社会和生物系统中的网络无处不在，强大的网络性能需要涉及多方面的复杂权衡，其中涉及成本、运输效率和容错性。生物网络已经在进化选择的压力下通过了多周期的磨练，并有可能将问题优化组合，获得合理的解决方案。此外，生物网络的发展可以不受中央控制的束缚，并能对网络扩展中出现的问题提供快速解决方案。这些神奇的生物网络，也许能为人类在网络设计的过程中提供灵感。

    多头绒泡菌（Physarum polycephalum）是介于动、植物之间的一种微生物，具有向食物聚集的特性，如果食物处于分散状态，多头绒泡菌就会在食物之间形成管道，通过管道输送养分。日本北海道大学的Atsushi Tero等研究发现：这种凝胶性真菌样的霉菌具有建立高效运输网络的能力,有希望用于指引人们改进技术系统，例如：城际铁路网络、通信网络等基础设施的规划设计。这一启示来自研究人员在试验中观察到的现象：这种霉菌首先在周围迅速形成细密网络，随着网络向四周扩散，网络从出发中心向外逐渐由细密变清晰，一至两天后，在容器内其连接形成的图案几乎与东京的铁轨系统等同。

    如图1所示，研究者在潮湿的界面上建立了一个东京及其周围主要城市的地理模型，图中所示白色轮廓线为太平洋的海岸线，黄色大圆点为东京的位置，白色小点为东京周围各主要城市。图1A为试验开始时的状态：研究者把多头绒泡菌放置在东京的位置，并在周围的每个主要城市位置放上麦片作为补充食物来源，每个小组的横向宽度为17厘米。图1B至1F显示了试验开始后不同时间段的图形：多头绒泡菌不断增殖，从最初的食物源位置逐步向每一个补充食物源蔓延，向外扩散的幅度越来越大，在试验开始的第26个小时（图1F）时，蔓延的菌丝形成了一个按照食物来源为背景分布的生物网络。这个网络在功效、可靠性以及成本上都堪比真实世界的东京铁路网的基础设施。

    图2显示了东京地铁网络与多头绒泡菌生长网络的对比。图2A显示：在缺乏光照的条件下，多头绒泡菌网络探测到了更多的可利用间隙；图2B：研究者利用黏菌不喜光的特性，在试验模型中通过照明强度的调节设计了不同的海拔高度和地理类型，在更大程度上与真实城市的地理情况相符，并观察了照明状态对于多头绒泡菌增长的影响。结果发现，霉菌总能形成最为经济的网络，甚至出现过与现实的东京地区铁路网基本相同的网络。

    图2C为多头绒泡菌生长形成的网络，图2D为真是存在的东京地铁网络图。图2E为连接各个城市节点之间的最短距离示意图，图2F显示的则为连接不同城市节点的网络示意图。

    这样的结果，令研究者惊叹。由于多头绒泡菌已经经历了无数回合的进化选择，其摄食网络在总长度、运输效率、应对事故能力等方面都有着很高的效率。因此研究人员如果能模拟多头绒泡菌这种有效率的与其食物源相连的核心机制，并将其结合到数学模型之中，则对改善诸如遥感器阵列、随建即连网路及无线网状网络等自我组织的网络的功效及降低成本等方面有所帮助。

（作者：贾玉华）