Časopis Quark
https://www.quark.sk

Uzly, vlákna a algoritmy

Internet, jeho služby a možnosti používa už takmer každý. Na exaktnej úrovni túto globálnu informačnú sieť skúma veda o sieťach (Network Science). Ako interdisciplinárny vedný odbor sa začala rozvíjať najmä od začiatku 21. storočia.

Mapa mesta Kőnigsberg a sieťová reprezentácia problému siedmich mostov

Veda o sieťach je interdisciplinárny vedný odbor využívajúci najmä metódy štatistickej fyziky, kombinatoriky a informatiky. – citát, zvýraznený text

Začiatky vedy o sieťach siahajú do roku 1763. Vtedy matematik Leonard Euler vyriešil úlohu o siedmich mostoch mesta Kőnigsberg (dnes Kaliningrad) a položil tak základy disciplíny, nazývanej teória grafov (pojmom graf sa tu však neoznačuje graf funkcie, ale štruktúra s uzlami a ich spojeniami, ktorá modeluje nejakú konkrétnu sieť).

Bohatí bohatnú, chudobní strácajú 

Zo začiatku sa predpokladalo, že siete, ktoré nás obklopujú, nie sú výsledkom plánovanej činnosti a majú náhodnú štruktúru. Ako príklady sietí, vytvorených človekom, môžeme uviesť elektrické rozvodné siete, dopravné siete (letecké, cestné, železničné, siete električiek, metra), ropovody, plynovody, internet, webové sociálne siete a ďalšie. Ani jedna z týchto sietí však nie je náhodná, lebo väčšina z nich vznikla cielenou, často premyslenou, ľudskou činnosťou. Aj napriek tomu sa dlho nevedelo, ako sa dá opísať štruktúra a správanie reálnych sietí. Prelomovým objavom boli výsledky fyzika Alberta L. Barabásiho a jeho výskumného tímu. V roku 1999 tento tím matematicky odvodil a experimentálne dokázal, že siete, ktoré nás obklopujú, vznikajú a vyvíjajú sa na základe istých zákonitostí. Jedným z najdôležitejších princípov, ktorými sa vývoj reálnych sietí riadi, je zákon, interpretovaný ako bohatí bohatnú a chudobní strácajú. V štatistike sa tento princíp nazýva aj Paretov zákon 80/20. V prípade sietí to znamená, že uzlov, ktoré majú veľa spojení, je relatívne málo a naopak, uzlov s malým počtom spojení je relatívne veľa.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 2/2017.

Časopis Quark si môžete objednať tu alebo na adrese: predplatne@quark.sk

RNDr. Martin Nehéz, PhD.
Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU Bratislava

Komentáre