Dopotutto è un mondo piccolo e ora la scienza ha spiegato perché. Uno studio condotto dall'Università di Leicester e KU Leuven, Belgio, ha esaminato come piccoli mondi emergano spontaneamente in tutti i tipi di reti, comprese le reti neuronali e sociali, dando luogo al noto fenomeno dei "sei gradi di separazione".

Molti sistemi mostrano strutture complesse, di cui una caratteristica distintiva è l'organizzazione in rete del piccolo mondo. Sorgono nella società così come nelle reti ecologiche e proteiche, le reti del cervello dei mammiferi, e persino reti costruite dall'uomo come la metropolitana di Boston e il World Wide Web.

I ricercatori hanno cercato di esaminare se questa sia una coincidenza che tali strutture siano così diffuse o c'è un meccanismo comune che guida la loro comparsa?

Uno studio recentemente pubblicato su Rapporti scientifici da un team internazionale di accademici dell'Università di Leicester e KU Leuven ha dimostrato che queste notevoli strutture sono raggiunte e mantenute dalla diffusione della rete, cioè il flusso di traffico o il trasferimento di informazioni che avviene sulla rete.

La ricerca presenta una soluzione all'annosa domanda sul perché la stragrande maggioranza delle reti intorno a noi (WWW, cervello, strade, infrastruttura della rete elettrica) potrebbe avere una struttura peculiare ma comune:la topologia del piccolo mondo.

Lo studio ha mostrato che queste strutture emergono naturalmente nei sistemi in cui si tiene conto del flusso di informazioni nella loro evoluzione.

Nicholas Jarman, che ha da poco conseguito il dottorato di ricerca presso il Dipartimento di Matematica, ed è il primo autore dello studio, ha dichiarato:"Gli algoritmi che portano a reti di piccoli mondi sono noti nella comunità scientifica da molti decenni. L'algoritmo di Watts-Strogatz è un buon esempio. L'algoritmo di Watts-Strogatz, però, non ha mai avuto lo scopo di affrontare il problema di come la struttura del piccolo mondo emerge attraverso l'auto-organizzazione. L'algoritmo modifica semplicemente una rete che è già altamente organizzata".

Professor Cees van Leeuwen, che ha guidato la ricerca presso KU Leuven ha dichiarato:"La diffusione della rete guida l'evoluzione della rete verso l'emergere di strutture di rete complesse. L'emergenza viene effettuata attraverso il ricablaggio adattivo:adattamento progressivo della struttura all'uso, creando scorciatoie in cui la diffusione della rete è intensa mentre annienta le connessioni sottoutilizzate. Il prodotto della diffusione e del ricablaggio adattivo è universalmente una struttura di piccolo mondo. La velocità di diffusione complessiva controlla l'adattamento del sistema, differenziare i modelli di connettività locali o globali, quest'ultimo fornisce un regime di collegamento preferenziale al ricablaggio adattivo. Le risultanti strutture del piccolo mondo si spostano di conseguenza tra decentralizzate (modulari) e centralizzate. Al loro passaggio critico, la struttura della rete è gerarchica, bilanciamento tra modularità e centralità, caratteristica che si ritrova in, ad esempio, il cervello umano».

Il dott. Ivan Tyukin dell'Università di Leicester ha aggiunto:"Il fatto che la diffusione sul grafo di rete svolga un ruolo cruciale nel mantenere il sistema in un certo equilibrio omeostatico è particolarmente interessante. Qui siamo stati in grado di dimostrare che è il processo di diffusione, tuttavia piccole o grandi danno origine a configurazioni di rete di piccole dimensioni che rimangono in questo stato peculiare per lunghi intervalli di tempo. Almeno finché siamo stati in grado di monitorare lo sviluppo della rete e la continua evoluzione".

Alessandro Gorban, Professore di Matematica Applicata, L'Università di Leicester ha commentato:

"Reti del piccolo mondo, in cui la maggior parte dei nodi non sono vicini l'uno all'altro, ma la maggior parte dei nodi può essere raggiunta da ogni altro nodo con un piccolo numero di passaggi, sono stati descritti in matematica e scoperti nella natura e nella società umana molto tempo fa, alla metà del secolo precedente. La domanda, il modo in cui queste reti si stanno sviluppando per natura e società non è rimasto completamente risolto nonostante i molti sforzi compiuti negli ultimi vent'anni. Il lavoro di N. Jarman con i coautori scopre un nuovo e realistico meccanismo di emergenza di tali reti. La risposta alla vecchia domanda è diventata molto più chiara! Sono contento che l'Università di Leicester faccia parte di questa entusiasmante ricerca".