Jekk qattajt xi ħin taħseb dwar sistemi kumplessi, probabilment tifhem l-importanza tan-netwerks. In-netwerks imexxu d-dinja tagħna. Mir-reazzjonijiet kimiċi fi ħdan ċellola, għan-netwerk ta’ relazzjonijiet f’ekosistema, għan-netwerks kummerċjali u politiċi li jsawru l-kors tal-istorja.

Jew ikkunsidra dan l-artiklu li qed taqra. Probabilment sibtu fi netwerk soċjali, imniżżel minn netwerk tal-kompjuter u bħalissa qed jiddeċifraw it-tifsira bl-użu tiegħek netwerk newrali.

Imma daqskemm ħsibt dwar in-netwerks matul is-snin, sa ftit ilu ma kontx fhimt l-importanza tas-sempliċi diffużjoni.

Dan huwa s-suġġett tagħna għal-lum: kif, kif kaotikament kollox jiċċaqlaq u jinfirex. Xi eżempji biex iqajmu l-aptit tiegħek:

• Mard infettiv li jgħaddi minn trasportatur għal trasportatur fi ħdan popolazzjoni.
• Memes jinfirxu mal-graff tas-segwaċi fuq in-netwerks soċjali.
• Nirien fil-foresti.
• Ideat u prattiċi li jippenetraw kultura.
• Kaskata tan-newtroni fl-uranju arrikkit.

Nota ta' malajr dwar il-forma.

B'differenza għax-xogħlijiet kollha preċedenti tiegħi, dan l-essay huwa interattiv [in artikolu oriġinali eżempji interattivi jingħataw bi sliders u buttuni li jikkontrollaw oġġetti fuq l-iskrin - madwar. korsija].

Mela ejja nibdew. L-ewwel kompitu huwa li jiġi żviluppat vokabularju viżwali għat-tixrid bejn in-netwerks.

Mudell sempliċi

Jiena ċert li intom ilkoll taf il-bażi tan-netwerks, jiġifieri, nodi + truf. Biex tistudja d-diffużjoni, għandek bżonn biss li timmarka xi nodi bħala attiv. Jew, kif jħobbu jgħidu l-epidemjologi, infettat:

Din l-attivazzjoni jew infezzjoni tinfirex min-netwerk minn nodu għal nodu skont ir-regoli li se niżviluppaw hawn taħt.

Netwerks reali huma tipikament ħafna akbar minn dan in-netwerk sempliċi ta 'seba' nodi. Huma wkoll ħafna aktar konfużi. Iżda għall-fini tas-sempliċità, aħna se nibnu mudell tal-ġugarell hawn biex nistudjaw kannizzata, jiġifieri, netwerk ta 'kannizzata.

(Dak li l-malja jonqosha fir-realiżmu, tagħmel tajjeb biex tkun faċli biex tiġbed 😉

Ħlief fejn innutat mod ieħor, in-nodi tan-netwerk għandhom erba 'ġirien, pereżempju:

U trid timmaġina li dawn il-kannizzati jestendu bla tarf fid-direzzjonijiet kollha. Fi kliem ieħor, m'aħniex interessati fl-imġieba li sseħħ biss fit-truf tan-netwerk jew f'popolazzjonijiet żgħar.

Minħabba li l-kannizzati huma hekk ordnati, nistgħu nissimplifikawhom għal pixels. Pereżempju, dawn iż-żewġ immaġini jirrappreżentaw l-istess netwerk:

F'imġieba waħda, in-nodu attiv dejjem jittrasmetti l-infezzjoni lill-ġirien (mhux infettati) tiegħu. Imma huwa boring. Ħafna aktar affarijiet interessanti jiġru meta t-trasferiment probabilistika.

SIR u SIS

В Mudelli SIR (Suxxettibbli-Infettat-Mneħħija) node jista' jkun fi tliet stati:

• Suxxettibbli
• Infettat
• Imneħħija

Hawn kif taħdem is-simulazzjoni interattiva [in artikolu oriġinali tista 'tagħżel ir-rata ta' trasmissjoni ta 'infezzjoni minn 0 għal 1, ara l-proċess pass pass jew fl-intier tiegħu - madwar. trad.]:

• In-nodi jibdew bħala suxxettibbli, bl-eċċezzjoni ta 'ftit nodi li jibdew bħala infettati.
• F'kull pass tal-ħin, in-nodi infettati għandhom iċ-ċans li jittrasmettu l-infezzjoni lil kull wieħed mill-ġirien suxxettibbli tagħhom bi probabbiltà ugwali għar-rata ta 'trażmissjoni.
• L-għoqiedi infettati mbagħad jidħlu fi stat "imħassar", li jfisser li m'għadhomx jistgħu jinfettaw lil ħaddieħor jew jiġu infettati huma stess.

Fil-kuntest ta' mard, it-tneħħija tista' tfisser li l-persuna tkun mietet jew li żviluppat immunità għall-patoġenu. Aħna ngħidu li huma “mneħħija” mis-simulazzjoni għax ma jiġrilhom xejn.

Skont dak li qed nippruvaw nimudellaw, jista 'jkun meħtieġ mudell differenti minn SIR.

Jekk qed nisimulaw it-tixrid tal-ħosba jew tifqigħa ta 'nirien mifruxa, SIR huwa ideali. Imma ejja nissimulaw it-tixrid ta’ prattika kulturali ġdida, bħall-meditazzjoni. Għall-ewwel in-node (il-persuna) hija riċettiva għax qatt ma għamlet dan qabel. Imbagħad, jekk jibda jimmedita (forsi wara li nisimgħu dwarha mingħand xi ħabib), aħna nimudellawlu bħala infettat. Imma jekk iwaqqaf il-prattika, mhux se jmut u mhux se jaqa 'mis-simulazzjoni, għaliex fil-futur jista' faċilment jerġa 'jieħu dan il-vizzju. Għalhekk imur lura għal stat riċettiv.

Hija Mudell tas-SIS (Suxxettibbli–Infettat–Suxxettibbli). Il-mudell klassiku għandu żewġ parametri: veloċità ta 'trażmissjoni u veloċità ta' rkupru. Madankollu, fis-simulazzjonijiet għal dan l-artikolu, iddeċidejt li nissimplifika billi tħalli barra l-parametru tar-rata ta 'rkupru. Minflok, in-nodu infettat jirritorna awtomatikament għall-istat suxxettibbli fil-pass tal-ħin li jmiss, sakemm ma jkunx infettat minn wieħed mill-ġirien tiegħu. Barra minn hekk, inħallu nodu infettat fil-pass n jinfetta lilu nnifsu fil-pass n+1 bi probabbiltà ugwali għar-rata ta 'trażmissjoni.

Diskussjoni

Kif tistgħu taraw, dan huwa differenti ħafna mill-mudell SIR.

Minħabba li n-nodi qatt ma jitneħħew, anki kannizzata żgħira ħafna u ristretta tista 'tappoġġja infezzjoni tas-SIS għal żmien twil. L-infezzjoni sempliċement taqbeż minn node għal nodu u terġa 'lura.

Minkejja d-differenzi tagħhom, SIR u SIS jirriżultaw bħala sorpriżament interkambjabbli għall-iskopijiet tagħna. Għalhekk għall-kumplament ta' dan l-artiklu se nżommu mas-SIS - prinċipalment minħabba li hija aktar durabbli u għalhekk aktar pjaċevoli biex taħdem magħha.

Livell kritiku

Wara li tilgħab mal-mudelli SIR u SIS, jista 'jkollok innotajt xi ħaġa dwar il-lonġevità tal-infezzjoni. B'rati ta 'trażmissjoni baxxi ħafna, bħal 10%, l-infezzjoni għandha t-tendenza li tmut. Filwaqt li f'valuri ogħla, bħal 50%, l-infezzjoni tibqa 'ħajja u tieħu f'idejha ħafna min-netwerk. Kieku n-netwerk kien infinit, nistgħu nimmaġinaw li jkompli u jinfirex għal dejjem.

Diffużjoni bla limitu bħal din għandha ħafna ismijiet: "virali", "nukleari" jew (fit-titlu ta 'dan l-artikolu) kritika.

Jirriżulta li hemm speċifiċi il-punt tat-tkissir li jifred netwerks subkritiċi (kundannat għall-estinzjoni) minn netwerks superkritiċi (kapaċi għal tkabbir infinit). Dan il-punt ta 'bidla jissejjaħ limitu kritiku, u dan huwa sinjal pjuttost ġenerali ta 'proċessi ta' diffużjoni f'netwerks ordinarji.

Il-valur eżatt tal-limitu kritiku jvarja bejn in-netwerks. Dak li hu komuni huwa dan disponibbiltà tifsira bħal din.

[F'demo interattiv minn artikolu oriġinali Tista' tipprova ssib manwalment il-limitu kritiku tan-netwerk billi tbiddel il-valur tal-veloċità tat-trażmissjoni. Huwa x'imkien bejn 22% u 23% - madwar. traż.]

Fi 22% (u taħt), l-infezzjoni eventwalment tmut. Fi 23% (u aktar), l-infezzjoni oriġinali kultant tmut, iżda fil-biċċa l-kbira tal-każijiet jirnexxilha tgħix u tinfirex biżżejjed biex tiżgura l-eżistenza tagħha għal dejjem.

(Mill-mod, hemm qasam xjentifiku sħiħ iddedikat biex jinstabu dawn il-limiti kritiċi għal topoloġiji tan-netwerk differenti. Għal introduzzjoni malajr, nirrakkomanda li tiskrollja malajr l-artiklu tal-Wikipedija dwar limitu ta' tnixxija).

B'mod ġenerali, hawn kif taħdem: Taħt limitu kritiku, kwalunkwe infezzjoni finita fin-netwerk hija garantita (bil-probabbiltà 1) li eventwalment tmut. Iżda 'l fuq minn limitu kritiku, hemm probabbiltà (p > 0) li l-infezzjoni tkompli għal dejjem, u meta tagħmel hekk tinfirex b'mod arbitrarju 'l bogħod mis-sit oriġinali.

Madankollu, innota li n-netwerk superkritiku mhuwiex garanzijili l-infezzjoni se tkompli għal dejjem. Fil-fatt, ħafna drabi tgħib, speċjalment fl-istadji bikrija ħafna tas-simulazzjoni. Ejja naraw kif jiġri dan.

Ejja nassumu li bdejna b'nodu wieħed infettat u erba 'ġirien. Fl-ewwel pass tal-immudellar, l-infezzjoni għandha 5 ċansijiet indipendenti li tinfirex (inkluża ċ-ċans li "jinfirex" għaliha nfisha fil-pass li jmiss):

Issa ejja nassumu li r-rata tat-trasferiment hija 50%. F'dan il-każ, fl-ewwel pass naqilbu munita ħames darbiet. U jekk jiġu rrumblati ħames irjus, l-infezzjoni tinqered. Dan jiġri f'madwar 3% tal-każijiet - u dan huwa biss fl-ewwel pass. Infezzjoni li tibqa’ ħaj fl-ewwel pass għandha xi probabbiltà (ġeneralment iżgħar) li tmut fit-tieni pass, xi probabbiltà (saħansitra iżgħar) li tmut fit-tielet pass, eċċ.

Għalhekk, anke meta n-netwerk ikun superkritiku - jekk ir-rata ta 'trażmissjoni hija ta' 99% - hemm ċans li l-infezzjoni tisparixxi.

Imma l-importanti hu li ma tagħmilx hekk dejjem se jisparixxi. Jekk iżżid il-probabbiltà li l-passi kollha jmutu sa infinità, ir-riżultat huwa inqas minn 1. Fi kliem ieħor, hemm probabbiltà mhux żero li l-infezzjoni tkompli għal dejjem. Dan huwa dak li jfisser li netwerk ikun superkritiku.

SISa: attivazzjoni spontanja

Sa dan il-punt, is-simulazzjonijiet kollha tagħna bdew b'biċċa żgħira ta 'nodi pre-infettati fiċ-ċentru.

Imma x'jiġri jekk tibda mill-bidu? Imbagħad nimudellaw l-attivazzjoni spontanja—il-proċess li bih nodu suxxettibbli jiġi infettat b’kumbinazzjoni (mhux minn wieħed mill-ġirien tiegħu).

Hija imsejħa Mudell tas-SISa. L-ittra "a" tirreferi għal "awtomatiku".

Fis-simulazzjoni SISa, jidher parametru ġdid - ir-rata ta 'attivazzjoni spontanja, li tbiddel il-frekwenza ta' infezzjoni spontanja (il-parametru tar-rata ta 'trażmissjoni li rajna qabel huwa preżenti wkoll).

X'hemm bżonn biex infezzjoni tinfirex madwar in-netwerk?

Diskussjoni

Jista 'jkollok innotajt fis-simulazzjoni li ż-żieda fir-rata ta' attivazzjoni spontanja ma tbiddilx jekk l-infezzjoni tieħux in-netwerk kollu jew le. Biss veloċità tat-trasmissjoni jiddetermina jekk in-netwerk huwiex sub- jew superkritiku. U meta n-netwerk ikun sottokritiku (rata ta 'trasmissjoni inqas minn jew ugwali għal 22%), l-ebda infezzjoni ma tista' tinfirex mal-grilja kollha, irrispettivament minn kemm tibda.

Qisu tibda n-nar f’għalqa mxarrba. Tista 'tixgħel ftit weraq niexfa fuq in-nar, iżda l-fjamma se tmut malajr minħabba li l-bqija tal-pajsaġġ ma jaqbadx biżżejjed (subkritika). Waqt li jkun fuq għalqa niexfa ħafna (superkritika), spark waħda hija biżżejjed biex nar jibda jispara.

Affarijiet simili huma osservati fl-isfera ta 'ideat u invenzjonijiet. Ħafna drabi d-dinja mhix lesta għal idea, f'liema każ tista 'tiġi ivvintata għal darb'oħra, iżda ma tattirax lill-mases. Min-naħa l-oħra, id-dinja tista 'tkun kompletament lesta għal invenzjoni (domanda moħbija kbira), u malli titwieled, tiġi aċċettata minn kulħadd. Fin-nofs hemm ideat li huma ivvintati f'diversi postijiet u mifruxa lokalment, iżda mhux biżżejjed biex kwalunkwe verżjoni waħda tiknes in-netwerk kollu f'daqqa. F'din l-aħħar kategorija nsibu, pereżempju, l-agrikoltura u l-kitba, li ġew ivvintati b'mod indipendenti minn ċiviltajiet umani differenti madwar għaxar u tliet darbiet, rispettivament.

Immunità

Ejja ngħidu li nagħmlu xi nodi kompletament invulnerabbli, jiġifieri, immuni għall-attivazzjoni. Huwa bħallikieku huma inizjalment fi stat remot, u l-mudell SIS(a) jitnieda fuq in-nodi li fadal.

Is-slajder tal-immunità jikkontrolla l-perċentwal ta 'nodi li jitneħħew. Ipprova ibdel il-valur tiegħu (filwaqt li l-mudell ikun qed jaħdem!) U ara kif taffettwa l-istat tan-netwerk, kemm jekk ikun superkritiku jew le.

Diskussjoni

It-tibdil tan-numru ta 'nodi li ma jirrispondux jibdel kompletament l-istampa ta' jekk in-netwerk hux se jkun sub- jew superkritiku. U mhux diffiċli li wieħed jara għaliex. B'numru kbir ta 'hosts mhux suxxettibbli, l-infezzjoni għandha inqas opportunità li tinfirex għal hosts ġodda.

Jirriżulta li dan għandu għadd ta’ konsegwenzi prattiċi importanti ħafna.

Waħda minnhom qed tipprevjeni t-tixrid tan-nirien fil-foresti. Fuq livell lokali, kull persuna trid tieħu l-prekawzjonijiet tagħha (pereżempju, qatt ma tħalli fjamma miftuħa waħedha). Iżda fuq skala kbira, tifqigħat iżolati huma inevitabbli. Allura metodu ieħor ta 'protezzjoni huwa li jiġi żgurat li jkun hemm biżżejjed "waqfiet" (fin-netwerk ta' materjali li jaqbdu) sabiex tifqigħa ma tinbelax in-netwerk kollu. Clearings iwettqu din il-funzjoni:

Tifqigħa oħra li huwa importanti li titwaqqaf hija marda infettiva. Hawnhekk il-kunċett huwa introdott immunità tal-merħla. Din hija l-idea li xi nies ma jistgħux jitlaqqmu (pereżempju, għandhom sistema immuni kompromessa), iżda jekk biżżejjed nies huma immuni għall-infezzjoni, il-marda ma tistax tinfirex b'mod indefinit. Fi kliem ieħor, għandek tlaqqam biżżejjed parti mill-popolazzjoni biex tittrasferixxi l-popolazzjoni minn stat superkritiku għal stat subkritiku. Meta jiġri dan, pazjent wieħed xorta jista 'jiġi infettat (wara li jivvjaġġa lejn reġjun ieħor, pereżempju), iżda mingħajr netwerk superkritiku li fih tikber, il-marda tinfetta biss numru żgħir ta' nies.

Fl-aħħarnett, il-kunċett ta 'nodi immuni jispjega x'jiġri f'reattur nukleari. F'reazzjoni katina, atomu ta 'uranju-235 li qed jitmermer jirrilaxxa madwar tliet newtroni, li jikkawżaw (bħala medja) il-fissjoni ta' aktar minn atomu U-235 wieħed. In-newtroni l-ġodda mbagħad jikkawżaw aktar qsim ta 'atomi, u l-bqija b'mod esponenzjali:

Meta tibni bomba, il-punt kollu huwa li jiġi żgurat li t-tkabbir esponenzjali jkompli mhux ikkontrollat. Iżda f'impjant tal-enerġija, l-għan huwa li tipproduċi l-enerġija mingħajr ma toqtol lil kulħadd ta 'madwarek. Għal dan il-għan huma użati vireg tal-kontroll, magħmul minn materjal li jista’ jassorbi n-newtroni (pereżempju, fidda jew boron). Minħabba li jassorbu aktar milli jirrilaxxaw in-newtroni, jaġixxu bħala nodi immuni fis-simulazzjoni tagħna, u b'hekk jipprevjenu n-nukleu radjuattiv milli jmur superkritiku.

Allura l-trick għal reattur nukleari huwa li żżomm ir-reazzjoni qrib limitu kritiku billi tmexxi l-vireg tal-kontroll 'l quddiem u 'l quddiem, u biex tiżgura li kull meta xi ħaġa tmur ħażin, il-vireg jinżlu fil-qalba u jwaqqfuha.

Grad

Grad ta 'node huwa n-numru tal-ġirien tiegħu. Sa dan il-punt, ikkunsidrajna netwerks ta' grad 4. Imma x'jiġri jekk tibdel dan il-parametru?

Pereżempju, tista 'tqabbad kull nodu mhux biss ma' erba 'ġirien immedjati, iżda wkoll ma' erba 'aktar b'mod dijagonali. F'netwerk bħal dan il-grad se jkun 8.

Lattices bi gradi 4 u 8 huma simetriċi sew. Iżda bil-grad 5 (per eżempju), tqum problema: liema ħames ġirien għandna nagħżlu? F'dan il-każ, aħna nagħżlu erba 'ġirien eqreb (N, E, S, W), u mbagħad tagħżel b'mod każwali ġar wieħed mis-sett {NE, SE, SW, NW}. L-għażla ssir b'mod indipendenti għal kull node f'kull pass tal-ħin.

Diskussjoni

Għal darb'oħra, mhux diffiċli biex tara x'qed jiġri hawn. Meta kull nodu jkollu aktar ġirien, iċ-ċansijiet li tinfirex l-infezzjoni jiżdiedu—u għalhekk in-netwerk huwa aktar probabbli li jsir kritiku.

Madankollu, il-konsegwenzi jistgħu jkunu mhux mistennija, kif se naraw hawn taħt.

Bliet u densità tan-netwerk

Sa issa, in-netwerks tagħna kienu kompletament omoġenji. Kull nodu jidher bħal kull ieħor. Imma x'jiġri jekk nibdlu l-kundizzjonijiet u nħallu stati ta 'nodi differenti fin-netwerk kollu?

Pereżempju, ejja nippruvaw nimudellaw il-bliet. Biex tagħmel dan, aħna se nżidu d-densità f'xi partijiet tan-netwerk (grad ogħla ta 'nodi). Dan nagħmluh abbażi tad-dejta li għandhom iċ-ċittadini ċirku soċjali usa’ u aktar interazzjonijiet soċjaliminn nies barra l-ibliet.

Fil-mudell tagħna, in-nodi suxxettibbli huma kkuluriti abbażi tal-grad tagħhom. In-nodi f'"żoni rurali" għandhom grad 4 (u huma kkuluriti griż ċar), filwaqt li n-nodi f'"żoni urbani" għandhom gradi ogħla (u huma kkuluriti aktar skur), li jibdew bil-grad 5 fil-periferija u jispiċċaw bi 8 fiċ-ċentru tal-belt .

Ipprova agħżel veloċità ta' propagazzjoni b'tali mod li l-attivazzjoni tkopri l-ibliet u mbagħad ma tmurx lil hinn mill-fruntieri tagħhom.

Insib din is-simulazzjoni kemm ovvja kif ukoll sorprendenti. Naturalment, l-ibliet iżommu l-livell kulturali aħjar minn żoni rurali - kulħadd jaf dan. Dak li jissorprendi huwa li ftit minn din id-diversità kulturali tqum sempliċement ibbażata fuq it-topoloġija tan-netwerk soċjali.

Dan huwa punt interessanti, ser nipprova nispjegah f'aktar dettall.

Hawnhekk qed nittrattaw forom ta’ kultura li jiġu trasmessi b’mod sempliċi u dirett minn persuna għal oħra. Pereżempju, manjieri, logħob tal-kamra, xejriet tal-moda, tendenzi lingwistiċi, ritwali ta’ gruppi żgħar, u prodotti li jinfirxu bil-fomm, flimkien ma’ pakketti sħaħ ta’ informazzjoni li nsejħulu ideat.

(Nota: it-tixrid ta 'informazzjoni bejn in-nies isir estremament diffiċli mill-midja. Huwa aktar faċli li wieħed jimmaġina xi ambjent teknoloġikament primittiv, bħall-Greċja tal-Antika, fejn kważi kull xrara ta' kultura kienet trażmessa b'interazzjoni fl-ispazju fiżiku.)

Mis-simulazzjoni ta 'hawn fuq, tgħallimt li hemm ideat u prattiki kulturali li jistgħu jieħdu l-għeruq u jinfirxu fil-belt, iżda sempliċement ma jistgħux (matematikament ma jistgħux) jinfirxu f'żoni rurali. Dawn huma l-istess ideat u l-istess nies. Il-punt mhuwiex li r-residenti rurali huma b'xi mod "moħħ mill-qrib": meta jinteraġixxu mal-istess idea, huma eżattament l-istess ċans li taqbadhabħan-nies tal-belt. Huwa biss li l-idea nnifisha ma tistax issir virali fiż-żoni rurali, għax m'hemmx ħafna konnessjonijiet li permezz tagħhom tista 'tinfirex.

Dan forsi huwa l-aktar faċli biex tara fil-qasam tal-moda - ħwejjeġ, hairstyles, eċċ Fin-netwerk tal-moda, nistgħu naqbdu t-tarf tal-kannizzata meta żewġ persuni jinnutaw l-ilbies ta 'xulxin. F'ċentru urban, kull persuna tista 'tara aktar minn 1000 persuna oħra kuljum - fit-triq, fis-subway, f'ristorant iffullar, eċċ F'żona rurali, għall-kuntrarju, kull persuna tista' tara biss ftit tużżani. oħrajn. Ibbażat fuq din id-differenza biss, il-belt hija kapaċi tappoġġja aktar tendenzi tal-moda. U l-aktar tendenzi konvinċenti biss—dawk bl-ogħla rati ta 'trażmissjoni—se jkunu jistgħu jiksbu pożizzjoni barra l-belt.

Għandna t-tendenza li naħsbu li jekk idea tkun tajba, eventwalment tilħaq lil kulħadd, u jekk idea hija ħażina, tisparixxi. Naturalment, dan huwa minnu f'każijiet estremi, iżda bejniethom hemm ħafna ideat u prattiċi li jistgħu biss imorru virali fuq ċerti netwerks. Dan huwa tassew tal-għaġeb.

Mhux bliet biss

Qegħdin inħarsu lejn l-impatt hawn densità tan-netwerk. Huwa definit għal sett partikolari ta 'nodi bħala numru kustilji attwali, diviż bin-numru truf potenzjali. Jiġifieri, il-perċentwal ta 'konnessjonijiet possibbli li fil-fatt jeżistu.

Allura, rajna li d-densità tan-netwerk fiċ-ċentri urbani hija ogħla milli fiż-żoni rurali. Iżda l-bliet mhumiex l-uniku post fejn insibu netwerks densi.

Eżempju interessanti huma l-iskejjel sekondarji. Pereżempju, għal qasam speċifiku, inqabblu n-netwerk li jeżisti fost it-tfal tal-iskola man-netwerk li jeżisti fost il-ġenituri tagħhom. L-istess żona ġeografika u l-istess popolazzjoni, iżda netwerk wieħed huwa ħafna drabi aktar dens mill-ieħor. Għalhekk mhux sorprendenti li x-xejriet tal-moda u lingwistiċi jinfirxu ħafna aktar malajr fost l-adoloxxenti.

Bl-istess mod, in-netwerks tal-elite għandhom tendenza li jkunu ħafna aktar densi minn netwerks mhux elite - fatt naħseb li huwa sottovalutat (nies li huma popolari jew influwenti jqattgħu aktar ħin fin-netwerking u għalhekk għandhom aktar "ġirien" minn nies ordinarji). Ibbażat fuq is-simulazzjonijiet ta 'hawn fuq, nistennew li n-netwerks tal-elite jappoġġjaw xi forom kulturali li ma jistgħux jiġu appoġġjati mill-mainstream, sempliċement ibbażati fuq il-liġijiet matematiċi tal-grad medju tan-netwerk. Inħallik tispekula dwar x'jistgħu jkunu dawn il-forom kulturali.

Fl-aħħarnett, nistgħu napplikaw din l-idea għall-Internet billi nimmudellawha bħala enormi u stretta ħafna belt. Mhix sorpriża li ħafna tipi ġodda ta' kultura qed jiffjorixxu onlajn li sempliċiment ma jistgħux jiġu appoġġjati fuq netwerks purament spazjali: passatempi niċċa, standards aħjar ta' disinn, għarfien akbar ta' inġustizzja, eċċ. U mhux biss affarijiet sbieħ. Hekk kif il-bliet tal-bidu kienu artijiet ta’ nissgħa għal mard li ma setax jinfirex f’densitajiet baxxi ta’ popolazzjoni, hekk l-Internet huwa art fertili għal forom kulturali malinni bħal clickbait, aħbarijiet foloz, u li jqanqlu għajb artifiċjali.

Għarfien

"Li jkollok l-espert it-tajjeb fil-ħin it-tajjeb ħafna drabi hija l-aktar riżorsa siewja għas-soluzzjoni kreattiva tal-problemi." — Michael Nielsen, Inventing Discovery

Ħafna drabi naħsbu fl-iskoperta jew l-invenzjoni bħala proċess li jseħħ f’moħħ ġenju wieħed. Huwa jintlaqat minn leħħa ta’ ispirazzjoni u - Eureka! — f'daqqa waħda għandna mod ġdid kif inkejlu l-volum. Jew l-ekwazzjoni tal-gravità. Jew bozza tad-dawl.

Imma jekk nieħdu l-perspettiva ta 'inventur waħdu fil-mument tal-iskoperta, allura qed inħarsu lejn il-fenomenu mil-lat ta' node. Filwaqt li jkun aktar korrett li tiġi interpretata l-invenzjoni bħala netwerk fenomenu.

In-netwerk huwa importanti f'mill-inqas żewġ modi. L-ewwel, l-ideat eżistenti għandhom jippenetraw fis-sensi inventur. Dawn huma kwotazzjonijiet minn artiklu ġdid, is-sezzjoni biblijografika ta’ ktieb ġdid – il-ġganti li fuq spallejnhom kien hemm Newton. It-tieni nett, in-netwerk huwa kritiku għar-ritorn ta 'idea ġdida lura fid-dinja; invenzjoni li ma nfirxetx ma tantx tissejjaħ “invenzjoni”. Għalhekk, għal dawn iż-żewġ raġunijiet, jagħmel sens li timmudella l-invenzjoni—jew, b'mod aktar wiesa', it-tkabbir tal-għarfien—bħala proċess ta 'diffużjoni.

F'waqtu, ser nippreżenta simulazzjoni approssimattiva ta' kif l-għarfien jista' jinfirex u jikber f'netwerk. Imma l-ewwel irrid nispjega.

Fil-bidu tas-simulazzjoni, hemm erba 'esperti f'kull kwadrant tal-grilja, irranġati kif ġej:

Espert 1 għandu l-ewwel verżjoni tal-idea - ejja nsejħulha Idea 1.0. Espert 2 huwa l-persuna li taf kif iddawwar Idea 1.0 f'Idea 2.0. L-espert 3 jaf kif jittrasforma Idea 2.0 f'Idea 3.0. U fl-aħħar nett, ir-raba’ espert jaf kif jagħti l-aħħar irtokki fuq l-Idea 4.0.

Dan huwa simili għal teknika bħall-origami, fejn tekniki huma żviluppati u kkombinati ma 'tekniki oħra biex jinħolqu disinji aktar interessanti. Jew jista 'jkun qasam ta' għarfien, bħall-fiżika, li fih xogħol aktar reċenti jibni fuq ix-xogħol fundamentali ta 'predeċessuri.

Il-punt ta 'din is-simulazzjoni huwa li għandna bżonn l-erba' esperti kollha biex jikkontribwixxu għall-verżjoni finali tal-idea. U f'kull stadju l-idea għandha tinġieb għall-attenzjoni tal-espert xieraq.

Ftit twissijiet. Hemm ħafna suppożizzjonijiet mhux realistiċi kodifikati fis-simulazzjoni. Hawn huma biss ftit minnhom:

1. Huwa preżunt li l-ideat ma jistgħux jinħażnu u jiġu trażmessi ħlief minn persuna għal oħra (jiġifieri, l-ebda kotba jew midja).
2. Huwa preżunt li hemm esperti permanenti fil-popolazzjoni li jistgħu jiġġeneraw ideat, għalkemm fir-realtà ħafna fatturi każwali jinfluwenzaw l-okkorrenza ta 'skoperta jew invenzjoni.
3. L-erba' verżjonijiet kollha tal-idea jużaw l-istess sett ta' parametri tas-SIS (baud rate, perċentwal ta' immunità, eċċ.), għalkemm huwa probabbilment aktar realistiku li jintużaw parametri differenti għal kull verżjoni (1.0, 2.0, eċċ.)
4. Huwa preżunt li l-idea N+1 dejjem tissostitwixxi kompletament l-idea N, għalkemm fil-prattika ħafna drabi kemm verżjonijiet qodma kif ukoll ġodda jiċċirkolaw simultanjament, mingħajr rebbieħ ċar.

… u ħafna oħrajn.

Diskussjoni

Dan huwa mudell simplifikat b'mod ridiculous ta 'kif l-għarfien fil-fatt jikber. Fadal ħafna dettalji importanti barra l-mudell (ara hawn fuq). Madankollu, jaqbad l-essenza importanti tal-proċess. U għalhekk nistgħu, b'riżervi, nitkellmu dwar it-tkabbir tal-għarfien billi tuża l-għarfien tagħna tad-diffużjoni.

B'mod partikolari, il-mudell tad-diffużjoni jipprovdi għarfien dwar kif tħaffef il-proċess: Ħtieġa li jiġi ffaċilitat l-iskambju ta 'ideat bejn nodi esperti. Dan jista 'jfisser tneħħija tan-netwerk ta' nodi mejta li qed ifixklu d-diffużjoni. Jew jista 'jfisser li tqiegħed l-esperti kollha f'belt jew cluster b'densità għolja ta' netwerk fejn l-ideat jinfirxu malajr. Jew sempliċement iġborhom f'kamra waħda:

Allura... dak kollu li nista 'ngħid dwar id-diffużjoni.

Imma għandi l-aħħar ħsieb, u huwa importanti ħafna. Huwa dwar it-tkabbiru staġnar) għarfien fil-komunitajiet xjentifiċi. Din l-idea hija differenti fit-ton u l-kontenut minn kull ħaġa ta’ hawn fuq, imma nispera li taħfirli.

Dwar netwerks xjentifiċi

L-illustrazzjoni turi waħda mill-aktar loops ta' feedback pożittiv importanti fid-dinja (u ilha hekk għal żmien pjuttost twil):

Il-progressjoni 'l fuq taċ-ċiklu (K ⟶ T) hija pjuttost sempliċi: nużaw għarfien ġdid biex niżviluppaw għodod ġodda. Pereżempju, il-fehim tal-fiżika tas-semikondutturi jippermettilna nibnu kompjuters.

Madankollu, il-mossa 'l isfel teħtieġ xi spjegazzjoni. L-iżvilupp tat-teknoloġija kif iwassal għal żieda fl-għarfien?

Mod wieħed—forsi l-aktar dirett—huwa meta teknoloġiji ġodda jagħtuna modi ġodda kif nipperċepixxu d-dinja. Pereżempju, l-aqwa mikroskopji jippermettulek tħares aktar fil-fond ġewwa ċellola, u jipprovdu għarfien għall-bijoloġija molekulari. Trackers tal-GPS juru kif l-annimali jiċċaqilqu. Sonar jippermettilek tesplora l-oċeani. U l-bqija.

Dan huwa bla dubju mekkaniżmu vitali, iżda hemm mill-inqas żewġ mogħdijiet oħra mit-teknoloġija għall-għarfien. Jistgħu ma jkunux daqshekk sempliċi, imma naħseb li huma daqstant importanti:

Ewwel. It-teknoloġija twassal għal abbundanza ekonomika (jiġifieri ġid), li tippermetti li aktar nies jidħlu fil-produzzjoni tal-għarfien.

Jekk 90% tal-popolazzjoni ta 'pajjiżek hija involuta fl-agrikoltura, u l-10% li jifdal huma involuti f'xi forma ta' kummerċ (jew gwerra), allura n-nies ikollhom ftit li xejn ħin liberu biex jaħsbu dwar il-liġijiet tan-natura. Forsi huwa għalhekk li fi żminijiet preċedenti x-xjenza kienet promossa prinċipalment minn tfal minn familji sinjuri.

L-Istati Uniti tipproduċi aktar minn 50 Ph.D.s kull sena. Minflok persuna tmur taħdem f’fabbrika fl-età ta’ 000-il sena (jew aktar kmieni), student gradwat irid jiġi ffinanzjat sa l-età ta’ 18 jew forsi 30—u anke allura mhux ċar jekk ix-xogħol tiegħu hux se jkollu xi impatt ekonomiku reali. Iżda huwa meħtieġ li persuna tilħaq il-quddiem tad-dixxiplina tagħha, speċjalment f'oqsma kumplessi bħall-fiżika jew il-bijoloġija.

Il-fatt hu li mil-lat tas-sistemi, l-ispeċjalisti huma għaljin. U s-sors aħħari tal-ġid pubbliku li jiffinanzja lil dawn l-ispeċjalisti huwa teknoloġija ġdida: il-moħriet jissussidja l-pinna.

It-tieni. Teknoloġiji ġodda, speċjalment fil-qasam tal-ivvjaġġar u l-komunikazzjonijiet, qed ibiddlu l-istruttura tan-netwerks soċjali li fihom jikber l-għarfien. B'mod partikolari, tippermetti lill-esperti u lill-ispeċjalisti jinteraġixxu aktar mill-qrib ma' xulxin.

Invenzjonijiet notevoli hawnhekk jinkludu l-istampar, vapuri tal-fwar u ferroviji (li jiffaċilitaw l-ivvjaġġar u/jew jibagħtu posta fuq distanzi twal), telefowns, ajruplani, u l-Internet. Dawn it-teknoloġiji kollha jikkontribwixxu għal żieda fid-densità tan-netwerk, speċjalment fi ħdan komunitajiet speċjalizzati (fejn iseħħ kważi t-tkabbir kollu tal-għarfien). Pereżempju, in-netwerks ta’ korrispondenza li ħarġu fost ix-xjenzati Ewropej fl-aħħar tal-Medju Evu, jew il-mod kif il-fiżiċi moderni jużaw arXiv.

Fl-aħħar mill-aħħar, dawn iż-żewġ mogħdijiet huma simili. It-tnejn iżidu d-densità tan-netwerk ta 'speċjalisti, li mbagħad iwassal għal żieda fl-għarfien:

Għal ħafna snin kont pjuttost tiċħad l-edukazzjoni għolja. Il-perjodu qasir tiegħi fl-iskola tal-gradwati ħalliet togħma ħażina f'ħalqi. Imma issa li nħares lura u naħseb (apparti l-problemi personali kollha), irrid nikkonkludi li l-edukazzjoni ogħla għadha b'mod eċċessiv importanti.

In-netwerks soċjali akkademiċi (eż., komunitajiet ta’ riċerka) huma waħda mill-aktar strutturi avvanzati u siewja li ħolqot iċ-ċiviltà tagħna. Imkien ma akkumulajna konċentrazzjoni akbar ta 'speċjalisti ffukati fuq il-produzzjoni tal-għarfien. Imkien ma żviluppaw kapaċità akbar li jifhmu u jikkritikaw l-ideat ta’ xulxin. Hija l-qalba tħabbat tal-progress. Huwa f'dawn in-netwerks li n-nar tal-illuminazzjoni jaħraq bl-aktar qawwa.

Imma ma nistgħux nieħdu l-progress for granted. Jekk esperiment irriproduċibbiltà kriżi u jekk għallmitna xi ħaġa, kienet li x-xjenza jista’ jkollha problemi sistemiċi. Dan huwa tip ta 'degradazzjoni tan-netwerk.

Ejja ngħidu li niddistingwu bejn żewġ modi kif nagħmlu x-xjenza: xjenza reali и karrieriżmu. Ix-xjenza reali hija prattiki li jipproduċu għarfien b'mod affidabbli. Hija motivata mill-kurżità u kkaratterizzata mill-onestà (Feynman: "Tara, għandi bżonn biss li nifhem id-dinja"). Il-karrieriżmu, għall-kuntrarju, huwa motivat minn ambizzjonijiet professjonali u huwa kkaratterizzat minn logħob tal-politika u shortcuts xjentifiċi. Jista’ jidher u jaġixxi bħax-xjenza, imma ebda jipproduċi għarfien affidabbli.

(Iva, din hija dikotomija esaġerata. Biss esperiment ta’ ħsieb. Twaħħalnix).

Il-fatt hu li meta l-karrieristi jieħdu spazju fil-komunità tar-riċerka reali, iħassru x-xogħol. Jistinkaw biex jippromwovu lilhom infushom filwaqt li l-bqija tal-komunità tipprova tikseb u jaqsmu għarfien ġdid. Minflok jagħmlu ħilithom għaċ-ċarezza, il-karrieristi jikkomplikaw u jħawdu kollox sabiex jinstemgħu aktar impressjonanti. Huma impenjati (kif jgħid Harry Frankfurt) bla sens xjentifiku. U għalhekk nistgħu nimudellawhom bħala nodi mejta, li ma jagħmlux ħsara lill-iskambju ġust ta 'informazzjoni meħtieġa għat-tkabbir tal-għarfien:

Forsi l-aħjar mudell huwa wieħed li fih l-għoqiedi karrieristi mhumiex biss impermeabbli għall-għarfien, iżda jxerrdu b'mod attiv għarfien falz. Għarfien falz jista 'jinkludi riżultati insinifikanti li l-importanza tagħhom hija minfuħa artifiċjalment, jew riżultati tassew foloz li jirriżultaw minn manipulazzjoni jew data ffabbrikata.

Ma jimpurtax kif nimudellawhom, il-karrieristi jistgħu ċertament jifgaw il-komunitajiet xjentifiċi tagħna.

Huwa bħar-reazzjoni katina nukleari li għandna bżonn iddisprat - neħtieġu splużjoni ta 'għarfien - l-U-235 arrikkit tagħna biss għandu wisq mill-isotopu mhux reattiv U-238 fih, li jrażżan ir-reazzjoni katina.

Naturalment, m'hemm l-ebda differenza ċara bejn il-karrieristi u x-xjenzati reali. Kull wieħed minna għandu ftit karrieriżmu moħbi ġewwa fina. Il-mistoqsija hija kemm jista' jdum in-netwerk qabel ma tgħib it-tixrid tal-għarfien.

Oh, taqra sa l-aħħar. Grazzi talli qrajt.

Liċenzja

CC0 Id-drittijiet kollha mhux riżervati. Tista' tuża dan ix-xogħol kif tara xieraq :).

Rikonoxximenti

• Kevin Kwok и Kawża Nicky għal kummenti u suġġerimenti maħsubin dwar diversi verżjonijiet tal-abbozz.
• Nick Barr — għall-appoġġ morali matul il-proċess kollu u għall-aktar rispons utli dwar ix-xogħol tiegħi.
• Keith A. talli rrimarkali l-fenomenu tal-perkolazzjoni u l-limitu tal-perkolazzjoni.
• Geoff Lonsdale għall-link għal dan huwa esej, li (minkejja l-bosta nuqqasijiet tagħha) kienet l-ispinta ewlenija għall-ħidma fuq din il-kariga.

Kampjuni ta' Esej Interattivi

• Ix-xogħol kollu ta' Nicky Case, speċjalment. "Il-Parabbola tal-Poligoni" (ma’ Vi Hart) u "L-iżvilupp ta' votazzjoni aħjar". Dan huwa bar għoli għal dak li jista 'jkun esej interattiv.
• Distill.pub: Deskrizzjonijiet interattivi ta' kwalità eċċezzjonalment għolja tat-tagħlim tal-magni.
• Xogħol klassiku ta’ Bret Victor "L fuq u 'l isfel mis-sellum tal-Astrazzjoni". Ma kontx tajjeb ħafna biex niċċaqlaq it-taraġ, imma dejjem hemm prova waħda oħra.

Sors: www.habr.com