聊聊BA无标度网络以及其作用

病毒传播为什么如此迅速？

我不是医学专业的，所以我无法从专业的视角去解释病毒到底是什么，它们的行为我也不懂，但是我可以从另一个专业的视角，给大家普及一下病毒传播的承载介质，即网络。

我不可能去描述真实的网络，所以我只能用抽象的网络去仿真真实的网络，这很容易。

如果我们把所有的城市（或者一个人）看作一个网络的节点，两个城市之间的或真实或虚拟的链接看作该网络的一条边。那么一个城市在考虑是否与另一个城市建立关联时，考虑的是什么呢？

这是一个百鸟朝凤，胜者通吃的过程。

也就是说，一个城市在考虑和哪一个城市套近乎建立关联时，参考的就是该城市目前的知名度，安阳市肯定会考虑是否往上海市单独开通一列火车，而基本不会考虑是否向沧州单独开通一列火车，虽然沧州在地理上更加接近安阳。

应届毕业生在选择去哪里就业时，基本上也是这个过程，他们会参考候选城市当前的就业环境。

这在理论上叫做 BA无标度网络。

我们模拟一下这个过程，我们模拟的是300个节点，每次连接1对节点。非常幸运的是，这几乎不用编程，python已经给出了封装好的BA网络库，这对于不会编程的我而言，荒漠甘泉：

import networkx as network
import matplotlib.pyplot as plotba = network.barabasi_albert_graph(300, 1)
ps = network.spring_layout(ba)
network.draw(ba, ps, with_labels = False, node_size = 50)
plot.show()

300个节点完全连接在一起后，这个网络是下面的样子：
在这里插入图片描述
我们再试一次：

可以看到，按照这种百鸟朝凤，胜者通吃的方式构建的网络，自然而然地会出现为数不多的几个 枢纽节点。

这种网络背后的行为模式是幂律，通俗点说就是80/20原则，枢纽节点很少，但是却连接着大量的节点，而大量的非枢纽节点却只有不多的几个连接。

在我们理解了这种网络的构建理论之后，我们来看看它构建之后的动力学。

超级枢纽的自发出现，使得在BA网络中，这类超级枢纽成为了超级传播者，传播的内容可以是任何形式，商品，文化，制度，以及病毒。

人类的首张超级大网是蒙古人构建起来的，我们知道，此后的欧亚大陆以及临接海域呈现出了空前的繁荣，这是古丝绸之路所不能比的。当时的北京，杭州，巴格达，君士坦丁堡都属于超级枢纽。

然而，不幸的是，自商品，文化，宗教，制度通过这张网络在欧亚大陆全面蔓延之后，一场史无前例的鼠疫（也就是黑死病）也搭乘在了这张网络上，从东亚一直蔓延到了欧洲，这场悲剧夺走了欧洲近一半的人口，它的直接原因就是这张蒙古人构建而成的连通欧亚大陆的网络。这场悲剧的直接或间接后果是：

蒙古势力在东亚衰微，明朝建立，强化了内敛气质，这直接导致了明朝的锁国，后面的清朝继承了它。
欧洲人口锐减，丧失了对宗教的信心，丧失了劳动力，人本主义抬头，对机械的需求旺盛，间接导致了文艺复兴和工业革命。

如果没有蒙古人构建这张 无标度网络 ，就不会有超级枢纽，那么鼠疫病毒便失去了传播的媒介（行走于这张网络的商人，商品均可能是传播媒介，携带病毒），当然，也不可能造就灿烂的阿拉伯文化。

我们来看自大航海时代开始构建的欧洲中心网络，这也是一张无标度网络，造就了伦敦，巴黎，柏林，开罗，伊斯坦布尔等这些超级枢纽，这张大网的动力一直延续到了今天，但是它在1918年开始被撕裂，撕裂它的同样是一场病毒-1918年流感！

自工业革命开始的近百年时间，战争动员，劳工派遣产生了大规模的人口在这张欧洲中心网络上流动，1914年开始的一战使得这种人口流动达到了前所未有的高潮，几乎可以预期，一旦有病毒出现，肯定会大规模爆发！

大规模的商品，人口，文化，宗教以及制度的交流几乎总是出现在统一战争以及战乱间隙，随之爆发的瘟疫，传染性病毒几乎总是可以结束战争从而构建新的世界体系，在这条几乎是铁律的背后起决定性作用的，就是这些看不见的 无标度网络！

如果前面这些大家觉得离我们很远，那么，让我们走近我们自己的无标度网络。

改革开放以来，孔雀东南飞似乎一直持续到了现在，然而孔雀也好，野鸟也罢，几乎都选择了上海，杭州，厦门，深圳，广州等不多几座城市，按照无标度网络的构建原理，这些城市随之成了超级枢纽。

中国经济自2000年来，开始腾飞，我们应该感谢这张网络的构建。然而不幸的是，2003年的一场SARS让我们不得不停下来重新审视这张网络的利与弊。

发源于广东省的病毒在很短时间内便传遍了几千公里之外的北京，所谓的隔离政策就是拆解这张网络，对待病毒，这是正确的选择，但同时也阻滞了文化，商品等正面荷载的交通。

在我们齐心协力的努力下，SARS被战胜了，我们的网络重新链接起来，随着越来越多的个人，城市接入，随着地下光缆的构建，随着高铁网的同步铺设，这张大网上的载荷也开始变得凌乱：

务工人员
信息流
电商快递
商务差旅
经理
异地联姻
…
病毒

几乎可以肯定，病毒总是不会缺席，但2020年和2003年相比，这张网络的规模和效率几乎是质的提升。2003年从哈尔滨到广州的机票被认为是奢侈的，2020年甚至坐高铁都可以当天往返。当然，病毒也可以当天往返。

网络是中性的，它无法识别载荷。这可能就是经济腾飞的代价吧。瘟疫病毒总是可以搭便车。

迄至2020年，随着各地鼓吹的所谓新一线的建立以及优厚的落户政策，超级枢纽会越来越多，北上广深，杭州，武汉，成都，重庆，郑州，长沙，西安等等均是这张大网上的重点超级枢纽，一旦病毒从这些地方起始，后果不堪设想。

千万不要误会认为我说的这些节点仅仅依靠铁路线连接，在铁路线之外，还有复杂的关系。比如我经常提到的：

武汉-深圳应届生择业： 两湖地区的学生很多会选择到武汉读大学，然而武汉的名企很少，反之深圳名企很多却缺乏应届生补充，两城一推一拉，互补。两湖地区很多人会在深圳定居。
深圳-其它地区联姻： 定居深圳的两湖地区应届生会以任意可能性和全国其它地区异性联姻。其中以两湖地区居多。
深圳-杭州跳槽： 腾讯，华为和阿里之间的那点跳槽的事就不多说了。
湖北-重庆/湖北-河南联姻
北京-上海差旅
黑龙江-海口
江浙沪包邮区
…

这张网络为很多人创造了前所未有的机会，很多人因此定居一线城市，购房落户，然而当灾难来临时，每个人之间的距离似乎也并不遥远，病毒可能不出几跳就能关联到你自己。

和 BA无标度网络 类似，我们还有另一种网络模型，即 小世界网络 ，我们同样可以用python来看看它的样子：

import networkx as network
import matplotlib.pyplot as plotba = network.random_graphs.watts_strogatz_graph(50, 10, 0.4)
ps = network.spring_layout(ba)
network.draw(ba, ps, with_labels = False, node_size = 50)
plot.show()