Het lijkt misschien verrassend, maar theorieën en formules die zijn afgeleid van de natuurkunde blijken nuttige hulpmiddelen te zijn om te begrijpen hoe democratische verkiezingen werken, inclusief hoe deze systemen kapot gaan en hoe ze kunnen worden verbeterd.

Een nieuwe, op fysica gebaseerde studie toont aan dat in de VS, verkiezingen maakten een overgang door in 1970, van een toestand waarin de verkiezingsresultaten redelijk goed de politieke voorkeuren van het grotere electoraat weergaf, tot een periode van toenemende instabiliteit, waarin zeer kleine veranderingen in de voorkeuren van kiezers leidden tot significante schommelingen in de richting van extremere politieke uitkomsten in beide richtingen.

De analyse laat ook zien dat deze instabiliteit kan worden geassocieerd met een onverwachte situatie waarin de uitkomsten in de tegenovergestelde richting schommelen van hoe de ware voorkeuren van mensen verschuiven. Dat is, een kleine beweging in de heersende opvattingen naar links kan resulteren in een meer rechtse uitkomst, en vice versa - een situatie die de onderzoekers 'negatieve representatie' noemen.

De bevindingen verschijnen in het tijdschrift Natuurfysica , in een artikel van Alexander Siegenfeld, een doctoraatsstudent natuurkunde aan het MIT, en Yaneer Bar-Yam, de voorzitter van het New England Complex Systems Institute.

"Ons land lijkt meer verdeeld dan ooit, met verkiezingsuitslagen die lijken op een slinger die met steeds grotere kracht zwaait, " zegt Siegenfeld. In dit regime van "onstabiele" verkiezingen, hij zegt, "een kleine verandering in de mening van de kiezers kan de verkiezingsuitslag drastisch veranderen, net zoals de richting van een kleine duw naar een rotsblok op de top van een heuvel de uiteindelijke locatie drastisch kan veranderen."

Dat is deels een gevolg van een steeds meer gepolariseerd electoraat, hij legt uit. De onderzoekers putten uit een eerdere analyse die sinds 1944 in elk presidentsverkiezingsjaar door de Republikeinse en Democratische partijplatforms ging en telden het aantal polariserende woorden met behulp van een combinatie van machine learning en menselijke analyse. De cijfers laten een relatief stabiele situatie zien vóór 1970, maar een dramatische toename van polarisatie sindsdien.

Het team ontdekte toen dat het Ising-model, die is ontwikkeld om het gedrag van ferromagneten en andere fysieke systemen te verklaren, is wiskundig equivalent aan bepaalde modellen van verkiezingen en beschrijft nauwkeurig het begin van instabiliteit in kiesstelsels.

"Wat er in 1970 gebeurde, is een faseovergang zoals het koken van water. De verkiezingen gingen van stabiel naar onstabiel, " legde Bar Yam uit.

De toenemende instabiliteit vloeit ook deels voort uit de structuur van partij-primaire systemen, die hun rol bij de selectie van kandidaten sinds de jaren '70 enorm hebben vergroot. Omdat de kiezers in de voorverkiezingen over het algemeen extremere partijdige opvattingen hebben dan die van het algemene electoraat, politici zijn meer geneigd standpunten in te nemen om die kiezers aan te spreken - standpunten die extremer kunnen zijn dan die van de meer reguliere kiezers, en dus minder kans om te winnen bij de algemene verkiezingen.

Deze verschuiving op lange termijn van een stabiele naar een onstabiele electorale situatie lijkt sterk op wat er gebeurt met een ferromagnetisch metaal dat wordt blootgesteld aan een magnetisch veld, Siegenfeld zegt, en kan worden beschreven door dezelfde wiskundige formules. Maar waarom zouden afgeleide formules voor dergelijke niet-gerelateerde onderwerpen relevant zijn voor dit vakgebied?

Siegenfeld zegt dat dat komt omdat in de natuurkunde, het is niet altijd nodig om de details van de onderliggende objecten of mechanismen te kennen om bruikbare en betekenisvolle resultaten te kunnen produceren. Hij vergelijkt dat met de manier waarop natuurkundigen het gedrag van geluidsgolven - die in wezen de geaggregeerde bewegingen van atomen zijn - met grote precisie konden beschrijven, lang voordat ze wisten van het bestaan ​​van atomen.

"Als we natuurkunde toepassen om de fundamentele deeltjes van ons universum te begrijpen, we kennen de onderliggende details van de theorieën niet, "zegt hij. "Toch kunnen we nog steeds ongelooflijk nauwkeurige voorspellingen doen."

evenzo, hij zegt, onderzoekers hoeven de motieven en meningen van individuele kiezers niet te begrijpen om een ​​zinvolle analyse van hun collectieve gedrag te kunnen maken. Zoals de krant stelt, "het begrijpen van het collectieve gedrag van sociale systemen kan profiteren van methoden en concepten uit de natuurkunde, niet omdat mensen op elektronen lijken, maar omdat bepaalde grootschalige gedragingen kunnen worden begrepen zonder begrip van de kleinschalige details."

Een andere belangrijke bevinding uit het onderzoek is het fenomeen 'negatieve representatie'. Dit is wanneer een algemene verschuiving naar links in de meningen van kiezers resulteert in een verschuiving naar rechts in de verkiezingsuitslag, of vice versa.

Dit kan gebeuren, bijvoorbeeld, als kiezers voor de keuze komen te staan ​​tussen een centrumlinkse kandidaat en een extreemrechtse kandidaat. Als de algemene sentimenten van het electoraat verder naar links opschuiven, dat kan ertoe leiden dat meer extreem-linkse kiezers besluiten om op de verkiezingsdag thuis te blijven omdat de standpunten van de centristische kandidaat te ver van hun eigen standpunten verwijderd zijn. Als resultaat, de extreemrechtse kandidaat wint. Of, als een rechtse zwaai in het electoraat leidt tot de benoeming van een extreemrechtse kandidaat, dat kan de kans vergroten dat een meer liberale kandidaat de algemene verkiezingen wint. "Deze negatieve representatie ondermijnt het hele doel van democratische verkiezingen, ', zegt Siegenfeld.

De studie stelt vast dat in onstabiele kiessystemen, er is altijd een negatieve representatie. Maar een aantal maatregelen die kunnen helpen om de trend naar instabiliteit tegen te gaan en zo ook de incidentie van negatieve representatie te verminderen, zeggen de auteurs.

Een van die oplossingen om de verkiezingsinstabiliteit te verminderen, zou een verschuiving zijn naar systemen voor gerangschikt stemmen, zoals die in Australië worden gebruikt, Maine, en de steden San Francisco en Cambridge, Massachusetts. Dergelijke systemen verminderen de noodzaak om "minste van twee kwaden" kandidaten te selecteren, en mensen in staat te stellen op hun echte voorkeur te stemmen zonder de verstoringen veroorzaakt door externe kandidaten, ze zeggen.

Een andere aanpak zou zijn om de opkomst te verhogen, hetzij door middel van prikkels, publiciteit, of wetgeving (zoals de vereiste stemming in Australië). Hoe lager het opkomstpercentage, hoe groter de kans op instabiliteit, vonden de onderzoekers.

"De meeste mensen zeggen 'ga stemmen' zodat je stem wordt gehoord, ", zegt Siegenfeld. "Wat minder gewaardeerd wordt, is dat wanneer kandidaten kunnen rekenen op mensen die stemmen, het is waarschijnlijker dat toekomstige verkiezingen stabieler zullen worden. Ons onderzoek toont wetenschappelijk aan dat een hoge opkomst de democratie bevordert, aangezien een lage opkomst de verkiezingen destabiliseert en resulteert in een negatieve vertegenwoordiging."

"Ik hou van dit onderzoek, " zegt Sören Jordan, een assistent-professor politieke wetenschappen aan de Auburn University in Alabama, die niet bij dit werk betrokken was en er een commentaarstuk over schreef in Nature. "De cross-over is spannend, en het zien van natuurkundigen die wiskundig zwaar werk doen dat echt buiten de traditionele reikwijdte ligt, en het trainen van politieke wetenschappen verbetert echt beide disciplines."

Hij voegt toe, "Dit model is een uitstekende heuristiek om een ​​aantal kritische fenomenen te begrijpen, zoals hoe langzaam bewegende concepten zoals partijdigheid nog steeds grootschalige effecten kunnen opleveren in geaggregeerde resultaten."