Netværksvidenskab

Netværksvidenskab er et tværfagligt felt, der studerer strukturer og dynamikker i komplekse netværk af enheder, der kaldes noder, og forbindelser mellem dem, der kaldes kanter. Forskningen trækker på metoder og teorier fra matematik, fysik, sociologi, datalogi og andre områder og søger at forstå, hvordan netværkets topologi påvirker funktion og adfærd. Feltet har rødder i grafteori og grafisk modellering og voksede betydeligt i 1990’erne med koncepter som små verden-netværk og senere scale-free netværk.

Grundbegreberne omfatter noder og kanter, retninger og vægtede forbindelser, samt forskellige netværkstyper som sociale, biologiske, teknologiske og informationsnetværk. Centrale mål omfatter nodegrad, centralitet (betweenness, closeness, eigenvector), samt clusteringkoefficient og gennemsnitlig korteste sti. Analytiske metoder bruges til at opdage fællesskaber, måle modularitet og identificere nøgleelementer i netværket.

Metoderne i netværksvidenskab kombinerer grafteori, statistik og computerbaseret modellering. Typiske opgaver inkluderer opbygning af netværk fra data, detektion af fællesskaber, linkforudsigelse og simulering af dynamikker som informationsspredning og epidemisk spredning. Moderne forskning beskæftiger sig også med tidslige netværk og multilagsnetværk, der integrerer flere typer relationer.

Anvendelserne spenner bredt fra epidemiologi, spredning af information og sociale systemer til design og vedligeholdelse af infrastruktur som el- og transportsystemer. I biologi og neurovidenskab undersøges netværk af metaboliske veje, genregulering og hjerneforbindelser. Netværksvidenskab adresserer store datasæt, privatlivsbeskyttelse og udfordringen ved at forene forskellige typer netværk for at forklare komplekse fænomener.