環境、非…
摘要 應力累積與釋放的地震週期與 H.F. Reid 在 1906 年舊金山 M7.9 地震後提出的彈性
摘要 應力累積與釋放的地震週期與 H.F. Reid 在 1906 年舊金山 M7.9 地震後提出的彈性回彈假說有關。然而，目前不可能觀察到與時間和空間相關的構造應力的實際值的細節。在先前的兩篇論文中，我們提出了透過代理變數對加州地震週期進行成像的方法。這些變數是基於幾乎連續發生的小地震模式的相關性。本文的目的是透過使用決策閾值和接收器操作特徵方法以及香農資訊熵評估這兩種方法的…
摘要 我們研究了一個一維多體系統，該系統由透過排斥力、短程力相互作用的粒子組成，並在取決於方向的阻力的作
摘要 我們研究了一個一維多體系統，該系統由透過排斥力、短程力相互作用的粒子組成，並在取決於方向的阻力的作用下以過阻尼狀態移動。也就是說，向右移動的粒子不會受到與向左移動的粒子相同的阻力。系統的動力學由非線性福克 普朗克方程式有效地描述，表現出與阻力取決於速度的方式相關的特殊特徵。演化方程式滿足涉及 Sq 非加性熵的 H 定理，並允許與 q 高斯密度密切相關但不相同的特定、精確、…
摘要 Process philosophy offers a metaphysical foundati
摘要 Process philosophy offers a metaphysical foundation for domestication studies. This grounding is especially important given the European colonialist origin of ‘domestication’ as a term an…
摘要 殖民代表可能是不可靠的敘述者，因為他們的描述往往是對人們對殖民者原籍地相似物質和非物質文化的堅持程
摘要 殖民代表可能是不可靠的敘述者，因為他們的描述往往是對人們對殖民者原籍地相似物質和非物質文化的堅持程度的價值判斷。然而，它們往往是我們僅有的一些敘述，因此我們必須過濾偏見來審視接觸時的原住民生活方式。耶穌會士與阿茲特克人的接觸，凱撒與高盧人的接觸，當然還有殖民地與澳洲原住民的接觸，都是如此。透過適當的謹慎，我們可以使用這些敘述來更好地理解過去，並利用過去作為校準資料集來理解…
摘要 經濟學中的一個重要問題是人們未來如何在不同的支付方式之間進行選擇
摘要 經濟學中的一個重要問題是人們未來如何在不同的支付方式之間進行選擇。經典規範模型預測，決策者會根據晚付款與早付款之間時間的指數函數對晚付款進行折扣。描述性模型使用非指數函數來擬合觀察到的行為現象，例如偏好逆轉。在這裡，我們提出了一個符合標準選擇公理的折現模型，其中決策者最大化其財富成長率。該模型的四種規格產生四種貼現形式——無貼現、指數貼現、雙曲貼現以及指數和雙曲貼現的混合…
摘要 對氣候對物種轉移（例如向上轉移）影響的一般預測不能直接為當地物種保護提供信息，因為當地規模的研究發
摘要 對氣候對物種轉移（例如向上轉移）影響的一般預測不能直接為當地物種保護提供信息，因為當地規模的研究發現了不同的模式，而不是一般的模式。例如，我們先前的研究發現溫帶山地森林有三種隨海拔變化的變化模式（強烈下坡、中度下坡和上坡變化）。假設這種不同的變化是由隨海拔變化的多元環境變化和相應的物種特異性反應引起的。為了檢驗這個假設，我們對土壤和樹葉進行了採樣，以測量土壤條件的海拔變化…
摘要 文化現象的典型例子都在人口層面上表現出某種程度的跨時空相似性
摘要 文化現象的典型例子都在人口層面上表現出某種程度的跨時空相似性。因此，對於任何文化科學來說，一個基本問題是，什麼首先確保這種穩定性？在這裡，我們關注「趨同轉變」的演化和穩定作用，其中一個項目導致另一個項目的生產，而該項目的形式往往以定向、非隨機的方式偏離原始形式。我們提出了一系列文化演化的隨機模型來研究其影響。結果表明，在沒有任何形式的複製或選擇過程的情況下，僅靠趨同轉型就…
摘要 在過去五十年的太空探索中，質譜分析為太陽係其他行星體的特徵提供了獨特的化學和物理見解
摘要 在過去五十年的太空探索中，質譜分析為太陽係其他行星體的特徵提供了獨特的化學和物理見解。各種類型的質譜儀，包括扇形質譜儀、四極桿質譜儀、飛行時間質譜儀和離子阱質譜儀，已經並將繼續加深我們對探索目標（例如行星及其衛星的表面和大氣）的形成和演化的理解。持續探索火星、木衛二、土衛二、土衛六和金星的一個重要推動力涉及評估太陽系天體的宜居性，並最終尋找生命——這是一項可以透過質譜技術…
摘要 生物異速生長，例如新陳代謝與質量的比例，被假設是自然選擇的結果，以最大化血管網絡填充空間的方式，同
摘要 生物異速生長，例如新陳代謝與質量的比例，被假設是自然選擇的結果，以最大化血管網絡填充空間的方式，同時最小化內部運輸距離和血流阻力。代謝標度理論提出了兩個指導原則——流體流動守恆和空間填充分形分佈——描述了生物網絡的多樣性，並預測了這些網絡的幾何形狀如何影響生物體代謝。然而，過去的努力大多缺乏直接、獨立地測量同一器官、生物體或組織的呼吸和血管結構代謝率的研究。缺乏這些措施可…
摘要 在公地悲劇中，個體對資源的競爭會減少資源本身，進而降低整個群體的適應度
摘要 在公地悲劇中，個體對資源的競爭會減少資源本身，進而降低整個群體的適應度。一個極端的例子是進化自殺，當搭便車者和騙子的自私利益壓倒合作行為並且他們所依賴的社會福利不復存在時，就會發生進化自殺。案例研究引用了許多不同且看似互動的成功因素。在這裡，我們提出了一個基於方程式的理論模型來預測這種平衡的變化，從而確定在特定場景中是否會觀察到公地悲劇。我們利用 20 個峇裡島蘇巴克人的…
摘要 考古學家和人口統計學家越來越多地使用已發表的放射性碳 (C 14) 日期的匯總作為人口統計指標，總
摘要 考古學家和人口統計學家越來越多地使用已發表的放射性碳 (C 14) 日期的匯總作為人口統計指標，總結過去社會中人類活動的變化。目前，校準放射性碳日期的總機率密度 (SPD) 是使用 C 14 日期重建人口趨勢的主要方法。不幸的是，即使觀測數量很大，SPD 也無法收斂於產生一組放射性碳測量的分佈。為了克服這個問題，我們提出了一個更有原則的替代方案，它將有限混合模型和端到端貝…
摘要 本文是計畫的兩部分系列中的第一篇，其主要目標是對圖烏語（南科伊桑語系）進行一般詞彙統計研究；為 P
摘要 本文是計畫的兩部分系列中的第一篇，其主要目標是對圖烏語（南科伊桑語系）進行一般詞彙統計研究；為 Proto Tuu 重建 Swadesh 單字表的可靠近似值；並澄清有關土族語言內部分類的某些尚未解決的問題。在研究的第一部分中，我調查了主要資料來源，找出了土族領域歷史重建的主要障礙，並對土族歷時音系學的某些方面進行了觀察。本文的主要內容實際上由附錄表示，其中我嘗試重建 Tu…
摘要 與生物體相關的微生物，即微生物組，對其宿主生物學具有強大而廣泛的影響
摘要 與生物體相關的微生物，即微生物組，對其宿主生物學具有強大而廣泛的影響。特別是，微生物組調節宿主防禦反應和免疫力，進而影響病原體感染的命運。事實上，這種免疫調節和/或與病原病毒的相互作用對於確定病毒感染的結果至關重要。了解微生物組和致病病毒之間的相互作用為未來對抗病毒感染和增強抗病毒治療的功效開闢了道路。越來越多的研究人員開始關注微生物組與病毒的相互作用，研究微生物群落、宿…
摘要 背景 近年來，人類腸道微生物組 代謝組學研究越來越受歡迎，這主要是由於腸道微生物、代謝物和宿主健康
摘要 背景 近年來，人類腸道微生物組 代謝組學研究越來越受歡迎，這主要是由於腸道微生物、代謝物和宿主健康之間相互作用的證據不斷累積。基於統計和機器學習的方法已被廣泛應用於分析此類配對的微生物組 代謝組數據，以期識別受微生物組組成控制的代謝物。這些代謝物很可能透過基於微生物組的干預措施進行調節，從而提供了促進腸道代謝健康的途徑。然而，迄今為止，尚不清楚任何一項研究中微生物相關代謝…
摘要 染色體 22q11.2 缺失症候群 (22q11.2DS) 是一種多系統疾病，與多種先天異常、可變
摘要 染色體 22q11.2 缺失症候群 (22q11.2DS) 是一種多系統疾病，與多種先天異常、可變的醫學特徵和神經發育差異相關，導致多種精神表型，包括面部記憶和社會認知的明顯缺陷。 22q11.2DS 個體的神經影像顯示，在臉部情緒處理任務期間，BOLD fMRI 活化與匹配對照相比存在差異。 However, time varying interactions betw…
摘要 摘要：隨著時間和氣候梯度的變化，溫度變化會影響個人、人群和社區
摘要 摘要：隨著時間和氣候梯度的變化，溫度變化會影響個人、人群和社區。然而，人們對環境壓力因素如何改變生物系統的熱響應卻知之甚少。在這裡，我們量化了兩個關鍵特徵——最佳溫度和溫度寬度——以研究抗生素存在下溫度反應如何變化。我們使用高通量篩選來測量大腸桿菌在 12 種抗生素的單一和配對組合下在 22 攝氏度到 46 攝氏度的七個溫度範圍內的生長情況。我們發現抗生素壓力通常會導致最…
摘要 我們考慮固定量子或經典過程在某些初始狀態 ρ 上產生的額外熵產生 (EP)，高於同一過程在任何初始
摘要 我們考慮固定量子或經典過程在某些初始狀態 ρ 上產生的額外熵產生 (EP)，高於同一過程在任何初始狀態下產生的最小 EP。我們證明了這個額外的 EP，我們稱之為“ρ 的失配成本”，具有通用的資訊理論形式：它是由 ρ 和最小耗散初始狀態 φ 之間的相對熵隨時間的收縮給出的。我們針對過程中產生的積分 EP、軌跡水平波動 EP 以及瞬時 EP 速率得出此結果的版本。我們也表明，…
摘要 我們開發了 TwinCons 程序，用於檢測蛋白質或核酸的深層祖先的噪音訊號
摘要 我們開發了 TwinCons 程序，用於檢測蛋白質或核酸的深層祖先的噪音訊號。作為輸入，程式使用包含預定義組的複合對齊，並以數學方式確定在對齊的每個位置將一組轉換為另一組的「成本」。輸出區分保守位置、可變位置和簽章位置。簽名在組內是保守的，但在組之間是不同的。此方法自動偵測比對內的連續特徵延伸（片段）。 TwinCons 提供了保守、可變和特徵位置作為單一分數的便捷表示，…
摘要 為了建立更好的城市、公司和其他社會機構（如大學）的理論，需要我們了解它們核心功能之間的權衡和互補性
摘要 為了建立更好的城市、公司和其他社會機構（如大學）的理論，需要我們了解它們核心功能之間的權衡和互補性，並了解它們成長的界限。尺度理論一直是解決不同物理、生物和城市系統中此類問題的有力工具，揭示了規模和功能之間的系統定量規律。在這裡，我們將標度理論應用於社會科學，對整個機構類別進行概括性的觀察。美國高等教育系統是一個理想的研究案例，因為它包括 5,800 多個具有共同目標的機…
摘要 阿茲海默症 (AD) 是一種進行性神經退化性疾病，具有典型的神經病理學特徵，例如神經炎斑塊和神經纖
摘要 阿茲海默症 (AD) 是一種進行性神經退化性疾病，具有典型的神經病理學特徵，例如神經炎斑塊和神經纖維纏結，優先發現於第 III 層和 V 層。這兩個特徵的分佈為 AD 分期提供了基礎，遵循整個大腦皮質的分層模式。為了揭示這種特定層脆弱性的背景，我們評估了健康對照組和 AD 患者的顆粒上層和顆粒下層以及皮質下白質的差異基因表現。我們發現了與 AD 相關的層特異性差異，涉及蛋…
摘要 我們研究了一個平均過程，該過程描述了交互代理如何透過二元交互達成共識
摘要 我們研究了一個平均過程，該過程描述了交互代理如何透過二元交互達成共識。在每個基本步驟中，隨機選擇兩個代理，他們透過採用他們的意見平均值來達成妥協。我們表明，意見單調遞減的代理人的比例隨著 e ( alpha t) 衰減，並且指數 alpha=12 1+lnln24ln2
摘要 對編輯 Wyborn 和 Evansargue 來說，全球保護優先地圖的實用性值得懷疑，並且可能會
摘要 對編輯 Wyborn 和 Evansargue 來說，全球保護優先地圖的實用性值得懷疑，並且可能會排擠本地和更具背景的研究。雖然我們同意作者的中心論點，即有效和公平的保護必須植根於當地規模，但「保育需要擺脫全球優先映射」的主張提出了錯誤的二分法。我們不應該考慮方法的二元選擇（局部或全局），而應該認識到跨尺度的資訊在未來將具有最大的相關性和力量。懷伯恩和埃文斯向全球地圖的創…
摘要 自然選擇通常不僅被視為適應性演化的解釋，而且被視為「個體之間適應性的遺傳變異」的不可避免的結果
摘要 自然選擇通常不僅被視為適應性演化的解釋，而且被視為「個體之間適應性的遺傳變異」的不可避免的結果。儘管它仍然根植於生物學概念中，但這種形式化使得人們很容易去探索這個先決條件是否不僅可以在我們所知的生命中得到滿足，而且也可以在其他物理系統中得到滿足。這意味著這些系統受到自然選擇的影響，並且可能在生物框架中進行研究，通常根據其假定的功能來檢查特性。在這裡，我們講述了在為期三天的…
摘要 生物系統多種多樣，從緊密堆積、高度整合的多體系統（如真核細胞）到分散的微生物生物膜，到相對較小的靈
摘要 生物系統多種多樣，從緊密堆積、高度整合的多體系統（如真核細胞）到分散的微生物生物膜，到相對較小的靈長類動物群體（大約有 100 個行為靈活的個體），一直到大型複雜的社會（昆蟲和人類）和生態系統。這個範圍顯示一個系統的集體程度以及它的集體程度都存在差異。
摘要 隨著聯合國氣候變遷大會（COP26）本週召開，氣候變遷受到每個人的關注
摘要 隨著聯合國氣候變遷大會（COP26）本週召開，氣候變遷受到每個人的關注。不幸的是，氣候變遷的短視鏡頭削弱並扭曲了我們對生物多樣性危機的理解。保護生物多樣性應被視為氣候危機的解決方案，而不是附屬受害者。生物多樣性的喪失日益具有腐蝕性，其驅動因素是傳統威脅，這些威脅使氣候變遷的潛在影響相形見絀。
摘要 瞬變是生態系統的基礎，對管理、保育和生物控制有重大影響
摘要 瞬變是生態系統的基礎，對管理、保育和生物控制有重大影響。我們發現了空間生態網路中的一種瞬態同步行為，其局部動態是混沌的、捕食者 獵物類型的。在所有補片之間存在相位同步的參數機制中，由網路對稱性決定的某些補片對中可能會出現完全同步（即相位和幅度上的同步），這就是「同步中的同步」現象。完全同步的不同模式共存，但由於內在的不穩定性或噪聲，每種模式都是瞬態的，並且在時間演化過程中…
摘要 熱帶乾燥森林（TDF）在上個世紀經歷了嚴重的乾旱和氣溫升高
摘要 熱帶乾燥森林（TDF）在上個世紀經歷了嚴重的乾旱和氣溫升高。為了評估這些氣候變化是否影響了乾燥森林植被和生態系統功能，我們將哥斯達黎加長期森林動態監測地塊的地面觀測結果與來自不同衛星資料集的森林生產力和樹冠功能的遙感測量結果結合起來。先前報告的長期氣候資料（1921 1997）顯示年降雨量減少，但自1980年以來年平均降水量沒有方向性變化。然而，2015年厄爾尼諾南方濤動…
摘要 在許多現實世界的情況下，物理系統的操縱方式受到限制
摘要 在許多現實世界的情況下，物理系統的操縱方式受到限制。考慮到驅動協議可用的主方程組遵循一些約束，我們研究了將系統從某個初始分佈 p 變為某個最終分佈 p' 所涉及的熵產生 (EP) 和可提取工作。我們首先推導出 EP 和可提取功的一般界限，以及將非平衡自由能分解為「可到達的自由能」（在給定一組約束的情況下，可以作為功提取）和「不可到達的自由能」（必須作為 EP 耗散）。同樣…
摘要 通才和專家是個人可以採用的策略類型，可以根據波動的極端性和週期性在波動的環境中演變
摘要 通才和專家是個人可以採用的策略類型，可以根據波動的極端性和週期性在波動的環境中演變。為了評估專家或通才的進化是否發生在具有不同週期性水平的環境波動機制下，24個大腸桿菌種群在三種波動機制中進行了實驗室進化，溫度在15至43攝氏度之間交替：兩種週期性機制依賴於培養物的細胞密度，一種隨機（非週期性）機制不具有這種依賴性，作為對照。為了研究遺傳背景的意外情況，我們在實驗中植入了…
摘要 情景記憶是準確記住過去事件的能力
摘要 情景記憶是準確記住過去事件的能力。模式分離的過程被假設為支撐這種能力，並被定義為正交化記憶痕跡的能力，以最大化使它們獨一無二的特徵。當代認知神經科學表明，模式分離需要海馬體和新皮質之間的複雜相互作用，其中特定的海馬亞區域塑造新皮質中的神經恢復。為了檢驗這個假設，目前的工作研究了健康對照組和出現海馬結構異常的顳葉癲癇患者。我們使用功能性 MRI 測量了所有參與者在檢索記憶項…
摘要 全基因組亞硫酸氫鹽定序目前處於表觀遺傳學分析的前沿，有助於在全基因組範圍內實現 5 甲基胞嘧啶 (
摘要 全基因組亞硫酸氫鹽定序目前處於表觀遺傳學分析的前沿，有助於在全基因組範圍內實現 5 甲基胞嘧啶 (5mC) 的核苷酸水平分辨率。基於從人類或擬南芥等模式生物中獲得的知識，專門的軟體已經被開發出來，以適應將此類定序讀取與給定參考比對的獨特困難。隨著表觀遺傳學領域將其範圍擴展到非模型植物物種，出現了新的挑戰，使人們對先前建立的工具的適用性產生了質疑。在此，評估了九種短讀對齊：…
摘要 科學創新的起源通常是透過歷史敘述來理解的，這些歷史敘述往往集中在少數有影響力的作者，這種方法嚴謹但
摘要 科學創新的起源通常是透過歷史敘述來理解的，這些歷史敘述往往集中在少數有影響力的作者，這種方法嚴謹但範圍有限。在這裡，我們開發了一個框架，透過對包含進化醫學領域發表的每一篇論文的 6000 多篇文件的語料庫進行自動分析，嚴格識別整個科學領域的創新。這種綜合方法使我們能夠探索創新的統計特性，並詢問創新想法往往起源於某個領域預先存在的概念框架。首先，我們制定了一種基於新穎性和持…
摘要 幼兒期接觸環境化學物質是一個潛在的健康問題
摘要 幼兒期接觸環境化學物質是一個潛在的健康問題。在年幼時，兒童會接觸玩具和兒童護理產品中使用的芳香化學物質。儘管歐洲和美國在監測和監管兒童產品中香料化學物質方面採取的舉措很少，但其他地方仍然缺乏這樣的努力。此外，還沒有系統地努力創建一個資料庫，從已發表的文獻中彙編有關兒童產品中使用的香料化學品的相關知識。在這裡，我們建立了兒童產品中香料化學品 (FCCP) 的資料庫，該資料庫…
摘要 自三十年前商業化以來，鋰離子電池技術的價格已迅速大幅下降約 97%
摘要 自三十年前商業化以來，鋰離子電池技術的價格已迅速大幅下降約 97%。許多努力都有助於降低觀察到的價格下降背後的成本，但這些努力的貢獻及其相對重要性仍不清楚。在這裡，我們透過開發一套成本變化模型來解決這一差距，以理清這些努力並估計它們對鋰離子電池成本下降的各自貢獻。我們收集有關鋰離子電池組件及其價格的數據，開發這些電池的成本方程和成本變化方程，並估計不同的低級成本降低機制的…
摘要 在生命的歷史中，資訊的集體整合和處理不斷增加，透過聚集體的形成，其中實體可能具有非常不同的屬性，並
摘要 在生命的歷史中，資訊的集體整合和處理不斷增加，透過聚集體的形成，其中實體可能具有非常不同的屬性，並共同粗粒度的環境變量（從微生物群落中廣泛變化的新陳代謝到珊瑚礁上物種的生態多樣性），以及透過類似實體的集體（例如有機體或社會群體內的細胞）。這種增加與生命史上的重大轉變有關，包括生命起源、微生物和微生物群落（如疊層石、多細胞生物和社會昆蟲）中全基因組的產生等面向。這項貢獻初步…
摘要 理論生態學的歷史充滿了透過研究人口和社區內發生的過程所產生的長期平衡動態而獲得的見解
摘要 理論生態學的歷史充滿了透過研究人口和社區內發生的過程所產生的長期平衡動態而獲得的見解。然而，實際系統需要時間才能達到平衡，有些系統因為隨機性和擾動的影響可能永遠無法達到平衡。因此，越來越明顯的是，透過專注於平衡，我們錯過了我們可以在生態相關時間尺度上看到的動態的許多重要方面。本專題的三位共同編輯與我們的合作者在一系列論文中概述了這些問題（Hastings 等人，2018 …
摘要 Covid 19 大流行具有人畜共患起源，許多其他新出現的人類感染也起源於動物宿主群體
摘要 Covid 19 大流行具有人畜共患起源，許多其他新出現的人類感染也起源於動物宿主群體。我們回顧了對控制傳染病出現和傳播的野生動物與人類相互作用的動態進行建模所面臨的挑戰。我們認為，我們需要更好地了解這些介面的動態性質、病原體和宿主 病原體關聯網絡的基礎多樣性，以及環境條件導致溢出和宿主從動物到人類轉移的規模和頻率。人畜共通傳染病出現的主要驅動因素是人為因素，包括全球氣候…
摘要 細菌的快速生長取決於核醣體將 mRNA 翻譯成蛋白質的速度
摘要 細菌的快速生長取決於核醣體將 mRNA 翻譯成蛋白質的速度。編碼連續脯胺酸片段的 mRNA 會導致核醣體停滯，進而大大降低翻譯速度。這種停滯對於必須快速生長和分裂的物種尤其有害。在這裡，我們關註二脯氨酰基序 (XXPPX)，並詢問它們的流行程度是否會隨生長速度而變化。為了找到答案，我們對 35 個門的超過 3000 個細菌基因組中的此類基序進行了廣泛的調查。事實上，快速生…
摘要 蛋白質 蛋白質相互作用（PPI）網絡代表複雜的細胞內蛋白質相互作用，這種相互作用的存在或不存在可以
摘要 蛋白質 蛋白質相互作用（PPI）網絡代表複雜的細胞內蛋白質相互作用，這種相互作用的存在或不存在可以導致生物體的生物學變化。最近基於網路的方法表明，表型的 PPI 網路對環境擾動的恢復能力與其在生命樹中的位置有關。儘管我們仍然不知道某些細胞內因素如何或為何能帶來這種彈性。在這裡，我們探討了基因表現和網絡特性對 PPI 網絡彈性的影響。我們使用大腸桿菌、釀酒酵母和智人的 PP…
摘要 量子電腦有望徹底改變我們模擬分子的能力，並且基於雲端的硬體正變得越來越多的研究人員能夠使用
摘要 量子電腦有望徹底改變我們模擬分子的能力，並且基於雲端的硬體正變得越來越多的研究人員能夠使用。量子相位估計和變分量子本徵求解器等演算法正在小型系統中積極開發和演示。然而，極其有限的量子位元數量和低保真度嚴重限制了有用的應用，特別是在難以開發緊湊軌道基礎的結晶相中。為了解決這個難題，我們提出了一種混合量子經典演算法來求解由適當的緊束縛模型所描述的任何週期系統的能帶結構。我們透…
摘要 縮放區域（圖上因變數線性依賴自變數的區間）在動態系統中比比皆是，特別是在相關維度或李亞普諾夫指數等
摘要 縮放區域（圖上因變數線性依賴自變數的區間）在動態系統中比比皆是，特別是在相關維度或李亞普諾夫指數等不變量的計算中。在這些應用中，縮放區域通常是手動選擇的，這是一個主觀的過程，並且由於雜訊、演算法效應和確認偏誤而常常具有挑戰性。在本文中，我們提出了一種用於提取和表徵此類區域的自動化技術。從二維圖開始，例如，使用 Grassberger Procaccia 演算法在一系列尺度…
摘要 生命系統在小尺度上打破了詳細的平衡，消耗能量並在環境中產生熵來執行分子和細胞功能
摘要 生命系統在小尺度上打破了詳細的平衡，消耗能量並在環境中產生熵來執行分子和細胞功能。然而，目前尚不清楚宏觀尺度上詳細平衡的破壞如何體現，以及這種動態如何支持更高階的生物功能。在這裡，我們提出了一個框架，透過測量宏觀系統中的熵產生來量化打破的詳細平衡。我們將我們的方法應用於人類大腦，這個器官的巨大代謝消耗驅動著多種認知功能。使用全腦影像數據，我們證明大腦在休息時幾乎遵循細節平…
摘要 我們對政治極化動態專題中包含的論文提供評論
摘要 我們對政治極化動態專題中包含的論文提供評論。巴爾達薩裡根據意識形態黨派之爭和情感黨派之爭之間的理論區別來解讀這些論文的貢獻，前者通常植根於社會人口和政治分歧，後者主要由情感依戀和排斥而非意識形態和物質利益推動。 The latter, she argues, is likely to lead to a runaway process and threaten the p…
摘要 自切割核酶是具有催化活性的 RNA，可將自身切割成帶有 2',3' 環狀磷酸鹽的 5' 片段和帶有
摘要 自切割核酶是具有催化活性的 RNA，可將自身切割成帶有 2',3' 環狀磷酸鹽的 5' 片段和帶有 5' 羥基的 3' 片段。它們廣泛應用於建構合成 RNA 裝置和基於 RNA 的療法。然而，自裂解核酶的標靶發現仍然是一項重大挑戰。我們開發了一種全轉錄組方法，稱為 cyPhyRNA seq，用於篩選總 RNA 萃取物中的核酶切割片段。此方法利用我們設計的擬南芥 tRNA …
摘要 病毒已經與地球上幾乎所有其他生物體以及生物組織的各個層面建立了關係：從其他病毒到整個生態系統
摘要 病毒已經與地球上幾乎所有其他生物體以及生物組織的各個層面建立了關係：從其他病毒到整個生態系統。在大多數情況下，它們與宿主和平共處，但在大多數相關情況下，它們寄生於宿主並誘發疾病和流行病，例如愛滋病和最近的禽流感和COVID 19大流行事件，對健康、社會和經濟造成巨大影響。病毒在塑造宿主的生態進化動態方面發揮著至關重要的作用，也透過作為遺傳訊息的載體或透過自身被宿主納入其基…
摘要 我們提出了一種演算法來計算站點滲流簇在佔用 p 時跨越 n × n 方格的精確機率 Rn(p)
摘要 我們提出了一種演算法來計算站點滲流簇在佔用 p 時跨越 n × n 方格的精確機率 Rn(p)。此演算法的時間和空間複雜度為 O(λn)，其中 λ ≈ 2.6。它允許我們計算 Rn(p) 直至 n = 24。我們使用這些數據來計算滲濾閾值 pc 的估計值，該估計值比基於蒙特卡羅模擬的估計值精確幾個數量級。
摘要 檢查有界置信 (BC) 模型，其中網路節點具有連續值狀態，這些狀態對其意見進行編碼，如果它們位於自
摘要 檢查有界置信 (BC) 模型，其中網路節點具有連續值狀態，這些狀態對其意見進行編碼，如果它們位於自己意見的某個置信範圍內，則可以接受其他意見。我們透過研究與網絡結構共同演化的輿論動態來擴展 Deffuant Weisbuch (DW) 模型，這是一個著名的 BC 模型。我們提出了 DW 模型的自適應變體，其中網路節點可以（1）在與相鄰節點交互時改變其意見，（2）根據意見容…
摘要 結合轉錄因子從而調節基因表現的 DNA 序列突變是基因表現適應性變異的來源
摘要 結合轉錄因子從而調節基因表現的 DNA 序列突變是基因表現適應性變異的來源。為了了解轉錄因子結合序列如何在擬南芥自然群體中演化，我們將轉錄因子結合位點的基因組多態性資料與這些轉錄因子結合親和力的體外資料整合起來。具體來說，我們研究了 1,135 份擬南芥種質中的 19 種不同轉錄因子，以及這些轉錄因子在體內結合的 8,333 個基因組位點的等位基因頻率。我們發現轉錄因子結…
摘要 新特徵如何在演化中起源是演化生物學的一個基本問題
摘要 新特徵如何在演化中起源是演化生物學的一個基本問題。當這些特徵出現時，它們可以立即在其起源環境中受益，也可能僅在未來環境中變得有益。與立即有益的新特徵相比，沒有立即好處的新特徵的研究仍然很少。在這裡，我們使用實驗進化來研究新特徵，這些特徵不會立即有益，但可以讓細菌在新環境中生存。具體來說，我們在五種具有不同作用機制的抗生素中進化出多個大腸桿菌群體，然後確定它們在 200 多…
摘要 氣候緊急情況、不平等加劇和流行病擴散提出了一個問題：資本主義適合什麼目的
摘要 氣候緊急情況、不平等加劇和流行病擴散提出了一個問題：資本主義適合什麼目的？實施新的政策和製度來應對這些挑戰將需要對政治力量進行重新調整，其規模類似於過去四十年新自由主義政策和思想所實現的規模。我們認為，成功的新範式必須為充滿活力和永續的經濟提供基礎，並由一套協同的道德承諾、經濟模式、標誌性政策以及人們理解並尋求改善生計和未來的新本土經濟學構成。我們透過參考古典自由主義、凱…
摘要 為了探索高維度動力系統中的盆地幾何形狀，我們考慮一圈相同的倉本振子
摘要 為了探索高維度動力系統中的盆地幾何形狀，我們考慮一圈相同的倉本振子。許多吸引子共存於這個系統中；每個都是扭曲的週期軌道，其特徵是纏繞數 q，盆地大小與 e( kq2) 成正比。我們揭示了這種尺寸分佈背後的幾何形狀，發現這些盆地是章魚狀的，幾乎所有的體積都在觸手中，而不是章魚的頭部（靠近吸引子的球狀區域）。我們提出了一個簡單的幾何原因，說明為什麼有觸手的盆地在高維繫統中應該…
摘要 兒童的行為每天都在變化，但導致其變化的因素尚未被充分研究
摘要 兒童的行為每天都在變化，但導致其變化的因素尚未被充分研究。我們發展了一種新穎的重複測量範式，透過利用兒童每天完成的任務：刷牙來研究兒童的堅持性（N = 81；48% 女性；36 47 個月；80% 白人，14% 多種族，10% 西班牙裔，2% 亞洲人，1% 黑人；2019 年 1 月至 2020 年 195 月的觀察結果。當父母更讚美 (d = .23) 和較少的指導 (…
摘要 在生命的最初幾年，孩子們不僅學習母語單詞，還學習如何使用它們進行溝通
摘要 在生命的最初幾年，孩子們不僅學習母語單詞，還學習如何使用它們進行溝通。由於交際意圖的手動註釋無法擴展到大型語料庫，因此我們對溝通行為發展的理解僅限於幾個孩子在幾個時間點的案例研究。我們提出了一種使用隱藏主題馬可夫模型自動識別溝通行為的方法，並將其應用於 CHILDES 資料庫中學習英語的兒童的對話。我們首先描述了親子溝通在發展過程中的質的變化，然後使用我們的方法來證明溝通…
摘要 背景：超級樹問題，即找到一組有根樹的共同細化的任務是數學系統發育學中的重要主題
摘要 背景：超級樹問題，即找到一組有根樹的共同細化的任務是數學系統發育學中的重要主題。已知公共葉集 L 的特殊情況可在線性時間內求解。現有方法使用其他輸入樹的資訊來細化一棵輸入樹，然後測試結果是否同構。結果：提出了一種 O(k 垂直條 L 垂直條)演算法 LinCR，用於建構具有公共葉集 L 的 k 個輸入樹的公共細化 T，該演算法以自下而上的方法明確計算 T 的父函數。結論：…
摘要 氣候變遷與綜合不利環境條件的發生率較高有關，這些條件可能導致作物生產力顯著下降
摘要 氣候變遷與綜合不利環境條件的發生率較高有關，這些條件可能導致作物生產力顯著下降。然而，關於脅迫組合如何影響植物發育的知識仍然很少。 MicroRNA (miRNA) 已被提議作為提高作物生產力的潛在目標。在這裡，我們結合了響應性 miRNA 的深度定序、計算表徵及其調節作用的驗證，全面分析了甜瓜對四種壓力（寒冷、鹽度、短日照和真菌感染）的幾種組合的反應。鑑定出 22 個響…
摘要 長非編碼RNA（lncRNA）被廣泛認為是基因表現的重要調節因子
摘要 長非編碼RNA（lncRNA）被廣泛認為是基因表現的重要調節因子。它們的分子功能範圍從 miRNA 海綿到染色質相關機制，對疾病進展產生影響，並將它們確立為診斷和治療標靶。儘管如此，這種不同類別的 RNA 中只有少數代表得到了深入研究，而絕大多數 RNA 除了其轉錄本的存在之外，對其描述甚少。在這篇綜述中，我們調查了 lncRNA 註釋的常見電腦方法。我們專注於用於分類的…
摘要 已發現癌細胞的表型轉換存在於各種腫瘤類型中
摘要 已發現癌細胞的表型轉換存在於各種腫瘤類型中。最近關於膠質母細胞瘤的研究報告了四種明確的表型的非常常見的結構，它們在高水平的腫瘤內遺傳異質性中共存。類似的動態已被證明發生在乳癌和黑色素瘤中，並且很可能存在於各種癌症類型中。鑑於表型轉換（PHS）策略的適應性潛力，了解它如何驅動腫瘤演化和治療抗藥性是當務之急。在這裡，我們提出了一個數學框架，揭示了 PHS 背後的生態動態。該模…
摘要 Y 友誼悖論是指任何網路中節點的鄰居的度平均而言都會大於節點本身的度數
摘要 Y 友誼悖論是指任何網路中節點的鄰居的度平均而言都會大於節點本身的度數。用通俗的話來說，你的朋友比你有更多的朋友。在本文中，我們發展了一般網路和特定模型網路的友誼悖論的數學理論，不僅關注平均行為，還關注平均值的變化，並使用生成函數方法來計算感興趣數量的完整分佈。我們將理論的預測與大量現實世界網路資料集的測量結果進行比較，發現非常一致。我們還發展了廣義友誼悖論的等效理論，該…
摘要 計算模型可以透過預測替代混合物的特性來幫助降低研究成本
摘要 計算模型可以透過預測替代混合物的特性來幫助降低研究成本。如今，大多數努力都集中在預測汽油樣品組的一些特性。然而，目前還沒有關於能夠對具有在現實煉油廠中測量的多種輸出特性的汽油樣品進行分類的模型的報告。在這項工作中，資訊融合 (IF)、擾動理論 (PT) 和機器學習 (ML) 演算法 (IFPTML) 用於對從煉油廠收集的超過 230,000 個結果的實際生產數據進行建模。…
摘要 有限理性玩家在重複玩遊戲時是否學會選擇均衡策略
摘要 有限理性玩家在重複玩遊戲時是否學會選擇均衡策略？行為博弈論的大量文獻提出並實驗測試了各種學習演算法，但缺乏對其均衡收斂特性的比較分析。在本文中，我們分析了體驗加權吸引力（EWA），它概括了虛擬遊戲、最佳反應動態、強化學習以及複製動態。透過研究 2 x 2 遊戲的易處理性，我們在 EWA 簡化為其概括的學習規則的限制情況下恢復了一些眾所周知的結果，而且還獲得了其他參數化的新…
摘要 技術進步是經濟長期成長的最重要原因
摘要 技術進步是經濟長期成長的最重要原因。在標準成長模型中，技術被視為總體，但經濟也可以被視為生產者購買商品、將其轉換為新商品並將產品出售給家庭或其他生產者的網路。我們對這個網路如何在技術改進沿著生產鏈傳播時放大技術進步的影響進行了預測，結果表明，一個行業較長的生產鏈會使其傾向於更快地降價，而一個國家較長的生產鏈會使其傾向於更快的增長。這些預測與世界投入產出資料庫的數據非常吻合…
摘要 理解共存機制是生態學的一個中心議題
摘要 理解共存機制是生態學的一個中心議題。對異質環境中以不同對稱擴散速率移動的兩個相同物種之間的競爭模型進行的數學分析表明，移動速度較慢的物種排除了移動速度較快的物種。這些模型尚未經過實證檢驗，並且缺乏向有利區域定向移動的組成部分。為了解決這些差距，我們透過明確地包括可利用資源動態和定向運動來擴展先前的理論。我們使用線蟲實驗室族群，透過實驗測試了數學結果，即秀麗隱桿線蟲。我們的…
摘要 許多沿海海洋無脊椎動物的浮游幼蟲在擴散過程中垂直遊動，以利用整個水體和近海的水流強度和方向、食物豐
摘要 許多沿海海洋無脊椎動物的浮游幼蟲在擴散過程中垂直遊動，以利用整個水體和近海的水流強度和方向、食物豐度和死亡率的變化。先前的研究已經使用數學模型估計了垂直游泳對幼蟲擴散的影響。然而，大多數此類研究只考慮了少量預先定義的游泳行為，儘管有證據表明，即使這些行為看似微不足道的變化也可能會極大地改變幼蟲分娩的預測。此外，垂直游泳對捕食風險、進食機會和能量預算的同時影響還沒有很好的表…
摘要 多種病毒感染是健康和農業領域的重要議題，對社會和經濟產生重大影響
摘要 多種病毒感染是健康和農業領域的重要議題，對社會和經濟產生重大影響。一些研究涉及具有不同動態特性的病毒的種群動態，重點關注多重感染期間的菌株競爭以及對病毒宿主的影響。最近的興趣集中在多重感染如何響應溫度 (T) 等非生物因素。這對於植物病原體尤其重要，其動態可能會受到全球暖化的顯著影響。然而，很少數學模型考慮 T 對寄生蟲適應性的影響，尤其是在混合感染中。在這裡，我們研究了…
摘要 單細胞 RNA 定序 (scRNA seq) 提供了在細胞層面監測宿主和病原體轉錄組的可能性
摘要 單細胞 RNA 定序 (scRNA seq) 提供了在細胞層面監測宿主和病原體轉錄組的可能性。在這裡，使用來自果蠅中腸細胞的公共 scRNA seq 數據集來比較兩種果蠅小核病毒（Thika 病毒（TV）和果蠅諾拉病毒（DMelNV））之間複製策略和細胞反應的差異。與 DMelNV 相比，TV 的病毒 RNA 累積量較低，但感染的細胞數量較多。在這兩種情況下，病毒 RNA…
摘要 人類大腦經歷了長達數十年的皮質發育期
摘要 人類大腦經歷了長達數十年的皮質發育期。在兒童期和青春期，皮質發育從具有感覺和運動功能的低階、初級和單峰皮質發展到支持執行、社會情緒和心智化功能的高階、跨模態關聯皮質。因此，皮質成熟的時空模式以分層方式進行，符合皮質組織的演化根源、感覺運動到關聯軸。此發育程序的特點是來自多模式人類神經影像的數據，並與可塑性相關神經生物學事件的分層展開有關。至關重要的是，這種發育程序有助於增…
摘要 人們對神經調節劑如何塑造大腦網路越來越感興趣
摘要 人們對神經調節劑如何塑造大腦網路越來越感興趣。最近的神經影像學研究提供的證據表明，腦幹喚醒系統，例如藍斑 去甲腎上腺素系統（LC NE），影響功能連接和大腦網路拓撲，表明它們在靈活地重新配置大腦網路以使行為和認知適應環境需求方面發揮作用。然而，迄今為止，腦幹喚醒系統和功能連接之間的關係尚未在喚醒和行為之間已建立關係的任務背景下進行評估，大多數先前的研究依賴於喚醒或藥理操作…
摘要 西伯利亚地盾大型火成岩省（STLIP）通常被认为是引发二叠纪末大规模灭绝（EPME）的全球环境变化
摘要 西伯利亚地盾大型火成岩省（STLIP）通常被认为是引发二叠纪末大规模灭绝（EPME）的全球环境变化的主要驱动因素。在這裡，我們探討了同時代的長英質火山活動對二疊紀末環境變化的貢獻。我們報告了華南地區 EPME 層段銅極端富集的證據。富集與輕銅同位素的增加、富含銅和硫化物的熔體包裹體以及汞濃度高峰有關。 Cu 和 Hg 元素及同位素特徵可能與長英質火山活動產生的富硫蒸氣有關…
摘要 酵母中的一百多種蛋白質可逆地聚集和相分離，以響應各種壓力源，例如營養耗盡和熱休克
摘要 酵母中的一百多種蛋白質可逆地聚集和相分離，以響應各種壓力源，例如營養耗盡和熱休克。我們對這種能力背後的蛋白質序列和結構特徵知之甚少，這種能力還沒有在蛋白質組層面上被表徵。為了識別易於聚集的蛋白質區域的獨特特徵，我們將機器學習演算法應用於酵母蛋白質的基因組規模有限蛋白水解質譜 (LiP MS) 數據。 LiP MS 數據顯示，96 種蛋白質在熱激後表現出顯著的結構變化。我們…
摘要 全球變遷對生物多樣性的影響通常是根據物種分佈、群落豐富度和群落組成的變化來評估
摘要 全球變遷對生物多樣性的影響通常是根據物種分佈、群落豐富度和群落組成的變化來評估。物種之間的聯繫是否也在改變以及變化的程度如何，目前的記錄要少得多。在這項研究中，我們量化了鳥類群落中物種關聯的大規模模式與物種組成變化相關的變化。我們使用網絡方法建立三個群落聚合指數，反映物種關聯網絡的互補面向。我們使用法國 1969 個地點 17 年（2001 2017 年）監測的 109 …
摘要 中风后失语症的恢复取决于剩余的病灶外大脑网络的状况
摘要 中风后失语症的恢复取决于剩余的病灶外大脑网络的状况。网络控制理论（NCT）提供了一种独特的定量方法来评估大脑网络之间的相互作用。在這項縱向、大規模、全腦連結組研究中，我們評估了語言相關區域的可控性測量是否與失語症治療恢復有關。使用機率纖維束成像並控制結構性病變的影響，我們重建了 68 名患有慢性中風後失語症患者（20 名女性，48 名男性）的全腦擴散張量成像 (DTI) …
摘要 先前已經證明，可以利用均相振盪別洛烏索夫 扎博廷斯基反應的非線性動力學來建構本地化學圖靈機
摘要 先前已經證明，可以利用均相振盪別洛烏索夫 扎博廷斯基反應的非線性動力學來建構本地化學圖靈機。這些圖靈機可以執行喬姆斯基 1 類上下文相關語言 (CSL) 的單字識別，展示了其高運算能力。在這裡，我們報告了一種使用 H2O2–H2SO4–SO32––CO32– pH 振盪系統開發的化學圖靈機。 pH 振盪器與溴酸鹽振盪器在兩個關鍵方面有所不同：質子是自催化劑，每次循環中至少…
摘要 利·範·瓦倫（Leigh Van Valen）是一位美國進化生物學家，對進化論做出了重大貢獻
摘要 利·範·瓦倫（Leigh Van Valen）是一位美國進化生物學家，對進化論做出了重大貢獻。他因他的開創性論文《新進化定律》（1973）而被人們特別銘記，其中他從化石記錄數據中提供了證據，表明任何群體內滅絕的機率隨著時間的推移基本上保持不變。為了解釋這樣一個意想不到的結果，範瓦倫提出了一個非常有影響力的想法，他稱之為「紅皇后假說」。它指出，不斷的衰退必定是生態網絡內相連…
摘要 在相空間中檢查巨型魷魚軸突傳播動作電位的實驗數據，並將其解析為三個不同的部分：單個鈉和鉀通道的特性
摘要 在相空間中檢查巨型魷魚軸突傳播動作電位的實驗數據，並將其解析為三個不同的部分：單個鈉和鉀通道的特性、鈉通道的變形以及與鈉通道晶格的鐵電極化翻轉有關的兩個狹窄區域。離子電流與電位的關係圖顯示出準線性段，產生與溫度相關的最大電導常數和相關的時間速率。將離子時間速率繪製為玻爾茲曼動力學速率，產生的活化能類似於限速生化代謝反應的 0.6 eV 活化能。開放的鈉和鉀通道的分數以及完…
摘要 目前認為氣候變遷是生物多樣性的主要威脅的看法充其量還為時過早
摘要 目前認為氣候變遷是生物多樣性的主要威脅的看法充其量還為時過早。儘管高度相關，但它分散了對主要威脅的關注和努力：棲息地破壞和過度開發。我們整理了 1900 年以來脊椎動物滅絕的原因、世界自然保護聯盟紅色名錄中兩棲動物、鳥類和哺乳動物的威脅訊息，並仔細研究了其他人將氣候變遷與相應的人為威脅進行比較的嘗試。在每項分析中，關於氣候變遷廣泛影響的論點對於生物多樣性來說，沒有一個像關…
摘要 旅行的碳強度（CI）通常用於評估交通技術
摘要 旅行的碳強度（CI）通常用於評估交通技術。然而，當旅遊需求對價格敏感時，單靠 CI 並不能完全反映技術對排放的影響。在這裡，我們開發了一個衡量技術評估中的 CI 和價格需求響應 (DR) 的指標，供產業和政府的分散式決策者使用，隨著低碳技術成本的下降，他們越來越多地參與減緩氣候變遷。我們應用這種調整後的碳強度（ACI）來單獨評估乙醇燃料、混合動力和電池電動車並對照政策目標…
摘要 人類社會早期合作的理論常常取材自對倖存的狩獵採集者群體進行的一小部分人種學研究樣本，其中大多數人現
摘要 人類社會早期合作的理論常常取材自對倖存的狩獵採集者群體進行的一小部分人種學研究樣本，其中大多數人現在都是久坐不動的。婆羅洲狩獵採集者（Punan、Penan）很少出現在比較研究中，因為幾十年來關於他們是否是採取狩獵和採集生活方式的農民的後裔的爭論一直存在。 2018 年，我們開始對一群自稱 Punan Batu（Cave Punan）的遊牧狩獵採集者進行人種學研究。我們的…
摘要 透過細胞內相分離形成液滴的蛋白質的一個關鍵特徵是多價性，即存在介導與其他蛋白質相互作用的多個位點
摘要 透過細胞內相分離形成液滴的蛋白質的一個關鍵特徵是多價性，即存在介導與其他蛋白質相互作用的多個位點。我們對進化時間尺度上多價的變化知之甚少。在這裡，我們研究了真菌 mRNA 脫帽亞基 2 蛋白 (Dcp2) 和 FET（FUS、EWS 和 TAF15）蛋白家族多價性的長期演化（類似於 6 億年）。我們發現這些蛋白質的直系同源物之間的多價性差異很大。然而，演化保持了使蛋白質 …
摘要 傳統上，智力被視為個人的財產
摘要 傳統上，智力被視為個人的財產。然而，它也被認為是集體財產。在這裡，我們擴大了智力作為集體財產的概念，並將其擴展到全球。我們考慮技術智能的出現可能代表一種行星尺度轉變的方式，因此可能不被視為發生在行星上而是發生在行星上的事情，就像一些模型提出生命本身的起源是一種行星現像一樣。我們的方法遵循研究人員的認識，即理解生命及其演化的關鍵方面的正確尺度是全球性的，而不是更傳統的關注個…
摘要 在其一生中，群體中的個體會經歷不同的狀態，並且佔用時間的概念描述了個體在給定狀態組中花費的時間量
摘要 在其一生中，群體中的個體會經歷不同的狀態，並且佔用時間的概念描述了個體在給定狀態組中花費的時間量。羅斯和卡斯韋爾在最近的一篇論文中針對環境條件恆定的情況研究了與此想法相關的問題。然而，考慮環境隨時間隨機或定向變化的情況確實很重要，因此不同狀態之間的轉換機率隨時間變化，從而激發了時間相關階段結構模型的使用。使用吸收非齊次馬可夫鍊和離散時間 McKendrick von Fo…
摘要 DNA 甲基化是脊椎動物基因調控的重要且豐富的機制
摘要 DNA 甲基化是脊椎動物基因調控的重要且豐富的機制。它在許多其他後生動物中不太常見，並且在一些關鍵模型物種中完全不存在，例如蠅和秀麗隱桿線蟲。我們在此報告了一項關於 138 種蛻皮動物中是否存在 DNA 甲基轉移酶 (DNMT) 的綜合研究，涵蓋節肢動物、線蟲動物、節肢動物、有爪動物和緩步動物。其中三個門之前尚未研究過 DNA 甲基化的存在。我們觀察到單一 DNMT 的缺…
摘要 大多數中風患者都會出現運動缺陷，通常統稱為偏癱
摘要 大多數中風患者都會出現運動缺陷，通常統稱為偏癱。儘管偏癱是最常見且臨床上可識別的運動異常之一，但其行為組成部分及其相互作用仍然沒有得到充分錶徵。偏癱包括陰性和陽性運動徵象。陰性徵象包括無力和運動控制（靈活性）喪失，而陽性體徵包括痙攣、異常休息姿勢和侵入性運動協同作用（隨意運動期間肌肉協同激活異常）。正面訊號和負面訊號如何相互作用，以及是否有共同的機制來產生它們，人們仍然知…
摘要 集體運算是群體儲存和分享資訊以達成集體行為決策的過程
摘要 集體運算是群體儲存和分享資訊以達成集體行為決策的過程。社會如何進行有效的集體計算部分取決於其規模。適用於中小型社會的社會安排和技術不足以有效處理社會在規模增長期間面臨的更大的通信負荷，這是全新世的標誌。成長的一個重要瓶頸可能是持久記錄資訊（寫入）的系統的開發，也可能是用於通用交換機制的貨幣抽象。在 Shin 等人的基礎上，我們確定了社會開發此類系統之前需要跨越的規模閾值，…
摘要 我們的目標是確定有效控制 SARS CoV 2 在奧地利學校傳播的措施
摘要 我們的目標是確定有效控制 SARS CoV 2 在奧地利學校傳播的措施。使用群集追蹤數據，我們校準了基於主體的流行病學模型，並考慮了 B1.617.2 (delta) 病毒株占主導地位且部分人群接種了疫苗的情況，以量化非藥物幹預措施 (NPI) 的影響，例如房間通風、減少班級人數、上課時戴口罩、疫苗接種和通過 SARS CoV2 抗原測試進行入學測試。在數據中我們發現，4…
摘要 我們連續第三年對《自然·機器智能》最近幾篇評論和觀點的作者進行了跟踪，了解他們的文章發表後發生的情
摘要 我們連續第三年對《自然·機器智能》最近幾篇評論和觀點的作者進行了跟踪，了解他們的文章發表後發生的情況：他們所寫的主題是如何發展的，他們是否獲得了新的見解，以及他們對 2022 年人工智能的希望和期望是什麼？
摘要 癲癇是最常見的慢性神經系統疾病之一，傳統上被定義為反覆發作的疾病
摘要 癲癇是最常見的慢性神經系統疾病之一，傳統上被定義為反覆發作的疾病。認知和情緒功能障礙越來越被認為是核心疾病維度，並且可能影響患者的健康，有時甚至比癲癇發作本身還要嚴重。基於連接組的方法對於揭示導致功能障礙的機制和識別生物標記具有巨大的前景。我們的綜述討論了新興的多模式神經影像和連結組學研究，這些研究強調了常見癲癇中認知/情緒功能障礙的網路基礎。我們首先概述抗藥性癲癇症候群…
摘要 熱帶森林對於調節氣候和維持地球生物多樣性非常重要
摘要 熱帶森林對於調節氣候和維持地球生物多樣性非常重要。然而，隨著氣溫升高、乾旱頻率和持續時間增加，這些生態系統受到氣候變遷的威脅。木質部解剖特徵是理解和預測森林對可用水量變化的反應的重要組成部分。我們計算了具有水力和結構重要性的木質部解剖特徵的群落加權平均值和方差（按物種豐度加權的地塊級特徵值），以評估它們與當地適應和群落組裝的聯繫，以響應環境多樣化的巴西大西洋森林棲息地中不…
摘要 最近的研究結果表明，植物根部性狀對於塑造生物群落的邊界和維持其中的植物群落具有潛在的重要作用
摘要 最近的研究結果表明，植物根部性狀對於塑造生物群落的邊界和維持其中的植物群落具有潛在的重要作用。我們研究了兩個假設：1）薄根植物策略可能在土壤資源低的生物群落中受到青睞； 2）這些策略可能與火災一起發揮作用，以維持南非凡波斯和非洲溫帶森林生物群落之間的清晰邊界。這些生物群落在生物多樣性、植物性狀和地形方面有所不同，但在相同的地質基質和相同的氣候條件下以替代穩定狀態存在。我們…
摘要 在過去的一個世紀裡，病毒性人畜共通流行病造成的生命損失和經濟損失穩定增加
摘要 在過去的一個世紀裡，病毒性人畜共通流行病造成的生命損失和經濟損失穩定增加。著名政策制定者提出了一些計劃，認為解決未來大流行災難的最佳方法應該是「發現和遏制新出現的人畜共患威脅」。換句話說，只有在人類生病之後我們才應該採取行動。我們強烈不同意。人類與野生動物有廣泛的接觸，已知這些野生動物攜帶大量病毒，其中許多病毒尚未擴散到人類身上。我們計算了新出現的人畜共患病病毒造成的年化…
癌症生態系統的網絡結構
摘要 自 Paget 的「種子與土壤」假說和 Ewing 的「連通性」假說被提出以解釋腫 瘤轉移(1,2)以來，癌症進展可以被視為一種生態現象這一點已變得越來越清 晰。過去二十年間，這種連結蓬勃發展(3 7)，為癌症進展的生態學和演化學 帶來重要洞見，並具有治療上的意義(8 10)。在此，我們採取後設族群的觀點 看待轉移（即向棲息地斑塊的遷移和殖民），並將其表示為一個二部圖網絡…