NETWORKOLOGY

Karinthy Frigyes 1929-ben írói zsenialitásától vezérelve egy elbeszélésében különös fogadásról számol be: hőse kijelenti, hogy az emberiség bármely más tagjától legfeljebb öt kézfogásnyi távolságra van, amelyből az első saját személyes ismerőse. A jóval később a "hat lépés" törvényeként megismert elmélet azonban csak a közelmúltban nyert tudományos bizonyítást.

A hálózatelmélet alig egy évtizede éve robbant be a tudományos gondolkodásba, segítségével azonban máris felismertük: szinte mindenütt hálózatokat látunk, ezek határozzák meg életünket. Legyen szó akár a világhálóról, egy élő szervezet idegpályáinak rendszeréről, egyének közötti kapcsolati hálóról, vagy akár kiterjedt beszállítói hálózatról, mindezek hasonló törvényszerűségekkel írhatók le. Az egyik típusú hálózat tulajdonságainak megismerése tehát segíti a masik működésének megértését is.

Az új tudomány alapjait kiváló tudósaink, Erdős Pál és Rényi Alfréd fektették le az ötvenes évek végén, amikor a különféle hálózati alakzatok specifikus jegyeit félretéve azok általános tulajdonságait kezdték vizsgálni. Kockadobásos módszerükkel a véletlen hálózatok elméletét alkották meg: e szerint a hálózatok eloszlása a véletlen valószínűséget követi, amely az egyik legklasszikusabb matematikai függvénnyel, a haranggörbével ábrázolható. Noha eredményeik máig a tudomány alapvetéseit jelentik, nem adnak választ minden kérdésre: ha az egyszerű feltételekkel nem leírható, azaz komplex hálózatokat is a puszta véletlen irányítja, hogyan jöhettek létre olyan stabil rendszerek, mint a gazdaság, az államok, vagy oktatási rendszerek? Aligha hihetjük, hogy a felsorolt rendszerek elemeinek viselkedését helyettesíthetnénk kockadobásokkal, bármilyen egyszerű modellről legyen is szó.

A szintén magyar Barabási Albert-László majd negyven évvel később a komplex hálózatok általános tulajdonságainak nyomában nagyszabású kísérletbe kezdett: megpróbálta feltérképezni az Internetet. Várakozása összhangban állt az Erdős és Rényi által felfedezettekkel - mégpedig, hogy a weblapok más weblapokkal való összekapcsoltságának eloszlása a haranggörbe ívét felvevő függvény lesz. Csak úgy mint az életkori eloszlás, testmagasságaink eloszlása, vagy az Egyesült Államok városai az azokat összekötő közúthálózattal – és persze még számtalan példát sorolhatnánk. Az eredmény azonban merőben mást mutatott: egyes csomópontok kiemelkedően sok kapcsolattal bírtak, míg mások alig egynéhánnyal. Az eloszlás egy újabb jól ismert geometriai alakzat, a hatványfüggvény formáját vette fel. A felismerés nyomán Barabási megalkotta a skálafüggetlen hálózatok fogalmát, amely tornádó-szerűen söpört végig a tudomány világán. Kiderült, hogy nemcsak az Internet sajátossága az úgynevezet skálafüggetlenség, hanem gyakorlatilag minden kellően bonyolult hálózaté: a biológia, a genetika, a közgazdaság, a nyelvtan, a földrajz, és megannyi más tudomány rendszereinek alapvető közös jellemzője ez, így a felfedezés bátran nevezhető paradigmaváltó jelentőségűnek. Kivétel persze akad: a fizika és kémia tudományának szervezetei nem mindig ilyenek (pl. kristályok), de a kellően bonyolult, biológiai vagy társadalmi hálózatok rendre skálafüggetlenek. Sőt, ezek a valóságban nem is egymástól függetlenül, hanem egymásba ágyazottan működnek.

A felfedezés nyomán természetesen felvetődtek korunk olyan aktuális problémái, mint az Internet biztonsága, vagy a terroristahálózatok kérdésköre. A skálafüggetlen hálózatok stabilitását vizsgálva Barabásiék ismét fontos tulajdonságra derítettek fényt. E szerint a hálózatok a véletlen meghibásodásokkal szemben megdöbbentően ellenállók, más szóval robusztusak: a csomópontok véletlenszerű eltávolítását extrém, akár 80%-os elemszám-csökkenésig is el tudták vinni anélkül, hogy a rendszer szétesett volna. Amikor azonban egy következő alkalommal a legtöbb kapcsolódással rendelkező középpontokat kezdték módszeresen eltávolítani, a rendszer rövidesen az összeomlás jeleit mutatta. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy célzott támadásokkal szemben a skálafüggetlen hálók szinte védtelenek. Míg az erősen kapcsolt elemek a rendszer egyben tartásáért felelősek, addig az úgynevezett gyenge kötések stabilizálják azt. A gyenge kötések jelentőségét egyébként Csermely Péter és kutatócsoportja jelenleg is vizsgálják. A közeljövőben erről a területről is további fontos felfedezések várhatók.

Csak az elmúlt néhány évben a skálafüggetlen hálózatokat sikeresen hasznosították a gyógyszer- és rákkutatásban, a nyelvek szerkezetének megértésére, az Internetet biztonságosabbá tévő kutatások során, és a szervezetszociológiában is. A hálózatelmélet a WOMM-mal (azaz szóbeszéd-marketinggel) együtt a kommunikációs- és marketing piacnak is új távlatokat nyitott. Világos, hogy noha még egy évtized sem telt el a hálózatelmélet újjáéledése óta, máris rengeteg fontos eredményt mutatott fel a tudományos élet szinte minden területén. A jelek szerint a környező világ megértésének és az emberiség fejlődésének következő hosszabb időszakát meghatározó tudományterületről van tehát szó, amely nevével ellentétben nem pusztán elméleti, hanem nagyon is gyakorlati jelentőségű, és amelyre érdemes továbbra is fokozottan odafigyelni.