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segunda-feira, 10 de janeiro de 2011

Conectados

O que a internet tem a ver com a proliferação da aids? Qual a relação entre as moléculas do corpo e as rotas dos aviões? Conheça a ciência das redes e entenda por que esse complexo mundo conectado é tão frágil

por Alessandro Greco

Em fevereiro de 2000, um hacker conhecido pelo apelido de MafiaBoy conseguiu paralisar alguns dos maiores sites do mundo, incluindo Yahoo, Amazon e eBay, causando caos em toda a internet. O ataque mobilizou o FBI, que saiu em busca daquele que havia derrotado empresas que contam com os melhores especialistas em segurança do mundo. Parecia coisa de profissional. Acabaram prendendo um garoto canadense de 15 anos na casa de seus pais, o local de onde ele comandou o ataque. Um ataque, diga-se, de amador, segundo especialistas em computação. Foi realizado com softwares gratuitos que estão a poucos cliques de distância de qualquer um que tenha uma conexão à internet, inclusive de você, leitor.

No ano seguinte, o físico húngaro Albert Lázsló-Barabási, da Universidade de Notre Dame, em New Hampshire, Estados Unidos, mostrou na capa da revista Nature, uma das mais respeitadas publicações de ciência do mundo, que a eficiência do ataque do MafiaBoy tinha um motivo: a World Wide Web é capaz de absorver facilmente falhas aleatórias, como um site que sai do ar, mas está fadada ao desastre se tiver de enfrentar um ataque dirigido. A dificuldade está justamente em uma peculiaridade das redes descoberta por Barabási em sua simulação no computador. Alguns poucos sites (como Amazon, Yahoo e eBay) funcionam como “centros de atividade”. Há milhares de outras páginas da internet apontando para elas e milhares de pessoas tentanto acessar esses sites ao mesmo tempo. Tirar algumas delas do ar, como fez o MafiaBoy, simplesmente paralisa a rede.

O fato de a web ter essa característica coloca países como os Estados Unidos e todos os outros que são altamente conectados em uma situação de fragilidade. Um terrorista que quisesse fazer um estrago significativo no dia-a-dia dos americanos poderia tentar um ciberataque a agências governamentais e grandes empresas. Mas o contrário não teria o mesmo efeito. Os Estados Unidos pouco ganhariam com um ataque na mesma linha contra o Iraque ou o Afeganistão. Esses países não têm uma rede de computadores suficientemente conectada para serem afetados pela fragilidade da rede.

A internet e o terrorismo fazem parte das preocupações de uma ciência que se torna cada vez mais importante no mundo: a ciência das redes. Elas estão em toda parte, governando desde os relacionamentos humanos até a forma como as moléculas do nosso corpo se ligam. Usamos essas redes o tempo todo, às vezes sem perceber. Por exemplo, quando vamos a um aeroporto e subimos em um avião. Se, durante uma viagem longa, você já matou o tempo folheando uma revista de bordo, provavelmente notou uma página que contém todos os vôos da companhia aérea. Se você reparar na quantidade de linhas que conectam uma cidade a outra irá ver que a grande maioria dos aeroportos tem poucos aviões saindo ou chegando, enquanto que alguns poucos recebem uma porção de linhas, a ponto de ficar difícil entender o mapa. No caso do Brasil, são os aeroportos de São Paulo e do Rio que funcionam como centros de atividade. O Brasil provavelmente não sofreria grandes danos se meia dúzia de aeroportos de pouco movimento fechassem por um dia. Mas parar simultaneamente os do Rio e de São Paulo paralisaria todo o sistema aéreo brasileiro. O mesmo vale para virtualmente qualquer país do mundo: em todos eles há pontos estratégicos na rede aérea que, se atacados, gerariam um colapso.

A regra funciona também na sociedade, como mostrou o jornalista Malcolm Gladwell, da revista americana The New Yorker, no livro O Ponto de Desequilíbrio. Ele analisou a habilidade das pessoas de diferentes grupos sociais de criar relações pessoais e observou que cada grupo tinha algumas poucas pessoas com muitos amigos e conhecidos. Essas pessoas são os “centros de atividade”, também conhecidos como “conectores”.

Mas o que os cientistas não esperavam é que a natureza seguisse as mesmas leis das redes criadas pelos homens. “Conectores, que são nós com um número anomalamente grande de links, estão presentes em vários sistemas complexos, que vão da economia à célula”, diz Barabási em seu livro Linked (“Ligado”, inédito em português), publicado em 2003 nos Estados Unidos. O corpo humano, por exemplo, é dominado por esses centros de atividades. Possuímos algumas poucas moléculas que participam de muitas atividades. Nosso organismo é muito complicado e é claro que nem tudo dá certo nos processos químicos que nos mantêm vivos. Mas o corpo é capaz de absorver esses erros – uma célula compensa a falha de outra e você continua vivo. Agora, se algum maluco descobrisse como atacar as moléculas conectoras, que fazem parte dos centros de atividade do nosso corpo, adiós muchacho. O organismo entraria em colapso como MafiaBoy viu acontecer com a internet diante de seus olhos. Computador tem conserto fácil ou, na pior das hipóteses, pode ser substituído. Nosso corpo, não.

Como não somos computadores, estudar a interação entre cada um dos componentes das redes poderá nos trazer enormes benefícios no futuro. O caso da proteína p53 é exemplar. Ela é a responsável por garantir a ordem dentro das células do nosso corpo. Impede, por exemplo, que células se multipliquem descontroladamente, iniciando o processo que pode levar a um câncer. Cerca de 50% dos cânceres humanos têm relação com uma mutação no gene que fabrica a p53. Na célula, o desempenho quase não é afetado pela remoção acidental de uma proteína qualquer – assim como uma falha num site obscuro não traria conseqüências sérias à internet. Mas um ataque no lugar certo pode ser fatal. “A forma mais efetiva de destruir essa rede é atacar as proteínas mais conectadas. A p53 é uma delas e uma mutação nela vai interromper algumas funções básicas da célula”, dizem David Lane e Arthur Levine, os descobridores do gene.

A existência de poucos sites, moléculas e aeroportos que funcionam como centros de atividades colocou também dilemas éticos para os cientistas. Em 2001, o físico italiano Alessandro Vespignani e o espanhol Romualdo Pastor Satorras demonstraram que mesmo vírus pouco contagiosos podem se espalhar muito se a rede na qual estiverem tiver alguns centros de atividades. No mesmo ano, o sociólogo Fredrik Liljeros mostrou que a rede de relações sexuais funciona dentro desse padrão. Nela, alguns poucos têm centenas de parceiros sexuais, enquanto a maioria de nós transa só com uma ou outra pessoa, quando muito. No caso de uma doença sexualmente transmissível, são esses conectores os primeiros a serem infectados e também os responsáveis por espalhar a doença para muitas outras pessoas. Agora pense na aids. Não temos hoje remédio suficiente para tratar todos os HIV-positivos do mundo. Então o que é mais eficiente? Cuidar de mulheres grávidas ou tratar das pessoas com muitos parceiros sexuais? A resposta dura – a segunda opção é mais eficaz – foi provada matematicamente em dois artigos publicados em 2002, um por Zoltán Dezsó (aluno de doutorado de Barabási) e outro por Vespignani e Pastor Satorras. Eles mostraram que deveríamos tratar primeiro os promíscuos, pois isso derrubaria a carga de vírus deles e diminuiria a transmissibilidade, brecando a disseminação da aids.

MUNDO PEQUENO

Essas descobertas todas ocorreram na última década só porque surgiram computadores de mesa a preços acessíveis, capazes de fazer a montanha de cálculos necessários para se entender o que se passa dentro das redes. Antes disso até se sabia que as redes existiam, mas era impossível entendê-las, dada sua complexidade. O pontapé inicial na área foi dado há quase 250 anos pelo suíço Leonhard Euler, um dos maiores matemáticos da história. Em 1792, ele escreveu um artigo respondendo a uma pergunta que os moradores da cidade de Kaliningrado, na Rússia, faziam a si mesmos: é possível atravessar as sete pontes da cidade em uma caminhada sem passar por nenhuma delas mais de uma vez? A resposta é não, mas ela é menos importante que o modo como Euler chegou à sua conclusão. Ele substituiu os pedaços de terra, ligados pelas pontes, por pontos (sites) e ligou-os uns aos outros com linhas (links) que atravessavam as pontes. Estava inventado um novo campo da matemática, a teoria dos grafos, que serviu de base para a ciência das redes.

Há quase 50 anos, os matemáticos húngaros Paul Erdös e Alfréd Rényi revolucionaram a área ao propor que as redes se formam aleatoriamente, por acaso. Mas Erdös e Rényi não estavam interessados em parar epidemias ou entender fenômenos do mundo real. O negócio deles era a beleza da matemática. De lá para cá os cientistas desse campo foram percebendo que diversas redes seguem o fenômeno do “como o mundo é pequeno” – a frase que você diz quando encontra uma pessoa pela primeira vez e descobre que ela é amiga de um amigo seu.

A frase já havia instigado a imaginação do psicólogo americano Stanley Milgram, da Universidade de Yale, no estado americano de Connecticut, que decidiu fazer, em 1967, um experimento no qual tentava descobrir a quantos apertos de mão de distância estavam duas pessoas dentro dos Estados Unidos. O resultado foi 5,5 apertos. Como não existe meio aperto de mão, a teoria de Milgram postulou que cada pessoa está a seis graus de separação de qualquer outra – aliás, Seis Graus de Separação é o nome de uma peça sobre o tema inspirada por Milgram e depois transformada em filme com Will Smith no papel principal. Em outras palavras, Milgram afirmou que a imensa maioria dos habitantes dos Estados Unidos já apertou a mão de alguém que apertou a mão de alguém que apertou a mão de alguém que apertou a mão de alguém que apertou a mão de alguém que apertou a mão de qualquer outra pessoa, seja ela George W. Bush, Michael Jackson ou Pamela Anderson. O experimento de Milgram tinha muitas falhas e somente em 2003 o sociólogo americano Duncan Watts, da Universidade de Colúmbia, Nova York, ratificou os dados de Milgram em um experimento que reuniu mais de 60 mil pessoas.

No ano anterior, um trabalho de três professores da Business School da Universidade de Michigan, Estados Unidos, mostrou que o mundo corporativo era menor ainda. Eles pegaram os nomes dos diretores do conselho de administração das mil maiores companhias americanas e verificaram que 79% deles faziam parte de somente um conselho de administração, 14% de dois e 7% de três ou mais. E descobriram um que servia em dez conselhos, Vernon Jordan. Na época em que o estudo foi feito, o mestre do universo corporativo estava a somente três apertos de mão de quase todos os diretores dos outros conselhos. Watts, Barabási e outros decidiram testar se o mundo também era pequeno em redes como a da internet e a de Hollywood. Descobriram que um página da web está a somente 19 cliques de qualquer outra, ainda que uma esteja sediada no Butão e a outra em Honduras. Um ator de Hollywood está a três apertos de mão de qualquer um de seus colegas.

A explicação para o fenômeno é simples. Preferimos nos conectar a quem já é mais conectado. Páginas da web com mais links para elas têm chance maior de receberem ainda mais links, pois já são conhecidas. Atores de Hollywood que já participaram de vários filmes têm mais probabilidades de fazerem novos filmes. Hoje está provado que, independentemente de ser uma rede de computadores, moléculas ou pessoas, “a popularidade atrai”. As descobertas de Barabási, Watts e seus colegas sobre redes são parte de uma revolução que vai mudar nosso entendimento do mundo. Se o século 20 foi a era em que descobrimos, entendemos e usamos as propriedades individuais de coisas tão diferentes como moléculas, aviões e sites, o 21 será a hora de estudarmos como eles se relacionam. Quem sabe redescobriremos aquilo que o filósofo grego Aristóteles disse há mais de 2 mil anos: “O todo é maior que a soma das suas partes”.

Para saber mais

Na livraria:

O Ponto de Desequilíbrio, Malcolm Gladwell, Rocco, 2002

Linked – The New Science of Networks, Albert-László Barabási, Perseus Publishing, EUA, 2002

Six Degrees, Duncan Watts, W.W. Norton & Company, EUA, 2003

Na locadora:

Seis Graus de Separação, Dirigido por Fred Schepisi, Warner, EUA, 1993

Você quer saber mais?

http://super.abril.com.br/

http://supermundo.abril.com.br/busca/?qu=internet

http://supermundo.abril.com.br/busca/?qu=ci%EAncia

http://supermundo.abril.com.br/busca/?qu=site

http://supermundo.abril.com.br/busca/?qu=terrorismo

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Plínio Salgado.