Een groep Israëlische onderzoekers rekruteerde 16 violisten om het gedrag van een menselijk netwerk te bestuderen en te ontdekken wat het onderscheidt van andere netwerken. zoals dieren, computers, en andere objecten. De resultaten combineren wetenschap en esthetiek, en roepen ook gedachten op over de verspreiding van het coronavirus.

Synchronisatie, waarin een complex systeem als één lichaam opereert, is een belangrijk fenomeen dat plaatsvindt op een enorm scala aan schalen - van subatomaire deeltjes tot sterrenstelsels. In de biologie, vis, vogels, en zelfs cellen synchroniseren om te overleven. Groepssynchronisatie is essentieel voor mensen, en cruciaal voor onze fysieke en mentale gezondheid. Voorbeelden van synchronisatie zijn te zien bij chauffeurs op de weg of in een menigte mensen die in elkaars handen klappen. Vandaag, om een ​​groep mensen een beslissing te laten nemen, ze hoeven elkaar niet te ontmoeten. Liever, er is een complex netwerk van verbindingen dat hen in staat stelt om beslissingen te nemen. Het fenomeen van synchronisatie tussen mensen in een complex netwerk is noodzakelijk voor het begrijpen van besluitvorming, de verspreiding van nepnieuws begrijpen, politieke wetenschappen, economie, en de verspreiding van ziekten, maar het is tot op heden niet onderzocht.

Om bij te dragen aan bestaande kennis over menselijke synchronisatie, en het voor het eerst meetbaar en nauwkeurig te onderzoeken, Dr. Moti Fridman van de Kofkin Faculteit Ingenieurswetenschappen aan de Bar-Ilan University, Prof. Nir Davidson van het Weizmann Instituut, en Elad Shniderman van de Stony Brook University in New York, creëerde een muzikaal ensemble dat optrad als een netwerk. Hun bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Het ensemble bestond uit 16 violisten die een koptelefoon droegen. Elk van de violisten speelde herhaaldelijk een identieke korte muzikale frase, en hoorde zijn/haar eigen optreden, samen met de uitvoering van twee of meer violisten, via de koptelefoon. Visuele informatie werd ook geneutraliseerd door de muzikanten van elkaar te scheiden met scheidingswanden. Het enige wat ze moesten doen was met elkaar synchroniseren, of met andere woorden, om mee te spelen met wat ze in de koptelefoon hoorden.

De experimentele opstelling die door de onderzoekers was gemaakt, stelde hen in staat om de connectiviteit van het netwerk te controleren, zoals met hoeveel leden van het ensemble elke muzikant was verbonden en de intensiteit waarmee elke muzikant de andere muzikanten hoorde. Wat de muzikanten in de koptelefoon hoorden, was dat een of twee violisten of meer in realtime met hen speelden terwijl het systeem een ​​toenemende vertraging oplegde. "Hier hebben we een ander fenomeen dan een gewoon muziekstuk. Er is geen globale klok, maar veel mensen binnen een bepaald communicatienetwerk reageren onafhankelijk. In feite, het is een esthetisch object dat het gedrag van mensen in een groep persoonlijk onthult, of als ensemble, ' zegt Fridman.

"Door een vertraging tussen de gekoppelde violisten in te voeren, zodat elke violist hoorde wat zijn/haar buren een paar seconden geleden speelden, we voorkomen dat het netwerk een gesynchroniseerde status bereikt, ", zegt Fridman. Dit wordt een gefrustreerde situatie genoemd en is goed bestudeerd in verschillende soorten netwerken. Volgens de huidige netwerktheoriemodellen, in een gefrustreerde toestand zal elk knooppunt proberen een compromis te sluiten tussen al zijn ingangen.

"Mensen gedragen zich anders, Dr. Fridman legt uit. "In een staat van frustratie zoeken ze geen 'midden', maar negeer een van de ingangen. Dit is een kritiek fenomeen dat de dynamiek van het netwerk verandert. Het is tot op heden niet aangepakt omdat de metingen niet schoon waren en niet konden worden getoond."

Het onderzoek van Dr. Fridman en zijn collega's, dat eigenlijk begon als een wetenschappelijk-artistiek project voor het Fetter Museum of Nanoscience &Art aan de Bar-Ilan University, biedt twee innovaties:de eerste is methodologisch:een platform dat de dynamiek van menselijke netwerken nauwkeurig en zuiver meet. Het tweede is het bewijs dat een menselijk netwerk twee unieke kenmerken heeft:de flexibiliteit om van tempo te veranderen, en de mogelijkheid om te filteren, en zelfs negeren, inputs die frustratie veroorzaken. Deze capaciteiten veranderen de dynamiek van menselijke netwerken ten opzichte van andere netwerken fundamenteel en maken het gebruik van een nieuw model nodig om menselijk gedrag te voorspellen.

"Als je mensen neemt en je bestudeert hoe ze in elkaar klappen, je hebt geen controle over wie wat hoort. Tijdens het werken aan dit project ontdekten we dat menselijke netwerken zich anders gedragen dan enig ander netwerk dat we ooit hebben gemeten. Menselijke netwerken zijn in staat om hun innerlijke structuur te veranderen om tot een betere oplossing te komen dan mogelijk is in bestaande modellen. Dit concept is de kern van onze wetenschappelijke en esthetische ontdekking, ' zegt Fridman.

Het onderzoek heeft geleid tot een nieuw model voor het simuleren van menselijke netwerken, wat voor meerdere toepassingen van belang is. De dynamiek van menselijke netwerken is essentieel voor het begrijpen van besluitvorming in groepen, een breed onderwerp dat verband houdt met economie, politiek, menswetenschappen, en meer. Aangezien het experiment het eerste is dat de dynamiek van complexe netwerken meet, dit kan nuttig zijn om te begrijpen hoe en wanneer een groep mensen in een sociaal netwerk, die wordt blootgesteld aan valse informatie, komt tot verkeerde conclusies. Het kan voorkomen dat wat bekend staat als 'nepnieuws' zich ongecontroleerd verspreidt. In aanvulling, het onderzoek heeft betrekking op epidemische controle en inzicht in hoeveel verbindingen we kunnen behouden en toch voorkomen dat een epidemie zich verspreidt.

De resultaten zijn ook gerelateerd aan elk netwerk waar elk knooppunt in het netwerk beslissingsvermogen heeft, zoals zelfrijdende auto's, of het introduceren van AI in onze sterk verbonden wereld. Dit model kan met hoge nauwkeurigheid de dynamiek van dergelijke systemen voorspellen, verder dan voorheen mogelijk was.