Physical images of relative timescales in coevolution dynamics
- 1. Institute of Theoretical Physics
- 2. Northwest University
- 3. Institute of Modern Physics
- 4. East China University of Technology
Description
In this paper, we propose three physical images, namely, asymmetric external inputs, discretization of the low rate region, and secondary outbreak, to understand the mystery of the relative timescales in the coevolution dynamics on multiplex networks. We carry out our analysis on an irreversible information-epidemic coevolution dynamics. In this dynamics, we found five kinds of anomalous behaviors, which are that with the increase of relative information processing speed, the final epidemic size may be monotonically increasing, monotonically decreasing, first decreasing and then increasing, first increasing and then decreasing but increasing again, and suddenly increasing with large fluctuation. Such complex behavior can be fully explained by our three physical images. Moreover, these five behaviors may transform into one another, which is far more complex than cyclic dynamics. Of course, our physical images easily provide an explanation for the results of cyclic coevolution dynamics. Since our discussion does not rely on specific dynamics and networks, our research may readily be extended to a broader field, rather than the network epidemiology in this paper.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في هذه الورقة، نقترح ثلاث صور مادية، وهي المدخلات الخارجية غير المتماثلة، وتقطيع منطقة المعدل المنخفض، والتفشي الثانوي، لفهم سر الجداول الزمنية النسبية في ديناميكيات التطور المشترك على الشبكات متعددة الإرسال. نجري تحليلنا على ديناميكيات التطور المشترك الوبائي للمعلومات التي لا رجعة فيها. في هذه الديناميكيات، وجدنا خمسة أنواع من السلوكيات الشاذة، وهي أنه مع زيادة سرعة معالجة المعلومات النسبية، قد يزداد حجم الوباء النهائي بشكل رتيب، ويتناقص بشكل رتيب، ويتناقص أولاً ثم يتزايد، ثم يتزايد أولاً ثم يتناقص ولكن يتزايد مرة أخرى، ويتزايد فجأة مع تقلب كبير. يمكن تفسير هذا السلوك المعقد بالكامل من خلال صورنا المادية الثلاث. علاوة على ذلك، قد تتحول هذه السلوكيات الخمسة إلى بعضها البعض، وهو أكثر تعقيدًا بكثير من الديناميكيات الدورية. بالطبع، توفر صورنا المادية بسهولة تفسيرًا لنتائج ديناميكيات التطور المشترك الدورية. نظرًا لأن مناقشتنا لا تعتمد على ديناميكيات وشبكات محددة، فقد يتم توسيع نطاق بحثنا بسهولة ليشمل مجالًا أوسع، بدلاً من علم الأوبئة الشبكي في هذه الورقة.Translated Description (French)
Dans cet article, nous proposons trois images physiques, à savoir, les entrées externes asymétriques, la discrétisation de la région à faible débit et l'épidémie secondaire, pour comprendre le mystère des échelles de temps relatives dans la dynamique de coévolution sur les réseaux multiplex. Nous effectuons notre analyse sur une dynamique de coévolution information-épidémie irréversible. Dans cette dynamique, nous avons trouvé cinq types de comportements anormaux, à savoir qu'avec l'augmentation de la vitesse relative de traitement de l'information, la taille finale de l'épidémie peut augmenter de manière monotone, diminuer de manière monotone, d'abord diminuer puis augmenter, d'abord augmenter puis diminuer mais augmenter à nouveau, et augmenter soudainement avec de grandes fluctuations. Un comportement aussi complexe peut être entièrement expliqué par nos trois images physiques. De plus, ces cinq comportements peuvent se transformer les uns en les autres, ce qui est beaucoup plus complexe que la dynamique cyclique. Bien sûr, nos images physiques fournissent facilement une explication pour les résultats de la dynamique de coévolution cyclique. Étant donné que notre discussion ne repose pas sur des dynamiques et des réseaux spécifiques, notre recherche peut facilement être étendue à un champ plus large, plutôt qu'à l'épidémiologie des réseaux dans cet article.Translated Description (Spanish)
En este artículo, proponemos tres imágenes físicas, a saber, entradas externas asimétricas, discretización de la región de baja tasa y brote secundario, para comprender el misterio de las escalas de tiempo relativas en la dinámica de coevolución en redes multiplex. Realizamos nuestro análisis sobre una dinámica irreversible de coevolución información-epidemia. En esta dinámica, encontramos cinco tipos de comportamientos anómalos, que son que con el aumento de la velocidad relativa de procesamiento de la información, el tamaño final de la epidemia puede aumentar monótonamente, disminuir monótonamente, primero disminuir y luego aumentar, primero aumentar y luego disminuir, pero volver a aumentar, y de repente aumentar con una gran fluctuación. Tal comportamiento complejo puede explicarse completamente por nuestras tres imágenes físicas. Además, estos cinco comportamientos pueden transformarse entre sí, lo cual es mucho más complejo que la dinámica cíclica. Por supuesto, nuestras imágenes físicas proporcionan fácilmente una explicación de los resultados de la dinámica de la coevolución cíclica. Dado que nuestra discusión no se basa en dinámicas y redes específicas, nuestra investigación puede extenderse fácilmente a un campo más amplio, en lugar de la epidemiología de redes en este documento.Files
PhysRevResearch.5.033220.pdf
Files
(1.0 MB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:8bdf95519404f2846281b1cf771a7288
|
1.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الصور الفيزيائية للجداول الزمنية النسبية في ديناميكيات التطور المشترك
- Translated title (French)
- Images physiques d'échelles de temps relatives en dynamique de coévolution
- Translated title (Spanish)
- Imágenes físicas de escalas de tiempo relativas en la dinámica de la coevolución
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4387097789
- DOI
- 10.1103/physrevresearch.5.033220
References
- https://openalex.org/W1544632947
- https://openalex.org/W1878853999
- https://openalex.org/W1967608252
- https://openalex.org/W1984688056
- https://openalex.org/W1994333367
- https://openalex.org/W2000929155
- https://openalex.org/W2002685202
- https://openalex.org/W2029197563
- https://openalex.org/W2064168048
- https://openalex.org/W2114930814
- https://openalex.org/W2115915482
- https://openalex.org/W2129939726
- https://openalex.org/W2143523119
- https://openalex.org/W2192780418
- https://openalex.org/W2317111464
- https://openalex.org/W2342114889
- https://openalex.org/W2471563780
- https://openalex.org/W2539027985
- https://openalex.org/W2565615699
- https://openalex.org/W2574346611
- https://openalex.org/W2599679624
- https://openalex.org/W2607443363
- https://openalex.org/W2610328900
- https://openalex.org/W2612566307
- https://openalex.org/W2739876990
- https://openalex.org/W2742439845
- https://openalex.org/W2787289724
- https://openalex.org/W2802738489
- https://openalex.org/W2902387648
- https://openalex.org/W2913226385
- https://openalex.org/W2964065783
- https://openalex.org/W3000087869
- https://openalex.org/W3007468041
- https://openalex.org/W3034167565
- https://openalex.org/W3037826211
- https://openalex.org/W3098926151
- https://openalex.org/W3101942247
- https://openalex.org/W3102201777
- https://openalex.org/W3102214495
- https://openalex.org/W3103143917
- https://openalex.org/W3103289597
- https://openalex.org/W3103574175
- https://openalex.org/W3104961365
- https://openalex.org/W3129329982
- https://openalex.org/W3130176286
- https://openalex.org/W3132118755
- https://openalex.org/W3134794709
- https://openalex.org/W3144300113
- https://openalex.org/W3147138239
- https://openalex.org/W3201973500
- https://openalex.org/W4205160601
- https://openalex.org/W4221073972
- https://openalex.org/W4229080773
- https://openalex.org/W4252394414
- https://openalex.org/W4290659396
- https://openalex.org/W4295022024
- https://openalex.org/W4300773864
- https://openalex.org/W4320487521
- https://openalex.org/W4328130875
- https://openalex.org/W4362640737
- https://openalex.org/W4379790868
- https://openalex.org/W4380767524
- https://openalex.org/W4388299012