Развитие мозга, Интернета и Вселенной описывает общий закон?

Возможность предсказывать динамику сложных сетевых структур (а также управлять ею) является центральной задачей науки, изучающей сети. Наблюдаемые структурные и динамические подобия между различными реальными сетями наводят на мысль о существовании неких универсальных законов, однако природа их пока остается непонятой.

В новой статье, опубликованной в Scientific Reports журнала Nature, представители Кооперативной ассоциации анализа интернет-данных (Cooperative Association for Internet Data Analysis, CAIDA) при калифорнийском университете в Сан-Диего, на основании проведенных ими суперкомпьютерных расчетов доказывают, что причинно-следственная сеть, представляющая крупномасштабную структуру пространства-времени в нашей Вселенной, это граф, демонстрирующий удивительное подобие с многими сложными сетями, такими как Интернет, социальные и даже биологические сети.

Конечно, сеть, представляющая Вселенную, астрономически велика, не говоря уже о том, что она может быть бесконечной. Но даже если она конечна, исследователи оценивают количество атомов в ней не менее, чем 10250. Чтобы получить представления о масштабе величины достаточно сказать, что количество молекул воды во всех океанах Земли составляет «лишь» 4,4×1046.

Ученые нашли способ упрощения этой сети с сохранением ее ключевых свойств, математически доказав, что для ряда параметров, таких как кривизна и возраст Вселенной, ее размер не является принципиальным. Подвергнув полученную модель дальнейшей оптимизации и распараллеливанию, специалисты из Суперкомпьютерного центра Сан-Диего смогли завершить вычисления менее, чем за два дня (предварительно предполагалось, что они потребуют от трех до четырех лет).

Разумеется, открытая асимптотическая эквивалентность сложных сетей может быть лишь случайным совпадением. Однако, как утверждает один из авторов работы, Дмитрий Крюков, вероятность такого совпадения исчезающе мала. «Совпадения в физике чрезвычайно редки, почти отсутствуют. Для них всегда есть объяснение, хотя, зачастую, оно неочевидно».

«Такое объяснение однажды может привести к открытию общих фундаментальных законов следствиями или предельными случаями которых будут законы гравитации (уравнения ОТО Энштейна), описывающие динамику Вселенной, и пока неизвестные уравнения, определяющие динамику сложных сетей», — комментирует исследование другой соавтор, Мариан Богуна (Marián Boguñá) из Барселонского университета (Испания).