Albert Einstein és a hálózatkutatás

Albert Einstein tudományos munkássága hatalmas területet ölel fel. Elméleteinek, hipotéziseinek, tanulmányainak hatása messze túlmutat saját tudományágának keretein. Külön érdekesség Einstein kapcsolata a hálózatok tudományával, hiszen a téma fókuszba kerül a Mindentudás Egyeteme hetedik szemeszterében. 

A Mindentudás Egyeteme a világ tudományos életével összhangban idén - többek között - a fizikát ünnepli, mivel az ENSZ 2005-ben hirdette meg a Fizika Nemzetközi Évét. Ennek sokat hangoztatott oka, hogy Albert Einstein éppen száz éve jelentette meg három nagyhatású cikkét, melyek alapjaiban rengették meg az akkori tudományos életet. (Bővebben lásd Nagy Károly előadását.)
Albert Einstein szerteágazó, és fundamentális változásokat eredményező tudományos eredményei a fizikától távol eső diszciplínákat is megérintettek és megmozgattak - többek között a magyar irodalom neves alkotóira is jelentős hatást gyakoroltak. A tudományterületek felsorolása akár végtelen is lehetne, ha a Mindentudás Egyeteme hetedik szemeszterének tematikája nem jelölné ki számunkra az utat: több mostani előadás is a hálózatok tudományáról szól.

A kapcsolatot - vagy stílszerűen: a linket - Albert Einstein és a hálózatok tudománya között későbbi előadónk, Barabási Albert-László magyar fizikus és hálózatkutató népszerű könyvéből, a Behálózva (Linked) című, 2001-ben megjelent műből vesszük. Az érdekes kapcsolatra Ginestra Bianconi, Barabási kutatócsoportjának egyik tagja jött rá. A magyar tudós akkoriban a World Wide Webet (www), az internet legismertebb, kereskedelmi célokra is használt csatornáját vizsgálta. Eközben felkeltette a figyelmét a Google internetes kereső hirtelen és szokatlan sikere. Tudni szerette volna, mi az oka annak, hogy egy viszonylag későn (1997-ben) internetre került cég három év alatt vezetővé válhatott a keresők piacán. Az alkalmassági modell vizsgálatával Bianconit bízta meg, akit a statisztikus mechanikai ismeretei miatt hívott meg a kutatócsoportba.

Érdekes az a mód, ahogyan Bianconi a számolásokhoz fogott: a klasszikus fizikát félretéve, kvantummechanikai számításokat kezdett vizsgálni, azon belül is a klasszikus Einstein-Bose-kondenzációt vette alapul. Einstein az ifjú indiai fizikus, Satyendra Nath Bose tanulmányára építve dolgozta ki mára klasszikussá vált elméletét. 1925-ben, tehát éppen 80 éve megfogalmazott elve szerint a gázok szobahőmérsékleten különböző sebességgel közlekedő - tehát különböző energiájú - atomjai hűtés hatására lelassulnak, sőt egy bizonyos hőmérséklet, az abszolút nulla fok alatt meg is állnak. Einstein megjósolta, hogy ha az anyagot sikerül az abszolút nulla fokhoz közeli hőmérsékleten tartani, akkor az anyag egy új állapota jön létre (melyben az atomok hasonlósága szokatlan). Ez az Einstein-hipotézis is igaznak bizonyult: 1995-ben amerikai kutatók - Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle és Carl E. Wieman - valóban képesek voltak Einstein-Bose-kondenzációt létrehozni (amiért 2001-ben Nobel-díjat kaptak).

Canberra társadalmi kapcsolatainak hálózata

Bianconi

Túl a hasonlóságokon az ifjú olasz kutató a számítások közben rájött arra, hogy az internethez hasonló, dinamikusan növekedő hálózatokban kétféle fejlődési modell létezik a topológia, azaz a különböző pontok elrendeződése szempontjából.
Az egyik modellben a pontok között kialakult éles verseny ellenére a hálózatban nem történik nagy átalakulás, a legalkalmasabb pontok "gazdagabbak" lesznek, több kapcsolódási ponttal rendelkeznek, mint a többi pont, de előnyük nem lesz tetemes. Emiatt a hálózat szerkezete, formája sem változik jelentősen. A Google fejlettségének, alkalmasságának köszönheti, hogy a többiekhez képest gazdagabbá vált (nemcsak átvitt értelemben).
Más a helyzet azonban azoknál a modelleknél, amelyeknél a győztes csomópont "mindent visz", tehát a legalkalmasabb, legrátermettebb pontnak sikerül begyűjtenie a linkek túlnyomó többségét. Ezáltal a hálózat szerkezete jelentősen átalakul, hiszen a korábban több csomóponttal rendelkező hálózat csillag alakúvá válik. Ilyen hálózatot képez jelenleg az operációs rendszerek piaca, ahol a Bill Gates-vezette Microsoft gyakorlatilag mindent visz és a hálózat csillagaként "tündököl".

Forrás: Barabási Albert-László: Behálózva (A hálózatok tudománya), 2003, Budapest.