Netværk af lyde:Ny forskning afslører den magiske hemmelighed bag menneskelige netværk

En gruppe israelske forskere rekrutterede 16 violinister til at studere adfærden af ​​et menneskeligt netværk og finde ud af, hvad der adskiller det fra andre netværk, såsom dyr, computere, og andre genstande. Resultaterne kombinerer videnskab og æstetik, og også vække tanker om spredningen af ​​coronavirus.

Synkronisering, hvor et komplekst system fungerer som én krop, er et vigtigt fænomen, der finder sted i et enormt omfang af skalaer – fra subatomære partikler til galakser. I biologi, fisk, fugle, og endda celler synkroniseres for at overleve. Gruppesynkronisering er afgørende for mennesker, og afgørende for vores fysiske og mentale sundhed. Eksempler på synkronisering kan ses hos bilister på vejen eller i en flok mennesker, der klapper i hænderne. I dag, for at en gruppe mennesker kan træffe en beslutning, de behøver ikke mødes. Hellere, der er et komplekst netværk af forbindelser, der sætter dem i stand til at træffe beslutninger. Fænomenet synkronisering mellem mennesker i et komplekst netværk er nødvendigt for at forstå beslutningstagning, forstå spredningen af ​​falske nyheder, Statskundskab, økonomi, og spredning af sygdomme, men det er ikke blevet undersøgt til dato.

At bidrage til eksisterende viden om menneskelig synkronisering, og at undersøge det for første gang på en målbar og præcis måde, Dr. Moti Fridman fra Kofkin Fakultet for Ingeniørvidenskab ved Bar-Ilan University, Prof. Nir Davidson fra Weizmann Instituttet, og Elad Shniderman fra Stony Brook University i New York, skabt et musikalsk ensemble, der fungerede som et netværk. Deres resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

Ensemblet var sammensat af 16 violinister iført høretelefoner. Hver af violinisterne spillede gentagne gange en identisk kort musikalsk frase, og hørte hans/hendes egen optræden, sammen med optræden af ​​to eller flere violinister, gennem høretelefonerne. Visuel information blev også neutraliseret ved at adskille musikerne med skillevægge. Det eneste, de blev bedt om, var at synkronisere med hinanden, eller med andre ord, at spille sammen med det, de hørte i høretelefonerne.

Den eksperimentelle opsætning skabt af forskerne gjorde det muligt for dem at kontrollere netværkets forbindelse, som hvor mange af medlemmerne af ensemblet hver musiker var knyttet til, og i hvilken intensitet hver musiker hørte de andre musikere. Det musikerne hørte i hovedtelefonerne, var en eller to violinister eller flere, der spillede med dem i realtid, mens en stigende forsinkelse blev påført systemet. "Her har vi et andet fænomen end et almindeligt musikstykke. Der er ikke noget globalt ur, men mange mennesker inden for et bestemt kommunikationsnetværk reagerer uafhængigt. Faktisk, det er et æstetisk objekt, der afslører adfærden hos mennesker i en gruppe personligt, eller som ensemble, siger Fridman.

"Ved at indføre en forsinkelse mellem de koblede violinister, så hver violinist hørte, hvad hans/hendes naboer spillede for et par sekunder siden, vi forhindrer netværket i at nå en synkroniseret tilstand, " siger Fridman. Dette kaldes en frustreret situation og er velundersøgt i forskellige typer netværk. Ifølge nuværende netværksteoretiske modeller, i en frustreret tilstand vil hver node forsøge at gå på kompromis mellem alle dens input.

"Mennesker opfører sig anderledes, " Dr. Fridman forklarer. "I en tilstand af frustration leder de ikke efter en 'midt', men ignorer et af inputs. Dette er et kritisk fænomen, som ændrer netværkets dynamik. Det er ikke blevet behandlet til dato, fordi målingerne ikke var rene og ikke kunne vises."

Forskningen udført af Dr. Fridman og hans kolleger, som faktisk begyndte som et videnskabeligt-kunstnerisk projekt for Fetter Museum of Nanoscience &Art ved Bar-Ilan University, tilbyder to innovationer:den første er metodisk - en platform, der måler menneskelig netværksdynamik præcist og rent. Det andet er bevis på, at et menneskeligt netværk har to unikke egenskaber:fleksibiliteten til at ændre tempo, og evnen til at filtrere, og endda ignorere, input, der skaber frustration. Disse evner ændrer fundamentalt dynamikken i menneskelige netværk i forhold til andre netværk og nødvendiggør brugen af ​​en ny model til at forudsige menneskelig adfærd.

"Hvis du tager mennesker og du studerer, hvordan de klapper sammen, du har ingen kontrol over, hvem der hører hvad. Mens vi arbejdede på dette projekt, opdagede vi, at menneskelige netværk opfører sig anderledes end noget andet netværk, vi nogensinde har målt. Menneskelige netværk er i stand til at ændre deres indre struktur for at nå frem til en bedre løsning end hvad der er muligt i eksisterende modeller. Dette koncept er kernen i vores videnskabelige og æstetiske opdagelse, siger Fridman.

Forskningen har ført til en ny model til simulering af menneskelige netværk, hvilket er vigtigt for flere anvendelser. Dynamikken i menneskelige netværk er afgørende for at forstå beslutningstagning i grupper, som er et bredt emne relateret til økonomi, politik, humanvidenskab, og mere. Da eksperimentet er det første til at måle dynamikken i komplekse netværk, dette kan være gavnligt for at forstå, hvordan og hvornår en gruppe mennesker i et socialt netværk, som er udsat for falske oplysninger, kommer til forkerte konklusioner. Det kan forhindre det, der er kendt som "falske nyheder" i at spredes uden kontrol. Ud over, forskningen er relateret til epidemikontrol og forståelse af, hvor mange forbindelser vi kan bevare og stadig forhindre en epidemi i at sprede sig.

Resultaterne er også relateret til ethvert netværk, hvor hver node i netværket har beslutningsevne, såsom selvkørende biler, eller introducere kunstig intelligens i vores meget forbundne verden. Denne model kan med høj nøjagtighed forudsige dynamikken i sådanne systemer, ud over hvad der var muligt før.