إذا كنت تقضي بعض الوقت في التفكير في الأنظمة المعقدة ، فربما تفهم أهمية الشبكات. الشبكات تحكم عالمنا. من التفاعلات الكيميائية داخل الخلية ، إلى شبكة العلاقات في النظام البيئي ، إلى الشبكات التجارية والسياسية التي تشكل مجرى التاريخ.
أو النظر في هذا المقال الذي تقرأه. من المحتمل أنك عثرت عليها على
شبكة اجتماعية ، وقمت بتنزيلها من
شبكة كمبيوتر وتقوم حاليًا بفك تشفير المعنى باستخدام
شبكتك العصبية .
لكن بغض النظر عن مدى تفكيري في الشبكات على مر السنين ، حتى وقت قريب ، لم أفهم أهمية
الانتشار البسيط.
هذا هو موضوعنا لهذا اليوم: كيف ، كيف يتحرك كل شيء بشكل عشوائي وينتشر. بعض الأمثلة لتسخين شهيتك:
- الأمراض المعدية التي تمر من الناقل إلى الناقل داخل السكان.
- تنتشر الميمات عبر الرسم البياني للمتابعين على الشبكات الاجتماعية.
- حرائق الغابات.
- الأفكار والممارسات التي تتخلل الثقافة.
- تتالي النيوترونات في اليورانيوم المخصب.
ملاحظة موجزة عن النموذج.
على عكس جميع أعمالي السابقة ، فإن هذا المقال تفاعلي [تحتوي
المقالة الأصلية على أمثلة تفاعلية مع منزلقات وأزرار تتحكم في الكائنات على الشاشة - تقريبًا. لين].
لذلك دعونا نبدأ. المهمة الأولى هي تطوير قاموس مرئي للتوزيع عبر الشبكات.
نموذج بسيط
أنا متأكد من أنك تعرف جميعًا أساس الشبكات ، أي العقد + الحواف. للتحقيق في الانتشار ، من الضروري فقط تعليم بعض العقد على أنها
نشطة . أو كما يقول علماء الأوبئة
المصابين :
ينتشر هذا التنشيط أو الإصابة عبر الشبكة من عقدة إلى عقدة وفقًا للقواعد التي سنقوم بتطويرها أدناه.
الشبكات الحقيقية عادة ما تكون أكبر بكثير من هذه الشبكة البسيطة المكونة من سبع نقاط. هم أيضا أكثر مربكة بكثير. ولكن من أجل البساطة ، سنقوم ببناء نموذج لعبة هنا لدراسة الشبكة ، أي شبكة الشبكة.
(حقيقة أن الشبكة تفتقر إلى الواقعية يقابلها حقيقة أنه من السهل رسم ؛)
ما لم تتم الإشارة إلى خلاف ذلك ، في العقد الأربعة للشبكة ، على سبيل المثال:
وتحتاج أن تتخيل أن هذه المشابك تمتد إلى ما لا نهاية في جميع الاتجاهات. بمعنى آخر ، نحن لسنا مهتمين بالسلوك الذي يحدث فقط عند حواف الشبكة أو في مجموعات صغيرة.
نظرًا لأن الشبكات مرتبة جدًا ، يمكنك تبسيطها إلى وحدات بكسل. على سبيل المثال ، تمثل هاتان الصورتان نفس الشبكة:
في أحد السلوكيات ، تنقل العقدة النشطة العدوى دائمًا إلى جيرانها (غير المصابين). لكنه ممل. تحدث أشياء أكثر إثارة للاهتمام عندما يكون الإرسال
احتماليًا .
سيدي و SIS
في
نموذج SIR (عرضة للإصابة بالعدوى)
، يمكن أن تكون العقدة في ثلاث حالات:
- عرضة (عرضة)
- إصابة (المصابة)
- إزالة (إزالة)
إليك كيفية عمل المحاكاة التفاعلية [في
المقالة الأصلية ، يمكنك اختيار معدل انتقال العدوى من 0 إلى 1 ، راجع العملية خطوة بخطوة أو بالكامل - تقريبًا. لين]:
- تبدأ العقد على أنها حساسة ، باستثناء بعض العقد التي تبدأ بالعدوى.
- في كل خطوة زمنية ، تحصل العقد المصابة على فرصة لنقل العدوى إلى كل من الدول المجاورة لها مع احتمال يساوي معدل انتقال العدوى.
- ثم انتقل العقد المصابة إلى الحالة "المحذوفة" ، أي أنها لم تعد قادرة على إصابة الآخرين أو الإصابة بأنفسهم.
في سياق المرض ، قد تعني الإزالة أن الشخص قد مات أو أنه قد طور مناعة ضد الممرض. نقول أنهم "أزالوا" من المحاكاة لأنه لم يحدث لهم شيء آخر.
اعتمادًا على ما نحاول تصميمه ، قد تحتاج إلى نموذج مختلف عن SIR.
إذا قمنا بمحاكاة انتشار الحصبة أو اندلاع حرائق الغابات ، فإن SIR مثالية. لكن لنفترض أننا نحاكي انتشار الممارسات الثقافية الجديدة ، مثل التأمل. في البداية ، تكون العقدة (الشخص) حساسة لأنها لم تفعلها من قبل. ثم ، إذا بدأ التأمل (ربما بعد أن سمع عن ذلك من صديق) ، فسنقوم بتصويره على أنه مصاب. لكن إذا توقف عن ممارسته ، فلن يموت ولن يخرج عن المحاكاة ، لأنه في المستقبل يمكنه بسهولة تبني هذه العادة مرة أخرى. لذلك يعود إلى حالة حساسة.
هذا هو
نموذج SIS (عرضة للإصابة - عرضة للإصابة). يحتوي النموذج الكلاسيكي على معلمتين: معدل النقل ومعدل الاسترداد. ومع ذلك ، في عمليات محاكاة هذه المقالة ، قررت تبسيطها عن طريق خفض المعلمة سرعة الاسترداد. بدلاً من ذلك ، تعود العقدة المصابة تلقائيًا إلى الحالة الحساسة في الخطوة التالية ، إلا إذا كانت مصابة من قِبل أحد جيرانها. بالإضافة إلى ذلك ، نسمح للعقدة المصابة في الخطوة n أن تصيب نفسها في الخطوة n + 1 باحتمال يساوي سرعة الإرسال.
المناقشة
كما ترى ، هذا مختلف تمامًا عن طراز SIR.
نظرًا لأن العقد لم تتم إزالتها أبدًا ، فحتى الشبكة الصغيرة جدًا والمحدودة يمكنها دعم عدوى SIS لفترة طويلة. تنتقل العدوى ببساطة من العقدة إلى العقدة وتعود.
على الرغم من الاختلافات ، SIR و SIS هي fungable بشكل مدهش لأغراضنا. لذلك ، بالنسبة لبقية المقالة ، سوف نركز على SIS - بشكل أساسي لأنها أكثر ثباتًا ، وبالتالي ، من المثير للاهتمام العمل معها.
المستوى الحرج
بعد أن لعبت مع طرازي SIR و SIS ، قد تلاحظين شيئًا ما عن طول مدة الإصابة. في معدلات نقل منخفضة للغاية ، مثل 10 ٪ ، تميل العدوى إلى الوفاة. بينما في القيم الأعلى مثل 50٪ ، تظل الإصابة حية وتلتقط معظم الشبكة. إذا كانت الشبكة لا حصر لها ، يمكن أن نتخيل أنها تستمر وتنتشر إلى الأبد.
يحتوي هذا الانتشار غير المحدود على العديد من الأسماء: "الفيروسية" أو "النووية" أو (في عنوان هذه المقالة)
الحرجة .
اتضح أن هناك نقطة تحول
محددة تفصل بين
الشبكات دون الحرجة (محكوم عليها بالانقراض) من
الشبكات فوق الحرجة (قادرة على النمو غير المحدود). تسمى نقطة التحول هذه
العتبة الحرجة ، وهي علامة شائعة إلى حد ما على عمليات الانتشار في الشبكات التقليدية.
تختلف القيمة الدقيقة للعتبة الحرجة بين الشبكات. ما هو شائع هو
وجود مثل هذا المعنى.
[في العرض التوضيحي التفاعلي من
المقالة الأصلية ، يمكنك محاولة العثور على الحد الحرج للشبكة يدويًا عن طريق تغيير قيمة سرعة الإرسال. هو في مكان ما بين 22 ٪ و 23 ٪ - تقريبا. العابرة.]
في 22 ٪ (وأقل) ، تموت العدوى في نهاية المطاف. عند 23 ٪ (وأعلى) ، تموت العدوى الأولية في بعض الأحيان ، لكنها في معظم الحالات تمكنت من البقاء على قيد الحياة وانتشارها لفترة كافية لضمان وجودها الأبدي.
(بالمناسبة ، هناك مجال علمي كامل مخصص للبحث عن هذه العتبات الحرجة لأشكال طبولوجيا الشبكة المختلفة. للحصول على مقدمة سريعة ، أوصي بالتمرير السريع عبر مقالة Wikipedia على
عتبة التدفق ).
بشكل عام ، إليك الطريقة التي تعمل بها: تحت الحد الحرج ، أي عدوى نهائية في الشبكة مضمونة (مع الاحتمال 1) للموت في النهاية. لكن فوق العتبة الحرجة ، هناك احتمال (ع> 0) أن تستمر العدوى إلى الأبد ، وفي الوقت نفسه تنتشر بشكل تعسفي بعيدًا عن المكان الأصلي.
ومع ذلك ، لاحظ أن شبكة فوق الحرجة لا
تضمن أن تستمر العدوى إلى الأبد. في الواقع ، غالباً ما يتلاشى ، خاصة في المراحل الأولى من النمذجة. دعونا نرى كيف يحدث هذا.
لنفترض أننا بدأنا بعقد واحدة مصابة وأربعة جيران. في الخطوة الأولى من النمذجة ، يكون للعدوى 5 فرص مستقلة للانتشار (بما في ذلك فرصة "الانتشار" لنفسه في الخطوة التالية):
لنفترض الآن أن معدل النقل هو 50 ٪. في هذه الحالة ، في الخطوة الأولى ، نلقي عملة معدنية خمس مرات. وإذا سقطت خمسة نسور ، سيتم تدمير العدوى. يحدث هذا في حوالي 3 ٪ من الحالات - وهذه ليست سوى الخطوة الأولى. العدوى التي نجت من الخطوة الأولى لديها فرصة (أقل عادة) للوفاة في الخطوة الثانية ، وبعضها (أقل) فرصة للوفاة في الخطوة الثالثة ، إلخ.
وبالتالي ، حتى عندما تكون الشبكة فوق الحرجة - إذا كان معدل النقل 99 ٪ - هناك فرصة أن تختفي العدوى.
ولكن الشيء المهم هو أنه لن يتلاشى
دائمًا . إذا أضفنا احتمال التوهين لجميع الخطوات إلى ما لا نهاية ، فإن النتيجة تكون أقل من 1. وبعبارة أخرى ، مع احتمال غير صفري ، فإن العدوى سوف تستمر إلى الأبد. هذا هو ما يعنيه أن تكون الشبكة فوق الحرجة.
SISa: التنشيط التلقائي
حتى هذه المرحلة ، بدأت جميع عمليات المحاكاة لدينا مع قطعة صغيرة من العقد المصابة مسبقًا في الوسط.
لكن ماذا لو بدأت من الصفر؟ ثم نقوم بمحاكاة التنشيط التلقائي - العملية التي تصبح بها العقدة الحساسة مصابة عن طريق الخطأ (وليس من أحد جيرانها).
وهذا
ما يسمى نموذج SISa . الحرف "أ" يعني "تلقائي".
تظهر معلمة جديدة في محاكاة SISa - معدل التنشيط التلقائي ، الذي يغير تواتر حدوث العدوى العفوية (معلمة معدل الإرسال ، التي رأيناها سابقًا ، موجودة أيضًا).
ما الذي تحتاجه العدوى لتنتشر في جميع أنحاء الشبكة؟
المناقشة
ربما لاحظت في المحاكاة أن زيادة سرعة التنشيط التلقائي لا تتغير ما إذا كانت العدوى تلتقط الشبكة بالكامل أم لا. يحدد
معدل النقل فقط ما إذا كانت الشبكة قبل أو فوق الحرجة. وعندما تكون الشبكة دون حرجة (معدل نقل أقل من أو يساوي 22 ٪) ، لا يمكن أن تنتشر العدوى إلى الشبكة بأكملها ، بغض النظر عن عدد المرات التي تبدأ فيها.
يشبه إطلاق النار في حقل مبتل. يمكنك إشعال النار في عدد قليل من الأوراق الجافة ، ولكن الشعلة تنطفئ سريعًا ، لأن بقية المشهد لا يمكن إشعالها بسهولة (دون حرج). أثناء وجوده في حقل جاف للغاية (فوق الحرج) ، تكفي شرارة واحدة لإشعال النار.
ويلاحظ أشياء مماثلة في مجال الأفكار والاختراعات. غالبًا ما يكون العالم غير مستعد للفكرة ، وفي هذه الحالة يمكن اختراعها مرارًا وتكرارًا ، لكنها لا تتشبث بالجماهير. من ناحية أخرى ، يمكن للعالم أن يكون جاهزًا تمامًا للاختراع (الطلب الكبير الخفي) ، وحالما يتم ولادته ، يتم قبوله من قبل الجميع. في الوسط توجد الأفكار التي تم اختراعها في أماكن متعددة والتي يتم توزيعها محليًا ، ولكن لا تكفي لإصدار معين لتغطية الشبكة بالكامل مرة واحدة. في هذه الفئة الأخيرة ، نجد ، على سبيل المثال ، الزراعة والكتابة ، اللتان اخترعتهما الحضارات الإنسانية المختلفة بشكل مستقل حوالي عشر مرات وثلاث مرات على التوالي.
حصانة
لنفترض أننا نجعل بعض العقد غير محصنة تمامًا ، أي أنه محصن من التنشيط. يبدو الأمر كما لو كانوا في البداية في حالة بعيدة ، ويعمل نموذج SIS (a) على العقد المتبقية.
يتحكم منزلق المناعة في النسبة المئوية للعقد البعيدة. حاول تغيير قيمته (أثناء تشغيل النموذج!) وانظر كيف يؤثر على حالة الشبكة سواء كانت ستكون فائقة الأهمية أم لا.
المناقشة
يؤدي تغيير عدد العقد المناعية إلى تغيير الصورة تمامًا ، وستكون هناك شبكة من الحرجة أو قبل الحرجة. ومن السهل فهم السبب. مع وجود عدد كبير من المضيفين المناعيين ، يكون للعدوى فرص أقل للانتشار إلى مضيفين جدد.
اتضح أن هذا ينطوي على عدد من العواقب العملية الهامة للغاية.
واحد منهم يمنع انتشار حرائق الغابات. على المستوى المحلي ، يجب أن يتخذ كل شخص احتياطاته الخاصة (على سبيل المثال ، لا تترك لهبًا مفتوحًا دون مراقبة). ولكن على نطاق واسع ، تفشي الأمراض أمر لا مفر منه. وبالتالي ، هناك طريقة أخرى للحماية هي ضمان وجود عدد كاف من "الفجوات" (في شبكة من المواد القابلة للاشتعال) بحيث لا يغطي الفلاش الشبكة بالكامل. يتم تنفيذ هذه الوظيفة عن طريق المزجج:
اندلاع آخر من المهم وقفه هو مرض معد. هذا يقدم مفهوم
الحصانة السكانية . هذه هي فكرة أنه لا يمكن تحصين بعض الأشخاص (على سبيل المثال ، لديهم نظام مناعي معرض للخطر) ، ولكن إذا كان عدد الأشخاص الذين يتمتعون بالحصانة من العدوى ، فلا يمكن أن ينتشر المرض إلى أجل غير مسمى. بمعنى آخر ، يجب تحصين جزء
كاف من السكان لنقل السكان من حالة فوق الحرجة إلى حالة دون حرجة. عندما يحدث هذا ، يمكن أن يصاب مريض ما (على سبيل المثال ، بعد السفر إلى منطقة أخرى) ، ولكن بدون شبكة فوق الحرجة ينمو فيها ، لن يصيب المرض سوى حفنة من الناس.
أخيرًا ، يشرح مفهوم العقد الحرارية ما يحدث في المفاعل النووي. في تفاعل متسلسل ، تطلق ذرة يورانيوم 235 متحللة حوالي ثلاثة نيوترونات ، والتي تسبب (في المتوسط) انشطار أكثر من ذرة واحدة من طراز U-235. ثم تسبب النيوترونات الجديدة مزيدًا من الانشطار الذري وما إلى ذلك بشكل كبير:
عند إنشاء قنبلة ، فإن النقطة الأساسية هي ضمان استمرار النمو الأسي دون عوائق. ولكن في محطة توليد الكهرباء ، يكون الهدف هو توليد الطاقة دون قتل الجميع. للقيام بذلك ،
يتم استخدام قضبان التحكم ، مصنوعة من مادة قادرة على امتصاص النيوترونات (على سبيل المثال ، الفضة أو البورون). نظرًا لامتصاصها للنيوترونات بدلاً من إطلاقها ، تعمل في محاكاةنا كوحدات مناعية ، وبالتالي تمنع نواة المفاعل من الدخول في حالة فوق الحرجة.
وبالتالي ، فإن خدعة المفاعل النووي هي الحفاظ على التفاعل بالقرب من عتبة حرجة بتحريك قضبان التحكم ذهابًا وإيابًا ، وللتأكد من أنه عندما يحدث خطأ ما ، تغرق القضبان في القلب وتوقفه.
درجة
درجة العقدة هي عدد جيرانها. حتى هذه المرحلة ، كنا نفكر في شبكات من الدرجة الرابعة. ولكن ماذا يحدث إذا قمت بتغيير هذا الإعداد؟
على سبيل المثال ، يمكنك توصيل كل عقدة بأربعة من الجيران المباشرين فقط ، ولكن أيضًا بأربعة قطريين. في مثل هذه الشبكة ، ستكون الدرجة 8.
المشابك مع درجة 4 و 8 متناظرة بشكل جيد. ولكن في الدرجة 5 (على سبيل المثال) ، تبرز المشكلة: أي خمسة من الجيران يختارون؟ في هذه الحالة ، نختار أقرب أربعة جيران (N ، E ، S ، W) ، ثم نختار جارًا عشوائيًا واحدًا من المجموعة {NE ، SE ، SW ، NW}. يتم الاختيار بشكل مستقل لكل عقدة في كل خطوة زمنية.
المناقشة
مرة أخرى ، ليس من الصعب فهم ما يحدث هنا. عندما تحتوي كل عقدة على عدد أكبر من الجيران ، تزداد فرص انتشار العدوى ، وبالتالي تصبح الشبكة أكثر أهمية.
ومع ذلك ، قد تكون العواقب غير متوقعة ، كما سنرى أدناه.
المدن وكثافة الشبكة
حتى الآن ، كانت شبكاتنا متجانسة تمامًا. كل عقدة تشبه أي عقدة أخرى. لكن ماذا لو غيرنا الظروف وسمحنا للعقد المختلفة عبر الشبكة؟
على سبيل المثال ، حاول محاكاة المدن. للقيام بذلك ، قم بزيادة الكثافة في بعض أجزاء الشبكة (درجة أعلى من العقد). نقوم بذلك على أساس البيانات التي تفيد بأن المواطنين لديهم
دائرة اجتماعية أوسع وتفاعلات اجتماعية أكثر من الأشخاص خارج المدن.
في نموذجنا ، يتم تلوين العقد الحساسة بناءً على درجتها. العقد في "الريف" حاصلة على الدرجة 4 (وهي باللون الرمادي الفاتح) ، في حين أن العقد في "المدن" لديها درجات أعلى (وأكثر قتامة) ، تبدأ من الدرجة 5 في الضواحي وتنتهي بالرقم 8 في وسط المدينة .
حاول اختيار سرعة التوزيع التي يغطيها التنشيط للمدن ، ثم لا تتجاوز حدودها.
أجد هذه المحاكاة واضحة ومدهشة.
بالطبع ، تحتفظ المدن بمستوى ثقافي أفضل من المناطق الريفية - والجميع يعرف ذلك. ما يدهشني هو أن جزءًا من هذا التنوع الثقافي ينشأ ببساطة على أساس طوبولوجيا الشبكة الاجتماعية.
هذه نقطة مهمة ، سأحاول شرحها بمزيد من التفصيل.
نحن هنا نتعامل مع الأشكال الثقافية التي تنتقل ببساطة ومباشرة من شخص لآخر. على سبيل المثال ،
الأخلاق ، ألعاب الصالون ، اتجاهات الموضة ، الاتجاهات اللغوية ، طقوس المجموعات الصغيرة والمنتجات التي يتم نشرها شفهيا ، بالإضافة إلى حزم كاملة من المعلومات التي نسميها الأفكار.
(ملحوظة: إن نشر المعلومات بين الناس معقد للغاية من قبل وسائل الإعلام. من السهل تخيل نوع من البيئة البدائية من الناحية التكنولوجية ، على سبيل المثال ، اليونان القديمة ، حيث تم نقل كل شرارة الثقافة تقريبًا عن طريق التفاعل في الفضاء المادي).
من المحاكاة أعلاه ، تعلمت أن هناك أفكارًا وممارسات ثقافية يمكن تأصيلها وانتشارها في المدينة ، لكنها ببساطة غير قادرة على الانتشار في المناطق الريفية (لا يمكنها رياضيا). هذه هي نفس الأفكار ونفس الأشخاص. ليس الأمر أن القرويين نوعًا من "الأفق القريب": عند التفاعل مع نفس الفكرة ، فإن لديهم
نفس الفرص تمامًا لالتقاطها كما يفعل سكان المدينة. إن الفكرة بحد ذاتها لا يمكن أن تصبح فيروسية في الريف ، لأنه لا توجد روابط كثيرة يمكن من خلالها الانتشار.
ربما يكون هذا هو أسهل ما يمكن رؤيته في مجال الأزياء - الملابس ، تسريحات الشعر ، إلخ. في شبكة الأزياء ، يمكننا إصلاح حافة الشبكة عندما يلاحظ شخصان ملابس بعضهما البعض. في وسط المدينة ، يمكن لكل شخص رؤية أكثر من 1000 شخص كل يوم - في الشارع أو في مترو الأنفاق أو في مطعم مزدحم ، إلخ. في الريف ، على العكس من ذلك ، يمكن لكل شخص رؤية بضع عشرات فقط.
بناءً على هذا الاختلاف فقط ، تستطيع المدينة دعم المزيد من اتجاهات الموضة. ولن تتمكن من الحصول على موطئ قدم خارج المدينة إلا أكثر الاتجاهات قوة - مع أعلى سرعة نقل.نميل إلى الاعتقاد بأنه إذا كانت الفكرة جيدة ، فستصل في النهاية إلى الجميع ، وإذا كانت الفكرة سيئة ، فإنها ستختفي. بالطبع ، هذا صحيح في الحالات القصوى ، ولكن بينهما مجموعة من الأفكار والممارسات التي يمكن أن تصبح فيروسية فقط في شبكات معينة. هذا رائع حقا.ليس فقط المدن
هنا نعتبر تأثير كثافة الشبكة . يتم تعريفه لمجموعة معينة من العقد على أنها عدد الحواف الفعلية مقسومًا على عدد الحواف المحتملة . هذه هي النسبة المئوية للاتصالات الممكنة الموجودة بالفعل.لذلك ، رأينا أن كثافة الشبكة في المراكز الحضرية أعلى منها في المناطق الريفية. لكن المدن ليست هي المكان الوحيد الذي نجد فيه شبكات كثيفة.مثال مثير للاهتمام هو المدارس الثانوية. على سبيل المثال ، بالنسبة لمنطقة معينة ، نقوم بمقارنة الشبكة الموجودة بين أطفال المدارس بالشبكة الموجودة بين آبائهم. نفس المنطقة الجغرافية ونفس السكان ، ولكن شبكة واحدة أكثر كثافة من عدة مرات. لذلك ، ليس من المستغرب أن تنتشر الموضة والاتجاهات اللغوية بشكل أسرع بين المراهقين.وبالمثل ، عادةً ما تكون شبكات النخبة أكثر كثافة من الشبكات غير النخبة - في رأيي ، يتم التقليل من شأن هذه الحقيقة (الأشخاص الذين يتمتعون بشعبية أو مؤثرين يقضون وقتًا أطول في إنشاء الشبكات ، وبالتالي لديهم "جيران" أكثر من المعتاد الناس). استنادًا إلى عمليات المحاكاة المذكورة أعلاه ، نتوقع أن تدعم شبكات النخبة بعض الأشكال الثقافية التي لا يمكن دعمها من قبل التيار الرئيسي ، استنادًا إلى القوانين الرياضية ، وفقًا لمتوسط درجة الشبكة. أتركك للتفكير فيما قد تكون عليه هذه الأشكال الثقافية.أخيرًا ، يمكننا تطبيق هذه الفكرة على الإنترنت ، ومحاكاةها على أنها ضخمة وكثيفة جدًاالمدينة. ليس من المستغرب أن العديد من الأنواع الجديدة للثقافة تزدهر على الإنترنت ، والتي ببساطة لا يمكن دعمها على الشبكات المكانية البحتة: الهوايات المتخصصة ، معايير التصميم الأفضل ، زيادة الوعي بالظلم ، وما إلى ذلك. هذه ليست أشياء ممتعة فقط. مثلما كانت المدن الأولى معقلًا للأمراض التي لا يمكن أن تنتشر بكثافة سكانية منخفضة ، فإن الإنترنت هي أيضًا أرض خصبة للأشكال الثقافية الخبيثة مثل clickbait والأخبار المزيفة والتحريض على السخط الاصطناعي.معرفة
"إن إشراك الخبير المناسب في الوقت المناسب غالبًا ما يكون المورد الأكثر قيمة لحل المشكلات الإبداعية." - مايكل نيلسن ، "اكتشافات اختراع"
غالبًا ما نفكر في الاكتشاف أو الاختراع كعملية تحدث في ذهن عبقرية واحدة. لقد أذهلني وميض الإلهام و- يوريكا! - فجأة نحصل على طريقة جديدة لقياس الحجم. أو معادلة الجاذبية. أو المصباح الكهربائي.لكن إذا أخذنا وجهة نظر مخترع وحيد في وقت الاكتشاف ، فإننا ننظر إلى الظاهرة من وجهة نظر العقدة . بينما سيكون من الأصح تفسير الاختراع على أنه ظاهرة شبكة .التواصل مهم بطريقتين على الأقل. أولاً ، يجب أن تخترق الأفكار الموجودة بالفعل الوعي.مخترع. هذه مقتطفات من مقال جديد ، قسم ببليوغرافي لكتاب جديد ، عمالقة وقف نيوتن على أكتافهم. ثانيا، إن شبكة حاسمة لعودة الأفكار الجديدة نسخ في العالم؛ لا يستحق الاختراع الذي لم ينتشر وصف "اختراع" على الإطلاق. وبالتالي ، لكلا هذين السببين ، من المنطقي نمذجة الاختراع - أو ، بمعنى واسع ، نمو المعرفة - كعملية نشر.في لحظة ، سأقدم محاكاة فجة لكيفية انتشار المعرفة داخل الشبكة ونموها. ولكن أولا يجب أن أشرح.في بداية المحاكاة ، يوجد أربعة خبراء في كل رباع من الشبكة ، كما يلي:يحتوي Expert 1 على الإصدار الأول من الفكرة - دعنا نسميها Idea 1.0. الخبير 2 هو الشخص الذي يعرف كيفية تحويل Idea 1.0 إلى Idea 2.0. يعرف الخبير 3 كيفية تحويل Idea 2.0 إلى Idea 3.0. وأخيرًا ، يعرف الخبير الرابع كيفية جعل اللمسات الأخيرة لإنشاء Idea 4.0.هذا يشبه تقنية مثل اوريغامي ، حيث يتم تطوير الأساليب والجمع بينها مع طرق أخرى لإنشاء تصاميم أكثر إثارة للاهتمام. أو قد يكون مجالًا مشابهًا للفيزياء ، حيث يعتمد العمل اللاحق على العمل الأساسي للأسلاف.إن جوهر هذه المحاكاة هو أننا نحتاج إلى الخبراء الأربعة للمساهمة في النسخة النهائية للفكرة. وفي كل مرحلة ، يجب تقديم الفكرة إلى الخبير المناسب.بعض التحفظات. شفر المحاكاة العديد من الافتراضات غير الواقعية. فيما يلي عدد قليل منها:- من المفترض أن الأفكار لا يمكن الحفاظ عليها ونقلها إلا من شخص لآخر (أي لا توجد كتب ووسائط).
- من المفترض أن يكون هناك خبراء ثابتون في المجتمع قادرون على توليد الأفكار ، رغم أن العديد من العوامل العشوائية تؤثر في الواقع على حدوث اكتشاف أو اختراع.
- بالنسبة للإصدارات الأربعة من الفكرة ، يتم استخدام نفس مجموعة معلمات SIS (معدل النقل ، النسبة المئوية للمناعة ، وما إلى ذلك) ، على الرغم من أنه من الواقعي أكثر استخدام معلمات مختلفة لكل إصدار (1.0 ، 2.0 ، إلخ.)
- من المفترض أن فكرة N + 1 تحل دائمًا محل فكرة N ، على الرغم من أن الإصدارات القديمة والجديدة تدور في الممارسة في كثير من الأحيان في وقت واحد ، دون فائز نهائي.
... وغيرها الكثير.المناقشة
هذا نموذج مبسط يبعث على السخرية لكيفية نمو المعرفة في الواقع. خارج نطاق النموذج ، هناك الكثير من التفاصيل المهمة (انظر أعلاه). ومع ذلك ، فإنه يعكس الجوهر الأساسي للعملية. وبالتالي يمكننا ، مع التحفظات ، التحدث عن نمو المعرفة ، باستخدام معرفتنا بالانتشار.على وجه الخصوص ، يعطي نموذج النشر فهمًا لكيفية تسريع العملية : من الضروري تسهيل تبادل الأفكار بين عقد الخبراء. قد يعني هذا تنظيف شبكة العقد الميتة التي تتداخل مع الانتشار. أو قد يعني ذلك وضع جميع الخبراء في مدينة أو كتلة ذات كثافة عالية للشبكة ، حيث تنتشر الأفكار بسرعة. أو فقط ضعهم في غرفة واحدة:لذلك ... هذا كل ما يمكنني قوله عن الانتشار.لكن لدي فكرة أخيرة ، وهذا مهم للغاية. إنه يتعلق بنمو ( ركود ) المعرفة في المجتمعات العلمية. هذه الفكرة مختلفة في لهجة ومحتوى من كل ما قيل أعلاه ، لكن آمل أن تغفر لي.حول الشبكات العلمية
يُبيّن الرسم التوضيحي إحدى دورات التغذية المرتدة الإيجابية الأكثر أهمية في العالم (وقد كان هكذا منذ فترة طويلة):دورة المنبع (K ⟶ T) بسيطة للغاية: نحن نستخدم معرفة جديدة لتطوير أدوات جديدة. على سبيل المثال ، يتيح لنا فهم فيزياء أشباه الموصلات إنشاء أجهزة كمبيوتر.ومع ذلك ، فإن الحركة الهبوطية تتطلب بعض التفسير. كيف يؤدي تطوير التكنولوجيا إلى زيادة المعرفة؟إحدى الطرق - ربما الأكثر مباشرة - هي عندما تمنحنا التقنيات الحديثة طرقًا جديدة لإدراك العالم. على سبيل المثال ، تتيح لك أفضل المجاهر النظر أعمق في الخلية ، وإلقاء الأفكار عن البيولوجيا الجزيئية. تظهر أجهزة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) كيف تتحرك الحيوانات. سونار يسمح لك لاستكشاف المحيطات. و هكذا.
بالتأكيد ، هذه آلية حيوية ، ولكن هناك طريقتان على الأقل من التكنولوجيا إلى المعرفة. قد لا تكون بهذه البساطة ، لكنني أعتقد أنها مهمة بنفس القدر:أولاً . تؤدي التكنولوجيا إلى وفرة اقتصادية (أي الثروة) ، وهذا يسمح لمزيد من الناس بالمشاركة في إنتاج المعرفة.إذا كان 90٪ من سكان بلدك منخرطين في الزراعة ، ويشارك الـ 10٪ الباقون في شكل ما من أشكال التجارة (أو الحرب) ، عندها يكون لدى الناس وقت فراغ قليل جدًا للتفكير في قوانين الطبيعة. ربما هذا هو السبب في الأوقات السابقة ، تم الترويج العلمي بشكل رئيسي من قبل أطفال من الأسر الغنية.الولايات المتحدة تتخرج سنويا أكثر من 50000 طبيب العلوم. بدلاً من أن يذهب شخص إلى العمل في المصنع في سن 18 (أو ما قبل ذلك) ، يجب تمويل طالب الدراسات العليا حتى 30 عامًا ، أو ربما حتى 40 عامًا - وحتى ذلك الحين ليس من الواضح ما إذا كان عمله سيحقق أي تأثير اقتصادي حقيقي. لكن من الضروري أن يصل الشخص إلى الصدارة في تخصصه ، خاصة في المجالات المعقدة مثل الفيزياء أو البيولوجيا.والحقيقة هي أنه من وجهة نظر النظم ، والمتخصصين غالية الثمن. والمصدر النهائي للثروة الاجتماعية التي تمول هؤلاء المهنيين هو التكنولوجيا الجديدة: الحرث يدعم القلم.في المرتبة الثانية. التقنيات الحديثة ، وخاصة في مجال السفر والاتصالات ، تغير هيكل الشبكات الاجتماعية التي تنمو فيها المعرفة. على وجه الخصوص ، يتيح ذلك للخبراء والمتخصصين التفاعل بشكل أوثق مع بعضهم البعض.تشمل الاختراعات البارزة هنا مطبعة وزوارق بخارية وسكك حديدية (تسهيل السفر و / أو إرسال البريد عبر مسافات طويلة) ، وهواتف ، وطائرات ، وإنترنت. تساهم كل هذه التقنيات في زيادة كثافة الشبكة ، خاصة داخل المجتمعات المتخصصة (حيث يحدث نمو المعرفة تقريبًا). على سبيل المثال ، شبكات المراسلات التي نشأت بين العلماء الأوروبيين في نهاية العصور الوسطى ، أو كيف يستخدم علماء الفيزياء الحديثة arXiv.في النهاية ، كلا المسارين متشابهان. كلاهما يزيد من كثافة شبكة المتخصصين ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة المعرفة:لسنوات عديدة كنت رافضًا للتعليم العالي. تركت الإقامة القصيرة في مدرسة الدراسات العليا مذاقًا غير سارة في الفم. لكن الآن ، عندما أنظر إلى الوراء وأفكر (لتجاهل جميع المشاكل الشخصية) ، يجب أن أستنتج أن التعليم العالي لا يزال في
غاية الأهمية.
الشبكات الاجتماعية الأكاديمية (على سبيل المثال ، مجتمعات البحوث) هي واحدة من أكثر الهياكل المتقدمة والقيمة التي أنشأتها حضارتنا. لم نقم بتجميع تركيز كبير من المتخصصين الذين يركزون على إنتاج المعرفة. في أي مكان وضعت الناس في أنفسهم قدرة أكبر على فهم وانتقاد أفكار بعضهم البعض. هذا هو قلب التقدم النابض. في هذه الشبكات تكون نار التنوير أكثر حروقًا.
لكن لا يمكننا أن نحرز تقدما أمرا مفروغا منه. إذا
علمتنا الأزمة بسبب عدم إنتاجية التجارب شيئًا ما ، فهذا يعني أن العلم يمكن أن يواجه مشاكل نظامية. هذا هو نوع من تدهور الشبكة.
لنفترض أننا نميز بين طريقتين لممارسة العلم:
العلم الحقيقي والمهنية . العلم الحقيقي هو ممارسات تنتج المعرفة بشكل موثوق. هي مدفوعة بالفضول وتتميز بالصدق (فينمان: "أنت ترى ، أنا فقط بحاجة لفهم العالم"). وعلى النقيض من ذلك ، فإن الدوافع المهنية تحفزها الطموحات المهنية وتتميز بلعبة السياسة والعلامات العلمية. قد يبدو ويتصرف مثل العلم ، لكنه
لا ينتج معرفة موثوقة.
(نعم ، هذا هو انفصام مبالغ فيه. مجرد تجربة فكرية. لا ألومني).
الحقيقة هي أنه عندما يشغل المهنيون مكانًا في مجتمع البحث الحقيقي ، فإنهم يفسدون العمل. إنهم يسعون جاهدين للترويج لأنفسهم ، بينما يحاول باقي المجتمع اكتساب معرفة جديدة ومشاركتها. بدلاً من السعي إلى الوضوح ، يعقد المهنيون كل شيء ويرتبكوه ليبدووا أكثر إثارة للإعجاب. إنهم يفعلون (كما يقول هاري فرانكفورت) هراء علمي. وبالتالي ، يمكننا أن نمثلها كعقد ميتة ، محصنة من تبادل المعلومات بحسن نية الضروري لنمو المعرفة:
ربما يكون أفضل نموذج هو أن العقد الوظيفية ليست فقط محصنة ضد المعرفة ، ولكنها تنشر بنشاط
المعرفة المزيفة . قد تتضمن المعرفة المزيفة نتائج غير ذات أهمية ، والتي يتم تضخيم أهميتها بشكل مصطنع ، أو نتائج خاطئة حقًا تنشأ عن التلاعب أو البيانات الملفقة.
بغض النظر عن الطريقة التي نمثلها لهم ، يمكن أن يخنق المهنيون بالتأكيد مجتمعاتنا العلمية.
هذا مشابه لتفاعل السلسلة النووية الذي نحتاج إليه بشدة - نحتاج إلى انفجار المعرفة - فقط في مادة U-235 المخصبة لدينا يوجد الكثير من خليط النظير غير التفاعلي U-238 الذي يثبط تفاعل السلسلة.
بالطبع ، لا يوجد فرق واضح بين المحترفين والعلماء الحقيقيين. كل واحد منا لديه قليلا من المهنية. والسؤال هو كم من الوقت يمكن أن تصمد أمام الشبكة قبل أن يتلاشى انتشار المعرفة.
أوه ، قرأته حتى النهاية. شكرا للقراءة.
رخصة
CC0 جميع الحقوق محفوظة. يمكنك استخدام هذا العمل كما تراه مناسبًا :).
شكر
- كيفن كووكو ونيكي كايس للتعليقات والاقتراحات المدروسة على نسخ مختلفة من المسودة.
- Nick Barr - للحصول على الدعم المعنوي طوال العملية وللتعليقات الأكثر فائدة حول عملي.
- Kita A. لتوجيهي إلى ظاهرة الترشيح وعتبة الترشيح.
- جيف لونسديل لربطه بهذا المقال ، والذي (على الرغم من عيوبه الكثيرة) أصبح الحافز الرئيسي للعمل في هذا المنصب.
عينات من المقالات التفاعلية