Das Gewebe der Welt

Was haben Hefe-Zellen, das Internet, Al Qaida und der Blackout in New York gemeinsam? Hinter allem steckt ein Netzwerk. Physiker glauben, die universale Theorie dafür gefunden zu haben.

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Von
  • Max Rauner

(Zusammenfassung aus Technology Review Nr. 10)

Ein neues Paradigma erobert die Natur- und Sozialwissenschaften: das Denken in Netzwerken. Menschen und Dinge hängen in verschiedensten Netzen zusammen - das World Wide Web ist nur das offensichtlichste Beispiel. Wir leben in sozialen Netzwerken und bewegen uns in Verkehrsnetzen. Ökosysteme bilden Nahrungsnetze, der Stoffwechsel einer biologischen Zelle ist in einem Netzwerk von chemischen Reaktionen organisiert.

Inzwischen haben Forscher erkannt, das all diesen Netzen gemeinsame Ordnungsprinzipien zu Grunde liegen. Sie unterscheiden zwei Arten von Netzwerken: einerseits Zufallsnetzwerke, in denen die Verbindungen zwischen den Netzknoten statistisch ungeordnet verteilt sind, und andererseits so genannte skalenfreie Netzwerke, in denen sich die Verbindungen auf wenige Knoten (englisch "Hubs" genannt) konzentrieren. Ein typisches Zufallsnetzwerk ist das Straßennetz. Dagegen ist das Netz von Flugverbindungen skalenfrei: Seine Hubs sind die Großflughäfen, über die man kleinere Ziele mit kurzen Zubringerflügen erreicht.

Derzeit beginnen die Netzwerkforscher, den Nutzwert ihrer Theorien zu erschließen. Sie entwickeln Impfstrategien gegen Infektionskrankheiten (dabei gilt es, die Hubs als Ansteckungsherde auszumachen), analysieren die Schwachstellen des Internet oder verdeckte Hierarchien in Firmen. Ein aktuelles Beispiel für die Verwundbarkeit von Netzwerken ist der Blackout von New York: Dass es die USA traf und nicht etwa Deutschland, liegt an der unterschiedlichen Struktur der Stromnetze. (sma)