Redundancy needs more precise characterization as it is a major factor in the evolution and robustness of networks of multivariate interactions. We investigate the complexity of such interactions by inferring a connection transitivity that includes all possible measures of path length for weighted graphs. The result, without breaking the graph into smaller components, is a distance backbone subgraph sufficient to compute all shortest paths. This is important for understanding the dynamics of spread and communication phenomena in real-world networks. The general methodology we formally derive yields a principled graph reduction technique and provides a finer characterization of the triangular geometry of shortest paths. We demonstrate that the distance backbone is very small in large networks across domains ranging from air traffic to the human brain connectome, revealing that network robustness to attacks and failures seems to stem from surprisingly vast amounts of redundancy.


翻译:冗余需要更精确的定性,因为它是多变量互动网络演变和稳健性的一个主要因素。我们通过推断连接的中转性,包括加权图表所有可能的路径长度测量,来调查这种互动的复杂性。结果,不将图形破碎成小块,而是一个足以计算所有最短路径的距离主干线子谱。这对于了解现实世界网络中传播和通信现象的动态十分重要。我们正式得出的一般方法产生了一个原则性图表缩小技术,并为最短路径的三角几何测量提供了更精细的特征。我们表明,从空中交通到人类大脑连接体的大型网络中,距离主干骨非常小,表明网络对攻击和失败的强大性似乎来自惊人的大量冗余。

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