A hálózat tudománya

Kezdjük Karinthy Frigyessel.

Minden másképp van című, 1929-ben megjelent tárcagyűjteményében a következőket írja: „…annak bizonyításául, hogy a Földgolyó lakossága sokkal közelebb van egymáshoz, mindenféle tekintetben, mint ahogy valaha is volt, próbát ajánlott fel a társaság egyik tagja. Tessék egy akármilyen meghatározható egyént kijelölni a Föld másfél milliárd lakója közül, bármelyik pontján a Földnek – ő fogadást ajánl, hogy legföljebb öt más egyénen keresztül, kik közül az egyik neki személyes ismerőse, kapcsolatot tud létesíteni az illetővel, csupa közvetlen ismeretség alapon, mint ahogy mondani szokták: Kérlek, te ismered X. Y.-t, szólj neki, hogy szóljon Z. V.-nek, aki neki ismerőse… stb.”

Ő ekként fogalmazta meg a manapság oly gyakran emlegetett „kicsi a világ” jelenséget. A hálózatkutatás egyik sarokpontját. De mi következik abból, hogy bármelyik ember egy tetszőleges másiktól négy-öt-hat ember távolságra van? A Közép-európai Egyetem professzora, Kertész János szerint fontos gyakorlati következményekkel bír a társadalom szerkezetének, például a kapcsolati hálónak a megértése. Például ennek révén érthetjük meg, hogyan terjed egy betegség, egy innováció. (Az egyik esetben azt akarjuk, hogy ne terjedjen, a másikban, hogy igen.)

A hasonló mechanizmust követő terjedés megértése oly mértékben sikerült, hogy a járványok előrejelzése, lefolyása hihetetlen pontosan megjósolható. Megmondható például, hogy mi a vakcinák beadásának optimális időpontja és az is, hogy mikor késő és ezért felesleges az oltás.

Az 1967-ben az erdélyi Karcfalván született Barabási Albert-László a komplex hálózatok elméletének egyik kidolgozója. Másodéves korában – Bukarestben mérnök-fizikusnak tanult – már nemzetközi lapokban jelentek meg cikkei. A fraktálokkal, káoszelmélettel kacérkodó egyetemista híre Budapestre is eljutott, Vicsek Tamás professzor diákja lett az ELTE-n, három évvel később pedig Bostonban megszerezte a PhD-t is.

A felhőkarcolók láttán vetődött fel benne, hogy ezek nem működnének, ha nem lenne a különböző hálózatoknak belső rendje. Túl bonyolultak a véletlenszerűséghez – jött a felismerés, s ekkor ötlött fel benne, hogy milyen keveset tudunk a modern hálózatok működéséről. Szorgosan írta cikkeit, amelyeket érdektelenségre hivatkozva sorra visszautasítottak, majd egyszer csak áttörtek a láthatatlan falak. Szintén erdélyi származású tanítványával, Albert Rékával írott tudományos közleményeik hihetetlen hatást váltottak ki. 1999-es Science-cikkükben (ez a szakma egyik alapvetése) igazolták, hogy a különböző hálók matematikai módszerekkel könnyen leírhatók, illetve hogy nagyon hasonló módon viselkednek, legyen szó az emberek közötti vagy a molekulák közötti kapcsolatokról.

Mintha ugyanaz tervezte volna mindegyiket. Ez a felismerés robbant a tudományos közéletben. A különböző hálózatok hirtelen átjárhatóvá váltak. A Barabási Albert-módszert ma már orvosok, közgazdászok, biológusok, informatikusok használják. A modern hálózatelmélettel kapcsolatos ismereteit foglalta össze magyarul Behálózva címmel megjelent munkájában. Villanások című kötetében arról írt, hogy a véletlen korántsem uralja oly mértékben életünket, mint ahogy azt hisszük. Az emberi viselkedésben sokkal kisebb a szerepe a spontaneitásnak, mint a kiszámíthatóságnak. Senki se gondolja, hogy szabadon dönthet. Az sem, akiről azt hisszük, hogy majdnem mindig ötletszerűen lép.

Az ő esetében éppen ez a spontán viselkedés a jósolható. Barabási jelenleg két bostoni egyetem, a Northeastern és a Harvard professzora. Az elsőn a hálózatokkal általában, a másodikon kimondottan az orvosi vonatkozásokkal foglalkozik. Két hete arról jelent meg cikke a Science-ben, hogy az elmúlt években közölt tudományos publikációkat hányan idézhetik majd a következő harminc évben – ez is matematikai módszerrel megtámasztott hálózatos eredmény.

A hálózatkutatásnak a terrorizmus elleni harcban is hasznát lehet venni. Utólag derült ki, hogy ha időben rögzítik a tizenkilenc elkövető hálózati kapcsolatrendszerét, megakadályozhatták volna a World Trade Center, a Pentagon, illetve a Capitolium ellen tervezett terrorista támadást. Az FBI ugyanis ismerte a hálózat magját, s ha időben feltérképeznek néhány további kapcsolatot, az egész hálózatot időben felgöngyölíthették volna. Ebből azonban nem következik, hogy napjainkban könnyedén kiszűrik a gazságot tervezőket. Össztársadalmi szinten az igazán rosszindulatú, nagy hatalmú elkövetőkkel szemben ma is tehetetlenek vagyunk – véli Kertész János professzor.

Mennyire „magyar” a hálózatkutatás? Karinthy, Erdős Pál, Rényi Alfréd, Bollobás Béla, Lovász László, Csermely Péter, Kertész János, Vicsek Tamás és Barabási Albert-László példája azt mutatja, hogy erős a jelenlétünk. A nagyvilágban azt mondják, hogy a magyar génnek (ami nincs), a magyar iskolának (ami kimutatható) nagy előnye van ebben a témában. Ahogy a többiekkel, Barabási Albert-Lászlóval kapcsolatban is felmerült, hogy valószínűleg azért foglalkozik ezzel a témával, mert magyarként az Erdős Pál-féle iskolához tartozik. Csak azt felejtik el, hogy ő erdélyi magyarként másik iskolához kötődött.

A Spektrum tévén ma indul a hálózatkutatás legújabb eredményeit bemutató ötrészes sorozat. Málnay B. Levente, a Chello Central Europe vezérigazgatója szerint „létezik egy magyar nemzeti kincs, amit a külföld sokkal jobban ismer, mint mi itthon. Ilyen Barabási Albert-László, aki a maga szakmájában a csúcsot képviseli, ráadásul ez a szakma, a hálózatkutatás tudománya nagyon érdekes, népszerű és releváns mai világunkban. Ezt be kell mutatni”.

Az internetnek nagy szerepe volt abban, hogy éppen az elmúlt években robbant be a hálózatkutatás. Segítségével olyan mennyiségű és minőségű adatot lehet összegyűjteni a kutatás számára, amire korábban nem volt lehetőség. Az internetnek köszönhetően egyre több adat áll rendelkezésre. Feltérképezhető, hogy milyen honlapokat látogatunk, kikkel tartunk kapcsolatot. A mobiltársaságok ugyancsak ismerik, hogy mikor merre járunk, kikkel beszélgetünk. A bankkártyánk révén a szolgáltatók tudják, hogy mikor és mit vásárolunk. Az internetnek alapvető a szerepe abban, hogy a hálózatkutatás bő évtizede aranykorát éli, ami nem azt jelenti, hogy nincs változás, ne tolódnának el a hangsúlyok.

Az elmúlt tíz évben nagyon sok minden történt a sejtbiológia terén, napjainkban azonban a sejtbiológia helyét az orvostudomány veszi át – a Harvard orvosi fakultásán kétszáz kutatóval most hozták létre az első hálózatkutató részleget. Egyes szakmák mára jutottak el arra a szintre, hogy megfelelő adatmennyiséggel rendelkeznek ahhoz, hogy szintén komolyan vegyék a hálózatos gondolkodást.

Mégis, hol a helye a hálózatkutatásnak a tudományok világában? Még nem dőlt el, hogy ez külön tudományág-e, vagy az egyik már létező vadhajtása. Barabási Albert-László azt szeretné, ha minden tudományban helye lenne, a közgazdaság-tudománytól kezdve az ökológiáig. Az Amerikai Tudományos Akadémia azonban amellett érvelt, hogy ez egy önálló tudományág, amelyet önállóan kell kezelni.

A csata folyik. A politikát azonban nem érdeklik efféle tudományszervezési szempontok. Olyannyira, hogy tíz éve az egyik demokrata elnökjelölt, Howard Dean választási kampányában kötelező olvasmány volt Barabási Behálózva című könyve. „Mikor utólag kiderült, magam is meglepődtem. Én személy szerint nem vettem részt a kampányban.” Nemrég jelent meg cikke a kutatók felelősségéről és a kiszolgáltatottságáról. „Úgy ragadta el a politika és a gazdaság a tudományágunk eredményeit, hogy ebbe nem volt beleszólásunk és észre sem vettük ezt. Nem került sor a korábban normális párbeszédre az érintett felek között – hogy mire lehet azt használni, és miként kell és lehet kontrollálni az eredményeket. Éppen ezért döntöttem úgy, hogy ezen a nyáron lezárom a Villanások című könyvemben kifejtett kutatási területeket – emberek mozgását nem követjük, mobiltelefonálással kapcsolatos elemzéseket nem nézünk”.

Döntésében szerepe volt az „NSA-ügynek”. A legújabb ezzel kapcsolatos hírmorzsa, hogy egy hónap alatt 60 millió telefonbeszélgetésről gyűjtött adatokat Spanyolországban az amerikai nemzetbiztonsági ügynökség, az NSA (National Security Agency). Egy másik: nemcsak Angela Merkel német kancellár mobiltelefonját hallgathatták le, hanem egy egész lehallgatóállomást működtettek a berlini amerikai nagykövetségen – írta a Spiegel. Az NSA a telefonszámokat és a hívók földrajzi pozícióit gyűjtötte, a hívások tartalmát azonban állítólag nem rögzítették. A kiszivárgott információk szerint a hívások mellett SMS-eket és e-maileket is követtek. Barabási erről azt mondja: „Bizonyítékom nincs rá, de úgy érzem, hogy gondolataink beépültek az NSA eszköztárába. Így tehát mielőtt megkérdezné: nem szolgálom a Nagy Testvért, még a látszatát is elkerülöm ennek”.

A hálózatkutatás egyik ígéretes területe az agykutatás. Nem tudjuk, hogy az agyban milyen hálózat található – miközben mindenki tudja, hogy ott egy háló van. Nem tudjuk, mert nincs hozzá térképünk. De még technológiánk sincs e térkép elkészítéséhez. Azt hisszük, hogy két egyénnek az agya alapvetően különbözik egymástól. A genetikusok is így képzelték a géntérkép elkészültéig. Akkor rájöttek, hogy lényegében nincs különbség két egyén között. Mi lesz, ha kiderül, hogy az aggyal is ez a helyzet? Ha nincs különbség? Barabási professzor meggyőződése, hogy ez utóbbi derül ki. Akkor mégis miért viselkedünk olyan különbözően? Barabási visszakérdez: valóban olyan nagyok a különbségek? Mi érzékeljük a finom eltéréseket, de vajon egy macska is olyan nagyon különbözőnek látja az embert? Az egyén továbbra is fontos, de ne túlozzuk el a különbségeket.

Az Egyesült Államokban ismert egy játék, amelyben az úgynevezett Kevin Bacon-számot számolják ki. A matematikában ismert Erdős-számhoz hasonló elvet követve itt azt nézik meg, hogy az adott személy játszott-e közös filmben Baconnel, ha igen, akkor a Bacon-száma 1. Ha nem szerepeltek ugyan egy filmben, de a vizsgált személy olyan színésszel forgatott közös filmet, aki már játszott Kevin Baconnel, akkor Bacon-száma 2 lesz. Ilyen módon Marylin Monroe 2, Charlie Chaplin pedig 3 lépésre van Kevin Bacontől, ami igencsak meglepő, hiszen nem kortárs színészekről van szó.

A matematikában Erdős Pál a kiindulópont. Erdős Pál Erdős-száma 0, valakinek az Erdős-száma 1, ha írt Erdőssel közös cikket, valakinek az Erdős-száma 2, ha nem írt Erdőssel közös cikket, de írt egy 1 Erdős-számú szerzővel közösen és így tovább. A tudósoknak a minél kisebb Erdős-szám jelent értéket, a színészek számára a Bacon-szám. A valóban izgalmas a kettő összege: minél kisebb értéket kapunk, annál fontosabb az adott személy a tudományban és a művészetben. Barabási: „Fájó, hogy az én Bacon-számom kisebb, mint az Erdős-számom. És ezt sohasem tudom megváltoztatni”.

Kertész János szerint minden tudományt jó és rossz dolgokra is lehet használni. A hálózattudományt is. Tudomásul kell venni, hogy a töménytelen mennyiségű adat, amit magunk mögött hagyunk, felhasználható ellenünk vagy mellettünk. Abból viselkedésünk, szokásaink, érdeklődésünk, preferenciáink nagyon jól leszűrhetők. Alapvető szempont, hogy az adatfelhasználást miként lehet szabályozni. A genetika meglehetősen szabályozott ezen a téren, másutt hézagos a gyakorlat. Egy bostoni kollégája szerint nincs az a tudós, aki legvadabb álmában olyasmire gondolna, amit a nagy cégek mindennap elkövetnek.

Barabási Albert-László
Top cikkek
Érdemes elolvasni
Vélemény
NOL Piactér

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.