Albert Luszel Barabassi: Žijeme vo veľmi zvláštnom okamihu, pretože všetko, čo robíme, je poznačené údajmi. Neplatí to len o nás, ale aj o našej biologickej a globálnej existencii.

Čím viac vieme o svete, tým viac chápeme, že ide o veľmi zložitý systém. Naša biologická existencia je riadená vysoko zložitými genetickými a molekulárnymi sieťami. Ako gény a molekuly v našich bunkách navzájom interagujú, ale spoločnosť tiež nie je len súborom jednotlivcov. Spoločnosť nie je telefónny zoznam. To, čo robí spoločnosť funkčnou, sú v skutočnosti interakcie medzi nami.

Otázka však znie: Ako chápeme túto zložitosť? Ak chceme pochopiť zložitý systém, prvá vec, ktorú musíme urobiť, je definovať jeho štruktúru a sieť za ním.

Máme údaje takmer o všetkom a toto obrovské množstvo údajov vytvára úžasné a jedinečné laboratórium pre svet; Ponúka príležitosť skutočne pochopiť, ako náš svet funguje.

Teória grafov sa stala veľmi prominentným predmetom štúdia matematikov a ja som Maďar, a ukázalo sa, že vďaka Paulovi Erdosovi a Alfredovi Renniemu mala Maďarská škola matematiky veľký prínos k tomuto problému. V polovici 60-tych rokov 20. storočia publikovali osem článkov, ktoré obsahovali „Teóriu náhodných grafov“.

Pozreli sa na niektoré zložité siete okolo nás a povedali, viete, „Nemáme potuchy, ako sú tieto siete navzájom prepojené, ale z praktických dôvodov to vyzerá náhodne.“ Ich model bol teda celkom jednoduchý: vyberte pár uzlov a hodte kockou. Ak dostanete šesť, môžete ich pripojiť. Ak nie, prejdite na ďalší pár uzlov. S touto myšlienkou vybudovali to, čo dnes nazývame „náhodný model siete“.

Z pohľadu fyzikov je zaujímavé, že pre nás náhodnosť neznamená nepredvídateľnosť. V skutočnosti je náhodnosť formou predvídateľnosti. A práve toto dokázali Erdős a Rényi, že v náhodnej sieti dominuje priemer.

Uvediem príklad: priemerný človek má podľa sociológov asi tisíc ľudí, ktorých pozná krstným menom. Ak je komunita náhodná, potom najpopulárnejšia osoba, osoba s najväčším počtom priateľov, bude mať približne 1150 priateľov. A tá najmenej populárna je okolo 850. To znamená, že počet priateľov, ktorých máme, sa riadi Poissonovou distribúciou, ktorá má veľký vrchol okolo priemeru a veľmi rýchlo klesá. Očividne to nedáva veľký zmysel, však? To bol náznak niečoho nesprávneho s náhodným sieťovým modelom. Nie v tom zmysle, že by bol model chybný, ale nezachytáva realitu, ani to, ako vznikajú siete.

Po rokoch záujmu o siete som si uvedomil, že potrebujem nájsť reálne dáta popisujúce reálne siete. Naša prvá príležitosť študovať skutočné siete prišla s mapou World Wide Web. Vieme, že World Wide Web je sieť. Už názov hovorí: je to sieť. Uzly sú webové stránky a odkazy sú adresy URL, čo sú veci, na ktoré môžeme kliknúť a prejsť z jednej stránky na druhú. Hovoríme o roku 1998, asi šesť alebo sedem rokov po vynájdení World Wide Web. Web bol veľmi malý, obsahoval len niekoľko stoviek miliónov stránok.

Tak sme sa rozhodli to zmapovať a to skutočne znamenalo začiatok toho, čo dnes nazývame „veda o sieťach“. Keď sme dostali túto mapu World Wide Web, uvedomili sme si, že je veľmi, veľmi odlišná od náhodných sieťových máp, ktoré vznikali v predchádzajúcich rokoch. Keď sa pozrieme hlbšie, uvedomíme si, že rozdelenie stupňov, t. j. počet odkazov na uzol, nesledovalo Poissonovu hodnotu, ktorú sme mali pre náhodnú sieť, ale namiesto toho nasledovalo to, čo nazývame rozloženie mocninného zákona. Nakoniec sme tieto siete nazvali „bezškálové siete“.

V sieti bez mierok nám chýbajú priemery. Priemery nemajú zmysel. Nemajú vnútornú stupnicu. všetko je možné. Sú zbavené šupín. Väčšina skutočných sietí nevzniká spájaním už existujúcich uzlov, ale rastie, počnúc jedným uzlom, pridávaním ďalších uzlov a ďalších uzlov.

Myslite na World Wide Web: V roku 1991 existovala jedna webová stránka. Ako sa dnes dostaneme na viac ako bilión? Bola vytvorená ďalšia webová stránka, ktorá odkazovala na prvú stránku, a potom ďalšia stránka, ktorá odkazovala na jednu z predchádzajúcich. A nakoniec, zakaždým, keď vložíme webovú stránku a pripojíme sa k iným webovým stránkam, pridáte do World Wide Web nové uzly. Sieť tvorí vždy jeden uzol. Siete nie sú statické objekty s pevným počtom uzlov, ktoré sa musia spájať – siete sú rastúce objekty. vyvíjať s rastom.

Niekedy trvalo až 20 rokov ako World Wide Web, kým dosiahol svoju súčasnú veľkosť, alebo štyri miliardy rokov, pokiaľ ide o subcelulárne siete, kým dosiahli zložitosť, akú vidíme dnes. Vieme, že na World Wide Web nekomunikujeme náhodne. Komunikujeme s tým, čo vieme. Odkazujeme na stránky Google, Facebook a ďalšie hlavné webové stránky, o ktorých vieme, a máme tendenciu odkazovať na stránky, ktoré sú najviac prepojené. Náš vzor pripojenia je teda orientovaný na najviac prepojené uzly.

Nakoniec sme to formalizovali konceptom „preferenčného združenia“. A keď spojíme rast a preferenčnú pripútanosť, z paradigmy sa zrazu vynoria zákony sily. A zrazu máme centrá, máme rovnaké štatistiky a rovnakú štruktúru, akú sme predtým videli na World Wide Web. Začali sme skúmať metabolickú sieť v bunkách, proteínové interakcie v bunkách a spôsob, akým medzi sebou herci komunikujú v Hollywoode. Vo všetkých týchto systémoch sme videli siete bez rozsahu. Videli sme nenáhodnosť a videli sme vznik uzlov. Tak sme si uvedomili, že spôsob, akým sa komplexné systémy budujú, sleduje rovnakú všeobecnú štruktúru.

Ujasnime si, že sieťová veda nie je odpoveďou na všetky problémy, ktorým vo vede čelíme, ale je to nevyhnutná cesta, ak chceme pochopiť zložité systémy, ktoré vznikajú interakciou mnohých komponentov. Dnes nemáme teóriu sociálnych sietí, teóriu biologických sietí a teóriu World Wide Web – ale namiesto toho máme sieťovú vedu, ktorá ich všetky popisuje v jednom vedeckom rámci.