Come ha scherzato una volta Benjamin Franklin, la morte e le tasse sono universali. Le reti senza scala potrebbero non essere, almeno secondo un nuovo studio di CU Boulder.

La ricerca sfida un popolare, teoria vecchia di due decenni che le reti di tutti i tipi, da Facebook e Twitter alle interazioni dei geni nelle cellule di lievito, seguono un'architettura comune che i matematici chiamano "scale-free".

Tali reti si inseriscono in una categoria più ampia di reti che sono dominate da pochi hub con molte più connessioni rispetto alla stragrande maggioranza dei nodi:pensa a Twitter dove per ogni Justin Bieber (105 milioni di follower) là fuori, puoi trovare migliaia di utenti con solo una manciata di fan.

Nella ricerca pubblicata questa settimana sulla rivista Comunicazioni sulla natura , Anna Broido e Aaron Clauset di CU Boulder hanno deciso di mettere alla prova questa teoria. Hanno utilizzato strumenti computazionali per analizzare un enorme set di dati di oltre 900 reti, con esempi dai regni della biologia, trasporto, tecnologia e altro ancora.

I loro risultati suggeriscono che la morte e le tasse potrebbero non avere molta concorrenza, almeno nelle reti. Sulla base dell'analisi di Broido e Clauset, quasi il 50 percento delle reti reali non soddisfaceva nemmeno la definizione più liberale di ciò che rende una rete senza scalabilità.

Quelle scoperte contano, Broido ha detto, perché la forma di una rete determina molto sulle sue proprietà, compreso quanto sia suscettibile ad attacchi mirati o epidemie.

"È importante essere attenti e precisi nel definire cose come cosa significa essere una rete senza scala, " disse Broido, uno studente laureato presso il Dipartimento di Matematica Applicata.

clausola, professore associato presso il Dipartimento di Informatica e BioFrontiers Institute, è d'accordo.

"L'idea di reti senza scala è stata un tema unificante ma controverso nella teoria delle reti per quasi 20 anni, " ha detto. "Risolvere la controversia è stato difficile perché ci mancavano buoni strumenti e dati ampi. Quello che abbiamo scoperto ora è che ci sono poche prove per le reti classiche senza scala, tranne in alcuni punti specifici. La maggior parte delle reti non sembra affatto scalabile".

Decidere se una rete è o meno "scale-free, " però, può essere difficile. Molti tipi di reti sembrano simili da lontano.

Nelle reti senza scala, però, i modelli di connessioni che entrano ed escono dai nodi seguono una precisa forma matematica chiamata distribuzione della legge di potenza.

Per portare tali reti fuori dal regno della speculazione, Clauset e Broido si sono rivolti all'Indice delle reti complesse (ICON). Questo archivio, che è stato assemblato dal gruppo di ricerca di Clauset presso CU Boulder, elenca i dati su migliaia di reti di ogni dominio scientifico. Includono i collegamenti sociali tra i personaggi di Star Wars, interazioni tra le proteine ​​del lievito, amicizie su Facebook e Twitter, viaggi in aereo e altro ancora.

Le loro scoperte erano nette. I ricercatori hanno calcolato che solo il 4% circa delle reti studiate soddisfaceva i criteri più severi per essere scale free. Queste reti speciali includevano alcuni tipi di reti proteiche nelle cellule e alcuni tipi di reti tecnologiche.

Lungi dall'essere una delusione, Clauset vede questi risultati nulli sotto una luce positiva:se scale-free non è la norma, quindi gli scienziati sono liberi di esplorare strutture nuove e più accurate per le reti che le persone incontrano ogni giorno.

"La diversità delle reti reali presenta un mistero, " ha detto. "Quali sono le forme comuni delle reti? In che modo i diversi tipi di reti si assemblano e mantengono la loro struttura nel tempo? Sono entusiasta che le nostre scoperte aprano spazio per esplorare nuove idee".