《自然》封面故事：表面优化调控物理网络的局部设计︱2026年1月8日刊

封面图片：Péter Puklus。

封面故事

表面优化调控物理网络的局部设计

从树枝到血管，物理网络常被视为连接各点的一维线路。根据这种观点，将总“线路长度”控制在最低被认为能影响网络的布局。但是，对血管系统或脑连接组这类三维网络的功能需求，会快速超过对长度优化的需求，让它们的增长难以预测。在本期《自然》中，Albert-László Barabási和同事研究了这类树状分支网络，发现随其增长和演变会有另一种优化形式在起作用。该团队没有将这些网络视为一维线路，而是通过三维评估了网络形成的材料成本，从而考虑了连接厚度、多分支和分支角度。团队利用弦论中费曼图的概念去理解连接厚度如何影响整体结构，发现这些网络会以可预测的方式分叉，使每个结点的表面积最小化。封面图片利用一个三维打印的Barabási–Albert网络呈现了这个概念，该网络的连接能使表面积最小化，从而使所需的材料总量最小化。

《自然》：Surface optimization governs the local design of physical networks