Verkostojen tiede selittää paremmin

Kaveri löytyy parhaiten tutun tutuista

Nykymaailman ehkä tunnusomaisin sana on verkko tai verkosto. Tietoverkko Internet on tullut varsin keskeiseksi elämässämme. Muunkin maailman on huomattu koostuvan verkostomaisista ilmiöistä. Ihmisillä on sosiaalisia verkostoja, joissa tieto ja vaikkapa virukset leviävät nopeasti arvaamattoman laajalle. Talous on kuvattavissa miljoonien toimijoiden muodostamaksi monimutkaiseksi vuorovaikutusten verkostoksi. Ekosysteemit ovat verkostoja. Ihmisen aivot, solut, geenit ja koko keho ovat itse asiassa miljardien toimijoiden vuorovaikutteisia verkostoja

Verkostot ovat kehittyviä, usein erittäin monimutkaisia järjestelmiä, joissa lukemattomat keskinäisesti vuorovaikuttavat tekijät saavat aikaan vaikeasti ennustettavia seuraamuksia. Verkostojen muodostamien systeemien luonnetta on ollut vaikea käsittää perinteisen tieteen reduktionistisella menetelmällä, joka etsii selitystä yhä pienempiin osasiin kaivautumalla. Tarvitaan uudenlaista tiedettä, joka saa otteen lukuisten osasten vuorovaikutteisesta kokonaisuudesta. Näin toteaa romanian unkarilaista syntyperää oleva fyysikko Albert-László Barabási suomennetussa teoksessaan Linkit. Verkostojen uusi teoria. (Terra Cognita 2002, suom. Kimmo Pietiläinen)

Verkostojen pienet maailmat

Verkosto koostuu joukosta solmuja (node) ja niitä toisiinsa kytkevistä yhteyksistä (link). Jokainen verkon solmu on ainakin yhden linkin kautta yhteydessä muihin solmuihin.

Sosiaalisissa suhteissa solmut ovat ihmisiä tai organisaatioita. Tietoverkossa solmut ovat tietokoneita, jotka varastoivat tai lähettävät tietoa eteenpäin. Soluissa geenit ovat solmuja: ihmisen perimä määräytyy 20000 geenin välisistä miljoonista vuorovaikutuksista. Solmujen välisissä vuorovaikutusyhteyksissä voi siirtyä informaatiota, vaikutuksia, ainetta. Sosiaalisissa verkoissa välittyy tietoa, tunnetta, innovaatioita, palveluksia, tavaraa.

Barabásin ja muidenkin tutkijoiden havaintojen mukaan verkostot muodostavat yllättävän "pieniä maailmoja" (small worlds). Kuka tahansa ihminen on keskimäärin vain kuuden kädenpuristuksen päässä toisesta. Minä olen kätellyt henkilöä, joka puolestaan on kätellyt henkilöä, joka on paiskannut kättä George W. Bushin kanssa. Internetin WWW:ssä tämä etäisyys on keksimäärin 19 hiiren klikkausta.

Maailmojen pienuuden salaisuus on siinä, että jotkut verkon solmuista ovat jättiläisiä, jotka kytkevät miljoonia solmuja toisiinsa. Näin voimme yksinkertaisesti kytkeytyä vaikka Googleen ja päästä muutamaa linkkiä pitkin perille. Jos tietoverkko olisi tasa-arvoinen siten että jokainen 4 miljardista verkkosivusta olisi yhteydessä vain viereisiin sivuihin, niin oikean sivun tavoittaminen saattaisi vaatia miljardi klikkausta hiirellä.

Verkostojen kytkeytyneimmät jättiläiset siis saavat aikaan verkon pienuuden. Barabási nimittää näitä jättiläisiä "navoiksi" (hub). Ihmisten pituudesta vertauskohtaa hakien: verkossa on aivan merenä lilliputin kokoisia tyyppejä, mutta seassa kahlaa myös 30-metrisiä honkkeleita ja etäällä siintää kerrassaan 2.5 kilometrin korkuinen gigantti. Kokoeroja tuottaa verkoston kytkentöjen suosimisen laki, jonka mukaan "rikkaat rikastuvat". Ne joilla jo on yhteyksiä tulevat saamaan niitä jatkossa yhä lisää muiden kustannuksella.

Tuttavan tutut ovat arvokkaita

Ihmistenkin keskuudessa vaeltaa napamiehiä tai -naisia, jotka ovat sosiaalisesti tavattoman kytkeytyneitä. Tällaiset henkilöt ovat lahjakkaita luomaan sekä ylläpitämään hyviä suhteita ihmisiin ja kasvattamaan näin huomattavan sosiaalisen pääoman itselleen ja yhteisölleen. Näitä napoja on syytä arvostaa, sillä juuri he ovat siltoja, jotka hyvin dramaattisesti lyhentävät sosiaalisia etäisyyksiä maailmassa ja luovat "pieniä maailmoja".

Sosiologi Mark Granovetter osoitti 1973 ilmestyneessä tutkimuksessaan The Strength of Weak Ties (Heikkojen siteiden vahvuus), että sosiaalisesti etäisemmät tuttavan tutut ovat tiedonkulun kannalta usein merkittävämpiä kuin hyvät ystävät. Granovetterille vahvoja sosiaalisia siteitä edustavat jatkuvasti ylläpidetyt ystävyyssuhteet, kun taas harvemmin tavattavat tuttavat ovat heikkoja siteitä.

Granovetter kyseli Bostonin työläiskaupunginosassa, miten ihmiset verkottuvat ja käyttävät sosiaalisia suhteitaan uuden työn saamiseksi. Granovetter huomasi pian, että vinkin työpaikasta saikin useimmissa tapauksissa tutun tutulta eikä ystävältä. Miksi näin? Siksi, että ystäväpiirissä jaetaan yleensä sama tieto eli ystävät eivät tiedä sen enempää kuin henkilö itsekään. Etäisemmät tuttavat sen sijaan saattavat kuulua toiseen kuppikuntaan, jossa on uutta tietoa tarjolla. Tuttava avaa sillan uusiin tietoresursseihin, ideoihin, keksintöihin ja ihmisiin.

Varmaan myös parinmuodostuksessa on yleistä, ettei kumppania löydy ystäväpiiristä, vaan näiden tuttavista. Liike-elämän uusiutumista ajatellen puolestaan saattaa olla haitallista, että eri yhtiöiden hallitusten jäsenet ovat samaa hyvä veli -piiriä. Tuoreita näkemyksiä saattaisi löytyä paremmin tutun tutulta.

Internetkin voi kaatua

Luonnon kehittämät biologiset järjestelmät ovat Barabásin mukaan hyvin vikasietoisia ja elinvoimaisia. Siinä missä ihmistekoinen laite mykistyy kun yksi bitti on poikittain, siinä luonnon systeemi voi sietää suurenkin määrän vikoja menettämättä toimintakykyään. Luonnon järjestelmät ovatkin verkostoja, joissa viat kierretään. Elämä kestää vikasietoisuutensa vuoksi ankariakin elinolojen mullistuksia.

Internetin edeltäjä, sotilaallisia tarkoituksia palvellut ARPA Net kehitettiin 1960-luvun Yhdysvalloissa nimenomaan vikasietoiseksi ja kestämään vaikka ydinpommin iskun. Keskitetty verkosto olisi tuhottavissa yhdellä keskukseen osoitetulla pommilla, mutta hajautettu verkko toimii vaikka verkkoon olisi revennyt ammottava aukko, sillä informaatio kiertää säilyneiden reittien kautta. Kokeiden mukaan Internet kestää kaatumatta vaikka jopa 80 prosenttia tavallisista solmukoneista olisi poissa pelistä.

Mutta Internet kaatuu jos sen viestiliikenteen kaikkein kytkeytyneimmät navat tukehtuvat samanaikaisesti. Simuloidussa kokeessa jättiläisten poistaminen verkosta hajotti verkon nopeasti eristyneiksi osasiksi. Napojen poistaminen taas onnistuu kun suuri määrä suojaamattomia verkkoon kytkettyjä kotitietokoneita kaapataan ja pannaan pommittamaan jatkuvasti tiettyjä palvelinkoneita pyynnöillään.

Kun jokin verkoston solmu mykistyy, sen liikenne siirtyy toisten solmujen vastuulle. Nämä solmut voivat jumittua liiasta liikenteestä, jolloin niiden tehtävät siirtyvät kolmansille solmuille, jotka vuorostaan tuupertuvat rasitukseensa. Vaikutukset leviävät ketjureaktiona nopeasti verkossa, niin että verkoston laajat alueet pimenevät.

Tällainen ns. kaskadihäiriö oli taustalla laajassa sähkönjakeluverkon lamaantumisessa vuonna 1996 Kaliforniassa ja ilmeisesti myös viime vuonna Yhdysvaltain itärannikolla. Vuonna 1996 kaikki alkoi siitä, että ennätyskuumana kesänä suurjännitejohto piteni Kalifornian Kaskadivuoriston alueella ja kosketti puuta. Järjestelmä katkaisi 1300 megawatin linjasta automaattisesti virran ja ohjasi valtaisan sähkön tulvan pienemmille linjoille, jotka eivät kestäneet rasitusta vaan pimenivät ja siirsivät vastuunsa ketjureaktiona eteenpäin kunnes 11 osavaltiota oli pimeänä. Vastaava ketjureaktio voi tapahtua myös talouden verkostossa. Vuoden 1997 Itä-Aasian talouskriisin uskotaan olleen kaskadihäiriö.

 

(Ilmestynyt: Aamulehdessä 26.8.2004.)

 

Kirjallisuutta:

Buchanan, Mark (2002): Nexus: Small Worlds and the Groundbreaking Science of Networks. W. Norton & Co.

Strogatz, Steven (2003): SYNC: The Emerging Science of Spontaneous Order. Hyperion.

Watts, Duncan J. (2003): Six Degrees: The Science of a Connected Age. W. W. Norton & Co.

Watts, Duncan J. (1999): Small Worlds, Princeton: Princeton University Press.

Barabasi: Linked: The New Science of Networks https://en.wikipedia.org/wiki/Linked:_The_New_Science_of_Networks

Granovetter, Mark: The Strength of weak ties: a network theory revisited. (pdf) Sociological Theory, Volume 1 (1983), 201-233 https://sociology.stanford.edu/sites/default/files/publications/the_strength_of_weak_ties_and_exch_w-gans.pdf

 

 

 

Last updated: 12.10.2016

Add new comment