понедельник, 31 мая 2010 г.

В чём сложность сложных сетей?

Что бы ответить на этот вопрос, нам придется сначала погрузиться в другую отрасль знания – социальную психологию.
Традиционные социальные структуры, изучавшиеся социологами с начала XX века, содержали несколько десятков, в лучшем случае – несколько сотен узлов. При таком небольшом количестве элементов их самих и связи между ними еще можно отобразить на одном рисунке в виде социограммы, предложенной создателем социометрии, американским психологом и социологом Якобом Леви Морено (1889-1974). Сети социальных взаимосвязей, симпатий и антипатий в группах относительно небольшого масштаба и были фактически первыми примерами экспериментально исследуемых сетевых структур. Информацию для построения социограмм и дальнейшего анализа структуры взаимосвязей психологи и социологи собирали вручную, проводя многочисленные опросы участников обследуемого коллектива, выясняя их предпочтения, взаимоотношения, сложившиеся привычки и стереотипы в коммуникациях. Процесс ручного сбора информации является длительным, довольно дорогостоящим, может быть осложнен многочисленными субъективными факторами. Не всегда понятно также, насколько честными и откровенными являются полученные ответы, не выдают ли опрашиваемые желаемое за действительное.

Рис. 5. Пример одной из форм социограммы. Шкала слева - степень узла по входящим связям

Развитие компьютерной графики позволило автоматизировать работу по составлению и визуализации социограмм – появились специальные программные продукты, с помощью которых можно было рисовать графы нужного размера и формы по заранее собранным данным. Однако гораздо более значимым явлением стало широкое распространение электронных коммуникаций в конце ХХ – начале ХХI века, что открыло уникальную возможность изучать социальные взаимосвязи на значительно больших количественных и временных масштабах. В таких сетевых структурах количество элементов превышает привычные для социологов цифры на много порядков. Например, в работе [1] изучались свойства сети, в которой узлами были жители одной не самой маленькой европейской страны, а связями – звонки между жителями этой страны по мобильным телефонам на протяжении нескольких месяцев. Количество узлов в такой сети – около 7 миллионов, связей – десятки миллионов. И это не предел! Существуют работы, в которых исследовались сети, образуемые глобальными сервисами мгновенных сообщений. Такие сети охватывают существенную часть пользователей Интернета по всему земному шару – общая численность узлов такой сети составляет сотни миллионов. При таком количестве элементов традиционные средства визуализации графов теряют смысл. Даже нарисовав один глобальный рисунок с миллионом элементов, использовать его можно будет только в качестве произведения абстрактной живописи – никакой практической помощи в понимании топологических, статистических, динамических свойств сети от такого рисунка нет.

 Рис. 6.  Простой вариант сложной сети

Для исследования систем со столь огромным количеством элементов (узлов и связей) нужны другие методы. И рассказ об этих методах позволит прояснить еще одну причину сложности сложных сетей.


[1.] Analysis of a large-scale weighted network of one-to-one human communication.
Jukka-Pekka Onnela, Jari Saramдki, Jцrkki Hyvцnen,Gбbor Szabґo, M Argollo de Menezes, Kimmo Kaski, Albert-Lбszl ґo Barabбsi and Jбnos Kertґesz, New Journal of Physics 9 (2007) 179
(http://iopscience.iop.org/1367-2630/9/6/179/pdf/1367-2630_9_6_179.pdf)

Комментариев нет:

Отправить комментарий