Сети с Альбертом-Ласло Барабаси повсюду

"Сети есть везде, и они имеют значение". Это заявление подчеркивает важность сетей в нашей жизни. Коммуникационные сети, такие как Интернет, играют решающую роль в том, как мы общаемся с другими людьми и отправляем сообщения. Карта Интернета показывает, как маршрутизаторы соединены между собой для облегчения связи. Кроме того, платформы социальных сетей, такие как Facebook, создают свою собственную сеть, подключая пользователей по всему миру. В то время как большинство подключений на Facebook являются локальными, существуют также международные подключения, которые охватывают разные континенты.

Наше биологическое существование зависит от сетей, таких как сеть внутри наших клеток, где белки соединяются и образуют механизмы, поддерживающие нашу жизнь. Понимание этих сетей имеет решающее значение для лечения болезней. Кроме того, мы также можем рассматривать Вселенную как сеть галактик, соединенных гравитационными силами. Вопрос в том, как подойти к этим различным типам сетей и воспринимать их, чтобы понять их значение.

Концепция шести степеней разделения гласит, что любые два человека на Земле могут быть соединены коротким путем. Впервые эта идея была упомянута в 1929 году Фриджесом Каринти, который продемонстрировал, насколько люди ближе друг к другу, чем они думают. Однако эта концепция бесполезна без знания конкретных путей между отдельными людьми. Хотя это подчеркивает близость внутри сетей, нам по-прежнему не хватает полных карт для социальных и других важных сетей.

Анализ больших сложных сетей - непростая задача. Концепция сетей возникла в результате работ математиков Пола Эрдоса и Альфреда Рейни в 1950-х и 60-х годах. Они предположили, что эти сети, такие как биологические или транспортные системы, кажутся случайными из-за их сложности. Чтобы лучше понять их, они предложили предположить, что соединения между узлами размещаются случайным образом.

Когда изначально разобщенные люди начинают объединяться в сети, образуются небольшие кластеры. Однако в определенный момент, называемый фазовым переходом, эти изолированные островки внезапно объединяются, образуя сеть. Это появление происходит не постепенно, а внезапно. Количество друзей, которых заводит каждый человек, соответствует распределению Пуассона или колоколообразной кривой, в результате чего у большинства людей примерно одинаковое количество друзей.

Сети имеют глубокие принципы организации, и многие различные сети очень похожи друг на друга, несмотря на то, что узлы разные. Всемирная паутина была использована в качестве примера, чтобы понять, как выглядят реальные сети, с ее узлами, представляющими документы, и ссылками, представляющими URL-адреса.

Случайность Сети Интернет подобен случайной сети, где каждая веб-страница отражает личные интересы. Однако измерения показали, что распределение страниц и ссылок в Интернете не соответствует пуассоновскому распределению, как ожидалось. Вместо этого она напоминала систему авиалиний с крупными хабами, соединяющими множество мелких узлов.

Сети без масштабирования в различных системах "Безмасштабные сети" характеризуются наличием крупных концентраторов, объединяющих множество небольших узлов. Это свойство наблюдалось не только во Всемирной паутине, но и в других системах, таких как организационные сети и даже сама интернет-инфраструктура.

Игра с Кевином Бэконом - популярная игра, в которой игроки знакомят актеров с Кевином Бэконом через фильмы, в которых они снимались вместе. Эта игра демонстрирует взаимосвязанность Голливуда и то, как легко любой актер может быть связан с Кевином Бэконом. Концепция этой игры на самом деле была разработана математиками в 1970-х годах, которые рассчитали свое расстояние от Пола Эрдоса на основе совместной работы. Как научное, так и актерское сообщества образуют небольшие профессиональные сети с короткими связями между отдельными людьми.

Метаболическая сеть расщепляет пищу на компоненты, которые могут распознавать клетки. Сеть взаимодействия белков показывает, как белки соединяются и работают вместе в клетке. В обеих сетях доминируют концентраторы, что поднимает вопрос о том, почему существует такая общая архитектура.

Недостатки в модели случайной сети Модель случайной сети предполагает, что сети формируются путем соединения фиксированного числа узлов. Однако реальные сети растут за счет добавления по одному узлу за раз. Кроме того, новые веб-страницы, как правило, подключаются к узлам с более высокой степенью связи из-за предпочтительного подключения.

Появление сетей, не требующих масштабирования "Безмасштабные" сети возникают в результате процессов роста и преимущественной привязанности. В этих сетях некоторые узлы становятся концентраторами с большим количеством подключений, в то время как другие остаются небольшими. Эта общая архитектура наблюдается в различных типах сетей.

Проблема надежности Многие естественные системы, такие как наш организм и Интернет, способны функционировать даже при выходе из строя некоторых компонентов. Однако такие устройства, как ноутбуки, не устойчивы к сбоям. Сетевой подход к надежности показывает, что крупные сети могут допускать несколько ошибок, но в критической точке они внезапно распадаются. Безмасштабируемые сети с концентраторами демонстрируют исключительную устойчивость к случайному удалению узлов, но становятся хрупкими при целенаправленных атаках на концентраторы.

"Центры" в сетях: сильные и слабые стороны "Концентраторы" играют решающую роль в определении надежности сетей. В сетях без масштабирования, в которых много небольших узлов и мало концентраторов, случайное удаление узлов не приводит к разрыву сети из-за низкой вероятности попадания в концентратор. Однако атака на эти концентраторы может быстро разрушить всю сеть. Это свойство известно как ахиллесова пята сетей без масштабирования.

Процесс управления сетью включает в себя понимание роли переходов и их значимости. В настоящее время мы занимаемся увлекательной работой, которая еще больше исследует эту концепцию. Возникает вопрос: что значит управлять сетью? Речь идет о манипулировании беспилотными летательными аппаратами или оказании социального влияния?

Контроль относится к способности манипулировать системой или процессом и направлять их. В повседневной жизни мы часто управляем сложными системами, такими как автомобили, используя всего несколько ключевых компонентов. Однако в более сложных системах, таких как клеточные процессы или организационные структуры, определение контрольных точек может быть сложной задачей, но крайне важной для понимания результатов и влияния на них.

Чтобы управлять сетью, важно определить ключевые контрольные точки. В организации или сети большинство узлов не играют никакой роли в управлении сетью. Однако есть несколько узлов, которые оказывают значительное влияние и могут стимулировать изменения внутри организации.

Спикер обсуждает важность понимания скрытых сетей внутри организаций. Они объясняют, что, проанализировав, кто с кем разговаривает и кто кого слушает, они выявили ключевых людей, обладающих исключительным влиянием в организации. Эти влиятельные люди выступают в качестве центров информационного потока, но не являются частью высшего руководства. Один из таких сотрудников, ответственный за вопросы безопасности, имеет связи во всей организации, за исключением высшего руководства. Спикер подчеркивает необходимость использования этих скрытых сетей путем взаимодействия с этими влиятельными людьми для эффективной коммуникации по всей организации.

Сеть Кевина Бэкона дает возможность понять, как связаны актеры в Голливуде. У него есть прямые связи с более чем 1800 другими актерами, и в среднем он отделен от всех остальных примерно двумя-тремя ссылками. Однако, когда мы посмотрели на самую важную персону Голливуда, основанную на связях с кино, Кевина Бэкона в списке не оказалось. Затем мы рассмотрели расстояние от других как фактор и обнаружили, что он занял 876-ю позицию. Это подчеркивает, что все в Голливуде близки друг к другу, что потенциально делает любого человека центром их сети.