کتاب شبکه‌های پیچیده (نظریه‌ها و کاربردها) اثر ارنستو استرادا از نشر آتی نگر

کتاب شبکه‌های پیچیده اثری مهم در حوزه‌ی علم شبکه و نظریه گراف است که توسط ارنستو استرادا تدوین شده است. نویسنده در این اثر می‌کوشد ساختار و الگوهای پنهان شبکه‌های پیچیده و روش‌های ریاضی برای اندازه‌گیری و تحلیل روابط میان اجزای آن‌ها را به شکلی منسجم و کاربردی به مخاطب خود ارائه دهد و از این نظر، کمک بزرگی به درک و تحلیل ساختار شبکه‌ها در حوزه‌هایی مانند زیست‌شناسی، علوم اجتماعی، شیمی و... ارائه داده است.

درباره‌ی کتاب شبکه‌های پیچیده

شبکه را باید از روابط شناخت؛ کتاب شبکه‌های پیچیده بر این موضوع متمرکز است که برای درک یک شبکه اجتماعی، یک ساختار مولکولی یا تعاملات میان پروتئین‌ها شناخت تک‌تک اجزا کافی نیست؛ مسئله مهم‌تر این است که این اجزا چگونه به یکدیگر متصل شده‌اند و چه ارتباطی با هم دارند؟ ارنستو استرادا در این اثر به اهمیت همین سوال پرداخته است.

او در کتاب شبکه‌های پیچیده نشان می‌دهد که ساختار روابط می‌تواند به‌اندازه خود عناصر، درباره عملکرد یک سیستم به ما اطلاعات بدهد. او برای رسیدن به این دیدگاه، ابتدا خواننده را به ریشه‌های نظریه گراف آشنا می‌کند؛ از مسئله مشهور پل‌های کونیگسبرگ تا زبان امروزی شبکه‌ها و پرسش بنیادین «شبکه چیست».

در ادامه، مخاطب کتاب شبکه‌های پیچیده با مفاهیم مقدماتی شبکه همچون گره، یال، مسیر، چرخه، درخت و هم‌بندی آشنا می‌شود. با تسلط بر مقدمات شبکه، نوبت به فراگیری مفاهیم پیچیده‌تری همچون شبکه‌های ساده، جهت‌دار و وزن‌دار می‌شود؛ نویسنده در این بخش نشان می‌دهد که رابطه میان دو عنصر همیشه یک‌شکل ندارد و همین تفاوت می‌تواند در تحلیل ساختار اهمیت پیدا کند. این بخش، درک دقیق‌تری از انواع شبکه را در اختیار خواننده قرار می‌دهد.

ترجمه‌ی شبکه پیچیده به زبان ریاضیات!

پس از مرور اطلاعات اولیه، کتاب شبکه‌های پیچیده به مفاهیمی چون ماتریس مجاورت، بردار درجه و ماتریس وقوع می‌پردازد. نویسنده در این بخش مراحلی را آموزش می‌دهد که مخاطب بتواند تصاویر بصری را به ساختار ریاضی و قابل‌محاسبه تبدیل کند.

در این بخش از کتاب شبکه‌های پیچیده فرا خواهیم گرفت که ارتباطات میان‌گره‌ها چگونه توزیع شده، آیا شبکه رفتاری تصادفی دارد یا از الگوهایی مانند قانون توان پیروی می‌کند و آیا گره‌های پرارتباط تمایل دارند به گره‌های مشابه خود متصل شوند یا نه؟ علاوه بر این، فاصله میان‌گره‌ها، کوتاه‌ترین مسیر و حتی فاصله‌ی مقاومت وارد محاسبات می‌شود تا مشخص شود که یک شبکه تنها از ارتباطات تشکیل نشده بلکه هندسه و توپولوژی خاص خود را دارد. این مباحث بخشی از آموزش شبکه در سطحی عمیق‌تر و ریاضی‌تر هستند.

در کتاب شبکه‌های پیچیده، بی‌نظمی، بی‌نظمی نیست!

یکی از جذاب‌ترین نظریات درج شده در کتاب شبکه‌های پیچیده، این است که بی‌نظمی ظاهری در یک شبکه لزوما به معنی نبودن نظم در آن نیست. در این تعریف، ممکن است درون یک شبکه عظیم، الگوهای کوچک و تکرارشونده‌ای (موتیف‌ها) وجود داشته باشند که مانند قطعات سازنده، معماری شبکه را شکل می‌دهند. نویسنده با ابزارهایی همچون شاخص استرادا، آنتروپی شبکه و دیگر توابع ماتریسی تلاش می‌کند که از این الگوها به ویژگی‌های کلی‌تر برسد.

در این بخش از کتاب شبکه‌های پیچیده مفهوم مهم ارتباط‌پذیری مورد بررسی قرار می‌گیرد. براین‌اساس، ارتباط دو گره فقط به این معنا نیست که مستقیماً به هم وصل باشند؛ ساختار مسیرهای مختلف میان آنها نیز بخشی از ماجرا است. از این منظر، شبکه چیزی شبیه به یک دستگاه ارتباطی است که در آن مسیرها و فواصل می‌توانند بر امکان انتقال اطلاعت تأثیر بگذارند.

مهم‌ترین بخش در شبکه چیست؟!

اگر تمام گره‌ها برابر نیستند، کدام یک اهمیت بیشتری دارند؟ پاسخ کتاب شبکه‌های پیچیده این است که عواملی چون مرکزیت درجه، نزدیکی و بینابینی هرکدام تعریفی متفاوت از اهمیت ارائه می‌دهند. از این منظر، گاهی گره‌هایی مهم می‌شوند یا محل ارتباطات فراوانی هستند و یا در مسیر ارتباطی مهمی قرار گرفته‌اند.

کتاب شبکه‌های پیچیده این نگاه را در بخش‌های بعدی نیز حفظ می‌کند و در فصل اجتماعات ساختار شبکه را از بالابه‌پایین تشریح می‌کند. در این بخش با مفهومی چون الگوریتم گیروان نیومن، مفهوم پیمانه‌ای بودن و روش‌های مبتنی بر تشابه و ارتباط‌پذیری آشنا می‌شویم و اهمیت آن‌ها را در آشکارشدن برخی سازمان‌ها درک می‌کنیم.

در کل، حاصل کار ارنستو استرادا اثری است که می‌کوشد مفهوم شبکه را از یک نمودار به زبانی برای فهم سیستم‌های پیچیده تبدیل کند. این اثر به همت سجاد ملکی، مائده حاجی آقامحسنی، خبات عبدی و رامین مولاناپور در قامت ویراستار نوشته شده و توسط انتشارات آتی‌نگر در اختیار مخاطبان قرار گرفته است. با خرید کتاب شبکه‌های پیچیده، نگاهی جدید و جامع را نسبت به مفهوم شبکه تجربه خواهید کرد.

کتاب شبکه‌های پیچیده برای شما مناسب است اگر

• دانشجو یا فارغ‌التحصیل مهندسی کامپیوتر هستید و قصد دارید با مفهوم شبکه به طور عمیق آشنا شوید.
• تمایل دارید با یادگیری انواع شبکه، مفاهیم اصلی در علوم مختلف را طبق یک نظام شبکه‌ای تعریف کنید.

در بخشی از کتاب شبکه‌های پیچیده: نظریه‌ها و کاربردها می‌خوانیم

در جامعه مدرن، مفهوم شبکه برای همه بسیار شهودی و قابل‌لمس است. به‌محض اینکه این کلمه را می‌بینیم به نظر می‌آید که میان گروهی از اقلام اتصال برقرار است. بر اساس فرهنگ لغت آکسفورد (2010) کلمه «شبکه» اولین‌بار در سال 1560 در کتاب مقدس ژنو مهاجرت 4/27 در زبان انگلیسی دیده شده است: «And thou shalt make unto it a grate like networke of brass»: «برای آن (قربانگاه) شبکه‌ی توری مسی بساز و بر آن توری چهار حلقه مسی بر چهار کناره‌اش درست کن.» در این مورد این کلمه اشاره به یک آرایش توری مانند از نخ‌ها، سیم‌ها و غیره دارد. گرچه این کلمه در سال 1658 نیز با اشاره به الگوهای مشبک در حیوانات و گیاهان (OED، 2010) ثبت شده است. موارد کاربرد جدید این کلمه در سال 1839 برای رودخانه‌ها و کانال‌ها، در سال 1869 برای خطوط ریل راه‌آهن، در سال 1883 برای توزیع کابل‌های برق، در سال 1914 برای پخش همگانی بی‌سیم و در سال 1986 برای اشاره به اینترنت مطرح شد.