Het is tenslotte een kleine wereld - en nu heeft de wetenschap uitgelegd waarom. Een studie uitgevoerd door de Universiteit van Leicester en de KU Leuven, België, onderzocht hoe kleine werelden spontaan ontstaan ​​in allerlei netwerken, inclusief neuronale en sociale netwerken, wat aanleiding gaf tot het bekende fenomeen van "zes graden van scheiding".

Veel systemen vertonen complexe structuren, waarvan een onderscheidend kenmerk de small-world netwerkorganisatie is. Ze ontstaan ​​zowel in de samenleving als in ecologische en eiwitnetwerken, de netwerken van de hersenen van zoogdieren, en zelfs door mensen gebouwde netwerken zoals de metro van Boston en het World Wide Web.

De onderzoekers wilden onderzoeken of dit toeval is dat dergelijke structuren zo wijdverbreid zijn of dat er een gemeenschappelijk mechanisme is dat hun opkomst drijft?

Een recent gepubliceerd onderzoek in Wetenschappelijke rapporten door een internationaal team van academici van de Universiteit van Leicester en de KU Leuven toonde aan dat deze opmerkelijke structuren worden bereikt en onderhouden door de netwerkdiffusie, d.w.z. de verkeersstroom of informatieoverdracht die op het netwerk plaatsvindt.

Het onderzoek biedt een oplossing voor de al lang bestaande vraag waarom de overgrote meerderheid van netwerken om ons heen (WWW, brein, wegen, elektriciteitsnetinfrastructuur) misschien een eigenaardige maar gemeenschappelijke structuur hebben:kleine wereldtopologie.

De studie toonde aan dat deze structuren van nature ontstaan ​​in systemen waarin de informatiestroom in hun evolutie wordt verantwoord.

Nicolaas Jarman, die onlangs is gepromoveerd bij de afdeling Wiskunde, en is eerste auteur van de studie, zei:"Algoritmen die leiden tot kleine-wereldnetwerken zijn al tientallen jaren bekend in de wetenschappelijke gemeenschap. Het Watts-Strogatz-algoritme is een goed voorbeeld. Het Watts-Strogatz-algoritme, echter, was nooit bedoeld om het probleem aan te pakken hoe de structuur van een kleine wereld ontstaat door zelforganisatie. Het algoritme past alleen een netwerk aan dat al goed georganiseerd is."

prof.dr. Cees van Leeuwen, die het onderzoek aan de KU Leuven leidde, zei:"De netwerkdiffusie stuurt de netwerkevolutie naar de opkomst van complexe netwerkstructuren. De opkomst wordt bewerkstelligd door adaptieve herbedrading:geleidelijke aanpassing van structuur aan gebruik, het creëren van snelkoppelingen waar netwerkverspreiding intensief is, terwijl onderbenutte verbindingen worden vernietigd. Het product van diffusie en adaptieve herbedrading is universeel een kleine wereldstructuur. De algehele diffusiesnelheid regelt de aanpassing van het systeem, vooringenomen lokale of wereldwijde connectiviteitspatronen, de laatste biedt een preferentieel hechtingsregime voor adaptieve herbedrading. De resulterende kleine wereldstructuren verschuiven dienovereenkomstig tussen gedecentraliseerde (modulaire) en gecentraliseerde structuren. Bij hun kritieke overgang netwerkstructuur is hiërarchisch, balanceren tussen modulariteit en centraliteit - een kenmerkend kenmerk van, bijvoorbeeld, het menselijk brein."

Dr. Ivan Tyukin van de Universiteit van Leicester voegde toe:"Het feit dat diffusie over netwerkgrafieken een cruciale rol speelt om het systeem in een enigszins homeostatisch evenwicht te houden, is bijzonder interessant. Hier konden we aantonen dat het het diffusieproces is, hoe klein of groot ook aanleiding geeft tot netwerkconfiguraties in een kleine wereld die gedurende lange tijd in deze eigenaardige toestand blijven. Tenminste zolang we de netwerkontwikkeling en continue evolutie konden volgen".

Alexander Gorban, Hoogleraar Toegepaste Wiskunde, Universiteit van Leicester merkte op:

"Kleine wereldnetwerken, waarin de meeste knooppunten geen buren van elkaar zijn, maar de meeste knooppunten zijn bereikbaar vanaf elk ander knooppunt met een klein aantal stappen, werden beschreven in de wiskunde en lang geleden ontdekt in de natuur en de menselijke samenleving, in het midden van de vorige eeuw. De vraag, hoe deze netwerken zich door de natuur en de samenleving ontwikkelen, is ondanks de vele inspanningen van de afgelopen twintig jaar niet helemaal opgelost. Het werk van N. Jarman met co-auteurs ontdekt een nieuw en realistisch mechanisme voor het ontstaan ​​van dergelijke netwerken. Het antwoord op de oude vraag werd veel duidelijker! Ik ben blij dat de Universiteit van Leicester deel uitmaakt van dit opwindende onderzoek."