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Komplexe Netzwerke: Kalkulierbarer Crash?

Forscher versuchen vorauszuberechnen, wann ökologische oder wirtschaftliche Systeme zusammenbrechen.
Network Earth

Veröffentlicht am: 17.02.2016

Laufzeit: 0:04:49

Untertitel: englisch

Sprache: englisch

Die Nature Publishing Group (NPG) gehört wie auch Spektrum der Wissenschaft zum Holtzbrinck-Konzern Springer Nature. Sie ist Herausgeberin von "Nature", einem wöchentlich erscheinenden wissenschaftlichen Fachjournal.

Niemand und nichts auf Erde existiert für sich allein. Alles ist Teil interagierender komplexer Netzwerke, deren Elemente auf vielfältige und oft unübersichtliche Weise aufeinander einwirken. Zu ihnen zählen natürliche ebenso wie wirtschaftliche Systeme oder auch das System des globalen Flugverkehrs – und sie alle sind mitunter durch äußere Faktoren gefährdet.

Das Video aus dem Hause Nature, das zu Recht zu den Gewinnern der Visualization Challenge 2017 zählt, zeigt am konkreten Beispiel einer Reihe von Pflanzen- und Ameisenarten, wie etwa der Klimawandel deren Netzwerk schwächen und damit seinen möglichen Zusammenbruch begünstigen könnte. Netzwerke sind bis zu einem gewissen Grad resilient, das heißt, sie können ihre Funktionen trotz Störungen und externer Schocks aufrecht erhalten und ihr Gleichgewicht eigenständig wiederherstellen. Werden die Schocks jedoch zu groß, können sie unvermittelt – und bisweilen endgültig – zusammenbrechen. Ökosysteme gehen durch den Klimawandel zugrunde, die Wirtschaft kollabiert infolge gleichzeitigen Ausfalls vieler Kredite, und der Flugverkehr kommt etwa durch einen großen Vulkanausbruch zum Erliegen.

Das Video veranschaulicht, wie eine 2016 in Nature erschienene Studie das Problem mathematisch angeht. Ihre Autoren sind auf der Suche nach einer "universellen Resilienzfunktion", die sich auf ganz unterschiedliche Netzwerke anwenden lässt. Sie hoffen, daraus jene Faktoren abzuleiten, welche die Resilienz eines konkreten Netzwerks stärken oder schwächen, um es so gezielt vor dem möglichen Zusammenbruch bewahren zu können.

Wer nun allerdings schnelle Hilfe bei allen möglichen Kollaps-Szenarien erwartet, möge sich darauf einstellen, dass zu dem Thema noch manche Debatte unter Mathematikern zu erwarten ist. Eine nur wenig später erschienene Untersuchung stellte zentrale Ergebnisse der Studie bereits wieder in Frage.

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