Große Fragen und alltägliche Verbindungen – neue Ausschreibung zu komplexen Netzwerken

Die VolkswagenStiftung startet Ausschreibung „Komplexe Netzwerke als fächerübergreifendes Phänomen“. Projektskizzen können bis zum 30. Januar 2006 eingereicht werden.

Wie stehen Ebay-Nutzer mit anderen Nutzern in Verbindung? Wieso ging der italienische Konzern Parmalat Pleite? Warum fiel im Sommer 2003 in den USA gleich für 50 Millionen Menschen der Strom aus? Alle drei Fragen lassen sich auf ein einfaches mathematisches Konzept zurückführen, das aus nichts anderem als Knoten und unterschiedlich vielen Verbindungen zwischen diesen Knoten besteht. Es geht um Netzwerke. Und Netzwerke sind überall – die Liste ließe sich beliebig fortsetzen: vom Blutkreislauf über das Netzwerk von Freunden bis zum Layout von Computerchips. Aber so simpel das Konzept „Knoten und Verbindungen“ auch aussehen mag – um Strukturen, ihre Organisation und ihre Dynamik auf diese Weise abzubilden und zu verstehen, sind höchst anspruchsvolle theoretische Methoden erforderlich. In vielen Fällen stehen heute zwar Daten und Computerleistung zur Verfügung – adäquate Werkzeuge zur Modellierung oft aber noch nicht. Mit ihrer neuen Ausschreibung zum Thema „Komplexe Netzwerke als fächerübergreifendes Phänomen“ möchte die VolkswagenStiftung dazu beitragen, diese Lücke zu schließen.

Es sind – neben vielen praktischen Anwendungen und Optimierungsaufgaben – auch „große Fragen“, die eine Auseinandersetzung mit komplexen Netzwerken äußerst lohnenswert machen. Phänomene, die in komplexen Netzwerken völlig verschiedener Wissensgebiete gleichermaßen beobachtet werden, deuten darauf hin, dass ihnen universale Prinzipien zugrunde liegen. Das betrifft beispielsweise das Skalenverhalten dynamischer Größen in Selbstorganisationsprozessen. Diese Prozesse gilt es zu erforschen. Auch Ursprung und Funktion von Netzwerken in der Natur sind noch nicht verstanden. Ebenso wenig der Zusammenhang zwischen Netzwerken und solch elementaren Phänomenen wie Emergenz, Evolution und Robustheit eines Systems.

In dem durch diese Fragestellungen vorgegebenen Rahmen sollen sich Wissenschaftler bewegen, die an der Ausschreibung – zunächst wäre hierzu der Stiftung eine kurze Projektskizze einzureichen – teilnehmen möchten. Die Analyse komplexer Netzwerke, ihrer Dynamik und Optimierung sollte sich auf konkrete Anwendungen beziehen, die Entwicklung neuer analytischer oder Simulationsmethoden dabei im Zentrum des Projekts stehen. Besonders erwünscht sind Vorhaben, bei denen neue Ansätze zur Beschreibung der Dynamik komplexer Netzwerke erforscht werden und solche, die Korrelationen zwischen verschiedenen Eigenschaften von Netzwerken ermitteln. Gern gesehen sind außerdem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die Methoden und Algorithmen aus verschiedenen Bereichen der Netzwerkforschung kombinieren, und solche, die eine Brücke schlagen zwischen Netzwerkmodellen und Systemen in der realen Welt. Auch wer sich um konzeptionelle Einsichten in die Funktion komplexer Netzwerke bemüht, ist willkommen.

Die VolkswagenStiftung legt ganz allgemein großen Wert auf eine interdisziplinäre Herangehensweise. Interessierte Wissenschaftler sind auch hier aufgefordert, für ihre Vorhaben entsprechende Teams zu bilden oder fehlende Expertise über Kooperationen zu ergänzen. Angesprochen sind Theoretiker aus allen thematisch berührten Fachrichtungen wie den Natur- und Wirtschaftswissenschaften, der Informatik, der Mathematik oder der Soziologie.

Die Ausschreibung „Komplexe Netzwerke als fächerübergreifendes Phänomen“ ist die zweite in der 2003 von der Stiftung eingerichteten Förderinitiative „Neue konzeptionelle Ansätze zur Modellierung und Simulation komplexer Systeme“. Sie soll einen Impuls geben für Forschungsprojekte, die mit einem verallgemeinernd angelegten oder methodisch neuen Ansatz das theoretische Verständnis komplexer Netzwerke voranbringen. Damit trägt die Ausschreibung auch zum übergeordneten Ziel der Initiative bei, komplexe Systeme zu verstehen und Kooperationen von Netzwerkforschern aus getrennten Feldern zu initiieren.

Stichtag für Projektskizzen ist der 30. Januar 2006. Weitere Informationen finden interessierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Merkblatt für Antragsteller, das unter dem Menüpunkt „Förderung/Förderangebot“ auf der Homepage der Stiftung zu finden ist (www.volkswagenstiftung.de).

PS: Warum nun fiel im Sommer 2003 in den USA gleich für 50 Millionen Menschen der Strom aus? Bei der Analyse des großen Blackouts an der Ostküste stellten US-Netzwerkforscher fest: Fallen vier Prozent der wichtigsten Knoten des US-Stromnetzes aus, sind 60 Prozent des gesamten Netzes lahm gelegt. Ein wichtiger Ausgangspunkt für mögliche Stromnetz-Optimierungen. Und Parmalat? Die vielfältigen personellen Verflechtungen von Vorständen und Aufsichtsräten im Umfeld des Konzerns sind als komplexes Netzwerk darstellbar. Eine Analyse zeigte Forschern, dass dieses System höchst anfällig war. Ein mehr als kleiner Fingerzeig, künftig ungesunde Wirtschaftsverflechtungen möglichst frühzeitig zu erkennen. Was jedoch das Ebay-Netzwerk angeht, da gäbe es sicher noch einiges zu erforschen.