スモールワールドネットワーク（すもーるわーるどねっとわーく）
最終更新：2026/4/25
スモールワールドネットワークは、社会ネットワークや生物ネットワークに見られる、局所的なクラスタリングと、遠く離れたノード間の短い経路長を特徴とするネットワーク構造である。
ポイント
このネットワーク構造は、スタンレー・ミラングラムの実験や、ハワード・ガートマンの「6次の隔たり」の概念によって知られるようになった。効率的な情報伝達を可能にする。
スモールワールドネットワークとは
スモールワールドネットワークは、1998年にDuncan WattsとSteven Strogatzによって提唱されたネットワークモデルであり、現実世界の多くのネットワークの構造を説明する上で重要な概念となっている。このネットワークは、規則的なネットワーク（リング状）とランダムネットワークの中間的な構造を持ち、以下の2つの主要な特徴を持つ。
- 高いクラスタリング係数: 各ノードの近傍ノード同士が互いに強く結びついている傾向。これは、友人関係や家族関係など、身近な人々との繋がりが強いことを意味する。
- 短い平均経路長: ネットワーク内の任意の2つのノード間の平均的な距離が短い。これは、数回のステップでネットワーク内のどこにでも到達できることを意味する。
スモールワールドネットワークの起源
スモールワールドネットワークの概念は、1967年に社会心理学者スタンレー・ミラングラムが行った実験に遡る。ミラングラムは、アメリカ合衆国ネブラスカ州の農民に、ニューヨークの証券マンに手紙を届けるよう依頼した。手紙は、知り合いを通じて連鎖的に渡される。その結果、平均して5.5人から6人の仲介者を経て手紙が届いたことから、「6次の隔たり」という概念が生まれた。これは、地球上の誰とでも、平均して6人以内の知り合いを通じて繋がっている可能性があることを示唆している。
スモールワールドネットワークの応用例
スモールワールドネットワークの概念は、様々な分野で応用されている。
- 社会ネットワーク: Facebook、Twitterなどのソーシャルメディアのネットワーク構造の分析。
- 生物ネットワーク: 遺伝子ネットワーク、タンパク質相互作用ネットワークなどの解析。
- 神経科学: 脳の神経回路網の構造の研究。
- 疫学: 感染症の伝播経路のモデル化。
- 交通ネットワーク: 道路網や航空ネットワークの効率化。
スモールワールドネットワークのモデル
Watts-Strogatzモデルは、スモールワールドネットワークを生成するための代表的なモデルである。このモデルでは、まず規則的なネットワーク（リング状）を作成し、次に各エッジを一定の確率でランダムなエッジに置き換える。この確率を調整することで、クラスタリング係数と平均経路長のバランスを制御することができる。