Ikiwa umetumia wakati wowote kufikiria juu ya mifumo changamano, labda unaelewa umuhimu wa mitandao. Mitandao inatawala dunia yetu. Kutoka kwa athari za kemikali ndani ya seli, hadi kwenye mtandao wa mahusiano katika mfumo ikolojia, hadi biashara na mitandao ya kisiasa inayounda mkondo wa historia.

Au fikiria makala hii unayosoma. Labda uliipata ndani mtandao wa kijamii, imepakuliwa kutoka mtandao wa kompyuta na kwa sasa wanafafanua maana kwa kutumia yako mtandao wa neva.

Lakini kama vile nimefikiria juu ya mitandao kwa miaka mingi, hadi hivi majuzi sikuelewa umuhimu wa rahisi uenezaji.

Hii ndio mada yetu ya leo: jinsi, jinsi kila kitu kinavyosonga na kuenea. Baadhi ya mifano ili kuamsha hamu yako:

• Magonjwa ya kuambukiza ambayo hupita kutoka kwa carrier hadi carrier ndani ya idadi ya watu.
• Meme zinazoenea kwenye grafu ya wafuasi kwenye mitandao ya kijamii.
• Moto wa msitu.
• Mawazo na desturi zinazoenea katika utamaduni.
• Neutroni inaporomoka katika urani iliyorutubishwa.

Maelezo ya haraka kuhusu fomu.

Tofauti na kazi zangu zote za awali, insha hii inaingiliana [in makala asili mifano ingiliani hutolewa na vitelezi na vifungo vinavyodhibiti vitu kwenye skrini - takriban. njia].

Basi hebu tuanze. Kazi ya kwanza ni kukuza msamiati wa kuona kwa usambazaji katika mitandao.

Mfano rahisi

Nina hakika kuwa nyote mnajua msingi wa mitandao, ambayo ni, nodi + kingo. Ili kusoma uenezaji, unahitaji tu kuweka alama kwenye nodi kama hai. Au, kama wataalam wa magonjwa wanavyopenda kusema, aliyeathirika:

Uanzishaji huu au maambukizi huenea kupitia mtandao kutoka kwa nodi hadi nodi kulingana na sheria ambazo tutaendeleza hapa chini.

Mitandao halisi kwa kawaida ni mikubwa zaidi kuliko mtandao huu rahisi wa nodi saba. Pia wanachanganya zaidi. Lakini kwa ajili ya unyenyekevu, tutajenga mfano wa toy hapa ili kujifunza kimiani, yaani, mtandao wa kimiani.

(Kile ambacho mesh inakosa katika uhalisia, inaboresha kwa kuwa rahisi kuchora 😉

Isipokuwa pale ambapo imebainishwa vinginevyo, nodi za mtandao zina majirani wanne, kwa mfano:

Na unahitaji kufikiria kuwa lati hizi zinaenea kwa pande zote. Kwa maneno mengine, hatupendezwi na tabia ambayo hutokea tu kwenye kingo za mtandao au kwa idadi ndogo ya watu.

Kwa kuzingatia kwamba lati zimepangwa sana, tunaweza kurahisisha hadi pikseli. Kwa mfano, picha hizi mbili zinawakilisha mtandao mmoja:

Katika tabia moja, node inayofanya kazi daima hupeleka maambukizi kwa majirani zake (wasioambukizwa). Lakini inachosha. Mambo mengi ya kuvutia zaidi hutokea wakati uhamisho uwezekano.

SIR na SIS

В SIR mifano (Inayoathiriwa-Kuambukizwa-Imeondolewa) nodi inaweza kuwa katika hali tatu:

• Inaweza kuathiriwa
• Aliyeathirika
• Imeondolewa

Hivi ndivyo uigaji mwingiliano unavyofanya kazi [in makala asili unaweza kuchagua kiwango cha maambukizi kutoka 0 hadi 1, angalia mchakato hatua kwa hatua au kwa ukamilifu - takriban. tafsiri.]:

• Vifundo huanza kwa urahisi, isipokuwa vifundo vichache vinavyoanza kama vimeambukizwa.
• Katika kila hatua ya wakati, nodi zilizoambukizwa zina nafasi ya kusambaza maambukizo kwa kila majirani zao wanaohusika na uwezekano sawa na kiwango cha maambukizi.
• Nodi zilizoambukizwa kisha huingia katika hali ya "kufutwa", kumaanisha kuwa hawawezi tena kuambukiza wengine au kuambukizwa wenyewe.

Katika hali ya ugonjwa, kuondolewa kunaweza kumaanisha kwamba mtu amekufa au kwamba amejenga kinga kwa pathogen. Tunasema "zimeondolewa" kutoka kwa simulation kwa sababu hakuna kitu kingine kinachotokea kwao.

Kulingana na kile tunachojaribu kuiga, muundo tofauti na SIR unaweza kuhitajika.

Ikiwa tunaiga kuenea kwa surua au mlipuko wa moto mwituni, SIR ni bora. Lakini tuseme tunaiga kuenea kwa desturi mpya ya kitamaduni, kama vile kutafakari. Mara ya kwanza nodi (mtu) inapokea kwa sababu haijawahi kufanya hivi hapo awali. Kisha, akianza kutafakari (labda baada ya kusikia kuhusu jambo hilo kutoka kwa rafiki), tutamwiga kama aliyeambukizwa. Lakini ikiwa ataacha mazoezi, hatakufa na hataanguka nje ya simulation, kwa sababu katika siku zijazo anaweza kuchukua tabia hii kwa urahisi tena. Kwa hiyo anarudi kwenye hali ya kupokea.

Ni Muundo wa SIS (Anayeweza Kuambukizwa–Anayeweza Kuathiriwa). Mfano wa classical una vigezo viwili: kasi ya maambukizi na kasi ya kurejesha. Walakini, katika uigaji wa nakala hii, niliamua kurahisisha kwa kuacha kigezo cha kiwango cha uokoaji. Badala yake, nodi iliyoambukizwa inarudi moja kwa moja kwa hali ya kuathiriwa katika hatua inayofuata, isipokuwa ikiwa imeambukizwa na mmoja wa majirani zake. Kwa kuongeza, tunaruhusu nodi iliyoambukizwa kwenye hatua n kujiambukiza yenyewe katika hatua ya n+1 na uwezekano sawa na kiwango cha maambukizi.

Majadiliano

Kama unaweza kuona, hii ni tofauti sana na mfano wa SIR.

Kwa sababu nodi haziondolewa kamwe, hata kimiani kidogo sana na iliyofungwa inaweza kusaidia maambukizi ya SIS kwa muda mrefu. Maambukizi huruka tu kutoka nodi hadi nodi na kurudi tena.

Licha ya tofauti zao, SIR na SIS zinabadilika kwa njia ya kushangaza kwa madhumuni yetu. Kwa hivyo kwa nakala iliyosalia ya nakala hii tutashikamana na SIS - haswa kwa sababu ni ya kudumu zaidi na kwa hivyo inafurahisha zaidi kufanya kazi nayo.

Kiwango muhimu

Baada ya kucheza karibu na mifano ya SIR na SIS, unaweza kuwa umegundua kitu kuhusu maisha marefu ya maambukizi. Kwa viwango vya chini sana vya maambukizi, kama vile 10%, maambukizi huelekea kufa. Huku katika viwango vya juu, kama vile 50%, maambukizi yanaendelea kuwa hai na huchukua mtandao mwingi. Ikiwa mtandao haukuwa na kikomo, tunaweza kufikiria unaendelea na kuenea milele.

Usambazaji usio na kikomo kama huo una majina mengi: "virusi", "nyuklia" au (katika kichwa cha kifungu hiki) muhimu.

Inageuka kuna zege hatua ya kuvunja ambayo hutenganisha mitandao ndogo (inaelekea kutoweka) kutoka mitandao ya hali ya juu (uwezo wa ukuaji usio na mwisho). Hatua hii ya kugeuza inaitwa kizingiti muhimu, na hii ni ishara ya jumla ya michakato ya uenezaji katika mitandao ya kawaida.

Thamani halisi ya kizingiti muhimu inatofautiana kati ya mitandao. Kilicho kawaida ni hiki upatikanaji maana kama hiyo.

[Katika onyesho wasilianifu kutoka makala asili Unaweza kujaribu kupata kizingiti muhimu cha mtandao kwa kubadilisha thamani ya kasi ya maambukizi. Ni mahali fulani kati ya 22% na 23% - takriban. trans.]

Katika 22% (na chini), maambukizi hatimaye hufa. Katika 23% (na zaidi), maambukizi ya awali wakati mwingine hufa, lakini katika hali nyingi itaweza kuishi na kuenea kwa muda mrefu ili kuhakikisha kuwepo kwake milele.

(Kwa njia, kuna uwanja mzima wa kisayansi unaojitolea kutafuta vizingiti hivi muhimu kwa topolojia tofauti za mtandao. Kwa utangulizi wa haraka, ninapendekeza utembeze haraka kupitia makala ya Wikipedia kuhusu kizingiti cha kuvuja).

Kwa ujumla, hivi ndivyo inavyofanya kazi: Chini ya kizingiti muhimu, maambukizi yoyote ya kikomo kwenye mtandao yanahakikishiwa (pamoja na uwezekano 1) kufa hatimaye. Lakini juu ya kizingiti muhimu, kuna uwezekano (p > 0) kwamba maambukizi yataendelea milele, na kwa kufanya hivyo yataenea kiholela mbali na tovuti ya awali.

Walakini, kumbuka kuwa mtandao wa hali ya juu sio dhamanakwamba maambukizi yataendelea milele. Kwa kweli, mara nyingi hupungua, hasa katika hatua za mwanzo za simulation. Hebu tuone jinsi hii inavyotokea.

Hebu tuchukue kwamba tulianza na nodi moja iliyoambukizwa na majirani wanne. Katika hatua ya kwanza ya modeli, maambukizo yana nafasi 5 huru za kuenea (pamoja na nafasi ya "kuenea" yenyewe katika hatua inayofuata):

Sasa hebu tuchukulie kiwango cha uhamisho ni 50%. Katika kesi hii, katika hatua ya kwanza tunapindua sarafu mara tano. Na ikiwa vichwa vitano vimevingirishwa, maambukizi yataharibiwa. Hii hutokea katika takriban 3% ya kesi - na hii ni katika hatua ya kwanza tu. Maambukizi ambayo yanasalia katika hatua ya kwanza yana uwezekano fulani (kawaida mdogo) wa kufa katika hatua ya pili, uwezekano fulani (hata mdogo zaidi) wa kufa katika hatua ya tatu, nk.

Kwa hiyo, hata wakati mtandao ni supercritical - ikiwa kiwango cha maambukizi ni 99% - kuna nafasi ya kuwa maambukizi yatatoweka.

Lakini jambo kuu ni kwamba yeye hana daima itafifia. Ikiwa unaongeza uwezekano wa hatua zote za kufa kwa infinity, matokeo ni chini ya 1. Kwa maneno mengine, kuna uwezekano usio na sifuri kwamba maambukizi yataendelea milele. Hii ndio maana ya mtandao kuwa wa hali ya juu sana.

SISA: kuwezesha moja kwa moja

Hadi kufikia hatua hii, uigaji wetu wote ulianza na kipande kidogo cha nodi zilizoambukizwa kabla katikati.

Lakini vipi ikiwa utaanza kutoka mwanzo? Kisha tunatoa mfano wa uanzishaji wa hiari-mchakato ambao nodi nyeti huambukizwa kwa bahati nasibu (sio kutoka kwa mmoja wa majirani zake).

Ni kuitwa Mfano wa SISA. Herufi "a" inasimama kwa "otomatiki".

Katika simulation ya SISa, parameter mpya inaonekana - kiwango cha uanzishaji wa hiari, ambayo hubadilisha mzunguko wa maambukizi ya papo hapo (kigezo cha kiwango cha maambukizi tulichoona hapo awali pia kipo).

Je, inachukua nini kwa maambukizi kuenea kwenye mtandao?

Majadiliano

Huenda umeona katika uigaji kwamba kuongeza kasi ya kuwezesha moja kwa moja haibadilishi ikiwa maambukizi huchukua mtandao mzima au la. Pekee kasi ya maambukizi huamua ikiwa mtandao ni wa uhakiki mdogo au wa juu zaidi. Na wakati mtandao ni muhimu (kiwango cha maambukizi chini ya au sawa na 22%), hakuna maambukizi yanaweza kuenea kwenye gridi nzima, bila kujali ni mara ngapi huanza.

Ni kama kuwasha moto kwenye shamba lenye maji. Unaweza kuwasha majani machache makavu kwenye moto, lakini mwali utazima haraka kwa sababu mazingira mengine hayawezi kuwaka vya kutosha (subcritical). Huku kwenye uwanja mkavu sana (supercritical), cheche moja inatosha moto kuanza kuwaka.

Mambo sawa yanazingatiwa katika nyanja ya mawazo na uvumbuzi. Mara nyingi ulimwengu hauko tayari kwa wazo, katika hali ambayo inaweza zuliwa tena na tena, lakini haivutii raia. Kwa upande mwingine, ulimwengu unaweza kuwa tayari kabisa kwa uvumbuzi (mahitaji makubwa ya latent), na mara tu inapozaliwa, inakubaliwa na kila mtu. Katikati ni mawazo ambayo yamevumbuliwa katika maeneo kadhaa na kuenea ndani ya nchi, lakini haitoshi kwa toleo lolote la kufagia mtandao mzima mara moja. Katika kategoria hii ya mwisho tunapata, kwa mfano, kilimo na uandishi, ambavyo vilivumbuliwa kwa uhuru na ustaarabu tofauti wa wanadamu takriban mara kumi na tatu, mtawaliwa.

Kinga

Tuseme tunafanya nodi zingine zisiathirike kabisa, yaani, kinga dhidi ya kuwezesha. Ni kana kwamba hapo awali wako katika hali ya mbali, na mfano wa SIS(a) unazinduliwa kwenye nodi zilizobaki.

Kitelezi cha kinga hudhibiti asilimia ya nodi zinazoondolewa. Jaribu kubadilisha thamani yake (wakati mfano unafanya kazi!) na uone jinsi inavyoathiri hali ya mtandao, ikiwa itakuwa ya juu sana au la.

Majadiliano

Kubadilisha idadi ya nodi zisizojibu hubadilisha kabisa picha ya ikiwa mtandao utakuwa mdogo au wa juu zaidi. Na si vigumu kuona kwa nini. Kwa idadi kubwa ya majeshi yasiyoweza kuambukizwa, maambukizi yana nafasi ndogo ya kuenea kwa majeshi mapya.

Inageuka kuwa hii ina idadi ya matokeo muhimu sana ya vitendo.

Mojawapo ni kuzuia kuenea kwa moto wa misitu. Katika ngazi ya mtaa, kila mtu lazima achukue tahadhari zake (kwa mfano, kamwe usiache mwako wazi bila kutunzwa). Lakini kwa kiwango kikubwa, milipuko ya pekee haiwezi kuepukika. Kwa hivyo njia nyingine ya ulinzi ni kuhakikisha kuna "mapumziko" ya kutosha (katika mtandao wa vifaa vinavyoweza kuwaka) ili mlipuko usiingie mtandao mzima. Kusafisha hufanya kazi hii:

Mlipuko mwingine ambao ni muhimu kuacha ni ugonjwa wa kuambukiza. Hapa dhana inaletwa kinga ya mifugo. Hili ni wazo kwamba baadhi ya watu hawawezi kupewa chanjo (kwa mfano, wana mfumo wa kinga ulioathirika), lakini ikiwa watu wa kutosha wana kinga dhidi ya maambukizi, ugonjwa hauwezi kuenea kwa muda usiojulikana. Kwa maneno mengine, unapaswa kuchanja kutosha sehemu ya idadi ya watu kuhamisha idadi ya watu kutoka kwa hali ya juu sana hadi hali ya uhakiki. Wakati hii itatokea, mgonjwa mmoja bado anaweza kuambukizwa (baada ya kusafiri kwa mkoa mwingine, kwa mfano), lakini bila mtandao wa juu ambao kukua, ugonjwa huo utaambukiza watu wachache tu.

Hatimaye, dhana ya nodi za kinga inaelezea kile kinachotokea katika reactor ya nyuklia. Katika mmenyuko wa mnyororo, atomi ya uranium-235 inayooza hutoa takriban nyutroni tatu, ambazo husababisha (kwa wastani) mgawanyiko wa zaidi ya atomi moja ya U-235. Neutroni mpya kisha husababisha mgawanyiko zaidi wa atomi, na kadhalika kwa kasi:

Wakati wa kuunda bomu, suala zima ni kuhakikisha ukuaji wa kielelezo unaendelea bila kuzingatiwa. Lakini katika mmea wa nguvu, lengo ni kuzalisha nishati bila kuua kila mtu karibu nawe. Kwa kusudi hili hutumiwa vijiti vya kudhibiti, iliyofanywa kutoka kwa nyenzo ambazo zinaweza kunyonya neutroni (kwa mfano, fedha au boroni). Kwa sababu hufyonza badala ya kutoa nyutroni, hufanya kama nodi za kinga katika uigaji wetu, na hivyo kuzuia kiini chenye mionzi kwenda kwa uhakiki mkubwa.

Kwa hivyo hila kwa kinu cha nyuklia ni kuweka mwitikio karibu na kizingiti muhimu kwa kusogeza vijiti vya kudhibiti huku na huko, na kuhakikisha kwamba wakati wowote kitu kitaenda vibaya, vijiti vinaanguka ndani ya msingi na kusimamisha.

Shahada

Shahada ya nodi ni idadi ya majirani zake. Hadi kufikia hatua hii, tumezingatia mitandao ya shahada ya 4. Lakini nini kitatokea ikiwa utabadilisha parameter hii?

Kwa mfano, unaweza kuunganisha kila nodi sio tu kwa majirani wanne wa karibu, lakini pia kwa nne zaidi diagonally. Katika mtandao kama huo digrii itakuwa 8.

Lati zilizo na digrii 4 na 8 zina ulinganifu mzuri. Lakini kwa shahada ya 5 (kwa mfano), tatizo linatokea: ni majirani gani watano tunapaswa kuchagua? Katika kesi hii, tunachagua majirani wanne wa karibu (N, E, S, W), na kisha chagua jirani moja kutoka kwa kuweka {NE, SE, SW, NW}. Uchaguzi unafanywa kwa kujitegemea kwa kila nodi kwa kila hatua ya wakati.

Majadiliano

Tena, si vigumu kuona kinachoendelea hapa. Wakati kila nodi ina majirani zaidi, uwezekano wa kuenea kwa maambukizi huongezeka-na hivyo mtandao una uwezekano mkubwa wa kuwa muhimu.

Walakini, matokeo yanaweza kuwa yasiyotarajiwa, kama tutakavyoona hapa chini.

Miji na msongamano wa mtandao

Hadi sasa, mitandao yetu imekuwa homogeneous kabisa. Kila nodi inaonekana kama nyingine yoyote. Lakini vipi ikiwa tutabadilisha hali na kuruhusu majimbo tofauti ya nodi kwenye mtandao?

Kwa mfano, hebu tujaribu kuiga miji. Ili kufanya hivyo, tutaongeza wiani katika baadhi ya sehemu za mtandao (shahada ya juu ya nodes). Tunafanya hivyo kulingana na data ambayo wananchi wanayo mduara mpana wa kijamii na mwingiliano zaidi wa kijamiikuliko watu wa nje ya miji.

Katika mfano wetu, nodi zinazoweza kuathiriwa zina rangi kulingana na kiwango chao. Nodi katika "maeneo ya vijijini" zina digrii 4 (na zina rangi ya kijivu nyepesi), wakati nodi katika "maeneo ya mijini" zina digrii za juu (na zina rangi nyeusi), kuanzia na digrii 5 nje kidogo na kuishia na 8 katikati mwa jiji .

Jaribu kuchagua kasi ya uenezi ili uanzishaji ufunike miji na kisha usipite nje ya mipaka yao.

Ninaona simulizi hii ya wazi na ya kushangaza. Bila shaka, miji inadumisha kiwango cha kitamaduni bora kuliko maeneo ya vijijini - kila mtu anajua hili. Kinachonishangaza ni kwamba baadhi ya anuwai hii ya kitamaduni huibuka kwa msingi wa topolojia ya mtandao wa kijamii.

Hili ni jambo la kuvutia, nitajaribu kuelezea kwa undani zaidi.

Hapa tunashughulika na aina za tamaduni zinazopitishwa kwa urahisi na moja kwa moja kutoka kwa mtu hadi mtu. Kwa mfano, adabu, michezo ya ukumbini, mitindo ya mitindo, mitindo ya lugha, tambiko za vikundi vidogo na bidhaa zinazoenezwa kwa maneno ya mdomo, pamoja na maelezo mafupi tunayoita mawazo.

(Kumbuka: usambazaji wa habari kati ya watu unafanywa kuwa mgumu sana na vyombo vya habari. Ni rahisi kufikiria mazingira ya zamani ya kiteknolojia, kama vile Ugiriki ya Kale, ambapo karibu kila cheche za utamaduni zilipitishwa kwa mwingiliano wa anga za juu.)

Kutokana na uigaji huo hapo juu, nilijifunza kwamba kuna mawazo na desturi za kitamaduni ambazo zinaweza kukita mizizi na kuenea katika jiji, lakini haziwezi (kihisabati haziwezi) kuenea katika maeneo ya vijijini. Haya ni mawazo sawa na watu sawa. Jambo sio kwamba wakazi wa vijijini kwa namna fulani "wa karibu": wakati wa kuingiliana na wazo moja, wao haswa nafasi sawa za kukamatakama wenyeji. Ni kwamba wazo yenyewe haliwezi kuwa virusi katika maeneo ya vijijini, kwa sababu hakuna miunganisho mingi ambayo inaweza kuenea.

Hii labda ni rahisi kuona katika uwanja wa mitindo - nguo, mitindo ya nywele, nk Katika mtandao wa mitindo, tunaweza kukamata ukingo wa kimiani wakati watu wawili wanaona mavazi ya kila mmoja. Katika kituo cha mijini, kila mtu anaweza kuona watu wengine zaidi ya 1000 kila siku - mitaani, kwenye barabara ya chini, katika mgahawa uliojaa watu, nk. Katika eneo la vijijini, kinyume chake, kila mtu anaweza kuona tu kadhaa ya dazeni. wengine. Kulingana na tofauti hii tu, jiji linaweza kuunga mkono mitindo zaidi ya mitindo. Na mielekeo inayovutia zaidi—iliyo na viwango vya juu zaidi vya upokezaji—itaweza kupata mkondo nje ya jiji.

Huwa tunafikiri kwamba wazo likiwa zuri, hatimaye litamfikia kila mtu, na ikiwa wazo ni baya, litatoweka. Bila shaka, hii ni kweli katika hali mbaya, lakini kati kuna mawazo mengi na mazoea ambayo yanaweza tu kwenda kwenye mitandao fulani. Hii ni ajabu kweli.

Sio miji tu

Tunaangalia athari hapa msongamano wa mtandao. Inafafanuliwa kwa seti fulani ya nodi kama nambari mbavu halisi, kugawanywa na nambari pembe zinazowezekana. Hiyo ni, asilimia ya miunganisho inayowezekana ambayo iko.

Kwa hiyo, tumeona kwamba msongamano wa mtandao katika maeneo ya mijini ni mkubwa kuliko wa vijijini. Lakini miji sio mahali pekee ambapo tunapata mitandao mnene.

Mfano wa kuvutia ni shule za sekondari. Kwa mfano, kwa eneo maalum, tunalinganisha mtandao uliopo kati ya watoto wa shule na mtandao uliopo kati ya wazazi wao. Eneo sawa la kijiografia na idadi ya watu sawa, lakini mtandao mmoja ni mnene mara nyingi zaidi kuliko mwingine. Kwa hiyo haishangazi kwamba mitindo na mielekeo ya lugha inaenea kwa kasi zaidi miongoni mwa vijana.

Kadhalika, mitandao ya wasomi inaelekea kuwa mizito zaidi kuliko mitandao isiyo ya wasomi - jambo ambalo nadhani halithaminiwi (watu ambao ni maarufu au wenye ushawishi hutumia muda mwingi kwenye mitandao na hivyo kuwa na "majirani" zaidi kuliko watu wa kawaida wa watu). Kulingana na uigaji ulio hapo juu, tunatarajia kuwa mitandao ya wasomi itasaidia baadhi ya miundo ya kitamaduni ambayo haiwezi kuungwa mkono na jamii kuu, kwa kuzingatia tu sheria za hisabati za shahada ya wastani ya mtandao. Ninakuacha kutafakari kuhusu aina hizi za kitamaduni zinaweza kuwa.

Hatimaye, tunaweza kutumia wazo hili kwenye mtandao kwa kuliiga kama kubwa na tight sana mji. Haishangazi kwamba aina nyingi mpya za tamaduni zinastawi mtandaoni ambazo haziwezi kuungwa mkono kwenye mitandao ya anga: vitu vya kufurahisha zaidi, viwango bora vya muundo, ufahamu zaidi wa dhuluma, n.k. Na si mambo mazuri tu. Kama vile miji ya mapema ilivyokuwa maeneo ya kuzaliana kwa magonjwa ambayo hayangeweza kuenea katika msongamano mdogo wa watu, vivyo hivyo Mtandao ni eneo la kuzaliana kwa aina mbaya za kitamaduni kama vile kubofya, habari za uwongo, na kuchochea hasira ya bandia.

Maarifa

"Kuwa na mtaalam anayefaa kwa wakati unaofaa mara nyingi ndio rasilimali muhimu zaidi ya utatuzi wa shida wa ubunifu." - Michael Nielsen, Uvumbuzi wa Kuvumbua

Mara nyingi tunafikiria ugunduzi au uvumbuzi kama mchakato unaotokea katika akili ya fikra moja. Anakumbwa na mwanga wa wahyi na - Eureka! - ghafla tuna njia mpya ya kupima kiasi. Au mlinganyo wa mvuto. Au balbu nyepesi.

Lakini ikiwa tunachukua mtazamo wa mvumbuzi pekee wakati wa ugunduzi, basi tunaangalia jambo hilo. kutoka kwa mtazamo wa nodi. Ingawa itakuwa sahihi zaidi kutafsiri uvumbuzi kama mtandao jambo.

Mtandao ni muhimu kwa angalau njia mbili. Kwanza, mawazo yaliyopo lazima yapenye kwenye fahamu mvumbuzi. Hizi ni nukuu kutoka kwa nakala mpya, sehemu ya biblia ya kitabu kipya - majitu ambayo Newton alisimama kwenye mabega yao. Pili, mtandao ni muhimu kwa kurudisha wazo jipya nyuma katika ulimwengu; uvumbuzi ambao haujaenea haifai kabisa kuita "uvumbuzi" hata kidogo. Kwa hivyo, kwa sababu hizi zote mbili, ni mantiki kuiga uvumbuzi - au, kwa upana zaidi, ukuaji wa maarifa - kama mchakato wa uenezaji.

Baada ya muda mfupi, nitawasilisha simulizi mbaya ya jinsi maarifa yanaweza kuenea na kukua ndani ya mtandao. Lakini kwanza lazima nieleze.

Mwanzoni mwa simulation, kuna wataalam wanne katika kila roboduara ya gridi ya taifa, iliyopangwa kama ifuatavyo:

Mtaalam 1 ana toleo la kwanza la wazo - wacha tuite Idea 1.0. Mtaalam wa 2 ndiye mtu anayejua jinsi ya kugeuza Idea 1.0 kuwa Idea 2.0. Mtaalam wa 3 anajua jinsi ya kubadilisha Idea 2.0 kuwa Idea 3.0. Na hatimaye, mtaalam wa nne anajua jinsi ya kuweka mwisho wa Idea 4.0.

Hii ni sawa na mbinu kama origami, ambapo mbinu hutengenezwa na kuunganishwa na mbinu nyingine ili kuunda miundo ya kuvutia zaidi. Au inaweza kuwa taaluma, kama fizikia, ambayo kazi ya hivi majuzi zaidi hujengwa juu ya kazi kuu ya watangulizi.

Hoja ya uigaji huu ni kwamba tunahitaji wataalam wote wanne kuchangia toleo la mwisho la wazo. Na katika kila hatua wazo lazima liletwe kwa mtaalam anayefaa.

Tahadhari chache. Kuna mawazo mengi yasiyo ya kweli yaliyowekwa kwenye simulation. Hapa ni baadhi tu yao:

1. Inachukuliwa kuwa mawazo hayawezi kuhifadhiwa na kupitishwa isipokuwa kutoka kwa mtu hadi kwa mtu (yaani, hakuna vitabu au vyombo vya habari).
2. Inachukuliwa kuwa kuna wataalam wa kudumu katika idadi ya watu ambao wanaweza kutoa mawazo, ingawa kwa kweli mambo mengi ya random huathiri kutokea kwa ugunduzi au uvumbuzi.
3. Matoleo yote manne ya wazo hutumia seti sawa ya vigezo vya SIS (kiwango cha baud, asilimia ya kinga, n.k.), ingawa pengine ni kweli zaidi kutumia vigezo tofauti kwa kila toleo (1.0, 2.0, nk.)
4. Inachukuliwa kuwa wazo N+1 daima huondoa kabisa wazo N, ingawa katika mazoezi mara nyingi matoleo ya zamani na mapya huzunguka kwa wakati mmoja, bila mshindi dhahiri.

... na wengine wengi.

Majadiliano

Huu ni mfano uliorahisishwa kwa dhihaka wa jinsi maarifa yanavyokua. Kuna maelezo mengi muhimu yaliyoachwa nje ya mfano (tazama hapo juu). Walakini, inakamata kiini muhimu cha mchakato. Na kwa hivyo tunaweza, kwa kutoridhishwa, kuzungumza juu ya ukuaji wa maarifa kwa kutumia maarifa yetu ya uenezaji.

Hasa, mfano wa uenezi hutoa ufahamu wa jinsi gani kuharakisha mchakato: Haja ya kuwezesha kubadilishana mawazo kati ya nodi za wataalam. Hii inaweza kumaanisha kufuta mtandao wa nodi zilizokufa ambazo zinazuia usambaaji. Au inaweza kumaanisha kuwaweka wataalam wote katika jiji au nguzo yenye msongamano mkubwa wa mtandao ambapo mawazo yanaenea haraka. Au tu kuwakusanya katika chumba kimoja:

Kwa hivyo ... hiyo ndiyo yote ninayoweza kusema juu ya kueneza.

Lakini nina wazo moja la mwisho, na ni muhimu sana. Ni kuhusu ukuajina vilio) maarifa katika jumuiya za kisayansi. Wazo hili ni tofauti kwa sauti na maudhui kutoka kwa chochote hapo juu, lakini natumai utanisamehe.

Kuhusu mitandao ya kisayansi

Mchoro unaonyesha mojawapo ya misururu muhimu ya maoni chanya duniani (na imekuwa hivi kwa muda mrefu):

Kusonga mbele kwa mzunguko (K ⟶ T) ni rahisi sana: tunatumia maarifa mapya kuunda zana mpya. Kwa mfano, kuelewa fizikia ya semiconductors inatuwezesha kujenga kompyuta.

Walakini, hatua ya kushuka inahitaji maelezo fulani. Maendeleo ya teknolojia yanasababishaje kuongezeka kwa maarifa?

Njia moja—pengine ya moja kwa moja—ni wakati teknolojia mpya inatupa njia mpya za kuuona ulimwengu. Kwa mfano, darubini bora zaidi hukuruhusu kutazama ndani zaidi ya seli, ikitoa maarifa kwa baiolojia ya molekuli. Vifuatiliaji vya GPS vinaonyesha jinsi wanyama wanavyosonga. Sonar hukuruhusu kuchunguza bahari. Nakadhalika.

Huu bila shaka ni utaratibu muhimu, lakini kuna angalau njia nyingine mbili kutoka kwa teknolojia hadi ujuzi. Huenda zisiwe rahisi, lakini nadhani ni muhimu vile vile:

Kwanza. Teknolojia inaongoza kwa wingi wa kiuchumi (yaani utajiri), ambayo inaruhusu watu wengi kushiriki katika uzalishaji wa maarifa.

Ikiwa 90% ya watu wa nchi yako wanajishughulisha na kilimo, na 10% iliyobaki wanajishughulisha na aina fulani ya biashara (au vita), basi watu wana wakati mdogo sana wa kufikiria juu ya sheria za asili. Labda hii ndiyo sababu katika nyakati za awali sayansi ilikuzwa hasa na watoto kutoka kwa familia tajiri.

Marekani hutoa zaidi ya 50 Ph.D.s kila mwaka. Badala ya mtu kwenda kufanya kazi katika kiwanda akiwa na umri wa miaka 000 (au mapema zaidi), mwanafunzi aliyehitimu anapaswa kufadhiliwa hadi umri wa miaka 18 au labda 30-na hata wakati huo haijulikani ikiwa kazi yao itakuwa na athari yoyote ya kiuchumi. Lakini ni muhimu kwa mtu kufikia mstari wa mbele katika taaluma yake, hasa katika nyanja ngumu kama vile fizikia au biolojia.

Ukweli ni kwamba kutoka kwa mtazamo wa mifumo, wataalamu ni ghali. Na chanzo kikuu cha utajiri wa umma kinachofadhili wataalam hawa ni teknolojia mpya: jembe hutoa ruzuku kwa kalamu.

Pili. Teknolojia mpya, haswa katika uwanja wa kusafiri na mawasiliano, zinabadilisha muundo wa mitandao ya kijamii ambayo maarifa hukua. Hasa, inaruhusu wataalam na wataalamu kuingiliana kwa karibu zaidi na kila mmoja.

Uvumbuzi unaojulikana hapa ni pamoja na mashine za uchapishaji, meli na reli (kurahisisha usafiri na/au kutuma barua kwa umbali mrefu), simu, ndege na Mtandao. Teknolojia hizi zote huchangia kuongezeka kwa msongamano wa mtandao, hasa ndani ya jumuiya maalumu (ambapo karibu ukuaji wote wa ujuzi hutokea). Kwa mfano, mitandao ya mawasiliano ambayo iliibuka kati ya wanasayansi wa Uropa mwishoni mwa Zama za Kati, au jinsi wanafizikia wa kisasa wanavyotumia arXiv.

Hatimaye, njia hizi zote mbili ni sawa. Zote mbili huongeza msongamano wa mtandao wa wataalam, ambayo husababisha kuongezeka kwa maarifa:

Kwa miaka mingi nilikuwa nikipuuza kabisa elimu ya juu. Muda wangu mfupi katika shule ya kuhitimu uliacha ladha mbaya kinywani mwangu. Lakini sasa ninapotazama nyuma na kufikiria (mbali na matatizo yote ya kibinafsi), sina budi kuhitimisha kwamba elimu ya juu bado sana muhimu.

Mitandao ya kijamii ya kitaaluma (k.m., jumuiya za watafiti) ni mojawapo ya miundo ya juu zaidi na yenye thamani ambayo ustaarabu wetu umeunda. Hakuna mahali ambapo tumekusanya mkusanyiko mkubwa zaidi wa wataalamu wanaozingatia uzalishaji wa maarifa. Hakuna mahali ambapo watu wamejenga uwezo mkubwa wa kuelewa na kukosoa mawazo ya wenzao. Ni moyo wa maendeleo. Ni katika mitandao hii ambapo moto wa mwanga huwaka sana.

Lakini hatuwezi kuchukulia maendeleo kuwa ya kawaida. Kama jaribio la mgogoro wa kutozalisha tena na ikiwa ilitufundisha chochote, ni kwamba sayansi inaweza kuwa na matatizo ya kimfumo. Hii ni aina ya uharibifu wa mtandao.

Tuseme tunatofautisha kati ya njia mbili za kufanya sayansi: sayansi halisi и taaluma. Sayansi halisi ni mazoea ambayo hutoa maarifa kwa uhakika. Inahamasishwa na udadisi na sifa ya uaminifu (Feynman: "Unaona, ninahitaji tu kuelewa ulimwengu"). Kazi, kinyume chake, inachochewa na matarajio ya kitaaluma na ina sifa ya kucheza siasa na njia za mkato za kisayansi. Inaweza kuonekana na kutenda kama sayansi, lakini hakuna hutoa maarifa ya kuaminika.

(Ndiyo, huu ni mkanganyiko uliokithiri. Jaribio la mawazo tu. Usinilaumu).

Ukweli ni kwamba wataalamu wa taaluma wanapochukua nafasi katika jumuiya halisi ya utafiti, wanaharibu kazi. Wanajitahidi kujitangaza huku jamii nyingine ikijaribu kupata na kushiriki maarifa mapya. Badala ya kujitahidi kupata uwazi, wataalam wanachanganya na kuchanganya kila kitu ili kuonekana kuwa ya kuvutia zaidi. Wanajishughulisha na (kama Harry Frankfurt angesema) upuuzi wa kisayansi. Na kwa hivyo tunaweza kuziiga kama nodi zilizokufa, zisizoweza kuvumilia ubadilishanaji mzuri wa habari muhimu kwa ukuaji wa maarifa:

Labda mfano bora ni ule ambao nodi za taaluma sio tu haziwezi kuguswa na maarifa, lakini hueneza kikamilifu. maarifa ya uwongo. Maarifa ghushi yanaweza kujumuisha matokeo yasiyo na maana ambayo umuhimu wake umekuzwa kiholela, au matokeo ya uwongo kabisa yanayotokana na upotoshaji au data iliyobuniwa.

Haijalishi jinsi tunavyowaiga, wana taaluma wanaweza kukaba jamii zetu za kisayansi.

Ni kama athari ya mnyororo wa nyuklia tunayohitaji sana - tunahitaji maarifa mengi - U-235 yetu iliyoboreshwa pekee ndiyo iliyo na isotopu nyingi U-238 isiyofanya kazi ndani yake, ambayo hukandamiza athari ya mnyororo.

Bila shaka, hakuna tofauti ya wazi kati ya wasomi na wanasayansi halisi. Kila mmoja wetu ana kazi kidogo iliyofichwa ndani yetu. Swali ni muda gani mtandao unaweza kudumu kabla ya usambazaji wa maarifa kufifia.

Oh, unasoma hadi mwisho. Asante kwa kusoma.

Leseni

CC0 Haki zote hazijahifadhiwa. Unaweza kutumia kazi hii unavyoona inafaa :).

Shukrani

• Kevin Kwok и Kesi ya Nicky kwa maoni na mapendekezo ya kina kuhusu matoleo mbalimbali ya rasimu.
• Nick Barr - kwa usaidizi wa kimaadili katika mchakato mzima na kwa maoni ya manufaa zaidi juu ya kazi yangu.
• Keith A. kwa kunionyesha hali ya upenyezaji na kizingiti cha upenyezaji.
• Geoff Lonsdale kwa kiungo cha hii ni insha, ambayo (licha ya mapungufu yake mengi) ilikuwa msukumo mkuu wa kufanya kazi kwenye chapisho hili.

Sampuli za Insha shirikishi

• Kazi zote za Nicky Case, esp. "Mfano wa Polygons" (na Vi Hart) na "Kukuza kura bora ya upigaji kura". Huu ni upau wa juu wa jinsi insha shirikishi inaweza kuwa.
• Distill.pub: Maelezo shirikishi ya hali ya juu ya kujifunza kwa mashine.
• Kazi ya kawaida na Bret Victor "Juu na Chini Ngazi ya Uondoaji". Sikuwa mzuri sana katika kupanda ngazi, lakini kila wakati kuna jaribio moja zaidi.

Chanzo: mapenzi.com